Научно-образовательный портал
W-10.RU

Организация интеллектуальной сети в г. Кокшетау на базе платформы оборудования Alcatel S12

Организация интеллектуальной сети в г. Кокшетау на базе платформы оборудования Alcatel S12

83

Введение

Концепция интеллектуальной сети является сегодня одной из определяющих концепций развития современных сетей связи. Интерес, проявляемый к ИС (интеллектуальная сеть), не случаен и основан на преимуществах, которые получают администрации связи, операторы сетей и абоненты при реализации услуг ИС, называемых также услугами дополнительных доходов (value added services). Кроме того, данная концепция позволила осуществить выход на рынок средств связи не только производителей коммутационного оборудования, но и ведущих производителей средств вычислительной техники (СВТ) и современных средств обработки информации. Концепция ИС формируется уже более десяти лет и после выпуска в 1993 году ITU-T (International Telecommunication Union - Telecommunication Standardization Sector - Международный Союз Электросвязи - Сектор стандартизации в области связи) пакета рекомендаций серии Q.1200 стала действующим международным стандартом, поддерживаемым также практически всеми основными организациями стандартизации связи - ETSI, ANSI и др.

Интеллектуальная сеть (IN - Intelligent Network) - это новый способ (архитектура, концепция) организации предоставления услуг на сети электросвязи, который облегчает введение новых дополнительных услуг и управление ими. ИС является сегодня одной из определяющих концепций развития современных сетей связи. Интерес, проявляемый к ИС, основан на тех преимуществах, которые получают как клиенты, так и операторы связи при реализации услуг интеллектуальной сети. Основная цель перехода к архитектуре ИС заключается в желании упростить доступ клиентов к услугам, а для оператора - упростить порядок ввода новых услуг. Развитие такого рода услуг продиктовано возросшими потребностями бизнес-структур в необходимости укрепления обратной связи со своими клиентами.

АО «Казахтелеком» продолжает активную работу по предоставлению своим абонентам современных услуг связи и внедряет услуги интеллектуальных сетей. Создание единой интеллектуальной сети АО «Казахтелеком» охватит все регионы Республики и позволит значительно расширить спектр услуг связи, предоставляемых как самим АО «Казахтелекомом», так и сторонними телекоммуникационными операторами, которые могут найти новые взаимовыгодные формы сотрудничества с нашей компанией. Кроме того, внедрение интеллектуальных сетей послужит построению сетей будущего: сближению фиксированных и мобильных сетей, интеграции традиционных сетей связи и сетей Internet [6].

В основе архитектуры ИС лежат так называемые наборы возможностей (CS -- Capability Sets), определяющие функциональные возможности сети при предоставлении услуг. Разработка набора возможностей первого этапа CS1 завершена в рамках рекомендаций серии Q.1200 и опирается на существующие сетевые технологии сетей коммутации каналов. Отличительной особенностью данных услуг является то, что они могут быть активизированы только в процессе установления/разъединения соединения. По терминологии ITU-T услуги CS1 относятся к услугам типа «А», они являются одноконцевыми (Single Ended) с централизованной логикой управления (Single Point of Control) [7].

Принципы создания и предоставления услуг в ИС определяются четырехуровневой концептуальной моделью, стандартизованной в рекомендации ITU-T I.312/Q.1201. Модель отражает абстрактный подход к описанию ИС и состоит из четырех плоскостей. Собственно услуга описывается на первом уровне -- плоскости услуг SP (Service Plane). Здесь отсутствует информация о том, как именно осуществляется предоставление услуг сетью. На втором уровне -- глобальной функциональной плоскости GFP (Global Functional Plane) -- услуга представляется в виде цепочки независимых от услуг конструктивных блоков (SIB), разработка которых необходима для внедрения услуг. В рекомендации ITU-T Q.1213 специфицированы как операции, выполняемые блоками SIB, так и данные, необходимые для их выполнения. На третьем уровне распределенной функциональной плоскости DFP (Distributed Functional Plane) - операции, выполняемые SIB, объединяются в группы, называемые функциональными объектами, которые при внедрении услуг могут быть распределены по различным физическим объектам - сетевым центрам. Здесь сеть рассматривается как совокупность функциональных объектов, взаимодействующих друг с другом и, таким образом, порождающих информационные потоки. Четвертый уровень - физическая плоскость РР (Physical Plane) - описывает сетевые центры, содержащиеся в них функциональные элементы и протоколы взаимодействия с другими элементами сети.

В настоящем дипломном проекте предлагается организация интеллектуальной сети в г.Кокшетау на базе платформы оборудования Alcatel S12. Организация интеллектуальной сети позволит повысить доходы операторов при минимальных затратах, без изменения структуры сети и оборудования

1 Анализ состояния существующей сети телекоммуникаций и обоснование необходимости создания интеллектуальной сети в г.Кокшетау

1.1 Маркетинговые исследования по созданию интеллектуальной сети

1.1.1 Географическо-экономические особенности региона

Кокшетау - исторически-географический регион на северной части РК (Республики Казахстан). Граничит с многими областями Казахстана. Территория региона богата водными и горными ресурсами. Город Кокшетау - административный центр Акмолинской области (1999г.), а с 1944 - 1997гг. был центром Кокчетавской области. Город расположен от столицы Астана на северо-западе на расстоянии 276 км. Население (2003г.) 133,1 тыс. человек. Площадь города 420,0 км2. Климат в городе, как и в других городах северной части РК резко-континентальный. Кокшетау - крупный промышленный центр. В городе развивается легкая, пищевая промышленности, машиностроение, химическая промышленность, производство неметаллических изделий, картонно-бумажная промышленность, теплоэнергетика, электроэнергетика, газовые предприятия и предприятия водоснабжения. Функционирует также на территории города золотодобывающее предприятие «Васильковский», АО «Тыныс» (выпускает агрегаты авиационной техники, счетчики водоснабжения, и многое другое), АО «Наука-Восток» (выпускает агрегаты). В городе хорошо развита деревоперерабатывающая промышленность, мясо-молочная промышленность, зерноперерабатывающее производство, комбинат по выпуску минеральных вод и напитков. В общей сложности в г.Кокшетау функционирует свыше 45 предприятий малого бизнеса (2003г.), где работают около 20 тыс. человек. Протяженность автодорог по городу составляет свыше 267 км. Перевозка грузов осуществляется в основном по автомобильным дорогам. Работает и авиатранспорт. Железные дороги соединяют г.Кокшетау со всеми регионами Казахстана и СНГ, а также странами дальнего зарубежья [28].

В секторе здравоохранения города функционируют 13 СВА, 17 поликлиник, несколько больниц, около 50 аптек.

В сфере образования функционируют 2 университета, несколько институтов, 15 школ. Город богат в сфере культуры и спорта, имеется 2 театра, филармония, хореографический ансамбль, система библиотек, 4 музея, выставочные залы, около десяти клубов, несколько стадионов, бассейнов, лыжная база, около десяти спортивных школ.

В центральной части города Кокшетау расположены административные и культурные центры, после переезда областного центра из г.Астаны в г.Кокшетау значительно активизировалась деятельность предприятий, в городские инфраструктуры вкладываются инвестиции, улучшилось экономическое благосостояние населения. Все эти факты создают предпосылки для развития и улучшения качества сети и предоставляемых услуг телекоммуникаций.

1.1.2 Характеристика сети телекоммуникаций г.Кокшетау

В г.Кокшетау работают несколько компаний предоставляющих телекоммуникационные услуги, а также доступ в Интернет и передачи информации, используя кабельные и спутниковые каналы (до 128 кбит/с).

В настоящее время в г.Кокшетау действует четыре АТС (Автоматическая телефонная станция), две подстанции SSA, четыре подстанции RSU и одна подстанция М-200 (рисунок 1.1). Общая монтированная емкость сети составляет 41588 номеров, задействованная емкость - 39039 номеров (таблица 1.1), использование емкости сети - 92,71%. Уровень телефонизации составляет 30 ТА (телефонных аппаратов) на 100 жителей (рисунок 1.2).

Таблица 1.1 - Сводная таблица по АТС г.Кокшетау

Существующие сети всех АТС построены по шкафной системе с применением прямого питания. На ГТС ускоренными темпами внедряются современные технологии, такие как HDSL (Высокоскоростная цифровая абонентская линия), ADSL (Асимметричная цифровая абонентская линия), узкополосный и широкополосный абонентский доступ с применением мультиплексорного оборудования. Станции связаны между собой по оптическому кабелю с применением оборудования STM (Синхронный транспортный модуль). На сети применяется шестизначная система нумерации.

Связь со спецслужбами на городской телефонной сети г.Кокшетау осуществляется по общему пучку соединительных линий через узел спецслужб - УСС, который расположен на АТСЭ-25. В качестве соединительных линий между РАТС и УСС используется цифровые каналы систем передачи.

Организована спецслужба с трехзначной нумерацией - служба времени (060), справочная служба телеграфа (061), служба погоды (062).

Для включения в мировые системы телекоммуникаций национальная сеть связи должна соответствовать мировым стандартам. Появление таких глобальных информационных сетей как Интернет, подразумевает передачу больших потоков информации, а это возможно только при соответствующей достоверности и скорости передачи данных. Среди важнейших направлений развития городской телефонной сети была цифровизация АТС и соединительных линий. Это позволит предоставить абонентам более широкий список услуг и высокое качество связи, в том числе высококачественные интеллектуальные услуги.

В настоящее время появляется большое число операторов предоставляющих услуги связи (сети мобильной связи GSM, DAMPS, пейджинговые компании, провайдеры Интернет, транкинговые сети). Оборудование, на базе которого предоставляются все эти услуги, являются современными цифровыми средствами связи. Поэтому, для того, чтобы в недалеком будущем успешно конкурировать на рынке услуг связи, необходимо обеспечивать услугами связи, создать в конечном итоге интеллектуальные сети.

В связи с заменой АТСКУ-23 на цифровую АТС типа S-12 фирмы Alcatel (2006г). ГТС г.Кокшетау достигла 100% цифровизации сети. Это позволит предоставить всем абонентам города дополнительные виды услуг, внедрить систему повременного учета стоимости переговоров, вводить систему ЦТЭ (Центр технической эксплуатации), а также полностью перейти на систему ОКС №7, и создает предпосылки по созданию интеллектуальной сети.

В целом услуги интеллектуальной сети очень похожи на услуги ДВО (дополнительные виды обслуживания) и ЦСИО (цифровая сеть интегрального обслуживания), но в отличие от них могут быть реализованы в рамках глобальной сети связи. К их числу относятся такие знакомые нам услуги, как сокращенный набор, бесплатный вызов, направленный вызов, конференц-связь и др. Всего набор CS1 включает 25 видов услуг, которые должны поддерживаться телефонными сетями, сетями ЦСИО и мобильными сетями. В нашей стране наиболее распространены следующие из них: предоплаченные услуги - предоставляются по сервисным телефонным картам; со значительным отрывом лидируют по популярности среди всех видов услуг и используются для доступа к речевой почте, Интернету, сетям IP телефонии, платным информационным службам и др.; заказ услуги осуществляется при помощи PIN-кода, либо через серийный городской номер, либо через номер спецслужбы, либо номер 805 по правилам ИС; тарификация вызовов - позволяет создавать тарифные планы, зависящие от номеров и категорий вызываемого и вызывающего абонентов, использовать различные периоды тарификации, бесплатных порогов и т. д.; возможности управления процессами оплаты зависят от биллинговых подсистем; телеголосование (Mass Calling) - позволяет проводить опросы населения по телефону; свое мнение респондент выражает набором одной из цифр на терминале; в настоящее время услуга востребована преимущественно центральными телеканалами, а ее провайдерами являются операторы. Потенциал услуги вырастет, если в регионах появится интерес к опросам общественного мнения.

