دانلود فایل پاورپوینت NGN اصول و مفاهیم شبکه‌ی مخابراتی

بخشی از پاورپوینت

اسلاید 1 :

NGN چيست؟شبكه فعلي شامل سه شبـكه مجزا به نامهاي PSTN ، شبكه Wireless (Mobile) ، شبكه ديتا(PSDN) و شبكه هوشمند (IN) مي باشد.NGN شبكه اي مبتني بر IP و مولتي سرويس است كه ساختار مديريت وكنترل واحد دارد و سه شبكه فوق را در يك ساختار عموميPacket-base يكپارچه مي كند.در NGN، شبكه موجود از يك معمـاري گسترده به شبكـه اي با لايه انتقال Packet Base براي صوت و ديتا تبديـل مي گردد.تمام ترافيك مخابراتي و ارتباطي نظير صوت ، سرگرمي، آموزش و سرويسهاي اطلاعاتي از يك شبكه مجزا حمل خواهند شد.NGN باعث ايجاد شبكه اي با معماري ساده، هزينه كم و قدرت اجرايي بالا مي گردد. هوشمندي و بازدهي بالاي NGN قابليت ارائه تمام سرويسهاي موجود درآينده را بصورت Multi Service به شبكه مي دهد...، بايد پذيرفت كه ‌‌NGN و به‌كارگيري آن مستلزم تغييرات اساسي در ساختار عملياتي شركت‌هاي مخابراتي خواهد بود: تغييراتي كه بر تمامي جوانب فعاليت اين شركت‌ها، اعم‌ از فرهنگ كاري كاركنان و مديران، گردش سرمايه و ساختار شبكه موجود مؤثر خواهد بود. در واقع براي موفقيت ‌NGN نيازمند تفكر و نگرش جديدي در ميان مديران ميانيِ شركت‌هاي مخابراتي خواهيم بود كه سخت‌ترين قسمت اين فرايند زودگذر را نيز تشكيل مي‌دهد. 

اسلاید 2 :

‌اصول و مفاهيم ‌‌NGNاز ديد كلي ‌ NGN بر سه اصل اوليه متكي است كه عبارتند از:معماري لايه‌اي: ‌‌NGN به شكلي پياده‌سازي مي‌شود كه مجموعه توابع آن در چندين لايه متفاوت قرار گيرند.اين لايه‌ها عبارتند از: دسترسي، انتقال، كنترل و خدمات. مزيت قرار دادن توابع در لايه‌هاي گوناگون اين است كه هر لايه به‌صورت جداگانه بهينه‌سازي مي‌شود؛ بدون آن‌كه بر لايه‌هاي ديگر تأثير گذارد. معماري لايه‌اي ‌‌NGN انعطاف و قابليت توسعه را به همراه مي‌آورد و زمان ايجاد خدمات نوين را در اين شبكه كاهش مي‌دهد.‌اينترفيس‌هاي استاندارد: توابع هر لايه ‌‌NGN از طريق اينترفيس‌هاي استاندارد با توابع ساير لايه‌ها و ساير شبكه‌ها در ارتباطند. اين اصل راه را براي اجراي توافقنامه‌هاي همكاري ميان فراهم‌كنندگان خدمات شبكه باز مي‌كند، طيف گسترده‌تري از خدمات را براي كاربران نهايي فراهم مي‌نمايد و سطح تحت پوشش شبكه ‌NGN را افزايش مي‌دهد. ‌چند سرويسي بودن: اصل بسيار مهم چند سرويسي بودن، يعني برخلاف شبكه‌هاي نسل قبل است كه، هر يك براي خدمات خاص و مشخصي طراحي شده‌اند. اين اصل به فراهم‌كنندگان امكان ارائه خدمات نوين و يكپارچه را مي‌دهد و براي كاربران نيز به معني دسترسي يكسان به انواع خدمات مورد نيازشان است.‌

اسلاید 3 :

خصوصيات اصلي NGN عبارتند از :• جدا كردن لايه هاي انتقال، كنترل ، سرويس و دسترسي از يكديگر.• قابليت همـكاري با لايه هـاي مختلف و شبكه هاي ديگر از طريق اينترفيس هاي باز (Open interface) • كنترل يكپارچه تكنولوژي هاي مختلف انتقال نظير ATM، IP، TDM، Frame Relay و...• استفاده از عناصر استاندارد شبكه نظير Gateway، Soft Switch و Application Server .لازم بذكر است ايجاد شبكه NGN براي شبكه هاي مختلف داراي راهكار ثابتي نمي باشد و براي هر شبكه متناسب با ساختار آن شبكه، نياز به پياده سازي يك روش و يا تلفيق چند روش است. 

