Программные коммутаторы и шлюзы

Программные коммутаторы и шлюзы

В установлении соединений в сетях IP-телефонии, помимо оконечных устройств, участвуют централизованно размещенные программные средства — серверы регистрации и перенаправления, прокси-сервер SIP, а также гейткипер системы сигнализации Н.323. Кроме исполнения основной функции — обслуживания обычных вызовов — полноценная телефонная сеть должна предоставлять абонентам дополнительные услуги, иметь средства тарификации и администрирования, что также требует применения специального программного обеспечения. Для комплексного решения перечисленных задач предназначен продукт, получивший название коммутатор Softswitch (софтсвитч). Сам термин обязан своим появлением фирме Lucent Technologies, выпустившей программный коммутатор под названием Lucent Softswitch — LSS. Коммутатор Softswitch представляет собой совокупность аппаратных средств и программного обеспечения, устанавливаемого, как правило, на отдельном специализированном сервере и выполняющего функции, аналогичные функциям управляющих устройств АТС в TDM-сетях с коммутацией каналов. Поскольку к производительности и надежности сервера предъявляются весьма жесткие требования, большинство ведущих производителей телекоммуникационного оборудования предлагают коммутатор SoftSwitch в виде законченного решения, представляющего собой программно-аппаратный комплекс.

К основным функциям коммутатора Softswitch относятся:

— регистрация абонентских устройств;

— управление установлением соединений;

— управление маршрутизацией;

— управление дополнительными услугами;

— тарификация;

— администрирование (включая создание плана нумерации и управление правами абонентов);

— конвертирование протоколов.

Последняя из перечисленных функций на нынешнем этапе внедрения технологии передачи речи в IP-сетях имеет очень большое значение. Во-первых, большинство сетей IP-телефонии на базе протоколов SIP и Н.323 сопрягается с обычными телефонными сетями, использующими другие сигнализации — ОКС№7, EDSS1, QSIG. Если в TDM-сетях (за исключением сетей связи с подвижными объектами) преимущественно применяются кодеки стандарта G.711, то в пакетных сетях к ним добавляются кодеки G.723, G.729 и другие. Во-вторых, IP-сети сами по себе характеризуются разнообразием используемых протоколов, что требует их согласования при установлении соединений и пересылке речевой информации. По этой причине коммутатор Softswitch обычно работает в тесном взаимодействии со шлюзами. Шлюз также может являться составной частью аппаратной части коммутатора SoftSwitch наряду с сервером.

Шлюзы IP-телефонии (MG — Media Gateways) представляют собой устройства сопряжения сетей, использующих различные протоколы. Поскольку одной из этих сетей обычно является LAN, шлюз оборудуется Ethemet-интерфейсом. Наличие в его составе других интерфейсов определяется видом встречных сетей. Среди задач, решаемых с помощью шлюзов, следует выделить три, встречающиеся наиболее часто. Первая заключается в организации абонентского доступа, когда к сети IP-телефонии через MG подключаются аналоговые или цифровые абонентские линии. Шлюз, предназначенный для решения этой задачи, имеет двухпроводные FXS-интерфейсы, позволяющие подключить аналоговые ТА, и ISDN BRI-интерфейсы (сторона N), если абонентам предоставляются цифровые терминалы. Вторая задача состоит в сопряжении сети IP-телефонии с обычной (TDM) телефонной сетью. В этом случае шлюз оборудуется интерфейсами Е1 с использованием общеканальной сигнализации EDSS1 или ОКС№7. Если число абонентов в сети IP-телефонии невелико, то для этого также можно использовать шлюз с несколькими интерфейсами FXO или ISDN BRI (сторона U). Интерфейс FXO предназначен для включения двухпроводных линий, связывающих MG с комплектами аналоговых абонентских линий обычной АТС. ISDN BRl-интерфейсы позволяют связать шлюз с оборудованием АТС посредством цифровых абонентских линий. Третья задача — согласование протоколов на стыке двух IP-сетей. Иллюстрацией к сказанному служит рис. 9.5, где показаны три шлюза MG1, MG2 и MG3, работающие в TDM- и IP-сетях.


Необходимо отметить, что в рассматриваемой отрасли систем связи пока нет вполне устоявшейся терминологии. Так, например, небольшие программные коммутаторы некоторых производителей получили название «1Р-РВХ» (учрежденческая IP-АТС). Относительно недавно введен также термин SBC — Session Border Controller (Пограничный контроллер сеансов связи). SBC представляет собой устройство, управляющее установлением соединений и передачей мультимедийной информации на стыке сетей. Многие функции SBC, шлюзов и коммутаторов Softswitch при этом совпадают. Поскольку современный рынок телекоммуникационного оборудования предлагает большое количество разнообразных аппаратных и программных средств IP-телефонии, различающихся набором функций, поддерживаемых протоколами и внутренней архитектурой, зачастую нельзя с уверенностью отнести продукт к той или иной категории.

Рассмотрим в качестве примера продукцию компании Avaya. Для построения сетей IP-телефонии компания предлагает комплекс программных и аппаратных средств, включающий программный продукт Communication Manager, семейства шлюзов и серверов. Communication Manager способен выполнять все функции программного коммутатора или пограничного контроллера сеансов связи (SBC). В его основу положен протокол сигнализации Н.323 и протокол Н.248, обеспечивающий управление шлюзами. Для работы с сигнализацией SIP, появившейся позже по сравнению с сигнализацией Н.323, имеется дополнительный программный модуль SES (SIP-Enablement Server). Благодаря этому могут одновременно обслуживаться 1Р-теле-фоны, использующие оба сигнальных протокола. Communication Manager способен предоставлять абонентам разнообразные дополнительные услуги, в том числе аудио- и видеоконференц-связь. Он может также обслуживать как отдельные пульты телефонисток, так и группы рабочих мест в центрах обработки вызовов.