2 Концептуальные основы интеллектуальных сетей

Современный этап развития цивилизации связан с переходом к информационному обществу, существование которого невозможно без развитых инфокоммуникационных сетей (ИКС). Понятие ИКС отражает технические, технологические, экономические и организационные процессы производства, обработки, хранения и распространения информации. Необходимым условием создания ИКС является глобализация и персонализация услуг, которые предоставляются телекоммуникационными сетями. Стремление пользователей и сетевых администраций к расширению функциональных возможностей сетей в направлении расширения состава и изменения характера предоставляемых ими услуг является главным фактором, стимулирующим переход к новым сетевым технологиям [7].

Основными этапами эволюции сетей связи, с точки зрения состава предоставляемых услуг, являются этапы показанные на рисунке 2.1. Каждый этап имеет свою логику развития, взаимосвязь с предыдущими и последующими этапами. Кроме того, каждый этап зависит от уровня развития экономики и национальных особенностей отдельного государства.

Первый этап - построение телефонной сети общего пользования PSTN (Public Switched Telephone Network). В течение длительного времени каждое государство создавало свою национальную аналоговую телефонную сеть общего пользования (ТфОП). Телефонная связь предоставлялась населению, учреждениям, предприятиям и отождествлялась с единственной услугой - передачей речевых сообщений. В дальнейшем по телефонным сетям с помощью модемов стала осуществляться передача данных. Тем не менее, даже в настоящее время телефон остается основной услугой связи, принося эксплуатационным организациям более 80% доходов [13].

Рисунок 2.1 - Этапы развития сетей и услуг связи

Второй этап - цифровизация телефонной сети. Для повышения качества услуг связи, увеличения их числа, повышения автоматизации управления и технологичности оборудования, промышленно развитые страны в начале 70-х годов начали работы по цифровизации первичных и вторичных сетей связи. Были созданы интегральные цифровые сети IDN (Integrated Digital Network), предоставляющие также в основном услуги телефонной связи на базе цифровых систем коммутации и передачи. В настоящее время во многих странах цифровизация телефонных сетей практически закончилась.

Третий этап - интеграция услуг. Цифровизация сетей связи позволила не только повысить качество услуг, но и перейти к увеличению их числа на основе интеграции. Так появилась концепция цифровой сети с интеграцией служб ISDN (Integrated Service Digital Network). Пользователю этой сети предоставляется базовый доступ (2B+D), по которому информация передается по трем цифровым каналам: два канала В со скоростью передачи 64 Кбит/с и канал D со скоростью 16 кбит/с. Каналы В используются для передачи речевых сообщений и данных, канал D - для сигнализации и для передачи данных в режиме пакетной коммутации. Для пользователя с большими потребностями может быть предоставлен первичный доступ, содержащий (30B+D) каналов. Концепция ISDN существует около 20 лет, но широкого распространения в мире не получила по нескольким причинам. Во-первых, оборудование ISDN достаточно дорого, чтобы стать массовым; во-вторых, пользователь постоянно оплачивает три цифровых канала; в-третьих, перечень услуг ISDN превышает потребности массового пользователя. Именно поэтому интеграция услуг начинает заменяться концепцией интеллектуальной сети [6].

Четвертый этап - интеллектуальная сеть IN (Intelligent Network). Эта сеть предназначена для быстрого, эффективного и экономичного предоставления информационных услуг массовому пользователю. Необходимая услуга предоставляется пользователю тогда, когда она ему требуется и в тот момент времени, когда она ему нужна. Соответственно и платить он будет за предоставленную услугу в течение этого интервала времени. Таким образом, быстрота и эффективность предоставления услуги позволяют обеспечить и ее экономичность, так как пользователь будет использовать канал связи значительно меньшее время, что позволит ему уменьшить затраты. В этом заключается принципиальное отличие интеллектуальной сети от предшествующих сетей - в гибкости и экономичности предоставления услуг.

В свою очередь, уменьшение затрат индивидуального пользователя на новые услуги должно увеличить спрос на них, т.е. привести к увеличению прибыли поставщиков услуг. Соответственно расширение спроса на услуги приведет к увеличению поставок необходимого оборудования, т.е. к увеличению прибыли поставщиков оборудования. Таким образом, гибкость предоставления услуг в интеллектуальной сети приводит к объединению экономических интересов трех сторон: пользователей, поставщиков услуг и поставщиков оборудования [17].

Внедрение концепции ИС с набором возможностей CS1 изменяет не столько характер предлагаемых услуг, сколько технологию их производства и предоставления. Следующий принципиальный скачок в телекоммуникационных технологиях будет достигнут при переходе к инфокоммуникационным сетям следующего поколения (ИКС), которые предназначены не только для передачи информации между пользователями и предоставления телекоммуникационных услуг, но и для организации доступа пользователей к информационным услугам и контенту (информации), что меняет содержание задач сетевого управления и принципы построения сетевых центров.

Сети следующего поколения не отвергают опыт, накопленный в процессе эволюции сетей коммутации каналов. Они также используют программную логику для создания услуг, возможности цифровых интерфейсов для доставки услуг пользователям и концепцию построения отдельной интеллектуальной платформы для управления услугами. В то же время они принципиально отличаются от традиционных информационных и телекоммуникационных услуг, поскольку предполагают в комплексе автоматизированную обработку, хранение или предоставление по запросу информации с использованием информационных систем как на входящем, так и на исходящем концах соединения.

2.1 Новые услуги электросвязи

Быстрое, эффективное и экономичное предоставление услуг пользователю возможно лишь при новой концепции построения сетей связи, которая заключается в разделении функций коммутации и функций предоставления услуг. В классических телефонных сетях функции предоставления услуг являются неотъемлемой частью функций коммутационных систем. Это приводит к тому, что с ростом числа услуг и увеличением их функциональных особенностей резко увеличиваются аппаратные средства и особенно программное обеспечение коммутационных систем. В результате растет сложность коммутационных систем и, соответственно, их стоимость. Более того, происходит непрерывная модернизация коммутационных систем, обусловленная ростом числа предоставляемых услуг. Естественно, возрастает и стоимость предоставления услуг, что значительно замедляет рост спроса на них. Именно такой процесс происходит в настоящее время с ISDN [7].

До введения понятия интеллектуальной сети был возможен лишь один сценарий предоставления новых услуг электросвязи. Он основан на традиционном подходе, при котором ввод каждой новой услуги требует модернизации соответствующих аппаратно-программных средств коммутационных станций.

После введения ИС стал возможен второй сценарий предоставления новых услуг электросвязи. Он основан на реализации ряда основных элементов ИС, которые должны обеспечить снижение затрат на введение каждой новой услуги. В этом случае функции распределения информации отделены от функций предоставления дополнительных услуг. Для реализации услуг ИС требуются затраты на общие основные элементы, но в дальнейшем ввод каждой новой услуги требует существенно меньших затрат по сравнению с ТфОП.

Первый и второй сценарии, показанные на рисунках 2.2 и 2.3, определяют специфическую структуру затрат на различных этапах развития сети электросвязи. За единицу затрат для обоих сценариев принят уровень затрат на ТфОП, когда абонентам сети доступны лишь услуги по установлению соединений. Очевидно, что относительная стоимость сети электросвязи при введении небольшого перечня дополнительных услуг будет меньше при первом

сценарии. Начиная с определенного момента времени, когда перечень дополнительных услуг превышает некоторый уровень, второй сценарий становится предпочтительным.

Рисунок 2.2 - Затраты на реализацию дополнительных услуг в ТфОП

Рисунок 2.3 - Затраты на реализацию дополнительных услуг в ИС

Указанные на рисунке 2.3 основные элементы ИС можно рассматривать как одноименный уровень сети. Применительно к структуре ИС концептуальная модель представлена на рисунке 2.4 [6].

Процесс проключения телефонных соединений осуществляется на транспортном уровне, включающем сетевые узлы и коммутационные станции. Логика предоставления интеллектуальных услуг (ИУ) реализуется в соответствующих узлах интеллектуального уровня. Для взаимодействия интеллектуального и транспортного уровней используется сеть передачи данных (СПД), в качестве которой чаще всего используется сеть общеканальной сигнализации ОКС №7 со специальной прикладной подсистемой пользователя интеллектуальной сети INAP (Intelligent Network Application Part).

Рисунок 2.4 - Концептуальная модель ИС

Показанные в правой части рисунке 2.4 два треугольника отображают две весьма существенные для ИС особенности. Скорость обработки вызова на верхних уровнях падает с ростом их «интеллектуальности», которая, в свою очередь, падает по мере продвижения вниз по транспортному уровню предложенной модели электросвязи. В этих треугольниках заложены те проблемы, которые возникают по мере создания и развития ИС.

2.2 Модель обслуживания вызова в интеллектуальной сети

Модели обслуживания вызова в ТфОП и в ИС имеют существенные отличия, основанные на использовании новой концептуальной модели сети (рисунок 2.4). Схема, изображенная на рисунке 2.5, является логической моделью обслуживания вызовов в обычной телефонной сети. При введении каждой новой дополнительной услуги (ДУ) аппаратно-программные средства коммутационной станции (КС) соответствующим образом модифицируются. Для реализации общесетевой услуги необходимо провести аппаратно-программную модернизацию всех узлов сети. Соответствующие действия будут необходимы также во всех узлах при изменении алгоритма предоставления существующей общесетевой услуги. По мере роста числа предоставляемых услуг сложность и, следовательно, стоимость КС непрерывно растут. Эта причина и послужила стимулом разделения функций распределения информации и предоставления дополнительных услуг. Концепция ИС может считаться одним из наиболее успешных решений поставленной задачи. В соответствии с рекомендацией ITU-T 1.312/Q. 1201 модель обслуживания вызовов в ИС, показанная на рисунке 2.6, подразумевает введение в состав КС определителей вызова (ОВ), именуемых в зарубежной литературе как «Hook». Слово «hook» (крюк) в вычислительной технике обозначает дополнительные программные и/или аппаратные средства, облегчающие дальнейшее расширение функций и внесение изменений в какую-либо систему [17].

Рисунок 2.5 - Модель обслуживания вызова в ТфОП

Рисунок 2.6 - Модель обслуживания вызова в ИС

Модель обслуживания вызовов в ИС включает в себя три основных компонента:

- технические средства обработки основных вызовов, которые выполняют ряд стандартных процессов вне зависимости от предоставляемых и планируемых к введению дополнительных услуг;

- определители вызовов (Hook), опознающие заявки, направляемые в ИС и временно приостанавливающие процесс обслуживания вызова на период обмена информацией с логической частью ИС;

- логическая часть ИС, содержащая аппаратные средства и ПО, как для создания дополнительных услуг и передачи информации, управляющей стандартными процессами обработки вызовов [6].

Такое разделение функций обслуживания вызова в интеллектуальной сети имеет ряд достоинств. Во-первых, в ИС для обработки основного вызова используются обычные телефонные станции. Во-вторых, для выполнения функций определителей вызова необходимо только небольшая коррекция существующих коммутационных систем, что чаще всего реализуется соответствующим ПО. И самое главное - централизованная логика услуг ИС позволяет оператору ускорить и упростить процесс ввода новых и коррекции существующих ИУ, что сказывается на экономичности всей сети.

3 Сравнение возможностей оборудования различных производителей

3.1 Платформа ИС фирмы Siemens

Данная платформа ИС фирмы Siemens широко применяется в странах СНГ. Например в России после утверждения Минсвязи России спецификаций национальной версии протокола INAP (INAP-R) в России были созданы условия для внедрения на ТфОП услуг ИС. В середине 1997 года ряду зарубежных фирм было предложено представить свои технические предложения на поставку платформы ИС для сети ОАО «Ростелеком». Одним из условий была обязательная реализация протокола INAP-R. Было принято решение о размещении платформы ИС в Москве, где уже функционировала комбинированная АМТС/ АТС типа EWSD (версия ПО 7.1) производства IskraTel. В рамках проекта требовалось модернизировать ПО этой станции до уровня 10-й версии с реализацией функций SSP и протокола INAP-R. В качестве платформы ИС было выбрано оборудование IN Xpress v.5.2 производства фирмы Siemens [7].

