Triple Play

 

Сам термин Triple Play (3P) изначально — чисто маркетинговый, отражавший некое совместное предоставление услуг на базе сетей нового поколения. Опыт показал, что все современные услуги связи (любой сложности) являются для абонента-физлица набором трех базовых услуг:

• Телефонного сервиса;
• Доступа в Интернет;
• Телевидения.

 

Скоростной Интернет. Технологии, используемые для построения оптоволоконных сетей, обеспечивают высокую скорость передачи данных. "Последняя миля" до абонента обеспечивается по технологии FastEthernet 100BaseTX (до 100 Мбит/с), а подключение узлов сети к магистральным каналам связи производится по оптическим каналам GigabitEthernet (до 1000 Мбит/с), что исключает проявление эффекта "бутылочного горлышка". 
 
Помимо скоростного доступа в Интернет, пользователь может использовать дополнительные сервисы:

• интегрированный файлообменный сервис внутри/вне сети;
• интегрированная служба обмена мгновенными сообщениями;
• служба удаленного сетевого диска пользователя.

 
Голосовые данные. На сегодняшний день услуга не ограничивается предоставлением только IP-телефонии. Основные услуги, использующие возможность передачи голоса по NGN-сети это:

• телефония (местная, междугородная, международная);
• трансляция «эфирных» и «цифровых» радиостанций;
• служба голосовых конференций (отдельно или совместно с видеоконференциями).

 
Кроме того, пользуясь услугой телефонии  в пакете Triple play, абонент может  использовать дополнительные функции:

• «принцип единого номера»;
• идентификация звонка с последующим роумингом;
• «голосовая почта»;
• «удержание вызова»;
• мобильность телефонного номера и др.

Видео данные. Одной из основных составляющих является услуга IPTV. Дополнительно доступны возможности организации видеоконференций и систем видеонаблюдения в зависимости от конечного оборудования.

Технологически все три  базовые услуги «живут» на разных платформах, но в одной среде, поэтому  возникает множество сложностей с биллингом, работой с СОРМ, блокировкой  услуг при нулевом балансе (с  сохранением возможности экстренного  вызова), техподдержкой и борьбой со фродом.

 
 
_{Triple Play-услуги  и обслуживающие  их ИТ-системы}

 
Платформы:

Телефония – на телефонных коммутаторах (Private branch exchange — сокращённо PBX) или VoIP-платформах (иногда их называют IP Multimedia Subsystem — IMS);

Доступ в Интернет – например на маршрутизаторах широкополосного удалённого доступа (Broadband Remote Access Server — BRAS или BBRAS);

Телевидение. Включает в себя головную станцию и систему дистрибуции ТВ-контента. В случае кабельного ТВ распространение контента происходит на физическом уровне (передатчиками), а в случае IP-телевидения используется управляющая IP TV платформа.

Существенным признаком  реализации 3P-концепции является некоторая  единая среда оператора, на базе которой  строятся все три сервиса. На приведенной  картинке изображена самая, пожалуй, распространенная на текущий момент, реализация таких  услуг: оператор создает на базе волоконно-оптической сети сеть широкополосного доступа и на ее базе создаются подсети для предоставления услуг телефонии и телевидения.

Фактическая реализация

Исторически для создания 3P-сред первыми были сети кабельного телевидения и сети ADSL. И там, и  там использовалось аналоговое разделение частот для передачи голоса, интернет-соединений и телевидения. Сейчас такие технологии составляют основную массу всех 3Р-подключений  на планете.

Но такие решения активно  вытесняются подключениями на базе оптики. Сама волоконно-оптическая сеть, используемая для 3P-услуг может иметь  как кольцевую, так и звездообразную структуру. Практически все операторы  используют одну из разновидностей FTTx-технологии (Fiber to the Х — оптика до точки X):

FTTH — Fiber To The Home (доведение  волокна до квартиры);

FTTB — Fiber To The Building (доведение  волокна до здания);

и их разновидности:

FTTC — Fiber To The Curb (доведение  волокна до кабельного шкафа);

FTTCab — Fiber To The Cabinet (аналог FTTC);

FTTR — Fiber To The Remote (доведение  волокна до удаленного модуля, концентратора);

FTTP — Fiber To The Premises (доведение  волокна до точки присутствия  клиента);

FTTO — Fiber To The Office (доведение  волокна до офиса);

FTTOpt — Fiber To The Optimum (доведение  волокна до оптимального пункта).

