NGN-2 1

NGN – otwarte styki i koncepcja

zdalnego sterowania Materiały wykładowe

do użytku wewnętrznego

Instytut Telekomunikacji PW

NGN-2 2

Wstęp

NGN-2 3

Cen

Usługi telekomunikacyjne

Przykładowe definicje

ITU Usługą (oryg. feature) jest alternatywna realizacja pewnej części usługi

podstawowej (ang. basic service).

JAIN Usługą (oryg. service) jest aplikacja zainstalowana w sieci (złożonej z

sieci pakietowych i/lub komutacji łączy), której celem jest realizacja

funkcji dodanych (ang. value-added functions). Np. w przypadku usług

„czysto” połączeniowych funkcja dodana to każda dodatkowa

funkcjonalność w stosunku do połączenia stron.

Cen Cen T T

"Abonent jest zajęty"

(1)

(2)

Cen Cen T T

"Abonent jest zajęty.

Zadzwoń po godz. 16"

(2)

(1)

dodatkowa logika

dodatkowa funkcjonalność

sygnalizacyjna (protokołu)

NGN-2 4

Usługa podstawowa + ... = połączenie stron + ...

Usługa 1

Usługa 1 + Ack

(lokalizacja Δ: S)

Usługa 2

Usługa 1 + Routing

(lokalizacja Δ: S)

Usługa podstawowa a funkcja dodana - przykład

A B (2)

(5)

(1) (3)

Połącz(A,B)

(4) (6)

A B (2)

(5)

(1) Połącz(A,B)

(4) (6)

(2.1) (2.2)

Routing

X

Połącz(A,X)

NGN-2 5

"Dokąd" zgłoszenie a "odkąd" już usługa ... ?

Podział w pewnym sensie arbitralny, np. SIP vs IN

...

centr A B (2)

(5)

(1) (3)

(4) (6)

(2.1) (2.2)

Redirect

serv.

Proxy A B (2)

(5)

(1) (3)

(4) (6)

(2.1) (2.2)

SIP - przekierowanie

Zgłoszenie

(usługa podstawowa)

Sterowanie zgłoszeniem

(usługa podstawowa)

Usługa = "funkcja dodana" Współpraca z

"aplikacją"

invite

invite moved

IAM

styk usługowy (realizacja = ? „API”)

dodatkowe dane (kontekst)

dodatkowe dane (kontekst)

NGN-2 6

Model zgłoszenia – usługi sesyjne

W ogólności dwa poziomy funkcjonalne zgłoszenia

– poziom transferu danych (połączenie, kanał wirtualny, skojarzenie, sesja, …)

– skoordynowanie (doprowadzenie do/utrzymanie) tej wymiany (sterowanie)

Sterowanie zgłoszeniami – różne określenia

• związek sygnalizacyjny między terminalami a siecią utrzymywany w celu

sterowania zestawianiem, rozłączaniem i modyfikowaniem zbioru połączeń

komunikacyjnych między terminalami (też: sesja komunikacyjna) [ITU

~199x]

(terminal fizyczny / aplikacja użytkownika)

• Session is an unbroken exchange of information between two or more

entities, called parties, engaged in processing a common task [Ravi Jain et

al., Programming converged networks, 2005]

NGN-2 7

Model zgłoszenia i „usługa”

A

C

B

A B

sterowanie

połączenie

kanoniczny schemat

współpracy CC i BC w NGN

B

transfer danych

sterowanie

Warstwa usługowa (aplik.) Realizacja usług:

uogólnienie dostęp do operacji

dialogu

Komunikacja poziomu aplikacyjnego

„nasze” zgłoszenie

płaszczyzna

sterowania

płaszczyzna transferu

danych

1. zgłoszenie realizuje usługę

(zgłoszenie = usługa podstawowa)

2. ingerencja w realizację zgłoszenia = usługa’

A styki (API)

NGN-2 8

Model zgłoszenia - podsumowanie

W modelu zgłoszenia/sesji definiuje się zawsze

• elementy zgłoszenia (strony, połączenia komunikacyjne) i

zależności (połączenia) między nimi (kto z kim, jak)

• funkcje (operacje) na elementach zgłoszenia (dodaj, połącz, odłącz)

oraz zdarzenia dotyczące elementów (zgłosił się, niedostępny,

rozłączył się ...)

