Сети NGN

Транспортные шлюзы содержат оконечные точки, во взаимодействии с которыми агент вызова может создать, изменить и уничтожить соединение для установления и управления транспортным сеансом связи с другими оконечными точками. Также агент вызова может поручить оконечным точкам выполнение функций обнаружения некоторых событий и генерирования конкретных сигналов. Оконечные точки автоматически сообщают агенту вызова об изменениях в состоянии обслуживания. Кроме того, агент вызова может выполнять проверку как оконечных точек, так и соединений между ними.

Базовый протокол MGCP может расширяться дополнительными функциональностями, определяемыми в так называемых пакетах (package) - точно описанных расширениях MGCP. Например, можно упомянуть пакеты различного назначения под общим названием «MGCP-пакеты 2ВСК». Эти пакеты расширений предназначены для работы с соединительными линиями, на которых могут использоваться системы телефонной сигнализации с многочастотным или импульсным набором, интерфейсы с учрежденческими АТС и т. п.

 

Протокол управления транспортным шлюзом H.248/MEGACO

 

Протокол управления транспортным шлюзом H.248/MEGACO является дальнейшим развитием протокола MGCP и ряда других разработок как IETF, так и ITU-T.

Протокол управления транспортным шлюзом H.248/MEGACO используется на интерфейсе между контроллером MGC и шлюзом MG, то есть между элементами физической декомпозиции шлюза мультимедиа согласно архитектуре, определенной в рекомендации Н.323. Управление транспортным шлюзом (MG) осуществляется специальным устройством управления транспортными шлюзами или их контроллером (MGC).

Интерфейс пакетной сети может задействовать  IP, ATM и другие технологии. Интерфейс должен будет поддерживать большое количество систем сигнализации сети с коммутацией каналов, включая тональную сигнализацию, сигнализацию ISDN, ISUP, QSIG и GSM.

Для переноса сигнальных сообщений  MEGACO/H.248 могут использоваться следующие транспортные протоколы: UDP, TCP, SCTP (Stream Control Transport Protocol) и технология ATM. Поддержка протокола UDP является обязательным требованием для контроллера шлюзов MGC. Протокол TCP должен поддерживаться как контроллером, так и шлюзом. Поддержка протокола SCTP и технологии ATM для обоих устройств опциональна. Сообщения протокола MEGACO/H.248 могут кодироваться двумя способами. Комитетом IETF предложен текстовый способ кодирования сигнальной информации, причем для описания сеансов связи используется протокол SDP. МСЭ-Т предусматривает двоичный способ представления сигнальной информации по спецификациям абстрактного синтаксиса ASN.1, а для описания сеансов связи рекомендует специальный инструмент формата Tag-Length-Value (TLV). Контроллер MGC должен поддерживать оба способа кодирования, а шлюз MG - только один из них.

Протокол MEGACO является внутренним протоколом, который работает между функциональными блоками распределенного шлюза, а именно между MGC и MG. Принцип действия этого протокола - master/slave, то есть, ведущий/ведомый. Устройство управления MGC является ведущим, а транспортный шлюз MG - ведомым, который выполняет команды, поступающие к нему от устройства управления.

 

Протокол BICC

 

Протокол BICC, определяемый Рекомендацией Q.1901, представляет собой протокол управления вызовом, предполагаемый к использованию между «обслуживающими узлами» (Serving Nodes - SN). Данный протокол получил название «Bearer Independent Call Control», или протокол управления вызовом, независимый от услуг доставки информации. Управление транспортными возможностями между SN предусматривается со стороны других протоколов.

Определены три типа SN:

• узел обслуживания интерфейса (ISN) - обеспечивает интерфейс к сетям с коммутацией каналов;
• транзитный узел (TSN) - обеспечивает выполнение функций транзита для информации вызова и транспортировки в пределах сети, использующей протокол BICC;
• шлюзовой узел (GSN) - обеспечивает выполнение функций меж сетевого шлюза для информации вызова и транспортировки с использованием протокола BICC.

Процедуры взаимодействия BICC с другими протоколами, в том числе на промежуточных узлах, где могут выполняться функции управления вызовом без реализации какого-либо управления транспортными возможностями, определены соответствующими спецификациями.

