SS7 поверх IP

Переход к сетям с коммутацией пакетов — одно из наиболее заметных проявлений тенденции внедрения открытых информационных систем. Важным связующим звеном между сетями с коммутацией каналов и сетями связи, базирующимися на протоколе IP, стала сеть сигнализации SS7.

B телефонии сигнализацией называют передачу управляющей информации для установления/разъединения соединений «точка-точка». Разработанная в конце 70-х гг. с целью повышения эффективности функционирования телефонных сетей, система сигнализации №7 (Signaling System 7, SS7) играет важную роль в процессе конвергенции сетей. Она была создана для передачи управляющих сигналов по сети с коммутацией пакетов отдельно от основной сети (out-of-band signaling). Ранее в телефонных сетях передача речи и сигналов управления происходила по одному каналу (inband signaling). С ростом объема и видов передаваемой информации, появлением новых услуг такое использование каналов стало неэффективным. К тому же разработанные для национальных сетей аналоговые системы сигнализации приводили к трудностям при взаимодействии с другими сетями.

Внедрение SS7 дает операторам телефонных сетей возможность гибко формировать новые услуги на базе уже существующего оборудования. Система сигнализации обеспечивает высокую скорость установления соединения и передачи данных (без потерь и дублирования), переключение трафика на альтернативные маршруты в случае отказов, удобную для обработки структуру сообщений, трансляцию номеров абонентов. К преимуществам SS7 относят также большую экономичность (на коммутационной станции требуется в несколько раз меньше оборудования), высокую производительность (обслуживание одним каналом сигнализации тысяч вызовов), повышенную надежность (благодаря альтернативной маршрутизации сигналов и резервированию каналов).

В настоящее время SS7 составляет сигнальную инфраструктуру операторов местной, междугородной, международной и беспроводной связи. Эта пакетная сеть передачи данных стала важной частью телефонных и сотовых сетей. В телефонных сетях общего пользования (ТфОП — Public Switched Telephone Network, PSTN) сети SS7 работают во многих странах уже не один десяток лет. Сфера их применения распространяется и на широкополосные сети, и на приложения компьютерной телефонии. Общеканальная сигнализация SS7 стала важным элементом крупных телекоммуникационных сетей. Стандарт SS7 принят Международным союзом Электросвязи (International Telecommunications Union, ITU), хотя используемые в разных странах версии SS7 имеют свои особенности.

В SS7 отделенная от голосового тракта сигнальная информация передается по общему для пучка разговорных каналов выделенному высокоскоростному каналу. Именно поэтому российский эквивалент SS7 носит название ОКС№7 (общеканальная сигнализация №7), что отражает принцип передачи управляющей информации по общему каналу сигнализации.

Российская сеть ОКС№7 (национальный вариант SS7) отличается от международного стандарта наличием дополнительных сообщений и некоторыми другими особенностями. В России широкомасштабное внедрение ОКС№7 началось в 1993 г. одновременно с развертыванием цифровых систем коммутации и созданием федеральных сетей подвижной связи NMT-450 и GSM-900. Тогда же занялись активной модернизацией ведомственных и коммерческих сетей связи. Поскольку реализация новых услуг связана именно с ОКС№7, в 1999 г. перед российскими связистами была поставлена задача внедрить эту систему сигнализации до 2000 г., однако к концу 2001 г. почти треть предприятий связи еще не приступила к работе с ней. Между тем дальнейшее развитие телефонных сетей общего пользования в немалой степени зависит от повсеместного внедрения SS7/ОКС№7.

Стандарт SS7 определяет процедуры и протоколы (см. врезку «Протоколы SS7»), с помощью которых устройства (коммутационные станции) обмениваются информацией в сетях ТфОП. Каналы SS7 служат для передачи информации об установлении соединения и маршрутизации. В сетях ТфОП для SS7 используется выделенная сеть сигнализации (цифровая наложенная сеть) — каналы на 56/64 Кбит/с. Выделенность сети SS7 и резервирование каналов делают ее более надежной и безопасной.

Внедрение в телефонной сети общего пользования наложенной сети сигнализации позволило отделить голосовой трафик от сигнальной информации и способствовало созданию архитектуры интеллектуальной сети. Роль SS7 в развитии дополнительных видов услуг для телефонных сетей настолько велика, что ее невозможно переоценить. SS7 — это первая технология, в которой управление услугой (сигнализация) было отделено от самой услуги (телефонного соединения), что дало мощный стимул быстрому развитию как концепции интеллектуальных сетей, так и современным концепциям конвергентных сетей.

Сеть сигнализации SS7 лежит в основе создания интеллектуальных услуг, причем они могут быть реализованы и в пакетной, и в телефонной сети с применением соответствующих протоколов. Любое приложение или телекоммуникационная задача должны будут уметь воспользоваться ею, если им потребуется выход в телефонную сеть.

СЕТЬ СИГНАЛИЗАЦИИ И ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ СЕТИ

Интеллектуальные сети (Intelligent Network, IN) — это сети, обеспечивающие клиентов дополнительными услугами связи, так что само понятие IN тесно связано с предоставлением пользователям коммутируемой сети расширенного и развиваемого сервиса. Одним из основных принципов такой сети является отделение функций управления услугами от функций обработки вызова.

Рисунок 1. Упрощенное представление сети SS7.

Для предоставления пользователям интеллектуальных услуг IN строится как дополнительный уровень сети оператора связи (см. Рисунок 1). Услуги обеспечиваются узлами сети SS7: пунктами управления услугами (Service Control Point, SCP) и пунктами коммутации услуг (Service Switching Point, SSP); а обмен сообщениями происходит через транзитные пункты передачи сигнальных сообщений (Signal Transfer Point, STP) — коммутаторы пакетов сети SS7, осуществляющие коммутацию или маршрутизацию в этой сети (обычно в сети ОКС№7 STP реализуются на узлах автоматической коммутации или транзитных коммутаторах; в региональных сетях местных операторов — на междугородных станциях; в сетях операторов мобильной связи — на коммутационных центрах MSC).

Интеллектуальные функции (переадресация вызова, идентификация абонента и др.) реализуются пунктами SCP. Собственно «интеллект» SCP — это алгоритмы реализации услуг и наборы различных баз данных. Пункты SSP выполняют команды SS7 и инициируют сигналы. Узел SSP распознает вызовы из сети общего пользования и передает их для обработки в SCP. Узлы STP и SCP взаимодействуют по каналам T1/E1 по протоколу SS7. SCP содержит центральную базу данных для обслуживаемого региона. При приеме вызова SSP запрашивает БД. В ответ на запрос SCP передает SSP информацию для обработки вызова, которую SSP осуществляет под управлением SCP. Система управления услугами (Service Management System, SMS) содержит данные об оказываемых услугах и абонентах, а также может вводить новые услуги.

