NGN نسل آینده شبكه ها

NGN در آغاز بیشتر به گستره ای از مفاهیم فنی و تجاری اطلاق می شد كه تغییراتی را در صنعت مخابرات نوید می داد اكنون پس از تقریبا پنج سال كار و تلاش, این مفاهیم در قالب خدماتی نوین برای هر دو گروه فراهم كنندگان و مصرف كنندگان ظهوریافته است

با آن‌كه تقریبا همه بر این باورند كه موج بزرگ بعدی در صنعت مخابرات در‌‌ ‌قالب شبكه‌های نسل آینده یا ‌Next Generation Network‌) ‌NGN) ظهور نموده است، اگر تعریف روشن و صریحی از ‌NGN خواسته شود با جواب‌های بعضاً متناقض روبه‌روخواهیم بود. در واقع ‌‌NGN برای هر شركت مخابراتی اعم از آن‌هایی كه به تازگی وارد این عرصه شده‌اند یا آن‌هایی كه سال‌هاست به ارائه خدمات ارتباطی مشغولند، مفهوم خاصی دارد. در این نوشتار سعی می‌شود با تشریح دلایل و محرك‌های پدیده NGN، ابعاد آن تا حد ممكن باز شود و تاثیرات ناشی از آن بر روند فعالیت شركت‌های مخابراتی نشان داده شود.‌

●‌آشنایی‌

NGN در آغاز بیشتر به گستره‌ای از مفاهیم فنی و تجاری اطلاق می‌شد كه تغییراتی را در صنعت مخابرات نوید می‌داد. اكنون پس از تقریبا پنج سال كار و تلاش، این مفاهیم در قالب خدماتی نوین برای هر دو گروه فراهم‌كنندگان و مصرف‌كنندگان ظهوریافته است. به عبارت دیگر، آینده‌ای كه از آن سخن می‌رفت عملاً فرارسیده است. اساساً در هر تجارتی ازجمله تجارت مخابراتی، تغییری صورت نمی‌گیرد؛ مگر با هدف كسب رضایت بیشتر مصرف‌كنندگان و بهبود بازده مالی تولید‌كننده. البته ‌NGN این دو ویژگی را در خود دارد. ارائه خدمات نوین از سویی و كاهش هزینه‌های سرمایه‌ای و عملیاتی از سوی دیگر موجبات رضایت هر دو طرف را فراهم می‌سازد. ‌

اگر از مفاهیم كلی بگذریم و وارد لایه فنی شویم، به وضوح خواهیم دید كه ظهور پدیده ‌‌NGN نتیجه منطقی و طبیعی روندی است كه از آغاز پیدایش اینترنت در صحنه ارتباطات رخ داده است. رشد تصاعدی تعداد كاربران این شبكه و تمایل روزافزون سایر بخش‌های تجاری به به‌كارگیری اینترنت و شبكه‌های كوچك‌تر با فناوری مشابه (همچون اینترانت‌ها) به عنوان بستر فعالیت‌های تجاری، كمیت و كیفیت مورد انتظار از كاربردهای اینترنتی را به‌صورت تصاعدی افزایش داده است. برای مثال ارائه فناوری‌هایی نظیر ‌VoIP بستر اینترنت را به‌صورت نامزدی برای مكالمات تلفنی، آن هم با هزینه‌های به مراتب پایین‌تر از شبكه‌های تلفنی در‌آورده است. ‌

در چنین شرایطی كه حجم ترافیك‌های دیتا در برابر ترافیك‌های سنتی تلفنی رشدی چند برابری دارد و با ظهور ‌VoIP نیز حتی منبع درآمد اصلی شركت‌های مخابراتی را تهدید می‌كند، طبیعی است كه این شركت‌ها به فكر چاره‌ای باشند تا بقای خود را در دنیایی كه دیتا و پروتكل اینترنت (‌IP) درآن حرف اول را می‌زنند، حفظ نمایند. دستاورد چنین الزامی هم، ‌NGN و مجموعه تغییراتی است كه با خود به همراه خواهد داشت. ‌‌NGN را می‌توان نتیجه تفكر همگرایی (‌Convergence) در شبكه‌های ارتباطی دانست: تفكری كه با هدف همگرا نمودن كلیه بسترهای ارتباطی موجود (اعم از دیتا، موبایل، تلفن و تلویزیون كابلی و...) روی بستری مشترك مبتنی‌بر فناوری ‌IP، سعی در كاهش هزینه‌ها و ارائه یكپارچه خدمات دارد.‌