Платформа ИС IN Xpress v.5.2 выполняет функции SCP/SMP/SCEP (рисунок 3.1). Ее компоненты базируются на использовании открытой системы семейства серверов SNI RM (RM200/RM300/RM400/RM600), функционирующих под управлением операционной системы UNIX V.4. «Московский» проект базируется на использовании UNIX-серверов типа RM600, выполняющих все необходимые функции SCP и SMP, рабочей станции (RM200), предназначенной для административных целей, и ПК, служащих для контроля обслуживания абонентов. Функции SCEP (проектное название ASD - Advanced Service Design) выполняет рабочая станция на базе RM200. Платформе ИС присвоен код 100 в структуре системы нумерации ВСС России (8-80Х-100-ХХХХ).

Узел SCP реализован в соответствии с многопроцессорной архитектурой «клиент-сервер» и высокоскоростной локальной сетью Ethernet для обеспечения связи между компонентами. В состав SCP входит два компьютерных элемента СЕ1 и СЕ2, образующих кластерную конфигурацию, которая функционирует в режиме разделения нагрузки. Если один СЕ выходит из строя, второй принимает на себя все его функции по обслуживанию задач.

SCP осуществляет обработку трафика вызовов, генерируемых ИС, и поддерживает предоставление большого числа услуг, обладающих разнообразными требованиями к обработке и емкости баз данных [6].

Основными функциями SCP являются:

- обработка перегрузки;

- восстановление работоспособности/устранение ошибок функцио-нирования;

- централизованное управление сигнализацией о сбоях и ошибках;

- надзор и мониторинг функционирования системы;

- перезапуск/ перезагрузка системы;

- обработка данных по услугам и абонентам;

Рисунок 3.1 - Архитектура платформы ИС IN Xpress v.5.2

- администрирование глобальных данных;

- сбор статистических данных;

- тарификация;

- техническое обслуживание.

Интерфейс между SCP и SSP/IP поддерживает процедуру распределенной обработки вызова услуги ИС в структурах: клиент (SSP) - сервер (SCP) и клиент (SCP) - промежуточный объект (SSP) - сервер (IP) в соответствии с процедурой смены состояний динамической системы обработки вызова услуги ИС (Q. 1214) и прикладным протоколом INAP-R, использующим стек протоколов ОКС №7 TCAP/SCCP/MTP [18].

Основным назначением узла SMP являются:

- предоставление возможности модификации параметров логики услуг ИС со стороны оператора сети, модификация данных логики услуги, как со стороны оператора, так и со стороны абонентов (при соответствующих ограничениях уровня доступа), ввод этих данных в SCP;

- активизация услуг в SCP;

- обеспечение контроля за доступом пользователя SMP (оператор сети, абонент услуги, пользователь услуги);

- обеспечение получения, обработки и предоставления статистических данных;

- обеспечение возможности отслеживания и индикации нештатных и аварийных ситуаций.

SMP связан с SCP при помощи внутрисистемного интерфейса посредством локальной сети LAN с использованием протокола Ethernet (рисунок 3.1). Интерфейсы с внешним окружением (оператор сети, поставщики и абоненты услуг) базируются на протоколах Х.25, TCP/IP, RS232 - V.24. В проекте реализована конфигурация «ведущий-ведомый» из двух серверов типа RM600-420 семейства RM, производства фирмы Siemens Nixdorf (SNI).

Функции создания услуг (SCEP) выполняет рабочая станция, имеющая проектное название ASD. Основным назначением SCEP является создание новых услуг ИС, т.е. создание логики услуг (ЛУ) и описание массива данных, и предоставление всех необходимых средств для прикладного программирования ЛУ. Одно из преимуществ платформы INXpress v.5.2 - возможность реализации интерфейса между SCEP и SMP на базе протокола TCP/IP. SCEP обеспечивает определение услуг на уровне SIB, управление ими, их настройку.

Функции узла коммутации услуг (SSP) были реализованы в комбинированной станции АМТС/АТС системы EWSD (версия ПО v.10). Станция распознает вызовы к платформе ИС и осуществляет их обработку в соответствии с инструкциями, полученными от SCP, а также обеспечивает доступ к услугам ИС через системы сигнализации в соответствии с «Ограничительным перечнем протоколов сигнализации, поддерживаемых цифровыми станциями сети общего пользования», утвержденным Минсвязи РФ в 1996 году [7].

В ПО станции предусмотрен анализ событий на различных фазах установления основного соединения, в результате чего осуществляется посылка сообщений в SCP для активизации программы выполнения ЛУ или поддержки уже активизированной программы ЛУ. В процессе обработки вызова ИС SSP может приостановить этот процесс и организовать диалог с SCP для получения инструкций по дальнейшим действиям. Программное обеспечение SSP обеспечивает контроль нагрузки, создаваемой вызовами ИС и организует диалог с SCP для получения инструкций по дальнейшим действиям. Кроме этого, одной из основных функций SSP является реализация функций учета стоимости вызовов ИС [8].

Для развития ИС в России очень важным было создание единого протокола на базе ОКС №7 - INAP-R, спецификации которого в основном соответствуют стандартам ETSI с учетом требований сети связи России и перспектив ее развития. На сегодняшний день уже разработан и внедрен протокол INAP-R как со стороны EWSD (SSP), так и со стороны SCP. В перспективе именно INAP-R должен обеспечить совместную работу оборудования разных производителей при предоставлении услуг ИС на российских сетях. Реализация INAP-R является единственной перспективной возможностью построения полномасштабных ИС в России.

Реализация стандартного интерфейса INAP-R позволит подключать цифровые станции с функциями SSP и протокола INAP-R. Заключив соответствующие контракты с операторами ИС и сетей электросвязи, можно напрямую выйти на платформу ИС IN Xpress сети «Ростелеком»/ММТ и предоставлять ИУ абонентам.

Станции EWSD установлены на сегодняшний день приблизительно в сорока регионах России. Это означает, что они становятся потенциальными заказчиками ИУ. При правильной маркетинговой политике и учитывая, что платформа IN Xpress может легко расширяться как по мощности, так и по числу услуг, реализация данного проекта открывает большие возможности для охвата значительной части рынка ИС России.

3.2 Построение ИС на базе оборудования Alcatel 1000 S12

Широко применяются в странах СНГ продукт для интеллектуального решения фирмы Alcatel. Консорциум Alcatel представляет комплексное решение ИС, основанное на полном и совместимом ряде изделий, которое позволяет оператору построить мощную ИС даже в окружении сети с оборудованием разных поставщиков. Поставщик услуг может воплотить новые услуги быстро во всех типах сетей, включая ТфОП (PSTN), цифровую сеть с интеграцией служб (ISDN), подвижной сети связи (GSM) и ведомственные сети. На рисунке 3.2 изображена архитектура интеллектуальной сети Alcatel [6].

Рисунок 3.2 - Архитектура ИС фирмы Alcatel

Что очень важно, любой узел коммутации Alcatel 1000 S12, вновь устанавливаемый или уже работающий, можно сконфигурировать как узел коммутации услуг (SSP). Эта платформа имеет открытую архитектуру, которая распределяет функции между модулями оборудования и ПО. Все это обеспечивает то, что любая станция в работе может развиваться простым добавлением ПО и оборудования без прерывания обслуживания. В случае ИС, функции SSP могут быть введены в структуру ПО Alcatel 1000 S12 добавлением ПО или совершенствованием старого ПО, не затрагивая коммутационное оборудование.

3.3 Оборудование Lucent Technologies для построения ИС

Продукция Lucent Technologies широко применяется в нашей Республике. Фирма также заинтересована в решении проблемы по созданию ИС. В ITU-T серии Q.12xx определены функциональные объекты, путем взаимодействия которых реализуются конкретные услуги ИС. В зависимости от распределения функций CCF, SSF и SCF, платформы ИС подразделяются на централизованные и распределенные.

Для предоставления услуг ИС на основе централизованной платформы на цифровой АТС устанавливается специальный модуль ПО, позволяющий АТС совмещать функции CCF/SSF и SCF. Такой совмещенный узел называется узлом коммутации и управления услугами SSCP. Станция 5ESS-2000 производства Lucent Technologies может функционировать как узел SSCP, при этом не требуется дополнительного оборудования, а пакет ПО загружается непосредственно в новую или уже установленную станцию 5ESS-2000.

В случае распределенной ИС необходима установка дополнительного оборудования: узла SCP, узла SMP, узла SCEP, IP. На рисунке 3.3 приведена архитектура ИС с использованием распределенной платформы и указанием интерфейсов между отдельными функциональными элементами. Чем большее число станций нижнего уровня сети охвачены функциями SSP, тем выше эффективность ИС [7].

Основа узла SSP - цифровая система коммутации 5ESS-2000. Пакет программного обеспечения SSP загружается так же, как и в случае централизованной платформы.

В качестве IP предлагается как самостоятельное оборудование, так и оборудование, интегрированное в узел SSP. Компания также предлагает PC для изменения записанных на IP речевых сообщений, которые выполнены на платформе Sun.

Узел SCP является исполнительной системой для предоставления услуг ИС. Основу SCP составляет современное надежное высокопроизводительное оборудование и комплект многоуровневого ПО. Компания предлагает полностью дублированную многопроцессорную платформу, выполненную на процессорах Intel.

На рисунке 3.4 приведена архитектура узла SCP производства Lucent Technologies. Основным элементом SCP является дублированный управляющий сервер, взаимодействующий с ТфОП через сетевые серверы, количество которых определяет емкость узла SCP. Сигнальные каналы ОКС №7 подключаются непосредственно к сетевым серверам [9].

В качестве узла SMP используется современная дублированная многопроцессорная система на основе платформы Hewlett Packard.

Узел SCEP применяется для конфигурации услуг ИС и дает оператору

Рисунок 3.3 - Распределенная архитектура ИС

связи дополнительные возможности по предоставлению новых услуг с помощью специально разработанного графического интерфейса методом графического программирования. Узел SCEP состоит из трех основных элементов: файлового сервера, выполненного на платформе Sun SPARC Ultra; PC, реализованной на базе оборудования Sun SPARC; сервера для функций компиляции на базе Intel Pentium.

Программное обеспечение всех компонентов ИС имеет модульную структуру и построено на базе отказоустойчивой платформы UNIX. Все программные модули соответствуют открытым стандартам UNIX.

Для предотвращения утечки информации в компьютерных системах компанией Lucent Technologies разработаны специальные модули, защищающие информацию от несанкционированного доступа, а также модули, позволяющие отслеживать злонамеренные вызовы в ИС [6].

Компания предлагает для использования пакет основных услуг ИС, в него входят: бесплатный телефон, дополнительная плата, телефонное голосование, телефонная карта, персональный номер, виртуальная частная сеть.

Для эксплуатации ИС и управления ею на узле SCP может быть предусмотрен интерфейс к автоматизированным системам технической эксплуатации и управления трафиком компании Lucent Technologies, таким как NFM/NOC1 (для управления сетевыми элементами ИС) и NetMinder (для управления трафиком ИС). Данные системы могут быть интегрированы в единый центр технической эксплуатации оператора связи.

Рисунок 3.4 - Архитектура узла SCP производства Lucent Technologies

3.4 Обоснование выбора оборудования для создания интеллектуальной сети

В соответствии с рекомендацией ITU-T 1.312/Q. 1201 определение интеллектуальной сети звучит следующим образом.

Интеллектуальная сеть - это архитектурная концепция предоставления новых услуг связи, обладающих следующими основными характеристиками:

- широкое использование современных методов обработки информации;

- эффективное использование сетевых ресурсов;

- модульность и многоцелевое назначение сетевых функций;

- интегрированные возможности разработки и внедрения услуг средствами модульных и многоцелевых сетевых функций;

- стандартизованное взаимодействие сетевых функций посредством независимых от услуг сетевых интерфейсов;

- возможность управления некоторыми атрибутами услуг со стороны абонентов и пользователей;

- стандартизованное управление логикой услуг [7].

