UNI_Lubej_Marko_1984_

Transkripcija

1 Marko Lubej RAZVOJ SISTEMA ZA OBVEŠČANJE VELIKEGA ŠTEVILA UPORABNIKOV TELEKOMUNIKACIJSKIH OMREŽIJ Diplomsko delo Maribor, maj 2009

2 I Diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa RAZVOJ SISTEMA ZA OBVEŠČANJE VELIKEGA ŠTEVILA UPORABNIKOV TELEKOMUNIKACIJSKIH OMREŽIJ Študent: Študijski program: Smer: Mentor: Somentor: Lektorica: Marko LUBEJ Univerzitetni, Telekomunikacije Telekomunikacije doc. dr. Bojan IMPERL doc. dr. Tomaž ROTOVNIK Margit Berlič Ferlinc, prof. Maribor, maj 2009

3 II

4 III ZAHVALA Zahvaljujem se mentorju doc. dr. Bojanu IMPERLU in somentorju doc. dr. Tomažu ROTOVNIKU za vso strokovno svetovanje, potrpežljivost in vzpodbujanje v času nastajanja diplomskega dela. Hvala tudi doc. dr. Andreju ŽGANKU za pomoč in svetovanje. Posebna zahvala velja tudi mojim staršem, ki so mi omogočili študij.

5 IV RAZVOJ SISTEMA ZA OBVEŠČANJE VELIKEGA ŠTEVILA UPORABNIKOV TELEKOMUNIKACIJSKIH OMREŽIJ Ključne besede: telekomunikacije, storitve v telekomunikacijah, omrežja naslednje generacije, VoiceXML, Parlay X, interaktivni glasovni odzivnik, aplikacijski strežnik, klicni strežnik, VoIP. UDK: : (043.2) Povzetek Omrežja fiksne telefonije, podatkovna omrežja, omrežja mobilne telefonije in internet danes niso več samostojni in neodvisni ločeni sistemi, temveč se povezujejo in zlivajo v vedno bolj prepleteno in storitveno pestro platformo, ki odpira priložnosti za razvoj novih - konvergenčnih storitev. Diplomsko delo predstavlja vse korake razvoja ene izmed takšnih konvergenčnih storitev, sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij, ki izkorišča zmožnosti sodobnih omrežij. Delo opisuje vse faze razvoja, od analize omrežij naslednje generacije in njihovih elementov ter informacijskih tehnologij, ki omogočajo implementacijo samih storitev, do analize konkretnega problema in načrtovanja rešitve. Rezultat dela je sistem, napisan v programskem jeziku Java, ki teče na operacijskem sistemu Windows in v veliki meri izkorišča storitve vmesnika Parlay X, standardiziranega vmesnika za dostop do funkcionalnosti telekomunikacijskih omrežij. Sistem je sestavljen iz dveh delov, prvi del je spletni grafični uporabniški vmesnik, ki omogoča manipulacijo nad podatki v podatkovni bazi, drugi del pa aplikacija, katera samodejno izvaja telefonske klice in s tem opravlja funkcijo obveščanja uporabnikov telekomunikacijskih omrežij.

6 V DEVELOPMENT OF A SYSTEM FOR INFORMING A LARGE NUMBER OF USERS OF TELECOMMUNICATION NETWORKS Key words: telecommunications, services in telecommunications, next generation networks, VoiceXML, Parlay X, interactive voice response, application server, call server, VoIP. UDK: : (043.2) Abstract Fixed telephony networks, data networks, mobile telephony networks and the Internet are no longer separate and independent systems, but they are connecting and merging in an increasingly versatile service-centric platform that offers a variety of opportunities for development of new convergent services. The diploma thesis represents the steps of the development of one of such convergent services, a system for informing a large number of users of telecommunication networks, which exploits the capabilities of modern networks. The work describes all phases of development, from analysis of next generation networks and their elements, and information technologies that enable the implementation of services, to the analysis of the concrete problem and planning of a solution. The result of the work is a system, written in the Java programming language that runs on the Windows operating system and largely exploits services of the Parlay X interface, a standardized interface for accessing the functionality of the telecommunication networks. The system consists of two parts, the first part is a web graphical user interface that allows the manipulation of data in the database, the second part is an application, which automatically implements phone calls and thus performs the function of informing the users of telecommunication networks.

7 VI VSEBINA 1 UVOD KOMUNIKACIJSKA OMREŽJA VODOVNO PREKLAPLJANJE PAKETNO PREKLAPLJANJE PRIMERJAVA VODOVNEGA IN PAKETNEGA PREKLAPLJANJA OMREŽJA NASLEDNJE GENERACIJE - NGN GOVOR PREK IP ZAKAJ VOIP? PRENOS GOVORA Z IP RTP TRANSPORTNI PROTOKOL ZA REALNI ČAS H Arhitektura H Klicni scenarij H SIP PROTOKOL ZA ZAGON SEJE Arhitektura SIP Vzpostavljanje klica SIP Prednosti SIP-a pred drugimi signalizacijskimi protokoli KONCEPT NGN ELEMENTI OMREŽJA CS KLICNI STREŽNIK AS APLIKACIJSKI STREŽNIK PREHODI APLIKACIJSKI STREŽNIK TEHNOLOGIJE, UPORABLJENE PRI RAZVOJU SISTEMA PROGRAMSKI JEZIK JAVA PROGRAMSKI JEZIK SQL PODATKOVNA BAZA MYSQL PROGRAMSKI JEZIK VOICEXML PARLAY X RAZVOJNO OKOLJE NETBEANS... 44

8 VII 7 SISTEM ZA OBVEŠČANJE VELIKEGA ŠTEVILA UPORABNIKOV TELEKOMUNIKACIJSKIH OMREŽIJ PREDSTAVITEV OKOLJA IZBIRA TEHNOLOGIJ ARHITEKTURA IN ZASNOVA SISTEMA Podatkovna baza Grafični uporabniški vmesnik Funkcije grafičnega uporabniškega vmesnika Aplikacija za obveščanje uporabnikov Scenarij klica Glasovni odzivnik PRIMERJAVA DELOVANJA SISTEMA Z DELOM OPERATERJA SKLEP VIRI, LITERATURA PRILOGE NASLOV ŠTUDENTA KRATEK ŽIVLJENJEPIS... 71

9 VIII SEZNAM SLIK Slika 2.1: Prikaz vodovnega preklapljanja... 4 Slika 2.2: Prikaz paketnega preklapljanja... 5 Slika 3.1: Lega RTP-ja v protokolnem skladu in ugnezdenje paketa Slika 3.2: Doseg H Slika 3.3: Scenarij klica H Slika 3.4: Logična ločitev signalizacije SIP in medijev Slika 3.5: Delovanje strežnika proksi Slika 3.6: Scenarij vzpostavljanja klica SIP Slika 4.1: Arhitektura NGN Slika 5.1: Aplikacijski strežnik v večslojni arhitekturi Slika 5.2: Arhitektura AS in Parlay/OSA okolja Slika 6.1: Preprost programček, napisan v Javi Slika 6.2: Primer poizvedbe z jezikom SQL Slika 6.3: Arhitektura VoiceXML Slika 6.4: Arhitektura Parlay X Slika 6.5: Third Party Call scenarij Slika 6.6: Netbeans IDE Slika 7.1: Okolje sistema za obveščanje Slika 7.2: SoftPhone Slika 7.3: Arhitektura sistema za obveščanje uporabnikov Slika 7.4: Struktura tabele v podatkovni bazi... 50

10 IX Slika 7.5: Arhitektura grafičnega uporabniškega vmesnika Slika 7.6: Vstopni obrazec za prijavo v spletno aplikacijo Slika 7.7: Glavno okno spletne aplikacije Slika 7.8: Dodajanje novega vnosa Slika 7.9: Urejanje obstoječega vnosa Slika 7.10: Brisanje vnosa iz baze Slika 7.11: Umestitev aplikacije v omrežje Slika 7.12: Življenjski cikel aplikacije Slika 7.13: Potek pridobivanja telefonskih številk iz baze Slika 7.14: Potek klicanja številk iz seznama za klicanje Slika 7.15: Klic metode makecall Slika 7.16: Potek klica Slika 7.17: Arhitektura glasovnega odzivnika Slika 7.18: Scenarij delovanja glasovnega odzivnika... 65

11 X SEZNAM TABEL Tabela 3.1: Metode SIP, definirane v osnovni specifikaciji Tabela 6.1: Seznam Parlay X 3.0 specifikacij Tabela 6.2: CallStatus Tabela 6.3: CallTerminationCause Tabela 6.4: Struktura CallInformation Tabela 7.1: Seznam vrednosti parametra»status«... 58

12 XI UPORABLJENE KRATICE IN OZNAKE 3GPP Third Generation Partnership Project Partnerski projekt tretje generacije ACF Admission Confirm potrditev sprejema ANSI American National Standards Institute Ameriški nacionalni inštitut za standardizacijo API Application Programming Interface aplikacijski programski vmesnik ARQ Admission request zahteva sprejema AS Application Server aplikacijski strežnik ASP Active Server Pages aktivne strežniške strani ASR Automatic Speech Recognition samodejna razpoznava govora ATM Asynchronous Transfer Mode asinhroni prenosni način BGCF Breakout Gateway Control Function funkcija krmiljenja prebojnega prehoda CGI Common Gateway Interface splošni vmesnik prehoda CLC Close Logical Channel zapri logični kanal CS Call Server klicni strežnik CSCF Call Session Control Function funkcija krmiljenja klicne seje DTMF ETSI Dual-tone Multi-Frequency European Telecommunications Standards Institute dvotonska večfrekvenčna signalizacija Evropski inštitut za telekomunikacije FR Frame Relay blokovno posredovanje GUI Graphical User Interface grafični uporabniški vmesnik HTML HyperText Markup Language jezik za označevanje hiperteksta

13 XII HTTP Hypertext Transfer Protocol protokol za prenos hiperteksta IDE Integrated Development Environment integrirano razvojno okolje IIS Internet Information Server spletni informacijski strežnik IMS IP Multimedia Subsystem IP multimedijski podsistem IP Internet Protocol internetni protokol ISDN ISO ITU-T Integrated Services Digital Network International Organization for Standardization International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector digitalno omrežje z integriranimi storitvami Mednarodna organizacija za standardizacijo Mednarodna telekomunikacijska zveza sektor za standardizacijo telekomunikacij JAR Java ARchive javanska arhivska datoteka JSP Java Server Pages javanske strežniške strani JVM Java Virtual Machine javanska navidezna naprava LAN Local Area Network lokalno omrežje MCU Multipoint Control Unit večtočkovna kontrolna enota MGCF MGCP Media Gateway Control Function Media Gateway Control Protocol funkcija krmiljenja medijskega prehoda krmilni protokol za nadzor medijskih prehodov MGW Media GateWay medijski prehod MMS Multimedia Messaging Service storitev večpredstavnostnih sporočil MSC Mobile Switching Center mobilni komutacijski center MySQL My Structured Query Language ime podatkovne baze NGN Next Generation Network omrežje naslednje generacije OLC Open Logical Channel odpri logični kanal OSA Open Services Architecture arhitektura odprtih storitev

14 XIII PERL Practical Extraction and Report Language priročni jezik za izvlečke in poročila PCM Pulse-Code Modulation pulzno-kodna modulacija PSTN RDBMS Public Switched Telephone Network Relational Database Management System javno komutirano telefonsko omrežje sistem za upravljanje relacijskih podatkovnih baz RPC Remote Procedure Call klic za oddaljeni postopek RTCP Real-time Transport Control Protocol krmilni transportni protokol v realnem času RTSP Real-time Streaming protocol protokol strujanja v realnem času RTP Real-time Transport Protocol transportni protokol v realnem času SAP Session Announcement Protocol protokol za najavo seje SBC Session Border Controller mejni krmilnik sej SDP Session Description Protocol protokol za opis seje SGW Signaling Gateway signalizacijski prehod SIP Session Initiation Protocol protokol za zagon seje SMS Short Message Service storitev kratkih sporočil SOAP Simple Object Access Protocol protokol za izmenjavo XML sporočil preko omrežja SS7 Signaling System No. 7 signalizacija številka 7 SQL Structured Query Language strukturirani jezik za poizvedovanje TCP Transmission Control Protocol protokol za krmiljenje prenosa TTS Text-To-Speech sinteza govora iz besedila UAC User Agent Client klient uporabniškega agenta UAS User Agent Server strežnik uporabniškega agenta UDP User Datagram Protocol uporabniški datagramski protokol URL Uniform Resource Locator enolični lokalizator vira VoIP Voice Over IP govor prek IP

15 XIV VoP Voice over Packet govor preko paketnega omrežja VoiceXML Voice extensible Markup Language glasovni razširljivi označevalni jezik WAN Wide Area Network prostrano omrežje WSDL Web Services Description Language jezik za opis spletnih storitev XML extensible Markup Language razširljiv označevalni jezik

