Ngn نسل آینده شبکه ها

[رزیتا]

فناوري‌هاي ‌NGN

‌پس از بررسي اصول و معماري شبكه NGN ، نوبت به بررسي برخي از مهم‌ترين فناوري‌هاي موجود در اين شبكه مي رسد. اصولا ‌ ‌NGN تركيبي پازل مانند از فناوري‌ها در لايه‌هاي گوناگون است كه در ضمن تشريح فرايند حركت به سمت شبكه NGN ، مروري برآن‌ها خواهيم داشت.

محرك اصلي در حركت به سمت NGN ، كاهش هزينه‌هاي اوليه موسوم به ( CAPEX ) و جاري، جهت نگهداري شبكه موسوم به ( OPEX ) و افزايش درآمد از طريق ارائه سريع خدمات نوين است، ولي هر اپراتور شبكه مسير و شتاب متفاوتي را براي حركت به سمت اين شبكه برمي‌گزيند، البته برآيند تمامي اين حركت‌ها به سمت يك شبكه همگرا و مبتني بر ‌‌IP است. انعطاف زياد، هزينه پايين و پشتيباني جهاني، مهم‌ترين دلايلي هستند كه فناوري اينترنت را به‌صورت نامزد مناسبي براي ايجاد ‌NGN در آورده است. البته اين فناوري در شكل فعلي خود داراي محدوديت‌هايي از جمله فقدان كيفيت سرويس تضمين شده است كه بايد بر آن‌ها غلبه كرد.

در ادامه حركت‌هاي گوناگون به سمت NGN به طور خلاصه تشريح مي‌شوند.

‌1- حركت به سمت ‌‌NGN براي شبكه‌هاي مبتني بر سوييچينگ مداري‌

‌وضعيت جاري: ‌‌ ‌در حال حاضر اپراتورهاي اين گروه از فناوري‌هاي سوييچ مداري (‌ Circuit Switch ) براي ارائه خدمات تلفني و برخي خدمات ديتا ‌‌IP) ، ‌‌ATM و ‌Frame Relay ) استفاده مي‌كنند. محرك اصلي اين گروه براي حركت به سمت NGN ، دستيابي به يك شبكه همگراشده با خدمات چندگانه (‌ multi service ) و كاهش هزينه‌ها از اين طريق است. البته اين حركت هزينه‌هاي مستقيم و غيرمستقيم زيادي همچون ارتقاي تجهيزات، آموزش مجدد پرسنل و تغييرات سازماني دارد كه با شرايط كيفي نه‌چندان خوب شبكه‌هاي فعلي IP ، باعث بروز تاخير در حركت اين گروه از اپراتورها به سمت ‌NGN شده و اين تأخير به‌ويژه در لايه دسترسي مشهود است.

با اين حال، همزمان با تكامل فناوري IP ، شاهد حركت تدريجي اين گروه هستيم. اين فرايند ده سال يا حتي بيشتر به طول مي‌انجامد و در اين مدت شاهد حضور هر دو گروه فناوري در كنار يكديگر خواهيم بود. حركت فوق به دو شكل <جايگزيني> و <همپوشاني> انجام مي‌پذيرد.

استراتژي جايگزيني: در اين روش تجهيزات شبكه تلفني به تدريج با تجهيزات NGN جايگزين مي‌شوند. اين جايگزيني با هدف افزايش ظرفيت در بخش هسته و ارائه خدمات جديد در بخش لبه‌اي شبكه انجام مي‌گيرد. ‌

استراتژي همپوشاني: اين روش از طريق يكپارچه‌سازي دو شبكه IP و تلفني از طريق دروازه‌هاي واسط انجام مي‌گيرد. اين دروازه‌ها تبديل و هدايت ترافيك‌هاي صوتي و ديتا را ميان دو شبكه برعهده دارند.

جهت تبادل سيگنالينگ ميان دو شبكه نيز ازپروتكل‌هاي ‌‌H.323 و SIP استفاده مي‌شود. با افزايش قابليت‌هاي شبكه ‌IP و دستيابي به كيفيت خدمات، حجم ترافيك‌هاي صوتي عبوري از اين شبكه نيز به تدريج افزايش مي‌يابد.

‌2- حركت به سمت ‌NGN براي شبكه هاي مبتني بر سوييچينگ بسته‌اي ‌

شبكه‌هاي مبتني بر سوييچينگ بسته‌اي در حال حاضر از پروتكل‌هاي گوناگوني استفاده مي‌كنند.