البته تلاش برای همگرایی شبكه‌ها سابقه‌ای نسبتا طولانی دارد. برای مثال، در دهه ۱۹۸۰ میلادی این ایده عملاً درقالب شبكه‌های دیجیتال خدمات یكپارچه یا ‌Integrated Service Digital Network) ISDN) طرح گردید كه در آن زمان به دلایلی از جمله: آماده نبودن سطح فناوری و گران‌ تمام شدن خدمات، تنها در چند كشور پیشرفته به كارگرفته شد. ولی ‌NGN در زمانی مناسب و با توجه به میزان تقاضای مصرف‌كننده طرح شده‌است و به جای فناوری گران و پیچیده ATM، بر پایه فناوری ساده، ارزان و پذیرفته‌شده ‌‌IP ایجاد می‌شود. ‌

البته با تمام این توضیحات، باید پذیرفت كه ‌‌NGN و به‌كارگیری آن مستلزم تغییرات اساسی در ساختار عملیاتی شركت‌های مخابراتی خواهد بود: تغییراتی كه بر تمامی جوانب فعالیت این شركت‌ها، اعم‌ از فرهنگ كاری كاركنان و مدیران، گردش سرمایه و ساختار شبكه موجود مؤثر خواهد بود. در واقع برای موفقیت ‌NGN نیازمند تفكر و نگرش جدیدی در میان مدیران میانیِ شركت‌های مخابراتی خواهیم بود كه سخت‌ترین قسمت این فرایند زودگذر را نیز تشكیل می‌دهد.

●‌اصول و مفاهیم ‌‌NGN

از دید كلی ‌ NGN بر سه اصل اولیه متكی است كه عبارتند از:

۱ ـ معماری لایه‌ای: ‌‌NGN به شكلی پیاده‌سازی می‌شود كه مجموعه توابع آن در چندین لایه متفاوت قرار گیرند. این لایه‌ها مطابق شكل ۱عبارتند از: دسترسی، انتقال، كنترل و خدمات. مزیت قرار دادن توابع در لایه‌های گوناگون این است كه هر لایه به‌صورت جداگانه بهینه‌سازی می‌شود؛ بدون آن‌كه بر لایه‌های دیگر تأثیر گذارد. معماری لایه‌ای ‌‌NGN انعطاف و قابلیت توسعه را به همراه می‌آورد و زمان ایجاد خدمات نوین را در این شبكه كاهش می‌دهد.‌

۲ ـ اینترفیس‌های استاندارد: توابع هر لایه ‌‌NGN از طریق اینترفیس‌های استاندارد با توابع سایر لایه‌ها و سایر شبكه‌ها در ارتباطند. این اصل راه را برای اجرای توافقنامه‌های همكاری میان فراهم‌كنندگان خدمات شبكه باز می‌كند، طیف گسترده‌تری از خدمات را برای كاربران نهایی فراهم می‌نماید و سطح تحت پوشش شبكه ‌NGN را افزایش می‌دهد. ‌

۳ ـ چند سرویسی بودن: اصل بسیار مهم چند سرویسی بودن، یعنی برخلاف شبكه‌های نسل قبل است كه، هر یك برای خدمات خاص و مشخصی طراحی شده‌اند. این اصل به فراهم‌كنندگان امكان ارائه خدمات نوین و یكپارچه را می‌دهد و برای كاربران نیز به معنی دسترسی یكسان به انواع خدمات مورد نیازشان است.‌

●معماری ‌NGN

مدیریت شبكه و كنترل عملیات آن، امنیت و سیستم حسابرسی در تمامی چهار لایه وجود دارند. در این معماری وظایف هر لایه به این ترتیب است:

الف ـ لایه دسترسی: ارتباط میان كاربران و شبكه را فراهم می‌كند و پیاده‌سازی آن می‌تواند به صورت سیمی و یا بدون‌سیم انجام گیرد و می‌تواند از رسانه‌های گوناگون ارتباطی همچون سیم مسی، كابل و فیبرنوری استفاده كند.