... a zatem każda technika sieciowa (ISUP/INAP, H.323, BICC, SIP, ...)

ma

– specyficzny model zgłoszenia oraz

– specyficzne sposoby realizacji usług (miejsce realizacji, mechanizm

realizacji/wyzwalania usługi),

jednak modele te ujawniają wiele cech wspólnych (na szczęście ... :-)

NGN-2 9

Model zgłoszenia … – cd.

Konkretna technika sieciowa

• model zgłoszenia + protokół sygnalizacyjny

– zapewniają współpracę różnych urządzeń (sieciowych, końcowych) w ramach

procedur realizacji usługi podstawowej

• usługa - wzbogacenie funkcjonalności względem usługi podstawowej

– wbudowana w protokół sygnalizacyjny lub

– realizowana poza protokołem sygnalizacyjnym, ale z uwzględnieniem jego

możliwości (styki usługowe do elementów sieci lub terminali);

• wartość dodana polega na podejmowaniu decyzji na podstawie informacji

sygnalizacyjnych oraz dodatkowych danych „zewnętrznych” precyzujących

kontekst zgłoszenia

• styki usługowe: realizacja paradygmatu otwartości/przenaszalności

(np. IN / INAP)

stanowią styk aplikacyjny do poziomu sterowania zasobami

NGN-2 10

Architektura odniesienia sieci NGN

Transfer

pakietów między terminalami,

terminalami a elementami

sterowania siecią, ...

obsługa mediów

Sterowanie siecią

- funkcje niezbędne do tworzenia "połączeń - sesji komunikacyjnych

- w ramach poszczególnych technik sieciowych (ISUP, SIP, …)

-proste funkcje usługowe ("wbudowane„ w sygnalizację, np. translacja ISUP, SIP

Registrar)

(proste to kwestia „umowy społecznej” i ich rozpowszechnienia)

- Mediacja – funkcja bramowa w sensie „dostępu do operacji dialogu” dla danej

techniki (np. Service Switching Function w modelu IN)

Aplikacje

- końcowe funkcje usługowe

- współpraca ze sterowaniem usługami i siecią (np. mediacją, zarządzaniem

zasobami)

Mobilnością

Zasobami

Obecnością Mediacja

przełączanie/ ruting

(HS access gateway,BRAS...)

.

.

.

.

.

"tranzyt" agregacja dołączenie

terminale

serwery ...

SPr-2

A1, A2,... SPr-j

Aa, Ab,...

Usługowe funkcje sterowania (SCF, SF, ...)

- uogólnione sterowanie zgłoszeniami (integracja modeli) (Call Control)

- sterowanie wymianą wiadomości (x-mail, fax, UM, SMS) (Messaging Control),

sterowanie współpracą z użytkownikami (User Interaction)

- inne funkcje usługowe (składniki dla aplikacji)

- współpraca ze sterowaniem siecią (zarządzaniem zasobami, mediacją)

ogólna rola SCF/SF: oferować styk do funkcji sieciowych (network capabilities)

z "przesłonięciem" samej sieci

zzz aaa

Term.capab.

SPr-i

Ua, Ub,...

AccessCntrl

SPr-1

U1, U2,...

User interaction Call Control MsgControl

styki standardowe

API

API - komentarz

(1)

(2)

(3)

NGN-2 11

Zakres części I

Transport

pakietów między terminalami,

terminalami a elementami

sterowania siecią, ...

obsługa mediów

Sterowanie siecią

- funkcje niezbędne do tworzenia i utzrymania "połączeń - sesji

komunikacyjnych„ w ramach różnych technik sieciowych

- podstawowe usługi (tradycyjnie kojarzone z określoną sygnalizacją,

np. translacja numeru ISUP czy SIP Registrar)

Mobilnością

Zasobami

Obecnością

przełączanie/ ruting

(HS access gateway,...)

.

.

.

.

.

"tranzyt" agregacja dołączenie

terminale

serwery ...

APr1

A1, A2,... APri

Aa, Ab,...

Sterowanie usługami (SCF, SF, ...)

- sterowanie zgłoszeniami (integracja modeli, np. Call Control)

- ogólna rola SCF: styk do funkcji sieciowych

(network capabilities) z "przesłonięciem" samej sieci

zzz aaa

SPri

Ua, Ub,...

SPr1

U1, U2,...

