«ЛО ЦНИИС – на пути к перспективным сетевым технологиям» Осадчий А.И. Директор филиала ФГУП ЦНИИС – ЛО ЦНИИС, доктор технических наук, профессор, член-корр. - презентация

1 «ЛО ЦНИИС – на пути к перспективным сетевым технологиям» Осадчий А.И. Директор филиала ФГУП ЦНИИС – ЛО ЦНИИС, доктор технических наук, профессор, член-корр. РАЕН. Тел , факс: Приемная ЛОНИИС: C еминар-встреча МСЭ для стран СНГ Aктивизация государственно-частного партнерства в странах СНГ в рамках деятельности Секторов МСЭ Иссык-Куль, август, C еминар-встреча МСЭ для стран СНГ Aктивизация государственно-частного партнерства в странах СНГ в рамках деятельности Секторов МСЭ Иссык-Куль, август,

2 Коэволюция информационно- телекоммуникационных технологий и общества 2

3 Комплекс оборудования САПФИР 3

4 Характеристики оборудования САПФИР САПФИР – это гибкие программные коммутаторы классов 4 и 5, построенные по технологии Softswitch САПФИР – использует протокол SIP (Session Initiation Protocol, RFC 3261) для сигнализации в IP – сети, и известные протоколы сигнализации TDM для стыка с ССОП: ОКС 7, EDSS1, 2ВСK, 1BCK, R1.5/R2, и др. САПФИР – обеспечивает возможность выноса абонентской емкости до 100% без ограничений числа мультисервисных абонентских выносов (МАВ) САПФИР – обеспечивает подключение абонентских устройств широкополосного доступа по медному, оптическому и по беспроводному каналу связи САПФИР – поддерживает по IP – сетям централизованное удаленное управление, настройку, изменение конфигурации и анализ работы системы, обеспечивая сбор и индикацию аварийных сообщений различных категорий, а также фиксацию подробных статистических данных с возможностью их фильтрации по критериям, задаваемым оператором САПФИР– использует протоколы: - RTP, RTCP – для передачи речевых сообщений - Рекомендации МСЭ–Т G.711A–Law и G.711mU–Law, G.723.1, G.729A – для формирования пакетов сообщений - Рекомендации МСЭ–Т G.168/G.165 – для эхокомпенсации и подавления эха с задержками до 128мсек САПФИР - обеспечивает информационную безопасность (организация VPN, приоритезация трафика и др.); 4

5 Вариант строительства мультисервисных сетей с применением комплекса САПФИР в окружении TDM- сети В рамках ФЦП «Социальное развитие села до 2010 года» в период г.г. целиком в Дубовском и в Целинском районах Ростовской области, в Панинском районе Воронежской области и двух районах Ленинградской области взамен старого коммутационного оборудования было установлено NGN - оборудование МСУ САПФИР разработки ФГУП ЛОНИИС 5

6 Пример архитектуры областной NGN / IMS сети 6

7 Вариант построения NGN - сети на основе МСУ «САПФИР» УУД – удаленный узел доступа, АС – абонентская станция, ГШ – голосовой шлюз, БС – базовая станция «Тарлон» Система биллинга Тарификация по времени и видам услуг 7

8 Комплекс оборудования САПФИР Направления дальнейшего развития В ближайшей перспективе: Переход на платформу IMS (IP Multimedia Subsystem) с реализацией единообразной схемы предоставления мультимедийных услуг; Подготовка к реализации концепции FMC (Fixed Mobile Convergence) и разработка унифицированных способ конвергенции разнородных проводных и беспроводных сетей с пакетной коммутацией. На последующий период: Разработка интеллектуального программного коммутатора (на основе внедрения элементов искусственного интеллекта) для поддержки инфраструктуры перспективных когнитивных беспроводных и проводных сетей Реализация совместимости с внешними интерфейсами беспроводных средств связи по технологии LTE. Разработка мобильного комплекса связи. 8

9 Перспективный комплекс САПФИР –К (для проводных и беспроводных когнитивных сетей) 9

