Метод оказания услуг связи в конвергентных сетях на базе пассивного мониторинга сигнальной информации

Аннотация. Исследуются способы получения сигнальной информации методом пассивного мониторинга в сетях с коммутацией каналов и сетях с коммутацией пакетов. На базе проведенных исследований разрабатывается архитектура решения по оказанию услуг связи в конвергентных сетях и дается оценка эффективности данного решения российскими операторами связи.

Введение.Согласно анализу зарубежного и российского опыта в настоящее время на рынках фиксированной связи наблюдается тенденция к стагнации. В последнее несколько лет у операторов фиксированной связи все заметнее становилось сокращение роста доходов и численности абонентов. При этом наибольшие потери наблюдались у лидирующих операторов Западной Европы (Telecom Italia, France Telecom, British Telecom) [1].

В целях повышения доходов и удержания своей абонентской базы операторы фиксированной связи начинают проводить модернизации своих сетей и внедрять новые услуги. В то же время, при оказании таких услуг, как SIP-телефония, фиксированные SMS [2], услуги по передаче музыкального, видео и информационного контента на сетях фиксированной связи операторы отмечают недостаточную динамику развития рынка этих услуг, связанную со следующими причинами:

1. Абонентам необходимо новое терминальное оборудование (SIP-телефоны).
2. Программные SIP-телефоны неудобны и обладают невысокой степенью готовности к связи. Аппаратные SIP-телефоны имеют высокую цену[3].
3. По разнообразию SIP-телефоны значительно уступают аналоговым, среди которых имеются как простейшие аппараты, так и факсимильные аппараты, радиоудлинители, телефоны DECT и пр.
4. SIP-телефоны сложны в конфигурации. Анализ зарубежного опыта показывает, что до 32% абонентов отказываются от SIP-телефонии, не сумев самостоятельно подключить телефон.

Другим сдерживающим фактором динамичного развития новых услуг является отсутствие опыта у фиксированных операторов в таком виде деятельности как продвижение нового товара на рынок и его продажа.

Новый метод оказания услуг связи. В настоящее время у российских операторов фиксированной связи только начался переход к сетям на базе технологии Softswitch и, учитывая значительные размеры существующих сетей связи у лидеров российского рынка, в ближайшее время в России основными услугами останутся аналоговая телефония и широкополосный доступ по технологии xDSL.

В то же время, в России средний уровень компьютеризации составляет более 15% и уже значительное количество абонентов имеют доступ в Интернет. Для таких абонентов возможно оказание нового вида услуг, интегрирующие возможности обычной телефонии и Интернета.

Для реализации таких возможностей был разработан новый метод оказания услуг связи посредством пассивного мониторинга сигнальной информации телефонных вызовов. Суть метода заключается в мониторинге сигнальной и служебной информации вызовов абонента для активации услуг, отображающихся на экране персонального компьютера. При этом голосовая информация передается по сети телефонной связи, а визуальная справочная информация передается через Интернет.

Такой подход позволяет расширить традиционную аналоговую телефонию новыми возможностями, интерактивно связанными с различными фазами вызова. Связка телефона и компьютера позволяет придать услугам телефонной связи свойства, характерные для других видов услуг, например услуг мобильных связи и SIP-телефонии.

Для реализации нового метода оказания услуг необходимо оборудование, которое будет отслеживать изменения состояний вызовов в сети телефонной связи, сопоставлять их по базе данных с абонентами услуг и активизировать на компьютерах абонентов специальное программное обеспечение. Контроль исходящих и входящих вызовов позволит оператору реализовать такие услуги, как:

• идентификация вызывающего/вызываемого абонента (услуга АОН);
• фильтрация и регистрация поступающих вызовов;
• получение статистической информации по входящим и исходящим вызовам;
• получение абонентом в процессе вызова дополнительной (вспомогательной) информации, формируемой взаимодействующим абонентом как предварительно, так и в режиме реального времени и пр.

Так, имеются примеры более 15 концептов коммерческих услуг на базе метода оказания услуг связи в конвергентных сетях посредством пассивного мониторинга сигнальной информации, разработанyst специалистами ФГУП ЦНИИС.

Отличительные особенности метода. Услуги на базе данного метода имеют ряд отличительных особенностей, нехарактерных для услуг, реализуемых на базе оборудования CTI или IVR [4,5]:

• оказание услуг по телефонному номеру абонента;
• независимость услуг от топологии и конфигурации сети.

В настоящее время услуги за добавленную стоимость оказываются по номеру услуги. В фиксированной связи, это, как правило, десятизначные номера, начинающиеся с кодов DEF = 8xx, в мобильной связи это короткие четырехзначные номера. Для доступа к таким услугам абонент должен помнить все необходимые номера, либо пользоваться специальными справочниками.