Узлы IN взаимодействуют с помощью приложений SS7. В сетях подвижной связи — это, например, беспроводная интеллектуальная сеть (Wireless Intelligent Network, WIN), а в проводных сетях — прикладная подсистема пользователя интеллектуальной сети (Intelligent Network Application Part, INAP), одна из основных и активно внедряемых прикладных подсистем SS7. По протоколу INAP могут взаимодействовать такие узлы IN, как пункты коммутации услуг SSP и пункты управления услугами SCP.

В интеллектуальной сети внедрение новых услуг осуществляется в основном путем модернизации программного обеспечения платформы SCP, что дает возможность экономично развивать услуги вне зависимости от коммутационного оборудования.

Сегодня сеть сигнализации используется при оказании большинства услуг. Это происходит при установлении телефонного вызова, звонке с мобильного на фиксированный номер, роуминге и проч. В число дополнительных видов услуг, предоставляемых интеллектуальными сетями на базе SS7, входят «бесплатный вызов» (freephone), телемаркетинг (продажа товаров и услуг по телефону), «услуги с дополнительной оплатой» (такие, как консультации врачей или юристов), «персональный номер» (вызов переадресуется именно на тот номер, где может находиться искомый человек, или на автоответчик), телеголосование (автоматизированные телефонные опросы), конференц-связь, автоматизированные справочные службы, службы поддержки клиентов, услуги связи и информационные услуги с доступом по телефонным картам и многое другое. По прогнозам «Ростелекома», благодаря подобным услугам, в этом году голосовой трафик в России может возрасти на 5—7%.

В поисках дополнительных возможностей получения прибыли от внедрения услуг операторы сетей связи все шире применяют технологии IN, в том числе и в России, чему способствует внедрение ОКС№7 и новейших систем коммутации. Российский рынок альтернативной фиксированной связи считается самым динамичным в отечественной телекоммуникационной отрасли после сотового.

Кроме передачи сигнального трафика, управления сетью и обмена сообщениями между компонентами сети (телефонными коммутаторами, специализированными компьютерами и шлюзами), автономная выделенная сеть SS7 применяется для широкого спектра телекоммуникационных задач и приложений. Функции мониторинга SS7 задействуются при биллинге и в различных сервисах, где требуется определение параметров вызовов. Внедрение сигнализации SS7, занявшей прочное место в телефонии, сетях сотовой связи, Internet и широкополосных сетях, позволяет эффективнее использовать оборудование, увеличить прибыль за счет снижения затрат на эксплуатацию и повысить надежность сети.

Хотя в мире рост сетей передачи данных существенно превышает темпы роста телефонных сетей, значительную часть доходов операторов пока составляют традиционные телефонные услуги. Это один из факторов, заставляющих операторов искать пути переноса телефонных служб в сети передачи данных.

Фиксированные сети связи с коммутацией каналов, где в качестве схемы мультиплексирования применяется временное уплотнение (Time Division Multiplexing, TDM), проектировались для передачи голосовых потоков и не рассчитаны на эффективную поддержку трафика данных, а оборудование для коммутации каналов стоит достаточно дорого, что затрудняет внедрение новых видов услуг. Перенос телефонных служб в сети с коммутацией пакетов дает возможность перейти от закрытых, негибких патентованных архитектур с коммутацией каналов к более гибкой и открытой архитектуре с выгодным соотношением цена/производительность.

Потребности интеграции телефонных сетей и сетей передачи данных, опережающий рост трафика данных заставляют искать пути конвергенции сетей и построения мультисервисных сетей. Наличие системы сигнализации считается одним из важных элементов интеграции пакетных сетей с интеллектуальными телефонными сетями (см. статью Дм. Ганьжи «Конвергенция IP с интеллектуальными телефонными сетями» в майском номере «Журнала сетевых решений/LAN» за 1999 г.).

МУЛЬТИСЕРВИСНЫЕ СЕТИ

Чтобы бизнес был успешным, оператор должен повышать прибыльность предоставляемых услуг, быстро вводя новые востребованные услуги и предоставляя законченные решения, эффективно задействовать возможности оборудования и ресурсы собственной сети связи при ее дальнейшем развитии, оптимизируя при этом эксплуатационные расходы и капиталовложения. Мультисервисные сети позволяют операторам расширять номенклатуру предоставляемых услуг и экономить затраты на эксплуатацию сетей и на предоставление этих услуг, способствуя тем самым успешной деятельности операторов и развитию отрасли в целом.

Конвергентные, мультисервисные сети нового поколения будут лучше соответствовать требованиям современного бизнеса, позволят преодолеть неэффективность эксплуатации разнородных сетевых структур. Между тем если голос, видео и данные и начнут передавать по одной сетевой инфраструктуре, то весьма не скоро. Доставка по такой инфраструктуре с коммутацией пакетов разнородного трафика — заманчивая идея, однако, несмотря на широкое распространение пакетных технологий, они будут долго сосуществовать с сетями с коммутацией каналов, предоставляющими классические телефонные услуги, ведь построенные сети должны отработать свой ресурс и вернуть вложенные инвестиции. (Сопоставление двух видов сетей можно найти в статье Ст. Штайнке «Преимущества и перспективы единой глобальной сети» в февральском номере «Журнала сетевых решений/LAN» за 1999 г.) Сейчас трудно представить, чем в действительности окажутся сети с единой архитектурой, но первоначальный этап неминуемо связан с интеграцией сетей с коммутацией каналов и сетей с коммутацией пакетов.

Как отметил Дмитрий Петрусов, технический эксперт «Корпорации ЮНИ», вопрос об отказе от TDM как технологии построения первичных сетей связи в настоящее время не стоит, и о переходе к пакетным технологиям можно говорить только применительно к конкретным приложениям — в их числе телефония, абонентский доступ, межстанционный обмен трафиком, видео- или аудиовещание, видеоконференции и др. Процесс интеграции сетей с коммутацией пакетов и сетей с коммутацией каналов идет как минимум по двум направлениям — магистральные сети и сети абонентского доступа. Для обоих случаев характерно снижение себестоимости передачи информации от источника к получателю. По его мнению, эти возможности активно используются в магистральных сетях, поскольку позволяют операторам снижать свои затраты за счет организации межрегиональной и международной телефонной связи через сети IP, в то время как в абонентском доступе процесс конвергенции более заметен в таких высокотехнологичных областях, как сотовая телефония и корпоративные решения.

