Cesta: Info / Tiskové centrum / Články / SOFTSWITCH - klíč k budoucím hlasovým sítím

• Manuál ServiceDesk ANECT
• HelpDesk
• ServiceDesk

• Tiskové centrum
• Zaměstnání
• Logo ke stažení

Dosavadní bouřlivý technologický vývoj v oblasti konvergence přenosu hlasu a dat zřetelně naznačil, že klasická veřejná telefonní síť opustí v dohledné budoucnosti dosud užívaný princip přepínání okruhů a bude postupně sjednocena s moderními paketovými sítěmi v univerzální komunikační infrastrukturu. Klíčovými komponentami hlasových řešení ve sjednocených sítích se stanou entity řízení volání se schopností integrovat tradiční veřejné telefonní sítě. Taková klíčová softwarová entita se nazývá softswitch. Její zásadní důležitost pro ovládnutí trhu s hlasovými řešeními si již dnes uvědomují všichni významní výrobci telekomunikačních zařízení, ať již se jedná o výrobce přícházející ze světa paketových sítí, nebo dodavatele tradičních telefonních ústředen.

Softswitch v tří úrovňové architektuře hlasových sítí

Důležitost softswitche se nejprve pokusíme dokumentovat na struktuře sítí příští generace.

Níže uvedený obrázek ukazuje základní architekturu, složenou ze třech nezávislých, avšak vzájemně spolupracujících vrstev:

• Přístupová vrstva se sestává z široké škály přístupových technologií a protokolů ať již tradičně poskytovaných veřejnou telefonní infrastrukturou (ISDN, analogové linky), pevnými bezdrátovými sítěmi, kabelovými sítěmi, sítěmi mobilních telefonů, či integrovaného přístupu hlasu a dat. Pokud přístupová síť není založena přímo na protokolu IP, musí být součástí této vrstvy rovněž brány, které provádějí konverzi hlasových a signalizačních kanálů mezi rozdílnými technologiemi.
• Transportní a propojovací vrstva představuje páteřní IP infrastrukturu spolu s propojením k ostatním provozovatelům hlasových služeb. Zmíněná propojení mohou být realizována prostřednictvím bran do tradiční PSTN se signalizačním systémem č.7 nebo pomocí IP spojnic k moderním provozovatelům VoIP služeb.
• Vrstva řízení a služeb určuje chování dvou předchozích vrstev s ohledem na požadované služby. Její jádro tvoří entita nazývaná softswitch. Úlohou softswitche je řídit hlasové kanály mezi terminály a branami, a rovněž propojení s ostatními provozovateli skrze tradiční PSTN, nebo IP síť. Softswitch může rovněž spolupracovat s aplikačními servery (prostřednictvím otevřených aplikačních rozhraní API) a media servery. Aplikační servery mohou ovlivňovat chování softswitche a tak rozšiřovat jeho podporované vlastnosti. Media servery dovolují provázat řídící logiku volání s hlasovými toky a nabídnout tak uživateli nejen síťová hlášení, ale i další zajímavé služby na bázi IVR (hlasové schránky, unified messaging, automatickou spojovatelku, apod.).

Softswitch a podporované signalizační protokoly

Většina výrobců zastává stanovisko, že ideální softswitch by měl v maximální míře respektovat otevřené standardy pro signalizaci mezi entitami hlasové sítě. Standardizační orgány (ITU-T, ETSI, IETF, ANSI, apod.) specifikovaly širokou škálu protokolů a architektur. Navíc i samotní výrobci se sdružují do konsorcií (Softswitch, CableLabs, apod.). Přes množství pohledů na problematiku se zdá, že softswitche by směrem k aplikacím měly podporovat protokoly SIP a H.323, směrem k hlasovým bránám a telefonům SIP, H.323, Megaco/H.248 (pravděpodobný nástupce rozšířeného protokolu MGCP). Signalizace mezi dvěma entitami typu softswitch by měla být podporovaná protokoly SIP,H.323, nebo Q.BICC. K důležitým úlohám softswitche patří translace signalizačních protokolů, tak aby byla zajištěna kompatibilita koncových uzlů s rozdílnými způsoby signalizace.

Softswitch a vazba na transportní vrstvu

Softswitche musí mít vestavěnu přímou podporu transportní technologie, ačkoli jimi paketizovaný hlas vůbec neprochází. Kdyby tomu tak nebylo, nemohly by například s ohledem na odlišné principy adresace předávat koncovým zařízením sítě informace o otevřených hlasových tocích. Současné standardizační snahy respektují přenos hlasových kanálů pomocí protokolu RTP v IP sítích, AAL1,2,5 v ATM sítích a FRF.11 v sítích Frame Relay. Z hlediska dlouhodobé perspektivy se zdá být favoritem hlasových sítí pro svoji maximální nezávislost na přenosové technologii a vysokou univerzálnost protokol IP.

