Класифікація інтелектуальних мереж (IN)

ТЕМА

Класифікація інтелектуальних мереж (IN)

Вступ

Інтелектуальні мережі класифікують:

Залежно від охоплюваної території:

IN міжміського рівня;

IN зонового рівня;

IN місцевого рівня.

Залежно від способу підключення платформи IN до базової комутованої мережі:

IN із внутрішньою функцією взаємодії;

IN із зовнішньою функцією взаємодії.

Залежно від способу побудови платформи:

IN із розподіленою обробкою викликів послуг (класична розподілена архітектура);

IN із централізованою обробкою викликів послуг (централізована архітектура).

1 IN міжміського та місцевого рівня

Обов'язковою вимогою під час побудови інтелектуальних мереж зв'язку є забезпечення універсальності доступу до абонентів/послуг IN на охоплюваній території. Відповідно до цього критерію IN, залежно від території, що покривається нею, розділяють на:

IN місцевого рівня, в яких універсальність доступу до її послуг/абонентів забезпечується тільки для користувачів (абонентів) даної місцевої мережі;

IN зонового рівня, в яких універсальність доступу до послуг/абонентів забезпечується в межах місцевих мереж (міської (МТМ) і сільської (СТМ) телефонних мереж), об'єднаних у плані нумерації національної мережі ТМЗК в одну міжміську телефонну зону;

IN міжміського рівня, в яких універсальність доступу до послуг/абонентів забезпечується в межах декількох міжміських телефонних зон.

IN місцевого рівня можна створювати на базі різних вузлів базової ТМЗК: вузлів вихідних і вхідних повідомлень (ВВВП), опорно-транзитних станцій (ОПТС), вузла спецслужб (ВСС), районних АТС (РАТС). Можливі різні способи побудови платформи IN: при невеликому навантаженні вона може складатися лише з одного інтегрованого вузла комутації та управління послугами (SSCP) або вузла послуг (SN) з функціями адміністративного управління та середовища створення послуг (рис. 1); при збільшенні кількості абонентів, із зростанням попиту на послуги IN мережа може містити сукупність різних типів вузлів (SSP, SCP, SDP, IP, SMP і т.д.).

Рисунок 1 – IN місцевого рівня на базі ВВВП/ОПТС

Для послуг IN, що надаються на рівні місцевих мереж, виділення кодів доступу здійснюється безпосередньо оператором даної місцевої мережі за заявками операторів IN. При створенні IN місцевого рівня необхідно брати до уваги, що значність номерів існуючих місцевих мереж становить від п'яти до семи знаків. Вони повинні забезпечувати можливість ідентифікації кодів доступу та/або кодів послуг, а також логічних номерів абонентів IN. При цьому, залежно від ємності місцевої мережі, для визначення кодів доступу до IN та її послуг можна використати до 5 знаків. Інші знаки можуть бути використані для ідентифікації логічних номерів абонентів.

Послуги IN, універсальність доступу до яких забезпечується в межах усіх телефонних (міжміських) зон, мають статус міжміських. Універсальність доступу до IN міжміського та зонового рівня означає, що послідовність цифр, що набирає користувач (абонент А) при звертанні до послуг IN, не повинна залежати від його (користувача) місцезнаходження та планів нумерації, які прийнято на місцевих телефонних мережах, звідки здійснюється вихідний зв'язок до абонентів IN.

Оптимальним способом організації доступу до послуг IN міжміського та зонового рівня є виділення віртуального міжміського, тобто негеографічного коду/кодів "DEF" із числа резервних міжміських кодів "ABC" сьомої зведеної зони нумерації. У цьому випадку значність логічного номера абонента/послуги IN відповідатиме прийнятому на ТМЗК України міжміському номеру:

8 DEF ab ххххх ,

де 8 – індекс виходу на АМТС;

DEF – індекс виходу на послугу/послуги IN;

аb ххххх – логічний номер послуги/абонента IN.

Виділені коди служать для доступу до всіх інтелектуальних мереж зв'язку операторів, що надають ту або іншу послугу, і не можуть бути монопольно використані одним або декількома операторами IN.

Ідентифікація інтелектуальних мереж зв'язку, що належать різним операторам у рамках однієї негеографічної зони, яка визначається кодом послуги, здійснюється за першими двома/трьома (ab/abх) цифрами логічного внутрішньозонового номера. Розподіл кодів доступу до інтелектуальних мереж різних операторів (ab/abx) здійснюється за заявками операторів.

Виділення логічних номерів абонентам IN у рамках наявного в оператора резерву номерної ємності здійснюється самим оператором IN.

Якщо зонова мережа, на базі якої створюється IN, не має мережі СКС, то доступ до IN може бути реалізовано безпосередньо на АМТС (або ОПТС). Це дозволяє забезпечити доступ до послуг IN абонентам усіх місцевих мереж, для яких ця АМТС є опорною (рис. 2).