User interaction MsgControl

ISUP/IN, BICC,H323,Megaco,SIP,SIP-T,SIGTRAN

Mobility AccessCntrl

Call Control SCF – Service Control Function

SF-Service Feature

P

W

Sterowanie funkcjami aplikacyjnymi

(z wykorzystaniem usług warstwy sterowania usługami)

NGN-2 12

Przykład:

architektura sieci inteligentnej (IN) prekursor koncepcji wyniesionego sterowania usługami

NGN-2 13

• Części aplikacyjne SS7:

– TCAP: obsługa transakcji na rzecz aplikacji INAP, CAP i MAP

– INAP: sieci inteligentne

– MAP: sieci mobilne GSM

– CAP: wykorzystanie koncepcji IN do realizacji niestandardowych usług w

sieciach GSM

– Współpraca z ISUP i DSS1

• Nieformalna definicja IN

– znormalizowana koncepcja uniwersalnej architektury, polegająca na

uzupełnieniu podstawowej sieci telefonicznej o niewielką liczbę

dodatkowych węzłów, które umożliwiają szybkie wprowadzanie nowych

usług o elastycznych - “inteligentnych” - scenariuszach działania.

Wprowadzenie

NGN-2 14

Tradycyjny sposób wprowadzania usług

(na tle typowej architektury sieci PSTN)

Centrale

końcowe

Centrale

tranzytowe

Zmienna logika usług

CTG CTG

CT CT CT CT

ISUP

ISUP

ISUP

ISUP

ISUP

Sterowanie usługami PSTN [1]

obszar

ingerencji

NGN-2 15

Usługi w formie IN

SCP SMP

Platforma IN

Zmienna

logika usług

SCE

CT CT CT CT

INAP

ISUP

ISUP ISUP

INAP

"Unormowany"

proces obsł.zgłoszenia

...

... ... ... ...

Sterowanie usługami PSTN [2]

SSP

CTG CTG

SSP

CTG CTG

... ...

obszar

ingerencji

NGN-2 16

Sterowanie usługami PSTN [3]

STP

STP

SEP SEP

SEP

Połączenie bazowe

(bearer connection)

SCP

Część usług sieciowych

(transport, wyszukiwanie

aplikacji – swoisty

„middleware”)

(MTP + SCCP)

Sterowanie usługami podstawowymi

i połączeniami (ISUP)

Ster/SSP Ster/SSP

Połączenie a usługa

Komunikacja sterowania

C1 C2

Usługi

aplikacji

usługi

bazowe

wymuszanie zmian w sterowaniu usługą

podstawową (parametry, algorytm) - INAP

NGN-2 17

Sterowanie usługami PSTN [3]

STP

STP

SEP SEP

SEP

Połączenie bazowe

(bearer connection)

SCP

Część usług sieciowych

(transport, wyszukiwanie

aplikacji – swoisty

„middleware”)

(MTP + SCCP)

Sterowanie usługami podstawowymi

i połączeniami (ISUP)

Ster/SSP Ster/SSP

Połączenie a usługa

C1 C2

Usługi

aplikacji

usługi

bazowe

wymuszanie zmian w sterowaniu usługą

podstawową (parametry, algorytm) - INAP

Komunikacja sterowania

NGN-2 18

Sterowanie usługami PSTN [4]

Ster

IN

Realizacja nie-IN Realizacja IN

Meldunek:

„zdarzenie Z;

co dalej ?”

Odpowiedź:

„zrób to a to”

?

Ster

zdarzenie Z

Koncepcja IN - widok "od środka"

sygnalizacja sterowania

zgłoszeniami

zdarzenie Z

NGN-2 19

Model IN - podstawy

„co i kiedy

wystąpiło”

„co

zrobić”

?

I

Wymagania:

• zdefiniowanie styku I

- model informacyjny

- protokół

Model informacyjny

• model obsługi zgłoszenia

• model transportowy połączenia

• model zasobów dodatkowych

• operacje

Model obsługi zgłoszenia (BCSM) – idea

- wykrycie zdarzenia (osiągnięcie stanu - DP)

- mechanizm "przerwania" i powrotu

DP

DP

DP

DP

Wystąpienie zgłoszenia

Zgłoszenie przyjęte

Informacja zebrana

DP Informacja

przeanalizowana

DP Odpowiedź

Rozłączenie

Stan jałowy

Autoryzacja

Wybieranie numeru

Rozmowa

Analiza numeru

Łączenie

Detection point

(punkt detekcji)

Point-In-Call PIC

... Cd.