Communication Manager функционирует на специально предназначенных для него серверах семейства Avaya S8xxx. Выбор конкретной модели сервера зависит от количества абонентов в сети и создаваемой ими нагрузки. Характеристики производительности, представленные в табл. 9.2, показывают, что на базе серверов Avaya могут быть построены как небольшие учрежденческие сети VoIP, так и сети крупных операторов связи.


Все перечисленные серверы построены на микропроцессорах фирм Intel и AMD и работают под управлением операционной системы Linux. Надежность их функционирования может быть повышена за счет дублирования. Вариант с дублированием предусматривает установку двух одинаковых серверов, связанных друг с другом выделенной волоконно-оптической линией, или взаимодействующих посредством сети, которую они обслуживают. В то время как активный сервер обрабатывает вызовы, пассивный постоянно синхронизируется с ним, благодаря чему переключение на резерв не приводит к нарушению уже установленных соединений.

Серверы S8300 и S8400 представляют собой модули, предназначенные для установки в корпус вместе с оборудованием шлюза, серверы моделей S8500 и S8700 размещаются в отдельных корпусах.

Шлюзы семейства Avaya Media Gateway, так же как и серверы, предназначены для построения сетей разного масштаба Для сетей небольших учреждений предназначены модели G150 и G250. Модель шлюза G150 имеет две фиксированные модификации: 2Т+4Ана4канала ЕР-телефонии и 4Т+4А на 16 каналов IP-телефонии. Шлюз содержит встроенный четырехпортовый коммутатор IAN, а также интерфейсы FXS и FXO для включения аналоговых ТА и двухпроводных аналоговых соединительных линий. Допускается установка модуля расширения, содержащего интерфейсы ISDN BRI. G150 заключен в компактный корпус, позволяющий размещать его на столе или на полке шкафа с телекоммуникационным оборудованием. Шлюз G250 расположен в корпусе формата 19" высотой 2U, внутри которого имеется место для установки сервера серии S8300. Коммутатор LAN на 8 портов, входящий в состав шлюза может обеспечивать питание IP-телефонов средствами РоЕ. Так же как и шлюз G150, этот шлюз имеет интерфейсы FXS, FXO и может быть оборудован интерфейсами ISDN BRI. Работой шлюзов G150 и G250 управляет Communication Manager, установленный на одном из серверов. В случае повреждения сервера или потери связи с ним, шлюз может работать автономно, сохраняя основные функции, но теряя при этом часть вспомогательных.


Для средних и крупных сетей предлагаются шлюзы G350, IG550, G650, G700, G860. Их конструкция позволяет сформировать комплект интерфейсов по желанию заказчика благодаря использованию разнообразных модулей. Один из вариантов комплектации шлюза G350 приведен на рис. 9.6. В нижней части его передней панели размещены разъемные соединители портов. Поскольку шлюз наделен функциями маршрутизатора, имеются два порта Ethernet 10/100 Мбит/с, один из которых обращен в сторону локальной сети (порт LAN), а второй — в сторону глобальной (порт WAN). Универсальный порт ССА предназначен для управления каким-либо устройством по команде, передаваемой пользователем по сети; например, для дистанционного управления замком на входной двери. Помимо собственно шлюза в корпусе слева расположен сервер серии S8300. Установочное место в верхней части использовано для размещения коммутатора LAN на 24 порта, имеющего также один высокоскоростной порт для сопряжения с другим коммутатором. На это место может быть также установлен модуль 40-портового коммутатора LAN (ММ316) или модуль на 24 цифровые абонентские линии, использующие фирменный интерфейс DCP компании Avaya (ММ312). Справа расположены три модуля с аналоговыми и цифровыми интерфейсами абонентских и соединительных линий. Необходимо отметить, что интерфейсы ISDN BRI модуля ММ720 обеспечивают работу в двух режимах: режим стороны N для подключения абонентской линии и режим стороны U для соединительной линии. Выбор режима осуществляется программными средствами. На месте расположенных справа модулей могут располагаться модули других типов, позволяющие организовать иной набор интерфейсов. Модели шлюзов, предназначенные для построения сетей с большим числом пользователей, такие, как G650, работают под управлением серверов серий S8500 и S8700. Шлюз G650 располагается в корпусе формата 19" высотой 8U. Он имеет 14 установочных мест для модулей различного назначения. Если емкости одного шлюза недостаточно, несколько G650 могут быть связаны волоконно-оптическими линиями, образуя комплекс оборудования с общей системой управления. Перечень модулей расширения для подобных шлюзов наряду с комплектами интерфейсов аналоговых и цифровых абонентских линий включает в себя такие устройства, как оптические интерфейсы STM-1 (155 Мбит/с), синтезаторы речи для систем оповещения, приемники сигналов многочастотного кода и другое оборудование. Надежность шлюзов большой емкости оборудования обеспечивается не полным дублированием, а резервированием их внутренних узлов.

Admin добавил 31.12.2011 в 08:18
Вы можете дополнить или изменить данную статью, нажав кнопку Редактор