Część 1

Ewolucja usług
telekomunikacyjnych
od IN do Common IMS
Marek Średniawa
Semestr zimowy 2016/17
Program wykładu
Wprowadzenie
 Usługi i zastosowania IN
 Architektura i model koncepcyjny IN
 CAMEL – IN w sieciach mobilnych
 Ewolucja ku konwergencji
 Nowe modele świadczenia usług

– MNVO/MVNE
– Parlay OSA API, Parlay X, JAIN API, inne API
– Konwergencja usług


Ewolucja NGN, IMS, EPS …
Podsumowanie
2
UTE – Marek Średniawa
Wprowadzenie
Ewolucja architektury usług
telekomunikacyjnych
Inteligencja
wbudowana
Switching system
software
PSTN, ISDN
Inteligencja
wbudowana
IN
SCP & CSE
INAP, CAMEL,
GSM
Inteligencja
w współdziałających
składnikach
3G, NGN, IMS
SIP, OSA/PARLAY,
JAIN, UMTS
Konwergencja
Komunikacja
wbudowana
4G, LTE, EPC,
SDP, Web RTC
IP TV, One API,
REST, 4G/5G
4
Ewolucja sieci
Model Tradycyjny
podział wertykalny: oddzielne
sieci
Serwery aplikacji i aplikacje
Usługa
Usługa
Usługa
Sieć mobilna
PSTN/ISDN
Dane/IP
CATV
API
Usługa
Model NGN
podział horyzontalny:
sieć wielousługowa
Platformy
usługowe
API
Sieć szkieletowa
Transport
(Internet/IP)
Sieci dostępowe
5
UTE – Marek Średniawa
Sieci prywatne
Aplikacje i treść
Sieci i stacjonarne
Sieci i aplikacje mobilne
Zmiana modelu:
Spaghetti -> Lasagna
Sieci typu spaghetti
układ wertykalny
Wspólne funkcje
usługowe
Dostęp i transport
Sieci typu lasagna
układ horyzontalny
6
UTE – Marek Średniawa
Ewolucja modelu ku sieciom konwergentnym
Model tradycyjny
Usługi i Aplikacje
Model NGN „SoftSwitch”
Usługi i aplikacje +
funkcje zarządzania
API
Sterowanie
zgłoszeniami i
komutacja
Sterowanie sesjami (połączeniami)
multimedialnymi
API
Fizyczny
transport
Model zamknięty – implementacja
specyficzna dla dostawcy
Interfejs usługowy
Interfejs sieciowy
Fizyczny
transport
Rozwiązania otwarte (API) z możliwością budowania
usług z komponentów pochodzących od różnych
dostawców
7
UTE – Marek Średniawa
Techniki realizacji usług – fazy rozwoju
Wdrożenia komercyjne,
akceptacja rynku
Powszechnie dostępne i
popularne aplikacje
Parlay
IN
Rosnąca liczba
wdrożeń
NGN,
IMS, 5G
Wejście
Dojrzała
technologia,
powszechna
eksploatacja
Web
services
Wzrost
Wdrożenia
komercyjne,
akceptacja rynku
Dojrzałość
Schyłek
8
UTE – Marek Średniawa
Ewolucja podejścia do definicji,
implementacji i konfiguracji usług
Model otwarty – ograniczony
np. IN
Model zamknięty
Otwarta
lista usług;
usługi referencyjne
np.GSM, ISDN, PSTN
Precyzyjnie
zdefiniowany
zestaw usług
i funkcji usługowych
Model otwarty – partycypacyjny
np. Internet, Parlay, JAIN, IMS, SIP
Otwarta
lista usług;
usługi referencyjne
9
UTE – Marek Średniawa
„Konwergencja” - słowo wytrych …

Termin nadużywany i wieloznaczny – wiele odmian

Głos – dane
–

FMC – integracja sieci stacjonarnych i mobilnych
–

Wielosystemowe urządzenie: obsługa dostępu GSM/UMTS i WiFi
Gładkie przekazywanie i roaming
Jeden numer – adres (ENUM)
Konwergencja aplikacji
–
–

Adaptacja architektury IMS do obsługi dostępu stacjonarnego (normalizacja ETSI TISPAN,
ATIS, …)
Konwergencja w terminalach - jeden telefon - komunikator
–
–
–

