на ТфОП высокоскоростной транспортной сети, построенной на базе SDH или магистральных коммутаторов ATM, в КС1 АТС-КСК осуществляется преобразование ISUP-R в B-ISUP по технологии ATM для стандартного подключения АТС-КСК к широкополосной цифровой сети.

На базе широкополосной системы коммутации КС2 АТСК-КСК строится блок доступа в сеть Интернет (IAM). Входы КС2 АТС-КСК разбиваются (согласно конкретным исходным данным на проектирование) на две группы: входы, связанные с выходами Е1 системы КС1 с помощью модемных протоколов V90; входы арендованных (выделенных) линий от локальных вычислительных сетей и/или от блоков IAM других АТС ТфОП.

Последнее позволяет организовать территориальные сети доступа в Интернет. Выходы КС2 АТС-КСК в свою очередь разбиваются на два подмножества: выходы n х 155 Мбит/с в стандарте ATM для подключения АТС-КСК к широкополосной сети Интернет; потоки Е1 к провайдерам сети Интернет, оперирующим потоками с данными скоростями.

Для выполнения техобслуживания АТС-КСК, в том числе тарификации услуг, предоставляемых Интернет, используется рабочая станция WS.

Любому из абонентов АТС-КСК предоставляется возможность выхода в ТфОП через КС1 АТС-КСК по коммутируемым АЛ. Абоненты АТС-КСК, одновременно являющиеся пользователями услуг сети Интернет, должны быть оснащены соответствующим терминальным оборудованием (ПЭВМ и модемом) и подключаться через КС1 АТС-КСК ко входам КС2 АТС-КСК согласно модемным протоколам V90.

Локальные вычислительные сети (LAN), имеющие интенсивный трафик через сеть Интернет (в пределах от нескольких десятков Кб/с до нескольких десятков Мб/с), с точки зрения экономической эффективности должны использовать арендованные (выделенные) линии, подключаемые к сети Интернет через блок доступа IAM.

Чтобы АТС ТфОП предоставляла своим абонентам услуги Интернет, ее следует сконфигурировать по одному из вариантов:

выделить в зависимости от интенсивности предполагаемого трафика одну или несколько линий Е1, включаемых на встречной стороне по межстанционной связи в КС1 АТС-КСК и далее транзитом в КС-2 АТС-КСК по линиям Е1 с протоколом V90;

через линии Е1 по модемному протоколу V90 подключить КС2 АТС-КСК, обеспечивающую доступ пользователей данной АТС в Интернет. В этом случае выходы Е1 блока IAM АТС ТфОП на встречной стороне отображаются в виде входов Е1 (от IAM других АТС ТфОП)

в блок IAM данной АТС-КСК и уже отсюда поступают к провайдеру Интернет следующего уровня по линиям 155 Мбит/с или Е1.

Таким образом, в рассматриваемом случае КС2 АТС-КСК выступает в качестве провайдера для пользователей существующей АТС ТфОП.

Оба рассмотренных выше варианта принципиально реализуемы с различным распределением функций обеспечения доступа в Интернет. В первом случае АТС-ТфОП отводится роль закрепления одной или нескольких линий ИКМ-30 за пользователями Интернет, а все остальные функции возлагаются на блок IAM АТС-КСК. Во втором случае основные функции обеспечения доступа переносятся в существующую АТС ТфОП, а главной функцией блока IAM АТС-КСК будет являться проключение входных линий Е1 от АТС ТфОП на соответствующий выход ГАМ АТС-КСК.

Очевидно, что выбор варианта реализации должен зависеть от конкретных условий проектирования и тарифной политики администрации сети связи. Структурная схема модуля IAM АТС-КСК изображена на рис. 14.