این لایه به دو صورت سوییچینگ بسته‌ای و سوییچینگ مداری ایجاد می‌شود. ‌

۱ ـ لایه انتقال: ارتباط میان گره‌های شبكه (‌Node) را برقرار می‌كند و از یك یا چند شبكه زیرساخت از نوع سوییچینگ بسته‌ای (مانند IP) تشكیل شده است. لینك‌های این شبكه‌ها معمولا از نوع فیبرنوری است، ولی امكان استفاده از ارتباطات ماهواره‌ای نیز وجود دارد.

روی این لایه تنوع ترافیك زیادی وجود دارد. ترافیك‌های مختلفی همچون مكالمات صوتی، تصاویر ویدیویی، تبادلات دیتا و فایل‌های اطلاعاتی، روی همین بستر مشترك مبادله می‌شوند. در گره‌های انتهایی به كمك دروازه‌هایی

‌(‌Gateway)، ترافیك شبكه دسترسی و شبكه‌های غیر ‌NGN (مانند ترافیك‌های تلفنی و كنفرانس‌های تصویری)، به ترافیك مناسب عبور روی شبكه ‌NGN تبدیل می‌شوند. ‌

۲ ـ لایه كنترل: مشتمل بر عناصر كنترل‌كننده شبكه و خدمات آن است. به عبارت دیگر، این لایه تمامی لایه‌های دیگر اعم از دسترسی، انتقال و خدمات را تحت نظارت و فرمان خود قرار می‌دهد. برای مثال برقراری و قطع اتصالات برای مكالمات صوتی یا ارتباطات چندرسانه‌ای (صوتی و تصویری)، همچنین تدارك هوشمندانه خدمات و منابع لازم برای ارائه آن‌ها برعهده این لایه است. یكی از اصول اساسی NGN، جداسازی منطقی سازوكار كنترل از سخت‌افزارهای لایه‌های زیرین آن است. ‌

ب ـ لایه خدمات: این لایه حاوی خدمات پایه است و به فراهم‌كنندگان در ایجاد خدمات پیچیده و كامل‌تر كمك می‌كند و نقش واسطه را جهت دستیابی به امكانات لایه‌های پایین‌تر بازی می‌كند. البته سطح و كیفیت این استفاده به سطح روابط میان فراهم‌كننده خدمات و فراهم‌كننده شبكه باز می‌گردد. (كه در ‌NGN می‌توانند دو شركت مستقل باشند). لایه خدمات به صورت اینترفیس‌های برنامه‌نویسی كاربردی ‌(‌API) برای نرم‌افزارهای سرور، یا به‌صورت رابط‌های استانداردی میان سرورها و شبكه، پیاده‌سازی می‌شود. در هر حال هدف، قابل دسترسی نمودن خدمات و امكانات لایه‌های زیرین شبكه برای نرم‌افزارهای سرور است. ‌

●فناوری‌های ‌NGN

‌پس از بررسی اصول و معماری شبكه NGN، نوبت به بررسی برخی از مهم‌ترین فناوری‌های موجود در این شبكه می رسد. اصولا ‌ ‌NGN تركیبی پازل مانند از فناوری‌ها در لایه‌های گوناگون است كه در ضمن تشریح فرایند حركت به سمت شبكه NGN، مروری برآن‌ها خواهیم داشت.

محرك اصلی در حركت به سمت NGN، كاهش هزینه‌های اولیه موسوم به (CAPEX) و جاری، جهت نگهداری شبكه موسوم به (OPEX) و افزایش درآمد از طریق ارائه سریع خدمات نوین است، ولی هر اپراتور شبكه مسیر و شتاب متفاوتی را برای حركت به سمت این شبكه برمی‌گزیند، البته برآیند تمامی این حركت‌ها به سمت یك شبكه همگرا و مبتنی بر ‌‌IP است. انعطاف زیاد، هزینه پایین و پشتیبانی جهانی، مهم‌ترین دلایلی هستند كه فناوری اینترنت را به‌صورت نامزد مناسبی برای ایجاد ‌NGN در آورده است. البته این فناوری در شكل فعلی خود دارای محدودیت‌هایی از جمله فقدان كیفیت سرویس تضمین شده است كه باید بر آن‌ها غلبه كرد.

روند گذر به ‌NGN را برای انواع اپراتورهای اصلی عبارتند از: اپراتورهای تلفن ثابت، تلفن همراه، دیتا و تلویزیون. براین‌اساس می‌توان انواع گوناگونی از گذر به سمت NGN را برای این اپراتورها تعریف كرد.

علیرضا تقی‌زاده‌

---