اسلاید 4 :

معماري ‌NGNشامل چها ر لايه ميباشد:لايه دسترسي: ارتباط ميان كاربران و شبكه را فراهم مي‌كند و پياده‌سازي آن مي‌تواند به صورت سيمي و يا بدون‌سيم انجام گيرد و مي‌تواند از رسانه‌هاي گوناگون ارتباطي همچون سيم مسي، كابل و فيبرنوري استفاده كند.اين لايه به دو صورت سوييچينگ بسته‌اي و سوييچينگ مداري ايجاد مي‌شود. ‌لايه انتقال: ارتباط ميان گره‌هاي شبكه (‌ Node ) را برقرار مي‌كند و از يك يا چند شبكه زيرساخت از نوع سوييچينگ بسته‌اي (مانند IP ) تشكيل شده است. لينك‌هاي اين شبكه‌ها معمولا از نوع فيبرنوري است، ولي امكان استفاده از ارتباطات ماهواره‌اي نيز وجود دارد.روي اين لايه تنوع ترافيك زيادي وجود دارد. ترافيك‌هاي مختلفي همچون مكالمات صوتي، تصاوير ويديويي، تبادلات ديتا و فايل‌هاي اطلاعاتي، روي همين بستر مشترك مبادله مي‌شوند. در گره‌هاي انتهايي به كمك دروازه‌هايي‌(‌ Gateway )، ترافيك شبكه دسترسي و شبكه‌هاي غير ‌NGN (مانند ترافيك‌هاي تلفني و كنفرانس‌هاي تصويري)، به ترافيك مناسب عبور روي شبكه ‌NGN تبديل مي‌شوند. ‌لايه كنترل: مشتمل بر عناصر كنترل‌كننده شبكه و خدمات آن است. به عبارت ديگر، اين لايه تمامي لايه‌هاي ديگر اعم از دسترسي، انتقال و خدمات را تحت نظارت و فرمان خود قرار مي‌دهد. براي مثال برقراري و قطع اتصالات براي مكالمات صوتي يا ارتباطات چندرسانه‌اي (صوتي و تصويري)، همچنين تدارك هوشمندانه خدمات و منابع لازم براي ارائه آن‌ها برعهده اين لايه است. يكي از اصول اساسي NGN ، جداسازي منطقي سازوكار كنترل از سخت‌افزارهاي لايه‌هاي زيرين آن است. ‌لايه خدمات: اين لايه حاوي خدمات پايه است و به فراهم‌كنندگان در ايجاد خدمات پيچيده و كامل‌تر كمك مي‌كند و نقش واسطه را جهت دستيابي به امكانات لايه‌هاي پايين‌تر بازي مي‌كند. البته سطح و كيفيت اين استفاده به سطح روابط ميان فراهم‌كننده خدمات و فراهم‌كننده شبكه باز مي‌گردد. (كه در ‌NGN مي‌توانند دو شركت مستقل باشند). لايه خدمات به صورت اينترفيس‌هاي برنامه‌نويسي كاربردي ‌(‌ API ) براي نرم‌افزارهاي سرور، يا به‌صورت رابط‌هاي استانداردي ميان سرورها و شبكه، پياده‌سازي مي‌شود. در هر حال هدف، قابل دسترسي نمودن خدمات و امكانات لايه‌هاي زيرين شبكه براي نرم‌افزارهاي سرور است.

