56Научно-технические разработки

предыдущая статья | оглавление | в архив | следующая статья



Новый путь к кабельной IP телефонии


Д.Кук, Lucent Technologies Теле-Спутник - 4(66) Апрель 2001 г.


Появившиеся в последнее время технологии передачи комплекса IP услуг по сетям кабельного телевидения создают для операторов новые источники доходов от передачи высокоскоростного Интернет, предоставления интерактивных ТВ услуг и кабельной телефонии. Насколько быстро кабельные операторы смогут перейти к предложению различных IP услуг, зависит от технического состояния их сетей, подготовленности персонала и системы, на которой они будут работать.

В данной публикации рассматривается роль IP телефонии в функциональном преобразовании СКТВ при использовании нового, экономически выгодного, подхода. А также объясняется, почему новое "гибридное" IP решение больше подходит для крупных операторов, уже включивших в свою сеть инфраструктуру телефонии с коммутацией линий. Такое решение позволяет во внешней сети использовать традиционные протоколы передачи с коммутацией линий, а на участке между абонентом и головной станцией передавать весь комплекс услуг в IP потоке.

Выгоды и опасности

Потенциальные прибыли от внедрения комплекса IP услуг впечатляющи. Ожидаемый в кабельной индустрии прирост этих прибылей должен ежегодно составлять от $40 млн до $60 млн. В то же время их внедрение сопровождается рядом проблем.

Большая часть этих проблем создается рыночными факторами, вынуждающими кабельную индустрию отбросить старую неинтерактивную модель развлекательного телевизионного бизнеса и сфокусироваться на предоставлении комплексных услуг. Эти факторы — ненасытное стремление абонентов к расширению полосы, стремительное развитие IP коммутации и оптических технологий, законодательная поддержка конкуренции и все большее распространение электронной экономики.

Совокупность этих факторов принуждает кабельного оператора приостановить рост своего прибыльного бизнеса и модернизировать сеть для ее переориентации на еще более перспективные услуги.

Это особенно важно для кабельных операторов, решивших внедриться в область кабельной телефонии. Большинство из них работает сразу в двух областях — CLEC (Competitive Local Exchange Carrier — местной телефонии, развивающейся в конкурентной борьбе с действующими операторами) и кабельного телевидения.

Телефонные коммутаторы и системы операционной поддержки они размещают на АТС, а концентраторы (Host Gigital Terminals) на головной станции кабельной сети.

Хотя стоимость внедрения IP телефонии не является непомерно высокой, переход к новой архитектуре приведет к тому, что средства, вложенные в оборудование для АТС, окажутся зарытыми в землю. Поэтому возможно операторы предпочтут тот путь внедрения IP услуг, который позволит им использовать уже имеющееся оборудование.

 Рис. 1.  Решение телефонии с коммутацией линий и IP-доступа с использованием NCSG

Рис. 1. Решение телефонии с коммутацией линий и IP-доступа с использованием NCSG

Новое гибридное IP решение

Осознание этой проблемы привело к появлению новой гибридной технологии кабельной IP телефонии. Эта новая технология позволяет кабельным операторам, располагающим оборудованием для телефонии с коммутацией линий, начать предоставление IP услуг через свои сети доступа без замены этого оборудования.

Предлагаемый гибридный подход позволяет кабельным операторам извлечь больше прибыли из вложений, сделанных при переходе к IP. Гибридное решение базируется на использовании нового шлюзового оборудования, называемого Network Call Signalling Gateway (NCSG).

Сравнение двух архитектур

На рис.1 показаны кабельные решения для телефонии с коммутацией линий и для IP доступа с использованием NCSG. Структура рисунка позволяет проследить аналогии между элементами двух параллельно изображенных схем.

На рис. 2 для сравнения приведена схема полного IP решения.

 Рис. 2. Вариант перехода от NCSG  к IP

Рис. 2. Вариант перехода от NCSG к IP

Частное решение для кабельной телефонии

Схема, изображенная на рис.1 с левой стороны, представляет систему кабельной телефонии с коммутацией линий, предлагающую стандартные услуги телефонии (Plain Old Telephone Service — POTS) и взаимодействующую с традиционной телефонной сетью (Public Switched Telephone Network — PSTN).

Это решение включает устройство сетевого интерфейса NID (Network Interface Device), размещаемого в доме абонента, головной цифровой терминал HDT (Host Digital Terminal), находящийся на головной станции, а также интерфейс между сетью SONET и ATC, на которой установлен цифровой коммутатор 5-го класса.