КС, EIV90

I r-

Ethernet Ethernet П

МФП

Адаптер E1/Ethernet

Адаптер E1/Ethernet

,Ethemet Switch

\ Ethernet J Switch

Ethernet

Ethernet j Switch

100 Мб/с Ethernet

100 M6/C

Адаптер IP-ATM

Адаптер IP-ATM

Адаптер IP-ATM

Ethernet ATM

155 M6/c

Л ATM Switch

PC 2

Адаптер El/Eethemel

Адаптер El/Eethemei

Рис. 14. Структурная схема блока доступа в INTERNET

Модемная стойка V90 содержит группу модемов, обеспечивающих подключение в Интернет через КС2 АТС-КСК абонентов АТС-КСК, использующих протокол РРР со скоростью 56 Кб/с. ПЭВМ PC Dialup

обеспечивает транспортировку сообщений TCP/IP по коммутируемой линии согласно протоколу РРР (Point-to-Point Protocol), имеющему ряд важных преимуществ, таких как встроенный контроль ошибок, возможность подключения к провайдеру мобильного пользователя (например, с laptop ), ограниченного только возможностями собственного программного обеспечения пользователя, относительно меньшими затратами на реализацию доступа по сравнению с арендованными линиями и т.п.

PC DNS (Domain Name Service) представляет из себя сервер службы наименования и предназначен для преобразования имен компьютеров в сетевые адреса и обратно. PC FTP, SMTP, HTTP, NNTP, SNMP -компьютер(ы), обеспечивающий сервисы Интернет верхнего уровня.

FTP.........File Transfer Protocol - протокол передачи файлов;

SMTP.....Simple Mail Transfer Protocol - простой протокол электронной почты;

HTTP......Hypertext Transfer Protocol - протокол передачи гипертекстов (WWW), содержащих текст, аудио, видео и другие виды информации;

NNTP......New Network Protocol - протокол передачи сетевых новостей;

SNMP.....Simple Network Management Protocol - простой протокол

управления сетью.

PC Router осуществляет функции управления маршрутизацией IP-сообщений, поддерживая динамические таблицы маршрутизации и обеспечивая доставку сообщений по заданному адресу через множество промежуточных сетей.

PC WS - Work Station - обеспечивает функции техобслуживания, в том числе сбора учетной информации стоимости трафика сети Интернет.

Коммутатор Ethernet Switch является стандартным устройством с функциями коммутации, использующий в качестве среды передачи витую пару со скоростью передачи 100 Мб/с (100 Base-T). Адаптер IP-ATM предназначен для преобразования передаваемого в кадре Ethernet IP-сообщения в формат ATM (AAL 5) путем соответствующей инкапсуляции IP-сообщения. Adapter El/Ethernet служит для прямого и обратного преобразования форматов сообщений Е1 и Ethernet.

Блок МФЛ (модемов физических линий) используется для подключения пользователей Интернет (например, ЛВС с протоколами TCP/IP) по арендованным линиям к блокам IAM АТС-КСК.

Коммутатор ATM Switch предназначен для передачи пакетов ATM от входа к выходу, обеспечивая функции коммутации, в сочетании с функциями статического мультиплексирования (концентрации) и демультиплексирования (деконцентрации).

В КС2 АТС-КСК предлагаемой структуры существует возможность организации трех уровней коммутации для обеспечения взаимосвязи между пользователями услуг Интернет в АТС-КСК:

уровень 1 ........в блоке МФЛ;

уровень 2........в коммутаторе Ethernet Switch;

уровень 3........в АТМ-коммутаторе.

Применение нескольких уровней коммутации позволяет равномерно распределять нагрузку на различные функциональные устройства КС2 АТС-КСК. Более подробно назначение узлов и модулей АТС-КСК рассмотрено в разделе 1.5.

Предлагаемая структура АТС с комбинированной системой коммутации позволяет сочетать возможность ее использования для включения ТфОП по традиционным сетевым интерфейсам с поддержкой новых телекоммуникационных технологий, в частности:

подключения цифровых абонентов ЦСИС по базовому и первичному доступам;

применения перспективных сетевых протоколов сигнализации ISUP-R и B-ISUP системы ОКС №7 с выходом на высокоскоростные транспортные сети по технологии ATM;

предоставлением услуг сети Интернет абонентам сетей общего пользования, обеспечением высокоскоростной передачи данных.