اسلاید 5 :

حركت‌هاي گوناگون به سمت NGN 1- حركت به سمت ‌‌NGN براي شبكه‌هاي مبتني بر سوييچينگ مداري‌‌وضعيت جاري: ‌‌ ‌در حال حاضر اپراتورهاي اين گروه از فناوري‌هاي سوييچ مداري (‌ Circuit Switch ) براي ارائه خدمات تلفني و برخي خدمات ديتا ‌‌IP) ، ‌‌ATM و ‌Frame Relay ) استفاده مي‌كنند. محرك اصلي اين گروه براي حركت به سمت NGN ، دستيابي به يك شبكه همگراشده با خدمات چندگانه (‌ multi service ) و كاهش هزينه‌ها از اين طريق است. البته اين حركت هزينه‌هاي مستقيم و غيرمستقيم زيادي همچون ارتقاي تجهيزات، آموزش مجدد پرسنل و تغييرات سازماني دارد كه با شرايط كيفي نه‌چندان خوب شبكه‌هاي فعلي IP ، باعث بروز تاخير در حركت اين گروه از اپراتورها به سمت ‌NGN شده و اين تأخير به‌ويژه در لايه دسترسي مشهود است.با اين حال، همزمان با تكامل فناوري IP ، شاهد حركت تدريجي اين گروه هستيم. اين فرايند ده سال يا حتي بيشتر به طول مي‌انجامد و در اين مدت شاهد حضور هر دو گروه فناوري در كنار يكديگر خواهيم بود. حركت فوق به دو شكل <جايگزيني> و <همپوشاني> انجام مي‌پذيرد.استراتژي جايگزيني: در اين روش تجهيزات شبكه تلفني به تدريج با تجهيزات NGN جايگزين مي‌شوند. اين جايگزيني با هدف افزايش ظرفيت در بخش هسته و ارائه خدمات جديد در بخش لبه‌اي شبكه انجام مي‌گيرد. ‌استراتژي همپوشاني: اين روش از طريق يكپارچه‌سازي دو شبكه IP و تلفني از طريق دروازه‌هاي واسط انجام مي‌گيرد. اين دروازه‌ها تبديل و هدايت ترافيك‌هاي صوتي و ديتا را ميان دو شبكه برعهده دارند.جهت تبادل سيگنالينگ ميان دو شبكه نيز ازپروتكل‌هاي ‌‌H.323 و SIP استفاده مي‌شود. با افزايش قابليت‌هاي شبكه ‌IP و دستيابي به كيفيت خدمات، حجم ترافيك‌هاي صوتي عبوري از اين شبكه نيز به تدريج افزايش مي‌يابد.
2- حركت به سمت ‌NGN براي شبكه هاي مبتني بر سوييچينگ بسته‌اي ‌شبكه‌هاي مبتني بر سوييچينگ بسته‌اي در حال حاضر از پروتكل‌هاي گوناگوني استفاده مي‌كنند.براي اين گروه، ‌NGN يعني ساده كردن اين پشته‌هاي چندلايه‌اي و آماده كردن آن‌ها براي عبور ترافيك‌هاي حساس صوتي و بلا‌درنگ‌ (‌ Real Time ).راهكارهاي متعددي براي حركت به سمت ‌NGN براي اين گروه وجود دارد، اما يكي از عناصر مشترك اين راهكارها،‌ IPv6 است. اين نسخه جديد از پروتكل ‌‌IP دو ويژگي اصلي دارد: فضاي آدرس در اين نسخه ‌‌128‌‌ بيتي است كه محدوديت آدرس ‌IP را برطرف مي‌كند. به‌علاوه، روند توسعه‌يافته و پيكربندي خودكار كامپيوترهاي ميزبان، امكان حركت وجابه‌جايي (‌ Mobile IP ) ميزبان‌ها را در شبكه فراهم مي‌كند. پياده‌سازي كامل ‌‌‌IPv6 علاوه بر ارتقاي سخت‌افزاري و نرم‌افزاري تجهيزات شبكه، تغييرات اساسي در تجهيزات كاربران را نيز طلب مي‌كند. 