Переходу от сетей TDM с коммутацией каналов на инфраструктуру пакетных сетей могут способствовать административные, экономические, социальные и технологические факторы. Из административных очень важны наличие и скорость процесса демонополизации отрасли, что подстегивает конкуренцию в операторском бизнесе. К экономическим можно отнести факторы, влияющие на спрос и тем самым повышающие привлекательность замены сетей с коммутацией каналов на пакетную инфраструктуру, а также побуждающие операторов на такую замену, чтобы сохранить или увеличить свои доходы в условиях возрастающей конкуренции. Между тем и те и другие очень тесно связаны с социальными и технологическими факторами. С одной стороны, необходима востребованность услуг, т. е. важно, чтобы пользователи были готовы к их потреблению и имели достаточный уровень доходов. А с другой — сама пакетная инфраструктура и такие технологии, как, например, VoIP и 3G, должны достичь определенной степени развития, чтобы переход к ним был достаточно дешевым и безболезненным, и соответствующие услуги могли предоставляться по разумным ценам.

При переходе на мультисервисные технологии возможны два подхода — скачкообразный и постепенный. При втором оператор может начинать с небольших опытных зон, используя средства от экономии эксплуатационных расходов или доходы за дополнительные услуги, что позволяет избежать значительных инвестиций. При этом само внедрение будет происходить более медленно и зависит от способности оператора правильно и разумно использовать новые возможности, которые технологии могут принести. Для операторов с существующей развитой инфраструктурой и номенклатурой услуг постепенное внедрение будет более рациональным сценарием.

Современная концепция построения мультисервисных сетей предполагает выделение в архитектуре сети трех уровней — транспортной магистрали (ядра), доступа, управления сетью и предоставления услуг. Таким образом, мы получаем три группы ключевых элементов: элементы ядра, элементы доступа и элементы контроля и управления услугами.

Предлагаемое производителями оборудование с поддержкой SS7 позволяет, наряду с серверами приложений, программными коммутаторами, узлами реализации дополнительных услуг и другим оборудованием, добиться эффективного сопряжения существующих и вновь организованных сетей, оптимизировать вложения в инфраструктуру и быстро развернуть новые виды сервиса. Такие решения сокращают расходы на передачу трафика SS7, обеспечивают постепенную конвергенцию сетей. С учетом развития технологий передачи голоса по сетям IP взаимодействие и интеграция с сетями SS7 становятся особенно важными. Без поддержки SS7 невозможно сопряжение с существующей телефонной сетью. Пока это единственный протокол, который в традиционной телефонной сети позволяет отделить функции управления от функции передачи голосового трафика. Все остальные, включая ISDN, в этом отношении не эффективны.

IP-ТЕЛЕФОНИЯ

Интеграция передачи голоса и данных на корпоративном уровне и развитие телекоммуникационных услуг на базе IP — заметные тенденции телекоммуникационной отрасли. Их стимулирует активное развитие таких направлений, как IP-телефония. Несмотря на завышенные ожидания, она уже играет достаточно важную роль. Четкое разделение традиционной и IP-телефонии становится все менее заметным как с точки зрения клиента, так и в решениях производителей. Все большее число операторов используют ее для предоставления услуг связи, растет число инсталляций корпоративных систем VoIP.

Говорить о заметном влиянии IP-телефонии на традиционную связь в России пока рано, но, судя по весенней выставке «Связь-Экспокомм», на рынке пакетной телефонии наблюдается серьезная конкуренция. Хотя, по некоторым оценкам, суммарный оборот российских операторов IP-телефонии составляет порядка 45—50 млн долларов при совокупном обороте всего рынка телекоммуникаций в РФ в 6—7 млрд долларов, законченные решения предлагают практически все ведущие операторы IP-телефонии (в Москве их работает несколько десятков), и многие полагают, что это направление уже превратилось в самостоятельную отрасль. Как отмечает Андрей Радкевич из Lucent, доля IP-телефонии в общем объеме доходов пока очень мала, чтобы не только говорить о превращении ее в самостоятельную индустрию, но и считать одним из основных направлений телекоммуникационного бизнеса, но, учитывая особенность услуги, которая состоит в том, что она находится где-то на стыке телефонных услуг и услуг передачи данных, вынести ее в отдельный вид или отдельное направление отрасли будет вполне разумно. По мнению Дмитрия Петрусова из «Корпорации ЮНИ», для успешного продвижения на рынке оператор должен предоставлять эту услугу как дополнительную по отношению к своему основному бизнесу (традиционной телефонии и/или передаче данных).

Процесс интеграции сетей с коммутацией пакетов и сетей с коммутацией каналов идет достаточно активно, и можно считать, что мы уже в середине пути. Если под интеграцией понимать предоставление традиционных телефонных услуг исключительно на базе пакетных сетей, то этот процесс займет, скорее всего, не менее десяти лет. Дело в том, что технологии, применяемые сейчас в сетях коммутации каналов, достаточно успешно работают, а услуги, реализуемые на их основе, приносят деньги. Переход к пакетным сетям и отказ от сетей с коммутацией каналов неоправдан, так как потребует больших затрат. Он будет идти там, где в этом есть необходимость, и в ряде случаев окажется экономически оправданным с учетом долгосрочной перспективы развития. Если же существующая сеть не требует срочной замены, нововведения целесообразны только на отдельных участках: например, дальних транзитных коммуникациях, некоторых корпоративных или пользовательских инфраструктурах.

Многие операторы в Европе и США уже перевели существенную часть транзитного трафика на пакетные технологии. Если считать оказываемые ими услуги классической телефонией, понимая под этим предоставление услуги с привычным для телефонного пользователя высоким качеством, то пока нельзя говорить о снижении роли классической телефонии. С развитием пакетных технологий качество альтернативных видов предоставления телефонных услуг будет повышаться, и в этом смысле их можно называть классической телефонией.

Для успешной конкуренции IP-телефонии с обычной телефонией она должна обеспечивать сравнимое качество речи, поддерживать привлекательные для клиентов услуги. Для этого передача голоса по IP должна предусматривать взаимодействие с сетью SS7.

SS7 нельзя рассматривать как универсальную сигнализацию для VoIP, однако она широко применяется в местах сопряжения с телефонной сетью общего пользования, хотя и не выполняет всех задач сигнального протокола, управляющего сетью VoIP.

Для взаимодействия телефонной сети и сети IP с учетом существующих процедур установления соединения нередко применяются шлюзы с поддержкой протокола H.323 (включая транспортные протоколы и протоколы управления вызовами). Подобные шлюзы позволяют использовать сеть IP как транзитную, но реализуют лишь базовые услуги по обработке вызовов. Сети IP-телефонии нового поколения способны, наряду с поддержкой абонентов, играть роль транзитной сети для традиционных телефонных сетей с оказанием полного спектра услуг, включая услуги IN (см. статью Виктора и Натальи Олифер «IP-телефония в глобальном масштабе» в сентябрьском номере «Журнала сетевых решений/LAN» за 2001 г.). В них используются разработанный IETF протокол сигнализации SIP (считающийся более перспективным, чем H.323) и протокол межуровневого взаимодействия INAP, работающий поверх SS7. Многие производители выпускают широкий спектр оборудования с поддержкой как SIP, так и H.323. Эти протоколы стали массовыми, а SIP позволяет эффективно решить задачу переноса трафика из сигнальных сетей SS7 в сети IP.