АТС-КСК функционально структурирована так, чтобы отдельный ее модуль - блок доступа к сети Интернет - мог самостоятельно использоваться для подключения к существующим АТС ТфОП с целью предоставления абонентам существующей сети общего пользования выхода в сеть Интернет на скорости 155 Мб/с и Е1.

АТС с комбинированной системой коммутации может быть использована для развития ТфОП с одновременным предоставлением услуг Интернет, не ухудшающим качество работы ТфОП.

2 За . 467

1.5. Наложенная сеть IPOP

Дальнейшее развитие идей в направлении концепции мультисер-висных узлов привело к решению задач взаимодействия различных элементов сети, оснащенных IPOP.

Анализ параметров трафика Интернет и динамики роста пользователей позволил сформулировать задачу создания наложенной сети Интернет, т.е. сети IPOP с разделением нагрузки в рамках сети связи оператора сети связи общего пользования [49, 50]. Структура наложенной сети IPOP для местной телефонной сети с узлообразованием изображена на рис. 15. В общем случае она повторяет структуру ТфОП, хотя в зависимости от нагрузки пользователей Интернет и развития сети IPOP ее структура может отличаться от структуры ТфОП за счет объединения IPOP для нескольких АТС и/или узлов. Важно отметить, что наложенная сеть IPOP сможет выполнить не только функцию среды передачи трафика в сеть Интернет, но и позволит операторам осуществлять функции провайдера услуг Интернет - ISP (Internet Service Provider).

Предлагаемая структура модуля IPOP изображена на рис. 16. По сравнению с рассмотренной ранее структура модуля IPOP дополнена блоком IP-телефонии. Анализ нагрузки пользователей сети Интер-

нет, включенных через ТфОП, показал, что при средней интенсивности исходящей нагрузки в 0,12 Эрл на соединения Интернет приходятся 0,05 Эрл, а на телефонные соединения - 0,07 Эрл [51]. Возможно, что для таких абонентов, являющихся пользователями Интернет, передача речи по IP-телефонии окажется привлекательной. Поэтому в модуле IPOP целесообразно наличие такого блока.

АТС ТфОП

V.90 PC

Модемный ! Dialup

I

Речыю LP (VoIP)

100 Мбит/с

RTPIP ; ЮОМбкго

ПрОТОНЭЛ ;

ррр

арендованные

J Ei(PPP)i

10 Мбит/с

10 Мбит/с

100 Мбит/с

Марифутюатор

ЮМбкг/с

10 Мбит/с

а)тенпф111ошии

100М6ИГ/С

Кмлптягор ATM

ATM 155 Мбит/с !

4-С Сеть ipop

~\ Прсггша1 j * * РРР

Рис. 16. Предлагаемая структура модуля IPOP

Рассмотрим подробнее структурную схему модуля IPOP, приведенную на рис. 16. Слева в верхнем углу условно показана существующая АТС ТфОП. Внешними интерфейсами модуля IPOP должны обслуживаться:

потоки Е1 (объем ведется в соответствии со стандартом V.90) от существующей АТС ТфОП, поступающие на модемный пул IPOP;

потоки Е1 от существующей АТС ТфОП, поступающие в оборудование IP-телефонии (VoIP);

синхронно-асинхронные потоки от локальных вычислительных сетей (LAN), передаваемые по протоколам РРР (Point-to-Point Protocol) и использующие в зависимости от индивидуальных свойств LAN либо каналы Е1 (синхронный способ передачи), либо арендованные линии (асинхронный способ);

потоки Е1 с протоколом РРР от модулей IPOP других АТС ТфОП для создания территориально распределенных мультисервисных сетей;

потоки 155 Мбит/с в формате ATM, генерируемые АТМ-коммутато-ром блока IPOP и обеспечивающие широкополосный выход в сеть Интернет;

синхронно-асинхронные потоки с протоколом РРР, вырабатываемые блоком IPOP и переносящие IP-дейтаграммы в сеть Интернет.