Кроме того, следует отметить, что концепция ИС применима практически ко всем известным сегодня типам сетей, таким как:

- телефонная сеть общего пользования PSTN (Public Switched Telephone Network);

- сеть связи с подвижными системами PLMN (Public Land Mobile Network);

- узкополосная и широкополосная цифровые сети с интеграцией служб N(B) - ISDN (Narrowband (Broadband) Integrated Services Digital Network).

Опыты внедрения услуг и создания ИС операторов связи зарубежных стран, а также стран СНГ (особенно опыт России) показывают, что самым оптимальным считается создание ИС на базе существующего оборудования. Это обеспечивает в короткий срок без кардинальных изменений создание узлов ИС. Поэтому с учетом особенностей сети телекоммуникаций, а также сравнивая технические возможности оборудований различных фирм в настоящем дипломном проекте предлагаю создать интеллектуальную сеть в г.Кокшетау на базе оборудования S-12 фирмы Alcatel [6].

Выбор оборудования не случаен, так как на сети города полностью эксплуатируется данная система. Это позволяет оптимально решить вопросы по синхронизации, сигнализации и по эксплуатации. Создание узла ИС на базе платформы интеллектуальных услуг S-12 предлагаю на новой станции S-12 АТС-23. Данная станция находится в центре города, это позволяет также оптимально решить вопросы по созданию центра трафика не только телефонных услуг, а также других «не телефонных» видов связи, в том числе интеллектуальных услуг. Выбор интеллектуальной платформы на основе существующего оборудования S-12 в конечном итоге отражается и на технико-экономических показателях оператора.

4 Техническая реализация интеллектуальной сети

4.1 Архитектура интеллектуальной сети

Согласно рекомендации ITU-T Q.I201 основополагающим требованием к архитектуре ИС является отделение функций предоставления услуг от функций коммутации и распределение их по различным функциональным подсистемам. Функции коммутации, как и для традиционных сетей, остаются в базовой сети связи, а функции управления, создания и внедрения услуг выносятся в создаваемую отдельно от базовой сети «интеллектуальную» надстройку, взаимодействующую с базовой сетью посредством стандартизованных интерфейсов [13].

Требование стандартизации протоколов обмена между базовой сетью и интеллектуальной надстройкой освобождает операторов сетей от существовавшей ранее зависимости от поставщиков коммутационного оборудования. Взаимодействие между функциями коммутации и управления услугами осуществляется посредством прикладного протокола интеллектуальной сети INAP, стандартизованного ITU-T в рекомендации Q.1205. Управление созданием и внедрением услуг осуществляется через прикладной программный интерфейс API (Application Programm Interface). Таким образом, стандартизованные интерфейсы ИС делают сеть открытой для независимых изменений, как в интеллектуальной надстройке, так и в базовой сети [7].

Функциональная архитектура (рисунок 4.1) наглядно отражает одну из основных идей реализации ИС по формуле:

ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ СЕТЬ = КОММУТАТОР + КОМПЬЮТЕР

К этой формуле на протяжении многих лет стремились как производители коммутационного оборудования, так и производители СВТ (средств вычислительной техники). При этом первые получали возможность гибкого и оперативного создания и внедрения новых услуг связи без существенных изменений в коммутационном оборудовании, а вторые - выход на один из крупнейших сегментов рынка новых информационных технологий. На сегодняшний день видна устойчивая тенденция к глубокому взаимопроникновению этих двух технологий. Это приводит в будущем к созданию инфокоммуникационной сети следующего поколения.

Рисунок 4.1 - Схема функциональной архитектуры ИС

4.1.1 Принципы предоставления услуг ИС

На рисунке 4.2 дана классическая схема физической архитектуры ИС, в состав которой входят следующие элементы [6]:

- SSP (Service Switching Point) - узел коммутации услуг, представляющий собой АТС с соответствующей версией программного обеспечения и выполняющий функцию управления вызовом и функцию коммутации услуги;

- SCP (Service Control Point) - узел управления услугами (контроллер услуг), делает возможной работу с базой данных с транзакцией в реальном масштабе времени (РМВ). SCP интерпретирует поступающие запросы, обрабатывает данные и формирует соответствующие ответы;

- SDP (Service Data Point) - узел базы данных услуг, содержащий данные, используемые программами логики услуги, чтобы обеспечить индивидуальность услуги;

- IP (Intelligent Peripheral) - интеллектуальные периферийные устройства, представляющие собой независимые от используемых приложений устройства интеллектуальных ресурсов, обеспечивающие дополнительные к SSP возможности;

- SMP (Service Management Point) - узел менеджмента услуг, реализующий функции административного управления пользователями и/или сетевой информацией, включающей данные об услугах и программную логику услуги;

- SCEP (Service Creation Environment Point) - узел создания услуг, выполняет функцию среды создания услуг и служит для разработки, формирования и внедрения услуг в пункте их обеспечения SMP.

Рисунок 4.2 - Упрощенная схема ИС

Узлы упрощенной схемы ИС размещены на трех уровнях иерархии:

- узел коммутации услуг SSP с интеллектуальной периферией IP;

- узел управления услугами SCP с узлом данных услуги (базой данных) SDP;

- узел менеджмента услуг SMP с узлом создания услуг SCEP [13].

Для получения услуги ИС пользователь сети набирает номер той АТС, которая обладает функциями SSP, а также код услуги и номер услуги. Пользуясь протоколом INAP, АТС с функциями SSP общается с узлом SCP и получает необходимую информацию для предоставления услуги и обслуживания вызова. В обслуживании вызова принимает участие IP (для передачи голосовых команд пользователю, сбора дополнительной информации и т. д.). Общение между SCP, SSP и IP происходит в режиме РМВ с учетом жестких временных ограничений на обслуживание телефонного вызова.

Подготовка новых услуг происходит в узле SCEP, а за введение новых услуг отвечает узел SMP. Эти два центра действуют в условиях относительного масштаба времени, и для передачи информации о новых услугах в узел SCP используется, например, протокол Х.25 или Frame Relay.

В соответствии с вышеизложенным, обобщенно структуру сети, представляющую интеллектуальные услуги, можно классифицировать по времени выполнения и по функциональному назначению.

По времени выполнения выделяют узлы, работающие в режиме РМВ и в режиме относительного масштаба времени. Узлы SCP, SDP, SSP и IP участвуют непосредственно в процессе обработки «интеллектуального вызова» и работают в режиме РМВ. К узлам SMO и SCEP таких условий не предъявляется. Услуги создаются и изменяются независимо от базового процесса вызова абонента. Поэтому такие работы могут производиться в любое время.

По функциональному назначению следует отделить уровень физической сети от уровня интеллектуальной услуги (рисунок 4.2). К уровню физической сети следует отнести узел SSP и IP. Лишь эти два блока имеют жесткую связь с ТфОП посредством каналов связи. Взаимодействие других узлов осуществляется только через каналы сигнализации.

4.1.2 Стандартизация концепции ИС

Сегодня ITU-T разрабатывает долговременную архитектуру ИС (Long Term IN Architecture), в основе которой лежит определение так называемых наборов возможностей CS, описывающих конкретные аспекты целевой архитектуры ИС [7].

Разработка CS-1 уже завершена в рамках рекомендаций серии Q.1200, определяющих функциональные возможности ИС, основанных на существующих сетевых технологиях, например ISDN, и ориентированных на поддержку услуг реализованных на базе сетей с коммутацией каналов. Отличительной особенностью данных услуг является то, что они могут быть активизированы только в процессе установления/разъединения соединения. По терминологии ITU-T услуги CS1 относятся к услугам типа «А» - являются одноконцевыми (Single Ended) с централизованной логикой управления (Single Point of Control).

Отметим, что ITU-T активно ведет работы по спецификации наборов CS-2 и CS-3 для широкополосных сетей, где также рассматриваются способы интеграции концепций ИС с сетью управления телекоммуникациями TMN. При спецификации очередного CS предполагается обратная связь с предыдущими этапами для внесения изменений в процесс эволюции ИС (рисунок 4.3).

В 1997 году были выпущены рекомендации по набору услуг CS-2 Q.1220-Q.1228, в 1999 году - Q.1229. В рекомендации Q.1221 впервые определены сервисы управления услугами и сервисы создания услуг.

Сервис управления услугами включает три основных сервиса: адаптации услуги под заказчика, мониторинга услуг, контроля услуг [9].

Сервис создания услуг в свою очередь отвечает за сервисы: спецификации услуг, разработки услуг, проверки услуг, развертывания услуг, управления созданием услуг.

Рисунок 4.3 - Процесс стандартизации ИС (по рекомендации Q.1211)

4.2 Концептуальная модель ИС

Согласно рекомендации ITU-T 1.312/Q. 1201 основой для стандартизации в области интеллектуальных сетей связи является абстрактная концептуальная модель (INCM - Intelligent Network Conceptual Model). Модель состоит из четырех плоскостей (рисунок 4.4) и отражает абстрактный подход к описанию ИС. Модель разделяет аспекты, относящиеся к услугам, и аспекты, связанные с сетью, что позволяет описывать услуги и возможности ИС независимо от базовой сети, над которой создается интеллектуальная надстройка [6].

Первый уровень - плоскость (план) услуг (Service Plane) представляет взгляд на ИС исключительно с точки зрения услуг. Здесь отсутствует информация о том, как именно осуществляется предоставление услуг сетью.

Второй уровень - глобальная функциональная плоскость GFP (Global Functional Plane) описывает возможности сети, которые необходимы разработчикам для внедрения услуг. Здесь сеть рассматривается как единое целое, даются модели обработки вызова ВСР и независимых от услуг конструктивных блоков SIB.

Третий уровень - распределенная функциональная плоскость DFP (Distributed Functional Plane) описывает функции, реализуемые узлами сети. Здесь сеть рассматривается как совокупность функциональных элементов, порождающих информационные потоки.

Четвертый уровень - физическая плоскость РР (Physical Plane) описывает узлы сети, содержащиеся в них функциональные элементы и протоколы взаимодействия [7].

На рисунке 4.4 используются следующие обозначения: SF (Service Feature) - характеристика услуги; ВСР (Basic Call Process) - базовый процесс вызова; FE (Functional Entity) - функциональная единица; FEA (FE Action) - действие FE; PE (Physical Entity) - физическая единица; SIB (Service Independent Block) - независимый от услуг конструктивный блок; IF (Information Flow) - информационный поток; POI (Point of Initiation) - точка инициации; FOR (Point of Return) - точка возврата.

Рисунок 4.4 - Концептуальная модель ИС (по рекомендации Q.1201)

4.2.1 Услуги и свойства услуг ИС. Плоскость услуг

В рекомендациях ITU-T Q.12H различают два термина «service» - услуга, и «service feature» - компонент (свойство) услуги.

Согласно Q.1290 услугой является самостоятельное коммерческое предложение, характеризуемое одним или более компонентами (возможностями), открытыми для дополнения. Компонент услуги является ее специфической частью, который в совокупности с другими услугами и компонентами услуг может составлять часть самостоятельного коммерческого предложения, определяя составляющую, которая может быть различима пользователем [12].

Согласно Q.1211 набор CS-l включает 25 видов услуг, которые должны поддерживаться сетями PSTN, ISDN и PLMN. Следует отметить, что определение набора услуг является одним из первых этапов при создании ИС в конкретном регионе и зависит от требований, сложившихся на местном рынке услуг связи.

В настоящее время в мире широкое применение нашли только некоторые услуги. На основе анализа мирового опыта в качестве первой очереди внедрения ИС в странах СНГ в основном выбраны пять услуг CS-lrus. Согласно Q.1211 эти услуги определяются 21 свойством (из общего их числа 38 свойств), где «С» (Core feature) обозначает обязательное свойство, «О» (Optional feature) - свойство по выбору, «-» - свойство в услуге не используется.

Глобальная функциональная плоскость. Вторая плоскость модели - глобальная функциональная плоскость GFP согласно Q.1203 включает следующие основные элементы:

- базовый процесс обработки вызовов - ВСР;

- независимые от услуг конструктивные блоки - SIB;

- точки инициации - POI и точки завершения - FOR.

