13.1. Введение В разд. 1.7 в общих чертах была рассмотрена идеология построения интеллектуальной сети связи (IN - Intelligent Network или ИСС). Там было показано, что ИСС фактически представляет собой новый этап интеграции, а именно этот этап реализует концепцию интеграции функций предоставления телекоммуникационных услуг (ТУ) пользователю. В документах МСЭ (ГШ-Т) ИСС определена как сервисно-ориентированная архитектура ТС [13.5].

В странах с высокой телефонной плотностью прирост числа телефонов в год невелик. Операторы связи при небольшом росте емкости ТС уже не могут увеличивать свои доходы за счет роста непосредственно самой сети. Они могут их увеличивать за счет предоставления пользователям новых ТУ. На рис. 13.1, показано, как по мере развития ИСС перераспределялась телефонная и нетелефонная нагрузки во времени в ФРГ (по данным Prof. Dr. P. Martini - Uni. of Padebom, Germany). Из графика, представленного на рис. 13.1, следует, что в 2000 г. на ТФОП ФРГ телефонная нагрузка составляла меньше трети всей нагрузки сети. Вся остальная нагрузка сети - это нагрузка, обусловленная предоставлением пользователям различных телекоммуникационных услуг. Предоставление пользователям дополнительных телекоммуникационных услуг стало экономической предпосылкой создания ИСС. Создание ИСС быстро, окупалось. О доходах, которые получали различные компании от создания ИСС, можно судить по рис. 13.2.

Концепция интеграции функций централизованного предоставления услуг пользователю могла возникнуть лишь при достаточно высокой степени

Рис. 13.1. Изменение доли речевого трафика во времени в общем трафике на ТФОП

Рис. 13.2. Зависимость роста доходов от внедрения ИСС в странах Европы:

1 -Франция, 2 - Германия, 3 - Италия, 4 - Великобритания МСЭ и ЕТБ! К 1998 г. уже были разработаны стандарты ИСС, охватывающие Ш-ЦСИС, мобильную связь (1МТ-2000), услуги мультимедиа, многоточечные соединения, а также дальнейшую интеграцию в этом направлении, а именно интеграцию ИСС и ТМЫ (ТМЫ - Сеть управления сетью электросвязи) [13.20].

Основные услуги ИСС могут быть представлены даже абонентам существующих аналоговых телефонных сетей при модернизации некоторых элементов коммутационного оборудования АТС и/или их программного обеспечения. Это вызывает повышенный интерес к проблеме построения ИСС как поставщиков оборудования связи, так и поставщиков ЭВМ и программных средств, а также владельцев информационных баз на всех этапах развития ИСС [13.8, 13,10].

Таким образом, основная цель создания ИСС состоит в отделении процесса традиционной коммутации от процесса введения новых услуг. Такое разделение обеспечивает преимущества ИСС [13.1, 13.7-13.11, 13.14- 13.16, 13.18, 13.20], которые сводятся к следующему:

• быстрое внедрение услуги;

• возможность клиента управлять услугой ИСС;

• быстрая модификация существующих услуг;

• независимость поставщика услуг от потребителей услуг, что позволяет создавать коммерчески доступное программное обеспечение;

• возможность создания открытых интерфейсов, что позволит:

- производителям услуг вводить сетевые элементы быстро с учетом индивидуальных требований клиента;

- не опираться на одного или двух поставщиков услуг.

При создании ИСС возникает комплекс проблем, имеющих теоретическое и прикладное значение. Среди этих проблем особое место занимает проблема оценки качества обслуживания пользователей (GoS) и качества предоставления услуг (QoS) [ 13.9, 13.13, 13.16, 13.19, 13.21]. Ниже проведен анализ концепции МСЭ GoS и QoS применительно к ИСС. Основываясь на концепции качества предоставления услуг, принятой в МСЭ, проанализированы рекомендации МСЭ в отношении параметров качества и уровней обслуживания. Рассмотрены возможности применения концепции качества услуг, представленной в рекомендациях МСЭ применительно к ИСС.

