Výsledky výzkumu a další informace nejen
z oblasti přístupových telekomunikačních sítí.
Access server ISSN 1214-9675
Server vznikl za podpory Grantové agentury ČR.
15. ročník
Dnešní datum: 19. 11. 2017  Hlavní stránka | Seznam rubrik | Ke stažení | Odkazy  

Doporučujeme
Knihu o FTTx

Matlab server - on-line výpočty a simulace

E-learning - on-line kurzy

Trainingpoint - školení z oblasti TELCO a ICT

Kontakt
KTT FEL ČVUT
Napište nám

Redakční rada - pokyny pro autory a recenzenty

Copyright

Aplikace a služby

* Sítě nové generace - NGN

Vydáno dne 04. 05. 2006 (13290 přečtení)

Zkratku NGN (Next Generation Network) již slyšelo mnoho z Vás, ale co si pod ní představit? Článek přibližuje vývoj telefonních a datových sítí směrem k sítím nové generace (NGN), uvádí jejich vlastnosti a zmiňuje výhody a nevýhody těchto sítí.


Next Generation Network
Abstract
NGN shortcut (Next Generation Network) is known to all, but what we imagine when we hear it? This article brings closer development of phone and data networks towards new generation networks (NGN), describes its features and shows advantages and disadvantages of those networks.


Vývoj telefonních a datových sítí

V ne tak dávné minulosti byly telekomunikační sítě tvořeny dvěma samostatnými typy sítí. Byly to jednak klasické telefonní sítě, sloužící přednostně pro přenos hovorového signálu a datové sítě, určené pro přenos dat. Obě dvě sítě se vyvíjely odděleně, nezávisle na sobě.

Telefonní sítě jsou založeny na principu časového dělení (TDM), kde jsou kanály pro jednotlivé uživatele vysílány opakovaně po sobě a na principu spojování okruhů, které rezervuje spojení mezi účastníky po celou dobu jeho trvání. Telefonní sítě jsou obecně označovány zkratkou PSTN (Public Switched Telephone Network) a vyvinuly se z původních analogových sítí na pozdější digitální sítě ISDN (Integrated Services Digital Network). Primárně jsou určeny pro přenos telefonního signálu, ale nabízejí další služby pro přenos textu, obrazu, videa a také dat.

Datové sítě byly od počátku vyvíjeny pro elektronický přenos dat. Vyvíjeli se nejprve samostatně, jako izolované lokální sítě, které byly následně propojovány s využitím modemů přes telefonní síť. Avšak vývoj datových sítí byl velice rychlý a postupně došlo k přímému propojení jednotlivých sítí v rámci celosvětové datové sítě - Internetu.

Pokud porovnáme oba typy sítí, zjistíme základní odlišnosti. Telefonní sítě vytvářejí spojení, které je udržováno po celou dobu hovoru. A to i v okamžicích, kdy není přenášen žádný užitečný obsah (například uživatel nemluví) a tím je blokováno využití kanálu pro ostatní účastníky. Tento problém je v datových sítích vyřešen paketovým přenosem. Pokud uživatel odesílá nebo přijímá data, je tato informace uložena do paketů a přenášena sítí. V případě klidu je přenosové médium volné a může být využito jiným účastníkem. Z výše uvedéného vyplývá efektivnější využití přenosových cest při použití paketového přenosu. Druhou odlišností, tentokráte ve prospěch telefonních sítí, je spolehlivost přenosu informace. Jelikož jsou okruhy rezervovány pro dané spojení, je zaručena jeho průchodnost a díky vlastnostem telekomunikačních zařízení také další parametry, jako zpoždění či konstantní šířka pásma. Naproti tomu v datových sítích, které pracují na principu snahy o nejlepší možnou kvalitu (best-effort), nejsou tyto parametry zaručeny a informace nemusí vždy dorazit k cíli.

Sítě nové generace

Sloučením vlastností telefonních a datových sítí (založených na IP) a využitím výhod obou vzniká síť nové generace - NGN (Next Generation Network). Hlavními znaky NGN je paketový přenos informace a poskytování řady telekomunikačních služeb (telefonní, textové, obrazové, audio, video a data).

