софт свитч что это

Softswitch

Softswitch (англ. Softswitch — программный коммутатор) — гибкий программный коммутатор, один из основных элементов сети связи следующего поколения NGN.

Softswitch — это устройство управления сетью NGN, призванное отделить функции управления соединениями от функций коммутации, способное обслуживать большое число абонентов и взаимодействовать с серверами приложений, поддерживая открытые стандарты.

SoftSwitch является носителем интеллектуальных возможностей IP-сети, он координирует управление обслуживанием вызовов, сигнализацию и функции, обеспечивающие установление соединения через одну или несколько сетей.

Содержание

История

В ходе развития сетей телефонии и передачи данных, была разработана концепция NGN, предполагающая конвергенцию сетей IP-телефонии с ТфОП, ЦСИО, Интеллектуальными сетями, сетями мобильной связи и сетью Интернет. В целях взаимодействия со всеми сетями и типами сигнализаций, было разработано устройство Softswitch, программный коммутатор, который явился ядром мультисервисной сети.

Первой организацией, занимающейся продвижением стандартов по Softswitch и обеспечением функциональной совместимости различных технологий Softswitch был основанный в 1999 году Международный Softswitch-консорциум ISC (International Softswitch Consortium), переименованный позже в IPCC (International Packet Communication Consortium). В состав IPCC вошли рабочие группы, в рамках которых и обсуждались архитектура, услуги, протоколы, а также вопросы маркетинга Softswitch.

Первой фирмой-производителем, которая продемонстрировала программный коммутатор Softswitch, являющийся готовым коммерческим продуктом, была корпорация Lucent Technologies. Это произошло в 2001 году на выставке CeBIT. Этот Softswitch представляет собой многофункциональную программируемую систему управления, позволяющую операторам быстро создавать и внедрять новые услуги в своих сетях IP и АТМ.

Первыми операторскими компаниями, развернувшими опытные зоны программных коммутаторов, были компании Worldcom и Level 3.

Архитектура Softswitch

Согласно разработанной в рамках Консорциума IPCC модели архитектуры Softswitch предусматриваются четыре функциональные плоскости:

В рамках рассмотренных плоскостей, Консорциумом выделяется 12 основных функциональных объектов (ФО):

Системы сигнализации

Основные типы сигнализации, которые использует SoftSwitch, — это сигнализация для управления соединениями, сигнализация для взаимодействия разных SoftSwitch между собой и сигнализация для управления транспортными шлюзами. Основными протоколами сигнализации управления соединениями сегодня являются SIP-T, ОКС-7 и H.323. В качестве опций используются протокол E-DSS1 первичного доступа ISDN, протокол абонентского доступа через интерфейс V5, а также все еще актуальная сигнализация по выделенным сигнальным каналам CAS.

Основными протоколами сигнализации управления транспортными шлюзами являются MGCP и Megaco/H.248, а основными протоколами сигнализации взаимодействия между коммутаторами SoftSwitch являются SIP-T и BICC.

Предоставляемые услуги

За счет доступа к различным сетям и приложениям, на базе Softswitch гораздо проще организовывать различные виды услуг и дополнительных видов обслуживания:

Softswitch class IV и class V

На сегодняшний день Softswitch принято разделять по наличию/отсутствию абонентской базы и взаимодействия с аппаратами конечных пользователей.

Softswitch class IV — предназначен для организации транзитного центра в некоторых операторских сетях. Он осуществляет маршрутизацию и распределение вызовов в IP сетях на магистральном уровне, обеспечивая транзит и перераспределение трафика, получаемого от региональных сегментов.

Softswitch class V — программные коммутаторы 5 класса отличаются возможностью работы непосредственно с оконечными абонентами сети и предоставляют им как транспортные услуги, так и дополнительные виды обслуживания (ДВО).

Ситуация на рынке

Одним из наиболее популярных бесплатных Softswitch является Asterisk.