1 2

Co n

am

to p

rzyp

om

ina ?

...

NGN-2 20

Model IN - podstawy [2]

DP

DP

DP

DP

Wystąpienie zgłoszenia

Zgłoszenie przyjęte

Informacja zebrana

DP Informacja

przeanalizowana

DP Odpowiedź (kryterium: odebrano ANM)

Rozłączenie

Stan jałowy

Autoryzacja

Wybieranie numeru

Rozmowa

Analiza numeru

Łączenie

Detection point

(punkt detekcji)

Idea wykorzystania BCSM

Przetwarzanie w SCF

Point-In-Call PIC

warstwa sterowania zasobami warstwa sterowania usługami

Czy spełnione?

Kryterium (wyzwalacz) 1

Kryterium (wyzwalacz) 2

….

IAM

ANM

NGN-2 21

"Przerwania" - uaktywnienie usługi IN mechanizm wyzwalaczy (ang. trigger) (na wzór callback)

Wyzwalacz: • zbiór kryteriów, których spełnienie wprowadza zgłoszenie w tryb obsługi IN (w szczególności

powoduje wysłanie wiadomości do funkcji sterowania IN)

rodzaje kryteriów - przykłady: "samo osiągnięcie DP", "wybrany numer", "off-hook delay",

"3/6/10" cyfra", "prywatny plan numeracji", "sieć niedostępna", "kod usługi (feature)", ...

• wyzwalacz jest związany z punktem detekcji DP; może być aktywny lub nieaktywny

np. zależnie od typu zgłoszenia, abonenta, etc.

• rodzaje wyzwalaczy w punkcie DP

(a) ustawiony statycznie - TDP (Trigger DP), np. wywołana usługa 0800

(b) ustawiony dynamicznie (zdarzeniowe) - EDP (Event DP), np. „wykryto zajętość AbB"

• typy wyzwalaczy: (a) z odpowiedzią (xDP-R, response), (b) powiadomienie (xDP-N, notification)

Model IN - podstawy [3]

zbiór punktów detekcji

zbió

r w

yzw

ala

czy

BCSM - model

szczegółowy dla

konkretnej

platformy

NGN-2 22

Przykładowa usługa IN

• Uproszczona usługa 0800 ("zwykła" translacja numeru)

DP

BCSM

Collected_info

SSF SCF SDF

(1) TDP (2) initialDP( idZgł, wybrany numer,

"freephone-noChrgng")

(3) requestInfo(bazaDanychDlaFreeph,

wybrany numer)

(4) requestInfoResp(identPrzezn)

DP O_Answer

(5) connect( idZgł, identPrzezn,

kontynuujOd:O_Answer)

weryfikacja poprawności

danych

• operacje INAP

• serviceKey – usługa jest wstępnie rozpoznawana już

na poziomie SSF (ograniczenie przetwarzania w SCF)

Parametr: serviceKey PIC:Analyse_info

BCSM – Basic Call State Model

DP – Detection Point

SSF – Service Switching Function

SCF – Service Control Function

SDF – Specialised Data Function

NGN-2 23

1. InitialDP: Initial Detection Point – IDP

– SSP -> SCP

– Inicjuje proces realizacji usługi IN i przekazuje specyficzne dla połączenia dane

do SCP.

– Najważniejsze parametry:

• servicekey (identyfikacja usługi IN)

• calledPartyNumber (wybrany numer IN, dodatkowe atrybuty)

• callingPartyNumber

verte

2. Connect: CON

– SCP -> SSP

– Za pomocą tej operacji SCP wymusza, aby SSP zestawił połączenie z

przekazanym numerem docelowym.

– Najważniejsze parametry:

• destinationRoutingAddress (np. Nr Ab B - ISUP Called Party Number)

• callingPartyNumber

• …

verte

Operacje INAP [1]

3. RequestReportBCSMEvent: RRB

– SCP -> SSP

– SCP żąda od SSP monitorowania wskazanych zdarzeń w procesie obsługi

połączenia (np. zajętość, brak odpowiedzi, rozłączenie) – uzbraja wskazane

zdarzeniowe punkty detekcji EDP.

– SSP po wykryciu zdarzenia wysyła do SCP odpowiedź za pomocą operacji

EventReportBCSM (ERB).

