Иван Башлаков
05.02.2020
3196

Технология Softswitch

Предыстория появления С развитием телефонии и телефонных сетей возникло множество технологий, различающихся между собой по реализации, но служащих для тождественных задач, по передаче голосовой и мультимедийной информации между абонентами. Различные технологии предполагали различные стандарты передачи данных, различные типы сигнализации и коммутации. С появлением пакетной передачи данных и сети Интернет появилась возможность стандартизации всех протоколов телефонии […]

Предыстория появления

С развитием телефонии и телефонных сетей возникло множество технологий, различающихся между собой по реализации, но служащих для тождественных задач, по передаче голосовой и мультимедийной информации между абонентами. Различные технологии предполагали различные стандарты передачи данных, различные типы сигнализации и коммутации. С появлением пакетной передачи данных и сети Интернет появилась возможность стандартизации всех протоколов телефонии для создания программных коммутаторов, позволяющих работать с любой из существующих сетей.

Таким образом была создана концепция NGN — (Next Generation Network) — создание мультисервисной сети, в которой любые передаваемые данные инкапсулировались бы в пакеты IP. Предшественником NGN была технология ISDN (Integrated Service Digital Network)  рассчитанная на создание единой цифровой телефонной сети, на базе существующих аналоговых сетей. Но ISDN не смогла обеспечить возрастающие потребности пользователей в скорости передачи данных и требовала дорогостоящего оборудования для управления и коммутации.

Сеть с пакетной передачей данных позволяет осуществлять доставку контента намного быстрее, используя в качестве транспорта протокол IP и позволяет производить коммутацию пакетов программными средствами. Именно таким средством коммутации и является технология Softswitch.

Softswitch является программным обеспечением, производящим как маршрутизацию каналов VoIP-телефонии, так и являющимся самостоятельным VoIP-сервером. Данное ПО может использоваться как специализированном устройстве, так и на отдельном сервере либо кластере. Наиболее известными реализациями данной технологии являются такие программные продукты как Asterisk, Yate, FreeSWITCH, Kamailio.

Пример использования технологии Softswich
Пример использования технологии Softswich

Большим преимуществом технологии Softswitch по сравнению с аппаратными решениями является  масштабируемость и гибкость в настройке. Также возможности программных коммутаторов расширяются за счет создания необходимых модулей и плагинов, что в принципе невозможно в концепции аппаратных решений. Помимо этого архитектура Softswitch позволяет использовать возможности различных по типу, телефонных сетей, воедино.

Архитектура Softswitch

Softswitch — это общая конструкция телекоммуникационной отрасли. Не существует специальных отраслевых спецификаций, регулирующих реализацию программного коммутатора. На рисунке ниже показана общая архитектура системы программного коммутатора.

Схема компонентов программного коммутатора
Схема компонентов программного коммутатора

В типичной реализации программного коммутатора уровень управления отделен от транспортного уровня.  Система разбита на три отдельных функциональных элемента: сигнальный шлюз, медиа-шлюз и контроллер медиа-шлюза.

Шлюз сигнализации обеспечивает взаимодействие протоколов сигнализации IP, таких как SIP (протокол инициирования сеанса) и H.323, с традиционными протоколами SS7 (ОКС7), используемыми для передачи цифровых сигналов по аналоговым телефонным сетям.

Медиа-шлюз обрабатывает каналы с мультиплексированием по времени (TDM) и  инкапсулирует их в пакеты для передачи IP, используя протоколы, такие как RTP (транспортный протокол в реальном времени) или SRTP (безопасный RTP).

Контроллер медиа-шлюза выполняет функции коммутации и передает параметры маршрутизации в медиа-шлюз, медиа-серверы и серверы приложений дабы устанавливать и прерывать вызовы, воспроизводить записанные сообщения и выполнять функции приложения, такие как переадресация вызова или ожидание вызова. Вся логика обработки звонков выполняется именно этим элементом системы. Контроллер медиа-шлюза также может называться программным переключателем, агентом вызова или контроллером вызова .

