Kopioi artikkelin PDF-versio
Satakunnassa on toteutettu NETS-ohjelmaan kuuluvassa tutkimushankkeessa alueellinen tietoliikenteen tutkimusverkko, joka tarjoaa erinomaiset puitteet seuraavan sukupolven verkkoteknologian tutkimukseen. Tutkimusverkossa on yhdistetty puhelinverkko, matkapuhelinverkko, langaton lähiverkko ja älyverkko yhdeksi loogiseksi kokonaisuudeksi.
Tutkimusverkon komponentit on sijoitettu fyysisesti eri tutkimuspisteisiin. Esimerkiksi älyverkko sijaitsee Satakunnan ammattikorkeakoulun tiloissa ja WLAN-verkko TTKK:n Porin yksikön tiloissa. Osa palveluista on siirretty hankkeessa toimivien yritysten tiloihin ollen edelleen yhdistettynä tutkimusverkkoon.
Verkkojen yhteistoiminta edellyttää verkkojen protokollien yhteensovittamista ja muunnosta verkosta toiseen. Vaaditut protokollamuutokset tapahtuvat verkkojen väliin sijoitetuissa yhdyskäytävissä. Verkko mahdollistaa erilaisille päätelaitteille, kuten esimerkiksi perinteisille puhelimille, GSM-puhelimille, VoIP-puhelimille ja PC:eille tarkoitettujen palvelujen kokonaisvaltaisen kehittämisen ja testaamisen.
Paikkasidonnaiset palvelut WLANissa
Langattoman päätelaitteen paikannus yhdistettynä verkkoalustasta riippumattomaan jatkuvaan mobiliteettiin, luovat edellytykset uudenlaisille entistä henkilökohtaisemmille palveluille. Paikkasidonnaiset palvelut osahankkeessa on tutkittu sisätilapaikannusta hyödyntäviä ja päätelaitteesta riippumattomia palveluja langattomassa lähiverkossa (IEEE 802.11b).
Hankkeessa ei ole hyödynnetty solutasoa tarkempia paikannusmenetelmiä, kuten signaalinmittausta, vaan tutkittu nimenomaan solutason tarkkuuden riittävyyttä ja siihen soveltuvia palveluja. Solutason paikannus on verkkoperustainen karkean tarkkuuden menetelmä, joka ei vaadi erillisiä laiteinvestointeja ja on näin ollen edullinen toteuttaa. Lisäksi samaa menetelmää voidaan käyttää sekä sisä- että ulkotiloissa.
Sovelluskehityksen tuloksena hankkeessa on syntynyt WLAN-käyttäjien hallintaohjelmisto. Sen avulla on mahdollista tarkastella käyttäjien sijaintia eri aluetasoilla, lähtien laajasta hotspot-alueesta ja päätyen tukiasemakohtaiseen tarkasteluun. Verkon hallinnoitsijan kannalta sovellus helpottaa esimerkiksi käyttäjämäärien tarkastelua WLAN-verkon eri alueilla. Sovellus on toteutettu hajautettuna ratkaisuna Java servlet -teknologiaa ja XML:ää hyödyntäen.
Hankkeen osana on tutkittu myös vektoripohjaisen esitystavan soveltuvuutta paikkasidonnaisiin palveluihin liittyvien karttakuvien tarjoamisessa. Kartat päädyttiin esiselvityksen perusteella toteuttamaan SVG-vektorigrafiikkastandardia (Scalable Vector Graphics) noudattaen. SVG on W3C:n Recommendation-statuksen omaava, kaksiulotteisen www-grafiikan kuvaamiseen suunniteltu XML-pohjainen standardi, jota ollaan laajentamassa myös matkapuhelimiin (SVG Tiny) ja kämmentietokoneisiin (SVG Basic).
Multimedian välitys
Mobiililaitteiden tiedonsiirtokaistan kasvaminen mahdollistaa uusien sisältöjen siirtämisen nopeammin ja tehokkaammin mobiiliverkoissa. Perinteisten palveluiden jatkeeksi on tulossa palveluita, jotka perustuvat värikuviin, erilaisiin äänivaihtoehtoihin sekä videodataan. Kyseiset palvelut perustuvat Multimedia Messaging Service -teknologiaan (MMS).
Uusien multimediapäätelaitteiden tuomat mahdollisuudet palvelupuolella ovat rajattomat, jos palvelun saanti on kuluttajille helppoa ja edullista. Palveluiden yleistymisen ehtona on myös, että palveluntarjoajilla ja sisällöntuottajilla on pääsy MMS-keskuksiin kuten nykyään on erilaisilla yhdyskäytäväratkaisuilla pääsy SMS-keskuksiin.
3GPP:n standardit määrittelevät avoimen lisäarvopalvelurajapinnan (MM7,MM VAS) MMS-keskukselle, jota kaikki multimediakeskusten valmistajat tulevat tukemaan. Lopullinen lisäarvopalvelurajapinnan määritysstandardi on kuitenkin vasta tulossa ja operaattorit ovat joutuneet tarjoamaan multimediakeskustoimittajiensa rajapintoja tai kolmansien osapuolien toteuttamia yhdyskäytäväratkaisuita. Tämä on johtanut eri valmistajien multimediakeskusten yhteensopivuusongelmiin.
