BİR YAKINSAMA (CONVERGENCE) ÖRNEĞİ OLARAK 3G KURULURKEN UNUTULAN ÇOK ÖNEMLİ BİR AYRINTI

Özel IP ağlar bütün dünyada teknik düzenlemeler kapsamında birer birer kurulurken nedense PSTN döneminin monopol alışkanlıklarına IP ağlar için de devam edilecekmiş gibi bir yaklaşım var. Bununla kast ettiğim PSTN ağlar için monopol telekom şirketleri tarafından yıllardır belirlenen de-facto standartların aynen sanki IP ağlarda da uygulanacakmış gibi bir ortamın kartopu etkisi ile giderek ilerde bumerang etkisi ile son kullanıcı olan tüketicileri gerek teknolojik yönden üst düzey kullanımı gerekse maliyetler açısından zor duruma düşürecek olmasıdır.

Üçüncü Nesil Mobil teknolojisi 3G (3. Generation) nin geçen ay servise verilmesi ile birlikte bize has geleneksel 'sohbet kültürümüzün' artık değişeceği endişesi bir yana hemen herkes bu teknolojiyi sadece ‘görüntü’ temelli olarak birbirimizi konuşurken görmeye yarayacağı gibi gayri teknolojik yorumlar yaparak açıklamalar yapmışlardır. Hâlbuki birbirimizi görmemiz için bu kadar (28,8 Mbps) band genişliğine gerek yok. Bu yorumları yapanlar nedense H.263 ve MPEG4 standardında 64 Kbps de de video iletilebileceğinin 3GPP nin temel tavsiyesini unutmuş gibilerdi. Tabii ki bu hızlar değil yüksek çözünürlüklü görüntü (HDTV) video iletişimi için standart televizyon (SDTV) için dahi düşünülemez düşük hızlardır. Ancak bizim tabii olduğumuz Avrupa bölgesinde kullanılan DVB-H özellikli mobil 3G telefonların ekranları her bir kanal için 15–30 fps de 256–512 Kbps lık bir video kapasitesini tek bir kanal için aktarabilmekte olduğu da unutulmuştu bu açıklamaları yapanlar tarafından. Bu kanal genişlikleri toplanırsa elde edilebilecek toplam video aktarma kapasitesi ise DVB-H özellikli mobil telefonlarının çalışma kapasitesi olan 5-11 Mbps dır.

Burada hiç konuşulmayan ise telekomünikasyon sistemlerine erişimi ne şekilde olursa olsun bir ortak platform üzerinden her türlü servise yönelik olarak birbirleri ile birlikte çalışabilirliği sağlayacak IMS yani IP ile multimedya uygulamalarının nasıl yapılacağıdır. 3G standartlarını geliştiren 3GPP grubunun bu konuda çok önemli çalışmaları bulunmaktadır.

TDM temelli telekomünikasyon sistemlerinden paket anahtarlamaı IP yapıya geçiş gerek düzenleyici otorite gerek telekomünikasyon operatörler gerekse kullanıcılar açısından sancılı sonuçlar ortaya çıkarıyor. Teknolojik yaşam giderek paket temelli IP iletişime doğru kayarken telekomünikasyon sistemlerinde 1980 li yıllarda başlayan sayısal transmisyon konsepti erişim ve omurganın da sayısal paket anahtarlamalı yapıya geçmesi ile son bulacaktır. O zaman uçtan uca ‘seamless’ bir telekomünikasyon ağ üzerinden kaliteli bir iletişim ortamı kurulması tamamlanmış olacaktır.

TDM temelli ağlar ömrünü tamamlarken yeni bir kavram olarak ortaya çıkan IP temelli haberleşme sistemleri aynı anda birden çok servisin bir arada verilebildiği ses, iş uygulamalarına yönelik veri servisleri, web tarama, tek bir ağ üzerinden hizmetler bütünlüğü gibi uygulamalar Next Generation Network (NGN) veya ‘Triple Play’ ağlar olarak adlandırılmaktadır.

