مقدمه اي بر شبكه های نسل جديد NGN

تاریخ:۱۳۹۴/۰۲/۱۱

 

 

امروزه با سرعت چشمگيري در حال دگرگوني و گسترش است. كشور ما نيز به عنوان بخش كوچكي از دهكدة جهاني، بايد با اين تغييرات سريع، هماهنگي و همراهي كند و طبعاً اين مساله هزينه¬هاي اجتناب ناپذيري را براي ما ايجاد ميكند. بنابراين بايد به اين سوال پاسخ دهيم كه در برنامه ريزي هاي كوتاه مدت و بلند مدت براي طراحي شبكة مخابرات كشور، چه عواملي را بايد مد¬نظر قرار داد تا اين هزينه¬ها را به حداقل رساند. در نوشتار حاضر به توصيف اوليه اي از شبكه هاي نسل جديد مخابرات مي پردازيم: 
لزوم انعطاف پذيري شبكة مخابرات كشور
با توجه به رشد و توسعة سريع مخابرات در سطح بين المللي و نياز مشتريان براي دسترسي هرچه سريعتر به سرويس هاي جديد، بايد در برنامه ريزي هاي كلان توسعة مخابرات كشور، قابليت انعطاف پذيري براي هماهنگي با اين تغييرات و جلب رضايت مشتريان مورد توجه قرار گيرد. به زبان ديگر، بايد شبكة مخابرات كشور به گونه ي طراحي شود كه با صرف حداقل هزينه ا و اعمال كمترين تغييرات، بتوان تكنولوژي اي جديد اين حوزه را پوشش داد و سرويسهاي متنوع مورد نياز مشتريان را كه روز به روز در حال گسترش هستند، به سرعت ارايه كرد. 



سيستم¬هاي ماجولار، لازمة پويايي شبكه 


پويايي شبكه مخابرات، در گرو اراية سرويس اي مورد نظر مشتريان با قيمت مناسب مي بشد كه اين به نوبة خود در گرو ايجاد بازار رقابتي براي ارايه هندگان سرويس است. چنين بازاري وقتي فراهم ميشود كه شبكة مخابراتي، در حال رشد و توسعة پيوسته و سريع باشد. يك روش براي براي فراهم آوردن پتانسيل¬هاي توسعه در چنين سيستمي و در عين حال مديريت بهينة آن، طراحي سيستم به صورت بخش¬هاي جزيي و مستقل از هم (modular) است. 
ماجولار بودن سيستم¬ها اين امكان را به متوليان صنعت مخابرات و اپراتورهاي مخابراتي مي¬دهد تا به جاي تكيه بر شركت¬هاي بزرگ كه يك تكنولوژي خاص را عرضه مي¬كنند، از ميان گونه¬هاي مختلف ارايه شده براي هر جزء، بهترين گونه را با در نظر گرفتن معيارهاي مورد نظر خود انتخاب كنند.


زيرساخت يكپارچه، لازمة انعطاف¬پذيري شبكه 


با توجه به نياز مشتريان براي برخورداري همزمان از سرويس¬هاي متنوع (همگرايي سرويس¬ها)، اراية تنها يك سرويس خاص، براي ارايه¬دهندگان سرويس¬هاي مخابراتي مقرون به صرفه نمي¬باشد. از طرف ديگر، در سيستم¬هاي يكپارچه با رشد بازار تقاضا، اراية تمام سرويس¬هاي مورد نياز مشتريان توسط يك ارايه¬دهندة خاص نيز مقدور نخواهد بود. بنابراين شركت¬هاي خدماتي بايد يك يا چند سرويس خاص را با توجه به توانايي¬ها و امكانات خود انتخاب كرده و به مشتريان عرضه كنند؛ اما براي مقرون به صرفه بودن و ادامة رقابت، شركت¬ها بايد بتوانند سرويس¬هاي متنوع را روي يك زيرساخت واحد به مشتريان ارايه دهند. اين امر، تغيير سيستم¬هاي مخابراتي را از حالت "كاملا‌ً يكپارچه" به حالت "بخش¬هاي كوچك بر پاية زيرساخت يكپارچه" اجتناب¬ناپذير مي¬سازد. در¬نهايت، استفاده از سيستم¬هاي توسعه¬پذير، منجر به افزايش رقابت، كاهش قيمت و توسعة سريعتر سرويس¬هاي جديد مي¬شود.