Блоки SIB обеспечивают выполнение стандартных многократно используемых сетевых функций. Базовый процесс обработки вызовов является специализированным SIB, который взаимодействует с другими блоками посредством точек инициации и завершения. Если в процессе обработки вызова встретится одна из точек инициации, то это приводит к определенной последовательности обращений к блокам SIB. По завершении этой последовательности обращений осуществляется воздействие на процесс обработки вызова, зависящее от точки завершения. В результате такого взаимодействия может быть обеспечена услуга или компонент услуги. Таким образом, ВСР описывает процесс обработки вызовов базовой сети связи, из которой осуществляется запрос на услуги ИС. Определенные на первом уровне INCM услуги декомпозируются на компоненты и на плоскости GFP объединяются в один или несколько SIB, которые при взаимодействии определяют глобальную логику услуги GSL (Global Service Logic). На рисунке 4.5 показан процесс взаимодействия GSL и ВСР, осуществляемый через точки POI и FOR [15].

Выполняемые блоками SIB операции и данные, необходимые для их выполнения, специфицированы в Q. 1213. Заметим, что ETSI требует наличия в ИС дополнительно еще семи блоков SIB.

Рисунок 4.5 - Взаимодействие GSL и ВСР

Распределенная функциональная плоскость. Согласно Q.1214 на третьем уровне INCM (распределенная функциональная плоскость - DFP) общесетевые функции определены в виде отдельных функциональных объектов FE. Специфицированные на плоскости GFP блоки SIB реализуются на плоскости DFP в виде последовательности функциональных объектов FEA, в результате выполнения которой возникают информационные потоки IF. В CS-1 определено 60 различных IF, соответствующих процедурам прикладного протокола INАР.

Узлы ИС, как правило, выполняют одну или несколько функций, которые делятся на три основные категории: функции, относящиеся к управлению вызовом, функции, относящиеся к управлению услугами и функции, обеспечивающие услуги (эксплуатационная поддержка и администрирование сети).

Функция коммутации услуг SSF тесно связана с функцией управления вызовом ССF. Обычно считается, что эти две функции образуют единый пакет SSF/CCF. Запрос на услугу, как правило, заключается в снятии трубки телефона и набору некоторого количества цифр. Роль функции коммутации услуг заключается в том, чтобы зафиксировать вызов и сформировать стандартный запрос. Функция управления вызовом не «интеллектуальна», но запрограммирована так, чтобы распознать запрос на услугу и послать его функции управления услугами SCF [6].

Функция SCF декодирует полученный запрос и интерпретирует его в контексте предоставляемых ИС услуг. После этого формулируется, кодируется и посылается стандартное подтверждение, отсылаемое функции коммутации услуг SSF. Процесс формулирования подтверждения может включать выполнение комплекса программ, в том числе, контакт с вызываемым абонентом и обращение к функции поддержки данных SDF.

Функция SSF, получив от SCF подтверждение, декодирует и интерпретирует его, а затем посылает функции ССF инструкции о том, как осуществить процесс установления соединением.

В процессе формулирования подтверждения от SCF к SSF может потребоваться диалог между SCF и вызывающим или вызываемым абонентом. Такой диалог обычно заключается в отправке подсказки и получении некоторой последовательности цифр. Функция SCF не имеет средств для непосредственного осуществления такого диалога, который происходит не иначе, как с помощью функции специализированных ресурсов SRF. Обычно SCF обращается к SRF с запросом о соединении абонента с соответствующим устройством, входящим в SRF (например, с речевым автоинформатором), и о необходимости получить от абонента определенные данные.

В отличие от описанного порядка взаимодействия между SSF, SCF и SRF, который осуществляется по инициативе абонентов, функции, касающиеся обеспечения услуг, инициируются операторами сети. Эти функции не связаны с каким-либо вызовом абонента или предоставлением конкретной услуги.

Функции SMF, SMAF и SCEF могут использоваться для удаления или изменения уже имеющихся услуг, а также для создания новых услуг. Это достигается путем изменения информации в SSF, SCF, SDF и SRF. Причем такие изменения не должны отражаться на качестве предоставляемых в этот момент услуг [7].

Физическая плоскость. На четвертом уровне INCM согласно Q.1205 определяются физические объекты (Physical entities - РЕ), способы отображения функциональных объектов на физические и описываются способы реализации сетевых элементов ИС. На рисунке 4.6 представлена физическая плоскость ИС.

Физическая плоскость состоит из следующих физических объектов:

- SSP (Service Switching Point) - узел коммутации услуг;

- SCP (Service Control Point) - узел управления услугами;

- SDP (Service Data Point) - узел базы данных;

- IP (Intelligent Peripheral) - интеллектуальная периферия;

- SN (Service nodes) - узел услуг;

- SMP (Service Management Point) - узел менеджмента услуг;

- SCEP (Service Creation Environment Point) - узел среды создания услуг;

- AD (Adjunct) - адъюнкт;

- SSCP (Service Switching and Control Point) - узел коммутации и управления услугами;

- SMAP (Service Management Access Point) - узел доступа администрирования услуг.

Распределение сетевых функций по узлам ИС может иметь следующий вид:

SSP. Кроме обеспечения пользователям доступа в телефонную сеть и выполнения любых необходимых для коммутации функций, SSP обеспечивает доступ к интеллектуальной сети. Он должен быть связан с узлами, выполняющими функции управления услугами (SCF), например, с узлами управления услугами SCP [13].

SCP. Этот узел имеет набор программ, обеспечивающих выполнение услуг и, возможно, обработки данных, получаемых от пользователей ИС. SCP выполняет функцию управления услуг SCF и, возможно, функцию поддержки данных SDF. SCP имеет прямой доступ к узлу SDP или может подсоединяться к нему через сеть сигнализации. При этом узел SDP может входить как в ту же сеть, что и узел SCP, так и в другие сети. Через сеть сигнализации SCP может быть связан с узлом коммутации услуг SSP и интеллектуальной периферией IP.

Рисунок 4.6 - Физическая плоскость ИС (по Q.1205)

SDP. Узел содержит данные, необходимые для предоставления индивидуализированных услуг, т.е. выполняет функцию поддержки данных. Доступ к SDP может быть получен либо через сеть сигнализации, либо через узел SCP или узел SMP. Различные узлы поддержки данных могут быть связаны друг с другом [16].

IP. Интеллектуальная периферия содержит средства, делающие услуги сети удобными для пользователей, например: запись речи пользователя, устройство распознавания речи, синтезатор речи. IP выполняет функции SRF, SSF и CCF. Последние две функции используются для обеспечения доступа к средствам, входящим в IP, который осуществляется по запросу из узла SSP.

SMP. Данный узел выполняет функции SMF, SMAF и функцию среды создания услуг SCEF. Он может быть связан с любым узлом ИС, управлять базами данных, тестировать сеть, управлять нагрузкой и проводить измерения различных характеристик сети.

SCEP. Данный узел выполняет функцию среды создания услуг и служит для разработки, формирования, тестирования и внедрения услуг в пункте их обеспечения SMP.

AD. Данный узел аналогичен узлу SCP, но имеет непосредственную связь с узлом SSP. Связь между вспомогательным узлом управления и узлом коммутации услуг поддерживается по высокоскоростному каналу.

SN. Данный узел напрямую связан с одним или более узлами SSP и выполняет функции SCF, SDF, SRF, а также функции SSF и CCF. При этом функции SSF/CCF в узле услуг тесно связаны с функцией SCF и недоступны из других узлов, выполняющих функцию управления услугами. Данный узел имеет возможности как у узлов коммутации услуг, управления услуг и интеллектуальной периферии, вместе взятых.

SSCP. Данный узел объединяет узлы коммутации и управления услугами и выполняет функции SSF, CCF, SCF, SDF, CCAF и, возможно, функцию SRF. SMAP. Данный узел дает некоторым избранным пользователям доступ к узлам менеджмента услуг SMP [7].

В заключение к данному разделу еще раз подчеркнем, что концептуальная модель представляет собой абстрактное средство для создания услуг ИС путем их последовательного описания «сверху вниз».

Вывод: текущие понятия набора услуг CS-1 включают ряд недостатков, которые обычно накладывают ограничения на описание продуктов:

- степень детализации низкого уровня CS-1 SIB недостаточна для моделирования сложных услуг. Процесс составления услуг и их свойств, основанный на CS-1 SIB, усложнен. Невозможно разбить услуги и сервисные свойства в функции высокого уровня или процессы для их дальнейшего совершенствования. CS-1 SIB разработаны для последовательного выполнения, в то время как необходимо параллельное выполнение сервисов. CS-1 рассматривает ИС как одиночный объект. SIB в CS-1 не позволяют моделирование услуги, поддерживающие несколько сетей;

- в CS-1 количество SIB ограничено. Только часть сервисных аспектов создания может быть обработана стандартизированным SIB;

- в CS-1 SIB поддерживают только услуги, связанные с вызовом. Услуги, несвязанные с вызовом - вне компетенции CS-1.

Указанные недостатки набора CS-1 планируется устранить в реализациях последующих наборов услуг CS-2, CS-3 и другие [6].

4.3 Прикладной протокол INAP и интерфейсы ИС

Для обеспечения передачи всей необходимой управляющей информации между узлами интеллектуальной сети при предоставлении интеллектуальных услуг необходимо применение соответствующей системы сигнализации. Разработанная в конце 70-х годов и стандартизированная на международном уровне универсальная общеканальная система сигнализации №7 (ОКС №7) обладает всеми необходимыми возможностями и в некоторой степени явилась одной из предпосылок появления концепции интеллектуальных сетей. В данном разделе рассмотрены основные положения использования ОКС №7 в интеллектуальных сетях.

Стандартизованная на международном уровне система общеканальной сигнализации ОКС № 7 предназначена для обмена сигнальной информацией в цифровых сетях связи с цифровыми программно-управляемыми станциями. Она работает по цифровым каналам со скоростью 64 кбит/с, управляя установлением соединений, передавая информацию для технического обслуживания и эксплуатации и может быть использована для передачи других видов информации между станциями и специализированными центрами сетей электросвязи. Сеть ОКС №7 по сути является специализированной сетью ПД с коммутацией пакетов переменной длины [12].

Одна из проблем развития связи заключается в обеспечении совместимости средств связи, разрабатываемых разными производителями. Для решения этой проблемы разработаны международные рекомендации и стандарты, использующие унифицированный язык и способы описания. Для описания функциональной архитектуры средств связи используется эталонная модель взаимодействия открытых систем (ВОС), описанная в рекомендации ITU-T X.200. Эталонная модель ВОС имеет следующие семь уровней: 1 - физический, 2 - канальный, 3 - сетевой, 4 - транспортный, 5 - сеансовый, 6 - представительный, 7 - прикладной.

Система сигнализации ОКС №7 разработана с учетом ее согласования с эталонной моделью ВОС. Система ОКС №7 также построена по многоуровневому принципу, но уровни модели ОКС №7 не идентичны уровням эталонной модели ВОС. Нижние уровни ОКС №7: первый уровень (звено передачи данных сигнализации) и второй уровень (канал передачи сигнализации) полностью согласуются с физическим и канальным уровнями модели ВОС. Третий уровень ОКС №7 - сеть сигнализации не обеспечивает все функции сетевого уровня модели ВОС: не выполняются полностью функции маршрутизации. Все три уровня ОКС №7 вместе называются подсистемой передачи сообщений (Message Transfer Part - МТР) [16].

В целом модель ОКС №7 состоит из двух основных частей:

- подсистемы передачи сообщений МТР;

- подсистемы пользователей и приложений.