اسلاید 6 :

3- حركت به سمت ‌NGN براي شبكه‌هاي تلفن سيار ‌وضعيت جاري: با شروع سال ‌‌2000‌، كشورهاي اروپايي شروع به واگذاري مجوز استفاده از طيف فركانسي براي اپراتورهاي نسل سوم شبكه تلفن همراه (3 G ) نمودند. اما با وجود هزينه‌هاي سنگين انجام گرفته، اين اپراتورها با چالش‌هاي بسياري بر سر پياده‌سازي ‌‌‌‌3 G روبه‌رو بوده‌اند كه سرمايه‌گذاري آن‌ها را زير سؤال برده است. يكي از مهم‌ترين اين چالش‌ها، تعدد مراجع استانداردسازي مرتبط با ‌‌3 G است. در اروپا استانداردهاي مرتبط با اين موضوع عمدتاً توسط ‌‌‌‌3 GPP و تحت عنوان UMTS تدوين شده‌اند. شركت مخابرات ژاپن (‌ NTT DoCoMo ) حتي براي نسل چهارم مخابرات سيار برنامه‌ريزي نموده است، ولي هنوز استانداردي در اين مورد وجود ندارد.‌مطابق استانداردهاي موجود، حركت از نسل دوم به نسل سوم به صورت تدريجي و در سه مرحله انجام مي‌پذيرد:‌مرحله يكم: حركت از نسل دوم به نسل 5/2 متكي بر GPRS : نسل دوم شبكه تلفن سيار متكي بر فناوري سوييچينگ مداري است كه بسيار شبيه شبكه تلفن است و همان محدوديت‌ها را در ارسال ديتا دارد. فناوري GPRS با اتصال شبكه سوييچينگ بسته‌اي به شبكه تلفن سيار، ارسال ديتا را بهبود مي‌دهد.مرحله دوم: حركت از نسل 5‌.2‌ به ‌UMTS : در اولين نسخه UMTS ، هنوز هم دو شبكه سوييچينگ بسته‌اي (براي انتقال داده) و سوييچينگ مداري (جهت مكالمات صوتي) به صورت مجزا وجود دارد.تنها تفاوت، وجود سيستم راديويي با قابليت ارسال ديتا با نرخ‌هاي بالاتر است. نسخه بعدي ‌ ‌UMTS (نسخه 4) داراي قابليت‌هاي بيشتري همچون پشتيباني كامل از خدمات مبتني بر مكان ‌Location Based Services) LBS ) است.برخي از اپراتورها به تركيب ساختار‌ ‌‌‌3 G با شبكه‌هاي محلي بي‌سيم ‌( WLAN ) از طريق گيرنده چند حالته نيز علاقمندند. در هر حال تا مدتي پس از حضور ‌‌3 G ، گيرنده‌ها بايد قابليت كاركرد با هر دو ساختار ‌‌2 G و‌‌‌ 3 G‌ را به طور همزمان داشته باشند.مرحله سوم: حركت از ‌‌UMTS نسخه 4 به نسخه‌هاي ‌‌5‌‌ و ‌‌6: با حركت به سمت ‌‌UMTS نسخه ‌‌5، هسته شبكه به‌طور كامل از نوع ‌‌IP خواهدشد و كليه مكالمات از طريق همين هسته مشترك و با استفاده از سازوكار سيگنالينگ موسوم به‌ ‌IP Multimedia Subsystem‌) IMS ) ‌انجام مي‌گيرند.تمامي خدمات پيشين و نوين نيز بايد از طريق همين چارچوب، كنترل و فراهم شود. نسخه آخر ‌‌UMTS قابليت‌هاي اضافه‌اي همچون كار بينابين شبكه‌هاي ‌WLAN و مخابرات سيار را نيز به ارمغان مي‌آورد.

