54Научно-технические разработки

предыдущая статья | оглавление | в архив | следующая статья



Спецификация PacketCable и ее задачи в сетях DOCSIS


Теле-Спутник - 3(101) Март 2004 г.


Спецификации Packet Cable - проект, реализованный Cable Labs и рядом компаний, входящих в консорциум Packet Cable. Эти спецификации регламентируют интерфейсы оборудования, предназначенного для передачи различных IP-услуг по кабельным HFC сетям,с наложенными сетями DOCSIS 1.1.

Packet Cable использует механизмы DOCSIS 1.1, но расширяет их за счет ряда протоколов, используемых за пределами кабельной сети, например, в Интернете или телефонной сети общего пользования.

На сегодняшний день выпущено 4 комплекта спецификаций PacketCable — 1.0, 1.1, 1.2 и PacketCable multimedia.

Спецификации PacketCable 1.х охватывают практически все аспекты доставки услуг бытовой телефонии с использованием техники VoIP. Эти функции включают обслуживание абонентских устройств, сигнализацию, администрирование телефонных потоков, обеспечение взаимодействия с телефонной сетью общего пользования, поддержку биллинга, услуг передачи сообщений, безопасности, QoS и многое другое.

Платформа PacketCable multimedia расширяет базовые возможности PacketCable 1.X для предоставления более широкого спектра IP-услуг, от видео по требованию и интерактивных игр до дистанционного управления и телеметрии.

Несмотря на то, что спецификация PacketCable multimedia разработана на базе PacketCable 1.x, для организации мультимедийных сетей не обязательно повторять всю архитектуру, необходимую для передачи VoIP. Операторы могут внедрить только телефонию или только мультимедиа, или же в одной сети могут сосуществовать оба режима.

Таким образом, пакет спецификаций PacketCable позволяет создать законченные решения для передачи трафика, который отправляется из кабельной сети или принимается в ней. Его использование упрощает задачу предоставления мультимедийных услуг через инфраструктуру, в состав которой входят разноплановые сети.

Составляющие сети PacketCable

Часть компонентов сети PacketCable входит в состав базовой сети DOCSIS 1.1. Другую часть составляют дополнительные компоненты, позволяющие сформировать целостную инфраструктуру установки соединений. Когда возможно, в PacketCable применяются уже существующие протоколы.

Рис. 1. Сеть PacketCable

Сеть включает следующие компоненты (рис. 1):

  • Кабельный модем стандарта DOCSIS 1.1/2.0. Эти стандарты поддерживают QoS динамических потоков DQOS, необходимую для работы Packet Cable
  • CMTS стандарта DOCSIS 1.1/2.0
  • Оконечный мультимедийный адаптер (MTA multimedia terminal adapter) — абонентское устройство, подключаемое к телефону или другому оконечному устройству сети PacketCable. Спецификация определяет два типа MTA — интегрированный с кабельным модемом или отдельный. Последний подключается к кабельной сети с помощью кабельного модема DOCSIS 1.1(2.0)
  • Сервер администрирования соединений CMS (Call Management Server) — головной сервер, обеспечивающий формирование сигнализации, позволяющей абонентским MTA устанавливать связь между собой. CMS использует протокол NCS (Network-based call signalling), который обеспечивает идентификацию и авторизацию MTA, маршрутизацию потока и поддерживает некоторые особые функции типа трехстороннего соединения. В зависимости от размера и сложности, сеть Packet Cable может включать несколько CMS серверов
  • Шлюзовой контролер (GC- Gate Controller) — центральный сервер, управляющий работой входных шлюзов сети PacketCable. Он проверяет, имеет ли абонентский адаптер право на использование требуемых сетевых ресурсов, после чего отдает CMTS команду сформировать шлюзы для прохождения услуги. GC ответствен также за координацию работы двух комплектов шлюзов,формируемых для установки. Шлюзовой контроллер может быть реализован на том же сервере, что и сервер администрирования соединений. Cеть PacketCable может включать несколько GC, но определенным соединением всегда управляет только один сервер
  • Сервер фиксации соединений (RKS — Record keeping server) — сервер, предназначенный для сбора информации о соединениях и расположенный между сетью Packet Cable и серверами обработки информации о соединениях, в первую очередь биллинговым сервером. Для сбора необходимой информации у CMTS и других серверов PacketCable RKS использует протокол RADIUS (Remote Authentication Dial-Up User Service).