SS7 И СЕТИ ПОДВИЖНОЙ СВЯЗИ

Рисунок 2. Взаимодействие цифровых сетей посредством SS7.

Сигнализация SS7 применяется во всех типах цифровых сетей — PSTN, Integrated Services Digital Network (ISDN), Public Land Mobile Network (PLMN) и IN. Она стала непременным условием реализации интеллектуальных и сотовых сетей в стандарте GSM: например, необходима для роуминга в сетях GSM операторов мобильной связи (PLMN). Посредством SS7 взаимодействуют цифровые сети PSTN, ISDN, PLMN и IN (см. Рисунок 2). Если в сети SS7 базовыми протоколами являются MTP и SCCP, то в соответствующих цифровых сетях применяются прикладные протоколы: INAP в IN, ISUP в ISDN, TUP в PSTN, MAP в PLMN (см. врезку «Протоколы SS7»).

В сотовых сетях коммутационные центры подвижной связи (Mobile Switching Center, MSC), реализующие функции установления соединений между мобильными абонентами и абонентами ТфОП, шлюзовые коммутационные центры и базы данных могут функционировать как пункты сигнализации в сети SS7 (см. Рисунок 3). Тем самым обеспечивается работа прикладной подсистемы пользователя в сети GSM (MAP), основанной на протоколе ТСАР и применяемой для передачи между сотовыми сетями роуминговой и другой сигнальной информации. MAP позволяет при получении информации из другой сотовой сети активизировать услуги «родной» сотовой сети абонента для сообщения о результатах. Наряду с роумингом, с помощью МАР реализуются дополнительные виды обслуживания, получение информации о тарификации, сохранение абонентских данных в гостевых и основных регистрах местоположения (HLR) и др.

Интеграции и созданию мультисервисных сетей способствует развертывание сетей связи следующего поколения (2,5G, 3G). Растущий спрос на сервис передачи голоса и данных в мобильных коммуникациях заставляет искать более эффективные и экономичные способы передачи стремительно растущего трафика данных. Сети третьего поколения (3G) должны обеспечить переход от ориентированных на передачу голоса сетей с коммутацией каналов к мультимедийным пакетным сетям передачи голоса, данных и видео. По данным ассоциации CDMA Development Group (CDG), в мире число абонентов сетей связи 3G уже превысило 10 млн. Ожидается, что ежемесячно оно будет возрастать на 1 млн.

Операторы мобильных сетей сталкиваются с аналогичными проблемами (в Москве абонентов сотовой связи уже больше, чем фиксированной), причем им приходится этим заниматься в условиях внедрения новых видов услуг. Это создает огромные нагрузки на компоненты инфраструктуры сетей, включая сеть передачи сигналов SS7. В частности, при каждой регистрации в сети мобильного абонента происходит передача сообщений по сети SS7. Еще более интенсивный обмен сообщениями SS7 вызывает трафик SMS. По данным GSM Association, если в декабре 2000 г. мировой трафик SMS составлял 15 млрд сообщений, то к 2003 г. он достигнет около 100 млрд сообщений в месяц.

В заметный бизнес превращаются «сопутствующие» услуги на базе SMS: доставка пользователю котировок акций, курсов валют, прогноза погоды, уведомления о получении электронной почты, перевод слов и предложений, служба знакомств, чаты, игры, телебанкинг (управление финансовыми ресурсами с подтверждением подлинности пользователя по карте SIM) и многое другое. В России этот рынок оценивается в несколько десятков миллионов долларов. На Западе трафик SMS приносит операторам мобильных сетей до 30% дохода. Увеличивается и количество операторов, предоставляющих услуги передачи мультимедийных сообщений (MMS). Наконец, в сетях GSM реализуется услуга двунаправленной сеансной передачи данных (Unstructured Supplementary Service Data, USSD), благодаря которой пользователи и приложения могут обмениваться информацией через сеть SS7 при достаточно высокой скорости взаимодействия. В России услуги USSD предлагают три оператора; по-видимому, этот сервис будет развиваться и дальше. Согласно прогнозам аналитиков, через четыре года вклады голосового трафика и трафика данных в суммарные доходы сотовых операторов практически сравняются.

Такие быстроразвивающиеся приложения требуют применения масштабируемых, экономичных решений, способных разгрузить сигнальную сеть от трафика, создаваемого операторами мобильных сетей. Один из возможных вариантов — передача сигнальной информации поверх протокола IP.

IP КАК УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ТРАНСПОРТ

Современные технологии позволяют объединить два подхода и перейти от конкуренции сетей IP и сетей с коммутацией каналов к дальнейшему развитию транспортных сетей без их серьезной модернизации, что служит аргументом в пользу концепции «все по IP». Одно из достоинств технологии IP заключается в том, что с помощью тех же ресурсов она позволяет создать большое число услуг. В настоящее время именно IP претендует на роль основы сети будущего, хотя со временем может появиться и более удачное решение. В то же время существует и ряд проблем: гарантированное качество сервиса и время доставки, организация широкополосных каналов и др. — однако они достаточно успешно решаются. Протокол IP помогает обеспечить максимально гибкое управление трафиком клиента.

Применение стека протоколов TCP/IP, распространение Internet и совершенствование локальных сетей Ethernet (повышение скорости и дальности коммуникаций) создают предпосылки для разработки стандартов пакетной передачи различной информации поверх IP. Для многих приложений сети IP стали более дешевым транспортом, чем ATM или frame relay.

Как считает Дмитрий Петрусов, в настоящий момент можно говорить о процессе конвергенции пакетных сетей и телефонных сетей на базе TDM. Разработанные специалистами по пакетным сетям протоколы и спецификации позволяют стандартизировать данный процесс и сделать его максимально открытым, в то время как сети TDM эволюционируют гораздо медленнее.

В последние три года компании-производители вкладывают немалые средства в разработку конвергентных решений. Lucent Technologies, Siemens, Nortel, Cisco Systems, RAD и ряд других производителей предпринимают усилия по созданию более эффективных коммуникационных систем за счет объединения традиционных сетей с коммутацией каналов и сетей с коммутацией пакетов.

