ŽILINSKÁ UNIVERZITA V ŽILINE Elektrotechnická fakulta

Katedra Telekomunikácií a médií

Študijný odbor: TELEKOMUNIKÁCIE

Vedúci diplomovej práce: prof. Ing. Karol Blunár, DrSc.

ŽILINA 2009

BAKALÁRSKA PRÁCA

JÁN BEŽILLA

Definovanie pojmu služby sietí NGN

Študijný program: Telekomunikácie Telekomunikačný manažment

Stupeň kvalifikácie: bakalár (Bc.) Dátum odovzdania bakalárskej práce: 12.6.2009

Abstrakt

Predstavovaná práca sa zaoberá analýzou služieb sietí novej generácie. V úvode

predstavuje rozbor NGN a jeho charakteristiku. Táto práca obsahuje aj problematiku

IMS, jeho charakteristiku a jeho vzájomnú konvergenciu s NGN. V jadre práce sú

opísané NGN služby z pohľadu poskytovateľa služieb a špecifické NGN služby.

Záverečná časť sa zaoberá architektúrou NGN.

Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, Katedra telekomunikácií

_____________________________________________________________________

ANOTAČNÝ ZÁZNAM – BAKALÁRSKA PRÁCA Priezvisko, meno: BEŽILLA Ján školský rok: 2009

Názov práce: DEFINOVANIE POJMU SLUŽBY SIETÍ NGN

Počet strán: 34 Počet obrázkov: 10 Počet tabuliek: 0

Počet grafov: 0 Počet príloh: 1 Počet použitej literatúry: 13

Anotácia v slovenskom jazyku:

Predstavovaná práca sa zaoberá analýzou služieb sietí novej generácie. V úvode

predstavuje rozbor NGN a jeho charakteristiku. Táto práca obsahuje aj problematiku

IMS, jeho charakteristiku a jeho vzájomnú konvergenciu s NGN. V jadre práce sú

opísané NGN služby z pohľadu poskytovateľa služieb a špecifické NGN služby.

Záverečná časť sa zaoberá architektúrou NGN.

Anotácia v anglickom jazyku:

Presented work deals with the analysis of new generation network services. The

introduction presents the analysis of NGN and its characteristics. This work also

includes the issue of IMS, its characteristics and their convergence with NGN. At the

heart of the work are described in terms of the NGN service provider and the specific

NGN services. The final section deals with the NGN architecture.

Kľúčové slová: služby, NGN, IMS, architektúra, poskytovateľ siete

Vedúci práce: prof. Ing. Karol Blunár, DrSC.

Recenzent práce :

Dátum odovzdania práce: 12.6.2009

Obsah Úvod ......................................................................................................................... 1 1 Next Generation Network .................................................................................. 2

1.1 Definícia pojmu NGN................................................................................ 2 1.2 Všeobecná štruktúra NGN.......................................................................... 3 1.3 Vývoj a história mobilných sietí................................................................. 6

2 IP multimediálny podsystém IMS...................................................................... 8 2.1 Základná charakteristika IMS..................................................................... 8 2.2 Vrstvy IMS ................................................................................................ 8 2.3 NGN – IMS konvergencia........................................................................ 10 2.4 IMS a jeho prínos pre operátora ............................................................... 13 2.5 Operačný dopad IMS ............................................................................... 16

3 Služby NGN .................................................................................................... 17 3.1 Kategórie služieb NGN ............................................................................ 17

3.1.1 Základné služby ............................................................................... 17 3.1.2 Teleslužby........................................................................................ 19 3.1.3 Služby s pridanou hodnotou ............................................................. 20

3.2 NGN služby z pohľadu poskytovateľa služieb.......................................... 21 3.3 Charakteristika NGN služieb.................................................................... 22 3.4 Špecifické NGN služby............................................................................ 23 3.5 Výhody NGN služieb............................................................................... 26

3.5.1 Výhody z pohľadu poskytovateľa služieb ......................................... 26 3.5.2 Výhody z pohľadu poskytovateľa služieb ......................................... 27

4 Architektúra NGN služieb ............................................................................... 28 4.1 Základný pohľad na architektúru služieb NGN......................................... 28 4.2 Vrstvenie architektúry.............................................................................. 29 4.3 Rozhranie otvorených služieb .................................................................. 30 4.4 Distribuovaná sieťová inteligencia ........................................................... 30 4.5 Funkčná architektúra NGN ...................................................................... 31

Záver....................................................................................................................... 34

Zoznam obrázkov Obr.1. Premena vertikálnej sieťovej štruktúry na horizontálnu................................... 4 Obr.2. Funkčný model a fyzické prvky architektúry NGN ......................................... 5 Obr.3. Vrstvy v telekomunikačnej sieti s implementovaným IMS.............................. 9 Obr.4. NGN – IMS konvergencia ............................................................................ 11 Obr.5. TISPAN IMS a jeho prostredie ..................................................................... 12 Obr.6. IMS funkčné komponenty............................................................................. 13 Obr.7. Riadenie novej generácie .............................................................................. 29 Obr.8. Vrstvenie architektúry, rozhranie otvorených služieb.................................... 30 Obr.9. Funkčná architektúra NGN........................................................................... 32 Obr.10. Funkčný blok Service Control Function...................................................... 33

Zoznam skratiek

3GPP The 3rd Generation Partnership Project

Tretia generácia spoločenského projektu

API Application Programming Interface Operačný systém služieb

AS Application Server Aplikačný server

CPE Customer Premises Equipment

Koncové zariadenie na strane zákazníka

CSCF Call Session Control Function Funkcia na riadenie volania

CSD Circuit Switched Data Prenos dát s prepájaním okruhov D-AMPS

Digital Advanced Mobile Phone System Pokročilý digitálny mobilný systém

DoS Denial of Service Odmietnutie služby

DPE Distributed Processing Environment Distribuovaná sieťová inteligencia

EDGE Enhanced Data Rates For GSM Evolution

Zvýšené rýchlosti prenosu dát pre rozvoj GSM

EDI Electronic Data Interchange Elektronická výmena údajov

ETSI

European Telecommunications Standards Institute

Európsky inštitút pre telekomunikačné štandardy

GPRS General Packet Radio Service Služba rádiového paketového prenosu

GPS Global Position System Polohový navigačný systém

GSM Global System for Mobile Communications

Globálny systém pre mobilnú komunikáciu

HSCSD High Speed Circuit Switched Data

Vysokorýchlostný prenos dát s prepájaním okruhov

IMS IP Multimedia Subsystem IP multimediálny podsystém

IP Internet Protocol Internet protokol

ISDN Integrated Services Digital Network Integrované služby digitálnych sietí

ITU-T

International Telecommunication Union Medzinárodná telekomunikačná únia

IWF Interworking Function Funkcia komunikácie prepojených systémov

MMS Multimedia Messaging Service Služba prenosu multimediálnych správ

MO Mobile Originated Hlasové volania z mobilnej stanice

MO/PP Mobile Originated/Point to Point

Odosielaná mobilnou stanicou/bod-bod

MT Mobile Terminated Volania prijímané mobilnou stanicou

MT/PP Mobile Terminated/Point to Point Prijímaná mobilnou stanicou/bod-bod

NGN Next Generation Networks Siete novej generácie

PAD Packet Assembly Disassembly Paketová sústava disasemblovania

PDA Personal Digital Assistant Vreckový počítač

PIN Personal Identification Number Osobné identifikačné číslo

PSDN Packet Switched Data Network Dátové siete s prepájaním paketov

PSTN Public Switched Telephone Network Verejná telefónna sieť

QoS Quality of Service Kvalita služieb RLP Radio Link Protocol Protokol rádiového spojenia

SIM Subscriber Identity Module Modul identity účastníka

SIP Session Initation Protocol Protokol pre inicializovanie spojenia

SMCB Short Message Cell Broadcast Hromadný prenos správ v bunke

SMS Short Message Service Služba prenosu krátkych správ

SMSC Short Message Service Centre

Centrum služby prenosu krátkych správ

TDM Time Division Multiplex Časovo delený multiplex

UDI Unrestricted Digital Information Transparentné dátové informácie

UMTS

Universal Mobile Telecommunications System

Univerzálny mobilný telekomunikačný systém

VAS Value Added Services Služby s pridanou hodnotou

VHE Virtual Home Environment Virtuálne domáce prostredie

VoIP Voice over IP Volanie cez IP WiFi Wireless Fidelity Bezdrôtová sieť

WLAN Wireless Local Area Network Bezdrôtová lokálna sieť

1

Úvod

NGN je vlastne vízia budúcich telekomunikácií. Súčasným trendom

v telekomunikáciách je budovanie komunikačnej infraštruktúry. Výskumno-vývojové

činnosti sa zaoberajú úlohou ako prispieť k zavádzaniu nových telekomunikačných

technológií a služieb. Hlavným cieľom pri tom je, čo najefektívnejšie skvalitniť

komunikácie v spoločnosti. Hlavným prínosom je NGN je efektívnejšie poskytovanie

telekomunikačných služieb a jednoduchšie a rýchlejšie zavádzanie nových služieb, čo

taktiež vedie k znižovaniu cien poskytovaných služieb a k väčšej dostupnosti služieb,

pretože služby, ktoré sú zamerané iba na prenos hlasu a dát už nie sú schopné uspokojiť

požiadavky zákazníkov.

Cieľom mojej práce je priblížiť čo vlastne NGN znamená a zameral som sa taktiež

na nové možnosti a služby, ktoré je schopné NGN poskytovať. Moja práca ďalej

obsahuje informácie o architektúre NGN a o prínosoch, ktoré NGN poskytuje.

