Intelektualieji tinklai

Praktinis darbas N1

IN tinklo struktūra

Aleksandras Maškovas

2017

Praktinis darbas N1

Darbo tikslai:

Išsiaiškinti IN tinklų kūrimo principus ir IN konceptualiojo modelio struktūrą

Išsiaiškinti IN tinklo struktūrą ir pagrindinių mazgų funkcijas

Užduotis:

Telekomunikacijų tinklų evoliucija, kūrimo prielaidos

Prie intelektualiųjų tinklų (IN) idėjos prieita ne iš karto. 80-jų metų pasaulinė telekomunikacijų industrija buvo liudininkė naujų technologijų įdiegimo: siaurajuosčio ISDN, bendrakanalinės signalizacijos Nr.7, programuojamų tinklo elementų, naudojančių kompiuterių resursus. Kiekviena iš šių technologijų buvo orientuota konkrečios grupės uždavinių, susijusių su tinklų vystymu, sprendimui.

ISDN sudarė galimybes iki galinio vartotojo pateikti 64 kbit/s skaitmeninius kanalus. Tai leido vienu metu ta pačia abonentine linija perduoti skirtingos rūšies informaciją: balso, duomenų, vaizdų.

Bendrakanalinė signalizacija Nr.7 užtikrina telefoninių sujungimų valdymą tinkle bei suteikti paslaugas nesusijusias su šiais sujungimais.

Programuojami tinklo elementai leido sukurti naują architektūrą paslaugoms teikti. Naujos architektūros esmė tame, kad tradiciniai komutacijos procesai atskiriami nuo naujų paslaugų teikimo procedūrų. Tam prielaida buvo, kad aštrioje konkurencinėje kovoje tinklų operatoriai turėjo sugebėti teikti paslaugas, orientuotas skirtingų poreikių vartotojų grupėms. Be to naujų paslaugų kūrimas ir įdiegimas tinkle turėjo būti greitas.

Atsiradus papildomoms paslaugoms, telekomunikacijų rinkoje įvyko žymūs pokyčiai. Jei šioje rinkoje atskirti tradicines paslaugas ir papildomas paslaugas, tai pastebimas pastarųjų rinkos žymus augimas.

IN tinklų vystymuisi įtakos turi:

tinklų operatorių monopolio panaikinimas;

tikslas pritraukti daugiau abonentų;

patenkinti augančius telekomunikacinių paslaugų rinkos reikalavimus;

su mažiausiais kapitaliniais įdėjimais patenkinti vartotojų naujų paslaugų poreikį;

elektroninių komutacijos sistemų įdiegimas visuose telekomunikacijų tinkluose;

galimybė plačiai naudoti duomenų bankus ir šiuolaikines kompiuterių technologijas;

vis glaudesnis tarptautinių operatorių bendradarbiavimas;

papildomos pajamos operatoriams;

tinklų centralizuotas valdymas ir administravimas.

Automatizavus telefono tinklus, abonentas, norėdamas susijungti su kviečiamuoju abonentu, renka jo numerį. Darbo dienomis renkamas vienas numeris, savaitgaliu – kitas numeris. Naudojant intelektualiojo tinklo paslaugas, abonentas renka ne prieigos numerį (tai daroma bendro naudojimo telefono tinkle), o paslaugos kodą, o konkretų kviečiamojo abonento numerį nustato pats tinklas.

Intelektualiosios paslaugos teikiamos, panaudojant esamas komutacijos stotis, kurios skirtos atlikti perjungimų funkcijas. Be to, būtina sąlyga – turėti duomenų banką. Komutacinė stotis, naudodamasi duomenų banko informacija, sudaro reikalingą sujungimą.

IN tinklo struktūrinė schema ir pagrindinių mazgų funkcijos

Pagrindinis reikalavimas IN architektūrai yra paslaugų teikimo funkcijų atskyrimas nuo komutacijos funkcijų ir jų paskirstymas tarp skirtingų funkcinių posistemių. Komutacijos funkcijos kaip ir tradiciniuose tinkluose lieka baziniame ryšių tinkle, o valdymo paslaugų kūrimo ir diegimo funkcijos išnešamos į atskirą nuo bazinio tinklo intelektualųjį antstatą, kuris su baziniu tinklu sąveikauja per standartines sąsajas.