Схема контроллера медиашлюза
Схема контроллера медиашлюза

Дополнительно, программный коммутатор может оснащаться пограничными контроллерами сеансов (гейткиперами, SBC). Данные модули используются для защиты и управления коммуникационными потоками: пограничные контроллеры сеансов управляют сигнализацией IP-коммуникаций и потоками мультимедиа для защиты от атак типа «отказ в обслуживании» (DoS) и других угроз безопасности, также для смягчения проблем совместимости с несколькими поставщиками.

Логическая модель технологии Softswitch

Логическая модель Softswitch является стандартизированной (она определена специальным консорциумом о продвижении стандартов Softswitch — IPCC) и включает в себя четыре уровня для реализации различных логических задач в различных функциональных областях. Ниже перечислены уровни (иногда их называют еще функциональные плоскости) логической модели программного коммутатора:

  • Транспортный уровень — включает в себя меда-шлюзы, шлюзы сигнализации, коммутаторы и маршрутизаторы. Обеспечивает взаимодействие с сетями VoIP и ОКС7.
  • Уровень сигнализации — включает контроллеры шлюзов сигнализации и контроллеры сеансов (гейткиперы). Обеспечивает поддержку протоколов SIP/SIP-T, H.323.
  • Уровень приложения — включает в себя контроллеры медиа-шлюзов. Обеспечивает логику работы коммутатора.
  • Уровень обслуживания — отдельный уровень, обрабатывающий абонентские данные и обеспечивающий поддержку биллинговых операций.
Логическая модель архитектуры Softswitch
Логическая модель архитектуры Softswitch

Стоить отметить что данная логическая модель является эталонной, предложенной IPCC, но не все разработчики поддерживают ее реализацию. Рассмотрим подробнее каждый из уровней данной модели.

Транспортный уровень — отвечает за транспортировку сообщений по каналам связи. Это могут быть как управляющие сообщения (сигнализации, маршрутизации), так и непосредственно сообщения, содержащие мультимедийную информацию (голос, видео). Данный уровень может использовать любую технологию для передачи данных, которая обеспечивает требуемую пропускную способность. Также транспортный уровень обеспечивает взаимодействие сети IP-телефонии с другими сетями.

Уровень сигнализации — вышестоящий уровень, базирующийся над транспортным и управляющий его основными элементами. Элементы данного уровня производят управление вызовами на основе сигнальных сообщений, поступающих от транспортного уровня. Производят создание и разрыв сессий передачи пользовательских данных.

Уровень приложения — следующий уровень логической модели Softswitch. Компоненты уровня приложений обеспечивают маршрутизацию вызовов и управляют специализированными модулями обработки пользовательской информации, такими как интерактивные меню, временные группы и т.п.

Уровень обслуживания (уровень эксплуатации) — обеспечивает взаимодействие между абонентами и самим коммутатором. Уровень обслуживания реализует активацию абонентов, возможности биллинга, активацию услуг, предоставляемых конечным абонентам. Отличие данного уровня заключается в том, что он может взаимодействовать с другими слоями логической модели как посредством внешних протоколов (например SNMP), так и средствами внутреннего API.

Классификация реализаций технологии Softswitch

На сегодняшний день существует несколько классов программных реализаций технологии Softswich, из которых наиболее известны Softswitch Class 4 и Softswitch Class 5. Рассмотрим подробнее, в чем различие между этими классами программных продуктов.

Отметим сразу, что четкой границы между данными классификациями нет, так как любая из реализаций программного свитча является масштабируемой. Существуют также универсальные решения, называемые Softswitch Class 4/5 Но все же круг задач, для которых используется та или иная версия коммутатора отличаются.

Взаимодействие различных классов программных коммутаторов в сети NGN
Взаимодействие различных классов программных коммутаторов в сети NGN

Программные коммутаторы 5-го класса предназначены для совместной работы непосредственно с абонентскими терминалами. В их круг задач входят такие функции как:

  • аутентификация абонентов;
  • осуществление звонков;
  • маршрутизация звонков;
  • переадресация;
  • удержание звонков;
  • обработка пользовательской информации (IVR и прочие приложения);
  • поддержка кодеков, транскодирование медиа.

Из существующих реализаций к Softswitch Class 5 можно отнести такие продукты, как Asterisk, VoxSwitch, CallWeawer.