Práca je členená do 5 kapitol:

Kapitola 1 zahrňuje myšlienku NGN, definíciu pojmu NGN , všeobecnú štruktúru

NGN a taktiež pohľad na postupný vývoj a históriu generácií mobilných sietí.

Kapitola 2 je zameraná na definovanie pojmu IMS jeho základné vlastnosti, pohľad

na jednotlivé vrstvy a taktiež na vzájomnú konvergenciu IMS a NGN. Ďalej táto

kapitola obsahuje informácie o výnosoch IMS z pohľadu poskytovateľa služieb a na

jeho operačný dopad na sieť.

Kapitola 3 poukazuje na zadefinovanie pojmu služba, rozdelenie služieb

v mobilných telekomunikačných sieťach, ale čo je najdôležitejšie zaoberá sa NGN

službami z pohľadu poskytovateľa služieb, charakterizuje NGN služby, predstavuje

nové špecifické služby charakteristické pre NGN a predstavuje v skratke výhody NGN

z pohľadu zákazníka a z pohľadu poskytovateľa služieb.

Kapitola 4 je kapitolou zaoberajúcou sa architektúrou NGN, vrstvením architektúry,

rozhraním otvorených služieb, distribuovanou sieťovou inteligenciou a taktiež sa táto

kapitola zaoberá funkčnou architektúrou NGN.

2

1 Next Generation Network

Next Generation Network je všeobecný pojem pre popis telekomunikačnej siete a

prístupovej siete, ktoré majú byť nasadené v najbližších 5-10 rokoch. Je paketovo

orientovaná sieť schopná poskytovať telekomunikačné služby, umožňuje využitie

viacerých širokopásmových, kvalitu služby podporujúcich transportných technológií a v

ktorej sú funkcie týkajúce sa služieb nezávislé na použitých transportných

technológiách.

NGN predstavuje ďalší krok vo vývoji telekomunikačných sietí. Medzi hlavné črty

patrí integrácia VTS /Verejná telefónna sieť/ a VDS /Verejná dátová sieť/ do jednej

multiservisnej siete. Využíva distribuovanú sieťovú infraštruktúru, ktorá umožňuje

využitie nových technológií, otvorených štandardov a protokolov a tiež umožňuje znížiť

náklady na vybudovanie a prevádzku multiservisnej siete.

Hlavná myšlienka NGN je, že všetky informácie sú prenášané paketovo, podobne

ako v Internete. Pakety sú označené podľa ich typu (dáta, hlas, video, ...) a sú rozdielne

spracovávané podľa QoS (Quality of Service) a bezpečnostných požiadaviek

v zariadeniach na riadenie prevádzky. Tým dokáže zabezpečiť každej službe

prislúchajúcu kvalitu.

NGN architektúra oddelila sieťovú transportnú vrstvu (transport layer) od vrstvy

služieb (service layer) a urobila ich nezávislými. Prináša to flexibilitu a rýchlosť

reagovania operátorov hocikedy definovať nové služby priamo, bez ovplyvnenia alebo

zohľadnenia dopadu na transportnú vrstvu. Tak isto je možné rýchlo zmeniť nižšie

vrstvy bez menenia architektúry a zasahovania do vyšších vrstiev.

1.1 Definícia pojmu NGN

Poznáme rôzne názory na definíciu pojmu NGN (NGN – next generation network).

Hlavné princípy týchto sietí boli formované už požiadavkami pri ich vzniku. Môžeme

uviesť aspoň nasledovné 2 definície:

1. ETSI - NGN je koncept pre definovanie a vytvorenie sietí umožňujúci formálne

rozdelenie funkčností do oddelených vrstiev a rovín s použitím otvorených rozhraní,

dovoľujúcich vytvoriť poskytovateľom služieb a operátorom platformu, ktorá sa môže

3

postupným spôsobom vyvíjať vďaka tvorbe, zavádzaniu a efektívnemu manažovaniu

inovatívnych služieb. [5]

2.ITU – T - NGN je paketovo založená sieť umožňujúca poskytovať služby vrátane

telekomunikačných služieb a je schopná použiť viacero širokopásmových, QoS

umožňujúcich prenosových technológií. Pričom funkcie spojené so službami sú

nezávislé od základných prenosových technológií. Umožňuje neobmedzený prístup

používateľov k rôznym poskytovateľom služieb. Podporuje všeobecnú mobilitu, ktorá

poskytuje konzistentnosť a dosiahnutelnosť služieb používateľom. [6]

Tieto definície pre nás však nemajú až taký význam. Oveľa dôležitejšie pre nás sú

nové možnosti a rôzne výhody, ktoré nám tieto siete poskytujú. Na tieto siete sú kladené

mnohé požiadavky, ako zo strany užívateľa, tak aj zo strany poskytovateľa. NGN by

mali spĺňať:

vysoko kapacitný prenos v rámci nosnej infraštruktúry

možnosť pripojiť už existujúce siete a taktiež siete budúce

oddelenie riadiacich funkcií od prenosových vlastností

zabezpečiť otvorenú, flexibilnú a distribuovanú architektúru

podporu pre široké spektrum služieb a aplikácií s použitím mechanizmov

založených na modulárnej a flexibilnej štruktúre stavebných blokov elementárnych

služieb

širokopásmové schopnosti pri dodržaní požiadaviek na kvalitu služieb QoS

(Quality of - Services) a transparetnosť

rôzne typy mobility (používateľov, terminálov, služieb)

neobmedzený prístup používateľov k rôznym poskytovateľom služieb

dodržanie regulačných požiadaviek ako napríklad núdzové volania a bezpečnostné

požiadavky pri zachovaní ochrany osobných údajov

minimalizácia prevádzkových a investičných nákladov

tieto požiadavky by mali byť splnené lacnejšími a viac efektívnymi metódami [4]

1.2 Všeobecná štruktúra NGN

NGN svojou vnútornou štruktúrou poskytuje ekonomicky výhodnejšie riešenie ako

je súčasný stav.

4

Obr.1. Premena vertikálnej sieťovej štruktúry na horizontálnu

Súčasný stav predstavuje horná časť obrázka. Predstavuje vertikálnu súčasnú

architektúru, kde pre jednu službu respektíve skupinu služieb sa využíva len jedna

nosná sieť. Táto architektúra je značne finančne zaťažujúca, pretože každá z nosných

sietí je prevádzkovaná iným operátorom. Tento problém je riešiteľný horizontálnou

integráciou tohto systému. Táto integrácia je spočíva v tom, že služby budú prístupné

z jednej nosnej siete, pracujúcej na základe IP, ako je to znázornené v dolnej časti

obrázka. V praxi to vlastne znamená, že zákazníci pripojení na NGN cez rôzne

prístupové metódy, budú mať prístup na rôzne služby cez jednu nosnú IP sieť.

Existuje viacero koncepčných modelov, referenčných architektúr či už pre

konvergované siete alebo VoIP architektúry, preto sme sa snažili nájsť spoločné prvky a

určiť vhodný koncepčný model pre NGN. Úlohou koncepčného modelu je určiť

funkčné roviny (zahrňujúce podobné funkčnosti) im prislúchajúce funkčné entity,

referenčné body (rozhrania) a informačné toky medzi nimi. Základná filozofia NGN je

realizovaná architektúrou viacerých nezávislých úrovní: prístupová, transportná,

riadiaca a aplikačná.

5

Obr.2. Funkčný model a fyzické prvky architektúry NGN

Všeobecne úlohy jednotlivých úrovní

1. Úroveň prístupu poskytuje infraštruktúru. Prístupová sieť môže byť pevná aj

bezdrôtová a založená na rôznych prenosových médiách.

2. Transportná úroveň uskutočňuje prenos medzi jednotlivými bodmi siete.

3. Riadiaca úroveň vykonáva riadenie jednotlivých služieb a riadenie jednotlivých

sieťových elementov. Má taktiež zabezpečujúcu funkciu.

4. Úroveň služieb ponúka funkcie základných služieb. Riadi taktiež priebeh služby.

V NGN sa zavádza tiež pojem sieťová inteligencia. Je to vlastne schopnosť riadiť

a určovať priebeh služieb. Pre túto sieťovú inteligenciu vyplývajú z referenčného

modelu funkcie, ktoré musí spĺňať:

manažment zdrojov

spracovanie médií, kódovanie, prenos dát

riadenie volaní

riadenie a spoluprácu všetkých prvkov referenčnej architektúry

riadenie služieb [1]

6

1.3 Vývoj a história mobilných sietí 1G- NMT

Siete prvej generácie boli analógové siete s prepojovaním okruhov. Tieto siete boli

veľmi nespoľahlivé. Prenosová kapacita týchto sietí boli veľmi malá a neexistovala tu

takmer vôbec žiadna ochrana pri prenose. Tieto siete v podstate podporovali len

tradične rečové služby. Tieto systémy 1G už dnes nie sú v aktívnom vývoji. U nás sa

sieťou prvej generácie predstavila firma EuroTel Bratislava a.s., ktorá nám ukázala

možnosť mobilnej komunikácie.

2G

Siete tejto generácie sa používajú v dnešnej dobe a sú pre nás už ako samozrejmosť

bežného života. Tieto siete sa používajú prakticky všade vo svete. Neumožňujú však

veľké prenosové rýchlosti a poskytujú služby ako dáta, fax a SMS. Protokoly tejto

generácie využívajú digitálne kódovanie a zahŕňajú GSM, D-AMPS a CDMA. Prvá

GSM sieť bola uvedená do prevádzky fínskym operátorom Radiolinja v júli 1991.