Protokolų tarp bazinio tinklo intelektualiojo antstato standartizavimas atlaisvina ryšio tinklų operatorius nuo ankščiau egzistavusios komutacinės įrangos gamintojų priklausomybės. Sąveika tarp komutacijos funkcijų ir paslaugų valdymo atliekama, naudojant CCS7 signalizacijos sistemos taikomąją dalį INAP, standartizuotą ITU –T rekomendacija Q.1205. Paslaugų kūrimo ir diegimo valdymas atliekamas per taikomąją programinę sąsają API (Aplication Program Interface). Tokiu būdu standartizuotų sąsajų panaudojimas IN daro atvirą nepriklausomiems pakeitimams tiek intelektualiame antstate tiek ir baziniame tinkle.

IN apibendrinta funkcinė architektūra

Klasikinę IN tinklo fizinę architektūrą, sudaro:

SSP (Service Switching Point) – paslaugų komutacijos mazgas, realizuojamas skaitmenine ATS su atitinkamu programiniu aprūpinimu ir atliekantis kvietimų valdymo funkcijas bei paslaugų komutacijos funkcijas;

SCP (Service Control Point) – paslaugų valdymo mazgas, realizuoja paslaugos logiką, priimdamas užklausas iš SSP, apdoroja duomenis, gautus iš SDP ir formuoja reikiamus atsakymus;

SDP (Service Data Point) – paslaugų duomenų mazgas, saugantis duomenis, kurie reikalingi individualios paslaugos logikos realizavimui;

IP (Intelligent Peripheral) – intelektualioji periferija, SSP mazgui sudaro papildomas galimybes, tokias kaip perduoti mechaniniu balsu pranešimus, priimti toniniu būdu perduotą paildomą informaciją ir t.t.

SMP (Service Management Point) – paslaugų aptarnavimo mazgas realizuoja vartotojų administracinio valdymo ir/arba tinklinės informacijos funkcijas, į kurias įeina duomenų apie paslaugas bei paslaugos programinės logikos pateikimas tinkle;

SCEP (Service Creation Environement Point) – paslaugų kūrimo mazgas atlieka paslaugų kūrimo aplinkos funkcijas ir funkcijas reikalingas paslaugų sukūrimui, testavimui ir įdiegimui jų aptarnavimo mazge SMP.

Pagrindinės plokštumos ir jų funkcijos

IN modelį sudaro keturios plokštumos (27 pav.) paslaugų plokštuma (SP – Service Plane), bendrųjų funkcijų plokštuma (GFP – Global Functional Plane), paskirstyta funkcinė plokštuma (DFP – Distributed Functional Plane, fizinė plokštuma (PP – Physicl Plane).

Paslaugų plokštuma (SP-service plane)

ITU – T Q.1211 rekomendacijoje skiriami du terminai: ”service” – paslauga ir “service feature” – paslaugos požymis

Paslauga suprantamas savarankiškas komercinis pasiūlymas, charakterizuojamas vienu ar keliais požymiais su galimybe juos papildyti. Paslaugos požymis yra jos specifinė dalis, kuri kartu su kitomis paslaugomis ir paslaugų komponentais gali sudaryti savarankiško komercinio pasiūlymo dalį.

Kuriant ilgalaikę IN architektūrą, konkrečiam etapui nustatomas tam tikras paslaugų rinkinys, kuris aprašomas taip vadinamais galimybių rinkiniais (CS – Capability Sets).

Pagal Q.1211 galimybių rinkinį CS1 rinkinį sudaro 25 paslaugos, kurios turi būti palaikomos PSTN, ISDN ir PLMN tinklais. Labiausiai paplitusios paslaugos pateiktos 1 lentelėje.