HDT выполняет функции концентратора, который собирает 24 64-кбитные телефонные линии и пакетирует их в единый поток со скоростью 1.544 Мбит/с. HDT подключается к цифровому коммутатору с помощью стандартного интерфейса TR303.

Работа стандартного HDT регулируется системой управления сетевыми элементами, которая обслуживает несколько таких терминалов, поддерживая их работу и выявляя ошибки. Система также обеспечивает мониторинг полосы обратного канала и перестройку частоты передачи при выявлении там шумов ингрессии, выполняемую для каждого поступающего звонка, а также некоторые другие функции.

Стремясь быстрее занять нишу кабельной телефонии и первыми привлечь клиентов, некоторые кабельные операторы уже установили у себя оборудование для телефонии с коммутацией линий. С появлением IP как реальной альтернативы кабельные операторы начали искать пути перехода к экономическим и сервисным преимуществам, которые обеспечивают IP услуги. При этом они стараются реализовать этот переход на базе уже сделанных вложений.

От наложения IP к головной станции

В правой части рис.1 показано решение на базе NCSG.

У абонента при использовании этой технологии устанавливается IP модуль сетевого интерфейса. По терминологии PacketCableTM этим понятием определяется устройство, объединяющее оконечный мультимедийный адаптер и кабельный модем. Устройство поддерживает услуги многоканальной телефонии и скоростной передачи данных на ПК или в домашнюю сеть.

Полоса прямого канала сети совместно используется ТВ сигналами, IP потоками стандарта DOCSIS и голосовыми услугами PacketCable. В обратном канале они разделяются. Сигналы, относящиеся к телевизионным услугам, уходят в одном направлении, а IP данные и голос через IP посылаются к головному кабельному модему Cable Modem Terminal System (CMTS).

CMTS принимает и посылает по гибридной кабельной сети данные и управляющие сигналы в формате DOCSIS. Для обеспечения одновременного обмена IP данными и голосовыми IP услугами головной модем должен различать эти потоки и маршрутизировать их в зависимости от типа.

Отсортированные потоки отправляются в пункт назначения — в городскую кабельную сеть или в сеть Интернет-провайдера. Маршрутизация потоков обратного канала осуществляется оконечным маршрутизатором транспортной сети, подключенным к головному модему. Этот маршрутизатор читает заголовки каждого потока данных и определяет оптимальный маршрут до точки назначения. IP пакеты направляются в сеть соответствующего Интернет-провайдера.

Голосовые IP пакеты посылаются дальше по городской сети, где другие маршрутизаторы определяют дальнейшее направление пересылки пакета в зависимости от того, несет ли этот поток сетевую информацию или живой голос. Сетевая информация направляется через брандмауер в систему управления сетевым элементом или же в систему управления IP сетью. Сервисные потоки курсируют между оконечными мультимедийными адаптерами и серверами, которые занимаются IP маршрутизацией, адресацией доменов и т.д. Голосовые IP пакеты направляются прямо к NCSG.

NCSG: преобразование линейной передачи в пакетную и обратно

На самом высоком уровне NCSG подключается к установленному на АТС цифровому коммутатору и головному модему, используя стандартные интерфейсы.

Он пакетизирует телефонные потоки, поступающие из телефонной сети, и посылает их абонентам по IP протоколу, а также принимает исходящие от абонентов голосовые потоки и преобразует для передачи цифровому коммутатору или в телефонную сеть.

При более детальном рассмотрении можно выделить две основные функции NCSG. Первая — конвертировать сигнализацию, передаваемую по протоколам Packet-Cable в инструкции той сигнализации, которая позволит телефонной сети донести голосовой трафик до точки назначения.

Вторая — переформатирование порций самого голосового трафика, поступающего в транспортном формате стандарта DOCSIS.

NCSG преобразует его в стандартный канал DS0, применяемый в телефонной сети с коммутацией линий. Завершив это преобразование, NCSG доставляет голосовой трафик цифровому коммутатору. Последний отправляет исходящие телефонные потоки в телефонную сеть и пересылает входящие телефонные потоки к NCSG.

В соответствии с терминологией PacketCable цифровой коммутатор работает как сервер "Call Agent", определяя класс услуги, ее характеристики и выполняя другие важные функции, такие как учет звонков и последних изменений класса обслуживания абонентов, реализуемых с надежностью 99.999.