Softswitch a vybrané okruhy hlasových řešení

Nyní se podívejme blíže na některé okruhy řešení, které může softswitch prostřednictvím popsané tříúrovňové architektury nabídnout:

• Class 4 infrastruktura musí podobně jako v moderních řešeních PSTN pokrývat následující množinu funkcí:

• Centralizované směrování volání
• Rozlišení dlouhých volání a automatické ukončení volání
• Vytváření účtovacích záznamů
• Správa konverze číselných formátů
• Opakované směrování a alternativní směrování (např. při přetížení nebo výpadku části sítě)
• Zajištění spolupráce mezi komponentami řešení nezávisle na jejich výrobci
• Skrytí vnitřní síťové struktury před ostatními provozovateli hlasových řešení
• Vyhledání nejvýhodnějšího spojení (least cost routing)
• Sběr statistických záznamů s propracovanou podporou zasílání událostí

Class 4 infrastruktura tak představuje prerekvizitu libovolné, vážně míněné implementace VoIP řešení, neboť odpovídá platformě se schopností provázat všechna připojená VoIP zařízení sítě, jako například ISDN brány, SS7 call agenty, trunkingové brány, H.323 gatekeepery, SIP proxy servery, další VoIP sítě, IP telefonní ústředny a podobně.

• Virtuální privátní VoIP sítě umožňují většímu počtu skupin (podniků, úřadů a pod.) komunikovat po sdílené infrastruktuře (včetně hlasových VoIP bran) při zachování izolace každé z nich. Infrastruktura podporuje zavádění zjednodušených privátních číslovacích plánů mezi členy skupin a jejich správu jak mezi skupinami samotnými, tak mezi skupinami a veřejnou sítí.

Architektura definuje Virtuální privátní VoIP sítě na úrovni aplikační vrstvy, proto může být v případě potřeby kombinována s datovými VPN na bázi technologií typu IPSec a podobně.

• Připojení domácností prostřednictvím širokopásmových přístupových technologií vytváří prostředí pro nabídku pokročilých hlasových služeb uživatelům ve spojení s dalšími atraktivními službami (video na vyžádání, TV, přístup do Internetu, apod.).
• Služby IP centrex dovolují opustit středním a menším podnikům klasický model implementace hlasových služeb v podobě podnikové ústředny. Řídící logika centrexových služeb přejde do IP sítě provozovatele, proto se podniky nemusejí zabývat nákupem a provozem vlastní telefonní ústředny. Zároveň provozovatel může nabídnout pokročilé služby při cenově atraktivních podmínkách s ohledem na možnost sdílet zdroje řídící logiky volání několika zákazníky současně.

Softswitch a požadavky na podporované služby

Má-li sjednocená síť sloužit jako náhrada klasické telefonní sítě, můsí být softswitche připraveny podporovat například přenositelnost čísel, výběr operátora, směrování nouzových volání k nejbližší hlasové PSTN bráně, odposlech telefonních hovorů oprávněnými autoritami a spolupráci s účtovacím systémem.

Hlasové sítě příští generace však mohou nabídnout uživatelům více než pouhé sestavení a ukončení telefonního volání. V souvislosti s doplňkovými službami zde uveďme příklad některých z nich:

• Blokování volání: uživatel může v rámci vlastního profilu definovat seznam blokovaných prefixů (black list) s vyjímkami uvedenými seznamem povolených prefixů (white list)
• Přesměrování: uživatel může příchozí volání přesměrovat na jiné číslo účastníka a to například nepodmíněně, při obsazení, nevyzvednutém hovoru, nebo selektivně podle příchozí skupiny telefonních čísel a to například v kombinaci s časově omezující podmínkou
• CLIP/CLIR: volající by měl mít možnost ovlivnit šíření vlastní identity v síti
• Hlasové schránky: uživatelům by měla být nabídnuta nejen možnost záznamu a přehrátí hlasových zpráv, ale i jejich zasílání prostřednictvím elektronické pošty
• Přidržení/vyzvednutí/předání hovoru
• Upozornění na čekající volání

Netcentrex - příklad softswitche

Skutečnost, že principy uvedené v tomto článku mají své praktické uplatnění, již nyní dokládá mimo jiné úspěch francouzské firmy Netcentrex, která patří k předním výrobcům softswitchů. Jádro portfolia této firmy tvoří CCS (Call Control Server) Softswitch, Aplication Server a SVI Media Server. Uvedené produkty zhruba odpovídají entitám nacházejícím se ve vrstvě řízení a služeb zmíněné třístupňové architektury.