Wspólna sieć szkieletowa dla głosu i danych
Inicjowanie połączeń telefonicznych z aplikacji poczty elektronicznej i komunikatorów
Wbudowanie informacji o obecności i statusie dostępności w aplikacje
Konwergencja jako sprzymierzeniec użytkownika
10
UTE – Marek Średniawa
Każdy może (prawie) wszystko …
TV
TV
TV
TV
Telefonia
mobilna
Telefonia
mobilna
Telefonia
mobilna
Telefonia
mobilna
Telefonia
stacjonarna
Telefonia
stacjonarna
Telefonia
stacjonarna
Telefonia
stacjonarna
Internet
Internet
Internet
Internet
Regulacje prawne (LLU, BSA, ...) + modele biznesowe (MVNO/MVNE, sieciowe usługi IT…) +
współdzielenie zasobów (włókna, lambdy, dukty, maszty, serwery, …)
11
Kluczowe czynniki
Telekomunikacja
Obecność
i kontekst
Mobilność
i dostęp
bezprzewodowy
Szerokopasmowość
Wirtualizacja
NFV
Konwergencja
IT
Web 2.0
+
Semantic web
Bezpieczeństwo
Multimedia
Cloud
Computing
12
UTE – Marek Średniawa
Konwergencja … próba
usystematyzowania
Obszary – płaszczyzny konwergencji
Sieci
Usługi
i aplikacje
Terminale
Taryfikacja
13
UTE – Marek Średniawa
Trend - zerwanie pętów PSTN
Głos jako jedna z aplikacji
Aplikacja głosowa
wbudowana w infrastrukturę
Głos
Wymiana
wiadomości
Wideo
Głos
Infrastruktura IP uwzględnienie
kontekstu
komunikacji
Infrastruktura
PSTN
Wyższa elastyczność
Uwolnienie innowacji
Różnorodność i elastyczność terminali
Sieci inteligentne
Wprowadzenie

Koncepcja techniczna scentralizowanej realizacji usług o
elastycznych scenariuszach, dostosowanych do
indywidualnych wymagań abonentów, np.:
– FPH, SPL, UAN - usługi translacji numeru
• „800” – linia bezpłatna
• „801” – linia ulgowa
• „804” – linia firmowa
–
–
–
–

VOT - teległosowanie („400”)
PN - numer osobisty
VPN - wirtualna sieć wydzielona
LNP / SNP (zachowywanie numeru po zmianie operatora)
IN wykorzystywany do realizacji usług w sieciach
stacjonarnych i mobilnych (CAMEL)
16
UTE – Marek Średniawa
IN - przykład usługi „800”
SCP
52 9876543
800 123456 ?
SSP/CT
800 123456
CK
UTE – Marek Średniawa
CK
52 9876543
17
Ewolucja ku sieci inteligentnej

Model “inteligencji” sieci
– zdecentralizowany (usługi ISDN i dodatkowe)
– scentralizowany (IN)
– rozproszony (sieć nowej generacji - IN + IP)

Przeniesienie sygnalizacji i sterowania do oddzielnej
sieci
– sygnalizacja: wewnątrzpasmowa / pozapasmowa
– SS 7 (ISDN, IN, GSM, UMTS)
18
UTE – Marek Średniawa
PSTN / ISDN - IN
odmienne podejście do realizacji usług
ISDN
– klasyczna, zdecentralizowana
koncepcja realizacji usług
– zamknięty, znormalizowany zestaw
usług bazowych, teleusług i usług
dodatkowych
– ewolucja sieci uwarunkowana
postępem technicznym
– wymagany dostęp BA/PRA
(sygnalizacja DSS1)
IN
– scentralizowana koncepcja
realizacji usług
– otwarty zestaw usług
– ewolucja sieci uwarunkowana
czynnikami pragmatycznymi szybkie wprowadzanie nowych
usług
– usługi dostępne dla wszystkich
kategorii abonentów
19
UTE – Marek Średniawa
Separacja usług IN od usług
podstawowych i dodatkowych
Scenariusze usług IN
Usługi podstawowe
i dodatkowe oferowane
klientom
„haki”
„haki”
„haki”
BCP
BCP
BCP
Węzeł A
Węzeł B
Węzeł C
BCP - Basic Call Processing – Podstawowy proces obsługi zgłoszenia
UTE – Marek Średniawa
Tradycyjny sposób wprowadzania
nowych usług
CTG
CTG
Centrale
tranzytowe
CT
CT
CT
CT
Centrale
końcowe
Logika usługi
21
UTE – Marek Średniawa
Wprowadzanie nowych usług za pomocą IN
Platforma IN
SCE
SMP
SCP
INAP
INAP
SSP
SSP
ISUP
CTG
CTG
Scenariusze usług
ISUP
CT
CK
ISUP
CT
CK
CT
CT
CK
CK
O_BCSM / T_BCSM
22
UTE – Marek Średniawa
Co to jest IN (1/5) ?