 

Транспортировка информации сигнализации (SIGTRAN)

 

Транспортировка информации сигнализации по технологии SIGTRAN предназначена для передачи сообщений протокола сигнализации сети с коммутацией каналов через сеть с коммутацией пакетов и должна обеспечивать:

1. передачу сообщений разнообразных протоколов сигнализации, обслуживающих соединения сетей с коммутацией каналов (CSN), например протоколов прикладных и пользовательских подсистем ОКС7    (включая уровень 3 МТР, ISUP, SCCP, TCAP, MAP, INAP, и т. д.), а также сообщений уровня 3 протоколов DSS1/PSS1 (т. е. Q.931 и QSIG);
2. средства идентификации конкретного транспортируемого протокола сигнализации сети с коммутацией каналов;
3. общий базовый протокол, определяющий форматы заголовков, расширения в целях информационной безопасности и процедуры для транспортировки сигнальной информации, а также (при необходимости) расширения для введения конкретных индивидуальных протоколов сигнализации сети с коммутацией каналов;
4. вместе с нижележащим сетевым протоколом (например, IP) обеспечивать функциональные возможности, соответствующие нижнему уровню конкретной сети с коммутацией каналов.

При транспортировке сигнальной информации через инфраструктуру сети Интернет используемым промежуточным средством считается протокол передачи информации управления потоком (Stream Control Transmission Protocol - SCTP).

 

Протокол передачи информации управления потоком (SCTP)

Протокол передачи информации управления потоком (SCTP) обеспечивает транспортировку сообщений сигнализации через сеть IP между двумя оконечными пунктами с избыточностью доставки информации и повышенной степенью надежности. Для этого применяется стандартизованный метод, отличающийся встраиванием в протокол возможностей повышенной надежности доставки в реальном времени информации от нескольких источников по нескольким информационным потокам.

Также обеспечивается самоотключение в случае перегрузки соединения Интернет, по которому функционирует этот протокол. Интерфейс между SCTP и его сигнальными приложениями управляется через адаптационные уровни, которые образуют промежуточный уровень таким образом, чтобы сигнальные протоколы высших уровней конкретной архитектуры стека протоколов не меняли свой интерфейс с транспортной средой и внутренние функциональные возможности, когда начинают использовать SCTP вместо другого транспортного протокола. Другой аспект состоит в том, что поддерживаемая архитектура стека протоколов согласована с архитектурой Интернет без нарушения собственных правил.

Протокол SCTP может в различных целях использоваться разнообразными приложениями - от передачи файлов средствами HTTP до транспортировки сигнальной информации, от замещения возможностей функционирования МТР до замещения транспортировки информации сигнализации SCCP. Для некоторых приложений может быть желательным сохранить на связи с нижележащим уровнем (в данном случае SCTP) уже существующий интерфейс, для других приложений это не является необходимым.

 

Пользовательский уровень  адаптации ISDN (IUA)

 

Существует необходимость доставки сообщений сигнальных протоколов сети с коммутацией каналов (Circuit Switched Network - CSN) от сигнального шлюза (SG) ISDN к контроллеру шлюза среды передачи (MGC). Механизм доставки должен поддерживать:

• транспортировку пограничных примитивов Q.921/Q.931;
• связь между модулями управления уровнями SG и MGQ
• управление активными связями между SG и MGC.

Данным уровнем предусматривается  поддержка первичного и базового доступов ISDN (PRA и BRA) как для режима «точка - точка», так и для разветвленного режима «точка - несколько точек». Процедуры уровня адаптации QSIG не отличаются от аналогичных процедур Q.931.

 

Пользовательский уровень  адаптации МТР уровня 2 (M2UA)

 

Пользовательский уровень адаптации МТР уровня 2 обеспечивает эмуляцию одного звена МТР между двумя узлами ОКС7.

Избыточность звеньев достигается  посредством многоточечного подключения  собственно в пределах SCTP. В направлении к DPC может иметься несколько звеньев. Избыточность приложений поддерживается на пользовательских уровнях адаптации посредством переключения с одного соединения на другое при необходимости.

При необходимости доставки сообщений  сигнальных протоколов CSN от сигнального шлюза (SG) к контроллеру шлюза среды передачи (MGC) или пункту сигнализации IP (IPSP) механизм доставки должен поддерживать:

• интерфейс на границе МТР уровня 2 и МТР уровня 3;
• связь между модулями управления уровнями SG и MGC;
• управление активными связями между SG и MGC.