Odtiaľ sa GSM rozšírila prakticky na všetky kontinenty. Najslabšie zastúpenie ma na

severoamerickom kontinente kde sa používa modifikácia tohto systému GSM 1900,

ktorá sa označuje tiež ako PCN 1900. Uplatnili sa tu tiež aj štandardy ako D-AMPS,

Digital CDMA, CDMAOne. Výhody 2G sietí:

zavedenie SIM karty (telefónne číslo nie je pevne viazané s telefónom)

SIM karta ma tiež ďalšie výhodné služby, ktoré sú pre nás samozrejmosťou ako

napríklad ochrana PIN kódom, možnosť uloženia telefónnych čísel alebo SMS, ...

vyššia bezpečnosť voči odpočúvaniu

vyššie rýchlosti dátových prenosov

SMS správy

ďalšie služby ako WAP, CLIP, CLIR, ...

2,5G

2,5G je skratka pre generáciu medzi druhou a treťou generáciou mobilných

technológií. 2.5G technológie umožňujú rýchlejší prenos dát ako napr. 2G GPRS.

Najpoužívanejšiou 2.5G technológiou je EDGE.

7

3G

Sieťou tretej generácie je označovaná technológia UMTS, ktorá zabezpečuje

širokopásmový prenos informácií pri rýchlosti až 2Mb/s a súčasne umožňuje používanie

rôznych služieb ako je napríklad mobilný internet, hlasové služby, prenos obrazu, videa,

dát. UMTS systémy sú odvodené od existujúcej GSM technológie a operátori môžu

vďaka tomu využívať infraštruktúru svojej siete druhej generácie aj pre novú generáciu.

Ide o ďalší evolučný krok v telekomunikáciách, ktorý prináša novú generáciu rýchlych,

obsahovo bohatých multimediálnych služieb, prístupných v danom okamihu cez

mobilný telefón. Siete druhej generácie boli totiž pôvodne stavané predovšetkým na

telefonovanie a pomalé dátové prenosy. Ich kapacita však na rastúci dopyt zákazníkov

po multimédiách a rýchlom prístupe na internet dnes už nestačí. V súvislosti s

príchodom 3G sietí sa však najviac hovorí o videotelefonovaní. Sieť GSM s EDGE totiž

nie je stavaná na prenos videohovoru a UMTS má tak v tomto prípade navrch.

Skúsenosti z krajín ako je Nemecko, Taliansko či Veľká Británia, kde sú služby 3G už

dávnejšie v komerčnej prevádzke však poukazujú na to, že najväčšou šancou stať sa

takzvanou "killer aplikáciou" 3G sietí má sťahovanie a on-line počúvanie hudby.

4G

4G siete sú vyvíjané v súlade s kvalitou služieb QoS a mierou požiadaviek

stanovených pre chystané aplikácie, ako je bezdrôtový prístup k širokopásmovému

pripojeniu, MMS, video chat, mobilná TV, HDTV obsahu, digitálne obrazové

vysielanie, prenos hlasu a dát a ďalšie služby. V 4G pracovná skupina definovala

nasledujúce ciele pre 4G bezdrôtový komunikačný štandard:

spektrálne účinný systém

vysoká kapacita siete

prenosové rýchlosti minimálne 100 Mbit medzi akýmikoľvek dvoma bodmi na

svete

ysoká kvalita služieb pre budúce generácie, multimediálna podpora (reálny čas

audio, vysokorýchlostné dáta, HDTV videa, mobilná televízia, atď.)

8

2 IP multimediálny podsystém IMS

IMS umožňuje spojenie dát, reči a sieťovej technológie cez IP infraštruktúru. Je

navrhnutý spôsobom, ktorý odstraňuje priepasť medzi existujúcou tradičnou

telekomunikačnou a novou internetovou technológiou, ktorý sám o sebe neposkytuje

zvýšenú rýchlosť. IMS je medzinárodne uznávaný štandard, ktorý zabezpečuje riadenie

prenosových kapacít, spoplatňovanie a bezpečnosť. IMS je tak kľúčovým aspektom,

ktorý umožňuje konvergenciu pevných a mobilných sietí a spoplatňovanie podľa

hodnoty obsahu.

2.1 Základná charakteristika IMS

Samotný IMS je nezávislý systém a môže byť nasadený na ľubovoľnú paketovú sieť

ako je napríklad 2,5 GPRS, 3 GPRS/UMTS alebo WLAN. Ponúka popri

multimediálnych službách, ako je audio a video prenos, tiež nové rozšírené sieťové

služby, napr. služby závislé od miesta pobytu a informácie o dostupnosti účastníka.

Všetky služby sú pripravované cez aplikačný server AS, ktorý poskytuje

prevádzkovateľovi alebo tiež externému poskytovateľovi, jednotlivé služby vytvárať

a cez IMS ponúkať. To vytvára možnosť, že používateľ nie je obmedzovaný ponukou

prevádzkovateľa siete, v ktorej sa práve používateľ nachádza, ako je to pri GSM/GPRS,

ale môže nezávisle od miesta pobytu využívať všetky služby jeho domácej siete. Takýto

prevádzkový stav sa nazýva virtuálne domáce prostredie VHE(Virtual Home

Enviroment). IMS poskytuje taktiež zabezpečenú autentifikáciu, štandardizované

tarifovanie služieb, podporuje QoS a funkcie pre globálnu dostupnosť účastníka.

2.2 Vrstvy IMS

Architektúra služieb je množina logických funkcií, ktorá môže byť rozdelená do troch

vrstiev.

9

Obr.3. Vrstvy v telekomunikačnej sieti s implementovaným IMS

1.Transportná vrstva – poskytuje prostriedky, ktoré sú zodpovedné za prenos SIP

signalizácie, pre vytvorenie spojenia medzi volajúcou a volanou stranou a poskytnutia

nosných služieb.

2.IMS vrstva - vrstva riadenia – obsahuje najmä funkcie CSCF, ktoré poskytujú

registráciu koncových bodov relácie a smerovanie SIP signalizačných správ na

príslušný aplikačný server. CSCF je v podstate SIP server, ktorý plní úlohu

manažmentu relácie a dát, vrátane autentifikácie, autorizácie, vytváranie tarifikačných

informácií a zaručuje požadovanú kvalitu ponúkaných služieb.

3.Vrstva aplikácií a služieb – obsahuje aplikačné servery, ktoré poskytujú koncovým

používateľom rôzne logické služby. [1]

10

2.3 NGN – IMS konvergencia

Čo sa týka NGN aj IMS adresovania obidve by mali zaručovať schopnosť

jednoznačne identifikovať jednotlivých užívateľov. Obidve oblasti telekomunikačných

aj internetových číslovacích a adresovacích systémov by mali byť podporované ako

verejné identity. Prevádzkovateľ siete by mal zabezpečiť pravosť poskytovaných

informácií o identite volajúceho účastníka pri prichádzajúcom volaní. Preto je potrebné

zabezpečiť dôveryhodnosť poskytovania informácií o identite v celej sieti. Ide tu

o službu, ktorá je vo všeobecnosti známa pod názvom CLIP a spočíva v tom, že volaný

účastník môže na svojej strane vidieť od koho prichádza hovor.

Ďalšou dôležitou časťou ako NGN tak aj IMS je zabezpečenie autentifikácie,

autorizácie a tarifikácie. NGN aj IMS musia byť schopné zabezpečiť sieť tak, aby

užívateľ mal prístup k všetkým službám tak ako NGN tak aj IMS a mohol využívať

každú z nich. Ide tu tiež o zabezpečenie prístupu k sieti, len oprávneného užívateľa a na

to je potrebné iste overenie, ktoré ma na starosti prístupová sieť. NGN je schopné

poskytnúť nezávislé overovanie pomocou IMS a prístupovej siete. Avšak aby sa

zmiernilo predčasné nasadzovanie NGN tak sa využívajú aj iné spôsoby ako umožniť

užívateľským zariadeniam nezávislý prístup a autentizáciu na IMS.

NGN taktiež podporuje schopnosť umožniť užívateľovi označiť komunikáciu ako

škodlivú. Táto služba je však možná až po pripojení užívateľa. Ak užívateľ označí

komunikáciu ako škodlivú, NGN IMS musí zaregistrovať a zaznamenať aspoň

nasledujúce informácie:

Identifikáciu volaného terminálu

Identifikáciu volajúceho terminálu

Čas a dátum volania

Tieto informácie nie sú dostupné ani pre volajúcu ani pre volanú stranu. Tieto

informácie musia byť pod kontrolou operátora siete. Užívateľ môže určiť komunikáciu

ako škodlivú počas vyzváňania, počas prebiehajúcej komunikácie alebo určitý časový

interval po tom ako komunikácia skončila.

11

Obr.4. NGN – IMS konvergencia

Na obrázku je znázornená podľa ITU-T a ETSI TISPAN, NGN – IMS

konvergencia.

NACF - podporuje dynamické prideľovanie IP adries, autentifikáciu a prístupovú

konfiguráciu na základe profilu účastníka a taktiež lokalizačný manažment.

RACF - realizuje prístupovú kontrolu, ktorá nie je založená len na profile účastníka

podľa NACF, ale tiež ne prevádzkových zásadách operátora siete a dispozičných

sieťových prostriedkoch transportnej siete pre službu, ktorú práve požaduje užívateľ

siete.

