Смена парадигмы в телекоммуникациях. Эволюция сетей связи

1. Смена парадигмы в телекоммуникациях

Профессор В.Ю. Деарт

2. Paradigm shift

• Парадигма – исходная концептуальная модель постановки
проблем и их решения, а также методов исследования,
господствующих в течение определенного исторического
периода в научном сообществе. Смена парадигм ведет за
собой научную революцию или эволюционный переход.
• «В настоящее время происходит фундаментальное изменение,
сдвиг парадигмы телекоммуникационной структуры, сдвиг,
который по своей значимости значительно превосходит
изменение персональных коммуникаций, вызванных когда-то
переходом от телеграфа к телефону. Этот сдвиг – переход от
традиционных сетей с КК к сетям на базе IP – технологии»
– Генеральный секретарь МСЭ-Т Иошими Утсуми

3. Смена телекоммуникационных технологий

• Эволюция сетей связи (1)

4. Эволюция сетей связи (1)

• 1)N-ISDN – Цифровая Сеть с Интеграцией Служб
(ЦСИС), построенная на узкополосном канале и
работающая по формуле: КК и n*64.
• 2)B-ISDN – Широкополосная-ЦСИС, построенная на базе
технологии АТМ (Асинхронного режима переноса)
является сетью с КП с размером пакета (ячейки), равным
53 байтам.
• АТМ получила практическое применение в транспортных
сетях как альтернатива Frame Relay (в дальнейшем FR).
В США по технологии АТМ построена вся транспортная
сеть, на базе постоянных виртуальных соединений Permanent Virtual Circuit (PVC). В качестве основы
корпоративных сетей, технология ATM распространена в
Европе.

5.

ЦСИС(1)

6.

ЦСИС(2)
S – шина (4-х провод.) = 192 кбит/с – 8 терминалов
U – итерфейс = 160 кбит/с = 2В +1D+синхр.= 64кбит/с +64Кбит/с +16 Кбит/с +16
Кбит/с

7. Структура протоколов ЦСИС

8. Эволюция сетей связи (2)

• 3) New Generation Network – сеть нового
поколения (NGN)
• NGN включает в себя сеть с КП IP-пакетов и
технологию IP/MPLS (Internet Protocol/MultiProtocol Label Switching) – мультипротокольная
коммутация по меткам. Эволюция систем
управления сеансами в NGN включает переход
от программных коммутаторов (Softswitch) к
мультимедийной подсистеме IMS(IP Multimedia
Subsystem).
• Мобильные сети переходят на новую сетевую
архитектуру LTE/SAE(Long Term
Evolution/Service Architecture Evolution)

9. Эволюция сетей связи (3)

• 4) Future Generation Networks – сети будущих
поколений (FGN), по концепции SUN(Smart
Ubiquitous Networks) включают в себя:
• NGN(MOC) сети NGN модернизированные для
поддержки MOC(Machine Oriented
Communications)
• IoT(Internet of Things) Интернет вещей,
обеспечивающий контроль и управление
вещами через WEB(USN+WoT)
• M2M(Machine-to-Machine) сети машинамашина обеспечивают взаимодействие между
машинами

10. Динамика развития технологии на рынке

11. Схема Hype Cycle

12. Цикл новых технологий Gartner 2014

13. Цикл новых технологий Gartner 2016

14. Концептуальные положения по построению мультисервисных сетей на ВСС России

Сеть связи следующего поколения (NGN) – концепция построения
сетей связи, обеспечивающих предоставление неограниченного
набора услуг с гибкими возможностями по их управлению,
персонализации и созданию новых услуг за счет унификации сетевых
решений, предполагающая реализацию универсальной транспортной
сети с распределенной коммутацией, вынесение функций
предоставления услуг в сетевые узлы и интеграцию с традиционными
сетями связи.
Мультисервисная сеть – сеть связи, построенная в соответствии с
концепцией сети связи следующего поколения и обеспечивающая
предоставление неограниченного набора услуг.
Мультипротокольная сеть – транспортная сеть связи, входящая в
состав мультисервисной сети, обеспечивающая перенос разных видов
информации с использованием различных протоколов передачи.