Более предпочтительным является оказание услуг по номеру абонента, когда для доступа к услуге пользователю не надо не только помнить номер услуги, но и даже не надо набирать его. Это и достигается интеграцией услуг телефонной связи и приложений Интернет, когда телефонный вызов приводит к активизации приложения Интернета, которое интерактивно связано с вызываемым или вызывающим телефонным номером. Такая интеграция создает новые возможности по взиманию платежей с абонента. Сегодня в Интернете существует проблема безопасности, связанная с анонимностью пользователя. Она заключается в невозможности однозначной идентификации аутентифицированного пользователя, что сдерживает процесс совершения платежей.

Метод оказания услуг связи посредством пассивного мониторинга позволяет разделить процессы аутентификации и идентификации. При этом идентификация осуществляется в телефонной сети по номеру абонентской линии, а аутентификация осуществляется в Интернет, с помощью логина/пароля. Такой подход позволяет существенно повысить уровень безопасности, и даже если злоумышленник смог определить логин и пароль абонента, он не сможет пройти идентификацию до тех пор, пока не сделает контрольный вызов с зарегистрированного телефонного номера.

Одной из проблем, сдерживающих развитие услуг связи, аналогичных рассматриваемым, является технологическое ограничение фиксированных сетей связи по маршрутизации вызовов. Поскольку вызов услуги осуществляется по обычному абонентскому номеру, требуется организовать анализ вызовов всех или некоторых абонентов. Такой анализ требует применения дополнительных устройств, являющихся, фактически, точками концентрации информации. В то же время, метод пассивного мониторинга сигнальной информации позволяет избежать изменений в топологии или конфигурации существующих сетей.

Архитектура решения. Для практической реализации услуг, интегрирующих возможности телефонии и Интернета, на базе нового метода была разработана детальная архитектура решения, названного платформой интеграции услуг телефонной связи и Интернет (далее - Платформа). На рис.1 приведена общая архитектура Платформы.

Рис.1. Архитектура платформы интеграции услуг телефонной связи и Интернета

Основными сетевыми элементами Платформы являются:

• сервер обработки вызовов, обеспечивающий мониторинг состояния вызовов на основе информации в сети сигнализации и передачу сигналов, по которым осуществляется активация услуг;
• сервер управления коммуникаторами, обеспечивающий взаимодействие с серверами приложений и выполняющий функции управления соединениями с коммуникаторами – клиентским программным обеспечением, устанавливаемым на персональные компьютеры абонентов;
• серверы приложений, реализующие серверную часть логики услуг, отображаемых в окне коммуникатора.

Неотъемлемой частью данного решения является специальное программное обеспечение - коммуникатор, устанавливаемое на персональный компьютер абонента, выполняющее обмен информацией с сервером управления коммуникаторами и отображение визуальной информации в соответствии с логикой оказываемых абоненту услуг.

Съем сигнальной информации. Наиболее дорогостоящим элементом в данной архитектуре является сервер обработки вызовов, который должен собирать и отфильтровывать всю сигнальную информацию, проходящую через сеть оператора. Основная сложность разработки такого сервера заключается в необходимости его подключения к сетям связи, построенным на базе разных технологий (аналоговые телефонные станции, цифровые телефонные станции, оборудование Softswitсh, сети подвижной связи) и передающим информацию по разным интерфейсам и протоколам.

В работе были исследованы различные варианты подключения сервера обработки вызовов к сетям телефонной связи. На рис.2 приведен вариант подключения Платформы к аналоговой телефонной станции.

Рис.2. Подключение Платформы к сигнальным потокам E1 аналоговой телефонной станции

Данный вариант подключения реализуется с помощью специализированных модулей – зондов, осуществляющих высокоомное подключение к потоку, выделение тайм-слота с сигнальной информацией и выборку необходимых сигнальных сообщений. Подключение зонда к Платформе производится по стыку Ethernet. Для достоверного оказания услуг необходимо обеспечить подключение ко всем сигнальным звеньям данной станции. Данный вариант имеет минимальные финансовые затраты при внедрении и не влияет на функционирование сети связи.

Однако данный вариант подключения имеет одно существенное ограничение. Поскольку факты осуществления вызовов отслеживаются на основе анализа сигнальной информации ОКС№7, услуга не будет работать в тех случаях, когда абонент совершает вызов в пределах одной станции коммутации. То есть при таком подключении, на Платформу не будет передаваться информация о внутристанционных телефонных вызовах.

Для цифровых телефонных станций помимо приведенного выше доступен второй вариант подключения, обеспечивающий полный контроль всех соединений, в том числе и внутристанционных. Но для его реализации требуется доработка программного обеспечения станции, которое должно обеспечивать передачу информации о начале соединения, начале разговора, окончании разговора, номерах вызывающего и вызываемого абонентов в режиме реального времени. Такая доработка является дорогостоящей, может привести к снижению производительности процессора и, как следствие, снижению качества обслуживания.

Рассмотрим варианты подключения Платформы к сети связи на базе технологии Softswitch (рис.3).

