Marek Średniawa

Instytut Telekomunikacji

Politechnika Warszawska

Telekomunikacja – wersja 2.0

STRESZCZENIE

W referacie omówiono zmiany zachodzące na rynku telekomunikacyjnym i w sposobie

implementacji i świadczenia usług. Skupiono uwagę na najważniejszych czynnikach sprawczych,

którymi są liberalizacja rynku i nowe koncepcje techniczne otwartych architektur usługowych ze

znormalizowanymi interfejsami – Parlay/OSA i Parlay X API, oraz nowe protokoły – w

szczególności SIP. Podkreślono rosnącą rolę środków i narzędzi informatyki w implementacji usług

telekomunikacyjnych prowadzącą do traktowania usług głosowych jako fragmentu większej

aplikacji informatycznej.

WPROWADZENIE

Istotne związki informatyki z telekomunikacją sięgają połowy lat sześćdziesiątych XX wieku,

kiedy w 1965 roku w sieci telefonicznej AT&T została zainstalowana pierwsza centrala o

sterowaniu programowym – system 1 ESS. Od tego momentu przez długi czas w specyfikacjach

nowych central telefonicznych pojawiał się skrót SPC (Stored Programme Control) podkreślający

fakt, że usługi są realizowane przez oprogramowanie. Nowe podejście rozbudziło nadzieje na

możliwość szybkiego wprowadzanie nowych usług o elastycznych scenariuszach działania i

funkcjonalności znacznie wykraczającej poza proste połączenia głosowe. Ujawniło także

złożoność1

oprogramowania sterującego pracą węzłów komutacyjnych i odpowiedzialnego za

realizację usług, co spowodowało zaadaptowanie do potrzeb telekomunikacyjnych metod, narzędzi

i języków stosowanych w klasycznej inżynierii oprogramowania. Początkowo oprogramowanie

pisano w językach niskiego poziomu - asemblera. Zauważono jednak, że wymagania systemów

telekomunikacyjnych są na tyle specyficzne i złożone, że warto opracować specjalizowane języki

specyfikacji i programowania systemów komutacyjnych, co doprowadziło do powstania pod koniec

lat siedemdziesiątych języków SDL (Specification and Description Language) i CHILL (CCITT

High Level Language) oraz języka konwersacyjnego MML (Man-Machine Language), które zostały

zdefiniowane przez zalecenia ITU-T, odpowiednio serii Z.100, Z.200 i Z.300. Przyjęte w nich

rozwiązania, pomysły i koncepcje odzwierciedlały bieżący stan sztuki w dziedzinie inżynierii

oprogramowania i były na bieżąco aktualizowane w latach osiemdziesiątych i dziewięćdziesiątych.

W tym samym mniej więcej czasie (1969) powstał w laboratoriach firmy Bell język

programowania C (a także system operacyjny UNIX), który znalazł zastosowanie do

programowania central systemu No. 5 ESS. Równolegle powstały zręby sieci ARPANET, która stała

zaczątkiem Internetu takiego, jaki znamy obecnie.

Jednak zastosowanie oprogramowania do realizacji usług telekomunikacyjnych tylko w

niewielkim stopniu spełniło początkowe oczekiwania operatorów i użytkowników. Powszechne

wprowadzanie nowych usług nadal było czasochłonne i kosztowne. Przyczyn było, co najmniej,

kilka, zarówno o charakterze technicznym jak i logistycznym i prawnym:

Różnorodność eksploatowanego sprzętu i oprogramowania (specyficznego dla dostawcy

węzłów komutacyjnych).

Ostre wymagania niezawodnościowe i konieczność zachowania ciągłości świadczonych

usług.

1 Skalę wysiłku programistycznego ilustrują następujące dane. Nad oprogramowaniem systemu No. 1 ESS pracowało 165 osób przez

około 4 lata. Wersja źródłowa oprogramowania liczyła ok. 166 tysięcy wierszy, a program binarne zajmowały około 250 K słów

pamięci operacyjnej.

Brak liberalizacji rynku telekomunikacyjnego: model dominującego operatora narodowego

– monopolisty.

Scentralizowana i zamknięta architektura węzłów komutacyjnych utrudniająca zarządzanie

zmianami (w 1978 firma ITT roku opracowała koncepcję rodziny w pełni cyfrowych central

o architekturze rozproszonej znanych później pod nazwą System 12)

Wysoka złożoność oprogramowania (rzędu kilku milionów wierszy w językach wysokiego

poziomu).

Zapoczątkowana w 1984 roku w Stanach Zjednoczonych liberalizacja rynku

telekomunikacyjnego była jednym z istotnych czynników opracowania przez firmę Bellcore

koncepcji Sieci Inteligentnej – IN (Intelligent Network), która stała się kamieniem milowym w

rozwoju usług. Koncepcja IN wprowadziła nową jakość – otwarty elastyczny zbiór usług i funkcji

usługowych, które uwzględniają kontekst komunikacji i mogą być indywidualnie dostosowywane

do wymagań poszczególnych abonentów, oraz nowy model ich implementacji i udostępniania.

Kluczową innowacyjną ideą IN była separacja funkcji sterowania elastycznymi scenariuszami

zgłoszeń, realizowanymi przez platformę usługową IN - SCP (Service Control Point), od funkcji

komutacyjnych wykonywanych przez centrale – węzły SSP (Service Switching Points) tworzące

wspólnie infrastrukturę sieci IN. Wprowadzono w ten sposób rozproszoną realizację usług, która

polegała na mechanizmie transakcyjnego zawieszania i wznawiania podstawowego procesu obsługi

połączenia, który komunikował się za pomocą wiadomości sygnalizacyjnych protokołu INAP z

zewnętrznym scenariuszem usługi, zlokalizowanym w SCP.