Динамическое обеспечение качества услуг

Одной из важнейших функциональных особенностей сети PacketCable является динамическое обеспечение требуемого качества услуг (DQoS). Эта функция аналогична DQoS, поддерживаемому DOCSIS 1.1, с тем исключением, что DOCSIS 1.1 позволяет использовать DQOS для авторизации и прохождения услуги в кабельной сети, но не резервирует ресурсы для ее передачи по всей инфраструктуре.

Расширение действия DQOS на все каналы прохождения услуги позволяет гарантировать доставку услуги с требуемым качеством и препятствует ее несанкционированному использованию другими лицами.

Резервирование ресурсов в рамках PacketCable 1.X может быть реализовано только в сети с DOCSIS с версией не ниже 1.1. В качестве опции для MTA, не интегрированных с модемами, может использоваться протокол RSVP (Resource Reservation Protocol).

Двухэтапная процедура резервирования ресурсов

Модель DQOS, регламентируемая PacketCable, предусматривает двухэтапную процедуру резервирования, при которой сначала резервируются ресурсы, а затем активизируется выполнение услуги. Предварительная процедура резервирования позволяет убедиться, что ресурсы, необходимые для установления соединения, имеются с обеих сторон.

Когда MTA запрашивает соединение, местная CMTS обращается к GC с запросом о возможности авторизации выделения ресурсов данному МТА для данной услуги. Если разрешение получено, CMTS резервирует ресурсы местного сегмента сети, в то время как GC занимается "переговорами " о резервировании ресурсов с другой стороны.

В этой процедуре для резервирования ресурсов CMTS использует сообщения Dynamic Service Addition (DSA), а для предоставления услуги — Dynamic Service Change (DCS), определяемые спецификацией DOCSIS 1.1. После того, как требуемые ресурсы зарезервированы и готовы к использованию, обе CMTS, местная или удаленная, начинают пропускать трафик.

Биллинговый учет не запускается до тех пор, пока MTA не зафиксирует реально установленное соединение.

Модель DQOS, обеспечивает резервирование пропускной полосы в магистрали и обеих конечных точках только на время соединения. По его окончании ресурсы сразу освобождаются для других услуг.

Реализация соединений с помощью DQOS

Рис. 2. Реализация соединений

DOCSIS 1.1 разделяет общий поток на потоки, реализующие отдельные услуги, и применяет к каждому из них индивидуальную политику QoS. Packet Cable, в свою очередь, формирует систему шлюзов, позволяющую распространить эту политику на всю сеть.

CMTS, обслуживающие точки, между которыми устанавливается соединение, разрешают прохождения потока с определенным DQoS и создают для этого необходимые условия. Одновременно GC координирует работу обеих CMTS по формированию динамических каналов. Шлюзы являются однонаправлеными, и для обсулуживания потоков прямого и обратного направления требуется 2 шлюза, хотя, как правило, они имеют общий идентификатор. Таким образом, для поддержания соединения между двумя точками формируется 4 шлюза: по два на каждой CMTS (рис. 2).

