Особенности коммутации в мобильной сети

Дембель – это человек, потерявший свой мобильник.

Коммутация звонков в условиях мобильности абонентов сильно отличается от ком­мутации в традиционных сетях. Базовую станцию можно упрощённо представить как набор из большого количества «телефонных розеток», а мобильное абонентское ус­т­ройство – как обычный стационарный телефон, который подключают (по радио, разу­меется) к свободной розетке ближайшей базовой станции. При перемещении из соты в соту телефон автоматически переключается в одну из свободных розеток другой стан­ции (причем сам абонент может даже не догадываться о таких переключениях).

Каждый мобильный телефон имеет свой уникальный номер, который хранится в SIM-карте телефона и используется для идентификации абонента оборудованием сото­вой связи. По этому номеру собственно и определяется, какой из абонентов временно подключился к данной «телефонной розетке» (для этого включённый мобильный теле­фон периодически обменивается специальными радиосообщениями с ближайшей базо­вой станцией сети).

В обычной телефонной сети каждому телефонному номеру соответствует всегда одна и та же линия (или группа линий в случае «многоканального телефона», но всё равно это всегда одна и та же группа). В мобильной же сети соответствие между «лини­ями» и абонентами постоянно меняется, поэтому оборудование АТС должно непре­рывно поддерживать и обновлять специальную базу данных, в которой хранится это соответствие для каждого абонента сети. В результате, в соответствии с постоянно ме­няющейся информацией из этой базы данных, звонки, адресованные одному и тому же абоненту, могут в разное время направляться на разные линии, связывающие АТС и базовые станции.

IP-телефония — это организация телефонной связи через интернет. Большинству людей известна по программе Skype, при помощи которой можно бесплатно созваниваться при помощи компьютера, подключенного к Интернету, с другими людьми, у которых установлена и запущена эта программа, а также можно звонить на городские и сотовые телефоны по всему миру по выгодным тарифам.
Существует также множество поставщиков телефонных услуг, которые работают по протоколу SIP. Для звонков используются программы поставщиков, похожие на Skype, либо универсальные программы и устройства для работы с протоколом SIP. Многие из этих поставщиков позволяют звонить по всему миру по гораздо более низким тарифам, чем Skype, а в некоторые страны даже бесплатно (при наличии небольшой суммы на счете).
Помимо Skype и SIP существует множество других программ, обеспечивающих голосовую и видеосвязь. Например, популярный на постсоветском пространстве Mail.Ru Agent. К сожалению, большинство таких программ не позволяют работать с некоторыми устройствами, таким образом звонить с обычного внутреннего номера через АТС при помощи такой программы не получится — только с компьютера при помощи наушников и микрофона, либо USB-трубки. Хотя, мы подключали USB-адаптеры к Mail.Ru Agent, но не без помощи компьютера.
Рассмотрим некоторые варианты удешевления связи при помощи IP-телефонии.
Если удаленные офисы расположены в разных городах, при помощи Skype или Mail.Ru Agent сотрудники могут созваниваться напрямую бесплатно. При этом экономятся не только средства, но и время (соединение происходит напрямую, не через АТС и секретаря), а также остаются свободными телефонные линии. Например, если бухгалтерам филиалов нужно связаться друг с другом по какому-либо вопросу, они звонят через Mail.Ru Agent напрямую. Таким же образом руководство может устроить интернет-совещание, собрав сотрудников удаленного офиса в конференц-зале с веб-камерой.

При помощи IP-телефонии можно совершать международные и междугородние звонки гораздо дешевле, чем при помощи обычного телефона, либо вообще бесплатно.

Автономный VOIP-шлюз с двумя портами для подключения телефонов или АТС
Для удобства и контроля расходов можно подключить IP-телефоны к аналоговой АТС при помощи адаптеров или к цифровой АТС непосредственно. При этом сотрудники смогут звонить, выбирая внешнюю линию, к которой подключен адаптер, а входящий звонок на IP-телефон поступит на АТС (на секретаря). Некоторые адаптеры позволяют комбинировать IP-телефонию с обычной, переключение при звонке происходит нажатием клавиши на телефоне, например, «звездочки». При этом можно звонить как с городского, так и с IP-телефона, входящие на городской и IP-номер звонки поступают на АТС. Например, если адаптер подключен к третьей внешней линии АТС, то для звонка по городской телефонной линии достаточно набрать вместо «девятку» или комбинацию 83, а для звонка по Skype – 83*. При этом хотелось бы отметить, что большинство адаптеров поддерживают хранение телефонной книги, таким образом с обычных внутренних телефонов можно звонить на номера Skype совершенно бесплатно. Например, можно установить Skype-адаптеры в различных удаленных офисах и звонить друг-другу бесплатно, либо сотрудник одного офиса, не имеющий компьютера, может позвонить на Skype сотрудника другого офиса.
Для совершения звонков необходимо пополнить счет у оператора IP-телефонии. Для этого можно использовать пластиковые карточки, либо приобрести «электронные деньги»WebMoney. Последний вариант выгоден тем, что продавцы WebMoney выписывают документы (накладная или акт выполненных работ, счет-фактура), следовательно расходы отражаются в учете предприятия. Первый вариант может быть проще, если плательщик не умеет пользоваться WebMoney, но умеет пользоваться интернет-банкингом для совершения платежей через свою платежную карточку. К тому же в первом случае платеж происходит напрямую и может быть дешевле, а во втором оплата происходит через одного или нескольких посредников (продавец webmoney, продавец ваучеров пополнения Skype или система перевода средств).