10 Мобильные комплексы на архитектуре Softswitch Мобильные комплексы средств связи, обеспечивающие сопряжение всего имеющегося в регионах оборудования связи: проводного и беспроводного, узкополосного и широкополосного, использующего и старые и современные инфокоммуникационные технологии должны строиться по архитектуре Softswitch,что позволит в будущем перейти к когнитивным сетям, использующим искусственный интеллект для решения всевозможных практических задач. Наличие мобильных комплексов средств связи, построенных по упомянутой архитектуре с обозначенными целевыми функциями значительно повысит эффективность работы и управляемость всеми хозяйственными, культурными и другими объектами, действующими в регионах. Пример взаимодействия мобильного комплекса с внешними сетями приведен на следующем рисунке. 10

11 Схема взаимодействия мобильного комплекса связи с внешними сетями 11

12 Вариант построения NGN - сети с использованием широкополосных беспроводных систем УУД – удаленный узел доступа, АС – абонентская станция, ГШ – голосовой шлюз, БС – базовая станция 12

13 Технология mesh - самоорганизующиеся сети Wi-Fi – IP IEEE g/s Протокол Mesh-сети позволяет развертывать самоорганизующиеся и самовосстанавливающиеся сети точек доступа ячеистой структуры. Протокол Mash обеспечивает: - самоорганизующуюся сеть как при инсталляции, так и при добавлении новых зон охвата Wi-Fi; - самозаживление в случае возникновения помех или сбоя в работе оборудования; - постоянный динамический перерасчет эффективности работы сети; - высокий уровень безопасности между клиентами и точками доступа 13

14 14

15 Городская 2-х диапазонная сеть Wi-Fi ячеистой структуры 15

16 Вариант построения телефонной сети на базе Mesh-сети 16

17 Российский производитель оборудования для mech-сетей «Концерн «Созвездие» «MeshBS» Протокол IEEE b/g/n – Wi-Fi Протокол динамической маршрутизации – RFC 3561 Максимальная излучаемая мощность* – 100 мВт Диапазон частот** – 2.4 ГГц Полоса частот – 20/40 МГц Максимальная скорость передачи – 40 Мбит/с Интерфейс – Ethernet *По требованию заказчика возможно изготовления оборудования с повышенной выходной мощностью – до 10 Вт **по требованию заказчика возможно изготовление оборудования для альтернативного частотного диапазона Реализует шлюз в Mesh-сеть для стандартных устройств Wi-Fi: персональные компьютеры, ноутбуки, коммуникаторы, смартфоны, IP-фоны, оборудование видеоконференцсвязи 17

18 Точка доступа Wi-Fi для Mesh-сети « ORiNOCO AP-4500» Поддерживает стандарты: IEEE a IEEE b IEEE g IEEE /i IEEE /e Поддерживаются протоколы ОМСР (ORiNOCO Mesh Creation ProtocolTM ) и PoE 18

19 На Курском вокзале в Москве создана зона Free Wi-Fi. Зона покрытия сети охватывает все объекты, расположенные на территории вокзального комплекса. В перспективе к всемирной паутине можно будет подключиться на всех вокзалах Москвы и крупных городов России. С помощью Интернета железнодорожники планируют развивать различные интерактивные сервисы, например: продажу билетов, безналичную оплату услуг, использование электронных денег, накопление бонусов и другие. Пассажиры российских железных дорог получили возможность бронировать, оплачивать и распечатывать проездные билеты из интернета. Примеры бесплатного доступа Wi-Fi в Москве 19

20 Бесплатный Wi-Fi действует в авиаэкспрессах, международном аэропорте Шереметьево, на некоторых маршрутах городских автобусов. Мэр Москва пообещал обеспечить бесплатный Wi-Fi доступ к Интернету на всех станциях московского метро 300 московских школ в ближайшее время получат бесплатный доступ в интернет по Wi-Fi со скоростью 10 Мбит/ (c ограничением посещаемых сайтов) Бесплатный Wi-Fi доступен к сети интернет действует в московском парке им. Горького, парке Царицыно и других местах Минкомсвязи сообщил о программе обеспечения университетов и студенческих общежитий бесплатным высокоскоростным доступом к сети интернет по Wi-Fi в ближайшие 2 года Примеры бесплатного доступа Wi-Fi в Москве 20

21 Wi-Fi в такси В московской таксомоторной компании «Важная персона» и Санкт-Петербургской компании «Такси Люкс» мобильным интернетом с Wi-Fi доступом оборудовано более 200 автомобилей - такси. Высокоскоростной мобильный доступ в Интернет организован от компании «Скай Линк» с помощью EV-DO-маршрутизатора Huawei EC506 с поддержкой Wi-Fi / Ethernet, обеспечивающий скорость до 2,4 Мбит/с. Размещен в багажнике автомобиля. Благодаря использованию данной технологии пассажир не только получает бесплатный доступ в Интернет, но и может оплатить свой проезд пластиковой картой. Пользоваться доступом в Интернет могут одновременно несколько пассажиров в машине. 21

