Содержание к диссертации
Введение 5
Глава 1. Исследование особенностей построения интеллектуаль
ных сетей связи 12
-
Способы предоставления дополнительных услуг в традиционных и интеллектуальных сетях связи 12
-
Анализ концептуальной модели ИСС 18
-
Плоскость услуг 18
-
Глобальная функциональная плоскость 20
-
Распределенная функциональная плоскость 20
-
Физическая плоскость 22
-
Эталонные точки и интерфейсный протокол ИСС 27
-
Декомпозиция услуг ИСС , > 30
-
Классификация способов построения ИСС 34
-
Разработка способов поэтапного построения распределенной платформы ИСС 42
1.6. Выводы к главе 1 50
Глава 2. Анализ характеристик качества обслуживания вызовов
услуг интеллектуальной сети связи 52
2.1. Влияние услуг ИСС на характеристики базовой ТФОП 52
2.1.1. Существующие подходы к оценке качественных характе
ристик функционирования ИСС 56
-
Параметры и показатели качества обслуживания вызовов услуг ИСС 59
-
Разработка инженерного метода расчета среднего времени установления соединения для вызовов услуг ИСС с многократными обращениями к узлу управления услугами 66
2.3.1. Оценка толерантности пользователя услуг 74
2.4. Разработка аналитических моделей обслуживания вызовов
услуги FPH 77
-
Способы реализации услуги FPH на междугородной сети . . .77
-
Аналитическая модель реализации услуги FPH в виде сети массового обслуживания 86
2.4.3. Сравнительный анализ способов реализации услуги FPH. . . .91
2.5. Выводы к главе 2 100
Глава 3. Разработка моделей функционирования узлов
платформы ИСС при обслуживании вызовов услуг 102
3.1. Обобщенная модель процесса обработки вызовов
услуг ИСС 102
-
Представление процесса обработки вызовов услуг ИСС с помощью распределений фазового типа 107
-
Модель фазового типа с общим буфером 111
-
Модель фазового типа с раздельной буферизацией 118
-
Сравнительный анализ способов буферизации вызовов услуг
ИСС 122
3.6. Выводы к главе 3 134
Глава 4. Практическая реализация услуг ИСС на опытной зоне . .136
-
Постановка задачи создания опытной зоны ИСС 136
-
Разработка аппаратно-программного комплекса управления
услугами ИСС 137
-
Реализация услуг ИСС на опытной зоне 146
-
Подготовка и методика проведения экспериментов 150
-
Показатели качества услуг ИСС, предоставляемых абонентам опытной зоны 153
-
Результаты испытаний услуг ИСС на опытной зоне 153
-
Сравнительная оценка качества обслуживания вызовов услуг ИСС опытной зоны с показателями качества обслуживания ТФОП 157
-
Оценка толерантности пользователей услуг опытной зоны ИСС по методике Bellcore 164
4.6. Выводы к главе 4 169
Заключение 172
Список литературы 175
Приложение 1 186
Приложение 2 191
Приложение 3 193
Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время завершается период экстенсивного развития телефонных сетей общего пользования (ТФОП), который характеризуется количественным ростом абонентской емкости и предоставлением минимального набора услуг. Для укрепления своих позиций в рыночном окружении сегодня операторы связи предлагают абонентам новые услуги и приложения, реализованные с использованием новейших достижений в области связных и информационных технологий, которые позволяют им выгодно отличаться от конкурентов.
Концепция интеллектуальной сети связи (ИСС), являющаяся объектом исследования, представляют собой одно из перспективных направлений развития телекоммуникаций. В соответствии с международными стандартами она может быть реализована на базе любой коммутируемой сети связи, открывая новую маркетинговую нишу дополнительных сетевых услуг, в максимальной степени учитывающих все более возрастающие требования пользователей к связи. За счет отделения функций коммутации, отвечающих за установление соединений в базовой сети, от аппаратно-программных средств надстройки, или платформы ИСС, реализующей логику дополнительных услуг, у операторов появляется возможность для быстрого, гибкого и экономически эффективного создания, внедрения и управления услугами, независимо от узлов коммутации базовой сети.
Предметом настоящего исследования являются услуги ИСС, предоставляемые на базе ТФОП в рамках существующих международных стандартов, относящихся к набору возможностей-1 (НВ-1). Поскольку существующие стандарты предполагают инвариантность способов разделения функций коммутации и функций, отвечающих за предоставление дополнительных услуг, возникает задача исследования и разработки способов реализации услуг ИСС, отличающихся между собой как алгоритмическими сценариями обработки вызовов, так и особенностями построения платформы ИСС, которые оказывают непосредственное влияние на показатели качества и от которых в конечном итоге зависит удовлетворенность пользователей предлагаемыми услугами.