شبكه¬هاي مخابراتي نسل آينده (NGN) 


در نظر گرفتن يكپارچگي در زيرساخت و ماجولاريتي در سيستم، در فرآيندهاي طراحي بلند¬مدت شبكة مخابرات، هزينه¬هاي ناشي از به¬روز شدن شبكة مخابرات در بلند مدت را كاهش داده و به آن قابليت تطابق بيشتري با روند تغييرات سريع خواهد داد.
 همگرايي در زيرساخت، در واقع به نوعي به معني همگرايي در شبكه¬هاي نوري، سيمي و بدون سيم است. 
از سوي ديگر در حال حاضر از نظر دسترسي به منابع زيرساخت، دو نوع سوييچينگ مداري و پاكتي در شبكه موجود مي¬باشد. همانطور كه مي¬دانيم شبكه¬هاي تلفني براي انتقال ترافيك صوتي از سوييچينگ مداري و براي انتقال ترافيك سيگنالينگ از سوييچينگ پاكتي بهره مي¬گيرند. شبكة ديتا نيز براي انتقال ترافيك ديتا از سوييچينگ پاكتي مبتني بر IP استفاده مي¬كند. از آنجا كه سوييچينگ پاكتي در مقايسه با سوييچينگ مداري داراي قابليت¬هاي فراواني است (به عنوان مثال استفادة بهينه از تمام پهناي باند در دسترس براي انتقال ترافيك)، جهت¬گيري طراحي شبكه¬هاي مخابراتي نسل آينده به گونه¬ايي است كه در آن هم براي ارسال ترافيك مديا (صوت، تصوير، و غيره) و هم سيگنالينگ، از سوييچينگ پاكتي به طور مشترك استفاده شود. از اين¬رو با استفاده از NGN مي¬توان سرويس¬هاي جديد را با همگرايي مخابرات سيمي و بدون سيم ارايه كرد. علاوه بر آن، اين سرويس¬ها در همه¬جا و در هر زماني در دسترس هستند. در حقيقت NGN يك شبكة مجتمع مبتني بر پروتكل¬هاي اينترنت (IP) است كه نيازهاي رسانه¬اي امروز و فردا را برآورده مي¬كند. براي عزيمت به چنين منظوري بايد تجهيزات جديدي نصب كرد، تجهيزات فعلي را توسعه داد و قوانين و مقرراتي را براي بهره¬وري بهينة شبكه¬هاي آينده وضع كرد. 


گذار از سوييچينگ مداري به سوييچينگ پاكتي 


هدف نهايي طراحان ايدة شبكه¬هاي نسل جديد، اين است كه شبكة مخابرات را به راحتي يك كامپيوتر شخصي قابل برنامه¬نويسي كنند. مطالعة شبكة مخابرات فعلي در سطوح ملي و بين¬المللي نشان مي¬دهد كه در حال حاضر تا حدودي پتانسيل¬هاي رسيدن به چنين مقصودي وجود دارد. به نظر مي¬رسد اصلي¬ترين مانع براي رسيدن به اين هدف، شبكه¬هاي تلفني امروزي هستند كه بر اساس سوييچينگ مداري كار مي¬كنند. براي رفع اين مانع، ايدة سوييچينگ نرم¬افزاري در شبكه¬هاي نسل جديد مطرح شده است كه به سيستم تلفني بلادرنگ مبتني بر IP و كاربردهاي مرتبط اطلاق مي¬شود. شبكة سوييچينگ پاكتي بسياري از كاركردها و سرويس¬هاي مبتني بر سوييچينگ مداري را به ارث مي¬برد و در عين حال سرويس¬هايي را ارايه مي¬كند كه با سوييچينگ مداري قابل ارايه نيستند. 