Bardzo ważną cechą modelu koncepcyjnego IN, opracowanego w ramach normalizacji przez

ITU-T i ETSI, było wyróżnienie płaszczyzn reprezentujących sieć inteligentną w postaci hierarchii

płaszczyzn abstrakcji i rozróżnienie architektury funkcjonalnej od architektury fizycznej. Globalna

Płaszczyzna Funkcjonalna – GFP (Global Functional Plane), reprezentująca IN w modelu

koncepcyjnym z punktu widzenia projektanta usług, wprowadziła poziom abstrakcji pozwalający

rozważać scenariusze usług w oderwaniu od fizycznej architektury sieciowej, w której są one

realizowane. Ponieważ styk między klasyczną siecią telekomunikacyjną a platformą usługową jest

realizowany za pomocą części aplikacyjnych systemu sygnalizacji SS7 stworzyło to możliwość

zastosowania filozofii IN nie tylko w sieci stacjonarnej, ale również w sieciach mobilnych. W obu

przypadkach podejście do projektowania usług jest takie samo – wykorzystywane jest

wspomagające graficzne środowisko programistyczne – SCE (Service Creation Environment), w

którym scenariusze nowych usług są konstruowane z odpowiedniego zestawu uniwersalnych

modułów usługowych - SIB (Service Independent building Blocks), a następnie poddawane

symulacji, testowaniu i weryfikacji, aby finalnie wygenerować kod i udostępnić usługi na

platformie usługowej SCP.

W ten sposób został osiągnięty etap rozwoju, na którym usługi telekomunikacyjne były już

projektowane i implementowane tak jak aplikacje informatyczne i operator, posiadający SCE, mógł

potencjalnie samodzielnie opracowywać scenariusze nowych usług. Fakt ten był podkreślany przez

dostawców jako jedna z wielu zalet rozwiązań IN. Jednak, w rzeczywistości, możliwość ta była

dość iluzoryczna z uwagi na uwarunkowania techniczne i kwestię wzięcia odpowiedzialności za

prawidłowe działanie usług. Ponadto istotnym ograniczeniem IN było związanie SCE z platformą

SCP dostawcy i wynikająca stąd nieprzenaszalność scenariuszy usług pomiędzy platformami

usługowymi pochodzącymi od różnych producentów. Konsekwencją tego stanu rzeczy było

utrzymywanie modelu rynku, w którym operator – właściciel infrastruktury sieciowej i platform

usługowych występuje jednocześnie w roli usługodawcy. Brak otwartego interfejsu

programistycznego – API (Application Programming Interface) stanowił główną techniczną

przeszkodę oddzielenia ról usługodawcy i operatora dla usług zaawansowanych, wykraczających

poza podstawowe usługi telefoniczne i klasyczne usługi audioteksowe.

Zapoczątkowany w drugiej połowie lat dziewięćdziesiątych XX wieku rozwój telefonii IP w

sieciach korporacyjnych i publicznych usług VoIP, a także ewolucja sieci publicznych ku

architekturze NGN stanowiły namacalny dowód procesu konwergencji światów informatyki i

telekomunikacji. W obu przypadkach celem była integracja techniczna i usługowa funkcji

komunikacji w zakresie głosu, danych, wideo i różnych trybów komunikacji charakteryzujących

odmiennymi wymaganiami dotyczącymi jakości, przepływności i stopnia interaktywności.

Towarzyszące wspomnianemu wcześniej procesowi konwergencji rozwój Internetu i sieci

mobilnych, postęp w dziedzinie technik przewodowego (xDSL) i bezprzewodowego (Wi-Fi)

dostępu szerokopasmowego otworzyły zupełnie nowe możliwości usługowe dla operatorów i

usługodawców. Czynnikiem sprzyjającym różnorodności i bogactwu aplikacji i usług jest nowy

kształt regulacji prawnych liberalizujących rynek „łączności elektronicznej” (por. dyrektywy UE z

2002 roku). Tworzą one otwarty model rynku, który pozwala na świadczenie usług bez

konieczności posiadania pełnej infrastruktury sieciowej – model operatora sieci wirtualnej - VNO

(Virtual Network Operator) i MVNO (Mobile Virtual Network Operator). Środkiem technicznym

realizacji wymienionych modeli są znormalizowane interfejsy programistyczne (Parlay/OSA,

Parlay X i JAIN API) i protokoły między płaszczyzną usługowo-aplikacyjną a płaszczyzną

sterowania w sieciach o architekturze NGN. Uzyskana dzięki temu możliwość uniezależnienia

projektowania, implementacji, udostępniania i eksploatacji usług od operatora infrastruktury

sieciowej stanowi zasadniczy przełom w telekomunikacji. Oznacza to w praktyce przeniesienie

„internetowego” modelu udostępniania aplikacji do domeny klasycznych sieci

telekomunikacyjnych. Należy tu podkreślić, że model ten również podlegał w ostatnich latach

znaczącej ewolucji – pojawienie się ASP i idei goszczenia aplikacji i danych (hosting).

Innym bardzo ważnym zdarzeniem, które zdaniem autora ma przełomowe znaczenie dla rozwoju

innowacyjnych usług telekomunikacyjnych, podobnym do tego, które spowodował protokół HTTP

i idea WWW, było opracowanie protokołu SIP (Session Initiation Protocol). Protokół ten

stanowiący, w pewnym sensie, rozwinięcie HTTP definiuje znormalizowane mechanizmy służące

do organizowania sesji multimedialnych w Internecie i sieciach IP, a także implementacji usług

hybrydowych obejmujących sieci IP/Internet, sieci PSTN/IN i sieci mobilne. Zwięźle

charakteryzując możliwości protokołu SIP można powiedzieć, że pozwala implementować nowe

usługi telekomunikacyjne, dla których dostępna jest pełna funkcjonalność Internetu i które

pozwalają wykorzystać takie atrybuty sieci IP jak stałe dołączenie do sieci i możliwość dystrybucji

informacji o obecności i statusie dostępności użytkowników. Dzięki temu możliwe są takie usługi

jak inicjowanie komunikacji przez wybranie odsyłacza – click-to-call, w trybie, np. głosowym lub

wiadomości natychmiastowych, wynikającym z informacji o bieżącym statusie dostępności

użytkownika.