22 Социальные Mash Wi-Fi сети Бесплатные Wi-Fi сети создаются в Париже (Франция), Манчестере (Великобритания), Мюнхене (Германия). В США беспроводными городами уже стали Сан-Франциско, Филадельфия, Ралеф, Маунтин-Вью. Штат Мичиган (США). Полным ходом идет развертывание самой большой в США беспроводной сети Wi-Fi, которая охватит как городские, так и сельские районы (720 кв.миль). На малых скоростях доступ будет предоставляться бесплатно, на более высоких – unlimited от 30 до 50 долларов в месяц. В 2011 г Президент США Барак Обама представил план по созданию общенациональной сети беспроводного доступа, которая в течение 5 лет охватит 98 % населения страны. 22

23 Применение Mash-технологии в сельской связи Итальянская провинция Брешиа: 200 сельских населенных пункта обслуживает 800 точек доступа с общей площадью покрытия 4800 кв.км. Африканская страна Гана: в регионе Северный Акваним сеть Wi-Fi обеспечивает связью 6 поселений с общей площадью покрытия 100 кв.км. В США и других странах разрабатываются планы покрытия всей территории этих стран бесплатным Wi-Fi. Обама отнес этот проект к разряду национальных проектов; «Мы не можем ожидать, что завтрашняя экономика будет использовать вчерашнюю инфраструктуру» Этот проект оценивается в 18 млд $ 23

24 24

25 Совместное использование технологий 4 G и Wi-Fi 25

26 Разработка корпоративных нормативных документов. Решение системно-сетевых вопросов. Разработка рекомендаций по проектированию участков сетей синхронизации. Обеспечение синхронизации на стыках сети электросвязи с космическими линиями связи и другими системами, вносящими большие искажения в сигналы синхронизации. Аудит систем синхронизации сетей связи. Участие в поставках оборудования синхронизации, в том числе для расширения функций уже эксплуатируемого оборудования. ЛО ЦНИИС Работы по вопросам синхронизации НТЦ ССЭ ЛО ЦНИИС для операторов связи 26

27 Комплекс работ по синхронизации для операторов сетей мобильной связи Проблемы операторов при построении систем синхронизации частоты, фазы и времени станций мобильной связи 3G и 4G Все еще отсутствует, в особенности, в области синхронизации времени, полный комплект стандартов и рекомендаций по вопросам архитектуры сети (операторы сталкиваются с проблемами при разработке архитектуры сети), параметрам оборудования, принципам применения различных технологий синхронизации на сетях связи, непротиворечивым принципам резервирования источников синхросигналов времени и принципам выбора наиболее качественного источника и др. Все еще отсутствует, в особенности, в области синхронизации времени, полный комплект стандартов и рекомендаций по вопросам архитектуры сети (операторы сталкиваются с проблемами при разработке архитектуры сети), параметрам оборудования, принципам применения различных технологий синхронизации на сетях связи, непротиворечивым принципам резервирования источников синхросигналов времени и принципам выбора наиболее качественного источника и др. Многие технологии синхронизации фазы и времени допускают использование в гибридных системах синхронизации, когда активно используются возможности сетей, построенных на базе TDM, по синхронизации частоты. По таким решениям также отсутствует полный комплект норм. Многие технологии синхронизации фазы и времени допускают использование в гибридных системах синхронизации, когда активно используются возможности сетей, построенных на базе TDM, по синхронизации частоты. По таким решениям также отсутствует полный комплект норм. Построение систем синхронизации должно быть увязано с топологией сети и типами оборудования, а пакетные сети многих операторов еще находятся на ранних стадиях развития. Построение систем синхронизации должно быть увязано с топологией сети и типами оборудования, а пакетные сети многих операторов еще находятся на ранних стадиях развития. И другие проблемы И другие проблемы 27

