Сети нового поколения на базе IP: голос, видео и данные.

Введение

Сеть на базе IP для голоса, видео и данных.

Сеть следующего поколения (NGN) представляет собой совокупность ключевых архитектурных изменений в магистральных и сетях доступа связи. Основная идея NGN заключается в том, что одна сеть передает всю информацию и все виды услуг (голос, данные и любые медиа, такие как видео), инкапсулируя их в IP-пакеты, подобные тем, что используются в Интернете. NGN обычно строятся на основе интернет-протокола, поэтому термин «полностью IP» также иногда используется для описания трансформации сетей, ранее ориентированных на телефонную связь, в сети NGN. NGN – это концепция, отличная от концепции «Интернет будущего» (Future Internet), которая больше ориентирована на эволюцию Интернета с точки зрения разнообразия и взаимодействия предоставляемых услуг.

Основные компоненты технологии

Сети нового поколения основаны на интернет-технологиях, включая Интернет-протокол (IP) и многопротокольную коммутацию по меткам (MPLS). На уровне приложений протокол инициирования сеанса (SIP) постепенно вытесняет ITU-T H.323. Изначально H.323 был самым популярным протоколом, однако его популярность снизилась из-за первоначальных проблем с прохождением через устройства преобразования сетевых адресов (NAT) и брандмауэры. В связи с развитием внутренних VoIP-сервисов, SIP получил более широкое распространение. Тем не менее, в голосовых сетях, где управление осуществляется оператором связи или телекоммуникационной компанией, многие крупные операторы продолжают использовать H.323 в качестве протокола для своих магистральных сетей. Благодаря последним изменениям в H.323, устройства, использующие этот протокол, теперь могут легко и надежно проходить через NAT и брандмауэры, что открывает возможность повторного рассмотрения H.323 в тех случаях, когда ранее эти устройства затрудняли его использование. Однако большинство телекоммуникационных компаний активно исследуют и поддерживают IP Multimedia Subsystem (IMS), что дает SIP значительные шансы стать наиболее распространенным протоколом. Для голосовых приложений одним из ключевых устройств в NGN является Softswitch – программируемое устройство, управляющее вызовами Voice over IP (VoIP). Он обеспечивает корректную интеграцию различных протоколов в NGN. Основная функция Softswitch – создание интерфейса с существующей телефонной сетью PSTN через сигнальные шлюзы и медиашлюзы. При этом термин "Softswitch" может иметь различные определения и функциональность у разных производителей оборудования. В литературе по NGN иногда встречается термин "Gatekeeper". Изначально это было VoIP-устройство, преобразующее голос и данные из аналоговой или цифровой коммутируемой среды (PSTN, SS7) в пакетную (IP) с использованием шлюзов и осуществляющее управление одним или несколькими шлюзами. После начала использования протокола Media Gateway Control, название было изменено на Media Gateway Controller (MGC). Call Agent – это общее название для устройств/систем управления вызовами. IP Multimedia Subsystem (IMS) – это стандартизированная архитектура NGN для предоставления интернет-медиа-сервисов, разработанная Европейским институтом стандартов в области телекоммуникаций (ETSI) и проектом 3rd Generation Partnership Project (3GPP).

Next generation networks are based on Internet technologies including Internet Protocol (IP) and Multiprotocol Label Switching (MPLS). At the application level, Session Initiation Protocol (SIP) seems to be taking over from ITU T H.323. Initially H.323 was the most popular protocol, though its popularity decreased due to its original poor traversal of network address translation (NAT) and firewalls. For this reason as domestic VoIP services have been developed, SIP has been more widely adopted. However, in voice networks where everything is under the control of the network operator or telco, many of the largest carriers use H.323 as the protocol of choice in their core backbones. With the most recent changes introduced for H.323, it is now possible for H.323 devices to easily and consistently traverse NAT and firewall devices, opening up the possibility that H.323 may again be looked upon more favorably in cases where such devices encumbered its use previously. Nonetheless, most of the telcos are extensively researching and supporting IP Multimedia Subsystem (IMS), which gives SIP a major chance of being the most widely adopted protocol. For voice applications one of the most important devices in NGN is a Softswitch – a programmable device that controls Voice over IP (VoIP) calls. It enables correct integration of different protocols within NGN. The most important function of the Softswitch is creating the interface to the existing telephone network, PSTN, through Signalling Gateways and Media Gateways. However, the Softswitch as a term may be defined differently by the different equipment manufacturers and have somewhat different functions. The term Gatekeeper sometimes appears in NGN literature. This was originally a VoIP device, which converted voice and data from their analog or digital switched circuit form (PSTN, SS7) to the packet based one (IP) using gateways. It controlled one or more gateways. As soon as this kind of device started using the Media Gateway Control Protocol, the name was changed to Media Gateway Controller (MGC). A Call Agent is a general name for devices/systems controlling calls. The IP Multimedia Subsystem (IMS) is a standardised NGN architecture for an Internet media services capability defined by the European Telecommunications Standards Institute (ETSI) and the 3rd Generation Partnership Project (3GPP).