Wspomniana wcześniej koncepcja Parlay/OSA i protokół SIP, dzięki swemu potencjałowi dla

realizacji szerokiego spektrum usług zostały wykorzystane w znormalizowanej architekturze sieci

3G w części IMS (IP Multimedia Subsystem).

Pojawienie się techniki usług sieciowych (Web Services) stanowiło inspirację dla uproszczenia

Parlay/OSA API i powstania zmodyfikowanego interfejsu Parlay X, który pozwala implementować

usługi telekomunikacyjne i integrować je z aplikacjami informatycznymi za pomocą

rozpowszechnionych w świecie IT typowych środowisk programistycznych, takich jak np.: Borland

JBuilder, IBM Websphere czy BEA Weblogic. Interfejs Parlay X pozwala operatorom eksponować

funkcjonalność sieci telekomunikacyjnych – stacjonarnych i mobilnych, co pozwala na jej

wykorzystanie do tworzenia nowych usług bądź integracji z własnymi aplikacjami przez strony

trzecie – niezależnych usługodawców i integratorów systemów. Sprawiło to, że projektowanie i

implementacja usług telekomunikacyjnych stały się dostępne na masową skalę dla „zwykłych”

programistów. W 2004 roku dwóch operatorów – BT i Sprint udostępniły w ten sposób możliwości

swoich sieci, co można traktować jako przełomowe zdarzenie w rozwoju usług

telekomunikacyjnych (dalej opisano usługę WWCC – Wholesale Web Call Connect wprowadzoną

przez BT).

Na Rys.1 przedstawiono oś czasową rozwoju informatyki i telekomunikacji z punktu widzenia

rozwoju usług telekomunikacyjnych. Zaznaczono zdarzenia, które miały bądź mają obecnie

najistotniejsze znaczenie dla wdrażania nowych usług. Większy obszar (linia kropkowana) na

diagramie obejmuje okres i zdarzenia od momentu, kiedy klasyczne rozwiązania i metody inżynierii

oprogramowania przeniknęły do telekomunikacji. Mniejszy obszar obejmuje (linia przerywana)

grupuje idee i koncepcje najnowsze podkreślając znaczenie protokołu SIP, Parlay/OSA i Parlay X

API i usług sieciowych.

Parlay

Parlay X

Tel

eko

mu

nik

acja

Info

rmat

yka

1876

Telefon

1960 1970 1980 1990 2000 2010

1960 1970 1980 1990 2000 2010

SPC SS7

ISDN IN

VoIP

H.323

GSM

SIP

3G

Komputer

1945

ARPANET

TCP/IP

Java

IM

WWW XML

JAIN

Web Services

Telekomunikacja - wersja 1.0 Telekomunikacja - wersja 2.0

PC

WLAN

NGN

xDSL

Internet

Liberalizacja rynku

CHILL

C/UNIX

SDL

Rys.1 – Wspólna oś czasowa rozwoju informatyki i telekomunikacji z usługowego punktu widzenia

(R)EWOLUCJA W TELEKOMUNIKACJI

Liberalizacja rynku i rozwój nowych technologii telekomunikacyjnych i informatycznych sprawiły,

że rynek telekomunikacyjny w bardzo znaczący sposób się zmienia. Następuje przegrupowanie i

zmiana wagi poszczególnych segmentów rynku, którym towarzyszy zasadnicza zmiana modeli

biznesowych sprzedaży usług telekomunikacyjnych. Usługi telefonii stacjonarnej podlegają

substytucji przez usługi telefonii mobilnej, a także w znaczącym stopniu, przez usługi VoIP

realizowane za pomocą dostępu szerokopasmowego. W wyniku substytucji zachodzą następujące

procesy:

Migracja ruchu, która pociąga za sobą przesuwanie się przychodów pomiędzy segmentami

rynku:

Ruch głosowy w sieciach stacjonarnych jest przejmowany przez sieci mobilne.

Ruch telefaksowy przez pocztę elektroniczną.

Wdzwaniany dostęp do Internetu zastępowany przez stały dostęp szerokopasmowy.

Ewolucja terminali:

Nowe bezprzewodowe terminale z funkcjonalnością VoIP i SMS w sieci stacjonarnej,

wideotelefony, komputery osobiste przystosowane do komunikacji głosowej i wideo, itp.

Dwusystemowe aparaty telefoniczne zapewniające roaming między sieciami

GSM/UMTS-WLAN.

Komputery kieszonkowe PDA (Personal Digital Assistant) przystosowane do pracy w

sieciach WLAN.

Zmiana zachowań i przyzwyczajeń abonentów:

Duże powodzenie SMS jako formy komunikacji interpersonalnej i uczestnictwa w

konkursach, teległosowaniach i sondażach.

Powszechne wykorzystanie, zwłaszcza przez młodsze pokolenie, komunikatorów

internetowych, powiązane z coraz częstszym korzystaniem z usług telefonii internetowej

(np. Skype, Nawijka, Tlenofon).

Upowszechnienie modelu stałej dostępności.

Innym bardzo wyraźnym trendem jest konwergencja sieci i usług oraz zacieranie się granic

między telekomunikacją, informatyką a mediami. Przejawem konwergencji jest stopniowe

upowszechnianie multimedialnej szerokopasmowej, przewodowej i bezprzewodowej komunikacji

obejmującej głos, wideo, obrazy, tekst i dane. W płaszczyźnie usługowej konwergencja polega na

różnych formach integracji usług dla głosu, danych i multimediów. Przykładami praktycznymi są

np. takie usługi jak zunifikowana obsługa wiadomości (Unified Messaging) integrująca pocztę

elektroniczną, pocztę głosową, wiadomości tekstowe SMS i usługi VPN (Virtual Private Network) i

PN (Personal Number) obejmujące zarówno sieć mobilną jak i stacjonarną. Nowe rozwiązania, w

szczególności protokół SIP wraz z rozszerzeniami, umożliwia realizację usług wykorzystujących

informację o dostępności, obecności, preferencjach użytkownika, (np. Push-To-Talk, Find-Me), w

sposób integrujący mechanizmy sieci PSTN/ISDN/IN/GSM z sieciami IP i Internetem.