Konkretaus paslaugų rinkinio nustatymas yra pirmas žingsnis konkrečiame regione, kuriant IN tinklą. Dažniausiai pasirenkamas nedidelis rinkinys paslaugų, priklausomai nuo konkrečių poreikių.

Bendroji funkcinė plokštuma (GFP-general function plane)

Bendrosios funkcinės plokštumos koncepcija ir funkcijos jos viduje aprašytos ITU–T rekomendacijoje Q.1203 (pagrindai), Q.1213 (CS–1) ir Q.1223 (CS–2).

Paslaugų plokštumoje paslaugos pateikiamos paslaugų požymiais. Šie paslaugų požymiai bendrojoje funkcinėje plokštumoje GFP atvaizduojamos vienu ar keliais nepriklausomais nuo paslaugų blokais (SIB – Service Independent Bulding Blocks)

Bendrojoje funkcinėje plokštumoje naudojami pagrindiniai elementai (29 pav.):

bazinis sujungimų procesas BCP (Basic Call Process);

nepriklausomi nuo paslaugų blokai SIB (Service Independent Building Block);

inicijavimo POI (Point Of Initiation) ir užbaigimo POR (Point Of Return) taškai.

Bendrosios funkcinės plokštumos pagrindiniai elementai

Paskirstyta funkcinė plokštuma (DFP-distributed function plane)

Paskirstytoje funkcinėje plokštumoje (DFP – Distributed Functional Plane) naudojami informaciniai srautai (ryšiai) IF (Information Flows) tarp bendrosios funkcinės plokštumos blokų (SIB’ų). Šie ryšiai reikalingi paslaugos teikimo procese informacijos apsikeitimui tarp SIB blokų.

Paskirstytos funkcinės plokštumos architektūra yra bendra visiems CS rinkiniams (33 pav.). Joje apskritimais parodytos paskirstytos funkcinės plokštumos funkcinės esybės (FE – Functional Entities), kurių skaičius kiekviename CS rinkinyje skiriasi. Kiekviena funkciniu objektu realizuojama unikali funkcijų grupė. Ši unikali funkcijų grupė vykdoma vienu IN tinklo fiziniu elementu.

Fizinė plokštuma

IN tinklo konceptualinio modelio žemiausiame lygyje pagal rek. Q.1205 yra nustatyti fiziniai objektai (Physical entities-PE) bei funkcinių objektų FE paskirstymas fiziniuose objektuose.

IN struktūrai keliami reikalavimai

IN struktūrai keliami sekantys reikalavimai:

tinklo funkcijos atliekamos IN mazguose;

viename mazge gali būti atliekama viena ar kelios funkcijos;

bendros tinklo funkcijos negali būti atliekamos vienu metu keliuose mazguose;

du skirtingi mazgai gali atlikti vienodas tinklo funkcijas;

mazgas turi turėti standartines sąsajas;

tinklo funkcijų paskirstymas mazguose ir standartinės sąsajos neturi priklausyti nuo tinklo teikiamų paslaugų.

Fizinę plokštumą sudarantys fiziniai objektai

Fizinę plokštumą sudaro sekantys elementai:

SSP (Service Swithing Point) – paslaugų komutavimo mazgas. Be prieigos suteikimo vartotojui prie tinklo bei komutacijos funkcijų, SSP suteikia prieigą prie IN tinklo resursų. Jis turi būti susietas su mazgais, atliekančiais paslaugų valdymo funkcijas SCF, pvz., paslaugų valdymo mazgais SCP.

SCP (Service Control Point) – paslaugų valdymo mazgas. Šis mazgas turi programų rinkinį, užtikrinantį paslaugų atlikimą ir duomenų, gaunamų iš IN vartotojų, apdorojimą. SCP turi tiesioginę prieigą prie duomenų bazių mazgo SDP arba prie jo gali prisijungti per signalizacijos tinklą. Be to SDP mazgas gali priklausyti tam pačiam tinklui kaip ir SCP mazgas arba ir kitiems tinklams. Per signalizacijos tinklą SCP gali būti susietas su paslaugų komutacijos mazgu SSP bei intelektualiąja periferija IP.