چگونگي عملكرد سوييچينگ نرم¬افزاري 


در شبكه¬هاي امروزي مبتني بر سوييچينگ مداري، مهمترين بخش يك سيستم سوييچ، نرم¬افزار پردازش مكالمه است كه وظيفه¬اش پردازش مكالمه براي كلية تماس¬ها و مسيردهي تماس¬ها در شبكة تلفني مي¬باشد. اين نرم¬افزار در پروسسورهايي كه در ساختار سوييچ تعبيه شده¬اند اجرا مي¬شود. با وجود اينكه در آيندة نزديك كلية تماس¬هاي تلفني end-to-end مبتني بر پاكت صوتي خواهند بود، ناتواني شبكه¬هاي سوييچ امروزي براي دسترسي مستقيم به پاكت¬هاي صدا مهمترين مانع در راه عزيمت به سمت پاكت¬هاي صوتي است. ولي تا تحقق چنين وضعيتي بايد با حالت تركيبي از اين دو روش كار كرد.
 يك راه حل ساده براي اين مساله، تهية سيستمي است كه بتواند عمليات سوييچينگ را هم به صورت مداري و هم به صورت پاكتي انجام دهد و كلية عمليات پردازش مكالمه در سوييچ پياده¬سازي شود. هرچند كه چنين راه¬حلي مشكل فوق را در دوران گذار حل مي¬كند، ولي قيمت سوييچ را كاهش نمي¬دهد. جامعة مخابراتي در اين زمينه به يك اتفاق نظر رسيده است و آن اينكه عمليات پردازش مكالمه را از عمليات سوييچينگ فيزيكي جدا كرده و اين دو را از طريق پروتكلي به هم ارتباط دهد. در سوييچينگ نرم¬افزاري، عمليات سوييچينگ فيزيكي و عمليات پردازش مكالمه در دو بخش جداگانه صورت مي¬گيرند. دلايل زيادي براي اينكه چرا اين روش جداسازي از بهترين روش¬ها است وجود دارد؛ به عنوان مثال: 
1- اين كار راه را براي ظهور بازيگران كوچكتر در هر دو عرصة سوييچينگ فيزيكي و پردازش مكالمه باز مي¬گذارد. در حال حاضر اين عرصه توسط شركت¬هاي بزرگ به صورت انحصاري در آمده است.
2- اين¬كار امكان استفاده از يك نرم¬افزار پردازش مكالمة مشترك را براي انواع مختلف شبكه، شامل شبكه¬هاي مبتني بر سوييچينگ مداري و سوييچينگ پاكتي فراهم مي¬كند.
بديهي است كه تحقق چنين وضعيتي نيازمند تدوين استانداردهاي لازم است. در حال حاضر نيز گروه¬هاي تحقيقاتي فراواني در اين زمينه مشغول فعاليت هستند. به عنوان مثال مي¬توان به گروه استاندارد¬سازي P1520 كه توسط IEEE تاسيس شده اشاره كرد. 

خصوصيات اصلي NGN عبارتند از : 


• جدا كردن لايه هاي انتقال، كنترل ، سرويس و دسترسي از يكديگر. 
• قابليت همـكاري با لايه هـاي مختلف و شبكه هاي ديگر از طريق اينترفيس هاي باز (Open interface) 
• كنترل يكپارچه تكنولوژي هاي مختلف انتقال نظير ATM، IP، TDM، Frame Relay و... 
• استفاده از عناصر استاندارد شبكه نظير Gateway، Soft Switch و Application Server . 

