Федеральное агентство связи

ФГОБУ ВПО «Сибирский государственный университет

телекоммуникаций и информатики»

Уральский технический институт связи и информатики (филиал)

Е.В. Букрина Протоколы мультисервисных сетей

Учебное пособие

Екатеринбург

2012

УДК 621.391

ББК 32.88-01

Букрина Е.В.

Протоколы мультисервисных сетей: Учебное пособие. Е.В. Букрина. – Екатеринбург: УрТИСИ ФГОБУ ВПО «СибГУТИ», 2012. – 102 с.

Учебное пособие предназначено для изучения дисциплин «Протоколы мультисервисных сетей», «Сети нового поколения» для студентов направления подготовки 210700 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи» (квалификация (степень) выпускника «магистр»).

В учебном пособии рассмотрена архитектура современной мультисервисной сети, принципы реализации сети с использованием технологий Softswitch и IMS (IP Multimedia Subsystem), архитектуры протоколов транспортной IP-сети, уровни многопротокольной системы сигнализации SIGTRAN, организация взаимодействия мультисервисной сети с традиционными сетями.

УДК 621.391

ББК 32.88-01

Содержание

Введение	4
1 Softswitch в составе сети связи следующего поколения	6
1.1 Концепция Softswitch	6
1.2 Функциональные плоскости эталонной архитектуры Softswitch	15
1.3 Основные протоколы NGN	19
Вопросы для самоконтроля	22
2 Инициирование сеансов связи	25
2.1 Основы протокола SIP	25
2.2 Архитектура сети SIP	28
2.3 Сценарии сеансов связи	31
Вопросы для самоконтроля	38
3 Управление транспортными шлюзами	41
3.1 Декомпозиция шлюза	41
3.2 Команды протокола MGCP	42
3.3 Пример сценария соединения IP–телефонии с использованием протоколов MGCP и ОКС№7	49
Вопросы для самоконтроля	52
4 Группа SIGTRAN	54
4.1 Архитектура SIGTRAN	54
4.2 Протокол передачи с управлением потоками	58
4.3 Уровни адаптации	59
Вопросы для самоконтроля	65
5 Подсистема мультимедиа на базе IP-протокола (IMS)	67
5.1 Архитектура IMS	67
5.2 Протоколы и интерфейсы подсистемы IMS	75
5.3 взаимодействие сетевых элементов на уровне ядра подсистемы	95
5.4 Сравнительная характеристика Softswitch и подсистемы IMS	95
Вопросы для самоконтроля	97
Список сокращений	98
Список литературы	102

Введение

Сети связи общего пользования (ССОП) развиваются уже более 100 лет: сначала – аналоговые, затем – цифровые, сегодня – пакетные. В последние годы архитектура ССОП формировалась на основе двух основополагающих направлений развития сетей: конвергенции и гармонизации.

Конвергенция обеспечила при сетевом развитии совместное использование ресурсов ССОП с помощью всевозможных технологий: сотовых, Интернет, фиксированной связи, а гармонизация предоставила возможность пользователю получать услуги в любой из перечисленных сетей единообразным способом.

Оба направления, в конечном счете, кристаллизовались в концепцию сетей связи следующего поколения – NGN (Next Generation Network), при реализации которой мировое инженерное сообщество впервые поставило перед собой цель построить сеть связи с гарантированным уровнем качества обслуживания QoS (Quality of Service). Сетевой основой сетей связи следующего поколения являются мультисервисные сети – сети, в которых различные виды услуг используют общие ресурсы передачи, коммутации, эксплуатации, управления и прочие.

Общими характеристиками NGN, определенными ITU (International Telecommunication Union) и ETSI (European Telecommunications Standards Institute), являются разделение функций переноса информации и функций управления переносом информации через сеть, а также отделение функций услуг и приложений от собственно связных функций. Таким образом, речь идет о распределенной архитектуре, в которой связь между компонентами осуществляется исключительно через открытые интерфейсы.

NGN потенциально должна объединить существующие сети связи (телефонные сети общего пользования, сети передачи данных, сети подвижной связи) и обладает следующими преимуществами перед традиционными сетями:

• для оператора:

• построение одной универсальной сети для оказания различных услуг,

• повышение среднего дохода с абонента за счет оказания дополнительных мультимедийных услуг,

• возможность наиболее оптимального использования полосы пропускания для интеграции различных видов трафика,

• возможность быстрого внедрения новых услуг и приложений, относительно легкой модернизации и расширения сети;

• для пользователя:

• гибкое получение необходимого набора услуг с требуемым объемом и качеством,

• мобильность пользователя.

Зачастую NGN рассматривается как пакетная ССОП. Действительно, только пакетный способ передачи информации позволил гармонизировать предоставление услуг речи, данных, видео, например, при использовании технологии Triple Play. Вместе с тем, именно пакетный способ передачи информации создал базу для построения сети с гарантированным уровнем QoS.

Консорциумом IPCC (International Packet Communication Consortium) предложены сетевые конфигурации на базе программных коммутаторов Softswitch.

Softswitch – это не только одно из сетевых устройств, но также и сетевая архитектура, которая

• управляет обслуживанием вызова, т.е. установлением и разрушением соединений, выполняя функции Call Agent;

• координирует обмен сигнальными сообщениями между сетями, т.е. поддерживает функции Signaling Gateway [1, 2, 11, 12].

Дальнейшее развитие концепции Softswitch предусматривает интеграцию фиксированных и мобильных сетей. Это решение получило название подсистемы IMS (IP Multimedia Subsystem), которая возникла в результате эволюции сетей UMTS. Технология IMS (IP Multimedia Subsystem) позволяет разрабатывать и предоставлять абонентам сетей фиксированной и мобильной связи персонализированные услуги. В рамках конвергентной сети услуги будут предоставляться на единой технологической основе без привязки к конкретной сети доступа.