NGN_1

Obr. 1 Sloučení telefonních sítí představovaných digitální sítí ISDN a mobilní sítí PLMN s datovými sítěmi převážně založenými na IP technologii.

Formální definice NGN vydaná organizací ITU (ITU-T Y.2001) zní:

"Next Generation Network (NGN): a packet-based network able to provide telecommunication services and able to make use of multiple broadband, QoS-enabled transport technologies and in which service-related functions are independent from underlying transport-related technologies. It offers unrestricted access by users to different service providers. It supports generalized mobility which will allow consistent and ubiquitous provision of services to users."

Tato definice říká, že NGN je vysokorychlostní paketová síť. Vysokorychlostní síť, neboli síť s velkou propustností využívá paketový přenos, nejčastěji založený na IP protokolu, a to jak v páteřní, tak v přístupové síti (WiFi, WiMAX, 3G).

NGN zaručuje kvalitu poskytovaných telekomunikačních služeb (QoS). Tyto služby jsou nezávislé na přenosové technologii a mohou být nabízeny různými poskytovateli. NGN také zaručuje volný pohyb uživatelů v síti, což umožní nepřetržité využívání služeb.

Dalším z charakteristických znaků NGN je oddělení nejnižší transportní roviny, nesoucí uživatelská data (představovaná například vzorky hovorového signálu), od roviny řízení, která má na starosti sestavování spojení v síti, dohled, případně údržbu. A také vrstva řízení je oddělená od nejvyšší tzv. aplikační roviny, představující služby nabízené jednotlivými poskytovateli. Oddělení těchto rovin umožňuje nabízet uživatelům služby od různých poskytovatelů v rámci jedné sítě, aniž by tito museli být jejími vlastníky. (Tím je operátor, který danou síť pronajímá.)

NGN_2

Obr. 2 Oddělení rovin přenosu, řízení a služeb v NGN.

Architektura NGN

Oddělení aplikací, řízení a samotného přenosu se projeví také v architektuře. Ideální nebo také úplná architektura NGN sítí se tak dá rozdělit do tří hlavních domén. Služby jsou zajišťovány aplikačními servery, které tvoří samostatnou doménu (někdy také označovanou jako IP Multimedia Subsystem - IMS), připojenou do páteřní IP sítě. Řízení je soustředěno do spolehlivých serverů (softswitch), rovnoměrně rozmístěných v síti. Samotná přenosová část sítě je realizována klasickou IP technologií. Výhodou této architektury je její snadná rozšiřitelnost a přizpůsobení požadovaným podmínkam a také menší počet řídích prvků.

V současné době však musí NGN architektura počítat také se stávajícími sítěmi pracujícími na bázi časového dělení a spojování okruhů (ISDN, PLMN) a umožňovat vzájemnou spolupráci. Z tohoto důvodu obsahuje NGN architektura kromě aplikačních, řídících a čistě transportních prvků také brány (Gateway). Brána je zařízení, které převádí informace z paketové oblasti do oblasti pracující s časovým dělením (nejčastěji z IP do TDM). Existují dva základní typy bran - pro převod uživatelské informace a pro převod řídící informace (signalizace). Brány používané pro převod uživatelské informace (hovorových dat) se nazývají MGW (Media Gateway) a provádí konverzi mezi různými typy kódování a také převod informace z a do paketů. Pro převod signalizace se využívají signalizační brány SGW (Signalling Gateway) převádějící signalizace v paketových sítích jako jsou SIP, H.323, MGCP nebo H.248/MEGACO na signalizace používané ve veřejných telefonních sítích, nejčastěji představované SS7, ISDN. Řídící prvky v tomto typu NGN sítě představují MGC (Media Gateway Controller). Prvek koordinující činnost celého systému. MGC komunikuje s signalizačními bránami, registruje pod sebe a nadále spravuje jednotlivé MGW v síti a řídí spojování toků mezi nimi.

NGN_3

Obr. 3 Architektura konvergovaných NGN řešení.