Paket yapısı IP ağlar üzerinden farklı yönler (route) üzerinden yönlenirken bu ağlar üzerinde kullanılan ses kodlayıocıları ve dekodlayıcılarının farklı standartlarda imal edilmesi paket jitter, paket kaybı ve diğer iletişim bozukluklarını oluşturmakta bu da iletişim de aksamalara neden olabilmektedir. Bunda her bir IP paketinin gidiş (go) ve dönüş (return) yolunun farklı linkler üzerinde olması nedeniyle bu teknoloji sorunları giderecek çözümü ortak standartlar şekline ortaya konulmasını gerekli kılmaktadır.

Örneğin uluslararası bir IP bağlantıda standartize omayan iki uçtaki konuşma kodlayıcılarının iletişim bozukluklarını giderecek eko bastırıcların evlerdeki bilgisayarlara kadar girmiş olması bu yönde müşteri ekipmanları (CPE), Internet Servis Sağlayıcı (ISP) ve Ses Servis Sağlayıcı (VSP) ler arasında daha fazla ortak teknolojik standartlara gidilmesini gerekli kılmaktadır.

Günümüzde bütün dünyada telekom operatörlerini IMS (IP Multimedia Subsystem) in gelişimi diğer bir deyişle IP ile farklı erişim yöntemlerine sahip olan kullanıcıların multimedya uygulamalarını ortak bir cihaz ve sistem altyapısı üzerinden almasına yönelik çalışmaların başında PSTN in IP altyapıya nasıl taşınacağı (Migration), PBX ağlarda IP nin nasıl kullanılacağı, Wİ-Fi Hot Zone alanlarında hizmetlerin nasıl sunulacağı, phone-book ve Anında Mesaj Uygulamalarının nasıl yönlendirileceği ve VoIP uygulamalarının 3G gibi hücresel yapılar üzerinden iletilmesi gelmektedir. (Bkz: Şekil)




Kısaca IMS, cep telefonunuza gelen SMS in e –mail hesabınızda veya tersi, PSTN e gelen çağrınızın 3G telefonunuza, e-mail hesabınıza gelen mesajın PSTN telefonunuza yönlendirilmesi, DSL deki videofon görüntüsünün 3G li telefondan alınması veya evinizde iken Kablo TV den izlediğiniz bir filmin devamını önce arabanızda 3G ile çalışan mobilTV den daha sonra ise gideceğiniz yerdeki IPTV özellikli bir TV den kaldığınız yerden devamını izlemeniz gibi yüzlerce seçenekli kolaylıklar sağlar.

Yukarıda sayılan bu özelliklerin yapılabilmesi bütün yolların Roma’ya çıkması (all roads lead to Rome) gibi telekomünikasyon sistemlerinde de ‘All roads lead to IP’ konsepti içinde 2012 yılından itibaren operatörlerce kurulması uluslararası teknolojik gereklilik olarak ortaya çıkacak olan IP altyapılar sayesinde olacaktır.

IP ağların bütün ülkelerde kurulacak olması 1980 li yıllarda devre anahtarlamalı sayısal PSTN telefon santrallarının bütün modern ülkelerde PCM sistemleri üzerinden ulusal ve uluslararası bağlantılı olarak gerçekleştirilmesi sürecine ne kadar çok benzediği açıkça görülmektedir. O yıllarda telefon iletişimi için sayısal bir PSTN santralı ve bu santralların birbirleri ile bağlantısı için ise PCM transmisyonu kurmak bir teknoloji zorunluluk ve gereklilik olarak görülmekteydi. (PSTN: Public Switched Telephone Network, PCM: Pulse Code Modulation)

IP ağların kurulması ile bu ağlar üzerinden sunulacak servislerin farklı erişim sistemlerine sahip kullanıcılar tarafından ortak kullanılması gereği bulunmaktadır. Yakınsama (convergence) kapsamında tanımlanan IMS özelliği, bütün dünya operatörleri tarafından aşağıdaki zaman süreci içinde bu gerekliliğin sonucu olarak 3 aşamalı bir plan ile gerçekleştirilmektedir.

Faz 1 (2005–2008) : OSI nin tanımlanmış 7 seviyesinden 2 tanesi olan Uygulama ve Taşıma seviyesinde IP protokolüne dayalı kavramların denenmesi ve ispatlanması

Faz 2 (2008–2012) : Kablolu ve kablosuz sistemler arasında yakınsama (convergence) çalışmalarının başlaması ve ev kullanıcılarına yönelik olarak uygulamaların geliştirilerek genişlemesi.

