Распечатать

Мобильные телекоммуникации, № 8, 2006

Сети нового поколения.

14 ноября 2006

Сети нового поколения

Ведение
Сегодня рынок телекоммуникационных услуг в России стоит на пороге значительных изменений. Точка поворота отрасли уже пройдена, становится все очевиднее, что будущее за конвергентными сетями сетями, позволяющими на единой технологической инфраструктуре предоставлять услуги  по передаче голоса, данных, видео, ТВ, телеметрии и т.п., Следует отметить, что успешной работы на этом рынке, операторам надо менять не только технологии, но и бизнес-практику.
 
То, что происходит сегодня, можно назвать революцией в отрасли связи. Новейшие IT и телекоммуникационные технологии выходят сегодня на первый план, становятся катализатором создания нового рынка услуг, ранее недоступных пользователям. Роль телекоммуникационной и IT-индустрии начинает меняться, возникает то, что можно назвать коммуникационно-медийной или мультисервисной средой.  Мультимедийные услуги на базе широкополосного доступа – это одно из  наиболее быстро растущих в истории телекоммуникаций направлений, которое по темпам ростам сегодня превышает даже развитие услуг мобильной связи и сегодня начинает проникать и на этот рынок.
 
Проблемы перехода к сетям нового поколения (NGN, Next Generation Networks) обсуждается уже несколько последних лет. Предполагается, что будут меняться (а кое-где это уже постепенно и происходит) не только технологические принципы построения сетей, передачи и коммутации информации разного типа, но и методы оказания услуг, а также будут перестраиваться и телекоммуникационные компании и способы взаимодействия между ними, что до сих пор происходило с очень большим трудом.
 
Внедрение концепции NGN приведет к созданию новой ситуации на телекоммуникационном рынке, характеризующейся, в частности: усилением конкуренции между операторами вследствие размывания границ между мобильной, фиксированной связью, телевидением и передачей данных, резким ростом объема цифрового трафика вследствие возрастания использования Интернета, значительно возросшей потребностью в широкополосном доступе для пользователей (в том числе и мобильном) из-за роста потребления новых мультимедийных услуг.
 
По прогнозам аналитиков Juniper Research, к 2009 г. более 12% всех доходов от продаж услуг голосовой связи будут приходиться на долю VoIP — одного из самых быстрорастущих сегментов рынка коммуникаций, ассоциируемого с NGN. На российском и международном рынке телекоммуникационных услуг к сетям NGN проявляются интерес практически все операторы связи, работающие на различных сегментах рынка – операторы фиксированной связи, операторы мобильной связи, а также операторы широкополосного доступа, разворачивающие услуги Triple-Play (услуги по передаче данных, голоса и видео). Абсолютно все крупные операторы США начали модернизацию своих сетей под VoIP, устанавливая оборудование для передачи данных.
 
По данным аналитической компании Dell’Oro Group мировой объем продаж только оборудования для VoIP-телефонии (включая Softswitch и медиа-шлюзы) демонстрирует высокие темпы роста. По итогам 2004 г. он увеличился на 36% до $1,71 млрд, и такой рост сохранится в течение нескольких лет.

NGN и IP сети

Казалось, можно предположить, что IP сети уже устарели, в том смысле, что технологии уже сложились, отработаны и в перспективе ничего нового не ожидается. Более того, известно, что IP сети были разработаны более 30 лет назад, а WEB технологии имеют 15-летнюю историю. Но мы видим, что активно  развиваются новые технологии передачи данных,  основанные на беспроводных, оптических и других каналах связи,  скорость передачи информации растет, MPLS фактически пришел на смену ATM на магистралях телекоммуникационных сетей. И сегодня немногие не согласятся с тем, что все будущие сервисы могут быть развернуты на основе технологий IP и глобального Интернет как Сети, объединяющей другие IP сети.
 
Архитектура Интернет предполагает использование модели обмена данными без организации прямого соединение на основе передачи пакетов, доставка по принципу best-effort, при этом функции предоставления сервисов отделены от транспортных. Такие характеристики как раз и обеспечивают уникальную возможность доступа пользователя к любому другому пользователю независимо от среды передачи, приложения и вида передаваемой информации, а также возможности расширения сети без централизованного контроля и управления.
 
Около 20 лет назад большое количество абонентов, операторов связи и производителей оборудования, сделали возможным появление и обеспечили рост пакетных сетей. Так технологии X.25 привели к появлению ATM и Frame-Relay, а также технологий локальных вычислительных сетей. Построенные пакетные сети объединялись друг с другом посредством шлюзов, которые в последствии получили название маршрутизаторов. Фактически таким образом сформировалась основа для всех современных телекоммуникаций.
 
Примерно в это же время в ходе обсуждений о будущем пакетных сетей появился термин NGN. Правда, в то время традиционные операторы связи, использующие технологии TDM, еще не понимали важности технологии IP и пакетных сетей.
 
После стремительно развития и роста Интернет, традиционные операторы связи, мобильные операторы и операторы кабельного телевидения серьезно задумались об использовании IP и пакетных сетей в своем бизнесе. Более того, для традиционных операторов связи развитие Интернет представляло определенную опасность, поскольку основной бизнес – передача голосового трафика  - в IP сетях превращался просто в одно из приложений.
 