Поскольку услуги ИСС являются дополнительными по отношению к услугам базовой сети, они не могут существовать отдельно от последних. Таким образом, необходимо исследовать их влияние на характеристики базовой ТФОП. Не менее важной и актуальной является задача разработки и создания отечественных образцов узлов платформы ИСС, реализующих первоочередные услуги НВ-1 с учетом особенностей, свойственных существующей ТФОП Российской Федерации, и позволяющих осуществить поэтапный переход от централизованной к полностью распределенной архитектуре ИСС.
Цель работы и задачи исследования. Целью работы является разработка способов реализации услуг интеллектуальной сети связи и исследование вероятностно-временных характеристик (ВВХ) процессов обслуживания вызовов услуг ИСС, от которых зависит качество обслуживания вызовов, ощущаемое пользователями.
Основными задачами при этом являются: анализ особенностей концепции ИСС, отличающих ее от других сетевых технологий; систематизация способов внедрения услуг ИСС; анализ параметров и показателей качества обслуживания вызовов услуг ИСС и оценка приемлемости различных способов реализации услуг для пользователей; исследование и сравнительный анализ алгоритмов обработки вызовов услуг ИСС; разработка макета аппаратно-программного комплекса, реализующего исследуемые способы обработки вызовов услуг ИСС и получение характеристик качества услуг, внедренных на опытной зоне ИСС в условиях действующей ТФОП.
Состояние проблемы. Несмотря на то, что аспекты, относящиеся к концепции ИСС, обсуждаются достаточно давно как у нас в стране, так и за рубежом, остаются пока недостаточно изученными многие системно-технические вопросы. Исследования, относящиеся к поэтапному развитию ИСС, способам взаимодействия узлов платформы
ИСС между собой и с узлами коммутации базовой ТФОП, а также влиянию услуг ИСС на характеристики качества обслуживания вызовов базовой ТФОП и оценке степени удовлетворенности пользователей услугами ИСС, находятся в стадии начального становления.
Методы исследования. Теоретические исследования, проведенные в диссертации, основаны на применении теории сетей связи, теории вероятностей, теории телетрафика, теории массового обслуживания и экспериментального исследования характеристик качества обслуживания в реальных условиях фрагмента действующей сети связи.
Научная новизна исследований, проведенных в диссертационной работе, состоит в следующем:
Разработан формализованный способ описания процесса декомпозиции услуг ИСС на составляющие элементы, который в терминах теории множеств позволяет ввести и однозначно определить объекты концептуальной модели ИСС при постановке задач разработки программно-аппаратных средств, реализующих логику услуг ИСС.
Предложена классификация способов построения интеллектуальных сетей связи, позволяющая систематизировать технические решения, используемые при внедрении услуг ИСС, в зависимости от способов обработки вызовов услуг, особенностей взаимодействия узлов платформы ИСС с узлами базовой ТФОП, а также в зависимости от территории, охватываемой услугами. На основе классификации разработаны способы поэтапного построения распределенной ИСС федерального уровня, в результате чего выявлены организационно-технические вопросы, подлежащие первоочередному решению.
Разработан инженерный метод расчета среднего времени установления соединения для вызовов услуг ИСС, который с достаточной для предварительных оценок точностью позволяет определять средние значения дополнительных задержек, возникающих при обработке вызовов как с однократным, так и многократными запросами к внешним узлам платформы. С его помощью при заданных структурных и нагрузочных параметрах сети сигнализации могут быть выявлены требования к способам реализации услуг ИСС, критичным с точки зрения приемлемости внедряемых услуг для пользователей.
4. Установлена зависимость показателей качества услуг ИСС от способов реализации функции поддержки данных, которые отличаются между собой алгоритмическими особенностями обработки вызовов.
На примере одной из услуг НВ-1 ИСС показано, что по сравнению с традиционным способом обслуживания телефонных вызовов, реализация более сложных алгоритмов обработки вызовов с использованием возможностей ИСС позволяет увеличить долю обслуженных вызовов в 1,3 - 4 раза и избежать зависимости от способов хранения и управления данными услуги.
Предложены модели обслуживания вызовов услуг ИСС в виде систем массового обслуживания (СМО) с приборами фазового типа, позволяющие с задаваемой исследователем степенью точности описывать реальные процессы, происходящие в узлах платформы ИСС. С их помощью могут быть исследованы отдельные этапы реализации программ логики услуг, оказывающие влияние на вероятностно-временные характеристики обслуживания вызовов.