– Najważniejsze parametry:

• eventTypeBCSM

• monitorMode (EDP-R, EDP-N)

• dpSpecificCriteria

... i wiele innych (SCP->SSP, SCP-SRF, SCF->SDF, xxx->SCP)

Operacje INAP [2]

• np. INAP CS1 obejmuje 29 operacji.

• Zestawy operacji niezbędne do uruchomienia usług IN wynikają z wymagań

scenariuszy usług i architektury sieci tlkm (np. TP-INAP 1 wykorzystywał kiedyś ~19

operacji).

NGN-2 25

Struktura przykładowej operacji: InitialDP

InitialDPArg ::= SEQUENCE {

serviceKey [00] ServiceKey,

calledPartyNumber [02] CalledPartyNumber OPTIONAL,

callingPartyNumber [03] CallingPartyNumber OPTIONAL,

callingPartysCategory [05] CallingPartysCategory OPTIONAL,

cGEncountered [07] CGEncountered OPTIONAL,

iPSSPCapabilities [08] IPSSPCapabilities OPTIONAL,

iPAvailable [09] IPAvailable OPTIONAL,

locationNumber [10] LocationNumber OPTIONAL,

originalCalledPartyId [12] OriginalCalledPartyId OPTIONAL,

highLayerCompatibility [23] HighLayerCompatibility OPTIONAL,

serviceInteractionIndicators [24] ServiceInteractionIndicators OPTIONAL,

additionalCallingPartyNumber [25] AdditionalCallingPartyNumber OPTIONAL,

forwardCallIndicators [26] ForwardCallIndicators OPTIONAL,

bearerCapability [27] BearerCapability OPTIONAL,

eventTypeBCSM [28] EventTypeBCSM OPTIONAL,

redirectingPartyId [29] RedirectingPartyId OPTIONAL,

redirectionInformation [30] RedirectionInformation OPTIONAL }

Operacje INAP [3]

NGN-2 26

Podsumowanie - IN a NGN

CCF (Call Contr F)

SSF

(Service Switch. F)

SCF

Service Cntrl F

SF... SF2 SF1

Protokół INAP

BC

SM

ISUP ISUP

CT

IN

SF

SIP servlet

SIP

„B

CS

M”

Skrypt

CGI

Skrypt CPL

SIP

Java applet

Serwer SIP (Proxy, ...),

MGC, UA

SIP CCF

JAIN

„wgrywany"

SIP

ISUP SIP BICC ...

MGC/Softswitch

"A

pli

kacj

e/u

słu

gi"

zg

łosz

enia

Logika SSF, API usługowe, logika usługowa

(modele IN, JAIN, Parlay/X ...)

NGN-2 27

Podsumowanie – cd.

• Wyniesienie sterowania – podstawowa idea dość klarowna: zdalne sterowanie realizacją „usługi bazowej”

– ale niejednorodna w sensie • różnych poziomów funkcjonalnych/abstrakcji (co jest usługą bazową), np.

– usługa transportowa / usługa zgłoszenia (+sterowanie)

– sterowanie zgłoszeniami / aplikacja

• lokalizacji funkcji „SSF”

– sieć (model operatorski)

– urządzenie końcowe (model dostawcy aplikacji terminalowej)

• modelu i implementacji (INAP, Parlay, CPL/CGI, JAIN, …)

• Zatem trudność – standaryzacja JAKIEGO styku? (aby osiągnąć otwartość)

• Architektura NGN – jak zapewnić współpracę różnorodnych technik w możliwie prosty (?) sposób …

– implementacje (np. IMS) w znacznej mierze zorientowane na usługi o charakterze sesyjnym (sesja / nie-sesja – różnica bywa subtelna)

– koncepcja service enablers

– Telco 2.0/3.0 : j/w i dodatkowo sterowanie funkcjami o charakterze nie-sesyjnym / wykorzystanie SaaS, portali społecznościowych przez operatorów

• Przykładowe technologie: kanały RSS, OpenID, tworzenie usług przez użytkownika/techniki mashup (http://www.polibuda.info/mapa.php :), …

NGN-2 28

Praca własna

• OpenFlow – podobieństwa i różnice w stosunku do innych

rozwiązań (dzisiejszy wykład – IN, w przyszłości H.248,

~ParlayX)

– http://www.openflow.org/