16 Razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij 1 1 UVOD Omrežja in storitve nove generacije so temeljito prevetrile način pojmovanja komunikacije, kakršen je bil v veljavi do danes. Odprla so nova obzorja tako s tehnološkega kot tudi s storitvenega in socialno-psihološkega stališča. Omrežja fiksne telefonije, podatkovna omrežja, omrežja mobilne telefonije in internet danes niso več samostojni in neodvisni ločeni sistemi. Korakoma se povezujejo in zlivajo v vedno bolj prepleteno, tehnološko in storitveno pestro platformo, ki odpira priložnosti za nove storitve. Arhitekturno gledano je koncept zasnovan zelo široko in integrira obsežen nabor dostopovnih in jedrnih tehnologij. Skladno s tem so potrebni ustrezni signalizacijski postopki in nadzor sistema kot celote. Potrebna je tudi učinkovita platforma za načrtovanje, razvoj in vpeljavo tržno zanimivih storitev. Pri tem so ključni predvsem varnostni vidiki in zanesljivost, tako s stališča omrežja kot celote in operaterja, ki ga upravlja, kot tudi končnega uporabnika, ki dostopa do omrežja in koristi storitve. Vodilo in razlog za uvajanje novih sistemov so vselej uporabniki. Le-ti s sodobnim načinom življenja, potrebami, zahtevami in znanjem narekujejo nove trende. Izkazalo se je že, da v ospredje stopa mobilni princip komuniciranja. Med storitvami so ključne prisotnost, lokalizacija, personalizacija in prepletanje tehnološko in predstavnostno različnih principov sporočanja. Poglavitni izziv pri zastavljenih ciljih je slediti potrebam, ki so se izkazale kot pomanjkljivost preteklih sistemov. Obenem je potrebno poskrbeti za stabilnost, ki je potreben pogoj za uspešnost tovrstnih rešitev. Nenazadnje ne gre zanemariti finančnih in socioloških parametrov, ki v širšem kontekstu oblikujejo sodobno informacijsko družbo. S tem diplomskim delom bi radi predstavili razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij. V vsakdanjem življenju se velikokrat srečamo s primeri, ko se pokaže potreba po hitrem obveščanju velikega števila ljudi (npr. obveščanje neplačnikov, obveščanje ob naravnih nesrečah ) in le malokrat obstajajo za ta namen učinkovite rešitve. Namen dela je izdelati in predstaviti celovito rešitev ob uporabi vseh funkcionalnosti in tehnologij, ki jih ponujajo omrežja naslednje generacije.

17 Razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij 2 Diplomsko delo predstavlja korak v smeri izpolnjevanja potreb operaterjev telekomunikacij. Operaterji imajo omrežje, opremo in množico uporabnikov, kateri zahtevajo vedno nove storitve. Sistem za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij, ki je predmet tega diplomskega dela, izkorišča zmožnosti sodobnih omrežij in novih tehnologij, ter je tako idealen za operaterje, ki bi ga lahko brez težav vključili v svoje omrežje in tako ponudili novo storitev. S pomočjo takšnega avtomatiziranega sistema lahko operaterji učinkovito in z minimalnimi stroški rešujejo problem obveščanja svojih uporabnikov, hkrati pa sistem prinaša korist tudi uporabnikom, ki so lahko na ta način bolj pogosto in bolj podrobno obveščani o različnih zadevah. Naša naloga je bila izdelati tako grafični vmesnik, preko katerega bo mogoče vstavljati, brisati in urejati vnose v bazi podatkov, kot tudi samo aplikacijo, ki bo iz baze pridobila vse potrebne informacije in samodejno izvajala telefonske klice. Ko bo klicani uporabnik telekomunikacijskih omrežij odgovoril na prejeti telefonski klic, bo sistem aktiviral glasovni odzivnik, ki bo uporabniku predvajal predvideno sporočilo. Diplomsko delo je sestavljeno iz devetih poglavij. Najprej bomo za boljše razumevanje pregledali komunikacijska omrežja. V ospredje bodo postavljena vodovno in paketno preklapljana omrežja ter omrežja naslednje generacije. Predstavili bomo osnovne značilnosti posamezne vrste omrežja in osnove njihovega delovanja. V tretjem poglavju bomo predstavili govor prek IP. Povedali bomo, zakaj govor prek IP postaja vedno popularnejši. Razložili bomo tudi, kako se govor sploh prenaša prek omrežja IP in kateri protokoli so najpomembnejši pri tem. V četrtem poglavju bomo predstavili koncept omrežij naslednje generacije. Opisali bomo najpomembnejše elemente omrežij NGN, ki so potrebni za realizacijo sistema za obveščanja velikega števila uporabnikov. V petem poglavju bo podrobno predstavljen osrednji element omrežij naslednje generacije, aplikacijski strežnik. Povedali bomo, kje se uporablja in kakšne storitve ponuja. V šestem poglavju bodo predstavljeni programski jeziki in tehnologije, ki smo jih uporabili pri načrtovanju in implementaciji sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov. V sedmem poglavju bomo opisali razvoj sistema, ki je predmet tega diplomskega dela. Predstavili bomo ves postopek od ideje do realizacije. Predstavili bomo končni izdelek in opisali težave, na katere smo naleteli pri razvoju. Osmo poglavje je namenjeno primerjavi delovanja sistema z delom operaterja. V zadnjem, devetem poglavju, je podan sklep diplomskega dela.

18 Razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij 3 2 KOMUNIKACIJSKA OMREŽJA Podatki, to so lahko na primer glas, slika, video, navadni podatki (številke, besedilo), se na večjem območju od izvora do cilja prenašajo po omrežju vmesnih preklopnih vozlišč, imenovanih usmerjevalniki ali centrale. V tem poglavju si bomo najprej ogledali in med seboj primerjali osnovni vrsti preklapljanja v komunikacijskih omrežjih, vodovno in paketno. To sta tradicionalna preklopna načina. Preostali načini preklapljanja so ponavadi izpeljanke iz teh dveh osnovnih načinov. Izmed bolj znanih sta še asinhroni prenosni način (ATM Asynchronous Transfer Mode) in blokovno posredovanje (FR Frame Relay). Podrobneje se bomo seznanili le z vodovnim in paketnim preklapljanjem, saj nam bo poznavanje teh dveh omrežij pomagalo pri razumevanju strukture in delovanja omrežij naslednje generacije (NGN Next Generation Network), ki so ravno posledica zlivanja in združevanja različnih vrst omrežij v eno transparentno, tehnološko in storitveno pestro omrežje. Naslednji razvojni korak z bolje definiranimi omrežnimi elementi, nalogami, zmogljivostmi, protokoli in vmesniki je IP multimedijski podsistem (IMS IP Multimedia Subsystem), ki je danes označen kot potencialno izhodišče za oblikovanje dejanske arhitekture, ki bo upoštevala tako fiksne kot mobilne vidike omrežij. 2.1 Vodovno preklapljanje Vodovno preklapljanje (»circuit switching«) je danes prevladujoča tehnologija za glasovne komunikacije [2]. Podatki se na večjem območju od izvora do cilja prenašajo po omrežju vmesnih preklopnih vozlišč, imenovanih usmerjevalniki ali centrale. Central ne zanima vsebina podatkov, ampak le premikajo podatke do cilja. Končne naprave, ki želijo komunicirati, imenujemo postaje. To so lahko računalniki, terminali, telefoni in druge komunikacijske naprave. Vsaka končna naprava je povezana na neko vozlišče, vsa vozlišča skupaj s povezavami pa tvorijo omrežje (sl. 2.1). Pri tem načinu prenosa je točno določena komunikacijska pot med dvema postajama za čas trajanja komunikacije oz. zveze med

19 Razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij 4 njima. Pot je zaporedje vodov med vozlišči. Na vsakem vodu je neki kanal dodeljen samo tej zvezi. Komunikacija z uporabo vodovnega preklapljanja je sestavljena iz treh faz: 1. Vzpostavljanje zveze Preden se lahko pošiljajo (podatkovni) signali, se mora vzpostaviti zveza od konca do konca (od izvorne do ciljne postaje). V omrežju na sliki 2.1 na primer postaja A pošlje zahtevo vozlišču 1 za vzpostavitev zveze do postaje B. Vozlišče 1 mora izbrati naslednjo linijo v poti do vozlišča 3. To se zgodi na osnovi usmerjevalne informacije, razpoložljivosti ali morda cene. V našem primeru izbere vozlišče 1 linijo do vozlišča 4, dodeli prost kanal na liniji 1-4 in pošlje vozlišču 4 zahtevo za zvezo do postaje B. Preostanek poti se izbira podobno. 2. Prenos signalov Ko je zveza vzpostavljena, se lahko prenašajo signali po omrežju od A do B. Signali gredo najprej po A-1, nato se interno preklopijo skozi 1, nato gredo po kanalu 1-4, se preklopijo skozi 4 in potujejo po kanalu 4-3, se preklopijo skozi 3 in potujejo po 3-B. V splošnem je zveza popolno dvosmerna. 3. Brisanje zveze Po prenosu podatkov se zveza konča. Ponavadi jo konča ena od obeh postaj. Slika 2.1: Prikaz vodovnega preklapljanja

20 Razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij Paketno preklapljanje Medkrajevna vodovno preklapljana telekomunikacijska omrežja so bila v osnovi razvita za glasovni promet. Bistvo teh omrežij je, da se viri v omrežju dodelijo določenemu klicu oz. zvezi. To pomeni, da je zveza oz. vzpostavljena fizična povezava dobro izkoriščena, če se po njej izvaja glasovni promet. Če prenašamo podatke, pa se pojavi ena večja pomanjkljivost. Pri značilni zvezi, kot je na primer zveza terminal gostiteljski računalnik, se velik del časa ne prenaša nič. Torej je vodovno preklapljanje tu neučinkovito v smislu izkoriščenosti povezave. To težavo rešuje paketno preklapljanje. Pri paketnem preklapljanju se podatki prenašajo v paketih (značilna zgornja meja dolžine paketov je okoli 1000 oktetov). Predolga sporočila se razbijejo v zaporedje paketov. Vsak paket vsebuje uporabniške podatke in neko nadzorno informacijo, ki vsebuje najmanj informacijo, potrebno za usmerjanje paketa skozi omrežje in predajo izbranemu cilju. Poglejmo omrežje na sliki 2.2, ki je paketno preklapljano. Vzemimo, da morajo biti paketi poslani od postaje A do postaje B. Vsak paket bo vseboval nadzorno informacijo, ki bo označevala, da je cilj paketa postaja B. Slika 2.2: Prikaz paketnega preklapljanja

21 Razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij 6 Prvi paket se najprej pošlje od postaje A do vozlišča 1. Ta paket shrani, izbere naslednjo etapo na poti (na primer do vozlišča 3) in da paket v izhodno vrsto za izbrano linijo (1 3). Ko je ta prosta, se paket pošlje v vozlišče 3, ki ga bo poslalo v vozlišče 5, ta pa končno do postaje B. Podobno velja za ostale pakete sporočila. Paketi, ki potujejo med isto izvorno in ponorno točko, lahko gredo skozi omrežje preko različnih vozlišč (paket P3 na sl. 2.2). Pravilno zaporedje prispelih paketov, ki se ponovno združijo v originalno sporočilo, zagotovi sprejemna stran. 2.3 Primerjava vodovnega in paketnega preklapljanja Pri vodovnem preklapljanju se mora najprej skozi omrežje cilju poslati signal zahteve po klicu za vzpostavitev zveze do cilja. Če cilj ni zaseden, pošlje nazaj signal sprejema klica. Med zahtevo po klicu se v vsakem vozlišču pojavi zakasnitev zaradi procesiranja zaradi vzpostavljanja poti. Pri povratnem signalu pa te zakasnitve ni več, ker je zveza že vzpostavljena. Potem se sporočilo pošlje v enem bloku, brez omembe vredne zakasnitve v preklopnih vozliščih. Vodovno preklapljanje je transparentno in zagotavlja konstantno hitrost prenosa podatkov skozi omrežje. Paketno preklapljanje ima vrsto prednosti pred vodovnim: Večja je linijska učinkovitost (izkoriščenost linij), ker lahko eno linijo uporabljajo paketi iz različnih zvez. Postavijo se v vrsto in pošljejo naprej takoj, ko je mogoče. Pri vodovnem preklapljanju pa so določene časovne reže na liniji med vozliščema vnaprej prirejene eni zvezi s sinhronim časovnim multipleksiranjem. Lahko se zgodi, da je linija večino časa prosta, če so reže dodeljene zvezi, v kateri se nič ne pošilja. Paketno omrežje lahko izvaja pretvorbo podatkovne hitrosti. Pakete si lahko izmenjujeta postaji z različnima podatkovnima hitrostma, ker je vsaka povezana na svoje vozlišče s svojo podatkovno hitrostjo. Če v vodovno preklapljanem omrežju postane promet gost, so nekateri klici blokirani. Paketno omrežje pa ponavadi odposlane pakete kljub velikemu prometu sprejme za prenos, poveča pa se zakasnitev prenosa.