Z technicznego punktu widzenia głównym czynnikiem wpływającym na rozwój usług

konwergentnych jest technika IP i mechanizmy udostępniane przez protokoły aplikacyjne, a przede

wszystkim SIP – Session Initiation Protocol) w powiązaniu z różnymi metodami dostępu

szerokopasmowego, a także zdefiniowanie otwartych interfejsów programistycznych Parlay/OSA,

Parlay X i JAIN API.

Wykorzystanie techniki IP umożliwiło pojawienie się nowego paradygmatu komunikacji, w

którym informacja o obecności i statusie dostępności użytkowników jest dostępna i może zostać

wykorzystana. Co więcej, informacja ta może być na bieżąco aktualizowana i dystrybuowana wśród

upoważnionych użytkowników usług (z zachowaniem odpowiednich zasad ochrony prywatności).

Dzięki temu, użytkownik już w momencie inicjowania sesji komunikacyjnej wie, z kim i w jaki

sposób może się w danej chwili komunikować. Opisana własność sieci IP zasadniczo zmienia

dotychczasowy model komunikacji i ma wielkie znaczenie dla rozwoju usług. Informacja o

bieżącym statusie obecności i dostępności użytkownika otwiera pole dla usług natychmiastowej

komunikacji (głosowej, tekstowej, multimedialnej), a także może zostać wykorzystana do

wzbogacenia istniejących aplikacji, takich jak np. poczta elektroniczna z aktywną listą kontaktów

wizualizującą status użytkowników. Brany pod uwagę kontekst komunikacji, oprócz obecności i

statusu dostępności, może także uwzględniać lokalizację (bezwględną i względną), preferencje

użytkownika oraz funkcjonalność terminala. W pewnym sensie jest to przeniesienie filozofii

komunikatorów internetowych do usług telekomunikacyjnych.

Informacja o obecności i statusie dostępności użytkownika stanowi podstawę odmiennego niż

w tradycyjnej telekomunikacji wzorca komunikacji, który istotnie różni się od klasycznego

podejścia przyjętego w koncepcji sieci IN. Zamiast budować elastyczny scenariusz wyszukiwania

adresata komunikacji tak jak w usłudze numeru osobistego, użytkownik inicjujący połączenie zna

bieżący status dostępności adresata i od razu wie, czy i w jaki sposób, może się z nim

komunikować. Do przykładowych zastosowań wykorzystujących obecność należą m.in.:

Unikanie nieudanych połączeń głosowych dzięki użyciu aktywnej listy adresowej

prezentującej bieżący status obecności adresata komunikacji. Można to wykorzystać

zarówno w tradycyjnej telefonii TDM jak i w technice VoIP.

Uprzejmy tryb komunikacji oparty na aktywnej liście adresowej prezentującej bieżący status

dostępności i preferowany przez adresata tryb komunikacji.

Automatyczna organizacja konferencji ad hoc dla uprzednio zarejestrowanych i

deklarujących taką intencję grupy użytkowników. Każdorazowo, gdy aplikacja stwierdza, że

potencjalni uczestnicy konferencji są dostępni proponuje użytkownikom włączenie się do

konferencji.

Automatyczne ustanawianie komunikacji z użytkownikami, którym się nie powiodła

wcześniejsza próba połączenia.

Wymiana wiadomości na bieżąco - od prostych tekstowych, przez wiadomości głosowe po

sekwencje wideo.

Z kolei, udostępnienie otwartych API do sieci telekomunikacyjnych otwiera możliwość

wykorzystywania usług telekomunikacyjnych, np. usług głosowych, jako wbudowanych

składników aplikacji informatycznych.

Przejawem rewolucji w usługach telekomunikacyjnych jest wejście na rynek firm

informatycznych oferujących rozwiązania telekomunikacyjne. Należy do nich firma Microsoft,

która dostarcza z systemem operacyjnym Windows XP aplikację Windows Messenger, która stanowi

implementację agenta użytkownika SIP UA. Inny produkt tej samej firmy, system operacyjny

Windows Server 2003, zawiera funkcjonalność centrali abonenckiej IP PBX. Innym znamiennym

faktem było udostępnienie przez niektóre firmy (np. Vovida, Ubiquity, Voispeed) bezpłatnego

oprogramowania (shareware) telekomunikacyjnego (serwery aplikacyjne i podstawowe SIP) i

pojawienie się oprogramowania otwartego (open source) dla centrali IP PBX (Pingtel).

Zmiana regulacji prawnych w kierunku liberalizacji rynku telekomunikacyjnego doprowadziła

do powstania nowych modeli biznesowych, na przykład dla usług głosowych:

Samoobsługa – „zrób-to-sam” – np.: Skype, Yahoo Messenger, gadu-gadu, tlen

Usługi głosowe świadczone niezależnie od ISP – np.: Vonage, Nawijka,Tlenofon

Usługi głosowe dostarczane przez ISP – np.: Yahoo!BB w Japonii

Usługi głosowe w pakiecie xDSL – np.: BT Yahoo! Broadband

Wewnętrzne wykorzystanie techniki IP w sieci szkieletowej operatora do świadczenia usług

głosowych – np.: Telia – sieć wykorzystująca protokół SIP.

