ПРОГРАММНЫЙ КОММУТАТОР, КАК СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ КАЧЕСТВА СВЯЗИ

PROGRAM SWITCHBOARD AS WAY OF INCREASE OF EFFICIENCY OF THE COMMUNICATION QUALITY

Alexey Borodinsky

research supervisor, professor Institute of Information technologies and communications, Astrakhan State Technical University,

Russia, Astrakhan

Lyubov Sharalapova

undergraduate DISSM-21 Institute of Information technologies and communications,

Astrakhan State Technical University,

Russia, Astrakhan

АННОТАЦИЯ

Целью статьи является предоставление абонентам сети повышение качества обслуживания, за счет внедрения программного коммутатора. Одним из методов является установка соответствующего коммутатора, преобразующего поток данных телефонии в пакеты с дальнейшей отправкой их по радиоканалу в пакетном режиме. Как результат, CSFB позволит операторам использовать существующие коммутаторы, а абоненты получат полный набор традиционных услуг, доступных с MSC.

ABSTRACT

The purpose of article is granting a network to subscribers service improvement of quality, due to introduction of the program switchboard. One of methods is installation of the corresponding switchboard transforming a telephony data flow to packages with further sending them on a radio channel in batch mode. As the result, CSFB will allow operators to use the existing switchboards, and subscribers will receive a full set of the traditional services available with MSC.

Ключевые слова: LTE; 4G; коммутатор; VoIP; CSFB; голосовой трафик; хэндовер.

Keywords: LTE; 4G; switchboard; VoIP; CSFB; voice traffic; hendover.

3GPPLongTermEvolution (LTE) – технология построения сетей беспроводной связи поколения, следующего за 3G, на базе IP-технологий, отличающаяся высокими скоростями передачи данных. Соответствующий стандарт разработан и утвержден международным партнерским объединением 3GPP для обеспечения необходимой полосы пропускания и качества обслуживания (QoS), чтобы использовать приложения, требующих передачи большого количества данных и информации [3]. Одним из быстроразвивающихся сегментов рынка коммуникации являются услуги голосовой связи. С каждым днем набор функций обработки вызовов увеличивается, соответственно. как и ее сильные стороны, к которым можно отнести надежность сети иих высокое качество связи. Но несмотря на это, рамки рынка традиционных голосовых услуг тоже не стоят на месте, а с каждым разом «запрашивают» улучшения и расширения работы «инфраструктуры связи».

Операторы выбирают для коммуникации такие технологии связи, которые могут гарантировать, как следствие к более эффективному использованию пропускной способности сетей и сокращению операционных затрат. К тому же модернизирование средств сетей связи улучшает качество обслуживания и выводит их на новый рынок услуг. Абоненты получают такие возможности, как принятие вызова вне зависимости от своего местонахождения, используя программные средства при перемещении абонента в другой офис или город позволяют сохранить все полагающиеся ему функции.

LTE обладает рядом особенностей и преимуществ по сравнению с предыдущими стандартами сотовой связи [2, с. 92]:

1. большие пиковые скорости: до 100 Мбитс в направлении вниз до 50 Мбитс в направлении вверх;
2. на каждые 5 МГц минимум 200 активных пользователей голосовыми услугами;
3. малые задержки <5 мс;
4. полоса пропускания в 4 раза больше, чем в 3G системах;
5. улучшенная спектральная эффективность.

Технология 4G будет гарантировать конкурентоспособность 3G в период до 2016 г., так как с каждым годом спрос на мобильные широкополосные услуги требует обработку все большего объема трафика данных. На рис. 1 показан график, на котором видно соотношение абонентов, пользующихся сетями различных поколений в период с 2009–2016 г.

Рисунок 1. Пользователи сотовых сетей

LTE используется по большей части в целях доступа в Интернет, но, передача данных не единственная услуга, которая предоставляется в этих сетях. Несмотря на быстрый рост трафика данных, операторы, однако, получают основной доход от телефонии, поэтому для них очень важна возможность сохранения услуги передачи голоса и SMS. Но сети LTE не реализуют передачу телефонии, в том смысле, в котором мы это понимаем на примере традиционных сетей GSM/UMTS.

LTE имеет значительно малые задержки при передаче пакетов, до 5 мс. На рис. 2 показана пропускная способность сетей 3-го и 4-го поколения. Что касается передачи голоса, сеть может работать в режиме VoIP или параллельно переключаться для этого в сети 2G/3G [1, с. 37]. В связи с этим в настоящее время существуют различные варианты передачи голоса по сетям LTE.

Рисунок 2. Характеристика и сравнение сетей 3-го и 4-го поколения

Одним из вариантов является установка коммутатора MSC, который преобразует поток данных телефонии в пакеты с их дальнейшей отправкой по каналу в пакетном режиме. Коммутатор Mobile Switching Center – важный элемент системы коммутации сотовой сети.

Основные задачи, решаемые коммутатором:

1. коммутация вызовов между системой базовых станций и внешними сетями,
2. авторизация пользователей,
3. участие в хэндоверах между контроллерами базовых станций.

Mobile Switching Center взаимодействует с базовыми станциями, с другими коммутаторами MSC, с Центром аутентификации, с регистрами.

Применение технологии Circuit – Switched Fallback является переходным этапом. Тестирование и настройка технологии CSFB, которая использует существующий коммутатор происходит в настоящий момент в сетях, потому что передача голоса в LTE, использует средства LTE без связи с сетями прошлых поколений.

Рисунок 3. CSFB

Circuit-Switched Fallback переходит в 2G/3G-сеть, при этом телефон в это время уже активно может использовать сеть, eNodeB, видя активную передачу данных, производит хендовер в сеть 3G/2G; переход между сетями происходит без разрыва передачи данных. Входящий вызов в LTE практически не отличается, за исключением того, что инициатор вызова – коммутатор MSC.

Для работы CSFB необходимо перекрытие радиосетей LTE с сетями GSM/UMTS, поддержка CSFB на абонентском оборудовании и на коммутаторах мобильной связи (MSC).

На MSC реализуется интерфейс с оборудованием LTE/EPC, который предназначен для пейджинга абонентских устройств и управления их переключением между сетями LTE и GSM/UMTS, и для доставки входящих и исходящих SMS. Механизм CSFB позволяет операторам использовать существующие коммутаторы, при этом абоненты получают полный набор традиционных услуг, доступных с MSC.

Из этого следует, что CSFB с последующей миграцией к IMSVoLTE можно рассматривать как перспективу, при которой одной из проблем, сдерживающих его массовое внедрение, является доступность абонентских устройств с поддержкой технологии LTE.

Развитие и обновления в этой области позволяют достичь наиболее эффективных точек коммуникаций в современных условиях работы программных систем, тем самым дают эффективный результат для управления и структурного расширения функционала сети.

Список литературы:

1. Гельгор А.Л. «Технология LTE мобильной передачи данных»: учеб. пособие / Гельгор А.Л., Попов Е.А. – СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2011. – 204 с.
2. Тихвинский В.О., С.В. Терентьев, А.Б. Юрчук «Сети мобильной связи LTE. Технологии и архитектура», Эко-Трендз, 2010. – 281.
3. Электронный путеводитель / Международное партнерское объединение 3GPP.URL: http://www.3gpp.org/technologies/keywords (Дата обращения: 09.01.2016).