TGW - je vlastne prestupová brána, ktorá je využívaná pre prístup verejných

telefónnych sietí PSTN/ISDN a účastníkov takýchto sieti. TGW plní úlohu priechodovej

brány medzi existujúcimi digitálnymi TDM ústredňami a platformou NGN.

K existujúcim ústredniam sú pripájané prostredníctvom 2 Mbit/s tokov, v ktorých sú

oddelené užitočné kanály od signalizačných.

MBG – Media Broker Gateway.

Core IMS – IMS jadro – NGN IMS podporuje poskytovanie SIP založených

multimediálnych služieb NGN terminálmi. Funkčné subjekty IMS môžu byť

poskytovateľom siete používané na podporu tranzitu siete. Smerovanie môže byť

vykonané v závislosti od entity vykonávajúcej dané smerovanie a je závislá od druhu

prenášaných dát, signalizácie, konfigurácie alebo vyhľadaniu v databáze. Jadro IMS je

12

podmnožina 3GPP IMS, je definovaná v 3GPP TS 23.002 a ktorá je vyhradená na

funkcie riadenia spojenia. Hoci v podstate zhodné s 3GPP IMS entitami NGN IMS

funkčné entity by mohli vykazovať malé zmeny v správaní, v dôsledku rozdielov v

prístupovej sieti a v užívateľských zariadeniach.

Obr.5. TISPAN IMS a jeho prostredie

Obrázok 5 znázorňuje postavenie IMS v celkovej architektúre NGN s rozhraním,

pre externé komponenty. Komponenty jadra IMS sú znázornené na nasledujúcom

obrázku.

13

Obr.6. IMS funkčné komponenty

Medzi hlavné zložky IMS, ktoré sa podieľajú na SIP signalizácií sú CSCFs. CSCF

SIP servery plnia celý rad funkcií ako je napríklad kontrola multimediálneho spojenia

a funkcia prekladu adries. Okrem toho CSCF musí zabezpečovať riadenie priebehu

služieb, vyjednávanie hlasového kodeku pre audio komunikáciu, autentifikáciu,

autorizáciu a tarifikáciu. CSCF má v podstate tri úlohy:

Proxy CSCF (P-CSCF)

Prepojovacie CSCF (I-CSCF)

Službovo orientovaná CSCF (S-CSCF)

S-CSCF je kľúčovou časťou servera, ktorý má hlavnú zodpovednosť za riadenie

spojenia a poskytovanie služieb. [9]

2.4 IMS a jeho prínos pre operátora

IMS vo svojom jadre umožňuje operátorovi využívať široké spektrum funkcií, ktoré

mu umožňujú posilniť svoje obchodné postavenie a zdieľať zisky. Medzi významné

časti, pre ktoré sa poskytuje podpora patria:

Prítomné a dostupné informácie – so sieťou, ktorá vie, či používatelia sú dostupní

a aký druh zariadenia momentálne používajú sa stáva možným poskytovanie

14

nadštandardných služieb, ktoré zabezpečia, že hovor alebo transakcia sa vždy

dostane k danému zákazníkovi alebo zariadeniu. Príkladom takýchto služieb, ktoré

sa už teraz používajú je WiFi.

Lokalizačné informácie – v sieti, ktorá vie kde sa daný užívateľ nachádza je možné

poskytovať široké portfólio lokalizačných služieb a aplikácií, ktoré môžu byť

poskytnuté zákazníkom. Aj keď v minulosti služby založené na lokalizácií boli

možné, tak v skutočnosti nikdy nenastal reálny vzostup tejto technológie, pretože sa

to stretávalo s veľkými integračnými a výkonnostnými problémami týchto

lokalizačných zariadení. V IMS je tiež možné, ako aj v GSM, kombinovať už

dostupný systém GPS a iné lokalizačné technológie, aby sa služby založené na

lokalizácií mohli stať komerčnou realitou.

Bezpečnostný a krízový manažment – citlivosť na zraniteľnosť sa nakoniec stala

dôležitou kapitolou či už pre firemných alebo súkromných zákazníkov. Veľká

pozornosť sa kladie hlavne na scénu vírusov, ktoré sú už v dnešnej dobe schopné

napádať aj mobilné zariadenia. Následkom takéhoto napadnutia mobilného

zariadenia môže byť, že sa zákazníkovi nepodarí spojiť s dožadovanou stanicou

alebo tiež, že mu nebude poskytnutá požadovaná služba. Preto si myslím, že

operátori, ktorí chcú vyvíjať a poskytovať zákazníkom stále nové a atraktívne

služby musia dbať hlavne o bezpečnosť týchto služieb a taktiež o celkovú

bezpečnosť služby. A tak budú zákazníci odchádzať od taktiky „urob si sám“

a budú si radšej vyberať takých poskytovateľov služieb, ktorí budú schopní

zabezpečiť bezpečné prostredie. Je dôležité uvedomiť si, že zákazníci už teraz

rozlišujú dva aspekty bezpečnosti dát. Prvým je bezpečnosť správ, ktoré sa

posielajú cez sieť. Dnes už existuje niekoľko techník, ktorým vieme zabezpečiť

prenos z jedného miesta na druhé. Poskytovateľ služieb sa musí správať ako garant

celkovej integrity siete, tým, že používa patričné nástroje na zabránenie pokusov o

„hack“ alebo rôzne spamovcie útoky. Ďalším dôležitým aspektom je, že sieťoví

poskytovateľ bude musieť zabezpečiť aby informácie, ktoré má o svojom

zákazníkovi boli dostatočne chránené, aby sa k nim nedostal nikto neoprávnený.

Pretože v dnešnej dobe je ochrana týchto osobných údajov veľmi dôležitá, z toho

dôvodu, že v dnešnom digitálnom svete je možné aj pomocou jediného odhaleného

hesla spôsobiť zákazníkovi finančnú stratu. Poskytovatelia služieb tu majú

potenciál aby sa správali ako dôveryhodní a veľmi bezpečný sprostredkovatelia.

15

Zdieľané používateľské dáta a profily – kým poskytovatelia služieb majú na

začiatku veľkú výhodu v tom, že už im zákazník platí, tak môžu to ešte stále

rozšíriť tým, že zvýšia rozsah informácií o zákazníkovi, ktoré budú potrebovať na

podporu vyspelejších služieb. S IMS schopným zabezpečiť a autorizovať interakcie

cez rôzne prístupové siete a zariadenia sa stane možným poskytnúť zákazníkovi

štandardizovanú prihlasovaciu procedúru, ktorá nebude závislá od zariadenia alebo

siete ktoré zákazník používa. Pre IMS je ďalším dôležitým aspektom rozmer

mobility, prinášanie konzistentného a všeobecného rozhrania pre všetky transakcie

a platené procedúry. Ale veľmi dôležité sú body funkcionality. Profilové

a preferenčné informácie môžu byť viacej využívané a to spôsobom, že budú

povzbudzovať používateľov v tom, aby si vytvárali komunity priateľov, susedov

a kolegov a vytvárali multimediálne transakcie medzi nimi jednoducho a rýchlo.

Vzostup blogovania je jedným z prvých príkladov. To môže ľahko prerásť na

podporu komunít založených na spoločných zážitkoch alebo miestach.

Flexibilné účtovanie – v tradičných telekomunikáciách peniaze obvykle tečú

priamo od zákazníka k operátorovi, alebo môžu byť presmerované nejakým

spojovacím partnerom. Účty boli všeobecne kalkulované z dĺžky trvania hovoru

a vzdialenosti. Boli to veľmi jednoduché dáta na kalkuláciu týchto hodnôt.

V kontraste s týmto je veľmi rozdielne multimediálna povaha NGN služieb, ktorá

sa chystá toto zrevolucionalizovať. Ide o to, že poskytovatelia nebudú pri

spoplatňovaní služieb nijako obmedzení a umožní im to flexibilne zostaviť

a ohodnotiť svoje služby, tak aby sa stali atraktívnymi aj pre menšie trhy. IMS

poskytuje rámec na zjednodušenie týchto procedúr tým, že konkrétne služby

poskytuje špecifickým zákazníkom tak, že je možné vytvoriť zlatých a strieborných

používateľov. Ide vlastne o to, že na základe toho koľko budú zákazníci ochotní

platiť, tak im budú vystavené adekvátne služby.

Vytváranie služieb a ich správa – vytváranie služieb bolo často problematickou

zónou za čias inteligentných sietí. Nové technológie, ktoré sú vyvíjané, môžu

umožniť chytiť a položiť vytváranie novej multi-siete a multi-protokolových

služieb a aplikácií netechnickým personálom a tým sa výrazne zníži cena uvádzania

a prototypovania nových technológií.

16

2.5 Operačný dopad IMS

IMS je implementované v konečnej sfére u každého individuálneho poskytovateľa

služieb. Je jasné, že tento dopad bude skutočne transformačný v obchodných procesoch,

operačných sférach, bude omnoho viac ako len nový súbor rozhraní s ktorými sa dá

pracovať. Špecifickejšie IMS sa snaží doviesť potrebu pre nový odhad v niekoľkých

kľúčových sférach. A tými sú:

QoS – už nebude viac možné vytvoriť jednoduchý, deterministický pohľad na

kvalitu služby založený čisto na málo spojovacích a sieťových parametroch. Tento

perspektívny prístup bude musieť byť nahradený omnoho flexibilnejšími

a dynamickými metódami, ktoré budú môcť spájať niekoľko zdrojov QoS dát

založených viac na terajšej zákazníkovej spokojnosti s transakciou. Ide o to, že

operátori pri poskytovaní služieb musia prihliadať nie len na kvalitu spojenia, ale

hlavne na to, či je zákazník spokojný s kvalitou poskytovaných služieb.