Источник

Программный коммутатор Softswitch

Дорогостоящие традиционные АТС в единой структуре объединяют функции коммутации, функции управления обслуживанием вызовов, услуги и приложения, а также функции биллинга. Такая АТС представляет собой монолитную, закрытую системную структуру, как правило, не допускающую расширения или модернизации на базе оборудования других производителей.

Транспортная плоскость

Транспортная плоскость (Transport Plane ) отвечает за транспортировку сообщений по сети связи. Этими сообщениями могут быть сообщения сигнализации, сообщения маршрутизации для организации тракта передачи информации или непосредственно пользовательские речь и данные. Расположенный под этой плоскостью физический уровень переноса сообщений может базироваться на любой технологии, которая соответствует требованиям к пропускной способности для переноса трафика этого типа. Транспортная плоскость обеспечивает также доступ к сети IP-телефонии сигнальной и/или пользовательской информации, поступающей со стороны других сетей или терминалов. Как правило, устройствами и функциями транспортной плоскости управляют функции плоскости управления обслуживанием вызова и сигнализации. Сама транспортная плоскость делится на три домена:

Домен транспортировки по протоколу IP (IP transport domain) поддерживает магистральную сеть и маршрутизацию для транспортировки пакетов через сеть IP-телефонии. К этому домену относятся такие устройства, как коммутаторы, маршрутизаторы, а также средства обеспечения качества обслуживания (QoS).

Домен взаимодействия (Interworking Domain) включает в себя устройства преобразования сигнальной или пользовательской информации, поступающей со стороны внешних сетей, в вид, пригодный для передачи по сети IP-телефонии, а также обратное преобразование. В этот домен входят такие устройства, как шлюзы сигнализации ( Signaling Gateways ), обеспечивающие преобразование сигнальной информации между разным транспортными уровнями; транспортные шлюзы, или медиашлюзы ( Media Gateways ), выполняющие функции преобразования пользовательской информации между разными транспортными сетями и/или разными типами мультимедийных данных; шлюзы взаимодействия (Interworking Gateways), обеспечивающие взаимодействие различных протоколов сигнализации на одном транспортном уровне.

Плоскость управления обслуживанием вызова и сигнализации

Плоскость управления обслуживанием вызова и сигнализации ( Call Control & Signaling Plane ) управляет основными элементами сети IP-телефонии и в первую очередь теми, которые принадлежат транспортной плоскости. Она управляет обслуживанием вызова на основе сигнальных сообщений, поступающих из транспортной плоскости, устанавливает и разрушает соединения для передачи пользовательской информации по сети. Эта плоскость включает в себя такие устройства, как контроллер медиашлюзов MGC ( Media Gateways Controller), сервер обслуживания вызова Call Agent, привратник Gatekeeper и LDAP-сервер.

Плоскость услуг и приложений

Плоскость услуг и приложений (Service & Application Plane ) содержит логику выполнения услуг и/или приложений в сети IP-телефонии и управляет этими услугами путем взаимодействия с устройствами, находящимися в плоскости управления обслуживанием вызова и сигнализации. Плоскость услуг и приложений состоит из таких устройств, как серверы приложений Application Servers и серверы дополнительных услуг Feature Servers. Она может также управлять специализированными компонентами передачи пользовательской информации, например, медиасерверами, которые выполняют функции конференц-связи, IVR и т.п.

Плоскость эксплуатационного управления (Management Plane ) обеспечивает функции включения/выключения абонентов и услуг, эксплуатационной поддержки, биллинга и другие функции технической эксплуатации сети. Плоскость эксплуатационного управления может взаимодействовать с некоторыми или со всеми другими тремя плоскостями либо по стандартному протоколу (например по протоколу SNMP), либо по внутренним протоколам и через интерфейсы API.

Источник

Что такое Softswitch?