اسلاید 7 :

دلايل پياده سازي NGNاصولاً شبكه هاي موجود به دلايل زيادي ملزم به اجراي شبكه NGN مي باشند. اين دلايل عبارتند از:1- كاهش مشكلات شبكهمشكلات فعلي شبكه نظير ترافيك بالاي شبكه، پهناي باند كم، عدم امكان سرويس دهي مناسب به مشتركين جديد و ... با استفاده از شبكة IP-Based به حداقل خواهد رسيد.2- افزايش تصاعدي ترافيك ديتا نسبت به صوت ترافيك ديتا و صوت چنان افزايش يافته كه از حالت نرمال خارج گرديده است . افزايش ترافيك ديتا نسبت به صوت داراي رشد بيشتري است كه دراين ميان شبكه موجود بايد قادر به هدايت اين بار ترافيكي يا Off Load كردن آن از شبكه باشد. شبكه فعلي براساس الگوهاي ترافيكي ايستا و قابل پيش بيني طراحي شده است كه اين الگو جهت شبكه صوت مطلوب بوده و با آمدن ترافيك ديتا نياز به تكنولوژي با انعطاف پذيري بيشتر مي باشد كه به سرعت قابل تغيير وتوسعه باشد، از آنجا كه تكنولوژيهاي قديم داراي انعطاف ومقياس پذيري محدودي هستند در نتيجه درمحيط جديد دچار مشكل خواهند گرديد. اين مشكل درNGN حل شده است.3- عدم يكپارچگي شبكهشبكه فعلي به علت وجود شبكه هاي مختلف مانند موبايل ، ديتا، IN و... متمركزنمي باشد اما در NGN داراي شبكة يكپارچه و متمركز خواهيم بود.4- مديريت شبكهشبكه موجود داراي تعداد زيادي سوئيچ با ظرفيت هاي پايين است، زياد بودن عناصر(Elementها)درشبكه كنترل ومديريت شبكه را مشكل مي سازد.5- اتمام ظرفيت شبكه موجودظرفيت شبكه موجود بدليل محدوديت در سقف ظرفيت سوئيچ هاي PSTN به سرعت رو به اتمام است وشبكه موجود از ارائه سرويس به مشتركين ناتوان گشته است.

اسلاید 8 :

6-افزايش سوددهي شركتهاچالشهاي جديد در شبكه موقعيتها و راه كارهاي جديدي را مي طلبد به اين معني كه اگر شركتها بتوانند خود را با تكنولوژي روز هماهنگ كنند قادر خواهند بود سود سرشــاري از سرويسها و Application هاي جديد نصيب خود كنند. 7- پياده سازي پروتكلهاي استاندارداز آنجاييكه عناصر مختلف در شبكه از توليدكنندگان مختلف هستند در NGN پروتكلهاي استاندارد به منظور تبادل اطلاعاتي بين عناصر شبكه پياده مي شود.8- افزايش پهناي باند و ارائه سرويسهاي سريعتريكي از مشكلات مشتركين تلفني كه خواهان استفاده از اينترنت هستند(Dialup Users) پهناي باند محدود اين شبكه است كه مي توان با افزايش پهناي باند علاوه بر اينترنتپر سرعت سرويس هاي ديگري نيز به آنان ارائه كرد.9- رشدكلان انتقال اطلاعات(Data) نسبت به صوت و افزايش چشمگير مشتركين اينترنت پر سرعتحجم اتصال به اينترنت در سالهاي اخير رشد چشمگيري داشته است و مشتركين زيادي خواهان استفاده از سرويسهاي Online e-commerce مانند كارهاي بانكي، خريد، گرفتن كمك هاي فني و ....هستند. ساير مشتركين نيز خواهان دسترسي به اينترنت پرسرعت جهت ارسال و دريافتE-mail ، انتقال فايل و دسترسي به ساير كامپيوترها در شبكه هستند.

اسلاید 9 :