Формирование потоков DQoS проходит следующие стадии:

  1. Местный MTA делает запрос на соединение; GC убеждается, что данный МТА имеет право на пользование ресурсами, требуемыми для соединения, и отправляет CMTS команду Gate-Allocation, в ответ на которую CMTS формирует шлюз и фиксирует его назначение для обслуживания запрашиваемого соединения;
  2. Сервер администрирования соединений расшифровывает запрос, переводя идентификатор удаленной точки, с которой запрашивается соединение, например, телефонный номер, в форму, доступную для удаленного шлюза;
  3. GC убеждается, что MTA, производящий запрос, имеет право на использование запрашиваемых ресурсов и отправляет CMTS команду Gate Set, разрешающую формирование шлюза;
  4. CMTS на каждой стороне резервируют местные ресурсы, необходимые для соединения, устанавливая шлюзы, придающие им статус зарезервированых;
  5. после того, как местная и удаленная CMTS согласуют сформированные шлюзы, они присваивают им статус местных и удаленных рабочих шлюзов;
  6. по окончании этих процедур оба CMTS начинают пропускать трафик, относящийся к установленному соединению.

Преимущества

PacketCable предоставляет провайдерам услуг и их абонентам следующие преимущества:

Взаимная совместимость

При внедрении VoIP в кабельную сеть основные финансовые затраты приходятся на абонентское оборудование. Следование спецификациям PacketCable гарантирует производителям абонентского оборудования, что MTA смогут поддерживать передачу голоса и другие услуги, внедряемые кабельными операторами. Кроме того, абонентские устройства работают совместно с кабельными модемами стандарта DOCSIS, что минимизирует временные и финансовые затраты на внедрение сети PacketCable.

Поддержание безопасности

Так как сеть PacketCable работает поверх DOCSIS 1.1, на нее распространяются все механизмы безопасности, предусмотренные DOCSIS 1.1. Кроме того, спецификации PacketCable регламентируют использование современного протокола шифровки AEC (Advanced Encryption Standard), котрый в конце 2001-го года был принят в США качестве стандарта для защиты коммерческих услуг, предоставляемых в частных сетях. Степень защиты информации, предусмотренная спецификацией PacketCable, аналогична реализуемой в телефонных сетях общего пользования.

Поддержка CALEA

Архитектура PacketCable позволяет реализовать требования акта KALEA (Сommunucations Assistance for Law Act) о предоставлении телекоммуникационных транспортных структур для помощи правоохранительным организациям в проведении розыскных работ, санкционированных судом.

PacketCable позволяет предоставлять им информацию двух типов:

  • Идентификационные сведения: сеть может предоставить идентификационые сведения о входящих и исходящих соединениях интересующей точки
  • Содержание: сеть может предоставить сведения о содержании информации, переданной во время соединения, иначе говоря, полную запись разговора.

Интеграция услуг в кабельной сети

PacketCable позволяет кабельным операторам предоставлять не только передачу данных и мультимедийные услуги в реальном масштабе времени, согласуя их передачу по всей задействованной инфраструктуре. Эти услуги могут охватывать базовые функции телефонии, включать ее расширенные возможности или предусматривать широкий спектр мультимедийных услуг. Широкое распространение IP в качестве стандартного транспортного механизма в сетях передачи данных создает условия для реализации современных Интернет-приложений, таких как мультимедийная электронная почта, чаты в реальном времени, потоковые медиауслуги (включая музыку и видео) и видеоконференции. PacketCable позволяет кабельным операторам реализовать сетевую архитектуру для быстрой и экономичной доставки этих услуг, сильно расширив функциональные возможности своей сети.

По материалам компании Cisco



 
Теле-Спутник Март 2004
наверх
 



Уважаемые посетители!
В связи с полной реконструкцией Архива, возможны ситуации, когда текст будет выводиться не полностью или неправильно (отсутсвие статей в некоторых номерах это не ошибка). Если заметите какие-то ошибки, то, пожалуйста, сообщите нам о них. Для связи можете воспользоваться специальной формой:

Номер журнала: *
Страница: *
Дополнительные сведения: *
Желательно четко опишите замеченную проблему - это поможет быстрее ее решить.
Мы не отвечаем на вопросы! Их следует задавать на нашем форуме!
Антиспам: * Нажмите мышкой на синий квадрат:


Поля, помеченные звездочкой (*)
обязательны для заполнения





Новый сайт