Zaistenie služby a riadenie rizika – tieto QoS kapitoly ešte zvýrazňujú fakt, že

komunikácie budú ešte vo väčšej miere zastúpené v rôznych komerčných

a technologických doménach a iba niektoré z nich budú v skutočnosti vlastnené

poskytovateľom služieb.

Bezpečnosť – splývanie IP a PSTN svetov otvára pred tým zabezpečený

telekomunikačný priestor hrozbe útoku od hackerov. Z VoIP hovormi napríklad

potrebujeme rovnaké adresovacie funkcie ako požadujú www stránky. Dokonca aj

obyčajné hlasové hovory môžu byť ohrozené DoS útokmi. Alternatívne obe VoIP

aj prenosy správ môžu byť ovplyvnené navádzaním na nesprávnu akciu

a spammingom. Poskytovatelia služieb potrebujú zabezpečiť, že obe tieto siete a ich

užívatelia budú efektívne chránení. [7]

17

3 Služby NGN

Pojem služba môže byť definovaná nasledovne:

,,Telekomunikačná služba je prenos, uchovávanie a poskytovanie informácií

prostredníctvom telekomunikačných sietí. Je poskytovaná dodávateľmi služby

používateľom za účelom uspokojovania ich telekomunikačných potrieb. Súčasťou

služby je poskytovanie zoznamu účastníkov, resp. používateľov služby. Informácie o

poplatkoch a tarifných jednotkách za poskytovanú službu sú vhodným spôsobom

publikované. Ak uchovanie a poskytovanie informácií je podporované samotnou sieťou

alebo prídavnými zariadeniami, telekomunikačná služba sa považuje za službu s

pridanou hodnotou.”

3.1 Kategórie služieb NGN

Podľa ETSI sú definované podobne ako pre ISDN tri základné kategórie služieb pre

druhú generáciu mobilných sietí:

Základné služby

Teleslužby

Doplnkové služby

Okrem týchto existuje z pohľadu poskytovaných služieb zákazníkom štvrtá

kategória, ktorá dopĺňa celé portfólio služieb poskytovaných pre zákazníkov mobilných

sietí:

Služby s pridanou hodnotou VAS (Value Added Services).

3.1.1 Základné služby Základné služby predstavujú prenos používateľských dát medzi dvoma terminálmi.

Základné služby v GSM korešpondujú so základnými službami ponúkaným v ISDN, ale

fyzická rýchlosť prenosu bola donedávna technologicky obmedzená maximálne na 9.6

kb/s.

Medzi základné služby môžeme zaradiť nasledujúce služby:

Prenos dát s prepájaním okruhov CSD (Circuit Switched Data.). Tieto nosné služby

môžeme rozdeliť na asynchrónne a synchrónne, transparentné a netransparentné ( u

netransparentných služieb sa používa na zabezpečenie správnosti prenosu informácie na

18

rádiovom rozhraní tzv. protokol rádiového spoja - RLP Radio Link Protokol).

Podporované sú rýchlosti 300b/s, 1.2kb/s, 2.4kb/s, 4.8kb/s, 9.6 kb/s, neskôr pribudla aj

ďalšia základná rýchlosť 14.4kb/s. Tieto služby sú vhodné pre prenos obmedzeného

množstva dát, napr. pre e-mail bez pripojených dokumentov.

Prenos dát do ISDN /PSTN zabezpečený “3,1 kHz audio”. Pri použití tejto služby je

pomocou modulu IWF (Interworking Funkcion) v MSC vybraný príslušný modem a

komunikácia prebieha aj v PSTN/ISDN prostredníctvom „3,1 kHz audio”.

“Transparentné” dátové informácie UDI (Unrestricted Digital Information). Táto

služba umožňuje prenos dát koniec- koniec bez konverzie digitálneho signálu na

analógový. Pri prenose je použitý protokol V 110.

Prenos dát cez PAD (Packet Assembly Disassembly). Umožňuje účastníkom GSM

prístup do verejných dátových sietí s prepájaním paketov PSDN(Packet Switched Data

Network).

Posielanie dát po ukončení hlasovej komunikácie (Speech followed by data) –

Používateľ má možnosť v priebehu hlasovej komunikácie začať aj dátovú komunikáciu.

Nie je možné pokračovať v hlasovej komunikácii.

Striedanie služieb hlas/dáta (Alternate Speech/Data). Používateľ má v priebehu

hlasovej komunikácie možnosť meniť komunikáciu aj na dátovú komunikáciu a naopak.

Medzi aplikácie vyžadujúce vyššie prenosové rýchlosti patrí prenos súborov, prístup

do internetu (napr. k multimediálnym portálom), elektronická pošta atď.

Oficiálna miera akceptovateľnosti a rozdelenie aplikácií neboli a nie sú stanovené z

pohľadu prenášaných dát. Väčšia akceptovateľnosť použitia spomenutých aplikácií je

zrejmá po implementácii nasledujúcich technológií v sieti GSM:

HSCSD (High Speed Circuit Switched Data – vysokorýchlostný prenos dát s

prepojovaním okruhov), pri ktorej sa využívajú maximálne štyri po sebe nasledujúce

časové okná 14,4 kb/s pre maximálnu prenosovú rýchlosť 57,6 kb/s.

GPRS (General Packet Radio Service – služba rádiového paketového prenosu), pri

ktorej sa teoreticky dá pri paketovom prenose dát zabezpečiť rýchlosť (druhá vrstva –

RLC/MAC) 171,.2 kb/s, pričom sa využíva osem kanálov 21,4kb/s. V prvých fázach

nasadenia GPRS bude možné dosiahnuť fyzickú rýchlosť cca 30kb/s (pri 3 kanáloch a

CS-2). Výsledná rýchlosť bude závisieť od viacerých faktorov ako napr.: GPRS

kapacita na strane siete, kapacita mobilného zariadenia, typ kódovacej schémy,

skutočná hlasová prevádzka v sieti, kvalita na rádiovom rozhraní.

19

EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution – Zvýšené rýchlosti prenosu dát

pre rozvoj GSM), umožňuje rýchlosť až do 384 kb/s, ak je použitých všetkých osem

časových okien. Zdokonalená modulácia sa automaticky prispôsobuje kvalite rádiového

spoja a umožňuje vyššie rýchlosti prenosu dát pri dobrých podmienkach šírenia na

strane základňovej stanice a zabezpečuje pokrytie rozsiahlej oblasti pri nižších

prenosových rýchlostiach.

3.1.2 Teleslužby Poskytujú kompletné možnosti terminálov pre komunikáciu medzi používateľmi.

Medzi tieto služby patria:

Núdzové volania – uskutočniteľné aj bez použitia karty SIM.

Hlasové volania z mobilnej stanice - MO (Mobile Originated) a volania prijímané

mobilnou stanicou - MT (Mobile Terminated).

Fax skupiny G3 s rýchlosť prenosu 9,6kb/s, prípadne 14,4 kb/s

Striedanie hlasovej komunikácie a faxu G3

SMS - Short Message Service - Služba prenosu krátkych správ. Sú definované dva

druhy služieb pre prenos krátkych textových správ:

SMS MO/PP (Mobile Originated / Point to point - odosielaná mobilnou stanicou /

bod - bod)

SMS MT/PP (Mobile Terminated / Point to point – prijímaná mobilnou stanicou /

bod - bod)

Pri oboch typoch služieb zabezpečuje prenos informácie centrum - SMSC

(identifikované jednoznačne číslom SMSC – Short Message Service Centre) - tieto

správy prijíma, uchováva a posiela správu určenému adresátovi napr. aj podľa jeho

dostupnosti v sieti GSM.

SMCB Short Message Cell Broadcast – Hromadný prenos správ v bunke -

umožňuje operátorovi, či priamo poskytovateľovi informácií posielať krátke správy

do špecifikovanej časti siete GSM. Jedná sa o nepotvrdzovanú službu. SMCB môže

byť použitý pre rôzne služby.

V niektorých oblastiach môže byť pre maloobchodných predajcov zaujímavé

posielať zákazníkom a potencionálnym zákazníkom informácie o mimoriadnej ponuke a

zaujímavostiach ako sú výpredaj, mimoriadna ponuka, rozšírenie predajného času atď.

Nákupné strediská, výstavné haly, letiská a športové štadióny sú príklady miest, kde

môžu byť smerované služby založené na bunkovom hromadnom prenose.

20

Informačné služby

Hromadný prenos v bunke je ideálny pre doručovanie miestnych alebo regionálnych

informácií, ktoré sa hodia skôr všetkým účastníkom v danej oblasti ako jednému alebo

len niekoľkým účastníkom. Príkladom môže byť informácia o riziku, programy kín,

miestne počasie, meškania lietadiel alebo autobusov, turistické informácie, informácie o

možnosti parkovania a premávke.

3.1.3 Služby s pridanou hodnotou VAS je ďalšia skupina služieb, ktorú je možné budovať a začleňovať do siete pri

použití existujúcich štandardov pre oblasť IP, alebo telekomunikácií. Rovnako ako

doplnkové služby, ani túto skupinu nie je možné poskytovať bez základných služieb.