دلايل پياده سازي NGN 

1- كاهش مشكلات شبكه مشكلات فعلي شبكه نظير ترافيك بالاي شبكه، پهناي باند كم، عدم امكان سرويس دهي مناسب به مشتركين جديد و ... با استفاده از شبكة IP-Based به حداقل خواهد رسيد. 
2- افزايش تصاعدي ترافيك ديتا نسبت به صوت ترافيك ديتا و صوت چنان افزايش يافته كه از حالت نرمال خارج گرديده است . افزايش ترافيك ديتا نسبت به صوت داراي رشد بيشتري است كه دراين ميان شبكه موجود بايد قادر به هدايت اين بار ترافيكي يا Off Load كردن آن از شبكه باشد. شبكه فعلي براساس الگوهاي ترافيكي ايستا و قابل پيش بيني طراحي شده است كه اين الگو جهت شبكه صوت مطلوب بوده و با آمدن ترافيك ديتا نياز به تكنولوژي با انعطاف پذيري بيشتر مي باشد كه به سرعت قابل تغيير وتوسعه باشد، از آنجا كه تكنولوژيهاي قديم داراي انعطاف ومقياس پذيري محدودي هستند در نتيجه درمحيط جديد دچار مشكل خواهند گرديد. اين مشكل درNGN حل شده است. 
3- عدم يكپارچگي شبكه شبكه فعلي به علت وجود شبكه هاي مختلف مانند موبايل ، ديتا، IN و... متمركز نمي باشد اما در NGN داراي شبكة يكپارچه و متمركز خواهيم بود. 
4- مديريت شبكه شبكه موجود داراي تعداد زيادي سوئيچ با ظرفيت هاي پايين است، زياد بودن عناصر(Elementها)درشبكه كنترل ومديريت شبكه را مشكل مي سازد. 
5- اتمام ظرفيت شبكه موجود ظرفيت شبكه موجود بدليل محدوديت در سقف ظرفيت سوئيچ هاي PSTN به سرعت رو به اتمام است وشبكه موجود از ارائه سرويس به مشتركين ناتوان گشته است. 
6- افزايش سوددهي شركتها چالشهاي جديد در شبكه موقعيتها و راه كارهاي جديدي را مي طلبد به اين معني كه اگر شركتها بتوانند خود را با تكنولوژي روز هماهنگ كنند قادر خواهند بود سود سرشــاري از سرويسها و Application هاي جديد نصيب خود كنند. 
7- پياده سازي پروتكلهاي استاندارد از آنجاييكه عناصر مختلف در شبكه از توليدكنندگان مختلف هستند در NGN پروتكلهاي استاندارد به منظور تبادل اطلاعاتي بين عناصر شبكه پياده مي شود. 
8- افزايش پهناي باند و ارائه سرويسهاي سريعتر يكي از مشكلات مشتركين تلفني كه خواهان استفاده از اينترنت هستند(Dialup Users) پهناي باند محدود اين شبكه است كه مي توان با افزايش پهناي باند علاوه بر اينترنت پر سرعت سرويس هاي ديگري نيز به آنان ارائه كرد. 
9- رشدكلان انتقال اطلاعات(Data) نسبت به صوت و افزايش چشمگير مشتركين اينترنت پر سرعت حجم اتصال به اينترنت در سالهاي اخير رشد چشمگيري داشته است و مشتركين زيادي خواهان استفاده از سرويسهاي Online e-commerce مانند كارهاي بانكي، خريد، گرفتن كمك هاي فني و ....هستند. ساير مشتركين نيز خواهان دسترسي به اينترنت پرسرعت جهت ارسال و دريافت 
E-mail ، انتقال فايل و دسترسي به ساير كامپيوترها در شبكه هستند. 

 
 
 

مآخذ:

 [1] N. Bjorkman, Y. Jiang, T. Lundberg, A. Latour-Henner, A. Doria, "The movement from monoliths to component-based network elements", IEEE Communications Magazine, vol. 39, no. 1, pp. 86-93, 2001. 
 [2] www.iec.org . 
 [3] www.parlay.org . 
 [4] www.softswitch.org 
 [5] www.ietf.org

 

 

ناشر: ngn

 

نویسنده/نویسندگان: ngn

 


  • بازدید روز

    ۲۰

    بازدید دیروز

    ۵۷

    بازدید ماه

    ۱۵۰

    بازدید کل

    ۴۲۰۰۱۱

    افراد آنلاین

    ۱۸