Рисунок 2 – IN зонового рівня на базі АМТС

Якщо базова зонова мережа має мережу СКС, то вузли комутації послуг (SSP) можуть створюватися на базі ВВВП або РАТС, забезпечуючи замикання місцевого навантаження усередині району, що обслуговує даний вузол.

При цьому відбувається відділення мовних трактів від трактів передачі управляючої інформації. Збільшення її обсягу при впровадженні нових послуг IN збільшить лише завантаження каналів СКС і не впливатиме на мовний трафік між вузлами базової ТМЗК.

Створення IN призводить до виникнення додаткового трафіка в існуючій мережі загального користування. Цей трафік має дві складові: перша – це трафік, який створюють користувачі послуг на мережі комутації каналів, а друга – це трафік, що створюється в мережі сигналізації СКС №7 в процесі надання послуги, який передбачає обмін службовою інформацією між вузлами інтелектуальної надбудови, наприклад, між SSP і SCP. Обидві складові необхідно враховувати при проектуванні та розвитку мережі.

Оскільки природа потоку заявок на послуги IN і природа потоку телефонних викликів є аналогічними, для оцінки впливу трафіка IN на якість обслуговування в мережі з комутацією каналів використовують класичні методи. Навантаження, яке створює група абонентів на мережу:

(1)

де – кількість послуг IN;

– кількість абонентів групи, що користуються послугою ;

– питоме навантаження послуги .

Як групу доцільно вибирати абонентську ємність фрагмента мережі зв’язку, що обслуговується одним SSP:

(2)

де – інтенсивність надходження запитів на послугу від одного користувача;

– середня тривалість займання для -ї послуги.

Загальне навантаження, що створюється абонентами в напрямку SSP з урахуванням запитів на послуги IN:

(3)

де – трафік, що створюють звичайні виклики у напрямку SSP, який можна розрахувати за формулою

(4)

де – коефіцієнт розподілу трафіка до вузла, на якому розміщено SSP;

– абонентська ємність;

– питоме абонентське навантаження.

Для оцінки впливу цього трафіка на якість обслуговування викликів використовують першу формулу Ерланга, згідно з якою втрати на ділянці абонент-SSP складатимуть

(5)

де – загальна кількість ліній (каналів) для обслуговування.

Попередню оцінку трафіка IN у мережі сигналізації можна отримати, скориставшись таким виразом:

(6)

де – швидкість передачі даних у мережі сигналізації;

– інтенсивність передачі службових повідомлень, що розраховується за формулою

(7)

де – інтенсивність передачі пакетів для -ї послуги;

– середня довжина пакета для послуги .

Інтенсивність передачі пакетів для кожної послуги безпосередньо залежить від інтенсивності надходження запитів на цю послугу та складності алгоритму її реалізації (кількості необхідних службових даних):

, (8)

де – інтенсивність викликів до послуги ;

– середня кількість пакетів, що передаються під час обслуговування виклику -ї послуги.

2 IN із зовнішньою та внутрішньою функцією взаємодії

Відповідно до існуючих стандартів і рекомендацій, взаємодія платформи інтелектуальної мережі з базовою комутованою мережею може здійснюватися двома способами.

Перший спосіб передбачає, що функція взаємодії з базовою комутованою мережею реалізується безпосередньо у вузлі/вузлах базової комутованої мережі. Такий спосіб може бути реалізовано у тому випадку, якщо вузол комутації базової ТМЗК дооснастити функцією комутації послуг (SSF).

Другий спосіб припускає, що функція комутації послуг реалізується у виділеному транзитному вузлі/вузлах, що підтримує безпосередню взаємодію з логікою послуги. При цьому вузли базової комутованої мережі, що підключаються до такого вузла, у термінах рекомендацій ITU-Т є вузлами доступу до IN (NAP).

При підключенні платформи IN із внутрішньою функцією взаємодії (IWF1) необхідною умовою є підтримка обладнанням АМТС функції комутації послуг і можливості взаємодії із зовнішньою логікою послуги згідно з протоколом INAP.

При підключенні платформи IN, що реалізує зовнішню функцію взаємодії (IWF2), до обладнання АМТС не висувається жодних спеціальних або додаткових вимог за винятком можливості маршрутизації викликів до інтелектуальних мереж зв'язку згідно з п'ятьма-шістьма цифрами номера ABCab(x).

Для забезпечення можливості доступу до послуг IN різних операторів з будь-якої міжміської зони, виконання цієї вимоги має бути обов'язковим для всіх АМТС ТМЗК.

Таким чином, вузол комутації (АМТС) може підтримувати як тільки одну зовнішню, так і обидві – зовнішню та внутрішню – функції взаємодії одночасно (рис. 3).

Рисунок 3 – IN із зовнішньою та внутрішньою функціями взаємодії

Вибір конкретного способу підключення здійснюється оператором IN з урахуванням типу платформи, яку він використовує (розподілена або централізована), а також можливостей обладнання АМТС.