براي اين گروه، ‌NGN يعني ساده كردن اين پشته‌هاي چندلايه‌اي و آماده كردن آن‌ها براي عبور ترافيك‌هاي حساس صوتي و بلا‌درنگ‌ (‌ Real Time ).

راهكارهاي متعددي براي حركت به سمت ‌NGN براي اين گروه وجود دارد، اما يكي از عناصر مشترك اين راهكارها،‌ IPv6 است. اين نسخه جديد از پروتكل ‌‌IP دو ويژگي اصلي دارد: فضاي آدرس در اين نسخه ‌‌128‌‌ بيتي است كه محدوديت آدرس ‌IP را برطرف مي‌كند. به‌علاوه، روند توسعه‌يافته و پيكربندي خودكار كامپيوترهاي ميزبان، امكان حركت وجابه‌جايي (‌ Mobile IP ) ميزبان‌ها را در شبكه فراهم مي‌كند. پياده‌سازي كامل ‌‌‌IPv6 علاوه بر ارتقاي سخت‌افزاري و نرم‌افزاري تجهيزات شبكه، تغييرات اساسي در تجهيزات كاربران را نيز طلب مي‌كند. بنابراين پياده‌سازي كامل آن تا قبل از سال‌هاي ‌‌2030‌‌ يا ‌‌2040‌‌ مقدور نخواهد بود و در اين ميان شاهد حضور همزمان‌‌ ‌IPv6 و ‌‌ ‌IPv4 خواهيم بود.

‌‌3- حركت به سمت ‌NGN براي شبكه‌هاي تلفن سيار ‌

وضعيت جاري: با شروع سال ‌‌2000‌، كشورهاي اروپايي شروع به واگذاري مجوز استفاده از طيف فركانسي براي اپراتورهاي نسل سوم شبكه تلفن همراه (3 G ) نمودند. اما با وجود هزينه‌هاي سنگين انجام گرفته، اين اپراتورها با چالش‌هاي بسياري بر سر پياده‌سازي ‌‌‌‌3 G روبه‌رو بوده‌اند كه سرمايه‌گذاري آن‌ها را زير سؤال برده است. يكي از مهم‌ترين اين چالش‌ها، تعدد مراجع استانداردسازي مرتبط با ‌‌3 G است. در اروپا استانداردهاي مرتبط با اين موضوع عمدتاً توسط ‌‌‌‌3 GPP و تحت عنوان UMTS تدوين شده‌اند. شركت مخابرات ژاپن (‌ NTT DoCoMo ) حتي براي نسل چهارم مخابرات سيار برنامه‌ريزي نموده است، ولي هنوز استانداردي در اين مورد وجود ندارد.

‌مطابق استانداردهاي موجود، حركت از نسل دوم به نسل سوم به صورت تدريجي و در سه مرحله انجام مي‌پذيرد:‌

مرحله يكم: حركت از نسل دوم به نسل 5/2 متكي بر GPRS : نسل دوم شبكه تلفن سيار متكي بر فناوري سوييچينگ مداري است كه بسيار شبيه شبكه تلفن است و همان محدوديت‌ها را در ارسال ديتا دارد. فناوري GPRS با اتصال شبكه سوييچينگ بسته‌اي به شبكه تلفن سيار، ارسال ديتا را بهبود مي‌دهد.
مرحله دوم: حركت از نسل 5‌.2‌ به ‌UMTS : در اولين نسخه UMTS ، هنوز هم دو شبكه سوييچينگ بسته‌اي (براي انتقال داده) و سوييچينگ مداري (جهت مكالمات صوتي) به صورت مجزا وجود دارد.

تنها تفاوت، وجود سيستم راديويي با قابليت ارسال ديتا با نرخ‌هاي بالاتر است. نسخه بعدي ‌ ‌UMTS (نسخه 4) داراي قابليت‌هاي بيشتري همچون پشتيباني كامل از خدمات مبتني بر مكان ‌Location Based Services) LBS ) است.

برخي از اپراتورها به تركيب ساختار‌ ‌‌‌3 G با شبكه‌هاي محلي بي‌سيم ‌( WLAN ) از طريق گيرنده چند حالته نيز علاقمندند. در هر حال تا مدتي پس از حضور ‌‌3 G ، گيرنده‌ها بايد قابليت كاركرد با هر دو ساختار ‌‌2 G و‌‌‌ 3 G‌ را به طور همزمان داشته باشند.