TELEKOMUNIKACJA WERSJA 2.0

Przeniknięcie do telekomunikacji idei otwartych interfejsów programistycznych oraz języków,

narzędzi i protokołów z domen informatyki i Internetu pozwala wyznaczyć umowną granicę między

klasycznym światem telekomunikacji, reprezentowanym przez sieci telefoniczne stacjonarne i

mobilne - PSTN, ISDN, IN i GSM 2G, opartym na technice komutacji łączy a sieciami nowej

generacji – 2.5/3G i NGN wykorzystującymi technikę komutacji pakietów IP. Coraz większe

znaczenie inżynierii oprogramowania i technik informatycznych w implementacji klasycznych i

nowych usług telekomunikacyjnych sprawiło, że autor, nieco prowokacyjnie, postanowił

wprowadzić termin Telekomunikacja wersja 2.0, w odniesieniu do nowej generacji rozwiązań

wykorzystujących znormalizowane otwarte API, środowiska programistyczne języka Java,

telekomunikacyjne usługi sieciowe, protokół SIP z rozszerzeniami, technikę VoIP oraz

przewodowy i bezprzewodowy dostęp szerokopasmowy – stacjonarny i mobilny. Wymienione

elementy w powiązaniu z liberalizacją rynku stworzyły podstawy otwartego rynku usług

telekomunikacyjnych, analogicznego do istniejącego otwartego rynku usług informatycznych.

Budowę otwartego rynku usług zapoczątkowało pojawienie się znormalizowanych API - takich jak

Parlay, Parlay X i JAIN i architektury Parlay OSA. Kolejnym etapem są architektura IMS w

sieciach mobilnych 3G i jej planowane rozszerzenie do obsługi sieci stacjonarnych NGN.

Parlay/OSA API

Utworzone w 1998 roku konsorcjum Parlay Group2 zostało powołane w celu opracowania

specyfikacji otwartego, rozproszonego, neutralnego technologicznie interfejsu programistycznego -

API służącego do udostępniania funkcjonalności sieci telekomunikacyjnej stronom trzecim –

usługodawcom i projektantom nowych usług. Wynikiem pracy grupy były kolejne wersje

specyfikacji obiektowego interfejsu programistycznego API obejmującego sieci (PSTN, PLMN lub

sieci IP). Do opisu API użyto języka opisu interfejsów UML (Universal Markup Language).

Opracowany interfejs API pozwala stosować przy implementacji główne techniki oprogramowania

pośredniczącego (middleware): CORBA, DCOM i platformy wykorzystujące Java.

Pierwsza wersja specyfikacji Parlay API została opublikowana pod koniec 1998 roku. W 2000

roku opublikowano specyfikację Parlay 2.1 API, która była pierwszą wersją o praktycznym

komercyjnym znaczeniu. Kolejne wersje 3.0, 3.1 i 4.0 stały się podstawą normalizacji architektury

OSA i zestawu interfejsów API przez ETSI i 3GPP. Od wersji 3.0 wzwyż kolejne specyfikacje

Parlay/OSA API są firmowane wspólnie przez Grupę Parlay, ETSI i 3GPP.

Normy ETSI ES 201 915 i 202 915 - OSA (Open Service Access) definiują kolejne wersje

otwartej architektury, która umożliwia zewnętrznym aplikacjom operatora lub usługodawców

trzecich wykorzystywać funkcjonalność sieci poprzez znormalizowane interfejsy aplikacyjne OSA

API. Funkcjonalność sieci jest zdefiniowana w kategoriach Usług i Funkcji usługowych SCF

(Service Capability Features). Szkielet OSA (OSA Framework) jest ogólnym składnikiem

wspomagającym usługi i aplikacje.

Celem Parlay/OSA API jest przesłonięcie złożoności sieci, stosowanych w nich protokołów

zawierających specyficzne dla dostawców rozwiązania implementacyjne, przed zewnętrznymi

aplikacjami. Oznacza to, że aplikacje nie muszą znać struktury sieci wykorzystywanej przez serwer

usług zapewniający wymaganą przez nie funkcjonalność. W ten sposób sieć i stosowane w niej

protokoły mogą być w dużym stopniu przezroczyste dla aplikacji.

Zasoby sieciowe operatorów:

IN / ISDN / PSTN, IP, GSM, 3G, NGN

Platforma usługowa

(Capability server)

Serwer aplikacji

Kreacja aplikacji

Framework

Szkielet

Protokoły: INAP CAP MAP (specyficzne dla operatora)

Domena operatora

OSA / Parlay API

Domena niezależnego

usługodawcy

Aplikacje

1

3

2

Rys.2: Architektura Parlay/OSA

2 Grupa została założona przez firmy: BT, Microsoft, Nortel, Siemens i Ulticom, do których później dołączyły, m.in.: Alcatel,

Appium, AT&T, Cegetel, Cisco, Ericsson, France Telecom, HP, IBM, Lucent, Nokia, O2, i w jej skład wchodzi obecnie ponad 70

członków.

OSA API składa się z trzech typów klas interfejsów, Usług i Szkieletu (Framework):

1. Klasy interfejsów między Aplikacjami a Szkieletem, które udostępniają aplikacjom

podstawowe mechanizmy, np. funkcję uwierzytelnienia, pozwalające im korzystać z

możliwości usługowych sieci.

2. Klasy interfejsów między Aplikacjami a Funkcjami Usługowymi SCF (Service Capability

Function), które reprezentują poszczególne usługi wymagane przez użytkowników do

realizacji zewnętrznych aplikacji za pośrednictwem interfejsu (np. zunifikowana obsługa

wiadomości – Unified Messaging).

3. Klasy interfejsów między Szkieletem a Funkcjami Usługowymi SCF, które zapewniają

mechanizmy wymagane do wspólnego wykorzystywania funkcji usługowych.

Wymienione interfejsy, zgodnie z oznaczeniem z powyższej listy, są uwidocznione na Rys.2

przedstawiającym architekturę OSA. Pozostałe interfejsy (oprócz 1, 2 i 3) nie są objęte

normalizacją OSA.

Specyfikacja Parlay/OSA API 4.0 opisana w poszczególnych częściach normy ES 202 915 jest

ułożona w sposób opisany w Tabeli 1. W praktyce, oznacza to, że Parlay/OSA API stanowi zbiór

interfejsów, z których każdy służy do udostępnienia odrębnego, dobrze zdefiniowanego obszaru

funkcjonalności sieci telekomunikacyjnej.

Tablica 1: Interfejsy OSA/Parlay API

INTERFEJS SCF CHARAKTERYSTYKA

Szkielet (Framework)

Ogólne bezpieczeństwo, integralność i szkielet zarządzania OSA.