Так как ИСС создается на основе телефонной сети общего пользования (ТФОП) это приводят к тому, что ее качественные показатели оказывают значительное влияние на качество предоставления услуг ИСС. Транспортной сетью для ИСС является сеть SS7, которая оказывает также решающее влияние на качество работы ИСС.

Учитывая, что в настоящее время русскоязычная терминология по ИСС еще окончательно не сформировалась, для удобства чтения этой главы в Приложениях 2 и 3 приводится список используемых международных сокращений.

13.2. Концептуальная функциональная модель ИСС

13.2.1. Четырехплоскостная модель ИСС

При создании ИСС важным условием является осуществление отделения процесса коммутации каналов ТФОП от процесса введения новых услуг. Для этого, как выяснилось, необходима организация специализированных интерфейсов между коммутационными станциями ТФОП и специализированными подсистемами «интеллектуальной надстройки». Кроме того, информационные процессы, возникающие в ИСС, имеют различное функциональное назначение. Все это привело к представлению работы ИСС в виде четырех функциональных планов или плоскостей.

Международные организации ITU-T и ETSI стандартизировали ИСС в функциональном и алгоритмическом отношении в виде четырех плоскостей [13.10, 13.11, 13.16, 13.18]:

1) плоскость услуг (SP);

2) глобальная функциональная плоскость (GFP);

3) распределенная функциональная плоскость (DFP);

4) физическая плоскость (РР).

Представление концептуальной модели ИСС (КМ ИСС) в виде четырех плоскостей позволяет задать услуги и их базу, не прибегая к использо-

Рис. 133. Стандартизация ИСС в функциональном и алгоритмическом отношении в виде четырех плоскостей ванию описания транспортной сети семиуровневой модели ВОС. Четырехплоскостное представление функционирования ИСС и ее детализация показаны на рис. 13.3 и 13.4.

13.2.2. Плоскость услуг (БР)

Плоскость услуг является первой плоскостью функциональной модели ИСС. Она определяет услуги, не зависящие от реализации.

Услуги ИСС состоят из конечного набора отдельных компонентов, не зависящих от конкретной реализации сети. Определение набора услуг является начальным этапом при создании интеллектуальной сети и в конкретном регионе зависит от ситуаций, сложившихся на рынке услуг связи региона.

Рис. 13.4. Распределенная функциональная плоскость (детализация): РЕ - функциональный блок; ГСА - действие функционального объекта; № - информационный поток; ЕР - элементарная функция Набор предоставляемых услуг (CS) по мере совершенствования телекоммуникационных технологий пополняется. В настоящее время можно говорить о трех наборах предоставляемых услуг.

1. CS1 (1995 г.) - набор 25-ти услуг с 38-ю свойствами.

Эти услугн формируются соединениями типа от «точки к точке». Для их реализации определены: функция управления услугами (SCF), функция поддержки данных услуг (SDF) и внутрисетевые интерфейсы:

• SCF - функция управления услугами и SDF - функция поддержки данных услуг;

• SCF-SSF (функции коммутации услуг);

• SCF-SRF (функция поддержки специализированных ресурсов).

2. CS2 (1996 г.) - функциональная модель предоставления услуг по международной мобильной связи, контроль качества предоставления услугн пользователем, межсетевые и внутрисетевые интерфейсы - SCF (функция управления услугами).

3. CS3 (1998 г.) - протоколы для международной мобильной связи (IMT-2000), интеграция ИСС с сетью управления информационной сетью (TMN), согласованная работа CS3 с Ш-ЦСИС.

Рассмотрим подробнее набор CS1. Этот набор включает 25 видов услуг, которые должны поддерживаться сетями PSTN, ISDN и PLMT (Public Land Mobile Network). Наиболее распространенные в настоящее время виды услуг представлены в табл. 13.1. Основу всех перечисленных возможностей (услуг) (public land mobile network) CS-1 составляют 38 компонент, приведенных в табл. 13.2.