Palveluntarjoajien ja sisällöntuottajien on tuettava useampia erilaisia rajapintoja, eli yleensä joudutaan sovittamaan sama palvelu eri operaattorien rajapintoihin. Samasta palvelusovelluksesta joudutaan tekemään eri versioita, joka varmasti johtaa taas uusiin ongelmiin.
Vaihtoehtoinen ratkaisu on integroida operaattorirajapinnat sisällönjakelujärjestelmään tai yhdyskäytävään ja tarjota sitä palveluntuottajille. Tässä ratkaisussa palvelusovelluksille tarvitaan ainoastaan yksi rajapinta operaattorista riippumatta ja palvelusovellusten tuottaminen ja sovittaminen yksinkertaistuu oleellisesti.
All IP -toiminnot
Niin kiinteän kuin matkapuhelinverkon palvelujen toteutuksessa on älyverkkotekniikka keskeinen. Älyverkon nimi on hieman harhaanjohtava, koska kyse ei ole erillisestä verkosta vaan palvelujen ohjauksen toteutuksesta verkossa.
Televerkkojen lisäarvopalveluista älyverkkotekniikalla tuotetaan yhä merkittävämpi osa ja pian oltaneen tilanteessa, jossa kunkin puhelun kohdalla suoritetaan jonkinlainen tietokantakysely tilaajan haluamien palvelujen tarkistamiseksi.
Satakunnan ammattikorkeakoulun tutkimusympäristössä on toiminnassa kaikki älyverkkokonseptin mukaiset toiminnallisuudet. Perinteisen palvelunohjausalustan lisäksi on otettu käyttöön myös OCMC (Open Call Multiservice Control), joka mahdollistaa VoIP-verkon ohjauksen. Palvelunkytkennästä vastaavat kiinteän verkon keskus ja parhaillaan käyttöönotettava GSM-keskus. Älyverkossa keskeiset tiedonannot voidaan toteuttaa älykkäällä oheislaitteella IP (Intelligent Peripheral).
Puheluiden välitys televerkoissa on siirtymässä piirikytkentäisestä ympäristöstä pakettivälitteiseen IP-verkkoon, All IP -verkkoon. Ensimmäinen standardoitu ratkaisu puheensiirron toteuttamiseksi IP-verkossa on ollut ITU-T:n määrittelemä jo vakiintunut H.323-tekniikka. Internet-standardoinnin puolella kehitetty kilpaileva ratkaisu puheensiirtopalvelujen toteuttamiseksi IP-verkossa on SIP-tekniikka. Tietoliikenteen tutkimusverkossa on otettu molemmat tekniikat kaikkine määriteltyine peruspiirteineen käyttöön.
SIP ja Megaco
Miten eri verkkokonseptit yhdistyvät All IP -verkoksi ja miten palvelunohjaus jatkossa toteutetaan, ovat hankkeen keskeisiä tutkimuskohteita. Hankkeessa tutkitaan SIPin ohella seuraavan sukupolven ratkaisua eli Megaco-arkkitehtuuria, jossa mainitut konseptit tavallaan yhtyvät.
Megaco-arkkitehtuurissa palvelujen ohjaus ja puhelujen ohjaus erotetaan toisistaan kuten älyverkkokonseptissakin. Toisin kuin puhelinverkossa puhelun ohjaus ja puhelun kytkentä ovat loogisesti hajautetut, edellinen Media Gateway Controllerin -toiminnallisuudeksi ja itse kytkentä toteutettavaksi Media Gateway -laitteen avulla. Keskeinen rooli arkkitehtuurissa on Megaco-protokollalla, joka siirtää puhelujen kytkentään tarvittavan ohjausinformaation verkossa. Älyverkon kaltaisten palvelujen kytkennän hoitaa MGC.
Puhelinkeskuksen tapaan varsinainen palvelun ohjaus sijoittuu perinteisiä rajapintoja (INAP) tai uuden sukupolven rajapintoja (PARLEY, JAIN) tukeviin verkkoon hajasijoitettuihin palvelinyksiköihin.
IN/VoIP ja IP-SCP
IN/VoIP-integraatiota koskevassa osassa on tutkittu eri standardointiryhmien määrittelemiä ratkaisuja älyverkkopalveluiden toteuttamiseksi VoIP-verkossa. Näitä ratkaisuja ovat muun muassa TIPHON- ja SPIRITS-ryhmien esitykset ja määrittelemät protokollat tiettyjen palvelujen toteuttamiseksi . Esimerkkeinä voidaan mainita PINT-palvelu Click to Dial ja SPIRITS-ryhmän palvelu Internet Call Waiting.
