THE USE OF INSTITUTIONAL PBX WITHIN MULTISERVICE PACKET TELECOMMUNICATIONS NETWORKS
THE USE OF INSTITUTIONAL PBX WITHIN MULTISERVICE PACKET TELECOMMUNICATIONS NETWORKS
Abstract
An option for upgrading the office telephone system based on the Definity SMS PBX and the Alvis-GW-2E1 gateway, which enable the use of packet-switched telecommunications technologies and voice transmission via SIP VoIP, is examined. Actual hardware configurations tested during the modernisation process are presented and analysed. The status of the PBX and gateway interfaces during test incoming and outgoing calls is illustrated. The rationale for changing the codec type via the Alvis-GW-2E1 gateway when transitioning from the circuit-switched technology used in the institutional PBX to packet switching is demonstrated. The possibilities of increasing the number of actively used subscriber terminals of the Definity CMC PBX by connecting a second E1 port within the Alvis-GW-2E1 gateway are examined; this allows for a significant expansion of the range of additional services originally available on the station’s digital telephones.
1. Введение
Достаточно существенное влияние на совершенствование принципов использования VoIP технологий при построении телекоммуникационных сетей и систем, оказывает возможность интеграции в их состав ныне существующего оборудования телефонной связи. Исходя из этого, одним из достаточно привлекательных направлений развития может считаться использование в составе VoIP топологий оборудования цифровых учрежденческо-производственных автоматических телефонных станций (УПАТС), обладающих развитым и отлаженным функционалом предоставления услуг голосовой связи для различных категорий абонентов. При этом упомянутые УПАТС могут не располагать интерфейсами, поддерживающими протоколы передачи голосовой информации, ориентированные на пакетные сети связи. Подобное оборудование, как правило, имеет в своем составе интерфейсы плезиохронной цифровой иерархии (PDH) — Е1 , , ориентированные именно на организацию соединительных линий, позволяющие по одной четырехпроводной медной или двунаправленной оптоволоконной линии связи одновременно передавать и принимать 30 телефонных каналов , .
В подобных ситуациях взаимодействие УПАТС с пакетными VoIP сетями может быть организовано за счет использования в схеме организации связи специальных шлюзов — Gateway, одним из вариантов которых и является Alvis-GW-2E1 , . В качестве примера построения подобной схемы организации связи рассмотрим возможности использования УПАТС семейства Definity CMC
, , получивших широкое распространение на территории РФ и остающихся в активной эксплуатации на сегодняшний день.2. Основные результаты
Схема организации связи, позволяющая предложить решение сформулированной задачи, представлена на рисунке 1 далее.
Схема организации связи для использования УПАТС с PDH интерфейсами в составе пакетной сети электросвязи
Начальный фрагмент конфигурации оборудования УПАТС Definity CMC
Конфигурация платы Е1- TN464F в составе УПАТС Definity CMC
Рисунок 4 - Начальная страница конфигурации транка
Рисунок 5 - Состояние сигнальной группы
Примерно аналогичные действия по настройке соединительной линии необходимо выполнить со стороны шлюза Alvis. Настройка потока Е1 со стороны шлюза менее универсальна и поэтому предоставляет гораздо меньше возможностей ошибиться. Шлюз, в используемой конфигурации, располагает двумя портами Е1 (L0 и L1). Для соединения с УПАТС использовался порт L0. Его конфигурация приведена на рисунке 6.
Рисунок 6 - Конфигурация порта Е1 со стороны шлюза Alvis
Состояние тайм-слотов транка
Для тестирования работоспособности созданной СЛ воспользуемся возможностями шлюза Alvis по регистрации внешних телефонных окончаний, поддерживающих протокол SIP. В качестве такого абонентского окончания используем SIP-телефон компании D-link DPH-150S
. Для упрощения процедуры маршрутизации будем считать, что нумерация телефонных окончаний, которые могут быть зарегистрированы на шлюзе будет четырехзначной и начинаться с цифры 1, т.е. иметь вид 1ХХХ, где Х произвольная цифра в интервале {0,1…9}. В то же время нумерация телефонных окончаний использованной УПАТС будет также четырехзначной и иметь вид 7ХХХ. В этом случае содержание таблицы маршрутизации шлюза, относящееся к обработке взаимных вызовов будет иметь вид, приведенный на рисунке 8.
Рисунок 8 - Таблица маршрутизации вызовов между шлюзом Alvis-GW и УПАТС
В свою очередь, маршрутизация исходящих вызовов в направлении шлюза осуществляется в соответствии с содержанием таблицы Automatic Route Selection (ARS) Definity CMC , , которое представлено далее на рисунке 9а. Активной для представленной конфигурации является первая строка ARS таблицы, в которой исходящий вызов, адресуемый четырехзначным номером вида 10ХХ, направляется по 5-му маршруту (route-pattern 5). В свою очередь, route-pattern 5 предусматривает направление данного вызова в транк с номером 1 (см. рисунок 9 б), предназначенный именно для организации взаимодействия между УПАТС Definity CMC и шлюзом.
Содержание таблицы маршрутизации ARS (а) и выбор номера транковой группы для маршрута 5 (б)
Рисунок 10 - Отображение исходящего вызова с цифрового абонентского окончания
Рисунок 11 - Отображение в транке Е1 исходящего вызова с аналогового абонентского окончания
3. Обсуждение
Описанный подход и приведенная топология показывает возможность достаточно широкого использования УПАТС с PDH интерфейсом Е1 и сигнализацией ISDN PRI, в составе VoIP телефонной сети. При этом благодаря наличию качественного интерфейса для конфигурирования УПАТС оказывается возможным не только быстрая отладка достаточно сложных алгоритмов маршрутизации звонков, но и наглядное отображение информации о состоянии используемых интерфейсов.