مزايا استفاده از NGNNGN راه حلي براي مجتمع كردن شبكه جهت تسهيل در مديريت شبكه و كاهش هزينه هاي مربوط به آن است. ساختار ساده تر سوئيچهاي NGN و ظرفيت بالاي آن موجب مي شود كه هزينه هاي مربوط به مديريت و نگهداري از قبيل نيرو، تهويه مطبوع، ساختمان و.... كاهش يابد. NGN شبكه اي با قابليت توسعه آسان مي باشد. ايجاد منابع درآمد جديد از طريق ارائه سرويسها و Application هاي جذاب و در نتيجه جذب مشتريان جديد از طريق معرفي NGN در شبكه امكان پذير است و از آنجاييكه هر سه شبكه PSTN وWireless (Mobile) و ديتا PSDN در يك شبكه جمع مي شوند باعث تمركز و افزايش سرمايه مي گردد.ازجمله مزاياي ديگر NGN ارائه Mobility به كاربران است به اين معني كه كاربران قادر خواهند بود در هر زمان، از هر مكان و با هروسيله بصورت Real time از سرويسها استفاده كنند.داشتن يك User name و Password واحد جهت هر سرويس به عنوان مثال Email، Voice Mail و حسـاب بانكـي ويا داشتن يك شماره براي منزل، تلفن همراه و محل كار از جمله تسهيلاتي است كه NGN براي كاربران به ارمغان مي آورد و درضمن انجام عمليات billing ، شارژينگ متمركز و همچنين پرداخت صورتحسابهااز طريق حساب بانكي (جاري) باعث صرفه جويي در زمان و هزينه مي شود.NGN درشبكه باعث مدولار شدن سيستمها و استفاده از سخت افـزارهاي موجود و باعث كاهـش لايـه هاي شبـكه مي گردد. همچنين اين شبكه داراي انعطاف و Openness مدلهاي اينترنتي است. از ديگر مزاياي شبكه ‌NGN ، Multimedia بودن شبكه است كه دراين حالت هر شركت با هر نوع محصولات نرم افزاري قادر به فعاليت خواهد بود. در شبكه هاي سنتي ترمينال هاي مشتركين فاقد هوشمندي هستند و حتي مشتركين ISDN نيز براي استفاده از سرويس هاي جديد نياز به تعويض ترمينال هاي خود دارند در حاليكه در شبكه NGN هوشمندي شبكه به نقاط انتهايي انتقال داده شده و نمونه آن اين است كه برنامه نرم افزاري يك سرويس جديد تنها در Application Server قرار مي گيرد و مشتركين با انتقال و اجراي آن برنامه روي ترمينال خود (مثلا كامپيوتر شخصي) از آن سرويس بهره مند مي شوند.مزيت مهم ديگر NGN ، جداكردن ترافيك راه دور از شبكه TDM و ارسال بصورت بسته بر روي شبكه IP مي باشد.

اسلاید 10 :

معايب استفاده از NGN1- نبود استاندارد مناسب در تعريف اجزاء و پروتكل هاي مورد استفاده در اين شبكه و عدم هماهنگي توليد كنندگان مختلف در بكارگيري اين پروتكل ها و عدم استاندارد نهايي بعضي از پروتكل ها از سوي مجامع بين المللي2-اشكال عمده شبكه هاي مبتني بر بسته نداشتن امنيت كافي و دشواري پياده سازي سيستم هاي امنيتي در اين شبكه ها نسبت به شبكه اي مبتني بر مدار است. با توجه به اينكه شبكه هاي بسته اي به شبكه هاي كامپيوتري بسيار نزديكند و نرم افزار نقش بسيار مهمي در اين شبكه ها دارد، لذا سرقت بسته ها، حملات ويروسي و هكر ها در شبكه هاي بسته اي بسيار رايج و محتمل است. بنابراين اولين گام در پياده سازي شبكه NGN ايجاد تدابير امنيتي مناسب در آن است. 3- شبكه NGN داراي يك ساختار كاملا جديد با مفاهيم جديد و بعضا دشوار است. لذا پرسنل درگير در بخش هاي مختلف نياز به آموزش بلند مدت خواهند داشت كه طبيعتا زمانبر و هزينه بر است. 4-ضريب اطمينان شبكه هاي TDM معمولا 99.999% تعريف مي شود كه به مقدار عملي آن بسيار نزديك است در حاليكه شبكه NGN هنوز در هيچ شبكه بزرگي به طور كامل پياده نشده و لذا طرح ضريب امنيت بالا در آن تنها ادعايي از سوي شركت هاي توليد كننده است. 5- اكثر توليدات شركت هاي مختلف جنبه آزمايشگاهي دارد و هنوز توليد انبوه آن بطور كامل آغاز نشده لذا قيمت تجهيزات NGN در حال حاضر گران است.6- پياده سازي NGN مستلزم شبكه IP قوي است كه طبعا ايجاد اين بستر نيازمند صرف هزينه و دانش فني بالا است.