ПЕРЕДАЧА SS7 ПОВЕРХ IP

За последние несколько лет в разработках решений для переноса трафика из сигнальных сетей SS7 в сети IP с помощью передачи SS7 поверх IP (SS7-over-IP, SS7oIP) достигнут заметный прогресс. Необходимость решения этой задачи, наряду с требованиями интеграции сетей, обусловлена растущей нагрузкой на телефонные сети и желанием сократить расходы на голосовой трафик. Хотя по сравнению с трафиком передачи данных объемы его растут не столь стремительно, ресурсы телефонной сети активно используются в связи с развитием сотовой связи и задействуются для передачи данных. Новые виды сервиса и доступ к Internet по коммутируемой телефонной сети значительно увеличивают нагрузку на телефонные линии, что снижает качество работы устаревшего оборудования. В результате растет нагрузка и на сети сигнализации, поскольку они составляют основу для предоставления дополнительных услуг.

Передача сигнализации SS7 по сетям IP — экономичный вариант, разгружающий сигнальную сеть. Для этого «сигнальные сообщения» SS7 (signal unit, SU) инкапсулируются в пакеты TCP, эмулируются каналы SS7 и механизмы управления ими. По мнению специалистов компаний Cisco Systems и Agilent Technologies, в настоящее время SS7oIP — это зрелая, основанная на стандартах технология, эффективность которой приближается к трафику SS7 в унаследованных сетях. С другой стороны, хотя реализация протоколов SS7oIP помогает решить проблему увеличения сигнальной нагрузки в сетях связи, доля этой нагрузки в общем объеме трафика относительно невелика.

Популярность SS7oIP среди поставщиков услуг подкрепляется возможностью увеличения прибыли за счет предоставления новых услуг и сокращения расходов на трафик SS7 путем его переноса в сети IP. Еще одно преимущество перехода на SS7oIP — быстрое развертывание операторами сотовых сетей сервиса «мобильного Internet» при эффективном взаимодействии с унаследованной инфраструктурой. Подобные приложения — также неплохой источник дополнительных прибылей.

Наряду с возможностью увеличения пропускной способности сигнальных каналов, передача протокола SS7 по сетям IP может принести существенное преимущество в тех случаях, когда строятся удаленно управляемые с помощью «привратников» (gatekeeper) или программных коммутаторов сети IP-телефонии. Причем, поскольку предполагается, что сама голосовая нагрузка будет передаваться по сети IP, нецелесообразно использование для передачи сигнального трафика отдельного канала, задействующего другую технологию, например TDM. В этом случае сигнальную информацию удобно передавать по тому же каналу. Возможность передачи SS7 по IP предоставляет еще один способ транспортировки данного сигнального протокола.

Что касается недостатков, то не стоит забывать о таких особенностях передачи информации по протоколу IP, как возможность неконтролируемых задержек, отсутствие достаточного контроля за качеством передачи, не всегда эффективное использование пропускной способности канала по сравнению с альтернативными технологиями пакетной передачи данных.

КОММУТАТОРЫ И ШЛЮЗЫ SS7

Производители активного сетевого и телефонного оборудования по-разному решают задачи построения мультисервисных сетей, передачи голоса и данных. В многообразии вариантов построения сетей связи достаточно трудно найти оптимальный по цене и качеству услуг вариант. Предлагаемые решения определяются, в частности, требованиями заказчиков. Для интеграции сетей предлагаются коммутаторы и медиашлюзы (Media Gateway, MG) с поддержкой SS7. Шлюзы SS7, состоящие из контроллера шлюза физического уровня (Media Gateway Controller, MGC) и шлюза сигнализации (Signaling Gateway, SG), обеспечивают сопряжение IP и SS7, упрощают создание единой сетевой многопротокольной среды.

Шлюзы IP-телефонии с поддержкой SS7 могут обращаться к базам данных телефонной сети и таким образом предоставлять пользователям услуги IN (запрашивая у телефонной сети соответствующий сервис). Управляющие работой медиашлюзов контроллеры получают сигнальную информацию из пакетных и телефонных сетей и обрабатывают ее. В сети IP эта информация передается поверх IP (например, по протоколам SIP или Н.323).

В каждой подсистеме мультисервисной сети для обработки различных видов трафика могут использоваться разное оборудование и стандарты. Шлюзы приводят эти информационные потоки к одному формату. Медиашлюзы осуществляют взаимодействие между сетью IP, сервисами сетей ТфОП и беспроводными сетями. Контроллеры медиашлюзов MGC или программные коммутаторы (Softswitch) координируют работу шлюзов, получая сигнальную информацию от сигнальных шлюзов (Signaling Gateway, SG), отвечающих за обработку сообщений SS7 от сетей с коммутацией каналов. Часто шлюзы реализуются как многофункциональные узлы, обеспечивая стыковку протоколов и сигнализацию в объединенной сетевой среде. В этом случае они играют также роль платформы сигнализации, инкапсулируя сообщения SS7 для передачи по сети IP. Для управления преобразованием потоков данных и каналом связи обычно применяется протокол Media Gateway Control (MGCP).

В последнее время традиционные коммутаторы SS7 часто заменяются на программные коммутаторы. Предлагаемые компаниями Lucent, Alcatel, Cisco Systems и Nortel системы такого класса могут обрабатывать сигнальные сообщения (Signal Unit, SU), обеспечивая эффективную передачу голоса, видео и данных. Шлюзы физического уровня в комбинации с универсальными платформами сигнализации повышают экономичность доступа поставщиков услуг, применяющих SS7, к сетям IP и позволяют реализовать весь набор приложений сигнализации. Это дает возможность разгрузить телефонные линии от трафика доступа к Internet, предложить пользователям сервис передачи голоса по сетям IP и реализовать дополнительные виды услуг Internet. Операторы же связи и поставщики услуг могут интегрировать сети IP и PSTN.

В состав современных коммутируемых инфраструктур связи входят различные сети, технологии и системы, многие из которых основаны на коммутации каналов. Однако, как подчеркивает Андрей Радкевич, сетевые технологии развиваются в направлении пакетной коммутации, и операторам необходимо иметь возможность подключать своих клиентов к этим гибким и экономичным сетям, обеспечивая при этом надежность, удобство и функциональность PSTN и сохраняя инвестиции, вложенные в развитие данных сетей. Исходя из этих потребностей, Lucent Technologies Bell Labs был разработан программный коммутатор Lucent Softswitch (LSS).

Компания Lucent попыталась объединить такие преимущества телефонных услуг, как надежность и качество, с широким выбором вариантов реализации и гибкостью пакетных сетей. В комплекте программных и аппаратных средств LSS функции взаимодействия со специализированным оборудованием отделены от функций обработки и маршрутизации вызовов. За взаимодействие с внешними устройствами (к примеру, шлюзами IP-телефонии) отвечает специальный компонент Softswitch — сервер устройств. Он же поддерживает работу с протоколами сигнализации, включая ОКС№7. Отдельный сервер обслуживания вызовов выполняет в LSS функции установления/разрыва соединения и управления им, осуществляет маршрутизацию вызовов, разрешение адресов, контролирует правила обработки соединений. Контроллер устройств отвечает в LSS за взаимодействие со специализированными протоколами или шлюзами, приводит получаемую информацию к универсальному виду и направляет ее контроллеру вызовов, обрабатывающему их и управляющему маршрутизацией.

