Instytut Telekomunikacji PW NGN otwarte styki i koncepcja zdalnego sterowania Materiały wykładowe do użytku wewnętrznego NGN-2 1
Wstęp NGN-2 2
ITU JAIN Usługi telekomunikacyjne Przykładowe definicje Usługą (oryg. feature) jest alternatywna realizacja pewnej części usługi podstawowej (ang. basic service). T T Cen Cen (1) (2) "Abonent jest zajęty" (1) (2) "Abonent jest zajęty. Zadzwoń po godz. 16" Cen Usługą (oryg. service) jest aplikacja zainstalowana w sieci (złożonej z sieci pakietowych i/lub komutacji łączy), której celem jest realizacja funkcji dodanych (ang. value-added functions). Np. w przypadku usług czysto połączeniowych funkcja dodana to każda dodatkowa funkcjonalność w stosunku do połączenia stron. NGN-2 3 Cen T T dodatkowa logika dodatkowa funkcjonalność sygnalizacyjna (protokołu)
Usługa podstawowa a funkcja dodana - przykład Usługa podstawowa +... = połączenie stron +... Usługa 1 Usługa 1 + Ack (lokalizacja Δ: S) Połącz(A,B) (1) (2) (3) A (6) (5) (4) B Usługa 2 Usługa 1 + Routing (lokalizacja Δ: S) Połącz(A,X) (1) A (6) (2.1) Routing (2.2) Połącz(A,B) (2) (5) (4) B X NGN-2 4
"Dokąd" zgłoszenie a "odkąd" już usługa...? Podział w pewnym sensie arbitralny, np. SIP vs IN... SIP - przekierowanie invite (2.1) Redirect serv. moved (2.2) dodatkowe dane (kontekst) (1) (2) invite (3) A Proxy (6) (5) (4) B Zgłoszenie (usługa podstawowa) dodatkowe dane (kontekst) Współpraca z "aplikacją" (2.1) (2.2) styk usługowy (realizacja =? API ) (1) (2) IAM (3) A centr (6) (5) (4) B Usługa = "funkcja dodana" Sterowanie zgłoszeniem (usługa podstawowa) NGN-2 5
Model zgłoszenia usługi sesyjne W ogólności dwa poziomy funkcjonalne zgłoszenia poziom transferu danych (połączenie, kanał wirtualny, skojarzenie, sesja, ) skoordynowanie (doprowadzenie do/utrzymanie) tej wymiany (sterowanie) Sterowanie zgłoszeniami różne określenia związek sygnalizacyjny między terminalami a siecią utrzymywany w celu sterowania zestawianiem, rozłączaniem i modyfikowaniem zbioru połączeń komunikacyjnych między terminalami (też: sesja komunikacyjna) [ITU ~199x] (terminal fizyczny / aplikacja użytkownika) Session is an unbroken exchange of information between two or more entities, called parties, engaged in processing a common task [Ravi Jain et al., Programming converged networks, 2005] NGN-2 6
Model zgłoszenia i usługa płaszczyzna sterowania płaszczyzna transferu danych A C kanoniczny schemat współpracy CC i BC w NGN A sterowanie połączenie B B Komunikacja poziomu aplikacyjnego Realizacja usług: uogólnienie dostęp do operacji dialogu A Warstwa usługowa (aplik.) styki (API) 1. zgłoszenie realizuje usługę (zgłoszenie = usługa podstawowa) 2. ingerencja w realizację zgłoszenia = usługa sterowanie transfer danych B nasze zgłoszenie NGN-2 7
Model zgłoszenia - podsumowanie W modelu zgłoszenia/sesji definiuje się zawsze elementy zgłoszenia (strony, połączenia komunikacyjne) i zależności (połączenia) między nimi (kto z kim, jak) funkcje (operacje) na elementach zgłoszenia (dodaj, połącz, odłącz) oraz zdarzenia dotyczące elementów (zgłosił się, niedostępny, rozłączył się...)... a zatem każda technika sieciowa (ISUP/INAP, H.323, BICC, SIP,...) ma specyficzny model zgłoszenia oraz specyficzne sposoby realizacji usług (miejsce realizacji, mechanizm realizacji/wyzwalania usługi), jednak modele te ujawniają wiele cech wspólnych (na szczęście... :-) NGN-2 8