مرحله سوم: حركت از ‌‌UMTS نسخه 4 به نسخه‌هاي ‌‌5‌‌ و ‌‌6: با حركت به سمت ‌‌UMTS نسخه ‌‌5، هسته شبكه به‌طور كامل از نوع ‌‌IP خواهدشد و كليه مكالمات از طريق همين هسته مشترك و با استفاده از سازوكار سيگنالينگ موسوم به‌ ‌IP Multimedia Subsystem‌) IMS ) ‌انجام مي‌گيرند.

تمامي خدمات پيشين و نوين نيز بايد از طريق همين چارچوب، كنترل و فراهم شود. نسخه آخر ‌‌UMTS قابليت‌هاي اضافه‌اي همچون كار بينابين شبكه‌هاي ‌WLAN و مخابرات سيار را نيز به ارمغان مي‌آورد.

‌‌4- حركت به سمت شبكه NGN براي شبكه‌هاي راديو تلويزيوني‌
تركيبات گوناگوني براي كار بينابين شبكه‌هاي مخابراتي و شبكه‌هاي راديوتلويزيوني وجود دارد كه استفاده اين دو گروه از زيرساختارهاي يكديگر را ممكن مي‌كند. زيرساختار شبكه‌هاي راديوتلويزيوني متشكل از سه گونه شبكه‌هاي زميني (مايكروويو)، كابلي و ماهواره‌اي است كه با ديجيتالي شدن، اولين گام را به سوي ‌‌NGN برداشته‌اند.

دواستاندارداصلي‌‌ (DIGITAL AUDIO BROADCASTING)DAB ,(DIGITAL VIDEO BROADCASSTING)DVB است كه توسط سازمان اروپايي ‌‌ETSI طرح گرديده‌اند. به علاوه، فناوري‌هاي تلويزيون كابلي و تلفيق فيبر و كابل كواكسيال

‌(‌ HFC ) امكان ارائه سرويس‌هاي يكطرفه و دوطرفه اينترنتي را روي ساختارهاي موجود اين شبكه ها فراهم نموده است.

در حال حاضر پيشنهاداتي جهت تركيب شبكه‌هاي تلويزيوني و تلفن همراه وجود دارد. اصول اين تلفيق مبتني بر ارسال ترافيك ‌Upstream از طريق شبكه موبايل (‌ GPRS ‌يا UMTS ) و دريافت ترافيك ‌Downstream با ظرفيت بيشتر از طريق ‌‌DVB يا ‌‌DTTV است كه البته در اجرا با چالش‌هاي زيادي روبه‌رو است. در عمل بايد گفت تا زمان پياده‌سازي سرويس‌هاي تلويزيوني روي شبكه ‌IP هنوز راه زيادي باقي مانده است.

[رزیتا]

حلقه ی گمشده

معماری نسل آینده شبکه، نقش بسیار مهمی در شکل گیری این تحول دارد و در واقع حلقه ی گمشده ی بین شبکه های PSDN است.معماری سویچینگ نسل آینده،رهیافتی کاملاً نو به دست می دهد که خدمات زیر را فراهم می آورد :

▪ ارائه ی کارکرد های سوییچی با هزینه ای بسیار کم تر از سوییچ های متعارف

▪ توزیع کارکرد سوییچی در لبه های شبکه نه در مرکزیت آن

▪ حفظ سرمایه گذاری های موجود از طریق پشتیبانی از تمام استاندارد های موجود شبکه های آنالوگ و دیجیتال، واسط ها، خطوط انتقال و عناصر خدمات

▪ کاستن از شمار عناصر شبکه از طریق ترکیب مجموعه ای از کار کرد های تحول خدمات، برنامه ها ی کاربردی و خدمات تلفن .

▪ فراهم آوردن امکان ایجاد خدمات جدید از طریق واسط های برنامه پذیر و انعطاف پذیر .

▪ افزایش چشم گیر میزان پذیری برای آن که بهره برداران شبکه بتوانند شمار مشترکین خود را به سرعت و به گونه ای مقرون به صرفه افزایش دهند .

▪ افزایش گسترش پذیری شبکه از طریق استفاده از معماری باز و در نتیجه برخورداری از مزایای پیشرفت های آینده در قلمرو فناوری ها

▪ بازنگری در طراحی شبکه به گونه ای که قابلیت پایداری در برابر ایراد های به حداکثر برسد و اوقات از کار افتادگی به صفر برسد .

▪ کاستن از هزینه های بهره برداری با استفاده از قابلیت های پیشرفته ی نگه داری و عیب یابی از راه دور .

▪ افزایش در آمد ها از طریق ارائه هر چه سریع تر خدمات به بازار، کاستن از هزینه های بالاسری و ارائه ی قابلیت های مدیریت از راه دور .