Определить, что такое Softswitch, не так просто, как может показаться. Этот термин обозначает и устройство управления, и новый подход к организации сети, обеспечивающей эффективную передачу речи, видео и данных и обладающей большим потенциалом для развертывания новых услуг, упомянутых выше как направление (1).

Это определение цитируется первым, т.к. именно корпорация Luсent Technologies продемонстрировала на выставке CeBit 2001 первый программный коммутатор Softswitch, являющийся готовым коммерческим продуктом. Этот Softswitch представляет собой многофункциональную программируемую систему управления, позволяющую операторам быстро создавать и внедрять новые услуги в своих сетях IP и АТМ. Но к продукту Lucent, как и к другим, мы еще вернемся при рассмотрении вариантов реализации Softswitch.

Первыми операторскими компаниями, развернувшими опытные зоны программных коммутаторов, были компании Worldcom и Level 3.

Фред Бриггс, технический директор компании Worldcom, определил понятие Softswitch существенно проще:

Softswitch — это просто большие и быстрые маршрутизаторы. А определение компании Level 3 выглядит так:

Softswitchs— это серверы, которые управляют потоками изохронного трафика разных видов. Как видите, два последних определения существенно отличаются от определения Джека Мерфи.

Следует отметить, что проблема перевода термина Softswitch описана в статье А.Г.Барскова, которая является, наверное, первой публикацией на эту тему.

И все же, вопрос терминологии в современном телекоммуникационном миредовольно сложен, многие, порой даже сленговые выражения, проникшие в научную литературу, стали общепризнанными. Так что предсказать судьбу термина Softswitch невозможно. Может быть, у подобного устройства появится новое название, а возможно, что так назовут совсем другое устройство. Поэтому здесь мы не будем углубляться в терминологию, сохраним термин Softswitch и попробуем разобраться, что же представляет собой устройство, обозначаемое им сегодня.

Рис. 8.3. Структура Softswitch

Роль Softswitch в ТфОП и IP-сетях

Терминология ´транспортный шлюз` и ´контроллер` взята из принципа декомпозиции шлюзов и используется в документах организации Softswitch Консорциума, первой (и пока единственной) организации, занимающейся проблематикой Softswitch, о ней еще будет сказано дальше.

Английский термин “media-gateway” в данном контексте предлагается переводить как “транспортный шлюз”. Хотя утверждать, что это единственно правильные термины, и что их значения в принципе декомпозиции и в Softswitch совпадают на 100%, все же нельзя.

Несомненно, что функции Softswich гораздо шире, чем функции MGC, но суть та же.

Рис. 8.4. Сетевое окружение Softswitch.

Построение сети с устройствами Softswitch

SIP является протоколом прикладного уровня, позволяющим устанавливать, изменять и завершать мультимедийные сессии. Текстовый формат его сообщений значительно упрощает их кодирование, декодирование и анализ, и это позволяет реализовать протокол на базе любого языка программирования. Число информационных полей в сообщениях SIP составляет всего несколько десятков (при сотнях в протоколе Н.323). Естественно, такой протокол работает быстрее и эффективней, что очень важно при взаимодействии устройств Softswitch между собой.

Кроме того, организация IETF разработала модифицированный протокол SIP-T (SIP for Telephony). В основном, это было сделано с целью интеграции сигнализации ОКС №7 с протоколом SIP. Узел взаимодействия SIP-сети с сетью ОКС7 инкапсулирует сообщения ISUP в SIP-сообщения и транслирует часть информации из сообщений ISUP в заголовки сообщений SIP, чтобы обеспечить их транспортировку.

Поскольку сегодня вариант MGCP/MEGACO/H.248 широко используется при построении сетей IP-телефонии (SIP пока менее универсален и менее распространен), то на нем мы остановимся чуть более подробно.