Model zgłoszenia cd. Konkretna technika sieciowa model zgłoszenia + protokół sygnalizacyjny zapewniają współpracę różnych urządzeń (sieciowych, końcowych) w ramach procedur realizacji usługi podstawowej usługa - wzbogacenie funkcjonalności względem usługi podstawowej wbudowana w protokół sygnalizacyjny lub realizowana poza protokołem sygnalizacyjnym, ale z uwzględnieniem jego możliwości (styki usługowe do elementów sieci lub terminali); wartość dodana polega na podejmowaniu decyzji na podstawie informacji sygnalizacyjnych oraz dodatkowych danych zewnętrznych precyzujących kontekst zgłoszenia styki usługowe: realizacja paradygmatu otwartości/przenaszalności (np. IN / INAP) stanowią styk aplikacyjny do poziomu sterowania zasobami NGN-2 9
Architektura odniesienia sieci NGN API zzz SPr-2 A1, A2,... SPr-1 U1, U2,... aaa Term.capab. Call Control styki standardowe Mobilnością AccessCntrl User interaction Mediacja Zasobami SPr-j Aa, Ab,..... terminale serwery...... dołączenie agregacja "tranzyt" przełączanie/ ruting (HS access gateway,bras...) SPr-i Ua, Ub,... MsgControl Obecnością (3) (2) (1) Aplikacje - końcowe funkcje usługowe - współpraca ze sterowaniem usługami i siecią (np. mediacją, zarządzaniem zasobami) Usługowe funkcje sterowania (SCF, SF,...) - uogólnione sterowanie zgłoszeniami (integracja modeli) (Call Control) - sterowanie wymianą wiadomości (x-mail, fax, UM, SMS) (Messaging Control), sterowanie współpracą z użytkownikami (User Interaction) - inne funkcje usługowe (składniki dla aplikacji) - współpraca ze sterowaniem siecią (zarządzaniem zasobami, mediacją) ogólna rola SCF/SF: oferować styk do funkcji sieciowych (network capabilities) z "przesłonięciem" samej sieci Sterowanie siecią - funkcje niezbędne do tworzenia "połączeń - sesji komunikacyjnych - w ramach poszczególnych technik sieciowych (ISUP, SIP, ) -proste funkcje usługowe ("wbudowane w sygnalizację, np. translacja ISUP, SIP Registrar) (proste to kwestia umowy społecznej i ich rozpowszechnienia) - Mediacja funkcja bramowa w sensie dostępu do operacji dialogu dla danej techniki (np. Service Switching Function w modelu IN) Transfer pakietów między terminalami, terminalami a elementami sterowania siecią,... obsługa mediów NGN-2 API - komentarz 10
Zakres części I APr1 A1, A2,... APri Aa, Ab,... Sterowanie funkcjami aplikacyjnymi (z wykorzystaniem usług warstwy sterowania usługami) SPr1 zzz U1, U2,... aaa Mobility P AccessCntrl SPri Ua, Ub,... Sterowanie usługami (SCF, SF,...) - sterowanie zgłoszeniami (integracja modeli, np. Call Control) - ogólna rola SCF: styk do funkcji sieciowych (network capabilities) z "przesłonięciem" samej sieci User interaction Call Control MsgControl SCF Service Control Function SF-Service Feature Mobilnością W Zasobami Obecnością Sterowanie siecią - funkcje niezbędne do tworzenia i utzrymania "połączeń - sesji komunikacyjnych w ramach różnych technik sieciowych - podstawowe usługi (tradycyjnie kojarzone z określoną sygnalizacją, np. translacja numeru ISUP czy SIP Registrar) ISUP/IN, BICC,H323,Megaco,SIP,SIP-T,SIGTRAN.. terminale serwery...... dołączenie agregacja przełączanie/ ruting (HS access gateway,...) "tranzyt" Transport pakietów między terminalami, terminalami a elementami sterowania siecią,... obsługa mediów NGN-2 11