Софтсвичи 4 класса являются программными продуктами, предназначенными для операторов связи, оперирующих магистральными сетями и обеспечивающие распределение и балансинг транзитного трафика. Они используются для следующих задач:

  • поддержка и конвертация различных протоколов передачи данных;
  • транскодирование;
  • интеллектуальная маршрутизация и распределение звонков;
  • предоставление различного рода статистики;
  • услуги биллинга;
  • услуги по обеспечению безопасности звонков.

            К Softswitch Class 4 можно отнести FreeSwitch, U-SYS, ПРОТЕЙ.

Подписаться
Уведомление о
guest
0 Комментарий
Inline Feedbacks
View all comments

Остались вопросы?

Я - Першин Артём, менеджер компании Voxlink. Хотите уточнить детали или готовы оставить заявку? Укажите номер телефона, я перезвоню в течение 3-х секунд.

VoIP оборудование

ближайшие курсы

ближайшие Вебинары

ONLINE

10 доводов в пользу Asterisk

Распространяется бесплатно.

Asterisk – программное обеспечение с открытым исходным кодом, распространяется по лицензии GPL. Следовательно, установив один раз Asterisk вам не придется дополнительно платить за новых абонентов, подключение новых транков, расширение функционала и прочие лицензии. Это приближает стоимость владения станцией к нулю.

Безопасен в использовании.

Любое программное обеспечение может стать объектом интереса злоумышленников, в том числе телефонная станция. Однако, сам Asterisk, а также операционная система, на которой он работает, дают множество инструментов защиты от любых атак. При грамотной настройке безопасности у злоумышленников нет никаких шансов попасть на станцию.

Надежен в эксплуатации.

Время работы серверов некоторых наших клиентов исчисляется годами. Это значит, что Asterisk работает несколько лет, ему не требуются никакие перезагрузки или принудительные отключения. А еще это говорит о том, что в районе отличная ситуация с электроэнергией, но это уже не заслуга Asterisk.

Гибкий в настройке.

Зачастую возможности Asterisk ограничивает только фантазия пользователя. Ни один конструктор шаблонов не сравнится с Asterisk по гибкости настройки. Это позволяет решать с помощью Asterisk любые бизнес задачи, даже те, в которых выбор в его пользу не кажется изначально очевидным.

Имеет огромный функционал.

Во многом именно Asterisk показал какой должна быть современная телефонная станция. За многие годы развития функциональность Asterisk расширилась, а все основные возможности по-прежнему доступны бесплатно сразу после установки.

Интегрируется с любыми системами.

То, что Asterisk не умеет сам, он позволяет реализовать за счет интеграции. Это могут быть интеграции с коммерческими телефонными станциями, CRM, ERP системами, биллингом, сервисами колл-трекинга, колл-бэка и модулями статистики и аналитики.

Позволяет телефонизировать офис за считанные часы.

В нашей практике были проекты, реализованные за один рабочий день. Это значит, что утром к нам обращался клиент, а уже через несколько часов он пользовался новой IP-АТС. Безусловно, такая скорость редкость, ведь АТС – инструмент зарабатывания денег для многих компаний и спешка во внедрении не уместна. Но в случае острой необходимости Asterisk готов к быстрому старту.

Отличная масштабируемость.

Очень утомительно постоянно возвращаться к одному и тому же вопросу. Такое часто бывает в случае некачественного исполнения работ или выбора заведомо неподходящего бизнес-решения. С Asterisk точно не будет такой проблемы! Телефонная станция, построенная на Asterisk может быть масштабируема до немыслимых размеров. Главное – правильно подобрать оборудование.

Повышает управляемость бизнеса.

Asterisk дает не просто набор полезных функций, он повышает управляемость организации, качества и комфортности управления, а также увеличивает прозрачность бизнеса для руководства. Достичь этого можно, например, за счет автоматизации отчетов, подключения бота в Telegram, санкционированного доступа к станции из любой точки мира.

Снижает расходы на связь.

Связь между внутренними абонентами IP-АТС бесплатна всегда, независимо от их географического расположения. Также к Asterisk можно подключить любых операторов телефонии, в том числе GSM сим-карты и настроить маршрутизацию вызовов по наиболее выгодному тарифу. Всё это позволяет экономить с первых минут пользования станцией.