Sterowanie połączeniami (Call Control )

Część 1: "Call Control Common Definitions"; Część 2: "Generic Call Control SCF";

Część 3: "Multi-Party Call Control SCF"; Część 4: "Multi-Media Call Control SCF"; Część: "Conference Call Control SCF";

Zestawianie, rozłączanie i zarządzanie zgłoszeniami, obsługa konferencji i połączeń multimedialnych; przekazywanie powiadomień o zdarzeniach związanych ze zgłoszeniami i połączeniami.

Interakcja z użytkownikiem (User Interaction)

Obsługa interakcji z użytkownikiem; odtwarzanie i wyświetlanie wiadomości; odbieranie danych od użytkowników.

Obsługa mobilności (Mobility)

Przekazywanie powiadomień o lokalizacji i statusie użytkownika.

Własności terminala (Terminal Capabilities)

Uzyskiwanie od terminali informacji o ich charakterystyce w sensie możliwości usługowych, parametrów i trybów pracy, itp.

Sterowanie sesją danych (Data Session Control)

Ustanawianie, kończenie i zarządzanie sesjami wymiany danych.

Obsługa wiadomości (Generic Messaging)

Wysyłanie i odbieranie wiadomości dowolnego typu (SMS, poczta głosowa, e-mail); wykonywanie operacji na skrzynkach wiadomości i katalogach.

Zarządzanie połączeniami (Connectivity Manager )

Negocjacja i zarządzanie QoS i SLA w sieciach IP

Zarządzanie kontami (Account Management)

Tworzenie, usuwanie i aktualizacja kont abonentów i użytkowników usług.

Taryfikacja (Charging)

Obsługa funkcji związanych z naliczaniem opłat za usługi.

Zarządzanie politykami (Policy Management)

Ustalanie i zarządzanie politykami oraz rejestracja zdarzeń związana z np. naruszeniem polityki bezpieczeństwa.

Zarządzanie obecnością i dostępnością (Presence and Availability Management)

Udostępnianie i zarządzanie informacją o statusie obecności i dostępności użytkowników.

Dokumentem komplementarnym do specyfikacji OSA API jest raport ETSI TR 101 917 opisujący

odwzorowanie Parlay/OSA API na protokoły (MAP, CAP, INAP). Ma on znaczenie nieformalne,

ale stanowi cenną pomoc dla projektantów usług i aplikacji.

Protokół SIP

SIP jest tekstowym protokołem aplikacyjnym, typu klient-serwer, przeznaczonym do realizacji

interaktywnych multimedialnych sesji komunikacyjnych dla dwóch lub więcej uczestników. W

trakcie sesji jej uczestnicy (osoby i aplikacje) mogą się komunikować wykorzystując różne media

(głos, wideo, obrazy, tekst, pliki), z możliwością ich płynnej zmiany w trakcie (np. zmiana kodeka),

jak również współużytkować zdalnie aplikacje (gry sieciowe, wspólne przeglądanie witryn WWW).

Jak wcześniej wspomniano pierwowzorem dla protokołu SIP był HTTP, dzięki czemu zachowano

łatwość tworzenia i udostępniania bogatych funkcjonalnie i innowacyjnych usług wynikającą z

przemieszczenia sterowania aplikacjami do terminali. Jedną z najistotniejszych idei Internetu jest

możliwość współdziałania aplikacji z serwerem i przeglądarką w sposób niezależny od

wykorzystywanej sieci IP. Podobne zasady dotyczą sesji używających protokołu SIP, co w praktyce

oznacza, że serwer i klient SIP mają pełną kontrolę nad sesją. Jest to model zasadniczo odmienny

od scentralizowanego sterowania usługą przez węzeł komutacyjny i platformę usługową (np. IN) w

sieci telefonicznej.

SIP jest protokołem sygnalizacyjnym neutralnym w odniesieniu do sesji i wiadomości,

udostępniając mechanizmy ustanawiania sesji wykorzystujących różne rodzaje mediów (głos,

wideo, wiadomości, gry) nie wnika w ich przeznaczenie. Obsługuje transport dowolnych

wiadomości przenoszących treści typu MIME (Multipurpose Internet Mail Extensions). Daje to

bardzo szerokie możliwości projektowania nowych usług.

Identyfikatory SIP URI (Universal Resource Indicator) służące do adresacji użytkowników, są

w formie zbliżone do adresów w poczcie elektronicznej (user@host) i mogą pełnić rolę odsyłaczy -

hiperłączy umieszczanych na stronach WWW i informować, że użytkownik jest dostępny poprzez

adres SIP. Koncepcja SIP URI uwzględnia także możliwość użycia numeru telefonicznego E.164

jako prawidłowego adresu.

Dzięki jego otwartości protokół SIP można łatwo rozszerzyć o nowe typy wiadomości i

mechanizmy realizacji nowych usług, w miarę pojawiania się dodatkowych wymagań. Dobrym

przykładem jest rozszerzenie SIP do potrzeb usług natychmiastowej komunikacji i obecności - SIP

for Instant Messaging and Presence (SIMPLE). Zachowuje się przy tym zasadę zgodności wstecz

dzięki czemu można realizować komunikację między terminalami korzystającymi z różnych wersji

implementacji protokołu SIP.Protokół SIP oraz jego różne warianty, w których wprowadzono

rozszerzenia związane z konkretnymi kategoriami usług, jest podstawą realizacji wielu nowych

usług telekomunikacji IP, w tym usług natychmiastowej komunikacji i obecności. Udostępnia on

mechanizmy umożliwiające realizację wielostronnych multimedialnych sesji komunikacyjnych

charakteryzujących się:

obsługą mobilności użytkownika,

możliwością uwzględnienia cech funkcjonalnych terminali (uzgadnianie parametrów i

rodzajów wymienianych strumieni mediów),

dystrybucją informacji o bieżącym statusie dostępności, preferencjach i gotowości

potencjalnych uczestników do komunikacji,

możliwością realizacji tradycyjnych usług właściwych dla PSTN/IN,

jednolitą identyfikacją użytkowników integrującą telefoniczny plan numeracji E.164 z

adresacją IP.