Faz 3 (2012 ve sonrası) : Ses, video ve data uygulamaları için VoIP uygulamalarının kalitenin (QoS) ve uçtan uca kontrolün sağlandığı ağlar üzerinden tam olarak servise verilmesi.


Bu amaçla geliştirilen birden çok servisin uygulamasının yapılabileceği çok modlu ( multi-mode) cihazlar her zaman IMS in kullanılması için gündemde olacaktır. PSTN ağların İngiliz telekom şirketi BT tarafından 2013 yılından itibaren tedrici olarak ortadan kaldırmaya doğru giden planlama profiline rağmen ses servislerinin bu multi-mode cihazlar için kulllanılma seçeneği her zaman var olacaktır. Ancak bunun için bu cihazların içinde bir ICM (IMS Controlled Model) modülü ile TDM bazlı ses iletişim yapısı ile üretilmesi sağlanması zorunluluğu bulunmaktadır. WiFi, WiMax gibi kablosuz erişimler için ses çözüm imkânları, QoS in hücresel erişim için garanti ediliyor olması ve tam bir IP paket altyapısına geçiş genel stratejisi olmalıdır.

Devre anahtarlama yapılı PSTN deki gibi HLR ve MSC gibi GSM ağların bağlantıları gibi ICM de kullanımı IMS in başarısı için gerekli olmaktadır. Bunun için SSF (Service Switching Function) denilen bir ara birim Devre anahtarlamalı sistemler ile paket temelli anahtarlamalı sistemler arasında ara bağlantı sistemi olarak kullanılacaktır.

Peki paket alanında (domain) XDSL, Kablo, Fiber, HSPA, WiFi, WiMax gibi IP Connectivity Access Network (IPCAN) IMS bağlantılı servisler için nasıl tasarımlanacaktır.

Bunun için 3GPP2 nin SBBC (Service Based Bearer Control), 3GPP den PCC (Policy and Charging Control), DSL Forum dan WT134 ve TR98/133 ve ETSI TISPAN ‘dan RACS (Resource and Admission Control Subsystem) MPLS iletişimin alt yapısını sağlayacak fabrika çıkışlı sistem üretimini standartize edilmesi çalışmaları sürdürülmektedir. CDMA iletişimde ise Mobil IP seçeneğinden bir başkası zaten kullanılmamakta. Roaming ve WAN ağlar için de IMS hizmetleriniin sunulması evrensel dolaşım imkânı sağlamaktadır.

IMS altyapılarının kurulmasına yönelik olarak Multi Mod cihazı, Devre ve paket anahtarlamalı sistemler altyapısında yapılacak işlemlerden sonra IMS Kontrol Plane (IMS Control Plane), IMS Application Plane, ve IMS özellikli olmayan servisler ile etkileşimin nasıl olacağına yönelik çalışmalaraın yapılması gerekir.

IMS Control Plane ile ilgili olarak bir ISM ağında Proxy (P), Interrogating (I) ve Çağrıların kurulması ve başlatılması için gerekli olan Call Session Control Function (CSCF- SIP Registar) sistem altyapılarının kurulması gerekir. IMS Control Plane in amacı kullanıcının otantikasyonunun sağlanması (şifre kontrolü için), kayıtlarının tutulması, SIP aramalarının yönlendirilmesi, ücretlendirme kayıtlarının tutulması gibi görevler bulunur. Ayrıca HSS (Home Subscription Server) denilen bir modül de bütün kullanıcıların kayıtlarının tutulması açısından tesis edilmesi gereken bir birimdir.

IMS Uygulama Modülü altında OSA (Open Service Architecture) konsepti ile çalışan birçok sunucu bulunmaktadır. Bunlar Telefon Uygulama, IP PBX Uygulama, Mesajlaşma, Video Servisleri Uygulama, Ses Çağrı Sürekliliğini sağlayan uygulama sunucularıdır. IMS Uygulama Modülü aynı zamanda (HTTP) uygulamalarının SIP aramaları ile birlikte çalışabilirliğinin sağlandığı bir modül olarak çalışır.