Оператор базової комутованої мережі за наявності технічних можливостей не повинен перешкоджати реалізації на основі свого комутаційного обладнання можливості підключення платформ IN, що належать різним операторам.

Способи підключення платформ IN різного типу до вузлів базової ТМЗК ілюструє табл. 

Таблиця 1 – Підключення платформ IN різного типу до базової ТМЗК

Тип платформи IN	Функція взаємодії
зовнішня	внутрішня
Класична розподілена	+	+
Централізована	SSCP	+	+
SN	+	–

В будь-якому випадку, при наданні послуг IN виникатимуть додаткові затримки виклику у ТМЗК, оскільки не всі абоненти IN підключаються безпосередньо до вузла, що виконує функції комутації послуг. Припустимо, що розглянута телефонна мережа містить лише одну станцію з функціональними можливостями SSР. Інформація про виклик послуги надходить від усіх станцій на SSР за заздалегідь установленими маршрутами. На рис. 4 показано фрагмент такої мережі у вигляді дерева, у вузлах якого розташовані АТС, а вітки відповідають основним маршрутам проходження сигнальних повідомлень від АТС до SSР. Тут не показані обхідні маршрути передачі сигнальних повідомлень.

Рисунок 4 – Дерево маршрутів від телефонних станцій до SSР

SSР розташовано на станції, що відповідає кореневому вузлу дерева маршрутів, а всі інші вузли () є кінцевими, тобто кожен з них створює абонентське навантаження виклику послуги IN. Сумарна інтенсивність надходження викликів на SSP від усіх АТС:

(9)

де – загальна кількість АТС, підключених до SSР;

– середня кількість викликів послуги IN від кожної зі станцій у ЧНН

,

де – середня кількість заявок на послугу, що надходять у ЧНН від одного телефонного абонентського номера в одиницю часу;

– кількість абонентських номерів для -ї АТС.

Позначимо через вітку, що з'єднує вузли та мережі. Позначимо також ділянку мережі, що включає в себе всі вітки маршруту від вузла , до кореневого вузла як . На рис. 4, наприклад, для вузла такий маршрут проходить через вершини 0, 1, 3, 4 і включає вітки , , .

Позначимо довжину ділянки шляху, що відповідає вітці як , а довжину ділянки мережі , що включає всі вітки маршруту від вузла до кореневого вузла – як :

(10)

Імовірність проходження виклику послуги IN маршрутом пропорційна інтенсивності заявок, що надходять від -ї АТС:

(11)

Середня довжина шляху , яким сигнальна інформація про виклик послуги IN надходить від АТС на SSР, визначається співвідношенням:

(12)

Аналогічно визначається й середня кількість АТС, через які повинна пройти сигнальна інформація, що надходить маршрутом :

(13)

де – кількість транзитних АТС, що належать маршруту .

Якщо прийняти швидкість поширення сигналу на лінійній ділянці мережі , то середня затримка часу поширення сигналу в лініях мережі:

(14)

При надходженні запиту від абонента на станцію, а також при проходженні цього запиту усіма транзитними АТС, у кожній з них виникають часові затримки. Вважатимемо ці затримки для всіх АТС однаковими, і позначимо їх як . Тоді середня сумарна затримка повідомлень при проходженні їх через АТС мережі:

(15)

Таким чином, під час розрахунку часових затримок розгалужена мережа умовно може бути замінена еквівалентною нерозгалуженою ланкою, що характеризується середньою затримкою часу поширення сигналу в лініях і середньою сумарною затримкою повідомлень у станціях мережі.

3 IN із розподіленою та централізованою обробкою виклику

Існуючі рекомендації ITU-Т допускають різні способи побудови платформи інтелектуальної мережі зв'язку, які з погляду послуг, що надаються мережею, мають однакові функціональні можливості.

Платформи з розподіленою обробкою передбачають реалізацію функцій IN у різних вузлах, які взаємодіють між собою в процесі обслуговування викликів послуг IN. Така архітектура побудови інтелектуальної мережі називається розподіленою або класичною.

Платформи з централізованою обробкою викликів дозволяють згрупувати всі функції, необхідні для реалізації логіки конкретної послуги, у складі одного вузла/вузлів. Така архітектура побудови інтелектуальної мережі називається централізованою.

До складу платформи першого типу входять вузли SSP, IP, SCP, SDP і AD. Платформи другого типу реалізуються з використанням вузлів SN або SSCP. Існують також інтелектуальні мережі змішаного типу – із частково розподіленою архітектурою. У таких мережах частина функцій реалізується окремими вузлами, а частина – інтегруються в одному мережному елементі. Найчастіше в одному мережному елементі IN поєднуються функції SSF і SRF (у вузлі SSP), а також SCF і SDF (у вузлі SCP).

Вибір конкретного способу реалізації платформи здійснюється безпосередньо оператором IN з урахуванням техніко-економічної доцільності та можливостей базової комутованої мережі при дотриманні загальних принципів.