Súčasnosť je charakterizovaná konvergenciou, keď sa svet mobilný čoraz viac prelína

so svetom internetu a takéto sú aj trendy v poskytovaní služieb pre zákazníkov mobilnej

siete. Použitím rôznych technológií je možné poskytnúť zákazníkom služby z

nasledovných troch kategórií:

1. Komunikácia:

Messaging – prenos správ medzi koncovými používateľmi či serverami, či

používateľom a serverom

Firemný itranetovský prístup zamestnancov

Prístup k firemnému či personálnemu e-mailu

2. Informácie a zábava:

Informačné služby

Hry

Tipovanie

3. Elektronický obchod:

Obchodovanie na burze

Nakupovanie pomocou mobilného telefónu

Bankovníctvo

21

3.2 NGN služby z pohľadu poskytovateľa služieb

V internetovej komunite je už na dobrej ceste vybavovanie všetkých nových potrieb

a nových nárokov užívateľov na služby. Ich riešenie je vlastne jednoduché s použitím

pokročilých CPE ako sú počítače, inteligentné telefóny alebo set-top boxy, ktorých

inteligencia by mala byť potlačená smerom k okraju siete. Počítačové a softvérové

spoločnosti budú vyvíjať aplikácie a sťahovanie na náš CPE. Od verejných sieťových

operátorov sa očakáva vysokorýchlostný a spoľahlivý prenos.

Existuje niekoľko dôvodov prečo by sa mali tradičný telekomunikačný operátori

starať o NGN služby:

1. Ak chcú verejní sieťoví poskytovatelia prosperovať aj v novom tisícročí musia

byť konkurencie schopní čo sa týka hlavne cenovej marže. Musia taktiež nájsť spôsob

ako rozšíriť svoje portfólio služieb čo sa týka prenosu. Na to sa vlastne využívajú NGN,

ktoré podporujú nové moderné služby a umožnia sieťovým dopravcom udržať si svojich

kľúčových zákazníkov a rozširovať svoj trh do nových oblastí.

2. Pre malý počet služieb, ktoré nevyžadujú spoluprácu medzi sebou je CPE

založený prístup adekvátny. Ako počet, sofistikovanosť a stupeň spolupráce medzi

službami sa zvyšuje, tak sieťovo založený prístup má niekoľko dôležitých výhod.

Napríklad sieťovo založený prístup poskytuje väčšiu efektivitu a rozšíriteľnosť ako

CPE založený prístup. CPE musí byť viac zorganizovaný a tým pádom aj drahší aby

držal krok s pokročilejšími aplikáciami. Sieťovo založené riešenie dovoľujú zdieľanie

zdrojov a šetria prostriedky na dosiahnutie tohto cieľa, z čoho vyplýva, že sieťovo

založený prístup bude lacnejší. Za druhé je ťažšie podporovať služby a mobilitu

používateľov s CPE prístupom. Ak sa používatelia chcú dostať k svojim službám

z iného miesta, tak budú nútení zobrať si svoje CPE so sebou alebo si stiahnuť softvér

z tohto nového miesta, čo vedie k plytvaniu času a sieťovými prostriedkami. So sieťovo

založenými službami sa môžu používatelia autentifikovať odkiaľkoľvek a tak získať

prístup ku kompletnému balíku svojich služieb. Nakoniec zákaznícka starostlivosť,

účtovanie a správa konfigurácia a ďalšie riadiace úlohy sú jednoduchšie zvládnuteľné so

sieťovo založenými službami.

22

NGN dovolia poskytovateľom sietí, aby úsporne podporovali nový balík

sofistikovaných služieb výstavbou na základných kompetenciách s tradičnými

prenosovými službami. Unifikovaný a konzistentný príchod NGN pomôže znížiť

náklady eliminovaním neefektívnych riešení a riešení, ktoré nie sú znova použiteľné.

Nakoniec NGN budú schopné prenášať a poskytovať pokročilé služby dovoľujúc im

zostať konkurencie schopné pokiaľ budú expandovať svoje možnosti na nové trhy.

3.3 Charakteristika NGN služieb

Určite je pravda, že prechádzame z TDM (časovo delený multiplex) na paketovo

a rámcovo orientované siete. Tieto zmeny budú mať hlavne vplyv na úroveň

poskytovaných služieb. Hlavný motorom tradičných poskytovateľov služieb bolo

poskytnúť pre trh základný prenos informácií medzi koncovými užívateľmi s rôznymi

pridanými možnosťami. Tieto služby mali tendeciu vytvoriť úzkopásmové hlasové

hovory jediným prepojením dvoch užívateľov. Akokoľvek tento pohľad na služby sa

rapídne mení, tak ako sa svetové ekonomiky stávajú čoraz viac závislé na informáciách

rovnako ako na základných zdrojoch. Nároky zákazníkov sa neustále zvyšujú a preto už

pre nich nie je dostačujúci tento trend jednoduchého prepojenia a poskytovania

základných služieb, ale obracajú sa čoraz častejšie na pokročilé širokopásmové služby,

ktoré poskytujú omnoho viac možností a širšie spektrum viac zaujímavých

multimediálnych služieb. Koncový užívatelia budú komunikovať so sieťou cez

sofistikované CPE a budú schopní vybrať si zo širokej škály kvalít služieb a šírky

pásma. V budúcnosti sieťová inteligencia nebude založená iba na kreatívnom routingu

spojení založených na jednoduchej databáze, ale môže to mať oveľa širší význam.

Momentálny vývoj v telekomunikačných službách vedie k svetu, kde poskytovatelia

služieb budú mať flexibilitu zamerať sa na mikromarketing.

Hlavným cieľom bude umožniť používateľom aby sa dostali k informáciám, ktoré chcú.

V akomkoľvek formáte, cez akékoľvek zariadenia, kedykoľvek, kdekoľvek

a v akomkoľvek množstve. Vzhľadom na vyššie uvedené trendy zmienim sumár

niekoľkých charakteristík služieb, ktoré budú príznačné a dôležité pre NGN prostredie:

Všadeprítomná v reálnom čase multimediálna komunikácia – jediná nádej pre

dramatické zvyšovanie spoľahlivosti príbuzná osobnej komunikácií, je

23

vysokorýchlostný prístup pre prenos akéhokoľvek média kedykoľvek, kdekoľvek

v akomkoľvek množstve.

Viac „personálnej inteligencie“ distribuovanej cez sieť – toto zahŕňa aplikácie,

ktoré majú prístup k osobnému profilu používateľa (napr. osobné záujmy,

preferencie, atď). Budú sa učiť z modelov správania a budú vykonávať špecifické

funkcie v prospech užívateľa(napr. „inteligentný agenti“, ktorí budú upozorňovať

užívateľa na špecifické udalosti alebo na to čo hľadal, budú triediť a filtrovať

špecifický obsah).

Viac „ sieťovej inteligencie“ distribuovanej cez sieť – toto zahŕňa aplikácie, ktoré

budú vedieť o službách, povoľovať prístup k službám a kontrolovať sieťové služby,

obsah a zdroje. Bude to tiež zabezpečovať špecifické funkcie na podporu služby

alebo sieťového poskytovateľa(napr. „riadiaci agenti“, ktorí monitorujú sieťové

zdroje, dáta o vyťaženosti a zabezpečujú riešenie problémov).

Viac jednoduchosti pre užívateľov – toto chráni užívateľov od komplexnosti

získavania, spracovávania, úpravy a prenosu informácií. Dovoľuje im to

jednoduchšie pristupovať k sieti používať jej služby a obsah. To vedie

k poskytovaniu obsahovo senzitívnych informácií, pomocí a volieb. Transparentné

riadené interakcie medzi viacerými službami.

Osobné prispôsobenie systému potrebám užívateľa a ich riadenie – to zahŕňa

schopnosť používateľa spravovať si svoj vlastný profil, vlastné sieťové služby,

sledovať informácie o využívaní a platbách, upravovať svoje užívateľské prostredia

a prezentáciu správania svojich aplikácií a vytvárať a zabezpečiť nové aplikácie.

Inteligentné riadenie informácií – toto pomáha užívateľom spravovať informačné

preťaženie tým, že majú možnosť hľadať, triediť a filtrovať obsah. Spravovať

správy alebo dáta alebo akékoľvek médium a spravovať osobné informácie(napr.

kalendár, zoznam kontaktov, atď).

3.4 Špecifické NGN služby

Architektúra NGN bude poskytovať niekoľko kľúčových možností, ktoré budú

omnoho viac prospešné pre široké pole potencionálnych služieb. Rozmanitosť služieb,

niektoré sú už dostupné, iné stále ešte v konceptuálnom štádiu, boli pripojené k NGN

iniciatíve a stanovené ako vhodní kandidáti pre NGN implementácie. Kým niektoré

24

z týchto služieb môžu byť poskytnuté na existujúcich platformách, iné profitujú

z pokročilých riadiacich a signalizačných kapacít NGN.

Väčšina tradičných služieb založených na základnom prístupe a službách,

základnom spojení a mnohých ďalších pridaných službách. NGN bude určite

podporovať oveľa širšie pole typov služby vrátane:

Špecializované zdrojové služby (napr. zabezpečovanie a správa transkóderov,

triedy rozoznávania hlasu, atď.)

Spracovávanie a uchovávanie služieb (napr. zabezpečovanie a správa serverov,

terminálov a platforiem pre operačné systémy)

„Middleware“ služby (napr. pomenovávanie, licencovanie, bezpečnosť, atď. )

Špecifické služby aplikácií (napr. interaktívne videohry, bussiness aplikácie, atď.)