Как считает Андрей Радкевич, LSS отличает от других подобных устройств прежде всего его универсальность и одновременная поддержка целого ряда технологий пакетной передачи, а также поддержка приложений фиксированных и мобильных сетей. Оператор может гибко использовать данную технологию в своей сети независимо от того, в какую сторону в дальнейшем будет развиваться рынок. Будучи связующим шлюзом, LSS помогает распространить на мультисервисные сети услуги, существующие в телефонных сетях, и наоборот. В этом смысле можно говорить о решении, способствующем интеграции мультисервисных и интеллектуальных сетей. С другой стороны, вынесение в современных сетях контроллеров интеллектуальных услуг на отдельный уровень создает новый слой сетевой иерархии для реализации дополнительных услуг.

Рисунок 4. Lucent Softswitch функционирует как распределенная система, обеспечивающая взаимодействие между сетями, основанными на различных технологиях, протоколах и устройствах.

Основное применение LSS (см. Рисунок 4) — построение распределенных сетей с коммутацией пакетов. LSS взаимодействует с медиашлюзом и одновременно — с сетью ТфОП по SS7 (или ISDN PRI). Это граничное устройство, связывающее разные сети. Интеллектуальные функции управления соединениями переносятся на уровень программного коммутатора, способного управлять одновременно несколькими шлюзами.

Программный коммутатор Lucent Softswitch выступает как распределенная программная система, обеспечивающая взаимодействие между сетями, основанными на различных технологиях, протоколах и устройствах. LSS выполняет в пакетных сетях, которым требуется соединение с телефонной сетью, те же функции, что и коммутатор каналов в ТфОП. Однако, в отличие от других, эта программируемая система обработки вызовов поддерживает различные протоколы, функционирует на обычных компьютерах под управлением обычных ОС, управляет внешними шлюзами соединительных линий, шлюзами доступа, серверами удаленного доступа.

Столь удобное решение ориентировано на самый широкий круг заказчиков: операторов местной и дальней связи, провайдеров услуг передачи данных, операторов мобильной связи третьего поколения, универсальных операторов. В частности, оно может представлять интерес для крупных телекоммуникационных операторов, устанавливающих большие транзитные телефонные коммутаторы. В этом случае оконечные станции связываются через один виртуальный телефонный коммутатор, значительно уменьшается количество обрабатываемой сигнальной информации. При создании на базе LSS транзитной сети с коммутацией пакетов для передачи телефонного трафика обеспечивается взаимодействие сети ТфОП с пакетной голосовой сетью, а также взаимодействие между разными протоколами передачи сигналов по пакетной сети (таких, как H.323 и SIP). Подобные функции позволяют операторам крупных телефонных сетей подключить к ним пакетные голосовые сети других операторов либо развивать свою сеть, не приобретая обычных телефонных коммутаторов. В результате уменьшается загрузка межстанционных каналов, улучшается качество услуг.

Главные задачи программного коммутатора — преобразование сигнализации между пакетными сетями и сетями с коммутацией каналов, управление соответствующими шлюзами доступа в пакетные сети и обеспечение эффективного пропуска пакетного трафика по телефонным сетям. Для этого он должен поддерживать основные протоколы, используемые в телефонных сетях: ОКС№7, ISDN, и протоколы управления медиашлюзами пакетных сетей, включая H.248 (Megaco), SIP, MGCP, H.323 и целый ряд других.

Такие решения, как LSS или Alcatel Softswitch, интересны прежде всего операторам сетей связи для реализации услуг по передаче голоса в сетях IP при одновременном соблюдении стандартов качества традиционных систем связи. По оценкам некоторых аналитиков, применение программных коммутаторов для предоставления услуг IP-телефонии сокращает расходы оператора на 40—70%.

В высококонкурентной среде и в условиях снижения тарифов на базовые услуги операторам связи сегодня жизненно важно предоставлять новые услуги. Для этого сети должны стать более интеллектуальными и позволять своевременно и с минимальными затратами внедрять пользующийся спросом сервис. В современных сетях прослеживается тенденция разделения уровней управления услугами и уровней предоставления дополнительных услуг. Независимо от того, как пользователь получает услуги (через выделенную, коммутируемую линию, оптический или медный канал), их перечень и качество должны быть одинаковыми. LSS — одно из базовых устройств в предложенной Lucent концепции интеллектуальной сервис-ориентированной сети (Service Intelligent).

Решение для стыковки сетей IP и ТфОП предлагает также компания IntelliNet Technologies. Она считает, что благодаря развитым возможностям управления вызовами SS7 остается предпочитаемым методом соединения при интеграции служб сетей с коммутацией пакетов и коммутацией каналов, позволяя провайдерам оптимально распределять нагрузку в сетях, эффективнее использовать коммуникационные каналы и получать значительную экономию. Сосуществование сетей ТфОП и IP обеспечивает шлюз IntelliNet Convero Signaling Gateway, транслирующий сигнальную информацию между этими сетями. Кроме того, он реализует интеллектуальные функции для защиты и управления, а за счет резервирования повышается отказоустойчивость сети. Согласно IntelliNet, продукт оптимизирован для маршрутизации сообщений SS7 (TCAP, ISUP) в сетях IP. Он поддерживает несколько вариантов SS7 (ITU/ANSI) и уровней адаптации. Развитая схема маршрутизации позволяет шлюзу Convero работать в качестве узла STP с интерфейсами SS7 и IP.

Медиашлюзы MG преобразуют голосовую информацию ТфОП в пакеты IP, работой MG управляет агент обработки вызовов (Call Agent, CA) (см. Рисунок 5). По существу, это контроллер медиашлюза. SG осуществляет обмен сигнальной информацией между ТфОП и сетью IP. Такое разделение функций позволяет, в отличие от монолитной архитектуры телефонных коммутаторов (имеющих к тому же ограниченные возможности наращивания мощности), построить сильно распределенную сетевую архитектуру.

Производители постоянно расширяют спектр аппаратного и программного обеспечения с поддержкой SS7. По оценкам компании Venture Development Corporation (VDC), к 2003 г. должно начаться оживление рынка сетевых компонентов SS7, и в следующие три года этот рынок будет развиваться ускоренными темпами. Стандарты трансляции протоколов SS7 посредством шлюзов в настоящее время разрабатываются группой SIGTRAN IETF.