В основе работы протоколов стандарта MGCP/MEGACO/H.248 лежит принцип декомпозиции шлюзов, предусматривающий, что комплекс устройств разбивается на отдельные функциональные блоки, которые можно обобщенно описать следующим образом:

В соответствии с этими рекомендациями (H.248, MGCP) весь интеллект обработки вызовов находится в контроллере MGC, а транспортные шлюзы просто исполняют поступающие от него команды. При этом транспортный шлюз выполняет все функции преобразования разнотипных потоков и сигнальных сообщений и передает контроллеру всю сигнальную информацию, обработав которую, тот выдает команду, определяющую дальнейшие действия транспортного шлюза.

Помимо вышеупомянутых протоколов, в системах Softswitch реализуются протокол BICC передачи по IP-сети сигналов ОКС7 и протокол IPDCпередачи по IP-сети сигналов DSS1 ISDN.

Bearer Independent Call Control (BICC) разрабатывается Сектором стандартизации электросвязи Международного союза электросвязи (МСЭ) с 1999 года и ориентирован на использование для соединения двух сетей ОКС7 через сеть пакетной коммутации. Этот протокол можно рассматривать как еще одну подсистему-пользователя существующего набора протоколов сигнализации ОКС7. В самом деле, сообщения управления соединениями протокола BICC могут транспортироваться подсистемой переноса сообщений (MTP). Но его же можно рассматривать и как полностью новый протокол. Сообщения BICC могут также транспортироваться через другие пакетные сети. Смысл здесь такой: зачем сохранять и обслуживать выделенную пакетную сеть сигнализации, если вы создаете другую пакетную сеть для транспортировки потоков пользовательской информации? Эта мультитранспортная способность протокола BICC достигается путем удаления из него тех относящихся к транспортировке процедур, которые существовали в ISUP, и размещения их в так называемом конвертере транспортировки сигнализации (signaling transport converter). При этом протокол BICC становится не зависящим от способа передачи сигнальной информации.

Протокол IPDC используется разными производителями оборудования IP-телефонии для управления шлюзами и для организации транспортных потоков внутри пакетных сетей при передаче речи. Кроме того, протокол IPDC служит для переноса по IP-сетям сигнальной информации ТфОП/ISDN (например, в одной из реализаций Softswitch сообщения DSS1 преобразуются в сообщения IPDC) (рис.8.5). Архитектура сети, построенной с использованием протокола IPDC, так же, как и сети на основерекомендации Н.248, базируется на идее декомпозиции шлюзов.

Рис. 8.5. Протокол IPDC.

Из сказанного выше ясно, что Softswitch должен уметь работать с протоколами сигнализации, имеющими совершенно разную архитектуру, и взаимодействовать с транспортными шлюзами, основанными на разных технологиях. Решение связанных с этим задач в Softswitch может базироваться, например, на отделении функций взаимодействия со специализированными протоколами, от функций обработки и маршрутизации вызовов между аппаратной частью и программным ядром устройства. Все сообщения протоколов сигнализации и управления устройствами приводятся к единому виду, удобному для представления в единой программной модели обработки вызовов.

Варианты реализации Softswitch

Как и любое устройство, Softswitch имеет аппаратную и программную часть.

трудно судить, насколько решение компании Lucent удачно, все же она была первой.

Приятно оказаться у истоков технологии, но за это приходится платить отсутствием опыта. Остальным будет проще, они смогут учесть ошибки, допущенные в первом устройстве.

Принципы работы устройств Softswitch разных производителей тоже различаются. В варианте Lucent все выглядит примерно так: сервер устройств работает с транспортными шлюзами (коммутаторами АТМ, шлюзами IP-телефонии) и отвечает за взаимодействие с протоколами сигнализации ОКС7 (MTP, ISUP) и SIP. А в сервере обслуживания вызовов принимается решение о маршрутизации вызова и производится разрешение адресов.