Практическая ценность работы. Предложенная классификация способов построения ИСС может быть непосредственно использована государственными органами, отвечающими за регулирование услуг электросвязи и надзор за осуществлением лицензий на предоставление услуг ИСС. Способы поэтапного развития ИСС, разработанные с учетом предложенной классификации, могут быть использованы операторами связи при разработке перспективных планов и проектов по внедрению услуг ИСС. Инженерный метод расчета среднего времени установления соединений для услуг ИСС с однократными и многократными обращениями к узлам платформы применим на этапе предпроектных изысканий для оценки степени приемлемости внедряемых услуг для пользователей. Исследованные в диссертации алгоритмы обработки вызовов, а также рекомендации, относящиеся к способам использования узлов интеллектуальной периферии, могут быть непосредственно реализованы как на существующих, так и планируемых ИСС операторов связи.
Разработан макет аппаратно-программного комплекса управления услугами (АПКУУ) ИСС, реализующий исследованные в диссертации алгоритмические особенности обработки вызовов, характерные для услуг, входящих в НВ-1 ИСС.
На опытной зоне, в условиях реально действующей ТФОП экспериментально установлено, что услуги ИСС, связанные с изменением параметров маршрутизации вызовов, могут оказывать положительное влияние на показатели качества базовой ТФОП, увеличивая производительную, т.е. оплачиваемую нагрузку.
Реализация результатов работы. Основные теоретические положения и практические результаты работы были внедрены на опытной зоне ИСС в г.Павловский Посад Московской области, использованы в действующих рекомендациях Международного союза электросвязи (МСЭ-Т), реализованы в исходных данных к контракту на поставку фирмой Ericsson оборудования платформы ИСС для ОАО "АСВТ", а также в находящемся в эксплуатации оборудовании узла служб, разработанном фирмой Genesys для ИСС компании МТУ-Информ.
Реализация результатов работы подтверждена соответствующими актами.
Вклад автора в исследование проблемы. Все результаты, представленные в работе, получены автором самостоятельно.
Публикации. Основные результаты работы отражены в 25 печатных работах, 12 из которых опубликованы автором единолично.
Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на НТС ЦНИИС и заседаниях Координационного совета по внедрению новых технологий Госкомсвязи России (1995-1998), на Научно-практическом семинаре РНТОРЭС им. А.С. Попова "Проблемы внедрения и эксплуатации цифровых систем коммутации" (Суздаль, 1995), на LI научной сессии РНТОРЭС им. А.С. Попова, посвященной дню радио (Москва, 1996), на ежегодных научных семинарах ЦНИИС и РУДН по проблемам внедрения ИСС (Москва, 1994 -1998), а также на международных конференциях: "Современные телекоммуникационные технологии и услуги связи в России" (Москва, 1995); "Мобильные телекоммуникации в России" (Москва, 1997); "Перспективные технологии для российского телекоммуникационного рынка" (Москва, 1997); "Интеллектуальные сети: Разработка стандартов и внедрение услуг" (Москва, 1999); "Интеллектуальные сети 2000: услуги и проблемы конвергенции" (Москва, 2000).
Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, трех приложений и содержит 126 страниц машинописного текста, 54 рисунка, 18 таблиц. В списке литературы 112 наименований.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. Формальное описание декомпозиции услуг ИСС и классификация способов ее построения дают возможность систематизировать технические решения, принимаемые при внедрении услуг ИСС.
2. Инженерный метод расчета среднего времени установления соединения для услуг с многократным обращением к узлам платформы ИСС позволяет оценить область допустимых значений данного параметра, приемлемых с точки зрения ожиданий пользователей.
Способы реализации функции поддержки данных услуги влияют на алгоритмы обработки вызовов услуг ИСС, которые, в свою очередь, отличаются показателями качества обслуживания.
Системы массового обслуживания с приборами фазового типа позволяют с высокой степенью точности описать реальные процессы взаимодействия функциональных объектов ИСС и получить аналитические выражения для расчета показателей качества обслуживания вызовов услуг в узлах платформы ИСС.
5. Эксплуатация опытной зоны ИСС в условиях действующей ТФОП подтвердила возможность предоставления некоторых услуг из НВ-1 ИСС на базе разработанного оборудования АПКУУ и позволила получить статистические данные, характеризующие степень приемлемости этих услуг для пользователей.