Функциональные узлы блока доступа IPOP

RAS (Remote Access Service) - сервер удаленного доступа. Принимает от абонента аутентификационную информацию в соответствии с протоколами СНАР/РАР, взаимодействует с сервером аутентификации с целью проверки учетной информации пользователя и модификации его счета и устанавливает РРР-соединение.

FTP, HTTP, SMTP, NNTP - доступные пользователю Интернет-сервисы (File Transfer Protocol, Hyper Text Transfer Protocol; Simple Mail Transfer Protocol, Network News Transfer Protocol). Поддерживают файл- и Web-серверы провайдера, а также некоторый объем пользовательских данных на сервере провайдера ( домашние странички - homepages) клиентов, предоставляют клиентам услуги электронной почты и доступ к телеконференциям (newsgroups).-

DNS (Domain Name Service) - сервер наименования доменов. Поддерживает таблицу соответствия IP-адресов доменным именам для принадлежащих провайдеру доменов (primary name servers). Обычно он хранит такие таблицы еще для нескольких доменов по договоренности с их владельцами (secondary name servers). Кроме того, DNS запоминает на некоторое время ответы на проходящие через него запросы к другим серверам DNS с целью ускорения процедуры обработки следующих запросов, идентичных данному.

Маршрутизатор поддерживает таблицу маршрутов для данной и соседних сетей, в которой указан номер сети получателя и адрес маршрутизатора соседней сети (первой на пути к получателю), что позволяет оптимизировать маршрут передачи IP-дейтаграмм путем посылки его по кратчайшему маршруту.

Сервер аутентификации - централизованное хранилище зарегистрированных у провайдера пользователей с указанием пароля, окна доступа, состояния счета и т.д. Сервер аутентификации позволяет проводить аутентификацию пользователей при Dial-Up соединениях, а также хранить такую информацию для неанонимных (доступных пользователю) сервисов.

RAS (El, арендованные линии) обеспечивает прием и передачу IP-дейтаграмм с использованием протокола РРР, преобразование сообщений по протоколу РРР в сообщения Ethernet, а также прием и передачу сообщений Ethernet 10 Мбит/с, направляемых через коммутатор Ethernet требуемому адресату.

Коммутатор Ethernet обеспечивает передачу сообщений между устройствами локальной сети провайдера - оператора ТфОП.

Рабочая станция предназначена для управления работой сети, в частности, всех персональных компьютеров, удаленных серверов доступа. Примерами ее функций являются контроль работы серверов, изменение параметров серверов, добавление новых зон в DNS и/или коррекция старых зон, исключение из сети пользователя, и т.д.

VoIP (речь по IP) служит для передачи речевого трафика через сеть Интернет. Аппаратная реализация этой схемы структурно состоит из кодека с компрессией, транслятора телефонного номера абонента в IP-адрес, маршрутизатора на базе стандарта Н.323, приема-передатчика, работающего по протоколу RTP/IP.

Коммутатор ATM обеспечивает преобразование выходных сообщений коммутатора Ethernet в потоки ячеек формата ATM со скоростью 155 Мбит/с для передачи их в широкополосную магистральную сеть ATM.

Размещение модулей IPOP на сети

В зарубежных публикациях [52] было рекомендовано устанавливать IPOP как можно ближе к абоненту. Поэтому, если современная сеть связи строится с учетом выделения технических средств доступа в самостоятельный элемент сети [53], то целесообразно размещение IPOP и в оборудовании сети доступа [54].

Терминал H.323 и/или -телефонный терминал -

Терминал H.323 и/или телефонный терминал

Рис. 17. Структура наложенной сети IPOP применительно к проекту TIPHON

При внедрении сети Интернет, а тем более в условиях ее конвергенции с ССОП, самыми принципиальными становятся вопросы обеспечения качества обслуживания абонентов, единства требований информационной безопасности, учета стоимости и т.д. Все эти вопросы комплексно рассматриваются в проекте TIPHON (Telecommunication and Интернет Protocol Harmonization Over Network), разрабатываемом в настоящее время Европейским институтом ETSI. Информация о проекте TIPHON достаточно полно изложена в [55]. Там же рассмотрены различные сценарии взаимодействия ССОП и Интернета. На рис. 17 приведена структура наложенной сети IPOP применительно к проекту TIPHON.