Одним из примеров решений, позволяющих преодолеть проблемы перегрузки сетей сотовых операторов из-за большого потока сообщений SMS и перенести часть сигнального трафика SMS из сети SS7 в цифровую сеть на базе протокола IP, является предложенная в марте этого года корпорацией Compaq (позднее объединившейся с HP) программно-аппаратная система SMS Offload. Программное обеспечение входит в состав семейства продуктов Network Offload Middleware, интегрирующего такие компоненты, как IP-Signaling Transfer Gateway (IP-STG) и Signaling Gateway (SG7), реализованные на базе Compaq SS7 (IN7). IN7 — составная часть вспомогательных служб точки управления сервисом для проводных и беспроводных сетей. Это платформа реализует стек протоколов SS7 (см. Рисунок 7) и используется как основа для создания масштабируемых служб интеллектуальной сети.

Предложенное решение обеспечивает постепенную миграцию к SS7 поверх IP на основе стандарта SIGTRAN. Оно «прозрачно» для существующих серверов услуг Short Message Service Center (SMSC) и центров коммутации Mobile Switching Center (MSC). Основанная на открытых стандартах программная система Compaq TeMIP (Telecommunications Management Information Platform) предназначена для управления телекоммуникационными сетями и обслуживанием. TeMIP контролирует качество обслуживания (QoS) и обрабатывает протокол SS7, причем сигнализация SS7 применяется для управления и мониторинга потоков данных и услуг интеллектуальных сетей операторов связи. С помощью TeMIP операторы связи могут получить также глобальное представление о своей сети и осуществлять мониторинг критичных участков коммутируемых телефонных сетей.

Аналогичные задачи разгрузки трафика SS7 решает разработанный компанией Cisco продукт SS7oIP под названием Cisco ITP (IP Transfer Point), позиционируемый как решение, обеспечивающее повышенную масштабируемость и развитые функции управления. Cisco ITP — интегральный масштабируемый маршрутизатор операторского класса. Согласно Cisco, устройство отличает низкая стоимость в расчете на порт. В режиме SS7oIP Cisco ITP использует протокол SIGTRAN (включая M2PA, M3UA и SUA) для соединения унаследованных узлов SS7 и/или поддерживающих IP узлов сигнализации, что позволяет разгрузить сигнальную сеть, передавая сигнальный трафик по сетям IP. Кроме того, Cisco ITP может работать в режиме SS7oTDM/SS7oIP, т. е. в полном объеме совмещать функции узла STP со стороны традиционных интерфейсов TDM и шлюза SS7 (ОКС№7) в сети IP.

С помощью Cisco ITP поставщики услуг могут поэтапно заменить инфраструктуру сигнальной сети TDM на глобальную сеть IP. Применение SS7oIP вместо выделенных каналов SS7 позволяет гибко наращивать мощности каналов к сервисным узлам (например, SMSC).

Для обеспечения взаимодействия с телефонными сетями общего пользования по сигнализации SS7 Cisco предлагает сигнальный контроллер SC2200 — решение на платформе Sun UNIX, поддерживающее ОКС№7. Совместимость с серверами доступа и голосовыми шлюзами обеспечивает применение SC2200 в существующей инфраструктуре. По данным производителя, оборудование SC2200 на 10% снижает стоимость передачи трафика, что позволяет операторам предложить клиентам более привлекательные тарифы. SC2200 может работать в составе узлов STP или управлять удаленными серверами доступа и голосовыми шлюзами из единого центра.

Технологии мультисервисной многопротокольной связи в сетях нового поколения поддерживает медиашлюз Alcatel 7670 RSP MG для телефонных сетей ТфОП и сетей мобильной связи. Этот мультисервисный шлюз объединяет разнородные сети, способствуя поэтапному переходу к сетям нового поколения (NGN). Семейство продуктов Alcatel NGN, включающее программные коммутаторы и медиашлюзы, предназначено для операторов связи и операторов беспроводных сетей. Программные коммутаторы Alcatel Softswitch серии 5000 поддерживают такие протоколы управления соединениями со шлюзами и приложениями, как Megaco/ H.248, MGCP, AIN 0.2, INAP, SIP/H.323, и реализуют передачу SS7 поверх IP по протоколам SIGTRAN M2UA, M2PA, M3UA. Эти устройства могут применяться для предоставления услуг местной или дальней телефонной связи в сети с коммутацией пакетов.

Интересное решение предложено израильской компанией RAD Data Communications. Ее устройства серии IPmux (1/4/16 портов) обеспечивают передачу трафика Е1/Т1/Е3/Т3 через сеть с коммутацией пакетов и позволяют существующим системам передачи голоса и данных задействовать в качестве транспорта сеть IP, не прибегая к высокоуровневой обработке, обычно осуществляемой шлюзами IP-телефонии. Данное решение прозрачно для телефонного абонента и не требует установки нового абонентского оборудования. RAD использует в IPmux собственную технологию TDMoIP: потоки данных с временным мультиплексированием из портов T1/E1 или T3/E3 преобразуются в пакеты IP и передаются в сеть через порт 10/100BaseT. Принимающее устройство IPmux восстанавливает из пакетов исходный поток. В результате реализуется проброс соединения T1/E1 или T3/E3 через сети Gigabit Ethernet, глобальные сети IP или MPLS. Такое решение может применяться для организации высокоскоростных каналов передачи голоса и данных в высокопроизводительных сетях IP операторов связи и в корпоративных сетях.

В представленном на Рисунке 6 приложении сигнализация SS7 передается между коммутаторами, а Softswith (это может быть решение любого производителя) обрабатывает сигналы в сети VoIP. Шлюз VoIP также представляет собой решение независимых производителей. Подобная организация трафика SS7 дает возможность поставщикам услуг обойтись без дорогих коммутаторов Класса 5 и арендуемых каналов. Рассмотренное решение может представлять интерес для поставщиков услуг с собственными магистральными сетями IP, но желающих предоставлять сервис сетей TDM. Оно подходит для поэтапной замены инфраструктуры существующей сети TDM на глобальную сеть IP.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Экономические стимулы способствуют эволюции к конвергентной мультисервисной сетевой инфраструктуре, важным этапом которой стала интеграция сетей SS7 и IP. Решения по интеграции системы сигнализации SS7 с сетями IP позволяют операторам связи и поставщикам услуг объединять сети IP с телефонными сетями общего пользования. Расширение спектра предоставляемых услуг и поиск способов их эффективного внедрения — важная задача операторов связи, которую они вынуждены решать в условиях возрастающей конкуренции. Новые подходы, связанные с возможностью передачи SS7 через сеть IP, открывают широкие горизонты эффективного и экономичного развития телекоммуникационных сетей.