Należy podkreślić, że SIP został wybrany jako podstawowy protokół służący do sterowania

sesjami multimedialnymi i do realizacji usług konwergentnych w sieciach 3G stanowiąc wraz z

Parlay OSA podstawowe składniki architektury IMS.

Parlay X i telekomunikacyjne usługi sieciowe

Architektura Parlay/OSA, choć definiuje otwarty i bezpieczny dostęp do funkcjonalności sieci

telekomunikacyjnej, to nadal jest głównie wykorzystywana jako pewna wewnętrzna warstwa

abstrakcji w architekturze usługowej operatora, a nie jako mechanizm otwierania i eksponowania

funkcji usługowych sieci dla zewnętrznych usługodawców. W praktyce koncepcja OSA/Parlay stała

się podstawą wdrożenia wielu nowych usług przez operatorów, ale jej ograniczeniem była często

podnoszona zbytnia złożoność i ukierunkowanie telekomunikacyjne, które ograniczało krąg

potencjalnych implementatorów aplikacji. Ponadto wadą Parlay/OSA API są problemy

współdziałania CORBA z aplikacjami internetowymi – obsługa NAT i przejście przez zapory

przeciwogniowe (firewall) usługodawców i firm użytkowników, a także braki w zakresie

mechanizmów bezpieczeństwa w komunikacji Parlay przez system CORBA.

W celu poradzenia sobie ze wymienionymi problemami została opracowana przez Grupę

Parlay zmodyfikowana wersja API pod nazwą Parlay X i norma opisująca telekomunikacyjne

usługi sieciowe (Telecom Web Services). Parlay X stanowi zmodyfikowaną i uproszczoną wersję

interfejsów Parlay API opartą na usługach sieciowych (Web Services) obejmującą następujące

funkcje:

sterowanie połączeniami przez aplikację strony trzeciej (Third Party Call Control)

sterowanie przez stronę trzecią połączeń inicjowanych z sieci (Network-Initiated Third

Party Call Control)

obsługa wiadomości SMS (Short Messaging)

obsługa wiadomości multimedialnych MMS (Multimedia Messaging)

przekazywanie informacji o statusie terminala użytkownika (User Status)

obsługa informacji o lokalizacji terminala (Terminal Location)

obsługa płatności (Payment)

zarządzanie kontem użytkownika (Account Management)

obsługa połączeń konfeencyjnych (Conference Call)

obsługa informacji o obecności i statusie dostępności - PAM (Presence and Availability

Management)

dostarczanie informacji via WAP/telefaks/głosowo.

W Parlay X w warstwie oprogramowania pośredniczącego zastąpiono system CORBA

usługami sieciowymi, które lepiej się nadają do współpracy z sieciami IP i Internetem.

Konsekwencją wyboru usług sieciowych jako oprogramowania pośredniczącego jest przyjęcie

protokołów WSDL, SOAP i UDDI oraz kodowanie wiadomości w języku XML. Dzięki tej decyzji

radykalnie został poszerzony krąg potencjalnych autorów aplikacji.

Ze względu na zachowanie ciągłości aplikacji interfejs Parlay X został tak zaprojektowany, aby

możliwa była współpraca z interfejsem Parlay/OSA. Na Rys.3 przedstawiono dwa warianty

architektury Parlay X – z wykorzystaniem i bez wykorzystania bramy Parlay/OSA.

Rys.3 – Dwa warianty architektura Parlay X: z użyciem i bez użycia bramy OSA/Parlay

OSA/Parlay API

Brama OSA/Parlay

Serwer

aplikacji

Elementy sieci

Serwer aplikacji

Brama Parlay-X

Elementy

sieci

Interfejs Parlay X

C, C++, Java, skrypty XML

Skrypty XML, Servlets, Java, C

Protokoły telekomunikacyjne: SS7, INAP, SIP itp.

Protokoły: - SOAP - HTTP - TCP/IP

Parlay X ma status normy 3GPP (TS 29.199 Release 6) z września 2004 roku. ETSI planuje

wydanie normy Parlay X na wiosnę 2005 roku. Oprócz definicji interfejsu (pliki WSDL), 3GPP

pracuje nad sposobem odwzorowywania Parlay X na styk OSA/Parlay. Publikacja normy jest

zapowiadana na początek 2005 roku.

Oprócz Grupy Parlay prace nad telekomunikacyjnymi usługami sieciowymi prowadzi

konsorcjum OMA (Open Mobile Alliance). OMA wspólnie 3GPP i Grupą Parlay dążą do

ujednolicenia standardu usług sieciowych dla zastosowań telekomunikacyjnych ze szczególnym

uwzględnieniem usług w sieciach mobilnych UMTS. Mimo krótkiego czasu, który upłynął od

opublikowania norm czołowi operatorzy, tacy jak np.: BT, Sprint, Orange, Vodafone i kilku innych

podjęli komercyjne wdrożenie usług wykorzystujących telekomunikacyjne usługi sieciowe. Dalej

opisano usługę WWCC, wdrożoną przez BT.

PRZYKŁADOWE USŁUGI

BT Communicator

BT wprowadził pakiet innowacyjnych usług komunikacyjnych opartych na wykorzystaniu

komunikatora BT Communicator opartego na popularnej aplikacji Yahoo Messenger,

dostosowanego przez firmę Yahoo! do wymagań funkcjonalnych BT i uwarunkowań lokalnych

rynku brytyjskiego (np. wyszukiwanie abonentów w interaktywnej elektronicznej książce

telefonicznej). Aplikacja umożliwia użytkownikowi korzystającemu komputera osobistego PC

komunikację głosową (click-to-call), wideopołączenia, wymianę wiadomości tekstowych

(wiadomości natychmiastowe) i plików z innymi użytkownikami aplikacji BT Communicator, a

także realizację połączeń głosowych z abonentami telefonicznymi w sieciach stacjonarnych

mobilnych. Zasadniczą innowacją jest prezentacja informacji o obecności i statusie dostępności

grupy osób, z którymi użytkownik się najczęściej komunikuje, co w zasadniczy sposób poprawia

sprawność komunikacji.