22 Razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij Omrežja naslednje generacije - NGN Razvoj tehnologij in poslovnih modelov vodi v konvergenco omrežij in storitev. NGN predstavlja pojem, pod katerim se skriva poenotenje oz. povezanost obstoječih omrežij, ki omogočajo prenos oz. uporabo storitev, temelječih na IP (Internet Protocol internetni protokol) protokolu. IP protokol je bil razvit posebej za medomrežno povezovanje. Protokol se uporablja za prenos podatkov v paketno preklapljanih omrežjih, ki smo jih opisali v podpoglavju 2.2. Koncept omrežij in storitev naslednje generacije izhaja iz obstoječe situacije na področju telekomunikacij, ki temelji na hierarhični arhitekturi, zagotovljeni kakovosti storitev, upravljanju, nadzoru ter standardiziranih rešitvah. Ključnega pomena je načelo interoperabilnosti»vsega in med vsem«. Lahko rečemo, da gre za (r)evolucijo v razvoju velikih telekomunikacijskih sistemov. Nekdaj izrazito tehnološko razmišljanje je danes v prvi vrsti usmerjeno k uporabniku, storitvam in vsebinam. Koncept omrežij naslednje generacije se širi od VoP (Voice over Packet govor preko paketnega omrežja) in VoIP (Voice over IP govor prek IP), preko NGN vse do danes, ko govorimo o IMS konceptu. Pri tem se poglavitne smernice ohranjajo, spreminjajo se le imena, tehnološke rešitve pa se dograjujejo in prilagajajo realnim okoljem, v katerih naj bi zaživele. Razvojni trendi v telekomunikacijah so usmerjeni k prehajanju na širokopasovna paketna omrežja, razvoju novih storitev in zagotavljanju vsebin. Koncept NGN ne opredeljuje sistemov podrobno, temveč le načela in cilje, po katerih naj bodo načrtovani. Arhitekturna zasnova novih komunikacijskih sistemov je izrazito slojevita. Takšen pristop pomeni večjo transparentnost in modularnost. Hkrati zagotavlja pregled zmogljivosti in nalog, ki jih različni deli omrežja opravljajo. Po načelih koncepta omrežij naslednje generacije sistem jasno ločuje sloj prenosa podatkov, sloj krmiljenja, storitve in aplikacije ter sloj nadzora omrežja z ustreznimi podpornimi sistemi (beleženje, zaračunavanje, statistična obdelava ipd.). Za komunikacije skrbijo protokoli, med katerimi je bil pred leti najpomembnejši H.323, danes pa so to SIP (Session Initiation Protocol protokol za zagon seje), MGCP (Media Gateway Control Protocol krmilni protokol za nadzor medijskih prehodov), H.248/Megaco in vmesniki, kamor sodijo Parlay/Parlay X, spletne storitve, XML (extensible Markup Language razširljiv označevalni jezik) ipd. [7]

23 Razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij 8 3 GOVOR PREK IP Še pred nekaj leti je bilo precej dvomljivcev glede prenosa govora prek IP protokola. Danes je teh vse manj, eden od razlogov pa je tudi ta, da uporabniki šele spoznavajo nove možnosti, ki jih prinaša IP protokol. Ideja prenosa govora prek podatkovnih omrežij sicer ni novost, kot bi marsikdo pomislil. V svojih prvih korakih pred desetletji je bil namen predvsem zniževanje stroškov komunikacije. O kakršnihkoli dodatnih možnostih, povezanih s tovrstno komunikacijo, ni bilo govora. Danes, ko postajajo uporabniki vse zahtevnejši ter iščejo nove možnosti in storitve, se je pokazala še večja potreba po prehodu govornega prometa na IP omrežja. Nesporno je prednost prenosa govora prek IP protokola prav v novih storitvah ali lažji izvedbi obstoječih. V tem poglavju bomo predstavili govor prek IP ter navedli nekaj dejstev, zakaj postaja vedno bolj razširjen. Razložili bomo tudi, kako se govor sploh prenaša prek omrežja IP in kateri protokoli so najpomembnejši pri tem. 3.1 Zakaj VoIP? Govor prek IP preprosto pomeni prenos govornega prometa s protokolom IP. Pravzaprav bi bilo bolj pravilno reči prenos glasovnega prometa (»voice«). Govor prek IP ni isto kot govor prek interneta 1, saj VoIP ne pomeni avtomatično, da se govor prenaša prek interneta. V njem so včasih še težave z zagotavljanjem visokokakovostnega prenosa govora, vendar je tudi teh vse manj. Problem se pojavlja predvsem v slabo načrtovanih omrežjih [2]. 1 V primeru internetne telefonije se za prenosno pot uporablja internet z vsemi svojimi morebitnimi negativnimi vplivi na kvaliteto storitve. VoIP je moč izvesti tudi po lastnih poteh, na katerih lahko ponudnik sam zagotavlja QoS od vstopne do končne točke, česar pri internetu praktično ni moč zagotoviti.

24 Razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij 9 Razvoj gre pravzaprav v smeri h»carrier-grade VoIP«. Temu bi lahko rekli tudi VoIP na operaterski stopnji. S tem so mišljena omrežja VoIP, ki bi se v razpoložljivosti, kapaciteti, zakasnitvah, kakovosti govora ipd. lahko primerjala z današnjimi običajnimi vodovno preklapljanimi telefonskimi omrežji. Zaradi napredka v internetu (rast pasovnih širin, izboljšana strojna oprema, protokoli ) in napredka algoritmov za kodiranje in prenos govora lahko že danes govorimo o govoru prek interneta na operaterski stopnji. Internetna telefonija naj bi pomenila telefonsko storitev prek IP, ki uporablja klasični internetni pristop. To pomeni, da je nadzor storitve v sistemih končnih uporabnikov, na primer v PC-jih. Protokol, ki omogoča, da je nadzor storitve v končnih sistemih, se imenuje SIP. Protokol SIP bomo podrobneje opisali v nadaljevanju. IP telefonija naj bi pomenila telefonsko storitev prek IP, pri kateri pa se nadzor storitve zagotavlja z inteligenco znotraj omrežja, podobno kot v tradicionalnem telefonskem omrežju, kjer so terminali ponavadi poceni naprave z malo funkcijami. Dejansko opravljanje povezave prek omrežja izvajajo centrale, povezane na terminalsko opremo. IP je privlačna izbira za prenos govora iz več vzrokov: Nižja cena opreme in obratovanja: sistemi za vodovno preklapljanje so ponavadi lastniški. Sistem od določenega proizvajalca uporablja njegovo lastno strojno opremo in operacijski sistem, aplikacije pa uporabljajo njegovo lastno programsko opremo. Ko se operater enkrat odloči za določenega proizvajalca, je popolnoma vezan nanj. V svetu IP je drugače. Večina strojne opreme je standardna in operacijski sistem in aplikacije tudi niso tako tesno vezane na strojno opremo. Tako imajo operaterji več možnosti izbire. Integriranje govornih in podatkovnih aplikacij konvergenčne aplikacije: IP je danes standard za podatkovne aplikacije. To pomeni za vse vrste aplikacij od elektronske pošte do brskanja po spletu in elektronskega poslovanja. Če tem storitvam dodamo še govor, dobimo množico naprednih storitev, ki temeljijo na integraciji - konvergenci obojega. Obstaja že kar nekaj konvergenčnih aplikacij, ki združujejo govorne in podatkovne funkcije: univerzalno sporočanje, govorni portali, klicni centri IP, govorni dostop do spletnih vsebin, aplikacije, ki povezujejo SMS s spletnimi ali govornimi storitvami in podobno...

25 Razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij 10 Potencialno nižje zahteve po pasovni širini: vodovno preklapljana telefonska omrežja prenašajo govor s hitrostjo 64 kbps. Ta hitrost je dobljena z digitalizacijo PCM (Pulse-Code Modulation pulzno-kodna modulacija) z 8000 otipki v sekundi in njihovo predstavitvijo z 8 biti. Za standardno telefonijo se uporablja ta način, obstaja pa še veliko drugih kodirnih načinov, ki uporabljajo bolj izpopolnjene kodirne algoritme in omogočajo prenos govora z manjšimi hitrostmi (npr. 32, 16, 6.3, 5.3 kbps). Nekateri od teh znajo tudi izločati tišino, tako da se promet prenaša samo, ko je kaj rečeno. Rešitve za VoIP na splošno podpirajo te kodirne načine. Prav tako pa standardi za VoIP omogočajo, da se konca klica pogajata, kateri način bo uporabljen. Tako naj bi bil VoIP zmožen zmanjšati potrebe po pasovni širini na eno osmino tiste, ki je uporabljena v vodovnih omrežjih. Splošna razširjenost IP-ja: IP je danes praktično povsod, celo v dlančnikih in različnih brezžičnih napravah. Posledica tega je, da je znanje o IP zelo razširjeno in da obstaja ogromno podjetij za razvijanje na njem temelječih aplikacij. Da bi VoIP lahko resnično konkuriral vodovno preklapljani telefoniji, mora zagotavljati enako zanesljivost in kakovost govora kot slednja. To pa pomeni, da mora zagotavljati odstotno razpoložljivost (»pet devetk«), ter kakovost govora iz fiksne telefonije. Če hoče VoIP resno konkurirati tehnologiji z vodovnim preklapljanjem, mora biti kakovost govora vsaj tako dobra kot v današnjih telefonskih omrežjih in se ne sme spreminjati. Govorni promet ima drugačne zahteve glede kakovosti kot podatkovni, v nekaterih pogledih prav nasprotne. Pri govoru je sprejemljiv večji odstotek izgubljenih paketov, vendar mora biti manjši od 5 odstotkov. Nasprotno pa je zelo zahteven glede zakasnitve. Priporočilo ITU-T (International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector Mednarodna telekomunikacijska zveza - sektor za standardizacijo telekomunikacij) pravi, da mora biti krožna zakasnitev pri telefoniji 300 ms ali manj. Druga pomembna zahteva pri govoru je, da mora biti čim manjše trepetanje (»jitter«). To pomeni, da četudi obstaja določena zakasnitev, mora biti vsaj konstantna. To dosežemo z medpomnilniki (»buffer«) za trepetanje, kjer se paketi shranijo, da se lahko redno predvajajo sprejemniku. Žal pa medpomnjenje nekoliko prispeva k zakasnitvi. Trepetanje v omrežjih IP se pojavlja iz dveh razlogov. Prvi je ta, da paketi lahko od oddajnika do

26 Razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij 11 sprejemnika potujejo po različnih poteh. Drugi pa je, da paketi, četudi potujejo po isti poti, lahko različno dolgo čakajo v vrstah, ker so omrežni viri, kot so čakalne vrste v usmerjevalnikih, poleg govora namenjene še za drug promet. Za visoko kakovost se ne sme med govorcem in poslušalcem izgubiti skoraj nič govora. Ravno zaradi polnih vrst v paketnih omrežjih pa se lahko paketi izgubljajo. Ena od velikih prednosti VoIP je, da bi lahko uporabljali eno omrežje za zelo različne aplikacije, na primer podatke, govor in video. Res pa je, da je treba v enem omrežju različne vrste prometa obravnavati različno. Danes predstavlja VoIP že resno konkurenco vodovno preklapljani telefoniji. Nekateri današnji prehodi VoIP že lahko obravnavajo več gigabitov govornega prometa na sekundo. Vse to z opremo, ki zavzema zelo malo prostora. 3.2 Prenos govora z IP Za prenos govora prek IP se uporablja UDP (User Datagram Protocol uporabniški datagramski protokol) in TCP (Transmission Control Protocol protokol za krmiljenje prenosa), čeprav UDP ne zagotavlja zanesljivega prenosa, TCP pa. Pri pogovoru nas toliko ne moti, če se občasno izgubita eden ali dva paketa, ker govorni promet na splošno uporablja kratke pakete (s trajanjem od 10 do 40 ms). Sodobne kodirne metode za govor delujejo bolje, če ni izgub paketov, vendar pa vseeno lahko kodirni in dekodirni algoritmi občasne izgube nekako popravijo, tako da niso zelo opazne. TCP potrebuje določen čas za vzpostavitev povezave in prihaja tudi do zakasnitev zaradi potrjevanja in ponovnih oddaj ob izgubi paketov. To pa nam seveda ni všeč pri prenosu govora. Pomembno je tudi, da so izgube dovolj enakomerno porazdeljene. Izgube skupin zaporednih paketov lahko odpravimo z uporabo metod za upravljanje in rezervacijo virov. Pri UDP je možno tudi, da se spremeni vrstni red paketov, vendar pa je to malo verjetno, saj je pri VoIP narejeno tako, da v eni seji oz. klicu vsi paketi potujejo po eni poti. Do pomešanja vrstnega reda paketov lahko pride le v primeru odpovedi. UDP v osnovi ni bil narejen za prenos govora, vendar pa se je izkazal za primernejšega kot TCP. Nekatere slabosti pri UDP, ki so moteče pri aplikacijah v realnem času (govorne in video aplikacije), pa odpravljamo z drugimi protokoli. Eden izmed njih je RTP (Real-time Transport Protocol transportni protokol v realnem času).