PINT-palveluissa palvelunohjauksen suorittaa televerkon puolella oleva älyverkon palvelunohjaustoiminnallisuus SCF ja vastaavasti SPIRITS-ratkaisussa palvelunohjaus toteutetaan IP-verkon puolella. PINT ja SPIRITS tarjoavat lähinnä siirtymävaiheen ratkaisuja. Näihin konsepteihin liittyen on tutkittu SS7-merkinannon IP-sovitusta ja löydetty siihen Ericssonin matkapuhelinverkoissa käytetty signalointi gateway -ratkaisu, jota sovelletaan nyt älyverkon INAP-protokollan välittämiseen IP-verkon yli.
Hankkeessa on määritelty ja toteutettu SCF-toiminnallisuus SS7:n SCCP- ja TCAP-protokollien osalta. Älyverkon INAP-protokollasta on toteutettu tietty sanomajoukko eräiden palveluiden toteuttamiseksi. Palvelunohjaustoiminnallisuus on toteutettu PC-ympäristössä, koska ratkaisulla halutaan myös testata älyverkon toimintatapaa verkon ulkopuolisen palveluoperaattorin kannalta kevyttä palvelunohjaustoteutusta käyttäen.
Yksi hankkeessa kehitetty palvelu on tyypillinen älyverkkopalvelu Televoting eli äänestyspalvelu, jossa tiettyihin palvelunumeroihin soittaen annetaan ääni. Puhelinkeskus triggaa soitettuun palvelunumeroon ja ottaa yhteyden älyverkkoprotokollaa käyttäen IP-SCP-laitteeseen, jossa käynnistyy palveluohjelma, jonka osana palvelu antaa myös IP-laitetta käyttäen soittajalle tiedonannon, jolla kuitataan annettu ääni saaduksi.
Palveluun on kehitetty selainpohjainen käyttöliittymä, jonka avulla suoritettava äänestys on helposti määriteltävissä ja myös selainpohjainen graafinen käyttöliittymä äänestyksen tuloksen seuraamiseksi reaaliajassa. Tämä mahdollistaa, että myös äänestäjät voivat seurata verkon välityksellä tuloksen kehittymistä.
Toinen esimerkki kehitetyistä sovelluksista on SPIRITS-ryhmän määrittelemä Internet Call Waiting -palvelu. Siinä Internet-verkon käyttäjälle ilmoitetaan tulossa olevasta puhelusta hänen PC-koneelleen avautuvaan käyttöliittymään, jonka opastamana hän voi joko siirtää puhelun kiinteään verkkoon tai matkapuhelimeen, ohjata puhelun vastaajaansa tai hylätä sen kokonaan. Tämä toteutus on tehty käyttäen INAP-protokollaa PINT-protokollan sijasta.
Palvelujen ohjaus älyverkoissa
Älyverkkotekniikan eräänä keskeisenä pyrkimyksenä on ollut verkon avautuminen avoimien rajapintojen kautta siten, että myös kolmannen osapuolen palveluntarjoajia voisi tulla mukaan. Käytännössä näin ei ole kuitenkaan käynyt. IN/VoIP-integraatiota koskevassa tutkimustyössä on selvitetty eri foorumien ja konsortioiden kehittämiä määrittelyjä palvelujen ohjauksen toteutukseksi seuraavan sukupolven verkoissa.
Eniten esillä ovat olleet Parlay-ryhmä, OSA-ryhmä (Open Service Access) ja JAIN-ryhmä (JAVA Integrated Services). Jokaisen ryhmän keskeinen idea on, että verkossa IN-konseptin tapaan on palvelujen kytkentä ja ohjaus erotettu toisistaan. Palvelujen tarjoamista varten on määritelty avoin sovellusrajapinta API, jonka kautta palvelut tuodaan verkkoon. Tavoitteena on, että palvelutarjonta saadaan entistä laajemmaksi ja palvelukehitys ja palvelujen markkinoille tuonti nykyistä nopeammaksi, kun voidaan käyttää standardi IT-komponentteja.
Tutkimuksen seuraava vaihe painottuu verkkokonvergenssin tutkimuksen ohella erityisesti palvelunohjauksen toteutukseen seuraavan sukupolven verkoissa. Tässä mainituilla rajapinnoilla on keskeinen merkitys.
Aiheesta enemmän
Tietoliikenteen tutkimuskeskus: http://trc.pori.tut.fi/
Taustat
Kirjoittajat: Pekka Loula, Professori, TTKK/Pori, toimii hankkeen vastuullisena johtajana, Arto Mustonen, Yliopettaja, TkL, SAMK, Jorma Ylinen, DI, Erikoistutkija, TTKK/Pori, Juha Aromaa, DI, Lehtori, SAMK, Mikko Koskela, FM, Tutkija, TTKK/Pori, Janne Raitaniemi DI, Toimitusjohtaja, Codebird Oy
Yhteyshenkilö: jorma.ylinen@tut.fi
Tutkimushanke: Tietoliikennepalveluiden ohjaus ja toteutus seuraavan sukupolven verkoissa
Yhteistyössä: TTKK/Pori, SAMK, Satakunnan Puhelin Oy, Yomi Applications Oy, PrizzTech Oy, Codebird Oy
Teknologiaohjelma: NETS