Таблица 13.2

13.2.3. Глобальная функциональная плоскость (GFP)

Плоскость GFP - вторая плоскость ИСС. Она описывает ИСС как единый функциональный объект, в котором услуги и компоненты услуг осуществляются посредством независимых от услуг конструктивных блоков (Service Independent Building Blocks - SIBs), выполняющих стандартные, многократно используемые сетевые функции. Конкретные услуги или их компоненты реализуются в случае поступления соответствующего вызова через общесетевой базовый процесс обслуживания вызова (Basic Call Process - ВСР) в соответствии с логикой взаимосвязи конструктивных блоков или глобальной логикой услуги (Global Service Logic - GSL).

Конструктивные блоки, определенные на глобальной функциональной плоскости для выполнения услуг или компонентов услуг, реализуются на распределенной функциональной плоскости в виде последовательности действий функциональных объектов (Functional Entities Actions - FEA). В результате выполнения этих действий возникают потоки информации Informations Flows (IF). В CS-1 определено 60 различных IF, и каждому соответствует определенная процедура протокола прикладного программного интерфейса.

Вторая плоскость модели (GFP) включает следующие основные элементы:

• базовый процесс обработки вызовов (ВСР);

• независимые от услуг конструктивные блоки (SIB);

• точки инициации (POI) и точки завершения (POR).

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 воздействия реализуется услуга или компонента услуги. Таким образом, ВСР описывает процесс обработки вызовов базовой сети связи, из которой осуществляется запрос на услуги ИСС. Определенные на первом уровне услуги декомпозируются на компоненты и на плоскости глобальной функциональной плоскости GFP, объединяются в один или несколько SIB, которые при взаимодействии определяют глобальную логику услуги GSL (Global Service Logic). На рис. 13.5 показан процесс взаимодействия GSL и ВСР, осуществляемый через точки POI и POR.

Плоскость GFP и ВСР взаимодействуют между собой.

Рис. 13.5. Процесс взаимодействия GSL и ВСР, осуществляемый через точки POI и POR: ТИ - точка инициализации процесса (Point of Initiation - POI); ТВ - точка выхода в ВСР (Point of Return - POR)

Таблица 13.3

В точке инициализации (ТИ) для CS1 допускаются следующие операции:

1) Call Originated - пользователь осуществил запрос услуги, но адрес вызываемого абонента пока не определен;

2) Adress Collected - пользователь завершил ввод номера вызываемого абонента;

3) Adress Analysed - полученный номер проанализирован с целью определения его принадлежности;

4) Prepared to Complete Call - ИСС готова осуществить попытку установления соединения к вызываемому абоненту;

5) Busy - вызов адресован занятому абоненту;

6) No Ansver - соединение установлено, но абонент не отвечает;

7) Call Acceptance - вызов активизирован, но соединение не установлено;

8) Active State - соединение находится в стадии разговора;

9) End of Call - соединение разрушено.

В точке выхода (ТВ) для CS1 допускаются следующие операции:

1) Continue With Existing Data - Базовый процесс обслуживания вызова (ВСР) продолжает обработку вызова в штатном режиме;

2) Procced With New Datas - ВСР должен продолжить обработку вызова только после поступления новых данных;

3) Clear Call (ВСР) осуществляет разъединение соединения;

4) Initiate Call (ВСР) устанавливает соединение;

5) Handle AS Transit - обработка соединения как транзитного;

6) Enable Call Party Handling - разрешить обработку вызова как вызова конференц-связи.

В процессе взаимодействия конструктивных блоков между ними возникают информационные потоки. Для класса услуг CS1 для ITU-T определил 14 SIB. Кроме этого, для GFP определен базовый процесс обработки вызова ВСР. Процесс ВСР сопрягается с SIB через точки инициализации процесса (POI) и выхода процесса (POR). Сам по себе ВСР является реализацией какой-либо специфической функции ИСС. GFP можно интерпретировать в терминах функционирования одного или нескольких SIB. Возникающая в этом случае динамическая структура связей функционирующих SIB представляет собой логику услуги (GSL). Другими словами, SIB в этой плоскости благодаря своему функционированию и взаимодействию формируют услугу.