SDP (Service Data Point) – duomenų bazių mazgas. Šiame mazge saugomi duomenys, reikalingi teikiant individualias paslaugas, t.y. atlieka duomenų palaikymo funkciją. Prieiga prie SDP gali būti per signalizacijos tinklą arba per paslaugų valdymo mazgą SCP ar paslaugų teikimo mazgą SMP. Skirtingi duomenų bazių mazgai gali būti vienas su kitu sujungti.

IP (Intelligent Peripheral) – intelektualiosios periferijos mazgas. IP turi priemones, suteikiančias vartotojui papildomas galimybes, pvz., kalbos atpažinimo įtaisas, kalbos sintezatorius, abonento informavimui mechaniniu balsu, toninio rinkimo numerių imtuvą ir kt. IP atlieka specializuotų resursų funkcijas SRF, paslaugų komutacijos funkcijas SSF bei iškvietimo valdymo funkcijas CCF. Paskutinės dvi funkcijos naudojamos užklausos iš SSP mazgo prieigai prie priemonių, įeinančių į IP.

AD (Adjunct) – pagalbinis valdymo mazgas. Mazgas analogiškas paslaugų valdymo mazgui SCP, bet turi betarpišką ryšį su paslaugų komutacijos mazgu SSP. Ryšys tarp pagalbinio valdymo mazgo ir paslaugų komutacijos mazgo palaikomas didelės spartos kanalu.

SN (Service Node) – paslaugų mazgas. Šis mazgas tiesiogiai susietas su vienu ar daugiau paslaugų komutacijos mazgų SSP ir atlieka paslaugų valdymo SCF, paslaugos duomenų bazių SDF, specializuotų resursų SRF, o taip pat paslaugų komutacijos SSF ir iškvietimo valdymo CCF funkcijas. Be to SSF/CCF paslaugų mazge glaudžiai susijusios su paslaugų valdymo funkcija SCF ir neprieinamos iš kitų mazgų, atliekančių paslaugų valdymo funkcijas. SN mazgas turi paslaugų komutacijos, paslaugų valdymo ir intelektualios periferijos mazgų funkcijų galimybes paėmus kartu.

SCCP (Service Switching and Control Point) – paslaugų komutacijos ir valdymo mazgas. Mazgas apjungia paslaugų komutacijos ir valdymo mazgus ir atlieka paslaugų komutacijos SSF, iškvietimo valdymo CCF, paslaugų valdymo SCF, duomenų palaikymo SDF, kvietimo valdymo tarpininko CCAF, o taip pat gal būt ir specializuotų resursų SRF funkcijas.

SMP (Service Management Point) – paslaugų aptarnavimo mazgas. Mazgas atlieka SMF, SMAF ir paslaugų kūrimo aplinkos SCEF funkcijas. Gali turėti ryšį su bet kuriuo IN tinklo mazgu. Mazgas gali valdyti duomenų bazes, testuoti tinklą, valdyti apkrovą bei matuoti tinklo įvairias charakteristikas.

SCEP (Service Creation Environment Point) – paslaugų kūrimo mazgas. Mazgas atlieka paslaugų kūrimo aplinkos funkcijas ir reikalingas paslaugų sukūrimui, testavimui ir įdiegimui jų aptarnavimo punkte SMP.

SMAP (Service Management Access Point) – prieigos prie paslaugų eksploatacinio palaikymo ir administravimo mazgas. Mazgas leidžia kai kuriems išskirtiems vartotojams naudotis paslaugų aptarnavimo mazgu SMP.

Fizinėje plokštumoje nustatomi fiziniai objektai PE (Physical Entities), funkcinių objektų atvaizdavimo bei tinklo elementų realizacijos būdai.

Informacijos šaltiniai:

ITU-T Rekomendacijos. Serija I ir Q.

E. Gasiūnienė. Intelektualieji tinklai. Konspektas. http://moodle.viko.lt.