Otázkou, kterou je potřeba vyřešit v tomto konvergovaném typu sítí, je právě spolupráce signalizačních protokolů a zajištění požadované kvality pro přenos uživatelské informace.

Výhody NGN

Hlavní výhodou zavedení sítí nové generace je vytvoření jednotné komunikační sítě pro všechny typy služeb. To umožní provozovatelům snížit náklady na provoz a údržbu sítě.

Vytváření stále nových služeb a jejich implementace v síti bude pro poskytovatele jednodušší a levnější a tím se stanou atraktivnější pro zákazníky. Největší výhodou pro koncové uživatele NGN však bude možnost využití různých typů služeb pomocí jediného terminálu. Vývoj v těchto sítích totiž směřuje ke konvergenci služeb a k přesunu "inteligence" směrem od jádra sítě na její okraj, do terminálů. Jako první zástupce telekomunikačních služeb přecházejících do světa paketových sití je služba telefonní. Samotný přenos hovorového signálu prostřednictvím IP sítí se označuje jako VoIP (Voice over IP). Širším termínem používaným v současné době je takzvaná IP telefonie (IPT) zahrnující další služby, jako jednotné předávání zpráv (e-mail, fax a hlasová schránka) či okamžité předávání zpráv a zjišťování přítomnosti uživatelů. Ale o tom se dozvíte více v navazujících článcích.

Literatura

[1] ITU-T Recommendation Y.2001
[2] Dusil, Petr: NGN: fikce nebo realita? KONVERGENCE 12/2004
[3] http://www.iec.org/online/tutorials/next_gen/: IEC Web ProForum Next-Generation Networks tutorial



Autor:        J. Rudinský
Pracoviště: České vysoké učení technické v Praze, FEL

Informační e-mail Vytisknout článek
Projekty a aktuality
01.03.2012: PROJEKT
Výzkum a vývoj nového komunikačního systému s vícekanálovým přístupem a mezivrstvovou spoluprací pro průmyslové aplikace TA02011015

01.01.2012: PROJEKT
Vývoj adaptabilních datových a procesních systémů pro vysokorychlostní, bezpečnou a spolehlivou komunikaci v extrémních podmínkách VG20122014095

09.10.2010: PROJEKT
Výzkum a vývoj datového modulu 10 Gbit/s pro optické a mikrovlnné bezdrátové spoje, FR-TI2/621

09.01.2010: PROJEKT
Sítě s femtobuňkami rozšířené o řízení interference a koordinaci informací pro bezproblémovou konektivitu, FP7-ICT-2009-4 248891

09.11.2008: PROJEKT
Ochrana člověka a techniky před vysokofrekvenčním zářením, FI-IM5/202

20.06.2008: Schválení
Radou pro výzkum a vývoj jako recenzovaný časopis

01.04.2007: PROJEKT
Pokročilá optimalizace návrhu komunikačních systémů pomocí neuronových sítí, GA102/07/1503

01.07.2006: Doplnění sekce pro registrované

12.04.2005: Zavedeno recenzování článků

30.03.2005: Výzkumný záměr
Výzkum perspektivních informačních a komunikačních technologií MSM6840770014

29.11.2004: Přiděleno ISSN

04.11.2004: Spuštění nové podoby Access serveru

18.10.2004: PROJEKT
Optimalizace přenosu dat rychlostí 10 Gbit/s, GA102/04/0773

04.09.2004: PROJEKT
Specifikace kvalitativních kritérií a optimalizace prostředků pro vysokorychlostní přístupové sítě, NPV 1ET300750402

04.06.2004: PROJEKT
Omezující faktory při širokopásmovém přenosu signálu po metalických párech a vzájemná koexistence s dalšími systémy, GA102/03/0434

Web site powered by phpRS PHP Scripting Language MySQL Apache Web Server

NAVRCHOLU.cz

Tento web site byl vytvořen prostřednictvím phpRS - redakčního systému napsaného v PHP jazyce.
Na této stránce použité názvy programových produktů, firem apod. mohou být ochrannými známkami
nebo registrovanými ochrannými známkami příslušných vlastníků.