Довлеющим способом подключения  сейчас является FTTB. Типовая сеть обычно имеет кольцевую структуру по городу (для обеспечения резервирования магистралей) и выносы в кварталы, которые резервируются кольцом  только в случае очень большого количества домов/квартир.

Балансировка трафика, разумеется, применяется в масштабах города – на уровне узлов агрегации используются соответствующие решения для  балансировки трафика между магистральными линками. Балансировка трафика между  кварталами или даже домами тоже применяется, но обычно схема проще – т.е. используется балансировка между полукольцами и, конечно, зависит от объема абонентов  на конкретном объекте.

Далее практически у всех операторов технический дизайн одинаков: на чердаках или в подвалах стоят  металлические шкафы, в которых  находится Ethernet-оборудование для подключения  конечных пользователей. При этом дизайн по телефонии может отличаться: возможно ставить VoIP-шлюзы в общих металлических шкафах (и тогда абонент получает аналоговую телефонную розетку RJ-11), либо поставить VoIP-адаптор / VoIP-телефон сразу в квартире абонента. Дизайн IP-телевидения также одинаковый – телевизионная приставка (STB, Set Top Box) ставиться всегда в квартире абонента, после Интернет-роутера.

Среди самых существенных организационно-технологических проблем  в данной части нужно отметить необходимость настройки отдельных  подсетей:

Для телефонии. Это необходимо для проигрывания автоответчиков о  различных события по телефонии, необходимо для работы вызовов на экстренные службы;

Для IP TV выделенная подсеть  нужна для показа обязательных федеральных  каналов даже в случае финансовой блокировки абонента (часто связанной  с отсечкой интернет-услуг).

 

Телефония: экстренные звонки и связь с СОРМ

Опишем отдельно реализацию вызовов на экстренные службы (01, 02, 03, 04, 112 в отдельных регионах). Схема  реализации IP-телефонии с выполнением  требования законодательства предполагает наличие некоторого коммутационного  узла в каждом городе предоставления услуги. Именно этому узлу и поручена задача маршрутизации экстренных вызовов  на конкретные номера экстренных служб  каждого города. На картинке 2 показаны для сравнения прохождение зеленого обычного звонка (телефонная сигнализация идет через ядро системы, звонок устанавливается  пограничным устройством) и красного звонка экстренного (управление не используется, звонок сразу пробрасывается на телефонную сеть общего пользования, ТфОП).

Пограничные устройства в  телефонии принято называть пограничными контроллерами сессий (SBC, Session Border Controller). Их функции аналогичны межсетевым экранам  в среде Интернет, плюс ряд специфических  функций по обеспечению нормальной работоспособности VoIP-соединений.  
_{Отличия обычного и экстренного VoIP-вызова}

 

Здесь же отметим интересную особенность реализации телефонных соединений в рамках 3Р: обязанность каждого законопослушного оператора отправлять все звонки на СОРМ. И здесь возникает технологическая проблема, т.к. все мультимедиа-платформы настроены на обеспечение прямой связности всех зарегистрированных пользователей между собой. А мы имеем две проблемы:

Во-первых, два типа звонка (звонки с набором номера, которые  по законодательству являются звонками телефонными, т.к. с нумерацией —  и звонки по сети ШПД, которые по законодательству не могут иметь  нумерацию ТфОП);

А, во-вторых, разные города с разными подразделениями ФСБ, которые контролируют только свою региональную нумерацию.

Для решения этих проблем  опять же используются SBC, к которым  и подключены пульты ФСБ (ну или SBC подключены к местным телефонным коммутаторам). Все звонки с номерами SBC выводят  на такие пульты. Так решается задача телефонного СОРМа. А все звонки с логинами, никнеймами и т.п. (т.е. звонки по сети ШПД, включая видеозвонки) выводятся на телематический СОРМ, который используется для контроля Интернет-соединений.