GFP - описывает ИСС как единый функциональный объект, в котором услуги и компоненты услуг реализуются в виде независимых от услуг SIB.

В ИСС осуществляется взаимодействие Глобальной логики услуг и базового процесса обслуживания вызовов (ВСР). В результате этого взаимодействия реализуются услуги SIB для CS1 (табл. 13.3).

Рис. 13.6. Функциональные объекты набора возможностей CS1

13.2.4. Распределенная функциональная плоскость (DFP)

Распределенная функциональная плоскость DFP (Distributed Functional Plane) - третий уровень ИСС. DFP описывает функции, реализуемые узлами сети. На этом уровне сеть рассматривается как совокупность функциональных элементов, порождающих информационные потоки IF (см. рис. 13.4).

На плоскости DFP общесетевые функции определены в виде отдельных функциональных объектов (FE). Специфицированные на плоскости GFD блоки SIB реализуются на плоскости DFP в виде последовательности функциональных объектов (FEA), в результате выполнения которых возникают информационные потоки IF. В CS1 определено 60 различных IF, соответствующих процедурам прикладного протокола INAP (Intellegent Network Applicaion Part).

Узлы ИСС, как правило, выполняют одну или несколько функций, которые можно разделить на три основные категории: функции, относящиеся к управлению вызовом; функции, относящиеся к управлению услугами и функции, обеспечивающие услуги (эксплуатационная поддержка и администрирование сети). Данные функции определены в табл. 13.4.

13.2.5. Физическая плоскость

Физическая плоскость РР (Physical Plane) - четвертый уровень ИСС. РР описывает узлы сети, содержащиеся в них функциональные элементы и протоколы взаимодействия.

Функциональные объекты ИСС реализуются в конкретных физических объектах РР.

1. Узел коммутации услуг (Service Switching Point - SSP). Поддерживает функции SCF, SSF, CCF, CCAF, SRF, SDF.

2. Узел доступа к сети (Network Access Point - NAP). Поддерживает функции CCAF, CCF.

3. Узел управления услугами (Service Control Point - SCP). Поддерживает функции SCF, SDF.

4. Вспомогательный узел управления (Adjunct - AD). С функциональной точки зрения этот узел аналогичен SCP.

5. Интеллектуальная периферия (Intelligent Peripheral - IP). Выполняет функцию поддержки специализированных ресурсов SRF.

6. Узел услуг (Service Node - SN). Содержит практически все функции ИСС, особенно SCF, SDF, SRF, SSF.

7. Узел коммутации и управления услугами (Service Switching and Control Point - SSCP). Поддерживает функции SSF, CCF, SCF, SDF, CCAF, SRF.

8. Узел поддержки данных услуги (Service Data Point - SDP). Выполняет единственную функцию поддержки данных услуги SDF.

На четвертом уровне ИСС определяются физические объекты (РЕ), способы отображения функциональных объектов в физические и описываются способы реализации сетевых элементов ИСС.

Основными требованиями к структуре ИСС на этом уровне являются:

• сетевые функции должны выполняться в узлах ИСС;

• в узле может выполняться одна или более функций;

• выполнение общей сетевой функции не может совместно осуществляться несколькими узлами;

• два различных узла могут выполнять одинаковые сетевые функции;

• узлы должны иметь стандартные интерфейсы;

• распределение сетевых функций по узлам и стандартные интерфейсы не должны зависеть от услуг, предоставляемых сетью.

Распределение сетевых функций по узлам ИСС может иметь следующий вид:

1) SSP - УК услуг. Кроме обеспечения пользователям доступа в 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;

2) SCP - узел управления услугами. Этот узел имеет набор программ, обеспечивающих выполнение услуг н, возможно, обработки данных, полу чаемых от пользователей ИСС. SCP выполняет функцию управления услугами SCF и, возможно, функцию поддержки данных SDF. Он имеет прямой доступ к узлу поддержки данных SDP либо 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 УК услуг SSP и интеллектуальной периферией (IP);

3) SDP - узел поддержки данных. Данный 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 управления услугами SCP или узел обеспечения услуг SMP. Различные узлы поддержки данных могут быть связаны друг с другом;

