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

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].