NetCentrex CCS Softswitch byl použit například při implementaci class 4 infrastruktury u nejrozsáhlejší světové VoIP sítě společnosti Genuity. Pro řešení hlasových VPN zvolil platformu Netcentrex provozovatel největší datové VPN infrastruktury Equant. Další velcí provozovatelé služeb jako například Tiscali, Telecom Italia, VoiceNet, nebo FastWeb využili Netcentrex CCS Softswitch při implementaci hlasových služeb pro domácí uživatele, podobně jako například France Telecom při zavádění řešení typu IP Centrex.

Architektura CCS Softswitche

Netcentrex CCS Softwitch podporuje VoIP signalizační protokoly H.323, SIP, MGCP, mediaci mezi nimi a poskytuje protokolově nezávislé rozhraní pro další rozšiřování na aplikační úrovni ve shodě s I.N. modelem ITU-T.

Vnitřní architektura softswitche se sestává z řady vnitřních jednotek, které tvoří vysoce škálovatelný a výpadkům odolný celek (cluster), vhodný pro nasazení v prostředí provozovatelů služeb.

Architektura softswitche je přístupna dalšímu rozšiřování jak v rámci clusteru, tak na úrovni propojování samotných clusterů.

 
Hlavní jednotka (SMU) rozděluje příchozí volání mezi volné přepínací jenotky (SU) s využitím sofistifikovaných algoritmů rozdělování zátěže, provádí proaktivní monitoring přepínacích jednotek a posktytuje SNMP rozhraní pro správu a dohled softswitche. Sekundární hlavní jednotka přebere funkci primární jednotky v případě výpadku.

Přepínací jednotka (SU) tvoří jádro logiky řízení volání. Volitelně může být propojena s aplikačními servery (AS) za účelem rozšíření podporovaných funkcí. Tento přístup umožňuje zajistit koncovým uzlům stejnou sadu služeb bez ohledu na použitý signalizační protokol, ať již jsou podporovány uvnitř přepínací jednotky či externě pomocí aplikačních serverů. Přepínací jednotky obsahují mohutnou podporu směrování volání. Dvoustupňová transformace číselných prefixů ze zdrojového do cílového formátu může být v mezikroku využita například účtovacím systémem. Směrovací logika uvnitř přepínacích jednotek dovoluje směrování jak na základě cílového, tak zdrojového prefixu. Počet přepínacích jednotek softswitche může být lineárně rozšiřován s nově přibývajícími uživateli, nebo s požadavkem na posílení redundance.

Translační jednotka (PTU) umožňuje komunikaci mezi koncovými uzly sítě v případech, kdy využívají různé signalizačních protokoly. Počet translačních jednotek softswitche může být rozšiřován s nově přibývajícími uživateli, nebo s požadavkem na posílení redundance.

Přístupová jednotka uživatelů (SAU) rozšiřuje funkcionalitu MGCP IP telefonů a hlasových bran domácích uživatelů o služby podporující více současných volání (přidržení hovoru, 3 cestné konference, apod.). Architektura podporuje redundanci i zde.

Účtovací jednotka (AMU) zajištuje centralizovaný sběr záznamů o volání a jejich transformaci do externích účtovacích systémů. Účtovací jednotky mohou spolupracovat s produkty výrobců Digiquant, Portal Software, MIND CTI a High Deal. Architektura podporuje redundaci účtovacích jednotek.

Sdílená registrační databáze (SRD) zaznamenává registrace hlasových bran a ostatních koncových zařízení. Architektura podporuje redundanci sdílené registrační databáze. V případě potřeby implementace velmi rozsáhlého řešení s více entitami typu softswitch je doporučena a podporována náhrada sdílené registrační databáze externím databázovým strojem.

CCS Softswitch nabízí nejen uskutečnění jednoduchého hlasového spojení mezi uživateli, ale rovněž podporuje bohatou škálu doplňkových služeb. Nastavení těchto služeb je uživatelům dostupné prostřednictvím aplikace Personal Call Manager a internetovského prohlížeče.

Shrnutí

Provozovatelé klasické telefonní sítě měli vždy tendenci využívat svého monopolistického postavení na místních trzích. Technologie přenosu hlasu pomocí paketových technologií již v minulých letech dokázala mnohonásobně srazit ceny dálkových hovorů a přinutila tak provozovatele klasických telefonních sítí snížit telefonní poplatky podstatně rychleji, než by se tak stalo bez její existence.

Přes déle než jedno století přítomnosti klasické a pomalým tempem vylepšované veřejné telefonní sítě na bázi přepínaných okruhů si paketově orientované hlasové architektury stačily v neuvěřitelně krátkém čase vysloužit značnou pozornost výrobců, kteří nezůstali jenom u podnikových řešení, ale směřují rovněž díky jejich atraktivním vlastnostem do sektoru provozovatelů hlasových služeb. Uvedená technologie má reálnou šanci přinést nové služby uživatelům, stejně tak jako přispět k vytvoření vysoce konkurenčního prostředí mezi provozovateli hlasových služeb. A to je jedině dobře.