Компьютерная телефония (CTI, англ. Computer Telephony Integration) — технологии, обеспечивающие взаимодействие компьютеров и традиционных телефонных сетей. Компьютерная телефония позволяет объединить передачу речи с передачей цифровых данных, а также обеспечить отслеживание вызовов и управление ими по любому сценарию (голос, электронная почта, веб-интерфейс, факс и т. д.). Компьютерная телефония используется, в частности, при создании центров телефонного обслуживания и вместо офисных АТС. Существуют аппаратные средства, позволяющие интегрировать компьютер с сетями, работающими по протоколам R2 (англ.)русск., ISDN, SS7, VoIP и другим, а также подключать к компьютеру цифровые и аналоговые телефонные аппараты. Есть различные технологии, позволяющие соединять несколько компьютеров с целью обеспечить единое управление большим числом телефонных соединений, в том числе, телефонные платы расширения и программные АТС (IP-PBX и прочее). Существует ряд программных и аппаратных средств, позволяющих обрабатывать голосовой сигнал (эхоподавление, автоматическое распознавание речи) или производить его (синтез речи), а также создавать сложные сценарии коммутации (например, голосовые меню и таблицы наведения).

Понятие интеллектуальной сети (Intelligent Network) или IN тесно связано с предоставлением пользователям коммутируемой телекоммуникационной сети расширенного и постоянно совершенствующегося набора услуг.

Абонент ISDN получает Два информационных канала по 64 кбит/с и один канал сигнализации 16 кбит/с для управления соединением (2B+D). Общая пропускная способность канала составляет 144 кбит/с, что позволяет передавать даже один видеоканал в реальном времени.

Эти новые сети Состоят из ISDN-станций, которые коммутируют цифровые потоки, содержащие любую информацию: речь, данные, сжатое видео и т.п. Преобразование в аналоговый сигнал происходит непосредственно в абонентском телефонном аппарате. Кроме того, все коммутационные станции ISDN сети в отличие от аналоговых могут работать как одна большая станция, позволяя производить автоматическую маршрутизацию вызова, равномерное распределение нагрузки, иметь единый план номеров, создавать виртуальную сеть и предоставляют целый ряд других дополнительных услуг. За время своего развития концепция ISDN пережила взлеты и падения, связанные с колебанием потребностей рынка и наличием у абонентов компьютеров. В настоящее время практически все коммутационные станции на сетях развитых стран обладают функциями ISDN, и, казалось бы, все услуги у Вас в кармане.

Однако ISDN, как и другие методы предоставления абонентам дополнительных услуг, имеет свои проблемы, выражающиеся также в недостаточной стандартизации, в результате чего в мире действует несколько " нестыкуемых" стандартов, а также в необходимости замены программного обеспечения каждой ISDN-станции при введении новых услуг, что недешево само по себе и требует колоссальной интуиции от оператора сети, потому что в данном случае шаг " не в ту сторону" обходится еще дороже. Время жизни коммутационного оборудования длится несколько десятков лет, поэтому заменять его каждый раз для оказания новой услуги нецелесообразно (и не менять нельзя, потому что существует резкий рост требований к увеличению числа функций, которые должны быть поддержаны сетью). Кроме того, при введении таким образом новых услуг усложняется структура сетей, затрудняются процессы управления и эксплуатации.

Необходимость модернизации оборудования и программного обеспечения на всех АТС сети является самым слабым местом всех перечисленных технологий при расширении набора предоставляемых услуг. А хотелось бы таких услуг, какие только придут в голову оператору или даже абоненту, готовому платить за это деньги. И вот эта " сумасшедшая" мечта стала сбываться при появлении и становлении концепции интеллектуальной сети, рожденной благодаря мучениям с внедрением Centrex и других методов.