Služby poskytujúce obsah, ktorý zabezpečuje sprostredkovávanie informácií (napr.

elektronické vzdelávanie, atď.)

Spolupracujúce služby pre komunikáciu s inými typmi aplikácií, službami, sieťami,

protokolmi alebo formátmi (napr. EDI preklad, atď.)

Riadiace služby na údržbu, fungovanie a správu komunikačných výpočtových sietí

a služieb

Hlasové telefonovanie – NGN bude musieť podporovať niekoľko existujúcich

hlasových telefónnych služieb (napr. čakajúci hovor, konferenčný hovor a rôzne

ďalšie služby) ale NGN sa nesnaží duplikovať všetky a každú tradičnú službu

hlasového telefonovania, ktoré sú momentálne poskytované. Radšej sa budú snažiť

podporovať iba malé percento z týchto tradičných služieb s najväčším zameraním

na najpredávanejšie služby a služby potrebné z regulačnej perspektívy.

Dátové služby – zabezpečujú vytvorenie konektivity v reálnom čase medzi

koncovými bodmi pozdĺž niekoľkých hodnotu pridávajúcich vlastností (napr.

rozšírenie šírky pásma na požiadanie, atď.)

Personálna pomoc – táto služba by mala predstavovať obmenu virtuálneho

personálneho asistenta. Personálny asistent je dostupný z ľubovoľného koncového

zariadenia, dostupný v ľubovoľnom čase, dostupný všade a vždy je prístupný

uspokojiť potreby klienta podľa jeho profilu.

Multimediálne služby – umožňujú niekoľkým skupinám ľudí spolu komunikovať

prostredníctvom hlasu, videa a dát. Toto umožňuje zákazníkom konverzovať medzi

25

sebou, zatiaľ čo si zobrazujú vizuálne informácie. To tiež umožňuje zapojenie

viacerých počítačov pri riešení jednej úlohy.

Virtuálne privátne siete

Verejná výpočtová sieť – zabezpečuje verejné sieťovo založené výpočtové služby

pre obchod a zákazníkov. Napr. verejný sieťový poskytovateľ môže poskytnúť

všeobecné spracovávacie a úložné kapacity (napr. hostovanie WEB stránky,

atď.).Verejný sieťový poskytovateľ môže spoplatňovať zákazníkov za

spracovávanie a ukladanie dát, ale nebude mať žiadnu vedomosť o špecifickom

obsahu alebo aplikácií. Alternatívne verejný sieťový poskytovateľ môže

zabezpečovať špecifické obchodné aplikácie (napr. časové správy, atď.) alebo

zákaznícke aplikácie (napr. program na vynovenie kuchyne, atď.), pričom sa všetky

výpočtové a úložné operácie dejú v sieti. Verejný sieťový poskytovateľ môže

účtovať za hodiny, dni, týždne alebo licencie.

Služba zoznámme sa – táto služba bude umožňovať stretnutie dvoch alebo

viacerých osôb so spoločnými, podobnými alebo zhodnými záujmami.

Unifikované správy – podporujú doručenie hlasovej pošty, e-mailu, faxovej pošty

a stránok cez všeobecne používané rozhrania. Cez tieto rozhrania budú užívatelia

pristupovať, tak isto ako aj cez ne budú oboznámení s rôznymi typmi správ (napr.

hlas, e-mail, fax, atď.). Prístup k nim bude nezávislý od typu prístupu (napr. wifi,

mobilný telefón, počítač, atď. )

Sprostredkovanie informácií – zahŕňa inzerovanie, hľadanie alebo zabezpečovanie

informácií tak aby sa stretli zákazníci s poskytovateľmi. Napr. zákazník môže

dostať informáciu založenú na dopredu špecifikovaných kritériách alebo založenú

na modeloch správania.

E-Commerce – dovoľuje užívateľom nakupovať tovary a služby elektronicky cez

sieť. Toto zahŕňa spracovávanie transakcií, verifikáciu informácií o platbách,

zabezpečuje bezpečnosť a možnosť obchodu. Domáce bankovníctvo a domáce

nakupovanie spadá do tejto kategórie služieb. Sem spadajú aj bussiness to bussiness

aplikácie.

Služby Call centra – odberateľ môže začať volať do Call centra operátorovi

kliknutím na WEB stránku. Hovor môže byť presmerovaný k správnemu

oprátorovi. Ktorý môže byť kdekoľvek, dokonca aj doma (napr. virtuálne Call

centrum). Hlasové hovory a e-mailové správy môžu byť zaraďované do fronty pre

26

každého operátora. Operátori by mali elektronický prístup k zákazníkovi, katalógu,

skladu a objednávacím informáciám, ktoré budú prenášané medzi zákazníkom

a operátorom.

Interaktívne hry – ponúka zákazníkom možnosť ako sa stretávať online a vytvárať

interaktívne hracie relácie (napr. videohry ).

Distribuovaná virtuálna realita – odkazuje na technologicky generované

reprezentácie skutočných udalostí, ľudí, miest, zážitkov, atď. , v ktorých sú

účastníci. Virtuálny zážitok je fyzicky distribuovaný. Tieto služby vyžadujú

sofistikovanú koordináciu niekoľkých rôznych zdrojov.

Lokalizácia – sú to služby založené na polohe, ako sú informačné služby dostupné

v mobilných telefónoch, PDA a iných mobilných prístrojoch, súvisiace so známou

polohou účastníka v priestore, ktorú poskytuje prevádzkovateľ telekomunikačnej

siete alebo zariadenie s funkciou GPS. Aplikácie sa týkajú núdzových služieb,

lokality núdzových volaní, hľadanie a zisťovanie osôb alebo objektov, čo môže

veľmi napomôcť v mnohých situáciách ako napríklad ak sa niekto stratí alebo

zavolá pomoc z neznámeho miesta a nedokáže ho presne identifikovať. V mnohých

prípadoch to môže zachrániť veľa ľudských životov ako aj obmedziť škody na

majetku.

Domáce riadenie – s príchodom domácich sietí a inteligentných spotrebičov tieto

služby môžu monitorovať a kontrolovať domáce bezpečnostné systémy,

energetické systémy, domáce zábavné systémy a iné domáce spotrebiče. [8]

3.5 Výhody NGN služieb

NGN využíva to najlepšie zo sveta IP a PSTN ako napríklad flexibilitu, efektívnosť,

inovácie, bezpečnosť a spoľahlivosť.

3.5.1 Výhody z pohľadu poskytovateľa služieb Zníženie nákladov vďaka integrovanej a efektívnej IP technológii.

Zníženie operatívnych nákladov vďaka úspore prenosových nákladov a nižšej

spotrebe energie.

Schopnosť poskytnúť širšie spektrum služieb.

Jednotná sieťová vrstvy pre riadenie.

27

Nie je potrebné vytvárať samostatnú sieť pre prenos zvuku, dáta a videa.

3.5.2 Výhody z pohľadu poskytovateľa služieb Znížené poplatky za volania.

Nové inovatívne služby.

Zvýšenie rýchlosti pri prenose dát.

Jednotný účet za hlasové, dátové a video služby. [2]

28

4 Architektúra NGN služieb

Siete NGN sa svojou architektúrou podstatne líšia od architektúry tradičných

telekomunikačných sietí. U tradičných telekomunikačných sietí sa inteligencia siete

sústreďuje viac na jadro siete, teda na centrálne ústredne. U NGN sa architektúra

a smerovacie činnosti decentralizujú na okraj siete.

4.1 Základný pohľad na architektúru služieb NGN

Veľa existujúcich aplikácií bolo vytvorených v špecifickom móde, natvrdo

naprogramovaný pre špecifický typ prenosu alebo technológie. Pre prenosové médiá,

ktoré chcú podporovať obmedzený počet aplikácií cez obmedzený počet transportných

mechanizmov je táto stratégia adekvátna. Tento mód môže dokonca zabezpečiť lepší

výkon, spoľahlivosť a môže tiež zabezpečiť rôzne nové a užitočné aplikácie, dokiaľ

bola táto platforma prispôsobená na špecifickú kombináciu aplikácií a prenosu. Keď sa

začal zvyšovať počet aplikácií a počet rôznych druhov prenosu začal sa stávať tento

prístup neefektívny. Napríklad pri prehľadávaní cez väčší počet aplikácií a cez väčší

počet druhov prenosu už nachádzame viacej podobností ako rozdielov v typoch

podpory, ktorá je požadovaná ako je napríklad platenie, nastavenie spojení,

zabezpečenie a rôzne ďalšie.

Ako ukazuje nasledujúci obrázok číslo 7, tak jeden z primárnych cieľov NGN je

zabezpečiť všeobecné unifikované a flexibilné ovládacie prostredie, ktoré bude

podporovať viacero typov služieb a správcovských aplikácií cez niekoľko typov

prenosu. Táto sekcia opisuje tri najdôležitejšie charakteristiky ovládacieho prostredia

novej generácie.

29

Obr.7. Riadenie novej generácie

4.2 Vrstvenie architektúry

Koncept vrstvenia architektúry je kľúčový pre prostredia sietí novej generácie.

Najprv siete novej generácie čisto oddeľujú obsluhu služieb od nižšie ležiacich

prenosových elementov. Toto dovoľuje nosičom vybrať si ten najlepší z prenosových

elementov nezávisle od toho najlepšieho z riadiacich softvérov.