27 Razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij RTP transportni protokol za realni čas Multimedijske aplikacije v realnem času, kot so internetni radio, internetna telefonija, videokonference, video na zahtevo, potrebujejo ustrezen transportni protokol. Tako je nastal RTP, ki se še zdaj na široko uporablja. Poznamo pa tudi krmilni protokol RTP-ja (RTCP RTP Control Protocol). Določeno je bilo, da se bo RTP nahajal v uporabniškem delu protokolnega sklada in da se bo izvajal prek UDP. Na splošno bi lahko rekli, da RTP zagotavlja storitev prenosa od konca do konca. To je posebej primerno za aplikacije, ki oddajajo podatke v realnem času. Delovanje RTP: Multimedijska aplikacija je sestavljena iz več avdio, video, tekstovnih in tudi drugih tokov. Speljani so v knjižnico RTP, ki je v uporabniškem prostoru skupaj z aplikacijo. Ta knjižnica nato tokove multipleksira in kodira v pakete RTP, te pa pošilja v vtičnico (»socket«). Na drugem koncu vtičnice (v jedru operacijskega sistema) se iz njih tvorijo paketi UDP in ugnezdijo v pakete IP. Če je računalnik priključen na ethernet, se paketi IP za prenos ugnezdijo v ethernet okvirje (sl. 3.1). Slika 3.1: Lega RTP-ja v protokolnem skladu in ugnezdenje paketa Čeprav morda zgleda, kot da je RTP aplikacijski protokol v aplikacijskem sloju, temu ni povsem tako. Je splošen protokol, od aplikacije neodvisen, in le zagotavlja transportne zmožnosti. Najbolje je reči, da je transportni protokol implementiran v aplikacijskem sloju. Paketi RTP vsebujejo zaporedno številko, da lahko aplikacija, ki uporablja RTP, odkrije, da se je nekaj paketov izgubilo, ter da zagotovi dostavo paketov v pravilnem

28 Razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij 13 vrstnem redu. RTP paketi vsebujejo tudi časovni zaznamek, ki ustreza času, ko je bil paket ustvarjen z vzorčenjem njegovega izvornega medijskega toka. Ciljna aplikacija lahko uporabi ta zaznamek za zagotovitev sinhronega predvajanja ciljnemu uporabniku ter za izračun zakasnitve in trepetanja. 3.4 H.323 V tradicionalnih telefonskih omrežjih se pred in med klicem izvajajo posebni signalizacijski protokoli za zahtevo po vzpostavitvi klica, spremljanje napredovanja klica in za končanje seje. Tudi v sistemih VoIP so potrebni signalizacijski protokoli, ki opravljajo isto funkcijo. V ta namen je ITU-T razvil priporočilo H.323, ki je bil prvi uporaben standard v omrežjih VoIP. Danes je že nekoliko zastarel, saj ga je nadomestil SIP protokol. Prva različica H.323 je bila izdana leta Bila je razvita za multimedijske komunikacije prek LAN-ov (Local Area Network lokalno omrežje). V tej različici še niso bile implementirane funkcije, potrebne za podporo VoIP v širšem okolju. Zato je ITU- T leta 1998 izdal različico 2, katera je vsebovala nekaj novih funkcij in kmalu so začeli H.323 bolj uporabljati. Kasneje so specifikacijo še izpopolnili in prišle so nove različice z novimi funkcijami. Zadnja različica H.323 (iz leta 2006) nosi številko 6 [14] Arhitektura H.323 H.323 ni oz. ne specificira enega samega protokola. Je eno tistih priporočil ITU-T, ki specificirajo neko celotno arhitekturo in metodologijo ter vključujejo več drugih priporočil (npr. H.225 in H.245). Doseg H.323 je prikazan na sliki 3.2. Arhitektura vsebuje terminale H.323, prehode, vratarje in enote večtočkovnih krmilnikov (MCU Multipoint Controller Unit). Namen H.323 je omogočiti izmenjavo medijskih tokov med končnimi točkami H.323. Končna točka je terminal, prehod ali MCU.

29 Razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij 14 Slika 3.2: Doseg H.323 Terminal H.323 je končna točka, ki ponuja komunikacijo v realnem času z drugimi končnimi točkami H.323. Ponavadi je terminal komunikacijska naprava končnega uporabnika, ki podpira vsaj en avdio kodek, lahko pa še druge avdio ali video kodeke. Prehod je končna točka H.323, ki ponuja storitve prevajanja med omrežjem H.323 in drugo vrsto omrežja, na primer PSTN (Public Switched Telephone Network javno komutirano telefonsko omrežje) ali ISDN (Integrated Services Digital Network digitalno omrežje z integriranimi storitvami). Ena stran prehoda podpira signalizacijo H.323 in zaključuje paketne medije v skladu z zahtevami H.323, druga stran prehoda pa je vmesnik proti vodovno preklapljanemu omrežju in podpira prenosne lastnosti in signalizacijske protokole tega omrežja. Prevajanje med signalizacijskimi protokoli in medijskimi formati ene in druge strani se izvaja znotraj prehoda in je transparentno za druga vozlišča vodovno preklapljanega omrežja in omrežja H.323. Vratar je opcijski element znotraj omrežja H.323. Kadar je prisoten, nadzira terminale H.323, prehode in MCU-je. Vratar daje dovoljenja za omrežni dostop eni ali več končnim točkam in lahko dovoli ali zavrne klic od končne točke, ki jo ima pod nadzorom. Vratar lahko izvaja tudi storitve nadzora pasovne širine in storitve prevajanja naslovov in s tem omogoča uporabo aliasov v omrežju.

30 Razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij 15 MCU je končna točka H.323, ki upravlja večtočkovne konference med tremi ali več terminali ali prehodi. Za takšne konference MCU vzpostavi medije, katerih skupno uporabo lahko omogoči z oddajo nabora zmožnosti različnim udeležencem konference. MCU lahko v primeru, da se konferenci pridružijo nove končne točke ali da jo nekatere končne točke zapustijo, nabor zmožnosti spremeni Klicni scenarij H.323 Pred pričetkom klicne signalizacije mora končna točka najprej dobiti dovoljenje od vratarja. Lahko ga dobi z izmenjavo sporočil ARQ/ACF (ali pa ji ga je dal vratar vnaprej pri registraciji). Sporočilo ARQ (Admission request zahteva sprejema) vsebuje zahtevano pasovno širino za celoten medijski tok. Sporočilo ACF (Admission Confirm potrditev sprejema) odobri zahtevo (sl. 3.3). Sledi izmenjava sporočil H.245 OLC (Open Logical Channel odpri logični kanal), ki so namenjena odprtju logičnega kanala za vzpostavitev medijskega toka od ene končne točke do druge. Medijski tokovi RTP potujejo vedno neposredno med končnima točkama. Po končanem prenosu medija stran, ki je zahtevala odprtje logičnega kanala, pošlje sporočilo H.245 CLC (Close Logical Channel zapri logični kanal), ki pomeni zahtevo po zaprtju logičnega kanala. Seja se konča s sporočilom»end Session«v eni in z enakim odgovorom nanj v drugi smeri. Na koncu klica mora končna točka obvestiti vratarja, da je klic končan.

31 Razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij 16 Slika 3.3: Scenarij klica H SIP protokol za zagon seje Včasih je SIP protokol predstavljal močno alternativo H.323, danes pa ga je že skoraj povsem izpodrinil. SIP je prožnejši, preprostejši kot H.323, lažji za implementacijo, primernejši za pametne uporabniške naprave in za implementacijo naprednih storitev. SIP so zasnovali kot del arhitekture za multimedijske podatke. Kot tak se SIP uporablja skupaj z mnogimi drugimi protokoli, kot so SDP (Session Description Protocol protokol za opis seje), RTSP (Real-Time Streaming Protocol protokol strujanja v realnem času) in SAP (Session Announcement Protocol protokol za najavo seje).

32 Razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij 17 SIP je signalizacijski protokol, ki skrbi za vzpostavljanje, spreminjanje in sproščanje multimedijskih sej [2] [15]. SIP se skupaj z drugimi protokoli uporablja za opisovanje lastnosti seje morebitnim udeležencem seje. Čeprav je SIP napisan tako, da medij, uporabljen v seji lahko uporablja katerikoli transportni protokol, se mediji običajno prenašajo z RTP. Zelo verjetno je, da sporočila SIP potujejo skozi nekatere iste fizične naprave kot prenašani medij. Kljub temu pa SIP obravnavamo ločeno od medijev (sl. 3.4). Ločitev je pomembna, ker lahko signalizacija potuje skozi enega ali več proksijev ali preusmeritvenih strežnikov, medijski tokovi pa po neposrednejši poti. Strežnik proksi (tudi posredovalni strežnik), deluje podobno kot strežnik proksi za spletni dostop. Odjemalci pošiljajo zahteve proksiju in ta jih obravnava sam ali pa pošlje drugim strežnikom, morda po izvedbi določenega prevajanja. Tem drugim strežnikom se zdi, kot da je sporočilo prišlo od proksija in ne od kakšnega osebka, skritega za njim. Ker proksi sprejema zahteve in jih oddaja, vsebuje funkcionalnost strežnika in odjemalca. Slika 3.4: Logična ločitev signalizacije SIP in medijev Arhitektura SIP SIP definira dva osnovna razreda omrežnih osebkov, to so odjemalci in strežniki. Odjemalec (UAC User Agent Client) je aplikacijski program, ki pošilja zahteve SIP. Strežnik (UAS User Agent Server) je osebek, ki odgovarja na zahteve. SIP je torej protokol odjemalec strežnik. Klici VoIP, ki uporabljajo SIP, se začenjajo pri odjemalcu in zaključijo pri strežniku. Odjemalec je lahko v uporabnikovi napravi, ki je lahko na primer PC s slušalkami ali SIP telefon, lahko pa se nahaja tudi na isti platformi kot

33 Razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij 18 strežnik. SIP namreč omogoča uporabo proksi strežnikov, ki so hkrati odjemalci in strežniki. Slika 3.5 prikazuje delovanje strežnika proksi. Vidimo, da se lahko funkcionalnost takšnega strežnika uporabi za preusmeritev klica, usmerjanje po dnevnem času ali sledilne storitve. Slika 3.5: Delovanje strežnika proksi Vzpostavljanje klica SIP Gledano na visokem nivoju, kot prikazuje slika 3.6, je vzpostavljanje klica SIP preprosto. Proces pošlje sporočilo SIP INVITE, ki se uporablja od kličočega h klicanemu. To sporočilo povabi klicanega k sodelovanju v seji, torej klicu. Na INVITE se lahko pošlje več odgovorov, preden klicana stran sprejme sodelovanje v klicu. Kličoči je na primer lahko informiran, da je klic postavljen v vrsto ali da je klicani opozarjan (da mu zvoni telefon). Nato klicani odgovori na klic, pri čemer se tvori odgovor OK in ta se pošlje kličočemu. Kličoči odjemalec potrdi prejem odgovora klicanega z oddajo sporočila ACK. Uporaba zaporedja INVITE, OK in ACK pomeni, da je za vzpostavljanje klica uporabljeno tako imenovano»trojno rokovanje«. Nato se izmenjujejo podatki oz. medij. Medij je običajno govor, lahko pa je tudi video ali kaj drugega. Na koncu ena od strani odloži pogovorko, kar povzroči, da se pošlje sporočilo BYE. Stran, ki prejme BYE, pošlje OK, da potrdi njegov prejem. Tako se klic konča.

34 Razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij 19 Slika 3.6: Scenarij vzpostavljanja klica SIP V osnovi je definiranih šest različnih SIP metod. To so INVITE, ACK, OPTIONS, BYE, CANCEL in REGISTER. Pregled metod podaja tabela 3.1. Tabela 3.1: Metode SIP, definirane v osnovni specifikaciji Metoda INVITE ACK BYE OPTIONS CANCEL REGISTER Opis Zahteva po pričetku seje Potrditev, da je bil sprejet končni odgovor Konča sejo Povpraševanje strežnika po njegovih zmožnostih Končanje obstoječe zahteve Informira strežnik o uporabnikovi trenutni lokaciji

35 Razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij Prednosti SIP-a pred drugimi signalizacijskimi protokoli Vprašamo se lahko, kaj je tako posebnega pri SIP protokolu, kar ga dela zanimivega. Vsak protokol mora za klicno signalizacijo imeti način, da ena stran pokliče drugo, za oznanitev pripravljenosti na sodelovanje v klicu in za njegovo sprostitev. SIP izvaja te akcije in še malenkost več. Kar pa SIP loči od drugih protokolov in predvsem od protokolov tradicionalne telefonije je to, da nam ponuja veliko prožnost. SIP-a ne zanima, katera vrsta medijev se bo izmenjavala med sejo ali vrsta transporta, uporabljenega za te medije. Dejansko se SIP lahko izvaja prek mnogo različnih transportnih protokolov. Sporočila SIP lahko vsebujejo veliko opcijskih polj, ki lahko vsebujejo uporabniško specificirane informacije. Ta pristop omogoča pošiljanje nestandardnih uporabniško specificiranih informacij, ki omogočajo, da uporabniki in naprave sprejemajo inteligentne odločitve za ravnanje s klici. Sporočilo INVITE lahko na primer vsebuje polje o predmetu (»subject«) klica. Oseba, ki sprejme INVITE, se tako lahko na podlagi informacije o kličočem in predmetu klica odloči, ali bo sprejela ali zavrnila klic.