Определенные ограничения, связанные со сравнительно небольшим количеством SIP телефонов и программных клиентов, которые могут быть зарегистрированы с использованием ресурсов самого шлюза, могут быть легко преодолены за счет использования SIP транков в направлении широкого класса устройств, поддерживающих VoIP технологии на основе протокола SIP, а также многочисленных провайдеров SIP телефонии.
Выявленные достаточно принципиальные ограничения, связанные с необходимостью использования для абонентов УПАТС фактически только одного варианта кодека — alaw — см. рисунок 3 (для УПАТС) и рисунок 6 (для Gateway), могут быть достаточно успешно преодолены за счет преобразования типа кодека средствами шлюза Alvis. В этом случае в SIP транке, направленном в сторону пакетной VoIP сети следует указать варианты кодеков, приемлемых для использования в пакетных сетях электросвязи и локальных радиосетях ориентированных на передачу речевых сообщений , как показано на рисунке 12.
Параметры интерфейса в направлении SIP VoIP сети
Причем аналоговые абонентские телефонные аппараты, несмотря на их очевидную архаичность, также могут быть подключены в состав пакетной сети, но уже с использованием одноканальных FXS шлюзов
. Подобная ситуация становится актуальной, когда количество абонентских окончаний M становится незначительным (М < 10) или требуется включить в пакетную сеть достаточно специфическое устройство, например такое, как факсимильный аппарат.Обратная ситуация возникает в случае увеличения количества абонентских окончаний М >100. В этом случае максимально возможного числа соединительных линий в потоке Е1 (N=30) может оказаться просто недостаточно для обеспечения приемлемого уровня отказов на доступ в пакетную сеть, организующую и поддерживающую взаимодействие с публичными сетями связи. Для инженерных расчетов можно исходить из условия N~int(M/5), где int{ } означает целую часть от отношения, стоящего в скобках. При этом следует учитывать, что цифровые абонентские телефоны УПАТС могут одновременно обрабатывать три и более вызовов одновременно, а также позволяют проводить аудиоконференции с несколькими внешними абонентами.
Своеобразным резервом для рассмотренной топологии вполне способен стать второй интерфейс Е1, имеющийся в составе использованного шлюза. Для его использования потребуется установить в состав станции вторую плату Е1 (TN464F или ТN2464BP), которую потребуется отконфигурировать аналогичным образом (в соответствии с рисунком 3). Одна сигнальная группа в УПАТС способна обеспечить работу обеих плат, т.е. двух потоков Е1 , , однако шлюз Alvis такими возможностями не обладает. Это приводит к необходимости организации еще одного транка, управляемого отдельной сигнальной группой и последующему объединению транков в одном маршруте (см. рисунок 9 б). При этом маршруты, организуемые программным обеспечением шлюза (рисунок 8), могут дублировать друг друга и указывать в одном направлении.
Еще большую гибкость указанная топология приобретает в случае необходимости реализации такой технологии как Fixed Mobile Convergence (FMC)
, когда вызовы в сети мобильных операторов должны быть выделены в отдельные направления. Такие направления могут быть сформированы в том числе и с помощью рассмотренного варианта шлюза за счет маршрутизации вызовов в различные пакетные сети, каждая из которых будет соответствовать своему сотовому оператору. Число каналов одновременно работающих с каждой из упомянутых сетей должно определяться интенсивностью трафика в направлении подключенных операторов мобильной связи.
4. Заключение
Таким образом, проведенный анализ и экспериментальная проверка возможности использования цифровых УПАТС, не имеющих в своем составе интерфейсов взаимодействия с пакетными VoIP сетями, продемонстрировали определенные достоинства, свойственные данным топологиям и основанные на значительной гибкости присутствующих в составе УПАТС PDH стыков, а также высокой универсальности телефонных сигнализаций, способных поддерживать многочисленные алгоритмы работы, получившие широкое распространение в сетях электросвязи.
Эффективность применения рассмотренной инфраструктуры определяется в основном количеством активно используемых абонентских телефонных окончаний УПАТС и может оставаться достаточно высокой в случаях задействования для связи с публичными сетями связи специального шлюзового оборудования.
При возрастании числа абонентских окончаний M в качестве резерва может быть использован второй поток Е1, присутствующий в составе шлюза Alvis и не задействованный в первоначальной конфигурации. Суммарное количество абонентских окончаний, работоспособность которых способна обеспечить рассмотренная топология в случае использования двух потоков Е1, может составлять 300 и более, в зависимости от интенсивности реальной звонковой нагрузки, формируемой как абонентами УПАТС, так и направленной со стороны публичных сетей связи.
Хотелось бы также отметить преимущества интерфейсов построенных с использованием технологий PDH
, , , которые благодаря синхронизации в используемых интерфейсах, не знакомы ни с задержками при передаче речевой информации, ни с дрейфом задержки — джитором, столь характерным для пакетных сетей связи. Эти преимущества достигаются в том числе и ценой снижения эффективности используемых каналов связи по количеству обслуживаемых абонентов.Технические требования к быстродействию интерфейса в направлении пакетной сети, которые безусловно должны соответствовать производительности задействованных PDH интерфейсов, предполагается подробно рассмотреть в последующих работах.