Przykład: architektura sieci inteligentnej (IN) prekursor koncepcji wyniesionego sterowania usługami NGN-2 12
Wprowadzenie Części aplikacyjne SS7: TCAP: obsługa transakcji na rzecz aplikacji INAP, CAP i MAP INAP: sieci inteligentne MAP: sieci mobilne GSM CAP: wykorzystanie koncepcji IN do realizacji niestandardowych usług w sieciach GSM Współpraca z ISUP i DSS1 Nieformalna definicja IN znormalizowana koncepcja uniwersalnej architektury, polegająca na uzupełnieniu podstawowej sieci telefonicznej o niewielką liczbę dodatkowych węzłów, które umożliwiają szybkie wprowadzanie nowych usług o elastycznych - inteligentnych - scenariuszach działania. NGN-2 13
Sterowanie usługami PSTN [1] Tradycyjny sposób wprowadzania usług (na tle typowej architektury sieci PSTN) CTG ISUP CTG ISUP ISUP Centrale tranzytowe CT CT CT CT ISUP obszar ingerencji ISUP Centrale końcowe Zmienna logika usług NGN-2 14
Sterowanie usługami PSTN [2] Platforma IN obszar ingerencji SSP CTG INAP Usługi w formie IN SCP ISUP INAP...... SMP SSP CTG SCE Zmienna logika usług ISUP ISUP CT CT CT CT......... "Unormowany" proces obsł.zgłoszenia NGN-2 15......
Sterowanie usługami PSTN [3] Połączenie a usługa Usługi aplikacji SCP SEP Komunikacja sterowania STP STP wymuszanie zmian w sterowaniu usługą podstawową (parametry, algorytm) - INAP Część usług sieciowych (transport, wyszukiwanie aplikacji swoisty middleware ) (MTP + SCCP) usługi bazowe C1 SEP Ster/SSP Połączenie bazowe (bearer connection) SEP Ster/SSP C2 Sterowanie usługami podstawowymi i połączeniami (ISUP) NGN-2 16
Sterowanie usługami PSTN [3] Połączenie a usługa Usługi aplikacji SCP SEP Komunikacja sterowania STP STP wymuszanie zmian w sterowaniu usługą podstawową (parametry, algorytm) - INAP Część usług sieciowych (transport, wyszukiwanie aplikacji swoisty middleware ) (MTP + SCCP) usługi bazowe C1 SEP Ster/SSP Połączenie bazowe (bearer connection) SEP Ster/SSP C2 Sterowanie usługami podstawowymi i połączeniami (ISUP) NGN-2 17
Sterowanie usługami PSTN [4] Koncepcja IN - widok "od środka" Ster Ster zdarzenie Z IN Meldunek: zdarzenie Z; co dalej?? zdarzenie Z Odpowiedź: zrób to a to Realizacja nie-in sygnalizacja sterowania zgłoszeniami Realizacja IN NGN-2 18
Co nam to przypomina?... Cd. I 2 co i kiedy wystąpiło 1 co zrobić? Model IN - podstawy Model obsługi zgłoszenia (BCSM) idea - wykrycie zdarzenia (osiągnięcie stanu - DP) - mechanizm "przerwania" i powrotu Point-In-Call Detection point (punkt detekcji) PIC Stan jałowy DP Autoryzacja DP Wystąpienie zgłoszenia Zgłoszenie przyjęte Wymagania: zdefiniowanie styku I - model informacyjny - protokół... Model informacyjny model obsługi zgłoszenia model transportowy połączenia model zasobów dodatkowych operacje Wybieranie numeru Rozłączenie NGN-2 19 DP DP Informacja zebrana Analiza numeru DP Informacja przeanalizowana Łączenie DP Rozmowa Odpowiedź