36 Razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij 21 4 KONCEPT NGN ELEMENTI OMREŽJA V tem poglavju bomo predstavili koncept omrežij naslednje generacije (NGN). Na kratko si bomo ogledali arhitekturo NGN ter opisali ključne entitete NGN okolja. Koncept omrežij naslednje generacije temelji na nekaterih osnovnih arhitekturnih načelih, ki predstavljajo odločilno točko razlikovanja med klasičnimi in novimi telekomunikacijskimi sistemi. Arhitektura NGN je osnovana na logično ločenih ravninah, ter predstavlja preplet vseh osnovnih in dodatnih funkcionalnosti, ki so poznane že v klasičnih telekomunikacijskih sistemih. To so funkcionalnost za zagotavljanje krmiljenja, zagotavljanje storitev, delo z medijem in povezljivost v druga omrežja [6] [7]. Sistem temelji na paketnem transportnem omrežju in novih internetno orientiranih tehnologijah. Povezljivost med omrežnimi elementi, ravninami in celotnim sistemom proti zunanjemu okolju je osnovana na standardiziranih vmesnikih. To zagotavlja odprtost in medsebojno povezljivost različnih operaterjev ter tudi ponudnikov in uporabnikov. Standardiziranost omogoča tudi bodoče posodobitve in nadgradnje sistema kot celote. Ključnega pomena pri načrtovanju arhitekture in pripadajočih funkcionalnosti je izrazita storitvena orientiranost. Namen NGN je vzpostaviti zmogljivo, prilagodljivo in uporabniku prijazno okolje za razvoj in izvajanje uporabniško zanimivih storitev. Arhitektura NGN je sestavljena iz treh ravnin: dostopovna in transportna ravnina, krmilna in signalizacijska ravnina ter storitvena ravnina (sl. 4.1). Dostopovna in transportna ravnina temelji na paketni hrbtenici. Na tej ravnini se nahajajo tudi NGN uporabniki, ki preko terminalne opreme z ustrezno protokolno podporo neposredno dostopajo do krmilne in signalizacijske ravnine (tipični podprti protokoli so SIP, H.323, MGCP/Megaco). Dostop do krmilne ravnine iz hrbteničnih omrežij je omogočen preko robnega nadzornika sej (SBC Session Border Controller), ki skrbi za zaščito krmilne ravnine in skrbi za pravilno izvajanje sistemske politike.

37 Razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij 22 Slika 4.1: Arhitektura NGN Na krmilni ravnini se nahajajo funkcionalnosti, ki omogočajo izvedbo celovite uporabniške in medsistemske komunikacije ter funkcionalnosti usmerjanja, proženja in zagotavljanja storitev. Najpomembnejši omrežni element na tej ravnini je klicni strežnik. Klicni strežnik opravlja signalizacijo in usmerjanje, krmili delovanje ostalih omrežnih elementov, namenjen pa je tudi proženju in izvajanju storitev. Poleg modula za krmiljenje in signalizacijo so pomembne funkcionalnosti, ki jih klicni strežnik implementira, krmilnik medijskih prehodov (MGCF Media Gateway Control Function) in krmilnik prehoda v druga omrežja (BGCF Breakout Gateway Control Function) ter lokalna baza podatkov z uporabniškimi in storitvenimi podatki. Na robovih te ravnine so nameščeni različni tipi medijskih in dostopovnih prehodov (MGW Media/Access Gateway), ki predstavljajo vstopno točko različnim med seboj tehnološko nezdružljivim dostopovnim omrežjem ter drugim ne-ngn hrbteničnim omrežjem (npr. PSTN/ISDN). Na krmilno ravnino sodijo tudi signalizacijski prehodi (SGW Signaling Gateway), ki v sodelovanju z medijskimi prehodi omogočajo medsistemsko povezljivost omrežja. Tu so tudi medijski strežniki z viri za delo z medijem.

38 Razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij 23 Aplikacijska ravnina je ostalim ravninam dosegljiva preko klicnega strežnika. Na njej se nahajajo aplikacijski strežniki, ki predstavljajo funkcionalnosti za gostovanje, izvajanje ter načrtovanje in razvoj kompleksnejših storitev z dodano vrednostjo. Aplikacijski strežniki delujejo v tesnem sodelovanju s klicnim strežnikom in prevzemajo tisti del storitvene logike, ki je za klicni strežnik preobsežen, hkrati pa časovno in zanesljivo izvajanje le-te ni kritično. 4.1 CS Klicni strežnik Klicni strežnik, pogosto imenovan tudi programsko stikalo (»Softswitch«), je osrednja naprava v telefonskem omrežju, ki povezuje klice iz ene telefonske linije na drugo. V bistvu je to programska oprema, ki teče na računalniškem sistemu. Včasih je to delo opravljala strojna oprema s fizičnimi preklopnimi elementi, ki je usmerjala klice. Klicni strežnik se ponavadi uporablja za nadzor povezav na meji med vodovno preklapljanim in paketnim omrežjem. Klicni strežnik je ena sama naprava, ki vsebuje preklopno logiko in preklopni sistem. Med nalogami, ki jih opravlja klicni strežnik, so najpomembnejše zaračunavanje, usmerjanje klicev, signalizacija in klicne storitve. Poleg teh nalog klicni strežnik krmili tudi medijske prehode. Nadzoruje lahko več različnih medijskih prehodov na geografsko razpršenem področju preko TCP/IP povezav. Klicni strežnik poleg osnovnega krmiljenja klicev lahko opravlja tudi nekatere druge storitve, kot so preusmeritev klica, čakajoči klic, vrnitev zadnjega klica idr. Za zagotavljanje vseh teh storitev klicni strežnik pogosto sodeluje tudi z medijskim strežnikom. V IMS omrežjih je klicni strežnik predstavljen kot kombinacija različnih elementov za nadzor klicnih sej (CSCF Call Session Control Function) in krmilnikov medijskih prehodov MGC. V čistih SIP okoljih SIP uporablja še proksi strežnike kot pomoč pri usmerjanju zahtev do uporabnikove trenutne lokacije, avtentikaciji in avtorizaciji uporabnikov storitev.

39 Razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij AS Aplikacijski strežnik Aplikacijski strežnik nudi podobna funkcionalna opravila, kot jih ima tradicionalni gostujoči računalnik kot odziv na zahtevo terminala ali katere druge komunikacijske naprave. V modelu odjemalec/strežnik se te storitve nudijo za celotna opravila ali pa le za posamezne dele opravil. Storitve se zahtevajo s klici oddaljenih procedur (RPC Remote Procedure Call) ali podobnimi tehnologijami. Pri določenem opravilu lahko sodeluje več aplikacijskih strežnikov. Strežniki lahko imajo različne operacijske sisteme in lahko jih sestavlja različna strojna oprema. V povezavi z aplikacijskim strežnikom pogosto najdemo tudi Parlay X prehod, ki na eni strani (proti uporabniku) izpostavlja vmesnik spletnih storitev, na drugi pa vmesnik za komunikacijo s centralnim vozliščem (klicni strežnik ali TDM centrala, odvisno od implementacije proizvajalca Parlay X prehoda). Popularna storitev, ki jo lahko implementiramo s Parlay X in aplikacijskimi strežniki, je klik na izbiranje (»Click-todial«). Gre za storitev, kjer na primer uporabnik v brskalniku na domačem računalniku klikne na neko telefonsko številko in se klic avtomatsko vzpostavi. Parlay X omogoča še celo paleto zanimivih storitev. Ena izmed njih je tudi sistem za obveščanje velikega števila uporabnikov, kar je tema te diplomske naloge. Podrobno bomo aplikacijski strežnik in Parlay X prehod ter njuno vlogo v omrežjih naslednje generacije opisali v naslednjih poglavjih. 4.3 Prehodi Za skupno delovanje omrežij VoIP in vodovno preklapljanih uporabljamo prehode. Osnovna naloga prehoda je, da naredi, da omrežja različnih vrst drugo drugemu delujejo kot omrežja iste vrste. Omrežja VoIP morajo sprejemati signalizacijo in medije iz vodovno preklapljanih omrežij v prvotnem formatu in jih pretvoriti v format, uporabljen v omrežju IP. Ker lahko signalizacija potuje po poti, zelo različni od poti medijev, uporabljamo dve vrsti prehodov. Prvi so prehodi za pretvorbo signalizacije (SGW), drugi pa prehodi za pretvorbo medijev (MGW). Ker obstaja logična ločitev, ni nobenega vzroka, da ne bi bila ločitev tudi fizična. Fizična ločitev prehodov pa ima tudi nekatere prednosti. Omogoča, da medijska pretvorba poteka čim bliže izvoru ali cilju prometa v vodovno preklapljanem

40 Razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij 25 omrežju, medtem ko so funkcije ravnanja s klici centralizirane. Prednost je tudi ta, da lahko majhno število krmilnikov prehodov z bolj osrednjo lego krmili več prehodov, ki se nahajajo na različnih mestih. MGW pogosto vsebuje tudi prehod VoiceXML (Voice extensible Markup Language glasovni razširljivi označevalni jezik) in tako MGW zagotavlja okolje za interpretiranje in izvajanje skript VoiceXML, ki so lahko shranjena lokalno na MGW-ju ali pa jih dinamično generira poljubni zunanji aplikacijski strežnik. MGW se lahko povezuje po protokolu IP s TTS komponentami (Text-To-Speech sinteza govora iz besedila), ASR (Automatic Speech Recognition samodejna razpoznava govora) in aplikacijskim strežnikom. Vsakega od njih uporablja za določene naloge. TTS strežnik uporablja za sintezo govora iz besedila, ASR strežnik za samodejno razpoznavanje govora, aplikacijski strežnik pa za generiranje VoiceXML skript in bazo podatkov. Aplikacijski strežnik MGW-ju posreduje VoiceXML skripte, ki krmilijo povezovanje MGW-ja s TTS in ASR strežnikom.

41 Razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij 26 5 APLIKACIJSKI STREŽNIK V tem poglavju bomo razložili pojem aplikacijskega strežnika. Povedali bomo, kaj je aplikacijski strežnik, kje se uporablja ter kakšne storitve ponuja. V računalništvu ima strežnik dva pomena: program, ki daje na voljo storitve drugim programom, računalnik v omrežju, ki daje svoja sredstva (npr. disk) v uporabo drugim računalnikom. Na splošno je strežnik programska oprema (strežniški operacijski sistem oz. strežniški program), ki zagotavlja dostop do storitev drugim računalniškim programom na istem ali drugem računalniku. Ponavadi je strežnik v računalniškem omrežju»odjemalec/strežnik«enojen specializiran računalnik (strežniška strojna oprema), ki služi shranjevanju in upravljanju s podatki in drugimi viri iz ene centralizirane lokacije. Strežnik ima nameščeno strežniško programsko opremo, ki je izdelana za izvajanje točno določenih nalog in storitev, kot je strežba zahtevanih podatkov, upravljanje tiskalnikov, gostovanje internetne povezave in strežba ostalih informacijskih storitev v računalniškem omrežju. Definicija aplikacijskega strežnika Izraz aplikacijski strežnik se ne nanaša nujno na posebej specializiran računalnik v omrežju, ampak je ponavadi kar kos programske opreme, ki znotraj večjega sistema služi svojemu namenu. Zelo splošno bi lahko rekli, da je vsaka programska oprema, ki s centralizirane lokacije procesira podatke za večje število porazdeljenih odjemalskih računalnikov, aplikacijski strežnik. Naloga aplikacijskega strežnika je skrbeti za»poslovno logiko«znotraj večslojne arhitekture. Poslovna logika preprosto pomeni funkcionalnost, ki jo programska oprema izvaja nad podatki. Slojevitost arhitekture se najpogosteje nanaša na tri sloje: odjemalec aplikacijski strežnik podatkovna baza (sl. 5.1).

42 Razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij 27 Aplikacijski strežnik je napisan za točno določene naloge, ki jih narekujejo potrebe posameznika ali organizacije, ki želi koristiti storitve aplikacijskega strežnika. Osnovna naloga aplikacijskega strežnika je pridobitev, obdelava in predstavitev podatkov uporabniku preko uporabniškega vmesnika. Strežnik opravlja tudi vrsto drugih opravil, kot je obdelava najrazličnejših vhodnih podatkov, bodisi razne poizvedbe ali posodobitve, vključno z validacijo, verifikacijo in varnostnimi pregledi, ki morajo biti izvršeni. Kaj točno so podatki in procesi, ki jih izvaja aplikacijski strežnik, ni točno določeno. Obdeluje lahko najrazličnejše vrste podatkov in opravlja različne procese, odvisno od potreb odjemalca. Značilen primer aplikacijskega strežnika je internetni iskalnik. V tem primeru so odjemalci katerikoli računalniki, ki se prijavijo na spletno stran iskalnika ter vpišejo iskane podatke. Aplikacijski strežnik vzame vhodne podatke, ki jih je podal odjemalec ter požene nekaj operacij iskanja, ki se nanašajo na sam iskalni algoritem. Nato se izvedejo poizvedbe v podatkovno bazo spletnih vsebin in na koncu se vrnjeni podatki servirajo nazaj k odjemalcu. Drugi pogosti primeri aplikacijskega strežnika: spletni sistemi za rezervacije, centraliziran nadzor blaga, spletno bančništvo, spletni slovarji in ostali viri. Slojevitost arhitekture Mnogo omrežij še vedno uporablja dvoslojni pristop, v katerem so odjemalci povezani na osrednji aplikacijski strežnik, vendar pa ima vsak odjemalec nameščeno svojo kopijo posamezne aplikacije. To pomeni, da se vsi procesi odvijajo na računalnikih odjemalcev in je povezava s strežnikom namenjena samo izmenjavi podatkov. Trislojna arhitektura, včasih imenovana tudi n-slojna ali multi-slojna, razbremenjuje odjemalce procesiranja podatkov, saj se ta naloga prenese na strežnik. Odjemalcu je prepuščeno le prikazovanje podatkov. V tem modelu arhitekture odjemalca pogosto imenujejo»tanki odjemalec«.