Odpowiedź zależy od punktu widzenia:
–
–
–
–
–
operator (operator, network provider)
usługodawca (service provider)
abonent usługi (service subscriber)
użytkownik (service user)
dostawca treści / zawartości usługi (contents
provider)
23
UTE – Marek Średniawa
Co to jest IN (2/5) ?

Znormalizowana koncepcja uniwersalnej
architektury, polegająca na uzupełnieniu
podstawowej sieci telefonicznej o niewielką
liczbę dodatkowych węzłów, które umożliwiają
szybkie wprowadzanie nowych usług o
elastycznych - “inteligentnych” - scenariuszach
działania.
24
UTE – Marek Średniawa
Co to jest IN (3/5) ?

Realizacja techniczna “inteligencji” rozumianej jako:
– “… zdolność rozumienia otaczających sytuacji i znajdowania
na nie właściwych, celowych reakcji ...”

Usługi o indywidualnie definiowanych, elastycznych
scenariuszach uwzględniających kontekst komunikacji
– lokalizacja, pora dnia, dzień tygodnia, identyfikacja, status
25
UTE – Marek Średniawa
Co to jest IN (4/5) ?

Zasady działania:
– Oddzielenie funkcji komutacyjnych od funkcji
sterowania usługami
– Otwartość zestawu i profili usług
• kreacja nowych usług
• samodzielne zarządzanie usługami przez abonenta
– Uniezależnienie implementacji usług od
charakterystyki sieci bazowej (PSTN, ISDN, B-ISDN,
GSM)
– Wykorzystanie SS7: TCAP, INAP, CAP
26
UTE – Marek Średniawa
Co to jest IN (5/5) ?

Znormalizowana koncepcja obejmująca:
– model koncepcyjny IN - IN CM
– zestaw usług i funkcji usługowych
– zbiór uniwersalnych modułów usługowych SIB i zasady
konstruowania z nich scenariuszy usług
– architekturę funkcjonalną i fizyczną sieci
– definicję elementów architektury wraz z definicją procesów i
procedur charakteryzujących ich działanie oraz protokołów i
interfejsów
27
UTE – Marek Średniawa
IN: zarys architektury
funkcjonalnej i fizycznej
SDF
SCP
SCF
SDF
SDP
SRF
STP
Sieć SS7
STP
SSP
Ab A
IP
SSP
CK
SSF
CCF
CT
SSF
CCF
SSP
CK
Ab B
SSF
CCF
28
UTE – Marek Średniawa
Uniwersalność koncepcji IN
Usługi IN
Niezależność usługowa
SIB
SIB
SIB
SIB
Platforma IN
Architektura fizyczna
IN: SCP, SSP, IP
Niezależność od typu sieci
Zasoby sieci bazowej
(PSTN, N-ISDN, B-ISDN, GSM, ...
29
UTE – Marek Średniawa
Podmioty IN
Użytkownicy usług IN
Inicjują połączenia do usług IN
Abonenci usług IN
Klienci którzy zamówili usługi IN dla własnych potrzeb (np..VPN
lub udostępniają usługę dla swoich klientów
(np. połączenie bezpłatne)
Usługodawca IN
- Kreacja, udostępnianie i eksploatacja usług
- Pozyskiwanie i pomoc dla klientów (abonentów usług)
- Kontrakty z abonentami usług (billing, funkcje usługowe, ...)
SCE
A1452
SMP
A1430
SCP
A1420
SSP
Ethernet
Operator sieci IN
X.25
SS7
PSTN
ISDN
PLMN
IP
A1410
- Udostępnianie i eksploatacja infrastruktury sieci IN
- Kontrakty z usługodawcami IN
30
UTE – Marek Średniawa
Relacje między podmiotami IN
Usługodawca
Dostawca treści
Usługi IN
Abonent usługi
Abonent usługi
Użytkownik usługi
Platforma IN
Użytkownik usługi
Sieć bazowa
Operator sieci
Ab A
Ab B
31
UTE – Marek Średniawa
Dlaczego IN ?