В это же время IP-транспортные сети стали рассматриваться как объект инвестиции, поскольку рос спрос и конкуренция  на услуги по передаче пакетного трафика. Большинство операторов стремилось к тому, что бы их сети максимально использовались для передачи мультимедийного (голосового) трафика.
 
Однако операторы столкнулись с другой проблемой – как обеспечить полный набор услуг по передаче голоса на пакетных сетях в сравнении с предоставлением традиционным способом, на основе сетей коммутации каналов. В этой связи потребовалось создание VoIP инфраструктуры, обеспечивающей возможности экстренного вызова, применения СОРМ, предотвращение мошенничества, приоритезацию в установлении соединений, обеспечение конфиденциальности и др. Также потребовалась функциональность, связанная с тарификацией и системой расчетов на VoIP сетях.
 
В целях упрощения миграции на сети нового поколения в Международном Союзе Электросвязи была образована рабочая группа NGN, которая занимается разработкой международных стандартов. Стандартизацией в области NGN сегодня также занимаются Европейский институт стандартов электросвязи (ETSI) , 3GPP (глобальный проект совместной координации разработки WCDMA институтами стандартизации стран Европы, Японии, Южной Кореи и США), IETF (открытое международное сообщество проектировщиков, ученых, сетевых операторов и провайдеров, созданное IAB в 1986, которое занимается развитием протоколов и архитектуры Интернет) и другие.

Архитектура NGN

ITU дает такое определение сети NGN. NGN – пакетная сеть, способная предоставлять телекоммуникационные услуги, при использование различных транспортных технологий, обеспечивающих качество обслуживания, в которых функции по предоставлению услуги являются независимыми от технологий транспорта. Сеть предоставляет неограниченный доступ пользователям к различным операторам связи, а также возможность для пользователя связываться и получать доступ к услугам независимо от изменения местоположения.
 
С точки зрения архитектуры NGN представляет собой набор следующих функциональных блоков:
  • Уровень управления сети (Control Plane), который обеспечивает функциональность, связанную с управлением транспортной составляющей и сетевыми сервисами.
  • Уровень управления параметрами услуг (Management Plane), который обеспечивает функциональность, связанную с качеством услуг, безопасностью и сетевым управлением.
  • Транспортный уровень (Transport Plane), который обеспечивает функциональность, связанную с нижележащими, основанными  на использовании протокола IP, транспортными и сетевыми сервисами.
  • Уровень сети коммутации (SCN Plane), который обеспечивает функциональность, относящуюся к обеспечению интеграции с сетями предыдущего поколения.
  • Уровень приложений (Application Plane), который обеспечивает использование возможностей других функциональных уровней для предоставления услуг мультимедиа.
  • Уровень магистральной коммутации. Функции этого уровня - создание, управление, коммутация и маршрутизация соединений.
По ITU NGN не является сетью, ориентированной исключительно на передачу голосового трафика, прежде всего сеть должна обеспечивать такие функции как: presence and instant messaging (индикация присутствия и службы мгновенных сообщений), push-to-talk, голосовая почта, видео и другие мультимедийные приложения.
 
В качестве элемента архитектуры NGN  центральное место занимает IP Multimedia Subsystem (IMS) – подсистема IP мультимедиа, разработанная в проекте 3GPP для сетей мобильной связи UMTS и CDMA. В последствии IMS была расширена для поддержки решений для сетей фиксированной связи. NGN также полагает использование протокола IPv6, приоритезацию трафика, использование функций резервирования и подтверждения использования сетевых ресурсов перед установлением соединения.
 
Подсистема IMS использует в своей основе протокол SIP (Session Initiation Protocol) и его расширения, и фактически образует сигнальную подсистему, похожую сигнальную сеть традиционных телефонных сетей, расположенную уровнем выше по отношению к сети IP. В состав IMS входят сервера SIP-proxy, которые выполняют посреднические функции при входе абонентов в сеть доступа и установлении соединений. По аналогии с сетями мобильной связи IMS предполагает наличие у абонента “домашней” сети, и поддерживает концепцию роуминга для внешних сетей мобильной и фиксированной связи. IMS также включат в себя сервера политик доступа, сервера  авторизации и тарификации для обеспечения функций безопасности и контроля.
 
В то время как основным принципом концепции NGN является разделение функций уровня предоставления услуг и транспортного уровня, IMS служит связующей подсистемой по отношению названным выше.
 
Хочется отметить, что часто под решениями NGN подразумеваются не только полные решения класса NGN, но и отдельные компоненты таких решений: транспортные сети, голосовые шлюзы, гибкие коммутаторы, сервисные платформы и др.
Так центральным элементом в концепции построения сетей нового поколения у многих ведущих производителей телекоммуникационного оборудования является программно-аппаратный комплекс Softswitch, основная функция которого - управление установлением соединений в мультисервисной сети. Основная причина такого значения Softswitch – поддержка протоколов сигнализации и управления сетей старого и нового поколения. В распределенной системе Softswitch могут объединяться функции управления вызовами и голосовыми шлюзами, генерации отчетов, ведения статистики, интерфейсные модули для связи с системами OSS/BSS (Operations Support Systems / Business Support Systems).
 