43 Razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij 28 Čeprav so trije sloji ponavadi razdeljeni vsak na svoj ločen računalnik, je še vedno mogoče, da so vsi trije sloji (vmesnik, aplikacija in podatkovna baza) implementirani na enem samem računalniku. Slika 5.1 prikazuje značilni model ločene trislojne arhitekture. Slika 5.1: Aplikacijski strežnik v večslojni arhitekturi Prednosti in slabosti aplikacijskih strežnikov Prednosti uporabe aplikacijskih strežnikov v omrežju so številne. S postavitvijo aplikacije na centralni računalnik ločimo odjemalca od procesiranja in s tem omogočimo odjemalcem, da dostopajo do aplikacije iz različnih platform. Z drugimi besedami, katerikoli računalnik, ki poganja brskalnik na kateremkoli operacijskem sistemu (Windows, Linux, Macintosh idr.), se lahko poveže na spletni aplikacijski strežnik, ne glede na njegove individualne specifikacije. Centralizacija aplikacij predstavlja prednost tudi glede vzdrževanja in upravljanja. Računalnik, na katerem teče aplikacijski strežnik, se z lahkoto vzdržuje in posodablja, ko je to potrebno. Programsko opremo pa je mogoče načrtovati in razvijati z zanesljivostjo okolja, kar ne bi bilo mogoče, če bi procesiranje podatkov teklo na množici porazdeljenih računalnikov.

44 Razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij 29 Imajo pa aplikacijski strežniki tudi tri večje pomanjkljivosti. Prva je ta, da če strežnik slučajno odpove ali pa se iz kakršnih koli razlogov izklopi, odjemalci ne morejo dostopati do aplikacij. Drugič, odvisnost od omrežnih povezav, vključno z internetom, izpostavlja ranljivost glede izpada omrežja, ki prav tako onemogoča odjemalcem dostop do aplikacije. Na koncu je tu še vidik varnosti, saj se med odjemalcem in aplikacijskim strežnikom velikokrat prenašajo zelo občutljivi podatki, nemalokrat tudi preko javnih omrežij. Prva dva problema rešujemo s postavitvijo redundančnih elementov in povezav v omrežju. S tem se izognemo daljšim izpadom, saj nedelujoči strežnik nadomesti drugi, vendar pa je tako skoraj nemogoče predvideti in poskrbeti za vse možne scenarije. Na primer večino WAN (Wide Area Network prostrano omrežje) omrežja nimamo pod nadzorom in stopnja varovanja pred izpadom je pogojena samo s pomembnostjo aplikacije, ki teče na aplikacijskem strežniku. Reševanje varnostnih problemov je vedno težavno, vseeno pa imamo na voljo danes številne metode, kriptiranja in varovane povezave, ki so uporabne za vse oblike občutljivih spletnih transakcij. Razvojne platforme Referenca na področju razvoja aplikacijskih strežnikov je prav gotovo Java EE platforma, znana tudi kot J2EE. Posledica tega je velika razširjenost programskega jezika Java kot izbire za aplikacijski strežnik. Tudi Microsoftova ASP.NET platforma je zelo zmogljiva in precej razširjena. Mnogo razvijalcev še vedno uporablja CGI (Common Gateway Interface splošni vmesnik prehoda) in PERL (Practical Extraction and Report Language priročni jezik za izvlečke in poročila). Izbira platforme za aplikacijski strežnik je včasih težavna naloga, saj smo mnogokrat vezani na tehnične omejitve. Naloga sistemskih analitikov in razvijalcev pa je, da predvidijo potrebe in zmožnosti postavitve aplikacijskega strežnika. Parlay X v povezavi z aplikacijskim strežnikom Parlay/OSA (Open Services Architecture arhitektura odprtih storitev) je storitvena arhitektura, razvita za povečanje števila potencialnih telekomunikacijskih storitev in se običajno zelo prepleta s pojmom aplikacijskega strežnika. S pomočjo Parlay arhitekture

45 Razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij 30 lahko razvijalci ustvarjajo množico novih telefonskih aplikacij brez poglobljenega znanja telekomunikacij. V upanju, da bi tehnologija dosegla še širši krog razvijalcev, je bil predstavljen Parlay X kot razširitev Parlay/OSA. Parlay X funkcionalnost omogoča aplikacijam, ki se nahajajo na internetu, uporabo omrežnih zmogljivosti iz telekomunikacijskih omrežij preko tako imenovanih spletnih storitev (»web service«). Aplikacija, ki se nahaja na internetu, lahko uporablja omrežne zmogljivosti preko aplikacijskega strežnika, ki Parlay X gradnike pretvarja v primerne za komunikacijo z omrežjem. Aplikacijski strežnik je povezan s Parlay/OSA okoljem in na ta način s stališča aplikacije igra vlogo prehoda med aplikacijo in omrežjem. AS je porazdeljen sistem, ki opravlja preslikave med Parlay X ukazi in Parlay/OSA ukazi. Porazdeljenost AS pomeni, da vsebuje različna obdelovalna vozlišča, ki so lahko vključena med zahtevami storitev. Slika 5.2 prikazuje arhitekturo AS in Parlay/OSA okolja. Slika 5.2: Arhitektura AS in Parlay/OSA okolja Storitvena arhitektura je lahko uporabljena v kateremkoli telekomunikacijskem omrežju in ni določeno, v katerem omrežju morajo biti uporabniki, da lahko uporabljajo to arhitekturo. Ena izmed najbolj obetajočih topologij predvideva končnega uporabnika aplikacije, priključenega na internet. Parlay/OSA arhitektura povezana na internet se pogosto nanaša na Parlay X arhitekturo, kjer so omrežni viri abstraktni in jih imenujemo Parlay X spletne storitve.

46 Razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij 31 6 TEHNOLOGIJE, UPORABLJENE PRI RAZVOJU SISTEMA V tem poglavju bomo predstavili vse programske jezike in tehnologije, s katerimi smo se srečali pri izdelavi sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov. Nekaj od teh tehnologij se nanaša na aplikacijski strežnik (poglavje 5), katerega smo tudi uporabili pri razvoju sistema. Na aplikacijskem strežniku kot osrednjem in bistvenem elementu omrežja se lahko uporablja veliko različnih tehnologij, vendar pa bomo mi predstavili le tiste najpomembnejše, ki smo jih uporabili. Med njimi je prav gotovo najpomembnejši Parlay X. 6.1 Programski jezik Java Java je objektno orientiran, prenosljiv programski jezik, ki ga je razvil James Gosling s sodelavci v podjetju Sun Microsystems [16]. Projekt, ki se je v začetku (leta 1991) imenoval Oak (hrast), je bil razvit kot zamenjava za C++. Jave ne smemo zamenjevati z jezikom JavaScript, ki ima podobno ime ter podobno, C-jevsko sintakso. Različica Java 1.0 je bila objavljena leta 1996, zadnja različica je 6 Update 10 (oktober 2008). Javo vzdržuje in posodablja Sun Microsystems. Tolmač za Javo je vgrajen v večino spletnih brskalnikov, s tem se javanski programčki (»applet«) lahko izvajajo kot del HTML (HyperText Markup Language jezik za označevanje hiperteksta) dokumenta. Zanimivo, da so danes javanski programčki s spletnih strani skoraj povsem izginili. Vendar pa je Javina prilagodljivost omogočila pohod na številna druga področja, med drugim tudi na novo, povsod prisotno tehnologijo na področje prenosnih naprav, kot so mobilni telefoni in dlančniki. Na drugi strani pa Java danes prevladuje kot podlaga za razvoj porazdeljenih poslovnih programov in kot najpogostejši programski jezik, s katerim se prvič srečajo študenti računalništva po vsem svetu.

47 Razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij 32 Java je torej podlaga, ki jo sestavlja več pomembnih členov: programski jezik, programske knjižnice, izvajalno okolje. Programski jezik Java je olajšal razvoj, bogata knjižnica pa je poskrbela za cel kup sestavin sodobnih programov. Prava revolucija pa je bil način, kako se ta koda izvaja. Pred uveljavitvijo Jave je bila učinkovitost izvajanja pomembnejša od udobja programerjev. Uveljavljeni programski jeziki se zato prevajajo v strojno kodo, ki omogoča najhitrejše izvajanje, vendar je takšna koda lahko izjemno nevarna, če ni popolna. Java je nastala v želji izdelave programskega jezika za potrošniško elektroniko. Naprave, ki naj bi jih krmilila Java, nimajo velikih zmogljivosti in so si medsebojno precej različne, zato je bil cilj razvoja preprost jezik, ki izdela strnjeno kodo, sposobno izvajanja v različnih napravah. Tvorci Jave so se ozrli na raziskave navideznih strojev in ta koncept uspešno uporabili. Programska koda v Javi se zato ne prevaja v strojno, temveč v vmesno kodo (»bytecode«). Ta koda se na običajnih procesorjih ne more izvajati, ker potrebuje tolmača (»interpreter«). Vendar se program v vmesni kodi lahko izvaja na poljubni napravi, za katero obstaja ustrezen tolmač. S tem je osnovni pogoj za obljubo»napiši enkrat, poganjaj povsod«izpolnjen. Javino izvajalno okolje, poimenovano tudi Javanski navidezni stroj (JVM Java Virtual Machine), je postalo mnogo več kot tolmač vmesne kode, ki omogoča programom, da se izvajajo na različnih strojnih podlagah. JVM ponuja nadzorovano izvajalno okolje, ki skrbi za nekatere temeljne storitve (npr. samodejno sproščanje pomnilnika), hkrati pa ponuja visoko stopnjo varnosti [3]. Številne prednosti nadzorovanega okolja imajo seveda svojo ceno. Težko bi pričakovali, da se vmesna koda, ki jo je treba tolmačiti, hkrati pa se kar naprej preverja zaradi varnosti, izvaja pri hitrosti, primerljivi s strojno kodo, ki neovirano teče neposredno v procesorju. Vendar so tudi te negativne posledice ublažili v novejših različicah Jave. Javanska zrna (»Java Beans«) so majhne, ponovno uporabljive komponente, ki se uporabljajo za gradnjo večjih javanskih programov. Javanske strežniške strani (JSP Java Server Pages) in javanski strežniški programčki (»servlets«) se na strežniški strani uporabljajo za dinamično generiranje

48 Razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij 33 spletnih strani. Slika 6.1 prikazuje preprost programček, napisan v programskem jeziku Java. Na začetku je definiran razred»pozdravljen svet«, ki ima isto ime, kot je ime datoteke, v kateri je shranjen program, torej»pozdravljensvet.java«. Znotraj glavne metode»main«kličemo še metodo»system.out.println«, ki izpiše na zaslon sporočilo»pozdravljen Svet!«. Slika 6.1: Preprost programček, napisan v Javi 6.2 Programski jezik SQL SQL (Structured Query Language strukturirani jezik za poizvedovanje) je računalniški jezik namenjen za delo s podatkovnimi bazami. Oblikovan je za upravljanje podatkov v sistemih relacijskih podatkovnih baz (RDBMS Relational Database Management System). SQL je standardiziran interaktivni programski jezik, namenjen za iskanje, spreminjanje in upravljanje podatkov v podatkovnih bazah ter je ISO (International Organization for Standardization Mednarodna organizacija za standardizacijo) in ANSI (American National Standards Institute Ameriški nacionalni inštitut za standardizacijo) standard. Jedro jezika SQL predstavlja zmožnost iskanja, vstavljanja, posodabljanja in brisanja podatkov ter upravljavske in administrativne funkcije. SQL prav tako vključuje CLI (Call Level Interface vmesnik klicnega nivoja), ki omogoča dostop in upravljanje z bazo tudi na daljavo. Prva različica SQL je bila razvita v podjetju IBM v začetku leta Ta različica, ki je bila sprva imenovana SEQUEL, je bila zasnovana za manipulacijo podatkov shranjenih v IBM-ovi relacijski podatkovni bazi. IBM je patentiral njihovo različico SQL leta 1985,