Другими словами, SG будет иметь возможность транспортировать сообщения МТР уровня 3 к MGC или IPSP. В случае доставки от SG к IPSP, SG и IPSP функционируют как традиционные узлы ОКС7, используя сеть IP в качестве нового типа звена ОКС7. Этим обеспечивается полномасштабная обработка сообщений МТР уровня 3 и соответствующие возможности управления сетью.

 

Пользовательский уровень  адаптации МТР уровня 3 (M3UA)

 

Пользовательский уровень адаптации  МТР уровня 3 обеспечивает эмуляцию уровня 3 МТР в направлении его  пользователей. В число его функций входят трансляция и отображение адреса, отображение потоков, управление перегрузками и управление сетью.

Для выхода на нужный сервер приложений (Application Server - AS) в SG должна осуществляться строгая процедура присвоения (например, CICISUP должны соответствовать группам магистральных линий).

Входя в состав прикладного сервера, процесс обработки прикладного  сервера (ASP) должен иметь возможность общего распределения состояний. Каждый ASP одного и того же AS может являться отдельным прикладным узлом (Application Node - AN). Каждое приложение является физическим блоком или хостом. Способ распределения состояний зависит от конкретной реализации.

Уровень M3UA должен обслуживать несколько соединений SCTP (или по крайней мере одно). Выбор соединения SCTP может производиться по одной или нескольким частям полей DPC, OPC, SLS, CIC ярлыка маршрутизации МТР. Если соединение переходит в аварийное состояние, возможно выполнение альтернативных отображений.

Равноуровневые объекты M3UA для изменения и обновления состояний узлов «ОКС7 через IP» обмениваются сообщениями управления.

На маршрутизацию сообщений  уровня M3UA и SCTP влияют особенности функционирования внутридоменных и междоменных протоколов маршрутизации RIP, OSPF, BGMP.

 

Пользовательский уровень адаптации SCCP (SUA)

Средствами сети IP возможна доставка сообщений подсистем-пользователей SCCP (MAP и САР через ТСАР, RANAP и т. д.). Архитектура такой доставки может представлять собой связь от SG OKC7 к сигнальному узлу IP (например, резидентной базе данных IP) или связь между двумя оконечными точками, расположенными в пределах сети IP. Механизм доставки должен поддерживать:

• передачу сообщений пользователей SCCP (TCAP, RANAP и т.д.);
• услугу SCCP, не ориентированную на соединение;
• услугу SCCP, ориентированную на соединение;
• взаимодействие равноуровневых объектов пользователей SCCP в полном объеме;
• управление транспортными связями SCTP между SG и одним или несколькими сигнальными узлами IP;
• функционирование сигнальных узлов IP с распределенной структурой;
• в целях управления выдачу отчетов об изменении состояний конфигурации в асинхронном режиме.

 

SCTP для MEGACO

 

Направленные на достижение высокой  пропускной способности и доступности, реализации протокола MEGACO могут особенно эффективно использоваться в сочетании с теми возможностями образования информационных потоков, избыточности сетевой поддержки, исключения перегрузок и обеспечения высоких характеристик информационной безопасности, которые предоставляются протоколом SCTP.

Реализациями MEGACO могут использоваться следующие предоставляемые SCTP возможности:

• транспортировка, основанная на передаче дейтаграмм;
• надежность доставки информации: как транспортный протокол повышенной надежности, SCTP обеспечивает механизмы восстановления пакетов информации при ее потере или дублировании. Указанное свойство позволяет упростить разработку уровня приложений, а также управление таймерами;
• надежность доставки сообщений при обеспечении очередности и без таковой: при необходимости ускоренного обслуживания приложения для каждого сообщения может устанавливаться высший по сравнению с не нуждающимися в обеспечении очередности приоритет транзакций;
• передача потоков информации: SCTP в состоянии обеспечить до 65536 однонаправленных потоков в каждом направлении связи MGC-MG. SCTP передает сообщения и обрабатывает принимаемые сообщения одного потока независимо от порядка или статуса сообщений других потоков. Приложение имеет возможность эффективно избегать возникновения блокировок линии посредством передачи информации независимых друг от друга транзакций по разным потокам;
• защита против столкновений сообщений: встроенный в SCTP механизм шифрования обеспечивает защиту на узле MGC или MG;
• управление сетевыми перегрузками: средствами SCTP для обнаружения и обработки случаев перегрузки сети обеспечены эффективные средства;
• управление резервным маршрутом: для крупного MG на сетевом уровне может требоваться наличие с MGC связи, имеющей повышенную устойчивость к отказам.