По мнению экспертов, с распространением сетей пакетной передачи данных удастся решить вопросы качества и безопасности, создать сети следующего поколения путем постепенной конвергенции. По оценкам JP Morgan, к 2005 г. 21% корпоративного голосового трафика и 20% гражданских телефонных звонков будут передаваться на IP-устройство или инициироваться с него. Между тем на уровне массового абонентского доступа пока трудно представить переход на IP-терминалы для реализации традиционных услуг. Стоимость узкоспециализированных абонентских устройств IP еще слишком велика. Поэтому в обозримом будущем сохранится приоритет аналоговых телефонных аппаратов, но часть традиционных телефонных услуг (факсимильная связь, видео, информационные службы) будет предоставляться через сети пакетной передачи данных.

Внедрение SS7oIP требует создания приложений, охватывающих сети SS7 и IP, использования средств разработки для написания приложений, независимых от базового транспортного протокола и способных работать в разных сетях. В большинстве рекомендаций по SS7 поверх IP сохраняются протоколы верхнего уровня стека SS7 (TCAP и SCCP), что облегчает задачу, а нижний транспортный уровень (MTP) заменяется на IP. По мнению Дмитрия Петрусова, к достоинствам SS7oIP можно отнести относительно невысокую стоимость транспортировки, хотя развитие транспортных сетей xWDM снижает весомость этого фактора. Решения SS7oIP позволяют интегрировать управление SS7 и IP с помощью стандартных инструментальных средств на базе IP. В настоящее время реализацией SS7 поверх IP занимаются несколько рабочих групп, включая SIGTRAN, TALI и GDI.

Ресурсы Internet

Стандарты IETF SIGTRAN опубликованы: http://www.ietf.org/html.charters/sigtran-charter.html.

Исходные тексты ядра Linux для поддержки SCTP можно найти: http://www.openss7.org.

Об общеканальной сигнализации ОКС№7 можно прочитать на http://okc7.narod.ru/architecture_ris.htm

Протоколы ОКС№7 рассматриваются на http://skunk.4ever.ru/doc/DocATS/teledoc/ oks7/index.htm.

Протоколы SS7

Поскольку протокол SS7 служит средством для объединения различных сетей, его структура, включая различные подуровни и подсистемы, сложнее структуры большинства протоколов сетей передачи данных (см. Рисунок 7). (Подробнее о протоколах SS7 рассказывается в статье Дм. Ганьжи «Система сигнализации №7» в январском номере «Журнала сетевых решений/LAN» за 1999 г.)

Протокол Message Transfer Part (MTP) используется для обмена между сигнальным шлюзом (SG) и контроллером медиашлюза (MGC). MTP разделяется на три уровня: первый уровень определяет характеристики цифрового сигнального звена; второй — обеспечивает точность сквозной передачи сообщения через сигнальное звено, управление потоком, правильную последовательность сообщений и проверку ошибок; третий — реализует маршрутизацию сообщений между пунктами сигнализации SS7.

SCCP, подсистема управления соединением сигнализации, обеспечивает ориентированные и не ориентированные на соединение сетевые услуги MTP третьего уровня. Она реализует дополнительные функции для передачи сообщений между станциями или между станциями и другими пунктами сигнализации. Прикладная подсистема возможностей транзакций TCAP позволяет расширять сетевые услуги, поддерживая обмен информацией между пунктами сигнализации, использующими SCCP — подсистему управления сигнальными соединениями. Запросы между SSP и SCP передаются в сообщениях TCAP. В мобильных сетях TCAP служит для передачи сообщений между коммутаторами и базами данных для аутентификации абонента, идентификации оборудования и маршрута.

Подсистема пользователя сети с интеграцией служб (ISUP) — часть ISDN. Она реализует маршруты передачи сообщений и данные между конечными линиями обмена. ISUP используется как для ISDN, так и для вызовов вне ISDN. Подсистема пользователя телефонии (TUP) применяется только в аналоговых цепях.

Подсистема МАР базируется на протоколе ТСАР и необходима для передачи информации роуминга и другой сигнальной информации из одной сотовой сети GSM в другую. МАР реализует процедуры регистрации местоположения абонента, получение информации о тарификации, дополнительные виды обслуживания, сохранение абонентских данных в регистрах HLR и VLR.

Подсистема эксплуатации технического обслуживания и администрирования OMAP — область для будущих разработок. Она может быть полезна для проверки маршрутизации к сетевым базам данных и диагностики. Подсистемы HUP и MUP применяются в мобильной связи стандарта NMT-450.

назад

Стек SIGTRAN и протокол STCP

Рисунок 8. Стек протоколов SIGTRAN.

Для конвергенции сетей ТфОП и IP был разработан протокол SIGTRAN (Signaling Transport), позволяющий передавать сигнальные сообщения SS7 поверх IP. Он разделяется на транспортный протокол SCTP и уровни адаптации (см. Рисунок 8).

Базовый протокол для SS7oIP — протокол SCTP (RFC 2096), предложенный в качестве стандарта рабочей группой IETF Signaling Transport Working Group. Этот транспортный протокол занимает место TCP и расположен в стеке протоколов над IP, он используется другими уровнями адаптации для передачи сообщений SS7. SCTP обеспечивает надежную доставку пакетов при искажениях в сети. Он осуществляет упорядоченную доставку сообщений внутри потоков, может доставлять отдельные сообщения с соблюдением порядка их следования, предусматривает опцию произвольного объединения сообщений в один пакет SCTP, реализует фрагментацию данных для согласования размера максимального передаваемого блока. Подробно о SCTP рассказывается в статье Р. Стюарта и Кр. Метца «SCTP: новый транспортный протокол для TCP/IP» в февральском номере журнала «Открытые системы» за 2002 г. Пройдя ряд этапов утверждения, протокол SCTP может стать стандартом, однако возможно появление и конкурирующих стандартов.

Для реализации услуг IETF предлагает ряд протоколов уровня адаптации: MTP2-User Peer-to-Peer Adaptation (M2PA), MTP3 User Peer-to-Peer Adaptation (M3UA), ISDN User Adaptation (IUA) и SCCP User Adaptation (SUA). Это клиент-серверные протоколы для взаимодействия приложений IP с сетями SS7. Протокол M2PA поддерживает сигнализацию SS7 в сетях IP (имитируя канал SS7), соединяющих разные сетевые узлы, обеспечивает высокую доступность сети, управление последовательностью передачи, контроль над ошибками, обнаружение отказов и изменение маршрута. M3UA реализует передачу сигнальных сообщений SS7 (например, ISUP, SCCP, TUP), поддерживает соединения SCTP для передачи трафика между SG и одним или более MGC. SUA — клиент-серверный протокол для взаимодействия с унаследованными сетями SS7 и приложениями на базе IP на уровне SCCP. Использование уровней адаптации зависит от разрабатываемых приложений.