Telefon Uygulama Sunucusu (TAS), çağrı transferi, çağrı bekletme ve 3 kollu çağrı uygulama imkanını kullanıcılara sunar. Bu sunucu devre anahtarlamalı sistemler ile IMS uygulama servisleri arasındaki interaktiviteyi sağlar. 3GPP TAS yeteneklerinin geliştirilmesi konusunda çalışmalar yapmaktadır.

IP PBX sunucu hizmeti ise bu alt yapıya sahip olmayan kurumsal müşterilere IP PBX olanağının sunulmasıdır.

Mesajlaşma sunucusu IMS üzerinden multimedya mesajlaşma imkanı sağlar. 3GPP IMS üzerinde iki adet mesajlaşma tanımlamıştır. Bunlar page mod niteliğindeki SMS ve anlık mesajlaşma olarak bilinen oturum (session) modlu mesajlaşmadır. 3GPP, SIP MESSAGE modunun page mod için uygulanabilir olmasını önermektedir. Oturum modlu mesajlaşma için IETF MSRP (Message Session Relay Protocol) önermektedir.

Videonun IMS ağları üzerinden gönderilmesi ise SIP temelli peer-to-peer olarak önerilmektedir. UMTS ağları üzerinden video iletimi için kullanılan ITU H.324M standartının IMS içinde kullanılması önerilmektedir. Ancak CDMA ağlarında H.264 kodeklerinin daha fazla kullanıldığı bunun içinde SDP (Service Description Protocol) kullanılmaktadır.




Bir IMS altyapısı üzerinde ses çağrılarının sürekliliğini sağlayan modül VCC (Voice Call Continuity Application Server) operatörlerin en kritik sorunudur. Bu modül IMS bağlı dual-modlu cihazların paket ve devre anahtarlamalı uygulamalar üzerinden ses özellikli haberleşme bilgilerinin kusursuzca alınmasını sağlar. Yukarıdaki şekilde 3GPP için VCC nin ana yapısı görülmektedir.

IMS ağlarda kullanılan bir diğer sunucu ise PAS (Presence Application Server) dır. Bu sunucu yahoo, MSN gibi programların multi-mode cihaz üzerinde emüle edilmesini sağlar.

Son sorun IMS özellikli olmayan mesajlaşmanın IMS ağları üzerinden yönlendirilmesi ile ilgilidir. Örneğin şu anda MMS (Multimedia Messaging) özellikli mesajlaşmanın IMS üzerine taşınması çalışmaları sürdürülmektedir. Ancak WAP browser ve IPTV nin IMS üzerine taşınması hala tartışılmaktadır.

IMS ve non-IMS servislerinin birbirleri ile etkileşimli olarak çalışması için SCIM (Service Capability Interaction Manager) modülü gerekir. Ayrıca Java API uygulamaları ile bu interaktivite sağlanabilir. OSA PARLAY gibi ara yazılım (middleware) uygulamaları da IMS ve non-IMS uygulamalar için ara yüz yazılımı olarak IN (Intelligent Network) ağlarda kullanıldığı gibi IMS altyapılarda da kullanılmaktadır.

Bu yazıda özetle IP ile multi medya uygulamaları alt yapısında kullanılan sunucular ve ağ mimarilerini sizlere anlattım. Bu yapılar yakınsama (convergence) nin olmaz ise olmazlarıdır. Türkiye’de birçok operatörün değil birbirleri ile kendi ağ altyapıları üzerinde (internal, intraoffice) IMS özelliğine dayalı yakınsama (convergence) yapmadıklarını biliyoruz. Peki, bunların nasıl IMS altyapısına kavuşturulacağı konusunda çalışmalar yapılıyor mu?

IMS standardizasyonu ve nasıl kurulacağına yönelik düzenlemeler yapılmadığı sürece telekomünikasyon sektörünün yakınsama konusunda verimli yatırım konseptini gerçekleştiremeyerek zaman ve yatırım kaybı oluşturacağı aşikârdır.

S. Vedat KARAARSLAN

Not: Bu yazıdan kaynak gösterilmek suretiyle alıntı yapılabilr.