4) IP - узел интеллектуальной периферии. Интеллектуальная периферия имеет средства, позволяющие сделать услуги сети удобными для пользователей, например: запись речи пользователя, устройство распознавания речи, синтезатор речи. IP выполняет функции специализированных ресурсов SRF, функцию коммутации услуг SSF и функцию управления вызовом CCF. Последние две функции используются для обеспечения доступа к средствам, входящим в IP, который осуществляется по запросу из УК услуг SSP;

5) AD - вспомогательный узел управления. Данный узел аналогичен узлу управления услугами SCP, но имеет непосредственную связь с УК услуг SSP. Связь между вспомогательным узлом управления и УК услуг поддерживается по высокоскоростному каналу;

6) SN - узел услуг. Этот узел напрямую связан с одним или более УК услуг SSP и выполняет функции управления услугами SCF, поддержки данных SDF, специализированных ресурсов SRF, а также функции коммутации услуг SSF и управления вызовом CCF. При этом функции SSF/GCF в узле услуг тесно связаны с функцией управления услугами SCF и недоступны из других узлов, выполняющих функцию управления услугами. Узел услуг имеет возможности узлов коммутации услуг, управления услуг и интеллектуальной периферии, вместе взятых;

7) SSCP - УК и управления услугами. Данный узел объединяет УК и управления услугами и выполняет функции коммутации услуг SSF, управления вызовом CCF, управления услугами SCF, поддержки данных SDF, управлением доступа вызова CCAF и, возможно, функцию специализированных ресурсов SRF;

8) SMP - узел обеспечения услуг. Этот узел выполняет функции SMF, SMAF и функцию среды создания услуг SCEF. Он может быть связан с любым узлом ИСС. Узел обеспечения услуг может управлять базами дайных, тестировать сеть, управлять нагрузкой и проводить измерения различных характеристик сети;

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

10) SMAP - узел доступа к системе эксплуатационной поддержки и администрирования услуг. Этот узел дает некоторым избранным пользователям доступ к узлам обеспечения услуг SMP.

13.3. Базовая структура ИСС

13.3.1. Связь концептуальной модели с базовой структурой ИСС

Концептуальная четырехплоскостная модель выражает идеологию построения ИСС. Однако каждая плоскость этой модели требует заполнения соответствующими функциональными блоками, которые образуют так называемую базовую структуру ИСС. На рис. 13.7 в упрощенном виде представлена связь концептуальной модели с базовой структурой ИСС, а на рис. 13.8 - соответствующая ей базовая модель. Плоскость услуг SP функционирует за счет обмена информационными потоками между своими блоками и нижележащим уровнем (глобальной функциональной плоскостью - GFP) благодаря наличию сети передачи данных или локальной вычислительной сети.

Для облегчения чтения материала этого раздела рекомендуется пользоваться аббревиатурой, приведенной в Приложении 3.

В узле управления услугами SCP содержится основной «интеллект» в виде заранее заложенных программ оказания услуг и

Рис. 13.7. Связь концептуальной модели с базовой структурой ИСС:

--потоки взаимодействия с пользователем; - - - сигнальные потоки;.....- потоки данных, относящихся к созданию услуг и техобслуживанию

Рис. 13.8. Базовая структура ИСС:

--потоки взаимодействия с пользователем; - - - - сигнальные потоки;

•••• - потоки данных, относящихся к созданию услуг и техобслуживанию (функции, помещенные в скобки, являются необязательными для блока)

набора различных баз данных. УК услуг SSP распознает вызовы, поступающие от абонентов ТФОП к ИСС, и направляет их в SCP для обработки, представляя интерфейс между ТФОП и платформой ИСС. УК и управления услугами SSCP вводит новые услуги, корректирует старые. В SSCP хранятся данные о всех оказываемых услугах, о пользователях и их статусе допуска к определенным услугам, а также математическое обеспечение (оригиналы всех программ предоставления услуг).