Требования к  полосе пропускания

Требования к полосе пропускания  для трафика у сервисов различны. Телефония является нетребовательной к полосе услуг. В основном используются следующие алгоритмы кодирования голоса: G.711 A-law / G.711 u-law c полосой (битрейтом) в 64 кбит/с, варианты G.729 с полосой 8 кбит/с и кодек GSM с битрейтом 13 кбит/с. С учетом общего объема заголовков IP-пакетов получаем необходимую полосу от 30 до 90 кбит/сек.

IP-телевидение требует  значительно большей полосы (например, часто используются кодеки MPEG2/MPEG4): так обычные SD-телеканалы требуют  от 2 до 4 Мбит/сек, а каналы высокого  качества HD – от 8 до 12 Мбит/сек. Понятно,  что для таких емкостей требуется  умное управление мультикастовым  телевизионным трафиком: каждый  канал подается на узел и/или  жилой квартал только один  раз, независимо от количества  смотрящих абонентов. Здесь помогает  статистика – если абоненты  в одном квартале включат все  непересекающиеся каналы, то у  оператора, предоставляющего 100-120 обычных  каналов и 5-20 каналов HD сеть  на этом участке откажет. Но  в жизни так не происходит  – распределение «смотрения»  обычно позволяет укладывать  требования по IP TV в полосу 1-2 Гбит/сек  на район/квартал.

Разделение по типам трафика  для обеспечения качества работы всех трех услуг обычно используется в сегменте корпоративных заказчиков и не применяется в услугах  для физических лиц. Это обусловлено  следующими факторами, поскольку жилые  дома достаточно предсказуемы в плане  потребления.

 

Проблемы с  биллингом Triple Play услуг

В зависимости от того, какой  сервис для оператора важнее, выбирается, скажем так, биллинговая мастер-система. Например, ведение счета организуется в системе, которая обслуживает  доступ в Интернет. Соответственно, две другие системы (биллинга телефонии  и телевидения) занимают подчиненное  положение и должны быть подстроены под требования и особенности  мастер-системы. Реализованы эти  системы в виде различных модулей  одной системы или это вообще системы одного производителя, значения не имеет, и исторически, часто это различные системы от различных ИТ-компаний.

 

Работа мастер-биллиннга  по тарификации доступа в интернет

Посмотрим схематично тарификацию  доступа в интернет на примере  безлимитного тарифного плана, т.к. в России абонентов, пользующихся лимитными  тарифными планами (помегабайтно), осталось не более 5%. Применяются два основных алгоритма: сумма за месяц списывается  либо сразу в день Х (и счет абонента уменьшается скачкообразно), либо равными  долями каждый день (и счет абонента уменьшается плавно, но постоянно). Ниже показано, как мастер-биллинг  прекращает доступ абонента в интернет при достижении нулевого баланса на счете или уходе в минус.

 
_{Контроль состояния  счета интернет-абонента}

Работа телефонного  биллинга

Основу работы телефонного  биллинга составляют тарифные таблицы, в которых забиты все направления  возможной отправки голосового трафика  и их стоимость. Когда абонент  совершает звонок в каком-либо направлении, система анализирует телефонный префикс (код страны, код города) и списывает средства, по данным тарифных таблиц. При этом алгоритм авторизации звонка даже в препейдном варианте 3P может быть препейдным и  постпейдным (это связано с особенностями  реализации различных биллинговых  систем и телефонных платформ). 
 
 
_{Постпейдная авторизация телефонного звонка}

Ниже изображен схематично сценарий авторизации звонка в случае постпейдного варианта настройки телефонии. В этом случае абонент совершает  звонок, IMS-платформа проверяет, что  абонент не заблокирован и пропускает звонок в сеть телефонную сеть общего пользования (ТфОП) или в сеть VoIP. В течении звонка (и после его  окончания) IMS-платформа генерирует CDR-файлы (Call Detail Recording), содержащие в себе всю информацию о звонке абонента. Телефонный биллинг обрабатывает данные CDR-файлы, отображая эту информацию сначала на своих внутренних счетах (минусуя счет клиента по результатам поступающих CDR), а потом и на счету абонента в мастер-биллинге. Можно уменьшать счет абонента в мастер-биллинге одновременно с уменьшением в биллинге телефонном, но тут уже встают вопросы производительности при взаимодействии систем, необходимо найти баланс между количеством обслуживаемых абонентов и временными интервалами в описанных цепочках. 
 
 
_{Препейдная авторизация телефонного звонка}