Ako ukazuje obrázok číslo 8 riadenie sietí novej generácie môže byť rozdelené na

riedenie funkcií, riadenie služieb alebo riadenie spojenia. Čisté oddelenie medzi

prístupovou, správcovskou a komunikačnou kontrolou spojenia s vrstvou, ktoré

umožňuje, aby každý typ spojenia bol spracovávaný nezávisle od ostatných. Preto

niekoľko správcovských relácií môže byť spustených z jedného prístupového spojenia.

Rovnako komunikačné spojenia môžu byť samostatne oddelené od celkovej služby

spojenia, ktorej sú súčasťou. Najdôležitejšou vlastnosťou týchto oddelení je, že

dovoľujú, aby boli služby vyvíjané nezávisle od nižších prenosových a spojovacích

podmienok. Preto vývojári služieb už nebudú musieť viac brať do úvahy druh prenosu

používaný pre služby, ktoré vyvíjajú.

30

Obr.8. Vrstvenie architektúry, rozhranie otvorených služieb

4.3 Rozhranie otvorených služieb

Obrázok 8 ukazuje iný kľúčový atribút architektúry služieb novej generácie.

V jednotlivých otvorených vývojových prostrediach založených na API (Application

Programming Interface) bude umožňovať poskytovateľom služieb nezainteresovaným

vývojárom a dokonca aj užívateľom koncových zariadení, aby vytvárali a uvádzali na

trh aplikácie rýchlo a bezproblémovo. Toto zrýchli nástup nových služieb, tým, že dáme

poskytovateľom služieb väčšiu kontrolu nad uvádzaním služieb, procesov a dovolí to

znovu použitie komponentov z existujúcich aplikácií. Tiež to otvorí možnosti pre

vytváranie a distribúciu služieb pre širšiu verejnosť. Schopnosti užívateľov poskytnúť

nové a kreatívne služby bude obmedzená len predstavivosťou užívateľov.

4.4 Distribuovaná sieťová inteligencia

V prostredí služieb novej generácie zameranie trhových služieb môže byť veľmi

rozšírené tak, aby zabezpečilo omnoho širšiu paletu služieb spojených so sieťovou

inteligenciou. Prostredie služieb novej generácie rozdelených spracovávaní DPE

(Distributed Processing Enviroment) vlastne oddelí sieťovú inteligenciu od fyzických

prostriedkov sieťovej vrstvy. Tým pádom môže byť sieťová inteligencia prenesená na

31

vhodnejšie miesta v sieti ako napríklad môže pretrvávať na hlavných serveroch, na

ktorých bežia komponenty špecifické pre danú službu alebo sú na serveroch, ktoré

zabezpečujú špecifické funkcie. Sieťová inteligencia sa tiež môže presunúť do

koncových zariadení užívateľov.

Z užívateľskej perspektívy dnešné siete majú ešte ďaleko k naplneniu svojho cieľa,

ktorým je umožniť ľuďom a ich strojom, aby vzdialene komunikovali. Akokoľvek

najdôležitejším faktorom úspechu je zameranie pozornosti telekomunikačného

priemyslu na koncept služieb novej generácie a na to ako bude tento koncept

realizovaný v novom prostredí NGN. Všeobecné priemyselné chápanie NGN

architektúry pomôže kryštalizovať požiadavky na každú z NGN technologických

kapitol. Tiež umožní identifikovať nejaké oblasti kde bude potrebná spolupráca

priemyslu. [8]

4.5 Funkčná architektúra NGN

NGN architektúra podporuje poskytovanie multimediálnych služieb a doručovanie

obsahu služieb, vrátane streamovanie videa a vysielania. Funkčná architektúra je

zložená z:

funkcií koncových používateľov, ktoré prislúchajú jednotlivým terminálom

a zákazníckym sieťam,

transportnej vrstvy, ktorá sa využíva na prenos používateľských dát, vrátane

prenosu hlasu a elektronickej pošty,

vrstvy služieb, ktorá obsahuje taktiež SIP server na riadenie transportnej vrstvy,

manažmentu,

aplikácií poskytovaných treťou stranou,

iných sietí (PSTN/ISDN, NGN, internet a podobne).

Ďalej uvedený obrázok ukazuje architektúru, ktorá bola definovaná pre NGN v

ITU-T.

32

Obr.9. Funkčná architektúra NGN

Každý z týchto funkčných blokov je zložený z ďalších funkčných blokov a sú

prepojené rozhraniami (open interface). To umožňuje nezávislé definovanie rôznych

funkcií siete a ich jednotlivých služieb.

ETSI TISPAN vytvára štandardy pre využívanie IMS aj v NGN, ktorý bol pôvodne

určený 3GPP pre riadenie služieb v UMTS. ETSI definuje pre potreby NGN podsystém

služieb, tzv. Core IMS, ktorý je podmnožinou IMS, definovaného 3GPP. TISPAN

konkretizuje funkčný blok Service Control Function nasledujúcimi funkciami:

Core – IP – Multimedia – Subsystem, založený na SIP

PSTN/ISDN Emulation – Subsystem

Iné multimediálne podsystémy, napr. Streaming podsystém, založený na RTSP,

Content . Broadcasting podsystém a podobne

Spoločne využívané podsystémy, napríklad také, ktoré sa využívajú pre

autentifikáciu alebo pre zabezpečovací manažment, respektíve pre profilový

manažment účastníkov. [1]

33

Obr.10. Funkčný blok Service Control Function

34

Záver

Úlohou mojej práce bolo zadefinovanie pojmu služba v prostredí NGN, definovanie

pojmu NGN a IMS a charakterizovať ich vzájomnú interaktivitu. V úvode mojej práce

som sa venoval charakterizovaniu NGN ako takého a poukázal som taktiež na postupný

vývoj mobilných sietí. V práci som ďalej zaoberal problematikou IMS, stručným

charakterizovaním jeho vrstiev jeho vzájomnou konvergenciou s NGN a taktiež

výnosmi aké IMS prináša. V mojej práci sú ďalej opísané charakteristické vlastnosti

služieb v prostredí NGN a taktiež niektoré špecifické služby pre NGN a výhody NGN

z pohľadu poskytovateľa služieb. V závere mojej práce sa zaoberám problematikou

architektúry NGN, či už ide o vrstvenie architektúry, rozhranie otvorených služieb,

distribuovanú sieťovú inteligenciu alebo funkčnú architektúru.

Použitá literatúra [1] BLUNÁR, K. - DIVIŠ, Z. - ČERNÝ, V.: Informačné a telekomunikačné siete,

Žilinská Univerzita 2008, [2] Tim Parsons: Evolutions of Next Generation Networks [online], [cit 2009-04-

15]. Dostupné na intenete: <http://iete-elan.ac.in/atc51/session3/SN-gupta.ppt> [3] Gonzalo Camarillo, Miguel Angel García Martín: IP Multimedia Subsystem

[online], John Wiley & Sons, 2006 – [cit 2008-11-6]. Dostupné na internete: <http://en.wikipedia.org/wiki/IP_Multimedia_Subsystem>

[4] Siete novej generácie [online], [cit 2009-03-12]. Dostupné na internete: <http://qosvngnvoip.yweb.sk/NGN.html#>

[5] Lucent Technologies, Štandardizácia NGN v ETSI TISPAN od Lucent Technologies [online]. Lucent Technologies, september 2005 – [cit 2008-11-21]. Dostupné na internete: <http://www.ist-daidalos.org/daten/publications/standardisation-docs/05-09-tispan/luc-paper-tispan8.pdf>

[6] Next Generation Networking [online], - [cit 2008-10-21]. Dostupné na internete: <http://en.wikipedia.org/wiki/Next_Generation_Networking>

[7] Telcordia Technologies Inc.: IMS – Putting Value Back into the Network and Increasing the Revenues Flowing Out [online]. Telcordia Technologies, jún 2005 – [cit 2009-02-02]. Dostupné na internete: <www.telcordia.com/collateral/issues_briefs/ims_issues-brief.pdf>

[8] Joseph C. Crimi: Next Generation Network Services [online]. Telcordia Technologies, september 2007 – [cit 2008-12-01]. Dostupné na internete: <www.mobilein.com/NGN_Svcs_WP.pdf>

[9] Inge Grønbæk: NGN,IMS and service control [online]. Telenor R&I N 31/2006, 2006-12-06 – [cit 2009-05-18]. Dostupné na internete: <www.telenor.com/ri/pub/not06/n_31_06.pdf>

[10] 2G [online], - [cit 2009-01-23]. Dostupné na internete: <http://en.wikipedia.org/wiki/2G>

[11] 3G [online], - [cit 2009-01-23]. Dostupné na internete: <http://en.wikipedia.org/wiki/3G>

[12] 4G [online], - [cit 2009-01-23]. Dostupné na internete: <http://en.wikipedia.org/wiki/4g>

[13] Michal Krajčír: 3G (UMTS) [online]. [cit 2009-01-23]. Dostupné na internete: <http://www.fony.sk/index.php?podstranka=recenzie&cislo_kategorie=15&cislo_clanku=164>

Čestné prehlásenie

Vyhlasujem, že som zadanú bakalársku prácu vypracoval samostatne, pod

odborným vedením vedúceho bakalárskej práce prof. Ing. Karola Blunára, DrSc., a

používal som len literatúru uvedenú v práci.

Súhlasím so zapožičiavaním bakalárskej práce.

V Žiline, dňa: 12. júna 2009. Podpis diplomanta ....................................

Zoznam príloh [1] CD médium: Elektronická verzia diplomovej práce v doc. a pdf. formáte.