Model IN - podstawy [2] Idea wykorzystania BCSM Point-In-Call Detection point (punkt detekcji) PIC Stan jałowy DP Autoryzacja DP Wybieranie numeru DP Wystąpienie zgłoszenia Zgłoszenie przyjęte Informacja zebrana Czy spełnione? Kryterium (wyzwalacz) 1 Kryterium (wyzwalacz) 2. Przetwarzanie w SCF IAM ANM Analiza numeru DP Łączenie DP Informacja przeanalizowana Odpowiedź (kryterium: odebrano ANM) Rozmowa DP Rozłączenie warstwa sterowania zasobami NGN-2 warstwa sterowania usługami 20
zbiór wyzwalaczy Model IN - podstawy [3] "Przerwania" - uaktywnienie usługi IN mechanizm wyzwalaczy (ang. trigger) (na wzór callback) Wyzwalacz: zbiór kryteriów, których spełnienie wprowadza zgłoszenie w tryb obsługi IN (w szczególności powoduje wysłanie wiadomości do funkcji sterowania IN) rodzaje kryteriów - przykłady: "samo osiągnięcie DP", "wybrany numer", "off-hook delay", "3/6/10" cyfra", "prywatny plan numeracji", "sieć niedostępna", "kod usługi (feature)",... wyzwalacz jest związany z punktem detekcji DP; może być aktywny lub nieaktywny np. zależnie od typu zgłoszenia, abonenta, etc. rodzaje wyzwalaczy w punkcie DP (a) ustawiony statycznie - TDP (Trigger DP), np. wywołana usługa 0800 (b) ustawiony dynamicznie (zdarzeniowe) - EDP (Event DP), np. wykryto zajętość AbB" typy wyzwalaczy: (a) z odpowiedzią (xdp-r, response), (b) powiadomienie (xdp-n, notification) zbiór punktów detekcji BCSM - model szczegółowy dla konkretnej platformy NGN-2 21
Przykładowa usługa IN Uproszczona usługa 0800 ("zwykła" translacja numeru) BCSM (1) TDP Collected_info DP PIC:Analyse_info SSF SCF SDF (2) initialdp( idzgł, wybrany numer, "freephone-nochrgng") Parametr: servicekey (5) connect( idzgł, identprzezn, kontynuujod:o_answer) weryfikacja poprawności danych (3) requestinfo(bazadanychdlafreeph, wybrany numer) (4) requestinforesp(identprzezn) O_Answer DP operacje INAP servicekey usługa jest wstępnie rozpoznawana już na poziomie SSF (ograniczenie przetwarzania w SCF) BCSM Basic Call State Model DP Detection Point SSF Service Switching Function SCF Service Control Function SDF Specialised Data Function NGN-2 22
Operacje INAP [1] 1. InitialDP: Initial Detection Point IDP SSP -> SCP Inicjuje proces realizacji usługi IN i przekazuje specyficzne dla połączenia dane do SCP. Najważniejsze parametry: servicekey (identyfikacja usługi IN) calledpartynumber (wybrany numer IN, dodatkowe atrybuty) callingpartynumber verte 2. Connect: CON SCP -> SSP Za pomocą tej operacji SCP wymusza, aby SSP zestawił połączenie z przekazanym numerem docelowym. Najważniejsze parametry: verte destinationroutingaddress (np. Nr Ab B - ISUP Called Party Number) callingpartynumber NGN-2 23
Operacje INAP [2] 3. RequestReportBCSMEvent: RRB SCP -> SSP SCP żąda od SSP monitorowania wskazanych zdarzeń w procesie obsługi połączenia (np. zajętość, brak odpowiedzi, rozłączenie) uzbraja wskazane zdarzeniowe punkty detekcji EDP. SSP po wykryciu zdarzenia wysyła do SCP odpowiedź za pomocą operacji EventReportBCSM (ERB). Najważniejsze parametry: eventtypebcsm monitormode (EDP-R, EDP-N) dpspecificcriteria... i wiele innych (SCP->SSP, SCP-SRF, SCF->SDF, xxx->scp) np. INAP CS1 obejmuje 29 operacji. Zestawy operacji niezbędne do uruchomienia usług IN wynikają z wymagań scenariuszy usług i architektury sieci tlkm (np. TP-INAP 1 wykorzystywał kiedyś ~19 operacji).
Operacje INAP [3] Struktura przykładowej operacji: InitialDP InitialDPArg ::= SEQUENCE { servicekey [00] ServiceKey, calledpartynumber [02] CalledPartyNumber OPTIONAL, callingpartynumber [03] CallingPartyNumber OPTIONAL, callingpartyscategory [05] CallingPartysCategory OPTIONAL, cgencountered [07] CGEncountered OPTIONAL, ipsspcapabilities [08] IPSSPCapabilities OPTIONAL, ipavailable [09] IPAvailable OPTIONAL, locationnumber [10] LocationNumber OPTIONAL, originalcalledpartyid [12] OriginalCalledPartyId OPTIONAL, highlayercompatibility [23] HighLayerCompatibility OPTIONAL, serviceinteractionindicators [24] ServiceInteractionIndicators OPTIONAL, additionalcallingpartynumber [25] AdditionalCallingPartyNumber OPTIONAL, forwardcallindicators [26] ForwardCallIndicators OPTIONAL, bearercapability [27] BearerCapability OPTIONAL, eventtypebcsm [28] EventTypeBCSM OPTIONAL, redirectingpartyid [29] RedirectingPartyId OPTIONAL, redirectioninformation [30] RedirectionInformation OPTIONAL } NGN-2 25
zgłoszenia "Aplikacje/usługi" Podsumowanie - IN a NGN IN SF1 SF2 SCF Service Cntrl F SF... Protokół INAP SIP Skrypt CGI SF SIP servlet Skrypt CPL wgrywany" BCSM ISUP SSF (Service Switch. F) CCF (Call Contr F) CT ISUP BCSM Java applet SIP JAIN SIP CCF Serwer SIP (Proxy,...), MGC, UA SIP Logika SSF, API usługowe, logika usługowa (modele IN, JAIN, Parlay/X...) MGC/Softswitch ISUP BICC SIP... NGN-2 26
Podsumowanie cd. Wyniesienie sterowania podstawowa idea dość klarowna: zdalne sterowanie realizacją usługi bazowej ale niejednorodna w sensie różnych poziomów funkcjonalnych/abstrakcji (co jest usługą bazową), np. usługa transportowa / usługa zgłoszenia (+sterowanie) sterowanie zgłoszeniami / aplikacja lokalizacji funkcji SSF sieć (model operatorski) urządzenie końcowe (model dostawcy aplikacji terminalowej) modelu i implementacji (INAP, Parlay, CPL/CGI, JAIN, ) Zatem trudność standaryzacja JAKIEGO styku? (aby osiągnąć otwartość) Architektura NGN jak zapewnić współpracę różnorodnych technik w możliwie prosty (?) sposób implementacje (np. IMS) w znacznej mierze zorientowane na usługi o charakterze sesyjnym (sesja / nie-sesja różnica bywa subtelna) koncepcja service enablers Telco 2.0/3.0 : j/w i dodatkowo sterowanie funkcjami o charakterze nie-sesyjnym / wykorzystanie SaaS, portali społecznościowych przez operatorów Przykładowe technologie: kanały RSS, OpenID, tworzenie usług przez użytkownika/techniki mashup (http://www.polibuda.info/mapa.php :), NGN-2 27
Praca własna OpenFlow podobieństwa i różnice w stosunku do innych rozwiązań (dzisiejszy wykład IN, w przyszłości H.248, ~ParlayX) http://www.openflow.org/ NGN-2 28