Подсистема МТР является единой транспортной платформой, над которой расположены подсистемы пользователей и приложений, предназначенные для обеспечения соответствующих услуг связи. Эта подсистема предоставляет транспортную услугу без соединения, но с упорядоченной последовательностью передачи. Подсистема передачи сообщений МТР обеспечивает передачу информации в неискаженной форме, без потерь, дублирования и ошибок, в установленной последовательности, от одного пункта сигнализации к другому. Причем эта подсистема не анализирует значения передаваемых сигнальных сообщений, формируемых различными подсистемами пользователя. Благодаря такой независимости работы МТР от передаваемых сообщений имеется возможность реконфигурации и гибкого управления сигнальным трафиком при отказах или перегрузках в сети сигнализации. Следует заметить, что выполнение функций передачи сообщений в некоторых случаях выполняется совместно подсистемой МТР и подсистемой управления сигнальными соединениями SCCP.

Четвертый уровень ОКС (функции подсистемы пользователя) состоит из различных подсистем пользователей, каждая из которых определяет функции и процедуры сигнализации, характерные для определенного типа пользователя системы. Набор функций подсистемы пользователя может значительно различаться для разных категорий пользователей системы сигнализации [6].

4.3.2 Прикладной протокол INAP

Протокол INAP (Intelligent Network Application Protocol) является протоколом верхнего уровня в системе сигнализации ОКС №7 и обеспечивает взаимодействие между двумя основными объектами телефонной сети, построенной по принципам ИС, а именно между узлом коммутации SSP и узлом управления услугами SCP, как это показано на рисунке 4.7.

Рисунок 4.7 - Использование протокола INAP в интеллектуальной сети

Согласно рекомендации ITU-T Q.1218 для набора CS1 протокол INAP должен обеспечивать взаимодействие четырех функциональных элементов FE определенных в функциональной модели интеллектуальной сети [7].

В данном случае коммутатор услуг SSP реализует три функции:

- коммутации услуги SSF, суть которой состоит в выходе к SCP при обнаружении запроса на интеллектуальную услугу;

- управления вызовом ССР, т.е. само установление соединения через данную АТС;

- специализированных ресурсов SRF, то есть функцию интеллектуальной периферии IP.

Узел управления услугами SCF реализует единственную функцию - управления услугой SCF, т.е. контроль прохождения алгоритма реализации услуги согласно ее логике, определяемой международными рекомендациями.

Собственно протокол INAP представлен набором из подпротоколов ASE для выполнения отдельных операций, например, InitialDP и других. Если в SSF, например, обнаружена точка DP, инициализирующая услугу и требующая участия SCF, то функция SSF формирует сообщение, которое называется InitialDP Operation и посредством подсистемы транзакций ТСАР, где в свою очередь еще выделены два подуровня (компонентный и транзакций), начинается сеанс связи с соответствующими уровнями протоколов контроллера SCP. При этом используются также подсистемы, а также канал передачи данных ОКС №7 .

Для адресации сообщений INAP используются глобальные заголовки SCCP и коды пунктов сигнализации МТР, гарантирующие доставку сообщений INAP заданному физическому адресату, независимо от того, в какой сети этот адресат находится.

Для выполнения какой-либо удаленной операции в интеллектуальной сети формируется необходимое сигнальное сообщение, которое посредством соответствующего подпротокола ASE передается через многоуровневую цепочку протоколов системы ОКС №7 вниз и затем вверх. В европейских рекомендациях для набора услуг ИС CS-1 заданы 29 операций и 21 под-протокол ASE (часть операций обслуживается только парами операций типа запрос-ответ Request-Report, поэтому общее число ASE меньше числа операций) [16].

На практике при реализации первой очереди внедрения услуг ИС CS-1 протокол INAP-R значительно упрощается за счет уменьшения общего числа подпротоколов ASE. Упрощается также описание операций, так как уменьшается число передаваемых параметров, ошибок и т.д. Только жесткая стандартизация всех деталей протокола INAP-R обеспечивает использование оборудования разных поставщиков на интеллектуальной сети.

4.3.3 Интерфейсы ИС

В рекомендации ITU-T Q.1215 определен основной набор интерфейсов между физическими объектами ИС: SCP-SSP; AD-SSP; IP-SSP; SN-SSP; AD-IP; SCP-SDP [21].

Интерфейсы SCP-SSP, SCP-IP и SCP-SDP осуществляются стеком протоколов ОКС №7. Интерфейсы AD-SSP и AD-IP на верхнем уровне используют протокол ТСАР ОКС №7, а нижние уровни пока не специфицированы и здесь могут быть использованы протоколы аналогичные МТР и SCCP ОКС №7 (например, Х.25). В качестве интерфейсов IP-SSP и SN-SSP возможно применение базового метода доступа ISDN типа 2B+D. Пользователи применяют существующие интерфейсы базовой, по отношению к ИС, сети связи. Для сигнализации применяются либо стандартные аналоговые средства, либо сигнализация ISDN no D каналу (DSS1) [6].

Возможный сценарий сетевой физической архитектуры ИС с использованием основных функциональных и физических объектов из набора возможностей CS-1 приведен ранее на рисунке 4.6.

4.4 Реализация интеллектуальных сетей и варианты доступа к ИС

Международный опыт развития интеллектуальных сетей показывает, что, несмотря на разработанные стандарты и очевидные преимущества технологии ИС, внедрение последней в практику многих стран, например, таких как Россия, происходит, не так быстро, как хотелось бы. Это обусловлено проблемами экономической эффективности и техническим состоянием сетей связи, на базе которых реализуется технология ИС.

Как указывалось ранее, архитектура ИС описывается шестью основными функциональными узлами: SCP, SSP, SMP, SCEP, SDP и IP. Различная комбинация этих функций предопределяет разные варианты построения ИС, начиная от централизованной архитектуры - Service Node (SN) - «узел услуг» - до распределенной - «классической» (рисунок 4.8).

Рисунок 4.8 - «Классическая» архитектура ИС

Первый вариант - полномасштабное классическое решение в виде отдельных архитектурных элементов (рисунок 4.8):

- узел SSP - коммутатор ТфОП, оснащенный обратной связью с подключенным к нему компьютером;

- узел SCP, управляющий логикой предоставления услуг;

- узел SMP, предназначенный для ввода новых услуг и корректировки старых, содержащий данные обо всех оказываемых услугах, а также оригиналы всех программ обслуживания;

- среда создания услуг SCEP;

- интеллектуальная периферия IP, которая обеспечивает процесс предоставления услуг специализированными ресурсами (объявления, речевые подсказки и пр.);

- БД услуг SDP, хранящая данные, используемые программами логики услуг [7].

«Полная» или так называемая «классическая» архитектура ИС для первого набора услуг CS-1 предназначена для использования в больших или средних сетях с высоким трафиком. Она способна обеспечить на нынешнем этапе развития практически все требования, как операторов, так и будущих пользователей. Но эта система достаточно дорогая. Поэтому компании, которых интересует, прежде всего, дешевизна и компании, которые хотят сначала оценить эффективность от внедрения новых услуг, часто выбирают другие варианты.

К одной из таких конфигураций относится вариант реализации ИС на базе узла услуг SN (рисунок 4.9), совмещающий в себе все необходимые функции ИС (SSP, SCP и IP) на единой платформе и являющийся независимым и полностью автономным сетевым элементом. Узлы услуг подключаются к сети связи по существующим системам сигнализации. Таким образом, практически все речевые соединения проходят через узел SN. Внимание должно быть обращено на наличие открытых интерфейсов, соответствующих национальным спецификациям, которые позволяют при росте трафика осуществить безболезненный переход от SN к более производительным конфигурациям. Общим требованием к базовой сети является то, что при установке SN сервис-провайдер должен обеспечить поддержку системы сигнализации ОКС №7, которая связывает все узлы «классической» ИС со всеми АТС телефонной сети. Напротив, узлы типа SN обычно могут работать с ТфОП по цифровым потокам, принятым в данной стране. И это очень важно для Казахстана, где в региональных телефонных сетях ОКС №7 не всегда поддерживается. Кроме того, для передачи абонентами ИС дополнительной информации (например, номера телефонной карты) в качестве абонентских терминалов, как правило, используются ТА с тональным режимом набора номера. Однако в странах, где принят преимущественно декадный способ набора номера, развитие услуг сдерживается из-за необходимости замены парка ТА. Если даже разом заменить все аналоговые АТС на цифровые, то вряд ли удастся заставить всех абонентов заменить свои ТА, поэтому несколько теряется смысл введения ИС. Построение ИС с узлом типа SN позволяет решить проблему за счет более гибкой реализации функции узла SSP [7].

Следующей конфигурацией ИС, которую целесообразно рассмотреть, является архитектура с вынесенными из узла услуг функциями SSP (рисунок 4.10). Такое построение ИС позволит обеспечить обработку большего трафика и является хорошим решением по внедрению услуг ИС для тех операторов, которые имеют на своей сети станции с функциями SSP, обладающие протоколом INAP-R.

Здесь функции коммутации и управления вызовами выполняются станциями, а их взаимодействие с платформой ИС осуществляется по протоколу INAP. Такая архитектура выгодно отличается от структуры узла услуг экономией емкости коммутационного поля и числа речевых каналов при предоставлении услуг ИС. Она способна поддерживать большой пакет услуг без каких-либо заметных ограничений [7].

Рисунок 4.9 - Конфигурация ИС на базе узла услуг SN

Рисунок 4.10 - Архитектура ИС с вынесенными из платформы функциями SSP

Достаточно простым решением для внедрения таких услуг ИС, где отсутствует необходимость предоставления речевых уведомлений или существуют другие возможности их реализации, а ожидаемый трафик оценивается как средний, является конфигурация с вынесением функций IP из платформы (рисунок 4.11).

Функции контроля и административного управления ИС располагаются на единой платформе, а функции коммутации и управления вызовами выполняются в станциях. Специальные ресурсы обеспечиваются внешней интеллектуальной периферией IP или в ограниченном объеме могут предоставляться системами коммутации. В этом случае при росте трафика, числа абонентов или развитии услуг и необходимости перехода к более мощной системе не требуется каких-либо модификаций в спецификациях услуг ИС или в данных абонентов услуг.

Рисунок 4.11 - Архитектура ИС с вынесенными из платформы функциями SSP и IP

На первом этапе внедрения ИС целесообразно работать только с одним поставщиком оборудования. Поставщики программно-аппаратных средств ИС предлагают на рынке досконально проработанные алгоритмы предоставления услуг. Они облегчают изучение особенностей ИС и способствуют более быстрому внедрению новых услуг [12].

Сеть ИС ГТС целесообразно развивать поэтапно: от варианта наложенной сети с SSP, интегрированными в УСС, до полномасштабной реализации ИС с SSP на уровне оконечных цифровых АТС, позволяющей оптимально перераспределять трафик вызовов ИС и расширять перечень предоставляемых клиентам МГТС услуг, начиная от сравнительно небольшого их числа, рекомендуемого для первого этапа внедрения в Республике Казахстан, и заканчивая полным набором возможностей CS-1. Для г.Кокшетау, где сеть полностью цифровая доступна полномасштабная реализация ИС с SSP.

Основные преимущества ИС станут очевидными в процессе реализации возможностей CS-2, которые, кроме поддержки пользователей подвижной связи, будут способны обеспечить реальное взаимодействие между различными сетями по предоставлению услуг ИС.

4.5 Программное обеспечение ИС и создание интеллектуальных услуг

4.5.1 Создание услуг и испытательная среда для ИС

Для реализации гибких функций создания, предоставления и модификации услуг, являющихся неотъемлемой частью интеллектуальной сети, необходима не только среда, в которой услуга может быть создана и модифицирована, но также среда, в которой действие созданных услуг может быть подтверждено.

Создание услуги включает в себя построение глобальной логики обслуживания (GSL) посредством соединения определенных заранее программных функциональных блоков. В соответствии с рекомендациями CS-1, каждый из таких программных блоков, строится из SIB.

Другими словами, процесс создания услуги состоит из двух этапов: на первом этапе элементарные блоки необходимо соединить в цепь, образовав программный блок, реализующий какую-либо функцию услуги. На втором этапе следует объединение полученных блоков в услугу [6].