Чрезвычайно успешна реализация Softswitch в программе компании Ericsson с многозначительным названием Engine. Устройства Softswitch, именуемые в этой программе телефонными серверами, взаимодействуют между собой по вышеупомянутому протоколу BICC. Еще одной особенностью Softswitch Ericsson является поддержка в нем интерфейса сети доступа V5.2.

Реализация Softswitch есть и у компании Nortel. Как раз в этой реализации для взаимодействия устройств Softswitch между собой используется протокол SIP-T. Хотелось бы упомянуть еще одну замечательную разработку Nortel. Хотя там и нет «Softswitch», но зато есть универсальная система BCM, которая может одновременно выполнять функции учрежденческой АТС, шлюза IP-телефонии, маршрутизатора и устройства доступа к территориально распределенной вычислительной сети (WAN). Систему BCM, конечно, нельзя назвать центральным устройством управления мультисервисной сети; это, скорее, “младший брат” Softswitch, работающий на уровне корпоративной IP-сети.

Softswitch является также ключевым элементом в программе SURPASS компании Siemens.

А совсем недавно на рынке появился Softswitch компании NetCentrex. Так что технология действительно развивается и довольно активно.

Российская компания Tario.Net разработала свою, правда, усеченную версию Softswitch. В отличие от вышеупомянутых устройств этого типа, продукт компании Tario.Net работает только с наборами протоколов H.323/SIP, что значительно уменьшило его стоимость.

Первоначально в Softswitch Tario Net были реализованы только функции

конвертера сигнализации Н.323/SIP. Затем специалисты этой компании «научили» свой Softswitch работать с множеством диалектов стека протоколов Н.323. Поэтому в настоящее время обеспечивается его полная совместимость с Н.323-системами любых производителей.

Важно подчеркнуть, что обе эти российские разработки, как, впрочем, и вышеупомянутые зарубежные, продолжаются, а их конечная цель представлена на рис.4.

Построение сети IP-телефонии с устройствами Softswitch.

Разобрав, конечно, весьма поверхностно, принцип работы устройства Softswitch, перейдем к рассмотрению процесса установления соединения в сети IP-телефонии, построенной на базе Softswitch. В книге [1] Б.С.Гольдштейна, А.В.Пинчука, А.Л.Суховицкого ´IP-телефония` (М.: Радио и связь, 2001) описаны три основных сценария соединений в сети IP-телефонии:

Первый сценарий чаще всего встречается при транзите через IP-сеть телефонного междугороднего/международного трафика. Предположим, что используется система сигнализации ОКС7 (рис.8.6). Тогда Softswitch взаимодействует с телефонными коммутаторами, работающими в сети ОКС7, и выполняет функции пункта сигнализации SP этой сети.

При запросе одной из телефонных станций соединения этот запрос в виде

сообщения IAM, передаваемого по выделенной сети ОКС7, попадает на Softswitch, который производит разборку полученной сигнальной единицы, выделяет из нее сигнальную информацию и на основе обработки этой информации принимает решение о маршрутизации вызова и о начале обмена сигнальной информацией с АТС.

После этого формируется сигнальное сообщение IAM в сторону вызываемой станции, которая может находиться в зоне действия другого Softswitch, и тогда сначала сообщениями будут обмениваться сами устройства Softswitch, а уже от них сообщения будут транслироваться к обеим АТС. На рис.6 выбран именно такой вариант, а протоколом взаимодействия между разными Softswitch является SIP. Итак, происходит обмен стандартными сообщениями ОКС7 с вызывающей и вызываемой станциями через IP-сеть. Получив от вызываемой станции сообщение ANM об ответе вызываемого абонента, Softswitch транслирует это сообщение в сторону вызывающей станции. Затем соответствующим транспортным шлюзам дается команда установить соединение, для чего может быть использован, например, интерфейс Н.248 или IPDC (в случае H.248 команда предписывает переместить определенные виртуальные и физические порты шлюза из нулевого во вновь созданный контент). После этого происходит формирование речевого соединения по сети IP (RTP/RTCP). Таким образом, устанавливается соединение двух пользователей ТфОП (или сети подвижной свзи) через IP-сеть.