1.6. Мультисервисные узлы, как один из основных элементов модернизации сети связи общего пользования

Существующие подходы к модернизации ТфОП

Вопросы модернизации ТфОП возникали и ранее, и были связаны в основном с тем, что срок службы систем коммутации (СК) составляет 40 лет. Естественно, в процессе эксплуатации возникали технические проблемы, которые необходимо было решать. Однако, все решения, включая цифровизацию оборудования, проводились в рамках предоставления базовой услуги (телефонного вызова) и безусловного преобладания речевого трафика.

Сегодня задача модернизации принципиально изменилась. Как уже отмечалось выше, основной ее целью стала пакетизация сети. Действительно, базовая услуга приносит операторам связи менее 40% дохода [56], а появление таких технологий, как передача речи поверх Интернета (VoIP - Voice over IP), сделала доступной реализацию базовой услуги и с помощью пакетной сети [57]. Это отразилось и на структурных особенностях построения СК, в которых стали появляться интегрированные точки присутствия Интернета (IPOP), в том числе и с реализацией функций VoIP.

Вместе с тем, в последнее время продолжаются активные попытки модернизации существующих СК с предоставлением новых возможностей, в первую очередь, для базовой услуги [58], что на наш взгляд лишь отвлекает ресурсы от решения основной задачи по модернизации сети.

Как известно, существующие сети, основанные на координатных и цифровых АТС поставок конца 80-х начала 90-х годов прошлого века, были построены по принципу районирования и организации связи на базе АТС емкостью 10 тыс. номеров [35]. Коэффициент задействованной емкости в них составляет в среднем около 90%, в то время как использование номерного пространства существенно ниже.

Показательный анализ административного узла одного из наиболее развитых операторов России дает следующие результаты. Из 33 координатных АТС полностью номерное пространство задействовано у 16 АТС, в то время как остальные имеют монтированную емкость, в основном, в пределах от 6000 до 9000 номеров. С учетом принципов строительства типовых зданий для размещения телефонных станций координатные АТС, как правило, расположены по две-три в одном помещении. При этом из 15 зданий только в одном нет свободной емкости. Вне сомнений, с точки зрения свободной номерной емкости, на других сетях связи ОАО Связьинвест ситуация еще благоприятнее. Таким образом, на АТС имеется свободная номерная емкость для расширения станций, которую можно использовать для выполнения Концепции по количеству телефонов.

Варианты создания новых абонентских емкостей на сетях связи

В соответствии с теоретическими исследованиями, предел телефонной емкости составляет около 40% от общей численности населения. Отсюда, с одной стороны, и после 2010 г. процесс телефонизации будет продолжаться темпами, предусмотренными в Концепции, а с другой - суммарное число пользователей ТфОП и Интернета к 2010 г. превысит 70 млн. При этом не исключено, что среди пользователей Интернета появятся и такие, для которых в качестве терминала будет применяться лишь IP-телефон. Поэтому уже сегодня целесообразно при создании новых абонентских емкостей предусматривать возможности обеспечения СК функциями VoIP.

Дополнительные абонентские емкости могут создаваться путем нового строительства, замены оборудования, модернизации и расширения существующей емкости. Очевидно, что при новом строительстве необходимо оборудование, обеспечивающее пакетизацию сети.

В настоящее время заменой оборудования в РФ начинают широко пользоваться при выводе из эксплуатации декадно-шаговых АТС. В то же время (с прагматической точки зрения), для эксплуатации координатных АТС, станций DX-200 и МТ-20, а также цифровых АТС поставки 90-х годов, составляющих вместе более 25 млн. номеров,