28 Комплекс работ по синхронизации для операторов сетей мобильной связи ЛО ЦНИИС, оказывая научную поддержку операторам сетей связи и проектным организациям, проводит следующие работы 1. Разработка схем и проектных решений по синхронизации частоты, фазы и времени станций мобильной связи 3G и 4G на основе существующих технологий, в том числе, разработанных ITU-T, IEEE, IETF (Synchronous Ethernet, пакетная синхронизация, IEEE1588-PTP, NTP, и др.), а также – на основе гибридных технологий 1. Разработка схем и проектных решений по синхронизации частоты, фазы и времени станций мобильной связи 3G и 4G на основе существующих технологий, в том числе, разработанных ITU-T, IEEE, IETF (Synchronous Ethernet, пакетная синхронизация, IEEE1588-PTP, NTP, и др.), а также – на основе гибридных технологий 2. Разработка рекомендаций по выбору оборудования синхронизации 2. Разработка рекомендаций по выбору оборудования синхронизации 3. Предпроектное обследование сети, пусконаладка оборудования и аудит систем синхронизации частоты, фазы и времени 3. Предпроектное обследование сети, пусконаладка оборудования и аудит систем синхронизации частоты, фазы и времени 4. Разработка программ и методик измерений параметров синхронизации частоты и времени оборудования или сети 4. Разработка программ и методик измерений параметров синхронизации частоты и времени оборудования или сети 5. Разработка рекомендаций по выбору метрологического оборудования 5. Разработка рекомендаций по выбору метрологического оборудования 6. Разработка предложений по обработке и анализу данных систем мониторинга синхронизации 6. Разработка предложений по обработке и анализу данных систем мониторинга синхронизации И другие работы И другие работы 28

29 Оборудование синхронизации, разработанное в ЛО ЦНИИС, и поставляемое на сети связи РФ и стран СНГ 29

30 Новые разработки оборудования синхронизации ЛО ЦНИИС 30

31 В настоящее время НТЦ ССЭ проводятся следующие исследования и разработки: 31

32 АМУЛЕТ-М- формирователь IP – соединений Назначение: Формирователь IP – соединений АМУЛЕТ-М предназначен для поверки и проведения испытаний с целью утверждения типа оборудования, обеспечивающего учет объема передаваемой/принимаемой информации и длительности сеанса связи при предоставлении услуг пакетной передачи информации и доступа в Internet. Функциональные возможности: Формирование одновременно по всем каналам всего стека протоколов Фиксация, анализ, расшифровка и индикация всех передаваемых и принимаемых пакетов; Возможность визуализации всех пакетов каждого соединения Определение величины погрешности измерений поверяемого оборудования; Автоматический процесс испытаний; Статистическая обработка результатов испытаний; Формирование протокола испытаний. 32

33 «КРАБ» - измеритель показателей функционирования сетей связи Назначение: Проведение испытаний сетей связи, с целью контроля выполнения технических норм на показатели функционирования сетей связи, введенных приказом Мининформсвязи РФ 113 от г. Реализуемые функции: автоматический режим проведения испытаний; работа, как в сетях с коммутацией каналов, так и в сетях с коммутацией пакетов; контроль всех нормируемых параметров в сетях фиксированной связи, и в сетях передачи данных; формирование по заданному сценарию контрольных вызовов; Реализуемые интерфейсы 2-х проводный аналоговый абонентский стык Fast Ethernet UMTS/GSM/GPRS Перспективные интерфейсы LTE, 4GW 33

34 SBC «ОБЕРЕГ» Контроль доступа к услугам Контроллер Оберег гарантирует защиту от неавторизованных попыток установления сигнального соединения за счет организации списков доступа, так называемых ACL-входов. Защита от несанкционированного использования (кражи) полосы пропускания обеспечивается путем управления открытием и закрытием медиа-каналов для каждого вызова и обслуживая только аутентифицированных пользователей в соответствии со специальными списками параметров ACL, включающими IP-адреса источника и адресата, а также порт для RTP&RTCP пакетов 34

35 Технические характеристики SBC «ОБЕРЕГ» Пограничный контроллер Оберег имеет модульное архитектуру и обеспечивает различные варианты по производительности и функциональности за счет масштабируемости Контроллер поддерживает следующие интерфейсы и протоколы: физические интерфейсы Ethernet 10BaseT, 100BaseTX, 1000BaseT IP (RFC 791) RTP/RTCP (RFC 3550, 3551) SIP v.2 (RFC 3261) SDP (RFC 4566) H.248/Megaco ( RFC 3015) интерфейс с системой техобслуживания Syslog, XML, FTP интерфейс с системой учета – RADIUS 35