Рынок Softswitch сегодня демонстрирует достаточно высокую фрагментированность и динамичность, но по объемам продаж программных коммутатором в тройку мировых лидеров входят Nortel, Siemens и Sonus.


SoftswitchesБольшая часть из самых популярных решений этого класса в той или иной мере представлены и в России – это, в частности, программные коммутаторы Alcatel, Cisco Systems, Nortel, Ericsson, Siemens, Veraz Networks, Italtel, Huawei, NetCentrex, Telcordia, Lucent, Tecelec. Только в рамках проекта ЦНИИС по испытанию оборудования Softswitch в интересах «Связьинвеста», согласно сообщениям в прессе, рассматривались системы более десяти разных производителей.

Из лидеров только программные коммутаторы фирмы Sonus Networks до недавнего времени не были известны в России, хотя и эти решения в 2006 году были выведены на российский рынок компанией «Энвижн Груп».

Проблемы построения NGN в России

Несмотря на достаточно большую историю продвижения концепции NGN в России успехи развития этих технологий пока достаточно скромны. Чтобы достичь успеха в создании сетей нового поколения и получить взаимоувязанную и эффективную новую сетевую инфраструктуру, весь процесс модернизации существующих сетей операторов и перехода к NGN должен осуществляться на основе единой концепции, позволяющей учесть все сетевые аспекты, новые принципы предоставления услуг и их учет. Этого пока нет. Существуют значительные сложности в реализации системы управления сетью в NGN. Именно значительное повышение эффективности и гибкости использования сетевых ресурсов в результате миграции сетей к NGN приводит к серьезному усложнению механизмов OSS, для адекватной поддержки которых требуются самые современные информационные технологии. И начало внедрения NGN в сетях крупнейших операторов стало одной из причин значительного роста интереса к OSS и существенному росту этого рынка в России. Например, только компания «Энвижн Груп», являющаяся лидером этого рынка в нашей стране, в 2006 году начала несколько новых подобных проектов на сетях нового поколения.
 
Сложности возникают у операторов (в первую очередь, входящих в холдинг «Связьинвест») и в связи с тем, что существующие сети сегодня значительно устарели и не отвечают даже нынешним потребностям потребителей. Поэтому операторы решают сегодня две задачи: постепенной реконструкции и развития сети. Хотя в холдинге уже принято стратегическое решение о переходе от традиционных телефонных сетей к инфраструктуре на базе пакетной коммутации. В частности, основными проектами 2006 года в Межрегиональных компаниях связи (МРК) и «Ростелекоме» являются проекты по строительству сетей широкополосного доступа, центров обслуживания вызовов, магистральных сетей IP/MPLS. Все новые проекты (за исключением расширения существующих TDM-коммутаторов), согласно заявлениям представителей холдинга, планируется реализовывать на основе технологий NGN, в том числе с использованием программных коммутаторов.
 
Кроме того, надо учитывать, что даже еще сейчас построение NGN является очень сложным процессом, причем не только для нашей страны. Многие продукты даже основных производителей имеют ограничения, когда некоторая функциональность оборудования реализуется только при определенных условиях. К тому же существует масса конкурирующих друг с другом стандартов, которые не совместимы друг с другом. Не решен вопрос реального взаимодействия между сетями, в частности, при передаче телефонного трафика между обычными телефонными сетями и NGN-сетями, причем это проблема международная. Серьезного опыта, общих рекомендаций в NGN пока нет.
 
Существуют проблемы и в нормативной базе для вновь создаваемых сетей в России. В частности, в “Правилах присоединения сетей электросвязи и их взаимодействия”, начавших не так давно действовать в нашей стране, не рассматриваются NGN, более того, эти правила фиксируют устаревший принцип: “одна сеть – одна услуга”. Кроме того, эти правила несколько противоречат правилам взаимодействия сетей NGN, разрабатываемым Международным союзом электросвязи, согласно которым все NGN-сети являются равноправными, взаимодействуют друг с другом по открытым интерфейсам и предоставляют неограниченный доступ к любым поставщикам услуг.
 
Тем не менее, несмотря на все эти сложности, процесс внедрения технологий нового поколения уже идет и практически все крупнейшие операторы в той или иной мере задействованы в этом процессе. Хотя в основном это пока еще либо небольшие внедрения, либо пилотные проекты или тестирование технологий. Несколько проектов в России ведет компания Alcatel, оборудование которой использовалось, например, при построении сети NGN класса 4 и 5 в «Кобеллге» и внедрении услуги  Voice over IP (VolP). Похожие проекты осуществлялись в «Уралсвязьинформе», «Центртелекоме», МГТС, Golden Telecom, «Вымпелкоме», МТС, «Транстелкоме», «Ленсвязи» и «Комстаре». При этом в качестве поставщиков оборудования в проектах участвовали Cisco Systems, Siemens, Nortel, Mera, NetCentrex и др.
 
Сергей Головин, Сергей Шишнин, "Энвижн Груп"