Przesłanki:
–
–
–
–
ekonomiczne
techniczne
marketingowe
organizacyjne i inne
32
UTE – Marek Średniawa
Przesłanki ekonomiczne (1/4)

Wzrost dochodu operatora dzięki:
– wzbogaceniu oferty usług i poszerzeniu bazy klientów
• usługi opłacone z góry (pre-paid)
– integracji funkcjonalności sieci stacjonarnych i mobilnych
– zwiększeniu frakcji udanych połączeń (UM)
– stymulacji liczby połączeń (np. przez usługi FPH, VPN, PRM i
VOT)
– poprawie wykorzystania istniejących zasobów sieci
– możliwości stosowania specjalnych stawek taryfowych (np.
przez usługi PRM i VOT)
– otwarciu rynku dla usługodawców VAS
33
UTE – Marek Średniawa
Przesłanki ekonomiczne (2/4)

Poprawienie konkurencyjności operatora
–
–
–
–

wzbogacenie listy usług
elastyczność mechanizmów naliczania opłat
środek różnicowania oferty usługowej
personalizacja usług
Platforma IN
– Efektywny sposób wdrażania usług
• O wartości dodanej – elastyczne scenariusze
• Opłacanych z góry (prepaid)
• Operatorskich
34
UTE – Marek Średniawa
Przesłanki ekonomiczne (3/4)

Bezpieczeństwo inwestycji
– powszechna akceptacja standardów
– zdefiniowane kierunki ewolucji (CS-2, CS-3)
– platforma IN przydatna w przyszłości w następujących
kontekstach:
•
•
•
•
implementacja LNP / SNP (wymuszona prawnie)
GSM – CAMEL Fazy 1-3
UMTS IMS– CAMEL Faza 4
Usługi konwergentne
– Internet call waiting
– “Click to call”, “Click to fax”...
35
UTE – Marek Średniawa
Przesłanki ekonomiczne (4/4)

Zidentyfikowany podzbiór usług IN, przynoszący znaczące
dochody operatorom i cieszący się zainteresowaniem
klientów:
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
FPH
UAN
SPL
PRM
VPN
VCC
VOT
PN
UPT
PPC
-
Freephone
Universal Access Number
Split Charging
Premium Rate
Virtual Private Network
Virtual Card Calling
Televoting
Personal Number
Universal Personal Telecommunications
Pre-paid Card Calling
36
UTE – Marek Średniawa
Przesłanki techniczne (1/4)


Skuteczny sposób na szybkie udostępnianie
nowych usług, przez uzupełnienie istniejącej
infrastruktury sieci o niewielką liczbę
“inteligentnych” węzłów
Możliwość dostosowywania profili usług do
indywidualnych wymagań i preferencji
abonentów
37
UTE – Marek Średniawa
Przesłanki techniczne (2/4)



Jednolite procedury OA&M dla całego zestawu
usług
Możliwość samodzielnej kreacji nowych usług
przez operatora
Zgodność z normami ETSI i zaleceniami ITU-T
zapewniająca bezpieczną drogę ewolucji
– CS1  CS2  CS3  CS4
38
UTE – Marek Średniawa
Przesłanki techniczne (3/4)

Otwartość koncepcji architektury i usług:
– platforma IN wykorzystywana przez operatorów GSM
do wzbogacania usług (VPN, PN, TCS)
– środek realizacji konwergencji sieci stacjonarnych i
mobilnych (FMC)
– środek realizacji przenośności profilu usługi przy
roamingu w GSM (CAMEL)
– środek techniczny realizacji wymogu zachowywania
numeru przy zmianie operatora - LNP / SNP
39
UTE – Marek Średniawa
Przesłanki techniczne (4/4)

Wirtualizacja terminala
– związanie profilu usługi z abonentem / użytkownikiem


Przygotowanie infrastruktury sieciowej do realizacji
usług komunikacji personalnej
Elastyczne mechanizmy naliczania opłat
– wykorzystanie dla usług telekomunikacyjnych
• naliczanie “off-line” - rekordy zaliczeniowe (CDR)
• naliczanie “on-line” - usługi opłacone z góry
– zastosowanie do realizacji mikropłatności
40
UTE – Marek Średniawa
Przesłanki marketingowe

Poprawienie wizerunku i identyfikacji firmy
– numery “złote” i “srebrne”
– obniżenie progu kontaktu - połączenie bezpłatne
Możliwość wykorzystania usług IN do
telemarketingu i promocji
 Poprawa jakości kontaktu z klientami
 Komercyjne serwisy profesjonalne i rozrywkowe

41
UTE – Marek Średniawa