Рис. 8.6. Установление соединения телефон-телефон с сигнализацией ОКС7

Рис. 8.7. Установление соединения телефон-телефон с сигнализацией DSS1-PRI.

Во втором сценарии начало установления соединения остается прежним, но дальше Softswitch не взаимодействует с вызываемой АТС (её просто нет), а устанавливает прямое соединение входного транспортного шлюза (к которому поступает поток от вызывающей станции) с терминалом вызываемого абонента через сеть IP-телефонии.

Рис. 8.8. Установление соединения телефон-компьютер.

Роль и структура Softswitch-консорциума

Дальнейшие исследования в этом и во всех других названных выше направлениях осуществляются в рамках международного Softswitch-консорциума, который был создан с целью обеспечить совместимость и взаимодействие систем Softswitch. Консорциум ISC (The International Softswitch Consortium) был создан в мае 1999 года и на данный момент включает в себя примерно 150 членов. Ведущие компании телекоммуникациионного рынка объединили усилия для продвижения во всем мире технологий мультисервисных сетей следующего поколения и организовали представительный форум разработчиков, менеджеров и специалистов в различных областях телекоммуникаций для обсуждения и формирования общей структуры систем Softswitch, их компонентов и функций.

В консорциум входят Alcatel, Cisco, Clarent, Ericsson, Level 3, Lucent Technologies, Marconi, Motorola, Nokia, Radcom, Samsung, Siemens, VocalTec и др.

В настоящее время создано шесть рабочих групп: группа приложений (Applications WG), группа управления устройствами (Device Control WG), группа маркетинга (Marketing WG), группа SIP (SIP WG), административная группа (Session Management WG) и юридическая группа (Legal Intercept WG).

Очень часто в технике (не только в телекоммуникационной) возникает любопытнаяситуация: сначала создается некое устройство, а потом придумывается теоретическая oснова его создания, разрабатываются рекомендации.

Практически одновременно начали появляться первые устройства Softswitch и началась соответствующая теоретическая разработка.

Изобразите схему мультисервисной сети нового поколения (NGN).

Как вы понимаете термин «конвергенция сетей».

Изобразите схему сферы действия Softswitch.

Дайте определение понятия Softswitch.

Начертите структуру Softswitch.

Чем является Softswitch для ТфОП.

Чем является Softswitch для сети с коммутацией пакетов.

Начертите схему сетевое окружение Softswitch с указанием соответствующих протоколов.

Что такое протокол SIP-T и для чего он был разработан.

Какую функцию выполняет Media Gateway.

Для чего нужен Media Gateway Controller.

Что такое Device Server и за что он отвечает.

Что такое Call Server и за что он отвечает.

Начертите схему установление соединения телефон-телефон с сигнализацией ОКС7 с использованием Softswitch.

Опишите установление соединения телефон-телефон с сигнализацией ОКС7 с использованием Softswitch.

Начертите схему установление соединения телефон-телефон с сигнализацией DSS1-PRI с использованием Softswitch.

Опишите установление соединения телефон-телефон с сигнализацией DSS1-PRI с использованием Softswitch.

Начертите схему установления соединения телефон-компьютер с использованием Softswitch.

1. Гольдштейн Б.С., Пинчук А. В., Суховицкий А.Л. IP- телефония.М.: Радио и Связь, 2006.

2. Гольдштейн А.Б., Гольдштейн Б.С. SOFTSWITCH СПб.: БХВ — Санкт-Петербург, 2006.

3. Дэвидсон Д. и др. Основы передачи голосовых данных по сетям IP.М.:2007.

4. Росляков А.В.,Самсонов М.Ю.,Шибаева И.В. IP- телефония.М.: Эко-Трендз,2003.

Дата добавления: 2015-11-04 ; просмотров: 5377 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник