پایان نامه همگرايي سيستم هاي مخابرات باند پهن سيمي و بيسيم در شبكه هاي نسل آينده
مقدمه:
در اين بخش به بررسي تاريخچه، تعريف، ملزومات و آينده استانداردهاي NGN مي پردازيم. در اين راستا، جهت و حركت استراتژيك استانداردها را به سمت يك شبكه NGN فراگير با قابليت همگرايي شبكههاي موبايل و ثابت و تمامي وجوه مخابرات قرن بيست و يكم را مورد بررسي قرار ميدهيم.
در طول 10 سال اخير، به طور فزايندهاي شاهد اجتماع و همگرايي شبكههاي كامپيوتري و تلفني بودهايم. اپراتورهاي عمومي شكبه (PNOها) شاهد كاهش در ترافيك تلفني شبكههاي PSTN خود در اثر محبوبيت در حال افزايش تلفنهاي موبايل و همچنين حركت و انتقال سرويسها از شبکههاي تلفن به اينترنت بودهاند.
تقاضاي مشتريان شبكههاي تلفني به تدريج از سرويسهاي مخابراتي محدود ارائه شده توسط فراهم كنندگان شبكه (network provider) بسمت سرويسهاي وسيع و متنوع اينترنت سوق پيدا كردهاست. پاسخ اپراتورهاي شبكه هاي «ثابت» به اين تقاضا، بهره برداري از تكنولوژي باند وسيع براي برآورده سازي نياز مشتريان بوده است. اين راه حل هر چند تقاضا و نياز مشتريان را برآورده ساخته است، اما در بطن خود نوعي استقلال از سرويس و كاربرد را دربرداشته است.
بعبارت ديگر اپراتور شبكه فقط وظيفه فراهم آوردن دسترسي به اينترنت (و يا حتي در حالت بدتر، دسترسي به ISPها) را بر عهده داشته است، در حالي كه محتواي ارتباطي و سرويسهاي ارائه شده در اينترنت، مستقل از هزينههاي ساخت و برقراري شبكه به مشتريان ارائه ميگردد.مشتريان در قبال سرويس كه دريافت ميكنند نه در قبال تكنولوژي مورد استفاده پول پرداخت ميكنند. لذا اگر سرويسهايي ارائه شوند كه از تكنولوژي باند وسيع بهره كافي را ميبرند از لحاظ صرفه اقتصادي و سودآوري براي اپراتورهاي شبكه بسيار حائز اهميت ميباشند. بدين ترتيب، مفهوم يك شبكه باند وسيع مجتمع تحت عنوان شبكه نسل آينده (NGN) در طول سالهاي اخير توسعه پيدا كردهاست.
مشخصات اصلي يك شبكه NGN در واقع از مسايل مواجه شده توسط اپراتورهاي شبكه ناشی ميشوند: نياز به فراهم آوردن سرويسهايي بر روي نقاط دسترسي باند وسيع (به منظور افزايش سود اقتصادي)؛ نياز به تلفيق سرويسهاي متنوع و پراكنده شبكه مانند ديتا (جستجوي وب)، voice، ارتباطات تلفني، چندرسانهاي و همچنين تلفيق سرويسهاي اينرتنتي محبوبيت يافته مانند ارسال پيامهاي لحظهاي (instant messaging) و سرويسهاي ارسالي همگاني (broadcast)، تقاضاي مشتريان براي دسترسي به سرويسها در هر مكان دلخواه (ماهيت mobility). در اين رهگذر، به جاي يك شبکه اي كه يك راه حل خاص را فراهم مينمايد (مانند PSTN)، مجموعهاي از شبكهها با قابليت پشتيباني يك بستر انعطاف پذير براي ارائه سرويس، مورد نياز است.
يكي از مهمترين ويژگيهاي IP، استقلال لايههاي پروتكل ميباشد. اين ويژگي مبناي اصلي شبكههاي ارتباطي جهاني بوده است كه در آن ارتباط بين نقاط مختلف مستقل از نوع شبكههاي زيرلايه مانند PSTN، ATM و يا Frame Relay برقرار ميگردد. همچنين دسترسي باند وسيع مانند خطوط ADSL، قابليت ارائه و استفاده از كاربردهاي آنلاين را براي شبكههاي جهاني فراهم نموده است.
NGN از سال 2003 در استانداردها مورد بحث قرار گرفته است و مهمترين سؤال پرسيده شده در اين زمينه اين بوده است: « NGN چيست؟». همانطور كه گفته شد، نيازهاي تجاري و اقتصادي نقطه شروع را در پاسخ به اين سؤال مشخص نمودند.
گروه مطالعاتي ITU-T13، تعريف NGN را در Recommendation Y.2001 به اين ترتيب مطرح نمود: « NGN يك شبكه مبتني بر Packet ميباشد كه داراي قابليت ارائه سرويسهاي مخابراتي و همچنين استفاده از تكنولوژيهاي انتقال باند وسيع با قابليت QoS است و در آن، عمليات و فانكشنهاي مرتبط با سرويس، مستقل از تكنولوژيهاي مربوط به انتقال ميباشند. در اين شبكه، امكان دسترسي كاربران به شبكهها و فراهم كنندگان سرويس و سرويسهاي مختلف وجود دارد.
اين شبكه همچنين mobility تعميم يافته را پشتيباني مي نمايد كه اجازه دسترسي به سرويسهاي مداوم (بدون وقفه) و موجود در هر مكان را به كاربران مي دهد.»
به علاوه Recommendation Y.2001 شبكه NGN را با مشخصات اساسي زير تعريف مي كند:
- انتقال مبتني بر Packet
- جداسازي فانكشنهاي كنترلي
- جداسازي سرويس از انتقال و فراهم سازي اينترفيسهاي باز
- پشتيباني دامنه وسيعی ازسرويسها، كاربردها و مكانيزمهاي مبتني برسرويسها(شامل سرويسهاي real-time، غير real-time، streaming و چندرسانهاي)
- قابليتهاي باند وسيع با end-to-end QoS
- Interworking با شبكههاي متداول از طريق اينترفيسهاي باز
- Mobility تعمیم یافته
- دسترسي نامحدود توسط كاربران به فراهم كنندگان شبکه مختلف
- تنوع كافي در ساختارها و روشهاي شناسايي كاربر
- مشخصات واحد و يكسان براي يك سرویس خاص (از ديد كاربر)
- سرويسهاي همگرا بين شبکه هاي موبايل و ثابت
- استقلال فانكشن هاي مرتبط باسرويس از تكنولوژيهاي انتقال مورد استفاده
- پشتيباني تكنولوژيهاي مختلف last-mile
- تبعيت از تمامي ملزومات قانوني مانند در نظر گرفتن مخابرات اضطراري، امنيت ارتباطات، Privacy و همچنين شنودها و تداخلهاي قانوني
همچنين Recommendation Y.2001، شبكه NGN را به تعدادي زمينه مطالعاتي تفكيك كرده است كه هر يك نياز به مطالعه به منظور بررسي ملزومات و ارائه راه حل ميباشند. اين زمينهها هم اكنون اساس و هسته اصلي فعاليتهاي مربوط به استانداردسازي رادر ITU-T وسايرمؤسسات توسعه استاندارد(SDO)تشكيل ميدهند:
- چارچوب كلي و اصول ساختاري
- قابليتهاي سرويس دهي و معماري و ساختار سرويسها
- قابليت فعاليت و ارتباط بين سرويسها و شبكه در NGN
- قابليتهاي مخابراتي در مواقع بلايا و فجايع
- مدل هاي ساختاري و معماري براي NGN
- بسترهاي سرويس دهي
- مديريت شبكه
- امنيت شبكه
- پروتكلها و ساختارهاي كنترل شبكه
- شماره گذاري، نام گذاري و آدرس دهي
ملزومات NGN هنوز در حال گسترش ميباشند زيرا NGN داراي ابعاد وسيع و گستردهاي است. ارائه سرويس voice در بردارنده پيچيدگيهاي كنترل و مديريت PSTN ميباشد. mobility مستلزم همگرايي موبايل- ثابت (FMC) و جداسازي سرويس دهي از انتقال خواهد بود. در حالي كه فراهم سازي اينترفيسهاي باز، چالش را نظير وفق دادن ساختارهاي مبتني بر اينترنت با شبكههاي امن و مطمئن مانند PSTN در پيش رو قرار ميدهد.
نياز ديگري كه از سوي برخي از PNOها مطرح شد، استفاده از NGN براي جايگزيني شبكه PSTN (به طور كلي يا جزئي) بود. اين جايگزيني مستلزم فراهم آوردن تمامي سرويسهاي PSTN توسط NGN جايگزين شده ميباشد. به عبارت ديگر، اين جايگزيني بايد كاملاً از ديد مشتري PSTM قبلي نامحسوس باشد.
درسال 2003، ITU-T SG13 گروهي را با نام NGN- JRG تشكيل داد كه وظيفه آن شناسايي مباحث كليدي و توسعه استانداردهايي مبنايي براي ساختن چارچوبهاي يك NGN، شامل ارائه يك تعريف در قالب ITU-T بود. فعاليت اين گروه تا ماه ژوئن 2004 ادامه يافت و Y.2001 و Y.2011 حاصل كار گروه مذكور بوده و هم اكنون اساس مطالعات NGN در ITU-T مي باشند.
همزمان با ITU-T و به طور موازي با آن، ETSI نيز شروع به فعاليتهاي استانداردسازي منطقهاي نمود. دو كميته موجود در ETSI در تابستان 2003 با يكديگر تركيب شدند. كميته ETSI TIPHON در حال پژوهش بر روي ملزومات ارتباط شبكههاي VOIP و PSTN بود و به موفقيتهايي نيز دست پيدا كرده بود. همچنين كميته ETSI SPAN نيز مدتهاي مديدي بر روي استانداردهاي مخابراتي اروپايي فعاليت ميكرد. كميته حاصله با نام TISPAN به يك طرح ساده براي برآورده ساختن نياز فوري بازار دست يافت:
- ارائه تمامي سرويسهاي موجود در 3GPP IMS به مشتريان باند وسیع و تعدادي از سرويسهاي IMS به مشتريان PSTN/ISDN متصل به NGN.
- فراهم كردن اكثرسرويسهاي يك PSTN/ISDN موجودوهمچنين اينترفيسهايي براي پشتيباني جايگزيني PSTN/ISDN با NGN.
- گسترش 3GPP IMS براي پوشش زمينه هايي كه 3GPP آنها را پوشش نداده است: به طور مشخص، تماسهاي اضطراري و تداخل و شنود قانوني. همچنين، TISPAN موظف بود كه نشان دهد كه ملاحظات وملزومات مقرراتي براي Privacy قابل برآوردهسازي است. (سرويسهاي مشابه CLIP/CLIR)
1-3-2- ITU-T
از آنجاييكه چندين مؤسسه استانداردسازي، طرحهاي خود را براي استانداردNGN در ابتداي سال 2004 ارائه كردند، نگرانيهايي در صنعت در ارتباط با هم پوشاني و عدم هماهنگيهاي احتمالي بين استانداردهاي آينده NGN به وجود آمد. نگرانيهاي مذكور منجر به تشكيل يك گروه متمركز در ITU-T به منظور فعاليت بر روي استانداردسازي NGN شدكه با نام FGNGN شناخته ميشود. در ادامه و پس از برگزاري جلسات مكرر، تصميم براين شدكه ITU-T SG13 بعنوان گروه اصلي فعاليت كننده برروي NGN در ITU-T فعاليتهاي FGNGN را ادامه دهد. فعاليتهاي FGNGN تا ارائه Release 1 ادامه مييابد.
قبلاً اشاره كرديم كه تفاوت اساسي بين NGN و سرويسهاي سنتي و مرسوم مخابراتي گذر از شبكههاي جداگانه و مبتني بر كاربرد خاص به يك شبكه واحد با قابليت حمل و نقل تمامي سرويسها ميباشد. همچنين قبلاً بهRecommendation Y.2001 اشاره كرديم كه درآن، تعدادي از ويژگيها ومشخصههاي ضروري در يك NGN ارائه شدهاند. بعلاوه،ITU-T در Recommendation Y.2011 يك چارچوب كلي را براي ساختار NGN به منظور رسيدن به ويژگيهاي مذكور در Y.2001 مطرح مينمايد.
1-4-1- ITU-T Recommendation Y.2011
هدف اصلي Y.2011 فراهم نمودن پايه و اساسي براي توسعه مدلهاي عملياتي براي سرويسهاي مبتني بر NGN ميباشد.ابتدا،دراينRecommendation به تفاوتهاي بين سيستمهاي لايه بندي شده NGN و سيستمهاي هفت لايه OSI BRM تعريف شده درITU-T Recommendation X.200 اشاره ميشود.
بعنوان مثال،در رابطه با تعدادلايهها و همچنين مشخصههاي خاص هر لايه در OSI BRM با مسايل و مشكلاتي در NGN روبرو هستيم. در ارتباط با سيستمهاي NGN (سيستمهاي غير OSI) ممكن است با برخي يا همه شرايط زير روبرو شويم:
- تعداد لايهها ميتواند هفت نباشد.
- وظايف لايههاي مختلف ممكن است با وظايف لايههاي متناظر در OSI BRM يكسان نباشد.
- تعاريف و شرايط معيني كه در OSI BRM تجويز ميشود ممكن است كه عملي نباشد.
- پروتكلهاي مورد استفاده با پروتكلهاي OSI تفاوت داشته باشد. (مانند IP)
َAnnex هاي Y.2011 فرازهاي مختلف OSI BRM را كه به منظور استفاده در NGN تغيير و تصحيح شده و همچنين فرازهايي را كه غیر قابل استفاده در NGN مي باشند، با جزئيات مشخص مي نمايند.
سرويسها و فانكشنها با يكديگر ارتباط دارند زيرا فانكشنها در واقع براي ساختن و ايجاد سرويسها مورد استفاده قرار ميگيرند. مناسب است كه فانكشنها را به دوگروه متمايز، يا بعبارت ديگر به دو لايه تقسيم نماييم: گروه اول شامل تمامي فانكشنهاي كنترلي وديگري شامل تمامي فانكشنهاي مديريتي. با اين تقسيمبندي ميتوان ارتباط و جريان اطلاعات بين فانكشنهاي درون يك گروه را تعريف نمود. بدين ترتيب، Y.2011 مدل سطح بالاي نشان داده شده در شكل 1 را توسعه داده است. اين شكل نحوه گروه بندي فانكشنها را به منظور توسعه سيستم نمايش ميدهد. بلوكهاي فانكشنال را نيز ميتوان به نوبه خودبه زيرگروههاي نشان داده شده در شكل تقسيم نمود و بدين ترتيب به يك گروه بندي مناسب براي پياده سازي و نمايش سيستم دست يافت.
شکل 1-1- مدل کلی فانکشنال برای NGN (مبتنی بر Y.2001)
دراين بخش به ارائه ساختار NGN بر اساس طرح مطرح شده در FGNGN ميپردازيم. البته لازم به ذكر است كه ساختار نهايي بر اساس نتايج مطالعات بيشتر، قابل تغيير ميباشد.
سرويسهايNGN ازسرويسهايSession-basedمانندIPtelephonyوvideo conferencing وvideo chatting وسرويسهاي غيرsession-based مانندvideo streaming وهمچنينbroadcasting تشكيل ميشوند. علاوه بر آن، شبكههاي NGN جايگزيني PSTN/ISDN را نيز پشتيباني مي نمايند.
نقد و بررسیها
هنوز بررسیای ثبت نشده است.