36 ТРЕБОВАНИЯ К СИСТЕМЕ АВТОНОМНОГО ЭНЕРГОПИТАНИЯ ОБЪЕКТОВ СВЯЗИ Система автономного энергопитания предназначена для повышения эффективности работы объектов связи путем: уменьшения затрат на создание удаленных объектов за счет исключения необходимости подвода энергопитающих кабелей; уменьшения затрат на эксплуатацию за счет исключения расходов на электроэнергию и обслуживание кабельной линии; повышения надежности работы удаленных объектов связи за счет обеспечения независимости их работы от сети энергоснабжения и состояния кабельной линии. ВОЗОБНОВЛЯЕМАЯ ЭНЕРГИЯ Основным источником возобновляемой энергии в настоящее время является Солнце. Носителями энергии Солнца являются электромагнитные волны и ветер. На энергии ветра работают ветрогенераторы. На электромагнитной энергии работают солнечные батареи и солнечные коллекторы. 36

37 Перспективные разработки телекоммуникационного оборудования Рис. 1. Модуль приемников (2 канала) STM-4 на шине PCIX. Рис. 2. Модуль приемников потоков E4 по оптике на шине PCI-E. 37

38 Перспективные разработки телекоммуникационного оборудования Рис. 3. Модуль приемников E3/T3 на шине PCI-E (8 каналов по оптике). Рис. 4. Модуль приемников потоков E1 (32 канала) на шине PCI 32/33. 38

39 Перспективные разработки телекоммуникационного оборудования Рис. 5. Модуль приемников потоков E3/T3 (32 канала) на шине PCI-E. 39

40 Перспективные разработки телекоммуникационного оборудования Рис. 6. Печатная плата устройства управления антенным полем КВ диапазона. 40

41 Перспективные разработки телекоммуникационного оборудования Рис. 7. Аппаратная платформа МЕДИАТОРА для перевода систем коммутации каналов в сеть коммутации пакетов при переходе к сетям следующего поколения (NGN). 41

42 Медиатор Медиатор предназначен для перевода абонентской емкости цифровых и аналоговых АТС TDM-сетей в сеть с коммутацией пакетов. Обеспечивает режимы работы: 1) тракинговый шлюз, 2) резидентный шлюз, 3) шлюз доступа. Предоставляет набор услуг: 1) конференции разных типов и динамическое управление ими; 2) переадресация и переключение связи от одного абонента к другому; 3) прием/передача факсов от абонентов; 4) предоставление услуг автоинформатора и интерактивного речевого взаимодействия с пользователем; 5) предоставление абоненту доступа к сети передачи данных на скорости до 10 Мбит/сек. по медной паре; 6) организация выделенных линий. 42

43 Медиатор Медиатор обеспечивает взаимодействие со следующим оконечным оборудованием: 1) IP-телефонами и Softphone H.248, 2) оборудованием мультисервисного доступа (концентраторы и т.п.). Поддерживает интерфейсы с: 1) TDM-сетью – внутристанционные TDM-потоки, потоки E1 (до 32 потоков); 2) аналоговыми АТС - двух- и четырех- проводные аналоговые соединительные линии (до 128 направлений); 3)транспортной IP-сетью - по интерфейсу Ethernet 10/100/1000 Мбит/с. Состав медиатора: 1) модуль аппаратно-программного интерфейса с TDM-потоками и потоками E1 (до 32 потоков); 2) аппаратно-программный модуль, реализующий преобразование TDM-IP и доступ к IP сети; 3) кассета и кабели TDM-потоков; 4) преобразователь питания «220 В» в «- 60 В» (опционально). 43

44 Медиатор Удаленное управление медиатором обеспечивается по протоколу SNMP (v1, v2c и v3) и через Web-интерфейс. Медиатор поддерживает протокол H.248 на стороне IP-сети по нескольким независимым направлениям (рис. 1). Для обеспечения функционирования протокола SIP предусмотрено проектирование медиаконтроллера в соответствии со схемой, приведенной на рис. 2. Рис. 1. Рис

45 Медиатор Резервирование предусмотрено по схеме «горячего резерва» с сохранением контекста через служебный канал выделенного Ethernet 10/100/1000 Мбит/с IP-сети (рис. 3). Рис

46 С П А С И Б О ЗА В Н И М А Н И Е ! 46