Для подтверждения работы услуги необходимо сначала верифицировать действие отдельных блоков услуг, а затем - действие самой услуги. Логическая проверка структуры услуги и составляющих ее блоков обеспечивается программным обеспечением SCEP. Однако этот уровень проверки не гарантирует корректности поведения каждого функционального объекта (FE) и физического объекта (РЕ), участвующего в процессе предоставления услуги, в результате чего непосредственное внедрение услуги в коммерческую сеть может быть сопряжено с риском. Для исключения такого риска необходима среда более высокого уровня, обеспечивающая моделирование работы отдельных функциональных и физических объектов [7].

4.5.2 Программное обеспечение ИС

Обычно интеллектуальные сети строятся на базе UNIX-систем, как наиболее адаптивных для сетевого взаимодействия. Кроме того, UNIX-системы обладают очень высокой степенью надежности и устойчивой защитой, что очень важно для ИС. Структура программного обеспечения SCP Alcatel 1425 приведена на рисунке 4.12. В его основе лежит многозадачная операционная система UNIX. Ядро программного обеспечения образуют операционная система, пользовательский интерфейс GUI, система управления файлами FMS и стеки протоколов ОКС-7 (для связи с SSP), Х.25 и TCP/IP (для связи с SMS). Над ядром находятся система управления реляционной базой данных ORACLE, которая содержит административные, постоянные и динамические данные, а также интерпретатор логики услуг SLI. Самый верхний уровень программного обеспечения образуют программы реализации логики услуг SLR [13].

ПО имеет высокий коэффициент готовности, возможность наращивания памяти процессоров в рабочем состоянии, коррекции без значительного снижения готовности, высокую производительность обработки вызовов и очень короткое время реакции. В результате, SCP обеспечивает устойчивую работу в сочетании со средствами обработки, ориентированными на транзакции, которые могут обработать большой объем внешних сообщений с минимальной задержкой.

Все программное обеспечение условно разделяется на слои.

Самый нижний уровень, собственно операционная система UNIX, предназначен для управления системными ресурсами (такими как процессор, жесткие диски и т.д). OMNI-платформа осуществляет функции связи с SSP.

Реализованные на втором уровне функции по администрированию баз данных и функциональных библиотек представляют базовые блоки обмена и управления данными, обработки вызовов.

Самый верхний уровень содержит приложения по общему управлению SCP, контролю обработки вызовов и обработке перегрузок [6].

Рисунок 4.12 - Программные слои SCP

Следует отметить, что при создании интеллектуальной сети на каждый ее узел (SCP, SMP, SCEP и т.д.) создается индивидуальное ПО. В зависимости от поставщика ИС, варьируется и набор ПО для сети.

4.5.3 Программное обеспечение создания услуг

Наиболее интересную часть программного комплекса интеллектуальной сети представляет собой ПО центра создания услуг. Именно здесь формируется сервисная логика будущей услуги. Поставщики оборудования постарались упростить этот процесс, предоставив пользователю среду визуального программирования. В результате этого, создание новой услуги превратилось в процесс построения взаимоувязанных иерархий услугонезависимых блоков - «дерева услуги». Интерфейс интуитивно понятен и не требует особых навыков работы при поставке платформы ИС, к тому же фирма-производитель проводит обучение будущих пользователей. При работе с программой пользователю предлагается стандартный графический интерфейс операционной системы, на базе которой установлено программное обеспечение, палитра услугонезависимых блоков и все необходимые для построения услуги панели инструментов.

На первом этапе создания сервисной логики при помощи стандартных функций drag&drop («перетащи и оставь»), подключая дополнительные SIB, можно расширить услугу новыми возможностями. Программное обеспечение большинства производителей платформ ИС предоставляет возможность повторного использования отдельных функциональных блоков услуг. Иными словами, программист может создать свой, независимый от услуги программный блок, выполняющий определенную функцию, и использовать его в дальнейшем без повторного конструирования. Часто такие блоки становятся предметом сделок купли-продажи между провайдерами ИС [7].

Следующим этапом проектирования услуги является установление связей между блоками и создание условных переходов.

После установления взаимосвязей между блоками есть возможность задать параметры каждого SIB или соединения между ними.

Так, на рисунке 4.13 схематично изображен фрагмент упрощенного «дерева услуги» по выполнению покупки в магазине через телефон, на котором прямоугольниками изображены услугонезависимые блоки, ромбами - условные переходы, а стрелками - взаимосвязи между ними. Каждый из блоков имеет управляющие параметры, позволяющие изменять их поведение в зависимости от потребностей пользователя и провайдера услуги. Так, условный переход «Проверить время» выбирает нужный путь дальнейшего выполнения услуги в зависимости от параметра «время закрытия магазина», значение которого устанавливается провайдером или абонентом услуги.

Рисунок 4.13 - Фрагмент «дерева услуги»

У большинства производителей система разработки услуг также включает в себя модуль проверки корректности «дерева услуги». Такая проверка не гарантирует работоспособности услуги, а лишь позволяет избежать элементарных ошибок. После такой проверки происходит компиляция (сборка) программы [7].

Однако следует отметить, что для того, чтобы создать принципиально новую услугу провайдеру, все же, приходится обращаться к производителю платформы с целью разработки дополнительных наборов SIB.

В процессе создания услуги параллельно с логикой создаются и таблицы баз данных, используемых для хранения служебной и пользовательской информации. Внесение необходимой информации в базу данных происходит на этапах внедрения и эксплуатации услуги. Если ранее при необходимости предоставления пользователю возможности актуализации баз данных ему приходилось устанавливать выделенный терминал, подключенный к платформе ИС, то с развитием Интернет эта функция стала доступна через WWW.

4.6 Реализация ИС на базе оборудования Alcatel 1000 S12

Конфигурация программно-аппаратных комплексов платформы IN компании Alcatel приведена на рисунке 4.14. Основными элементами архитектуры IN Alcatel, поставляемыми в настоящее время, являются SSP Alcatel 1000 S12, SCP Alcatel 1425 или 1420, SMP Alcatel 1435 или 1430, SCE Alcatel 1452. Оборудование Alcatel в разное время (начиная с 1990 г.) было использовано при построении сетей IN в Бельгии, Бразилии, Германии, Франции и других странах [11].

Рисунок 4.14 - Платформа IN компании Alcatel

4.6.1 Узел SSP на базе Alcatel 1000 S12

Узел SSP может быть реализован на основе станции Alcatel 1000 S12 любой версии простым добавлением ПО и оборудования без прерывания работы станции (рисунок 4.15). SSP обнаруживает запускающие события, которые указывают, что вызов требует доступа к услуге ИС. Средства запуска полностью зависят от вида услуг. Выбор типа запуска основан на ряде механизмов, определенных ITU-T в наборе CS-1, таких как коды специального доступа (набранные цифры), идентификация вызывающей или вызываемой стороны, идентификация входящего тракта, дополнительные услуги, на основе коммутации с управлением в ИС.

Рисунок 4.15 - Архитектура Alcatel 1000 S12

ТСЕ - Управляющий элемент модуля; НССМ - Модуль общего канала сигнализации; ASM - Модуль аналоговых абонентских линий; DIAM - Модуль автоответчика; ISM - Модуль абонентских линий ISDN; SCM - Модуль служебных комплектов; DTM - Модуль цифрового тракта ИКМ ; ЕСМ - Модуль эхозаградителей; DLM - Модуль звена данных; ТТМ - Модуль тестирования трактов; IPTM - Модуль коммутации пакетов; DCM - Модуль цифровой конференц-связи; IRIM - Модуль интерфейса выносного блока ISDN; P&L - Модуль периферии и загрузки; СТМ - Модуль тактовых и тональных частот.

Разработаны функции, которые взаимодействуют с базовой функцией обработки вызовов для управления разными фазами вызова ИС. Каждый такой вызов состоит из последовательности соединений [12].

Функции управления данными SSP позволяют SCP считывать и записывать информацию (например, данные таксации и измерения трафика).

Применяются специальные механизмы для защиты SCP от перегрузки или отказа узла (например, запрет или разрешение вызовов в определенный промежуток времени, постановка в очередь).

Для управления интерфейсом SSP/SCP расширена обработка сигнализации. Для обеспечения внедрения быстро меняющихся услуг в обычной сети, между пунктами доступа ИС, SSP и логикой управления услуг в SCP предусмотрены услугонезависимые интерфейсы. Протокол IN АР фирмы Alcatel, используемый в интерфейсе SSP/SCP, обеспечивает ряд услугонезависимых операций, согласованных в основном с версией ETSI Core INAP, предоставляет дополнительные возможности (например, манипуляция сторонами). Наряду с протоколом INAP фирма Alcatel, для взаимодействия в сетях с оборудованием от нескольких поставщиков, обеспечивает интерфейс с INAP ETSI (CS-1). Напомним, что протокол INAP является подсистемой 4-го уровня в системе сигнализации ОКС №7.

Функция специальных ресурсов (SRF), используемая при выполнении услуг под контролем интеллектуальных узлов, встроенная в станции Alcatel 1000 S12, peaлизована с помощью ряда модулей динамических интегрированных автоответчиков (DIAM) и модулей служебных комплектов (SCM).

4.6.2 Узел SСР платформы IN Alcatel

Компания Alcatel поставляет оборудование SCP двух типов - Alcatel 1420 и Alcatel 1425. Оборудование первого типа предназначено для корпоративных сетей и имеет специфические программно-аппаратные интерфейсы, в то время как Alcatel 1425 применяется для работы в сетях общего пользования в качестве узла управления услугами в составе открытой платформы и имеет стандартные интерфейсы.

SCP Alcatel 1425 представляет собой распределенную многопроцессорную программно-аппаратную платформу (рисунок 4.16), состоящую из процессоров переднего плана FEP и процессоров зад него плана ВЕР, объединенных локальной сетью Ethernet. Системные данные хранятся на накопителях на жестких дисках, подключенных к шине стандарта SCSI. Для загрузки системы используется CD-ROM. Объем памяти и число модулей FEP и ВЕР определяются обслуживаемой нагрузкой.

К процессорам переднего плана подключаются первичные тракты ИКМ, в которых организованы каналы ОКС-7. Процессоры FEP реализуют подсистемы МТР, SCCP и ТСАР. Процессоры ВЕР работают в режиме разделения нагрузки, содержат функциональные объекты SCF и SDF и реализуют протокол INAP.

Процессорный блок ВЕР выполнен на базе сервера Alfa 4100 компании DEC и содержит до 4 процессоров типа Alfa Processor с общим объемом оперативной памяти 8 Гбайт, объединенных 128-битной системной шиной со скоростью передачи 1.1 Гбайт/с. Отдельный модуль преобразует системную шину в 64-битовую шину стандарта PCI, к которой подключены внешние устройства (накопители, порты и контроллеры шин SCSI и EISA, а также контроллеры локальной сети) [7].

Рисунок 4.16 - Структура SCP Alcatel

Узел SCP Alcatel 1425 хранит логику и данные служб, требуемые для предоставления услуг ИС. SCP основан на мультипроцессорной системе связи Alcatel 8300 реального времени. Основное оборудование дублировано. ПО состоит из ОС реального времени и прикладного ядра для выполнения услуг и управления. Alcatel 8300 является базовым строительным блоком ряда изделий Alcatel в области ИС, пакетной коммутации, сетей подвижной связи и т.д.

Каждый блок Alcatel 1420 рассчитан на обработку более 100 попыток вызовов в секунду. При нормальных условиях он обрабатывает более 20000 одновременных вызовов. В условиях перегрузки, система может обеспечить ограниченное обслуживание до 500 попыток вызовов в секунду.

Основная функция SCP - выбор и исполнение программ логики услуги (ЛУ), запускаемых внутри (по распознаванию условий, таких как время суток или сочетание внутренних событий) или от функциональных внешних условий (например, по получению воздействий от SSP).

Обработка вызовов осуществляется SSP в реальном времени под управлением SCP и контролируется функциями ЛУ, включенными в ядро прикладных процессов. Такими процессами является интерпретатор ЛУ, предназначенный для связывания и мониторинга выполняемых действий, а также библиотека элементарных операций, состоящая из стандартных подпрограмм, выполняющих требуемую обработку для запрошенной услуги.