سوییچ های نسل آیند ه NGN

سوییچ های نسل آینده انعطاف پذیر ترین کار پایه های پلاتفورم موجود هستند. سوییچ های نسل آینده آمیزه ای از میزان پذیری قوی، محیط باز برای ایجاد خدمات، عیب یابی و مدیریت از راه دور و بالا ترین دسترس پذیری به دست می دهند و گذار از معماری امروزی سوییچ ها به سوی معماری مقرون به صرفه تر و کارآمد تر شبکه های نسل آینده را میسر می کنند .

▪ میزان پذیری قوی :

سوییچ ها نسل آینده به گونه ای ساخته شده اند که برای برآورده سازی نیاز هر تعداد مشترک میزان پذیرند. این سامانه ها را به گونه ای طراحی کرده اند که هزینه ی راه اندازی و آغاز به کار با آن ها اندک باشد و به مرور و با گسترش کار به تدریج افزایش یابد به این ترتیب شرکت های مخابراتی بهتر می توانند از سرمایه های خود استفاده کنندو به میزانی که شبکه اشان نیاز دارند به خرید ظرفیت اقدام کنند. همین که به ظرفیت بیشتری نیاز افتاد می توان کارت های بیشتری نصب کرد .

[رزیتا]

مزیت خدماتی

اما کاهش هزینه فقط بخشی از معادله ی رقابت است. امروزه مشترکین در پی خدماتی ابتکاری اند که به ارزش ارتباطات شخصی آن ها بیافزاید. ایجاد و ارائه ی خدماتی مشتری پسند و پاسخ گوی نیاز های مشترکین برای دست یافتن به سود و عقب نماندن در گردونه ی رقابت ضروری است .

برنامه پذیری انعطاف پذیر یکی از مزیت های سوییچ های نسل آینده است و برنامه های خدمات پیشرفته نیز درون معماری سوییچ تعبیه شده است. بنابراین در بیشتر موارد نیاز به کارپایه ی جداگانه ای برای خدمات پیشرفته نیست و این هزینه های اولیه را باز هم کاهش می دهد. باز بودن معماری نرم افزاری امکان می دهد که به سرعت بتوان خدمات و امکانات جدید را به اجرا در آورد و از شرکت های ثالث برای تولید برنامه های کاربردی بهره گرفت.این انعطاف پذیری در کنار پایین بودن هزینه و ماهیت نامتمرکز و گسترده ی سوییچ های نسل سوم به بهره برداران شبکه امکان می دهد خدماتی مطابق پسند و نیاز گروه های مختلف مشترکین ارائه دهند، حتی اگر شمار مشترکین هر گروه بسیار اندک باشد. از آن جا که در سوییچ های نسل آینده، یکپارچه سازی قابلیت های شبکه بی نظیر است می توان خدمات صوتی، خدمات داده ای، خدمات اینترنتی ، خدمات پیشرفته و غیره را با هم ترکیب کرد و در قالب مجموعه هایی منحصر به فرد ارائه کرد . در محیطی رقابتی چنین قابلیتی برای بهره برداران شبکه مزیت چشم گیری به شمار می آید .

دگرگونی های بخش چند میلیارد دلاری مخابرات چنان شتابان است که دشوار بتوان رویداد ها را پیش بینی کرد. در سده ی آینده آن دسته از بهره برداران شبکه می توانند رقابت کنند و برنده شوند که آینده نگرو بسیار انعطاف پذیر باشند .

شبکه های پیشرفته ی نسل آینده، مزیت های مهمی به دست می دهند :

▪ کاهش هزینه و پیچیدگی بهره برداری شبکه از طریق انتقال کار کرد های سوییچی به لبه ی شبکه ها

▪ همگرا کردن صوت و داده و انعطاف پذیر کردن بهره برداران شبکه برای برخورداری از مزیت استاندارد ها و فناوری های نو

▪ حفظ سرمایه گذاری های موجود شبکه و ایجاد قابلیت ارائه ی مقرون به صرفه ی خدمات جدید در بازار های جدید برای بهره برداران شبکه سوییچ های نسل آینده راهی برای گذار از شبکه های امروزی به شبکه های همگرای آینده به دست می دهند . این سوییچ ها یکپارچه سازی شبکه های PSTN و پی بستر های داده ای IP و ITM را میسر می کنند. برنامه پذیری باز سوییچ های نسل آینده امکان می دهد تا بتوان به گروه های مختلف مشترکین خدمات پیشرفته و مشتری پسند عرضه کرد .