Цель идеи IN состоит в отделении процесса традиционной коммутации вызовов от процесса введения новых услуг. Для этого необходимо иметь определенные интерфейсы между коммутаторами сети и специальным устройством, называемым " интеллектуальной надстройкой", " интеллектуальной платформой" или " платформой IN", и определение типов данных, передаваемых по ним. Модернизация услуг в этом случае производится лишь модернизацией программного обеспечения " платформы IN". Это позволяет быстро и экономично внедрять на существующих сетях любые услуги вне зависимости от производителей коммутационного оборудования.

Общий упрощенный вид " интеллектуальной сети" приведен на рисунке:

Рисунок 1.
Интеллектуальная сеть

В узле управления услугами SCP(Service Control Point) содержится основной " интеллект" в виде определенных запрограммированных алгоритмов оказания услуг и набора различных баз данных. Узел коммутации услуг (SSP - Service Switching Point) распознает вызовы к IN, поступающие от сети общего пользования, и направляет их в SCP для обработки, являясь интерфейсом к " платформе IN". " Платформа IN" может содержать и несколько SCP и SSP. Система управления услугами SMS (Service Management System) может вводить новые услуги, корректировать старые, в ней хранятся данные о всех оказываемых услугах, об абонентах и их допуске к определенным услугам, а также оригиналы всех программ обслуживания. Разумеется, IN может быть создана не только на телефонной сети, но к этому мы вернемся позже.

В данном случае сеть общего пользования и " платформа IN" могут развиваться независимо друг от друга, а на первый план выходит задача разработки интерфейса между ними.

Обмен информацией между узлами " платформы IN" производится в идеальном случае с помощью интерфейса SS7, который применяется на цифровых телефонных сетях для сигнализации (у нас пока не применяется). Это высокоскоростная сеть с коммутацией пакетов, параллельная обычной сети передачи речи и данных, которая обеспечивает передачу сигнальной информации в режиме, ориентированном на соединение, и в режиме транзакций (не ориентированном на соединение), что и позволяет предоставлять различные услуги. Для предоставления услуг " платформа IN" в процессе установления соединения должна выполнить много транзакций в виде просмотра баз данных, различных подтверждений, трансляций вызовов и т.п.

Концепция построения IN в настоящее время реализуется в виде ряда стандартов, изложенных в рекомендациях ITU серий Q.1211 - 0.1219. Там уже описан ряд основных услуг, объединенных в набор CS-1 (Capability Set), в который входят услуги бесплатного вызова, разделенной оплаты, создания корпоративных сетей, перенаправления вызова и др. Уже ведется работа по стандартизации следующих наборов CS-2 и CS-3. Помимо этого существуют стандарты компании Bell Communications Research, где интеллектуальная сеть называется AIN (Advanced Intelligent Network). По-видимому, эти стандарты будут со временем объединены, как того вскоре потребует развитие сетей связи,

IN поддерживает телефонные сети общего пользования, сети подвижной радиотелефонной связи, сети передачи данных и др., а также широкий спектр услуг, включая (но не ограничиваясь этим) все существующие и будущие услуги узкополосной N-ISDN и широкополосной B-ISDN.

Оператор IN стремится оправдать ожидания пользователей в отношении информационных услуг и обязан решить на этом пути целый ряд задач. При этом надо учитывать, что, как говорится, разные пользователи к разным услугам относятся по-разному: деловые абоненты используют услуги для повышения производительности и уменьшения затрат; квартирные абоненты предпочитают услуги для домашних развлечений и доступ к различным базам данных и компьютерам; шпионов больше интересуют одни специфические базы данных, коллекционеров - другие; маньяков - третьи и т.д. Все это вместе с предполагаемыми последствиями оператору сети необходимо продумать заранее.

В Связи с этим подходы к реализации IN могут быть различными, начиная от создания интеллектуального узла с централизованным набором функций до распределения " интеллекта" между несколькими узлами коммутации.

При предложении оператором услуги, ее пользователи не обязательно должны принадлежать одной сети. Поэтому необходимы соответствующие договоренности, между различными операторами сетей.

Услуги IN должны иметь одинаковую достоверность и надежность доставки, а также не должны нарушать режим работы сети общего пользования. Одновременно должна обеспечиваться конфиденциальность информации, недоступность индивидуального PIN-кода, персональных записей и счетов.

Серьезной проблемой является появление " запаздываний" при установлении связи в процессе предоставления сложной услуги. Вызывается это большим числом транзакций между узлами SSP и SCP, а решается применением более " быстрых" систем передачи и более мощных процессоров.

Таким образом, интеллектуальная сеть предлагает новый подход к организации телекоммуникационной сети в целом, а также к созданию новых услуг для абонентов.