49 Razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij 34 medtem ko jezik SQL ni bil formalno standardiziran do leta 1986, ko ga je standardiziral ANSI. Kasnejše verzije SQL standarda so bile izdane kot ISO standard. Slika 6.2 prikazuje poizvedbo z rezervirano besedo SELECT, ki vrne seznam dragih knjig. Poizvedba pridobi vse vrstice iz tabele z imenom»knjige«, pri katerih je vrednost v stolpcu z imenom»cena«večja kot Rezultat je sortiran po naslovih v naraščajočem vrstnem redu. Slika 6.2: Primer poizvedbe z jezikom SQL 6.3 Podatkovna baza MySQL Podatkovna baza je sklop zbirke dokumentov, medsebojnih sklicevanj na dokumente in sistema za razvrščanje, iskanje in urejanje podatkov v bazi. Podatkovna baza je torej tudi klasična knjižnica, a v vsakdanjem pogovoru baza pomeni računalniški sistem za hrambo podatkov. Podatkovne baze so se pojavile zaradi potrebe po hitrem dostopu do informacij, saj hramba podatkov iz preteklosti omogoča premišljeno odločanje o prihodnosti. Za našo aplikacijo smo uporabili podatkovno bazo MySQL (My Structured Query Language), zato jo bomo tudi bolj podrobno predstavili. MySQL je sistem za upravljanje s podatkovnimi bazami. Je odprtokodna implementacija relacijske podatkovne baze, ki za delo s podatki uporablja jezik SQL. MySQL deluje na principu odjemalec strežnik, pri čemer lahko strežnik namestimo kot sistem, porazdeljen na več strežnikov. Obstaja veliko število odjemalcev, zbirk ukazov in programskih vmesnikov za dostop do podatkovne baze MySQL. Vse skupaj se je začelo z namenom uporabe msql, ki bi ga priključili tabelam z uporabo hitrih rutin nizke stopnje. Po nekaj preizkusih so ugotovili, da msql ni dovolj hiter in fleksibilen za potrebe zahtevnih uporabnikov. Po tem so razvili nov SQL vmesnik

50 Razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij 35 za bazo podatkov, ampak s skoraj enakim programskim vmesnikom kot msql. Ta je bil zasnovan tako, da dovoljuje tretji kodi, ki je bila napisana za uporabo z msql, da se lahko prenese za uporabo z MySQL. Lastnosti MySQL: Napisana je v jezikih C in C++. Deluje na več različnih operacijskih sistemih (Windows, Linux ). Za prenosljivost med OS uporablja GNU Automake, Autoconf in Tcl. Obstajajo programski vmesniki za C, C++, Eiffel, Java, Perl, PHP, Python Bistvene programske niti mreže so večopravilne. Zna izkoristiti toliko centralnih procesnih enot, kolikor jih je na voljo. Uporablja zelo hitre diskovne tabele MyISAM, s stiskanjem indeksov. 6.4 Programski jezik VoiceXML Večina ljudi pozna avtomatske telefonske storitve, ki ponujajo uporabnikom različne informacije, kot so urniki letov, bančni tečaji, spored filmov v kinu ipd. Skokovito širjenje interneta in z njim povezanih tehnologij je omogočilo ponudnikom tradicionalnih telefonskih storitev razvoj povsem novih storitev, ki uporabljajo omrežne tehnologije za posredovanje informacij uporabnikom. Čeprav v večini primerov uporabniki še zmeraj uporabljajo telefon za dostop do avtomatskih glasovnih storitev, pa ponudniki storitev vedno bolj spoznavajo prednosti pri razvoju novih storitev, ki izkoriščajo prednosti in moč internetnih in omrežnih tehnologij. VoiceXML ponuja najboljše rešitve iz obeh svetov. Ponudniki storitev lahko preko spletnih servisov ponudijo nove spletne storitve, ki so zasnovane na označevalnih jezikih, kot je VoiceXML, uporabniki pa do njih dostopajo kar preko telefona. Razvijalci lahko hitro razvijejo avtomatsko glasovno storitev na podoben način in z uporabo podobnih tehnologij kot pri izdelovanju spletnih strani, s tem pa je mogoče občutno zmanjšati stroške razvijanja aplikacije in storitev približati uporabnikom tradicionalnih telefonov. VoiceXML ima svoje korenine v raziskovalnem projektu, imenovanem PhoneWeb, ki so ga razvijali v laboratorijih AT&T. Kasneje so se projektu pridružili še IBM, Motorola in

51 Razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij 36 Lucent, kar je privedlo do ustanovitve VoiceXML Foruma leta Forum je danes globalna industrijska organizacija, ki promovira in pospešuje razvoj VoiceXML aplikacij po vsem svetu. VoiceXML je označevalni jezik, ki se uporablja za realizacijo govornih odzivnikov. Razvit je bil z namenom, da s tehnologijama sintetiziranja in prepoznavanja govora omogoči interakcijo med uporabnikom in internetom [11]. Preko vmesnikov, zgrajenih s tehnologijo VoiceXML, uporabnik komunicira z glasovnim brskalnikom na tak način, da posluša glasovna sporočila, katera so lahko vnaprej posneta ali pa jih v realnem času pripravlja sistem za sintezo govora (TTS). Vhodne podatke lahko uporabnik podaja preko tipkovnice (DTMF Dual-tone Multi-Frequency, dvotonska večfrekvenčna signalizacija) ali v govorni obliki, ki jo obdela sistem za avtomatsko prepoznavo govora (ASR). Izven obsega jezika VoiceXML so aplikacijska logika, upravljanje stanj, generiranje dialoga ter operacije nad podatkovno bazo. Te komponente so rešene na aplikacijskih strežnikih z običajnimi tehnikami programiranja spletnih aplikacij. V arhitekturi VoiceXML (sl. 6.3) nastopajo: Aplikacijski strežnik, ki je tipično spletni strežnik, na katerem teče aplikacijska logika. Ta lahko vsebuje podatkovno bazo ali vmesnike do zunanje podatkovne baze. Medijski prehod, na katerem teče VoiceXML interpreter in deluje kot odjemalec aplikacijskega strežnika. Interpreter razume VoiceXML dialoge in nadzoruje govorne in telefonske vire: ASR, TTS, avdio predvajanje in snemanje ter vmesnik telefonskega omrežja. Omrežje, ki temelji na protokolu TCP/IP in povezuje aplikacijski strežnik in medijski prehod preko HTTP. Telefonsko omrežje: PSTN/ISDN, privatno telefonsko omrežje ali omrežje internetne telefonije. Kličoči uporabnik, ki je lahko katerikoli terminal, ki se lahko povezuje s telefonskim omrežjem.

52 Razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij 37 Slika 6.3: Arhitektura VoiceXML V govornih storitvah ima VoiceXML podobno vlogo kot jezik HTML na svetovnem spletu. To pomeni, da omogoča oblikovanje govornih»spletnih strani«oz. scenarijev VoiceXML za izdelavo govornih storitev. Uporabnik z govorno aplikacijo komunicira preko tipkovnice ali v govorni obliki ter posluša vnaprej posneta ali v realnem času tvorjena sporočila. Govorna aplikacija omogoča tudi snemanje uporabnikovega govora in preusmeritev uporabnika na poljubno telefonsko številko. Govorne storitve VoiceXML temeljijo na scenarijih VoiceXML, ki med uporabnikom in storitvijo definirajo dialog. Eno govorno storitev običajno tvori več scenarijev VoiceXML. Ti so lahko zelo preprosti in predvidevajo samo predvajanje vnaprej posnetih kratkih sporočil, lahko pa so tudi zelo kompleksni in omogočajo prepoznavo tonov DTMF, pošiljanje podatkov na strežnik, prepoznavo in sintezo govora ipd. Za izvedbo kompleksnejših govornih storitev se na spletnem strežniku pogosto uporabljajo strežniške skripte in programi. Z uporabo ASR uporabnik ni več omejen le na pritiskanje tipk na tipkovnici terminala, temveč lahko s sistemom vzpostavi dialog, ki je veliko bolj podoben človeškemu pogovoru. Izvajanje govorne storitve se prične, ko uporabnik pokliče telefonsko številko, na kateri je nastavljena storitev VoiceXML. Telekomunikacijsko vozlišče preusmeri klic na strežnik VoiceXML, ki uporabi ustrezen scenarij, ga interpretira ter izvede predpisano storitev (npr. predvaja zvočni posnetek). Glede na uporabnikov ukaz lahko strežnik VoiceXML izvede drug scenarij, ki z uporabnikom prične nov dialog.

53 Razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij Parlay X Parlay X je poenostavljena in visoko abstraktna različica Parlay-a, standardiziranega vmesnika za dostop do funkcionalnosti telekomunikacijskih omrežij. Parlay X predstavlja skupek aplikacijskih programskih vmesnikov (API Application Programming Interface), definiranih s strani ETSI (European Telecommunications Standards Institute Evropski inštitut za telekomunikacije), Parlay Group in 3GPP (3rd Generation Partnership Project Partnerski projekt tretje generacije), ki razvijalcem aplikacij ponujajo funkcionalnosti spletnih storitev. S pomočjo Parlay X naj bi bilo po podatkih 3GPP možno izvesti 80% vseh najaktualnejših storitev za omrežja naslednje generacije. Parlay X storitve so abstraktne storitve osnovnih komunikacijskih zmožnosti, ki so na voljo razvijalcem preko XML podatkovnih shem in WSDL (Web Services Description Language jezik za opis spletnih storitev) opisov. Razvijalec lahko uporabi WSDL za generiranje primerne komunikacijske odjemalske kode za uporabo znotraj aplikacij. Parlay X storitev je lahko ponujena neposredno od aplikacijskega strežnika, ki uporablja WSDL, podobno kot so druge»internetne«zmožnosti ponujene znotraj arhitekture spletnih storitev. Tako ponujene storitve omogočajo razvijalcu uporabo orodij za avtomatsko generiranje primernih odjemalcev iz WSDL dokumenta, katerega dobi od aplikacijskega strežnika [10]. Za razvijalca je pomembno le to, da razume XML shemo, ki ponuja zahtevane definicije podatkov, povezane z implementiranimi metodami znotraj Parlay X storitve. Te definicije podatkov prispejo z WSDL dokumentom kot XML shema. Razvijalec ne potrebuje poglobljenega znanja telekomunikacij, saj je Parlay X neodvisen od katerekoli implementacije na tem nivoju. Razvijalec prav tako ne potrebuje poznavanja kakšnega novega kompleksnega programskega jezika ali razvojnega okolja, saj lahko piše kodo v poznanem Java ali.net okolju ter uporablja orodja iz teh okolij. Izpostavitev telekomunikacijskih funkcionalnosti kot storitev znotraj arhitekture spletnih storitev je nedvomno velik korak naprej od kompleksnih in pogosto visoko specializiranih lastniških vmesnikov, katere je razumela le peščica specializiranih strokovnjakov na področju telekomunikacij.

54 Razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij 39 Arhitektura Parlay X Slika 6.4 prikazuje možne komponente, ki lahko sodelujejo v sestavi Parlay X arhitekture. Storitve, ki pripadajo telekomunikacijski domeni (1), so izpostavljene preko Parlay X storitvenega vmesnika. Ta storitveni vmesnik je abstrakten (manj kompleksnosti) v primerjavi z nižje-nivojskimi telekomunikacijskimi funkcionalnostmi. Storitve so registrirane ali objavljene kot spletne storitve (2). Navzven se kažejo z uporabo WSDL opisa. Koda aplikacije dostopa do storitve preko registra spletnih storitev (3). Register je opcijski element, saj lahko njegovo funkcionalnost prevzameta aplikacijski strežnik ali prehod. Programskega odjemalca, uporabljenega v aplikaciji, ustvari razvijalec iz opisa WSDL datoteke. Aplikacija nato komunicira s telekomunikacijsko domeno (4). Interakcija med aplikacijo in telekomunikacijsko domeno poteka z izmenjavo XML sporočil preko SOAP (Simple Object Access Protocol protokol za izmenjavo XML sporočil preko omrežja) protokola. Slika 6.4: Arhitektura Parlay X

55 Razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij 40 Z uporabo arhitekture spletnih storitev Parlay X omogoča razvijalcem aplikacij, da enostavno vključijo v svoje aplikacije funkcionalnosti, kot so telekomunikacijski klic, pošiljanje sporočil in ostale. Aplikacije lahko dostopajo do virov v javnem omrežju, kjer so Parlay X storitve objavljene in izpostavljene. Parlay X je lahko implementiran na Parlay ali drugem storitvenem prehodu, ki se v omrežju nahaja med aplikacijskimi strežniki ter omrežnimi elementi. Ob dogodkih v omrežju ali na strani aplikacijskega strežnika se med Parlay X prehodom in aplikacijskim strežnikom pošiljajo HTTP zahteve, ki vsebujejo XML vsebino. Zahteve predstavljajo klic metode določene spletne storitve, XML pa vsebuje parametre, potrebne za izvajanje storitve. Trenutne izvedbe Parlay X so omejene na Parlay prehode. Uvajanje Parlay prehodov v omrežja je zahtevno, dodaten faktor pa predstavlja cena. Dejstvo, da je Parlay X predviden kot eden ključnih v arhitekturi IMS, bo nedvomno vplivalo na nove implementacije, tudi takšne, ki ne bodo temeljile zgolj na Parlay X. Parlay X specifikacije Parlay X aplikacijski programski vmesniki so objavljeni kot skupek specifikacij. Tabela 6.1: Seznam Parlay X 3.0 specifikacij Parlay X 3.0 specifikacija Part 1: Common Part 2: Third Party Call Part 3: Call Notification Part 4: Short Messaging Part 5: Multimedia Messaging Part 6: Payment Part 7: Account Management Part 8: Terminal Status Part 9: Terminal Location Part 10: Call Handling Funkcionalnost definira skupne zmožnosti, kot so podatkovne definicije in WSDL opisi vmesnikov vzpostavljanje in kontrola klicev s strani aplikacije obveščanje aplikacij o klicih pošiljanje in prejemanje sporočil SMS pošiljanje in prejemanje sporočil MMS zaračunavanje storitev in predplačna funkcionalnost upravljanje z uporabniškim računom status terminala (npr. dosegljiv, zaseden ) pridobivanje informacij o lokaciji terminala upravljanje z uporabniškimi nastavitvami (npr. bele/črne liste klicev, preusmeritve)