15. Структура сети NGN

Уровень
управления
услугами
OSP
Уровень
управления
коммутацией и
передачей
VxML
MRF
OSA/Parlay
SX
SCP
SX
SGW
IP/MPLS
Транспортный уровень
OKCN7
BRAS
MGW
BRAS
ADM
ATM
SDH
Ethernet
ADM
ADM
ADM
ATM/
DSL
AM
IP/DSL
AM
Уровень доступа
ADSL
SHDSL
БД
AЛ
CO1
STB
PC
STB
PC
TV
PC
VoIP
PC
TV
A/D
PC

16. Главный двигатель изменений – новые услуги

Изменение концепции связано с технологическими изменениями:
– Применением ВОЛС с усовершенствованными технологиями уплотнения
(WDM, DWDM);
– Использованием IP – технологии как единого транспорта для
предоставления всего спектра услуг.
Эти изменения привели к резкому снижению стоимости транспортной сети!
Изменение концепции предоставления услуг – предоставление любых
инфокуммуникационных услуг через универсальный доступ и единую
транспортную сеть.

17. Модель трех труб

• - Труба N1 «Вода + Канализация» – основные
нужды человека.
• - Труба N2 «Тепло + Свет» – электроэнергия
на обогрев и освещение, также входит в
состав основных нужд.
• - Труба N3«Информация» - удовлетворяет
информационный «голод» человека.

18. Потребность человека – Услуга – Служба - Сеть

• Услуга – возможность удовлетворить потребность
• Служба – совокупность организационно – технических мер,
которые позволяют реализовать услугу
• Сеть связи – совокупность технических средств,
обеспечивающая поддержку одной или нескольких служб

19. Способы получения информации

Аудио – вербальный контакт (персональная
коммуникация – телефония, радиовещание,
аудиозаписи)
Визуальный контакт (персональная
коммуникация – видеоконференции,
телевещание, видеозаписи)
Информационно-письменный контакт
(персональная коммуникация – почта,
газеты, журналы, книги)

20. Виды услуг

1) Аудио услуги
1.1 Интерактивное взаимодействие «человек-человек», т.е. услуга телефонии,
реализованная по средствам телефонной сети.
1.2 Получение информации от общего источника массой слушателей – радиовещание.
1.3 Получение персональной высококачественной аудио информации по запросу.
2) Видео услуги
2.1 Персональное общение «человек-человек» или «группа» – услуга интерактивного
взаимодействия и реализовывается она на базе службы видеоконференцсвязи.
2.2 Получение видеоинформации массового пользователя из одного источника – служба
телевещания.
2.3 Получение персональной качественной видеоинформации, просмотр ранее
заготовленных видеофайлов – базовая служба доступа и видеохранения (включает VoD
(Video-on-Demand) – видео по запросу).
3)Информационно-письменные услуги
3.1 Персональный письменный интерактивный обмен→услуга доставки писем – базовая
служба сети доставки писем.
3.2 Получение письменной информации пользователями от одного источника→услуга
доставки периодических изданий – сеть доставки почтовых отправлений.
3.3 Получение текстовой или графической информации по индивидуальному
запросу→услуга доступа к хранилищу текстовой/графической информации – базовая
услуга библиотеки.

21. Информационная структура дома или квартиры

Internet - радиовещание по IP
1.2
Радиоприёмник
1.3
CDМагнитофон
1.1
VoIP
а/л
CATV
коаксиал
IPTV и
VoD
ТФОП
2.2 TV
2.1 Терминал
видеоконф.
TE1
2.3 VHS pleer
DVD, MPEG4
Сет. оконч. 1
3.2 Газеты, журналы
3.3 Книги
Internet
Базовый доступ
128 kbs
Видеоконференция по сети
IP
3.1 Почтовый
ящик.

22. Концепция Triple Play

• Триада основных услуг:
• 1. Высокоскоростной доступ в Интернет (WWW, FTP, Email..)
• 2. Голосовые услуги (VoIP, видеоконференции)
• 3. Услуга IPTV (Multicast: вещательные ТВ каналы, Unicast:
видео по запросу)

23. Предоставление мультимедийных услуг в режиме “Triple play”

24. Структура сети для Triple Play

25. Концепция IMS

• Концепция IMS была разработана организацией 3GPP(Third
Generation Partnership Project) в Release 5 как реализация
сетевой структуры независимой от технологии доступа и
базирующейся протоколе IP (ALL-IP).
• Дальнейшее развитие концепции для IMS мобильных сетей
проводилось 3GPP/3GPP2 в Release 6, Release 7.
• Доработка концепции IMS для стационарных сетей
осуществлялась в рамках проекта TISPAN
(Telecommunication and Internet converged Services and
Protocols for Advanced Networking), осуществленного 3GPPи
ETSI.