Рис.3. Съем сигнальной информации методом зеркалирования с контроллера MGC

В случае использования на сети связи оборудования Softswitch, информация о фактах осуществления вызовов должна сниматься непосредственно на участке Контроллер управления шлюзами (MGC) – Шлюз доступа (AG). Данный вариант подключения предполагают снятие сигнальной информации методом "зеркалирования", который заключается в дублировании информации проходящий через один порт маршрутизатора на другой порт, к которому подключен зонд Платформы.

Платформа интеграции услуг телефонной связи и Интернета позволит расширить спектр услуг и операторам СПС. На рис.4 приведена схема подключения Платформы к сети подвижной связи.

Рис.4. Съем сигнальной информации в сети подвижной связи

Информация о фактах осуществления вызовов абонентами подвижной связи друг к другу должна регистрироваться посредствам анализа протокола MAP сигнализации ОКС №7 на участке ЦКПС (MSC) – регистр HLR. Информация о фактах осуществления вызовов абонентами подвижной связи абонентов сети с коммутацией каналов должна регистрироваться Платформой посредствам анализа протокола ISUP-R сигнализации ОКС №7 на участке MSC – ЗТУ.

Рассмотрим ограничения и технические сложности, которые могут возникнуть при пассивном мониторинге сигнальной информации, одним из рассмотренных выше способов.

1. Поскольку оказание услуг осуществляется посредствам анализа сигнальной информации о номерах вызывающего и вызываемого абонентов, содержащихся в сообщении IAM подсистемы ISUP-R ОКС№7, то для работы Платформы необходимо обеспечить обязательное включение информации о номере вызывающего абонента в сообщение IAM.
2. При анализе сигнальной информации ОКС№7, услуга не будет работать в тех случаях, когда вызов совершается в пределах одной станции коммутации.
3. При установлении вызова между абонентами одного оператора, сигнальная информация, поступающая на сервер обработки вызовов, может дублироваться.
4. Сигнальная информация, поступающая с разных участков телефонной сети, может содержать разные форматы телефонных номеров вызывающего и вызываемого абонентов. В связи с этим, для предотвращения коллизий на сервере обработки вызовов необходимо телефонные номера приводить к единому формату с учетом месторасположения зондов, предоставивших данную информацию.

В настоящее время у многих российских и зарубежных операторов установлены системы мониторинга, которые предназначены для сбора статистической информацию о вызовах и нагрузке на сеть связи. Данные системы не работают в режиме реального времени [6], а обновляют информации через заданный интервал времени. Однако следует учитывать возможность использования уже установленных систем в качестве сервера обработки вызовов. Скорее всего, доработка системы мониторинга до нужной функциональности обойдется оператору связи существенно дешевле, чем установка еще одной аналогичной системы.

Заключение. В последние годы широкое распространение получила тенденция внедрения поставщиками услуг Интернета (Skype, ICQ, Yahoo, Google, AOL, MSN, Rambler, Mail.ru) и операторами связи (Orange, British Telecom, AT&T, Verizon) так называемых «коммуникаторов» (Messengers). Коммуникатор – программное обеспечение, выполняемое на персональном компьютере пользователя, с помощью которого пользователь может получить оперативный и удобный доступ к различным услугам.

Решение, рассмотренное в данной работе, базируется на новом методе оказания услуг связи посредством пассивного мониторинга сигнальной информации и коммуникаторе, установленном на компьютере абонента, что позволяет существенно расширить функциональность существующих услуг оператора. При этом возможность управлять услугами связи через Интернет посредством коммуникатора придает хорошо известным на рынке услугам новые, уникальные потребительские свойства [7]. Преимуществом рассмотренного в работе метода является возможность активации услуг по событиям, происходящим в сети телефонной или подвижной связи в момент совершения абонентом определенных действий (установление/разрыв соединения, отправка/прием SMS/MMS).

Внедрение услуг связи на базе нового метода позволит оператору:

• повысить привлекательность базовых услуг телефонной связи;
• повысить доходы от оказания новых услуг;
• повысить лояльность абонентов и сократить отток абонентской базы;
• повысить узнаваемость компании.

Литература

1. Журавлев С.В. Опыт перехода сетей связи на пакетные технологии // Вестник связи, 2008. – №1.
2. Гольдштейн Б.С., Ехриель И.М., Рерле Р.Д. Интеллектуальные сети // М.: Радио и связь, 2005. – 502 с.
3. Журавлев С.В. Проблемы внедрения услуг SIP-телефонии // Информкурьерсвязь, 2004. – №2.
4. Розенцвайг И.З., Фельдман А.М., Яльчик Г.В. Методика сбора информации для генерации CDR в системе распределенного мониторинга сетей ОКС №7 // Электросвязь, 2005. – №8.
5. Ансимов В. Фиксируем SMS // Стандарт, 2005. – №7.
6. Фрейнкман В.А. Эволюция технологий предоставления услуг IN в современных и перспективных сетях связи // Технологии и средства связи. Специальный выпуск «АТС. Коммутационное оборудование, 2006.
7. Фрейнкман В., Слисенко Е. Мобильный портал – платформа для предоставления услуг контент провайдерами // Мобильные телекоммуникации, 2006. – №7.