Реализация

В Великобритании еще один популярный акроним был введен компанией BT (British Telecom) как 21CN (сети 21-го века, иногда ошибочно цитируемые как C21N). Это еще один свободный термин для NGN, обозначающий инициативу BT по развертыванию и эксплуатации коммутаторов и сетей NGN в период 2006–2008 годов (целью было к 2008 году иметь в сети BT только IP-коммутаторы). Однако от этой концепции отказались в пользу сохранения оборудования текущего поколения. Первой компанией в Великобритании, внедрившей NGN, стала THUS plc, которая начала развертывание еще в 1999 году. NGN компании THUS включает 10 600 км волоконно-оптического кабеля и более 190 точек присутствия по всей Великобритании. В основной оптической сети используется технология мультиплексирования с плотной длиной волны (DWDM) для обеспечения масштабируемости до сотен гигабит в секунду пропускной способности, соответствующей росту спроса. Кроме того, магистральная сеть THUS использует технологию MPLS для обеспечения максимально возможной производительности. Сервисы на базе IP/MPLS обеспечивают передачу голоса, видео и данных по конвергентной инфраструктуре, что потенциально позволяет организациям снизить затраты на инфраструктуру, а также повысить гибкость и функциональность. Трафик может быть приоритизирован с помощью классов обслуживания в сочетании с соглашениями об уровне обслуживания (SLA), которые гарантируют качество обслуживания. NGN компании THUS поддерживает семь классов обслуживания, четыре из которых в настоящее время предлагаются на MPLS IP VPN. В Нидерландах KPN разрабатывает NGN в рамках программы трансформации сети под названием all IP. Next Generation Networks также распространяется на область обмена сообщениями, и в Ирландии компания Openmind Networks разработала, построила и развернула систему управления трафиком для удовлетворения потребностей и требований сетей, работающих по протоколу IP. В Болгарии компания BTC (Болгарская телекоммуникационная компания) внедрила NGN в качестве базовой сети для своих телекоммуникационных услуг в рамках масштабного проекта в 2004 году. Внутренняя гибкость и масштабируемость нового подхода к базовой сети привели к беспрецедентному росту внедрения классических сервисов, таких как POTS/ISDN, Centrex, ADSL, VPN, а также реализации более высоких скоростей для сервисов Metro и Ethernet/VPN для больших расстояний, транснациональных транзитных соединений и приложений WebTV/IPTV. В феврале 2014 года Deutsche Telekom сообщила, что ее дочерняя компания Makedonski Telekom стала первым европейским оператором, переведшим свою инфраструктуру PSTN на сеть, полностью работающую по протоколу IP. Для переноса всех 290 000 стационарных линий на новую платформу потребовалось чуть более двух лет. Капитальные вложения в размере 14 миллионов евро делают Македонию первой страной в Юго-Восточной Европе, сеть которой полностью основана на интернет-протоколе. В Канаде стартап Wind Mobile, принадлежащий Globalive, развертывает беспроводную магистральную сеть, полностью работающую по протоколу IP, для своего мобильного сервиса. В середине 2005 года China Telecom объявила о коммерческом запуске China Telecom's Next Generation Carrying Network, или CN2, использующей архитектуру Internet Protocol Next Generation Network (IP NGN). Ее базовая сеть, поддерживающая IPv6, использует софтсвитчи (уровень управления) и протоколы, такие как DiffServ и MPLS, что повышает производительность транспортного уровня. Оптимизированная архитектура MPLS также позволяет передавать трафик Frame Relay и ATM через VPN уровня 2, поддерживая как устаревший трафик, так и новые IP-сервисы по единой IP/MPLS сети.

In the UK, another popular acronym was introduced by BT (British Telecom) as 21CN (21st Century Networks, sometimes mistakenly quoted as C21N) this is another loose term for NGN and denotes BT's initiative to deploy and operate NGN switches and networks in the period 2006–2008 (the aim being by 2008 BT to have only all IP switches in their network). The concept was abandoned, however, in favor of maintaining current generation equipment. The first company in the UK to roll out a NGN was THUS plc which started deployment back in 1999. THUS' NGN contains 10,600 km of fibre optic cable with more than 190 points of presence throughout the UK. The core optical network uses dense wavelength division multiplexing (DWDM) technology to provide scalability to many hundreds of gigabits per second of bandwidth, in line with growth demand. On top of this, the THUS backbone network uses MPLS technology to deliver the highest possible performance. IP/MPLS based services carry voice, video and data traffic across a converged infrastructure, potentially allowing organisations to enjoy lower infrastructure costs, as well as added flexibility and functionality. Traffic can be prioritised with Classes of Service, coupled with Service Level Agreements (SLAs) that underpin quality of service performance guarantees. The THUS NGN accommodates seven Classes of Service, four of which are currently offered on MPLS IP VPN. In the Netherlands, KPN is developing an NGN in a network transformation program called all IP. Next Generation Networks also extends into the messaging domain and in Ireland, Openmind Networks has designed, built and deployed Traffic Control to handle the demands and requirements of all IP networks. In Bulgaria, BTC (Bulgarian Telecommunications Company) has implemented the NGN as underlying network of its telco services on a large scale project in 2004. The inherent flexibility and scalability of the new core network approach resulted in an unprecedented rise of classical services deployment as POTS/ISDN, Centrex, ADSL, VPN, as well as implementation of higher bandwidths for the Metro and Long distance Ethernet / VPN services, cross national transits and WebTV/IPTV application. In February 2014, Deutsche Telekom revealed that its subsidiary Makedonski Telekom had become the first European incumbent to convert its PSTN infrastructure to an all IP network. It took just over two years for all 290,000 fixed lines to be migrated onto the new platform. The capital investment worth 14 million euros makes Macedonia the first country in the South East Europe whose network will be fully based on Internet protocol. In Canada, startup Wind Mobile owned by Globalive is deploying an all IP wireless backbone for its mobile phone service. In mid 2005, China Telecom announced its commercial roll out of China Telecom's Next Generation Carrying Network, or CN2, using Internet Protocol Next Generation Network (IP NGN) architecture. Its IPv6 capable backbone network leverages softswitches (the control layer) and protocols like DiffServ and MPLS, which boosts performance of the bearer layer. The MPLS optimized architecture also enables Frame Relay and ATM traffic to be transported over a Layer 2 VPN, which supports both legacy traffic and new IP services over a single IP/MPLS network.