Функциональные объекты ИСС реализуются в конкретных физических объектах физической плоскости:

1) УК услуг (Service Switching Point - SSP). Поддерживает функции SCF, SSF, CCF, CCAF, SRF, SDF;

2) узел доступа к сети (Network Access Point - NAP). Поддерживает функции CCAF, CCF;

3) узел управления услугами (Service Control Point - SCP). Поддерживает функции SCF, SDF;

4) вспомогательный узел управления (Adjunct - AD). С функциональной точки зрения этот узел аналогичен SCP;

5) интеллектуальная периферия (Intelligent Peripheral - IP). Выполняет функцию поддержки специализированных ресурсов SRF;

6) узел услуг (Service Node - SN). Содержит практически все функции ИСС, особенно SCF, SDF, SRF, SSF;

7) УК и управления услугами (Service Switching and Control Point - SSCP). Поддерживает функции SSF, CCF, SCF, SDF, CCAF, SRF;

8) узел поддержки данных услуги (Service Data Point - SDP). Выполняет единственную функцию поддержки данных услуги SDF.

13.3.2. Функциональные объекты базовой структуры ИСС

Рассмотрим функциональные объекты базовой структуры ИСС. Все функции функциональных объектов подразделяют натри категории:

1) функции, относящиеся к управлению вызовом:

• функция коммутации услуг (Service Switching Function - SSF);

• функция поддержки специализированных ресурсов (Specialized Resources Function - SRF);

• функция управления вызовом и вспомогательная функция управления вызовом (Call Control Function - CCF & Call Control Agent Function - CCAF);

2) функции, относящиеся к управлению услугами:

• функция управления услугами (Service Control Function - SCF);

• функция поддержки данных услуги (Service Data Function - DF);

3) функции, относящиеся к эксплуатационной поддержке и административному управлению услугами:

• функция среды создания услуг (Service Creation Environment Function - SCEF);

• функция доступа к системе эксплуатационной поддержки и административного управления услугами (Service Management Access Function-SMAF);

• функция эксплуатационной поддержки и административного управления услугами (Service Management Function - SMF).

13.3.3. Базовый процесс обслуживания вызовов Базовый процесс обслуживания вызовов основывается на моделях инициации процесса и выхода из процесса, которые по своей структуре очень близки моделям входящего и исходящего вызовов в телефонных сетях.

Модель инициации процесса включает следующие этапы:

1) пользователь запрашивает услугу;

2) пользователь вводит номер вызываемого абонента;

3) анализ номера;

4) попытка установления соединения к вызываемому абоненту;

5) вызов адресован занятому абоненту;

6) соединение установлено, но абонент не отвечает;

7) соединение находится в фазе разговора;

8) соединение разрушено.

Модель выхода из процесса включает следующие этапы:

1) продолжение обработки вызова в обычном режиме;

2) продолжение обработки вызова только после поступления новых данных;

3) разъединение соединения;

4) установление соединения;

5) транзитный вызов;

6) управление вызовом со стороны абонента.

13.3.4. Эталонные точки и интерфейсные протоколы ИСС

Взаимодействие отдельных функциональных блоков ИСС осуществляется через стандартизованные эталонные точки и соответствующие им протоколы.

Эталонные точки, представленные на рис. 13.9, соответствуют функциональным интерфейсам, приведенным в табл. 13.5.

В мобильной связи предоставление услуг ИСС в целом осуществляется аналогично тому, как описано выше. Функциональные элементы беспроводной интеллектуальной сети связи (WIN) показаны на рис. 13.10.

Рис. 13.9. Функциональные связи на распределенной функциональной плоскости:

----связь управления соединением базовой сети (класс 1);---связь управления «неинтеллектуальным» соединением (класс 2);--- связь управления «интеллектуальным» соединением (класс 3); ..... - связь управления эксплуатационной поддержкой и административным управлением (класс 4)

Рис. 13.10. Функциональные элементы беспроводной интеллектуальной сети связи (WIN)

⇐Самовосстанавливающиеся кольцевые структуры на основе sdh | Мультисервисные телекоммуникационные сети | Концепция мсэ по параметрам качества обслуживания и услуг применительно к исс⇒