Преимущества использования сетевого шлюза

Любой занимавшийся проектированием сетей знает, что чем ближе вы продвигаетесь к конечному пользователю, тем сложнее становится оценить экономическую эффективность того или иного решения. Там, где рассматривается ширина полосы и IP маршрутизация, существенно важно, чтобы ближайший к абоненту участок сети имел архитектуру, экономически просчитанную на перспективу.

Основным сдерживающим фактором окажется сложность перехода от аппаратуры и операционных систем для традиционных телефонных услуг к серверам и другому оборудованию, обслуживающему IP потоки, а также подбор технического квалифицированного персонала.

Чем крупнее кабельный оператор, тем более привлекательно для него решение DCSG с точки зрения экономики и эксплуатации. Это означает, что для большинства операторов, которые уже сейчас вовлечены в телефонный бизнес, NCSG — лучшая альтернатива.

Следует принять во внимание следующее. Решение с коммутацией линий носит частный характер и, утвердившись на рынке, все же не имеет преимуществ IP решений. NCSG-решение предусматривает внедрение стандартизированных комплексных услуг, что обойдется дешевле. Однако его основным преимуществом является то, что он позволяет избежать устаревания абонентского оборудования, способного подорвать бизнес оператора.

Для иллюстрации мы подготовили бизнес-модель каждого решения.

Сценарий 1: NCSG vs. HDT. Параллельный рост
Доходы NCSG, USDHDT, USD
Местные телефонные линии34.0034.00
Услуги доступа и междугородные соединения12.2512.25
Месячные доходы от услуг46.2546.25
Затраты
Эксплуатация сети 5.005.00
Обслуживание абонентов 3.003.00
Маркетинг и продажа 3.003.00
Расходы на администрирование и общие вопросы3.003.00
Бухгалтерия 1.251.25
Эксплуатационные расходы 15.2515.25
Амортизация сети
Поддержка NIU/NID8.3311.45
Оптико-коаксиальная сеть 3.503.50
Коммутация и транспортировка 2.52 2.52
Поддержка NCSG/HDT1.461.91
Амортизация сети15.8119.38
Общие расходы 31.0634.63
Прибыль1 15.1911.62

Затем мы сравнили каждый вариант для двух следующих сценариев.

В первом сценарии, рассчитанном на ближайшие три года, мы предполагаем, что скорость распространения IP услуг будет сохраняться на нынешнем уровне. Доходы и затраты на доставку услуг оказываются одинаковыми, однако, учет размеров амортизации склоняет в пользу NCSG.

Сценарий 1 иллюстрирует результаты параллельного внедрения и их влияние на прибыль.

Во втором случае мы закладываем увеличение потребности в IP телефонии и других современных услугах, которое должно начаться через три года.

В этом случае NCSG позволяет сохранить прежний уровень прибыли, в то время как прибыль от использования решения с коммутацией линий оказывается под сомнением.

Расчеты, приведенные в Сценарии 2, приводят к выводу о скором моральном износе последнего.

Сценарий 2: Скорый моральный износ CBR-NID
 NCSG, USDHDT, USD
Поддержка сетевых интерфейсов на абонентской стороне8.3327.12
Амортизация сети15.8135.05
Общие расходы31.0650.30
Прибыль 15.19(4.05)

Эти расчеты показывают, что применение NCSG позволяет крупным операторам реализовать IP услуги прямо сейчас и по цене более выгодной, чем для чистого решения телефонии с коммутацией линий.

NCSG-решение позволяет внедрить IP телефонию в распределительной части сети, где из-за необходимости передавать целый комплекс услуг IP оказывается единственной технологией, позволяющей привлечь пользователей к подписке на широкий набор услуг и сохранить конкурентоспособность в будущем.

Еще более важно то, что кабельные операторы могут рассматривать кабельную телефонию не просто как добавление традиционных телевизионных услуг. Предложенный подход предоставляет операторам возможность развивать широкий набор телекоммуникационных приложений, замешивающих воедино видеоданные и голос так, как это позволяет сделать только IP сеть.

В дальнейшем для перехода от NCSG к полному IP у кабельного оператора будет несколько путей. Несмотря на то что детальное рассмотрение этих вариантов выходит за рамки данной статьи, рис. 2 на поверхностном уровне иллюстрирует один из возможных путей такого перехода.



 
Теле-Спутник Апрель 2001
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