26. Функциональные возможности IMS (1)

• В соответствии с требованиями 3GPP
подсистема IMS должна выполнять следующие
функции:
• - создавать и поддерживать мультимедийные
сеансы;
• - обеспечивать качество обслуживания QoS;
• - взаимодействовать с другими сетями: ТфОП,
мобильные сети 2G (КК), 3G (КП);
- поддерживать инвариантность доступа ( GPRS,
Wi-Fi, xDSL, HFC – IP connectivity access),
- обеcпечивать создание услуг и управление
услугами;

27. Функциональные возможности IMS (2)

• - обеспечивать мобильность абонентов за
счет IMS – роуминга
• - обеспечивать меры безопасности
(аутентификация пользователей, сетевые
экраны и т.д.)
• - обеспечивать гибкую систему тарификации
мультимедийных сесансов
• - расширить диапазон предоставляемых
услуг

28. Структура IMS

29. Прогноз доли видеотрафика к общему объёму IP-трафика

29
ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ КАЧЕСТВА ОБСЛУЖИВАНИЯ (QOS), ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ КАЧЕСТВО
ВОСПРИЯТИЯ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕМ (QOE) ПОТОКОВОГО ВИДЕО ПРИ ПЕРЕДАЧЕ ЧЕРЕЗ ИНТЕРНЕТ

30. Технология IPTV

31. Предпосылки к появлению ОТТ

• Рост широкополосного доступа в интернет: FTTH, LTE,
3G+
• Прогресс в области видео компрессии (H.264)
• Повсеместное использование кэш-серверов (CDN)
• Технологии HTTP-стриминга: RTMP, Pseudo-HTTP
streaming, HDS (Adobe), HLS (Apple), Silverlight Smooth
Streaming (Microsoft),
31
ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ КАЧЕСТВА ОБСЛУЖИВАНИЯ (QOS), ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ КАЧЕСТВО
ВОСПРИЯТИЯ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕМ (QOE) ПОТОКОВОГО ВИДЕО ПРИ ПЕРЕДАЧЕ ЧЕРЕЗ ИНТЕРНЕТ

32. Архитектура OTT

ИНТЕРНЕТ
32
ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ КАЧЕСТВА ОБСЛУЖИВАНИЯ (QOS), ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ КАЧЕСТВО
ВОСПРИЯТИЯ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕМ (QOE) ПОТОКОВОГО ВИДЕО ПРИ ПЕРЕДАЧЕ ЧЕРЕЗ ИНТЕРНЕТ

33. Компоненты ОТТ

34. Список литературы по курсу МСС(1)

1. Деарт В.Ю. Мультисервисные сети связи. Транспортные сети и
сети доступа. М.:Брис-М, 2014.
2. Деарт В.Ю. Мультисервисные сети связи. Протоколы и системы
управления сеансами (Softswitch/IMS). М.:Брис-М, 2011
3. Гольдштейн А.Б., Гольдштейн Б.С. Softswitch. СПб.:БХВ-СанктПетербург, 2006.
4. Кучерявый Е.А. Управление трафиком и качество обслуживания
в сети Интернет. СПб.: Наука и Техника, 2004.
5. Шнепс-Шнеппе М.А. Лекции по сетям связи NGN.- М.: МАКС
Пресс, 2005.
6. Бакланов И.Г. NGN: принципы построения и организации.- М.:
Эко-Трендз, 2008.
7.Бакланов И.Г. Релятивизм в метрологии систем связи.
Издательские решения (Литрес), 2016. – 436 с.
8. Росляков А.В. и др. Сети следующего поколения NGN – М.:ЭкоТрендз, 2008. – 424с.
9. Гольдштейн Б.С., Кучерявый А.Е. Сети связи пост-NGN/СПб.:
БХВ-Петербург, 2013.-160с.

35. Список литературы по курсу МСС(2)

• 10. Stewart, Randall R., Qiaobing Xie. Sream Control
Transmission Protocol (SCTP). A Reference Guide.– AddisonWesley, 2006.
• 11. Balakrishnan Ram, Advanced QoS for Multi-Service
IP/MPLS Networks.- Wiley Publishing Inc., 2008.
• 12. Minoru Etoh. Next Generation Mobile Systems: 3G and
Beyond. .- Wiley Publishing Inc., 2005.
• 13. Crovella Mark, Krishnamurthy Balachander. Internet
Measurements: Infrastructure, Traffic, Applications. .- Wiley
Publishing Inc., 2006.
• 14. Атцик А.А., Гольдштейн Б.С., Гольдштейн А.Б. Протокол
Megaco/H.248: Справочник. – СПб.: БХВ-Петербург, 2009.
• 15. Гольдштейн Б.С., Кучерявый А.Е. Сети связи пост-NGN.
• – СПб.: БХВ-Петербург, 2013.