Управление обработкой вызовов дополнено прикладными процессами, основанными на специфичных элементарных операциях, и записью, которая определяет стандартные и специфичные операции, требуемые для услуги.

При запросе интерпретатор ЛУ анализирует запись вызванной услуги, запускает элементарные операции, указанные в записи, контролирует их выполнение и дистанционно контролирует SSP, использующий операции ИС.

Кроме управления обработкой вызовов, элементы управления обслуживают функции приобретения, используемые в административном управлении, администрации и техобслуживании.

Существуют механизмы для переноса данных из реляционной базы данных SMP в БД реального времени SCP. Общение между SMP и SCP происходит по протоколу Х.25. СУБД реального времени содержит все данные, требуемые для обработки вызовов и механизмов адаптации, а также проверки согласованности между SCP и SMP [6].

4.6.3 Узел SMP платформы IN Alcatel

SMP Alcatel 1435 обеспечивает управление узлами, обрабатывающими службами, используя различные функции, такие как управление услугой, доступ службы таксации, измерение трафика, функции доступа оператора или абонента услуги и контроль SCP.

Узел SMP представляет собой ПК с ОС UNIX. SMP и SCP общаются по протоколу Х.25 (рисунок 4.17). Платформа SMP определяет инфраструктуру управления и окружение для поддержки услуг ИС. В узле SMP расположена платформа общего ПО, используемая всеми услугами ИС, с тем, чтобы не производить разработку аналогичных функций для каждой новой услуги [12].

Эта платформа выполняет следующие функции:

- прикладные (для услуг) функции поддержки программирования, которые включают интерфейсы ОС, реляционной БД и связи с SCP и операторами;

- управление общими функциями, имеется услугонезависимая платформа, занимающаяся общими функциями SCP, такими как управление SCP, управление платформы SMP, ОС UNIX и административного управления ORACLE;

- управление конфигурацией, которое обеспечивает функции контроля, идентификации и сбора данных от SMP и посылки данных к SMP, а также обеспечивает возможность создания, считывания, модификации и удаления данных в SCP;

- управление параметрами, обеспечивающее оценку и индикацию показателей работы узлов ИС и услуг. Они собирают статистические данные для контроля и коррекции качества обслуживания в ИС;

- управление доступом, которое обеспечивает требуемую безопасность в отношении доступа пользователя. Когда пользователь подключается к системе, он получает уведомление о входе, в котором запрашивается идентификация пользователя и пароль для проверки права доступа;

- управление сбоями, обеспечивающее обнаружение, локализацию и коррекцию любых ненормальных действий службы ИС;

- управление измерениями, отвечающее за активацию, сбор, обработку и отображение результатов измерений показателей работы SCP и самого SMP.

Существуют постоянные измерения, которые после активации всегда присутствуют в SMP, и измерения по запросу, более детальные, которые делаются только по отдельному запросу.

Рисунок 5.17 - Структура SMP Alcatel

4.6.4 Узел SCE платформы IN Alcatel

SCE Alcatel 1452 реализована в виде специализированной программной среды, работающей в качестве прикладной программы под управлением операционной системы Windows. Среда обеспечивает возможность описания услуги с использованием палитры библиотечных блоков SIB, проверку алгоритма функционирования услуги посредством моделирования, описание графического интерфейса пользователя услуги для SMR конфигурирование конечных автоматов, прогнозирование показателей качества обслуживания и развития сети [7].

В каждом из блоков SIB, используемых при работе с редактором услуг, инкапсулировано несколько объектов и методов доступа к ним с целью их конфигурации (используются при создании части программного обеспечения услуги, необходимой для SMP) и с целью их применения (используются при создании части программного обеспечения услуги, необходимой для SCP).

В отдельном программном модуле содержится описание структуры сети - количество SCR SMP и их аппаратная конфигурация. Это обеспечивает возможность генерировать на этапе создания услуги конфигурационные файлы для каждого элемента сети. Другой модуль предназначен для выбора параметров собираемой статистики, определения обслуживаемой нагрузки и ресурсов платформы, отводимых для предоставления услуги [12].

4.6.5 Интеллектуальная периферия IP

Интеллектуальная периферия Alcatel предоставляет такие услуги, как передача фраз автоинформаторов, прием цифр (DTMF), синтез и распознавание речи, конференц-связь, а также передачу и прием факсов. Она может быть реализована как часть SSP или автономная система, в зависимости от требуемой емкости и предпочтений заказчика.

IP взаимодействует с сетью по ряду существующих интерфейсов абонентов и У АТС. Дополнительно можно использовать различные протоколы ПД для доступа к компьютеру, используемому как удаленная дистанционная БД.

IP используется, например, для указания вызывающей стороне набрать дополнительную информацию (например, номер кредитной карты или PIN код). В применении DTMF приемники тонов в IP декодируют ответы пользователей. Сегодня имеются системы распознавания речи, способные декодировать ограниченный набор слов. Они развиваются в мощные системы, способные к распознаванию ключевых слов в речевой фразе и распознаванию речи [7].

4.7 Конвергенция интеллектуальных и мобильных сетей

В последнее время все заметнее стала проявляться конвергенция интеллектуальных сетей, создаваемых на базе стационарных сетей связи и беспроводных сетей подвижной связи. Это обусловлено тем, что архитектура ИС и архитектура сетей подвижной связи очень сходны. При определении местоположения мобильного абонента между элементами сетей подвижной связи применяется сигнализация, основанная на принципах транзакций, похожая на ту, которая используется при запросе услуги ИС. Центр коммутации сети подвижной связи (MSC -- Mobile switching center), к которому попадает вызов, направленный к абоненту обслуживаемой этим MSC сети, передает в регистр местоположения «домашних» абонентов (HLR -- Home location register) запрос о том, где находится в данный момент этот абонент (рисунок 4.18). HLR постоянно обновляет информацию о местоположении абонента на основе данных, получаемых из последней «визитной» сети, в которой тот оказался, и по запросу MSC передает ему информацию, необходимую для маршрутизации.

Однако ни стационарные ИС, ни сети подвижной связи не обладают теми возможностями, какие могла бы иметь сеть, соединившая в себе свойства и тех, и других. Стационарные ИС-сети (как с набором CS-1, так и с набором CS-2) не владеют в полной мере механизмами поддержки мобильности, а сети подвижной связи не способны адекватно обеспечивать принцип независимости от услуг, присущий концепции ИС. Естественно, что операторы сетей подвижной связи стремятся овладеть преимуществами, предлагаемыми концепцией ИС, а операторы стационарных сетей ИС заинтересованы в услугах, поддерживающих мобильных абонентов [21].

Независимо от того, какой подход использован к формированию беспроводной интеллектуальной сети, она приобретает такие присущие сетям подвижной связи черты, как необходимость контроля передвижения мобильного абонента, специфика радиодоступа и проблемы роуминга услуг [7].

Возможны два основных подхода к конвергенции мобильных и интеллектуальных сетей. Первый - сформировать или «наложить» концепцию ИС на архитектуру существующих сетей подвижной связи; второй -- дополнить свойствами поддержки мобильности концепцию ИС, ориентированную преимущественно на стационарные сети. Выбор того или другого подхода зачастую определяется заинтересованной стороной (т.е. администрацией сети подвижной связи или сети ИС).

Рисунок 4.18 - Архитектура ИС (1) и сети подвижной связи (2)

Второй подход, которому следует МСЭ-Т, предполагает, что организовать полную поддержку мобильности в ИС можно будет не ранее реализации набора CS 4, после завершения работ по спецификации систем связи третьего поколения. Первый подход более прагматичен и может быть реализован достаточно простыми средствами в ближайшем будущем. Однако его сторонники тоже разделились на две группы [6].

Первая группа придерживается мнения, что протоколы сигнализации, используемые в сетях подвижной связи (MAP IS-41 или MAP GSM), фактически уже являются протоколами ИС. Такая точка зрения основана на убеждении, что процесс доставки вызова к мобильному абоненту есть услуга ИС, и что сетевые объекты, которые выполняют эту функцию (HLR), по существу представляют собой специализированные пункты управления услугами (SCP). Сказанное подтверждает сравнение процедур запроса данных о местоположении мобильного терминала и запроса услуги ИС - обе процедуры приводят к обмену инструкциями, нужными для маршрутизации и для установления соединения. В связи с этим предлагается модифицировать существующий протокол подвижной связи в соответствии с концепцией ИС и адаптировать его к более унифицированным требованиям, после чего любое различие между запросами, специфическими для подвижной связи, и запросами услуг ИС будет «размыто».

Вторая группа признает схожесть прикладных протоколов сетей подвижной связи и сетей ИС, однако считает первые недостаточно общими для того, чтобы они могли поддерживать концептуальные идеи ИС. Поэтому предлагается рассматривать обращение к услуге ИС в сети подвижной связи как процесс, который происходит в значительной степени независимо от сигнализации, служащей для установления соединения, и свести к минимуму роль HLR в реализации услуг ИС. Доставка вызова мобильному абоненту считается основной функцией, а не услугой ИС. Операции, используемые для доставки вызова, не изменяются с введением операций ИС, поскольку последние не зависят от протокола установления соединения. Различие между сигнализацией, специфической для подвижной связи, и сигнализацией для поддержки услуги усиливается, поскольку та и другая остаются логически разными [21].

Учитывая потребность в конвергенции концепции ИС и свойств мобильности, организации, занимающиеся стандартизацией, разрабатывают стандарты в этой области.

Примеры услуг, ориентированных на мобильных абонентов.

Контроль использования (Control of Use). Данная услуга объединяет такие возможности, как:

- контроль доступа (Access control) к мобильной станции (MS);

- «экранирование» вызовов (Call screening).

Услуга контроля доступа состоит в том, что клиент получает персональный идентификационный номер (PIN), с помощью которого проводится процедура аутентификации и задания-снятия функций ограничения доступа. Основное преимущество - снижение риска несанкционированного использования и, соответственно, сокращение незапланированных расходов.

Услуга по «экранированию» вызовов касается ограничения, как входящих, так и исходящих звонков, причем существует возможность наложения ограничений на местонахождение, время, а также номер абонента. Последнее реализуется путем составления списков баз данных разрешенных и неразрешенных номеров. Данная услуга важна не только для сокращения расходов, но и для ограничения нежелательных вызовов [6].

Виртуальные частные сети (Virtual Private Network). Данная услуга предполагает создание внутри существующих сетей подвижной связи (GSM/DCS) частных виртуальных сетей (VPN) с выделенным планом нумерации для абонентов VPN.

Услуги по предоплате PPS (Pre Paid Service). Предварительно оплаченные услуги организованы таким образом, что абонент является доступным для входящих и исходящих вызовов до тех пор, пока на его счете имеется определенная сумма. Логика услуги осуществляет контроль за распределением средств на счете абонента PPS и обеспечивает возможность подсказок и предупреждений абонента в различных ситуациях с помощью воспроизведения соответствующих автоматических объявлений.

Внедрение услуг с предварительной оплатой доказало, что успех может быть достигнут незамедлительно. Во многих странах количество «предоплатных» абонентов составило 10% от всей абонентской базы уже в первые месяцы после внедрения услуги. Чем же данная услуга привлекательна для абонентов?

Не нужен долгосрочный контракт с тем или иным оператором сети.

Не нужно регулярно платить абонентскую плату.

Анонимная подписка.

Проще сменить оператора.

Данной услугой могут пользоваться абоненты с существующими терминалами и SIM-картами.

Описанные выше возможности являются лишь малой частью по сути неограниченных возможностей интеллектуальной сети. Достаточное количество подобного рода и прочих услуг предоставляется в зависимости от воображения клиента и потребностей рынка.

В рассмотренном примере отчетливо обозначена тенденция дальнейшего взаимопроникновения независимо развиваемых концепций ИС и систем подвижной связи [21].