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]
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 ....................................