Wykorzystanie techniki IP i aplikacji BT Communicator umożliwia również użytkownikom

inicjowanie, np. z komputera przenośnego, połączeń międzynarodowych z dowolnego miejsca na

świecie, gdzie jest szerokopasmowy dostęp do Internetu, do abonentów w Wielkiej Brytanii wg cen

jak za połączenia krajowe.

Rys.4 – BT Communicator – widok wybranych okienek aplikacji

WWCC

BT wprowadził we wrześniu 2004 roku nową usługę operatorską, która umożliwia

usługodawcom (i innym stronom trzecim) projektowanie i udostępnianie użytkownikom

bezpośrednie inicjowanie połączeń z aplikacji na PC przez wybranie odsyłacza (Click-to-call) w

spisie teleadresowym udostępnianym przez portal internetowy lub odsyłacza z numerem

telefonicznym zamieszczonym na stronie WWW. Usługa nosi komercyjną nazwę Wholesale Web

Call Connect (WWCC), wykorzystuje interfejs Parlay X, który umożliwia współdziałanie sieci

stacjonarnej z sieciami mobilnymi oraz Internetem i sieciami IP. Oferta WWCC jest skierowana do

usługodawców, którzy mogą wykorzystywać WWCC do budowania nowych zintegrowanych usług

telekomunikacyjnych dopasowanych do indywidualnych wymagań i potrzeb klientów. Koncepcja

WWCC pozwala na łączenie funkcjonalności sieci IP i sieci PSTN, tak że użytkownik ma do

dyspozycji listę kontaktów z aktualizowaną na bieżąco informacją o statusie ich obecności i

dostępności, która może być wykorzystana do inicjowania połączeń na zasadzie Click-to-call.

Aplikacje wykorzystujące WWCC są przeznaczone przede wszystkim dla zastosowań

biznesowych, do obsługi sytuacji, w których pracownicy mają duże scentralizowane spisy

teleadresowe i realizują dużą liczbę połączeń. Zastąpienie wybierania numerów przez wybieranie

odsyłaczy z listy kontaktów bardzo poważnie poprawia komfort pracy i zwiększa jej efektywność.

Pozwoli to zestawiać połączenia telefoniczne z łatwością podobną do wysyłania poczty

elektronicznej.

Zakres oferowanych połączeń obejmuje sieć mobilną, sieć stacjonarną, połączenia

międzynarodowe, połączenia z podwyższoną opłatą, połączenia bezpłatne i VoIP. Do taryfowych

cen hurtowych połączeń dodawana jest opłata w wysokości 0.7 p za zestawienie każdego

połączenia.

Usługę WWCC zrealizowano za pomocą bramy Parlay X, która przetwarza przekazane przez

aplikację wywołania interfejsu Parlay X na wywołania interfejsu Parlay/OSA. Po stronie sieci,

brama Parlay X komunikuje się z bramą OSA/Parlay, która, z kolei, współpracuje z platformą SCP

sieci inteligentnej. Do realizacji usług wykorzystywana jest funkcjonalność styku Parlay X

sterowania połączeniami przez stronę trzecią. Model stanowy usługi WWCC przedstawiono na

Rys.5.

Rys.5 - Model stanowy dla usługi WWCC [źródło: informacja BT]

PODSUMOWANIE

Ewolucja sieci stacjonarnych ku architekturze NGN, rozwój sieci mobilnych i komunikacji

bezprzewodowej, a także rosnące znaczenie Internetu i sieci IP prowadzą do konwergencji usług i

sieci, która stawia przed operatorami wyzwania natury technicznej, biznesowej, marketingowej i

prawnej. Wymienionym zjawiskom towarzyszy liberalizacja rynku telekomunikacyjnego, która

stwarza zupełnie nowe otoczenie prawne dla świadczenia usług. Nowe podmioty uzyskują prawo

do korzystania z infrastruktury podmiotów zasiedziałych, a ewolucja technologiczna w coraz

większym stopniu pozwala uniezależnić świadczenie usług i platformy usługowe od infrastruktury

sieciowej. Ewolucja interfejsów od Parlay/OSA API do Parlay X doprowadziła do sytuacji, w której

jest możliwe faktyczne otwarcie sieci telekomunikacyjnych dla usługodawców trzecich. Sposób

otwarcia sieci – użycie Parlay X i telekomunikacyjnych usług sieciowych pozwala traktować usługi

telekomunikacyjne jako składniki aplikacji użytkownika. Zmienia to w zasadniczy sposób podejście

do wdrażania i świadczenia usług, co może przynieść już w najbliższym czasie bardzo istotne

zmiany na rynku telekomunikacyjnym.

LITERATURA

[1] ETSI, ES 202 915 - OSA (Open Service Access), 2001.

[2] 3GPP, Parlay X Specification, http://portal.etsi.org/docbox/TISPAN/Open/OSA/ParlayX/,

2004.

[3] BT, BT Wholesale Web Call Connect. Service & Interface Description. BT SIN (Suppliers'

Information Note) 418, 2004.

[4] Kimbler, K. Creating New Market Opportunities with Telecom Web Services. w 9th

International Conference on Intelligence in service delivery Networks. 2004. Bordeaux, France.

[5] M.Średniawa: „Realizacja usług telekomunikacyjnych w sieciach IP”, Materiały Konferencji

Internet’2000, Wrocław, 2000.

[6] M.Średniawa: „Usługi hybrydowe”, Materiały Konferencji Internet’2001, Wrocław, 2001.

[7] M. Handley, H. Schulzrinne, E. Schooler, J. Rosenberg: „Session Initiation Protocol”, RFC

3261, IETF, 2002.

[8] H.Sinnreich, A.Johnston: Internet Communications Using SIP; Wiley, 2001.