56 Razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij 41 Part 11: Audio Call Part 12: Multimedia Conference izvajanje avdio klicev na osnovi teksta, zvočnih datotek ali VoiceXML ter vplivanje na njihov potek upravljanje multimedijskih konferenc Part 13: Address List Management upravljanje s skupinami naročnikov Part 14: Presence Part 15: Message Broadcast Part 16: Geocoding Part 17: Application-driven quality of Service (QoS) Part 18: Device Capabilities and Configuration Part 19: Multimedia Streaming Control Part 20: Multimedia Multicast Session Management pridobitev informacije o prisotnosti registriranih uporabnikov pošiljanje sporočil vsem terminalom na določenem geografskem področju pridobivanje informacij o lokaciji naročnikov (npr. država, mesto, ulica ) dinamično spreminjanje kvalitete storitve (npr. pasovne širine) pridobivanje informacij o zmožnostih naprave nadzor pretoka multimedijskih vsebin do naročnika nadzor sej pri oddajanju več različnim prejemnikom Third Party Call Spletna storitev Third Party Call omogoča vzpostavljanje in kontrolo klicev s strani aplikacije. Namen te spletne storitve je ponuditi razvijalcem aplikacij preproste funkcije za vzpostavljanje klica. S pomočjo te storitve lahko razvijalci uporabljajo funkcije za obravnavanje klica brez poglobljenega znanja telekomunikacij. Slika 6.5 prikazuje scenarij uporabe spletne storitve Third Party Call. V tem scenariju aplikacija najprej z metodo makecall da poziv za vzpostavitev zveze med UporabnikomA in UporabnikomB. Nato spletna storitev Third Party Call preko Parlay/OSA SCS-CC (Call Control nadzor klica) vmesnika kliče Parlay API metodo. SCS obravnava poziv in pošlje sporočilo proti MSC (Mobile Switching Center mobilni komutacijski center) za vzpostavitev klica med uporabnikoma A in B. Najprej začne zvoniti telefon pri UporabnikuA. Ko se javi, začne zvoniti še telefon UporabnikaB in ko se javi, se vzpostavi zveza med njima.

57 Razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij 42 Slika 6.5: Third Party Call scenarij Definicija vmesnika spletne storitve in podatkovni tipi Metoda: makecall Klic metode makecall zahteva vzpostavitev glasovnega klica med dvema naslovoma, callingparty in calledparty. Opcijsko lahko aplikacija zazna tudi informacijo o stroških (»charging«). S klicem te metode lahko aplikacija spremlja status zahtevanega klica. Metoda vrača parameter callidentifier, ki je uporabljen za identificiranje posameznega klica. Za pridobitev informacije o statusu klica mora aplikacija klicati metodo getcallinformation. Metoda: getcallinformation Metoda getcallinformation poizve o trenutnem statusu klica, ki ga identificira na podlagi parametra CallIdentifier. Metodo lahko kličemo večkrat, tudi če se je klic že končal.

58 Razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij 43 Metoda: endcall Klic metode endcall zahteva parameter callidentifier in zaključi klic, ki ga identificira na podlagi identifikatorja klica. Če je klic še vedno v fazi vzpostavljanja, ima metoda enak učinek kot metoda cancelcall. Metoda: cancelcall Klic metode cancelcall prekine predhodno zahtevo po klicu, identificirano na podlagi parametra callidentifier. Ta metoda se razlikuje od metode endcall po tem, da poskusi prekiniti vzpostavitev klica, vendar pa nima učinka, če je klic že vzpostavljen. CallStatus Tabela 6.2: CallStatus Vrednost CallInitial CallConnected CallTerminated Klic je bil vzpostavljen. Aktiven klic. Klic je bil prekinjen. Opis CallTerminationCause Tabela 6.3: CallTerminationCause Vrednost CallingPartyNoAnswer CalledPartyNoAnswer CallingPartyBusy CalledPartyBusy CallingPartyNotReachable CalledPartyNotReachable CallHangUp CallAborted Opis Kličoča stran ni odgovorila. Klicana stran ni odgovorila. Kličoča stran zasedena. Klicana stran zasedena. Kličoča stran nedosegljiva. Klicana stran nedosegljiva. Klic je bil končan s prekinitvijo ene od strani. Klic je bil prekinjen (katerikoli drugi vzrok).

59 Razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij 44 CallInformation struktura Tabela 6.4: Struktura CallInformation Vrednost callstatus starttime duration termiantioncause Označuje trenutni status klica. Opis Označuje čas začetka klica (ko je izpolnjen pogoj callstatus <> CallInitial). Označuje trajanje klica izraženo v sekundah (ko je izpolnjen pogoj callstatus = = CallTerminated). Označuje vzrok prekinitve klica (ko je izpolnjen pogoj callstatus = = CallTerminated). 6.6 Razvojno okolje Netbeans Netbeans se nanaša na platformo za razvoj javanskih aplikacij in tudi na integrirano razvojno okolje (IDE Integrated Development Environment), razvito z uporabo Netbeans platforme. Netbeans platforma omogoča, da so aplikacije razvite iz vrste modularnih programskih komponent, ki se imenujejo moduli. Modul je javanska arhivska datoteka (JAR Java ARchive), ki vsebuje javanske razrede, napisane za interakcijo z aplikacijskim programskim vmesnikom in datoteko z imenom manifest, ki ga označuje za modul. Aplikacije, ki so zgrajene iz modulov, se lahko kadarkoli razširi z novimi moduli. Ker so lahko moduli razviti povsem neodvisno, lahko aplikacije, ki temeljijo na Netbeans platformi, dopolnjuje in dalje razvija tudi tretji, neodvisni razvijalec. Začetki razvojnega okolja Netbeans segajo v leto 1997, ko je bil to eden izmed študentskih projektov v okviru Fakultete za matematiko in fiziko na Univerzi v Pragi. Roman Stanek je kasneje na osnovi projekta ustanovil podjetje, ki je izdelovalo komercialno verzijo Netbeans IDE, dokler podjetje ni bilo odkupljeno od podjetja Sun Microsystems leta Sun je Netbeans IDE objavil kot odprtokodni produkt junija leta Od takrat je Netbeans skupnost neprestano rasla, zahvaljujoč posameznikom in podjetjem, ki so Netbeans uporabljali in pomagali razvijati. Slika 6.6 prikazuje Netbeans IDE.

60 Razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij 45 Slika 6.6: Netbeans IDE Netbeans IDE je odprtokodno integrirano razvojno okolje, v celoti napisano v programskem jeziku Java, z uporabo Netbeans platforme. Netbeans podpira razvoj vseh vrst Java aplikacij (J2SE, web, EJB, mobilne aplikacije ). Vse funkcije IDE-ja so ponujene z moduli. Vsak modul ponuja dobro opredeljene funkcije, kot je na primer podpora za programski jezik Java. Netbeans vsebuje vse module, potrebne za razvoj Java aplikacij, in s tem omogoča uporabniku, da začne delati takoj, ko si naloži okolje Netbeans. Moduli tudi omogočajo razširitev okolja Netbeans. Nove funkcije, kot je podpora za druge programske jezike, je mogoče dodati z namestitvijo dodatnih modulov.

61 Razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij 46 7 SISTEM ZA OBVEŠČANJE VELIKEGA ŠTEVILA UPORABNIKOV TELEKOMUNIKACIJSKIH OMREŽIJ V tem poglavju bomo predstavili razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij. Naša naloga je bila izdelati celovit sistem, katerega primarna naloga bi bila avtomatsko, preko telefonskega klica in glasovnega odzivnika, obveščati večje število uporabnikov telekomunikacijskih omrežij. Prvotna ideja je bila izdelava sistema za obveščanje neplačnikov telefonskih storitev. Temu namenu je prirejen tudi naš sistem, vendar pa ga je mogoče z manjšimi popravki spremeniti v sistem za obveščanje katerekoli vrste uporabnikov telekomunikacijskih omrežij. Namen sistema je s pomočjo tehnologij, ki jih ponujajo omrežja naslednje generacije, vpeljati storitev z dodano vrednostjo, ki bi dopolnjevala ali povsem nadomestila klasične načine obveščanja uporabnikov telekomunikacijskih omrežij, kot jih poznamo danes. S tem bi bilo mogoče zmanjšati stroške, ki nastanejo ob pošiljanju sporočil preko navadne pošte, na primer opominov v primeru neplačnikov oz. stroške dela operaterjev, ki opravljajo klice v klicnem centru. Sistem bi bil uporaben tudi v številnih drugih primerih, na primer ob naravnih nesrečah, kjer bi lahko v zelo kratkem času obvestili veliko število ljudi o dogajanju in s tem preprečili poslabšanje situacije. Z malo domišljije bi sistem lahko uporabili tudi v oglaševalske namene itd. 7.1 Predstavitev okolja Sistem za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij je potrebno integrirati v okolje, kjer bo le-ta deloval. Naš sistem smo razvijali in testirali v testnem telekomunikacijskem omrežju Fakultete za elektrotehniko, računalništvo in informatiko v Mariboru (sl. 7.1). Jedro testnega omrežja je večstoritveno krmilno vozlišče SI3000 MSCN, produkt podjetja Iskratel. Vozlišče sestavljajo tri ključne komponente omrežij naslednje generacije, aplikacijski strežnik, klicni strežnik ter signalizacijski in

62 Razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij 47 medijski prehod. Znotraj signalizacijskega in medijskega prehoda je integriran VoiceXML interpreter, nanj pa sta povezana še ASR strežnik in VoiceXML strežnik, ki interpreterju dostavlja VoiceXML skripte. Na aplikacijskem strežniku, ki je povezan s klicnim strežnikom, se nahaja vmesnik Parlay X, ki preko spletnih storitev omogoča sistemu uporabo in izvajanje funkcionalnosti telekomunikacijskih omrežij (izvajanje klicev). Celoten sistem za obveščanje, vključno s podatkovno bazo, se nahaja na PC-ju, ki se preko protokola HTTP povezuje z aplikacijskim strežnikom in preko protokola H.323 s klicnim strežnikom. Slika 7.1: Okolje sistema za obveščanje Za testiranje klicev smo uporabili tako imenovani»softphone«oz. programsko opremo, ki se lahko namesti na poljuben PC, kjer opravlja funkcije telefona. Za takšno rešitev smo se odločili, ker je preprosta in poceni, hkrati pa nismo imeli v testnem prostoru nameščenih dovolj IP telefonov. Uporabili smo Iskratelovo programsko opremo SoftPhone (sl. 7.2), ki

63 Razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij 48 podpira H.323 protokol, tega pa uporablja tudi klicni strežnik za izvajanje klicev. SoftPhone je nameščen na PC-ju, na katerem je sistem za obveščanje. Slika 7.2: SoftPhone 7.2 Izbira tehnologij Prve korake pri razvoju sistema smo začeli z izbiro programskega jezika in razvojnega okolja. Ugotovili smo, da bi bil najprimernejši programski jezik Java, tako s stališča uporabe različnih spletnih storitev kot tudi prenosljivosti programske kode. Pri izbiri razvojnega okolja je bilo več težav, saj je na voljo veliko število dobrih in brezplačnih razvojnih okolij. Odločili smo se, da bomo programsko kodo pisali in testirali v razvojnem okolju Netbeans, ki je po našem mnenju eno izmed boljših in uporabniku prijaznih okolij, predvsem kar se tiče podpore za programski jezik Java. Kot spletni strežnik smo uporabili strežnik Tomcat, ki je med drugim integriran tudi v razvojno okolje Netbeans. Na tem strežniku se tako izvajajo skripte JSP grafičnega vmesnika. Za shranjevanje podatkov smo uporabili relacijsko podatkovno bazo MySQL, ki zadostuje vsem potrebam sistema, prav tako pa je upravljanje z njo relativno enostavno. Za izvajanje klicev smo uporabili vmesnik Parlay X, ki teče na aplikacijskem strežniku. Za predvajanje glasovnih sporočil pa skrbi VoiceXML interpreter (integriran v medijskem prehodu) v povezavi z VoiceXML strežnikom.

64 Razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij Arhitektura in zasnova sistema Arhitekturno gledano je sistem sestavljen iz dveh delov (sl. 7.3). Prvi del predstavlja grafični uporabniški vmesnik (GUI Graphical User Interface), ki omogoča administratorju oz. pooblaščeni osebi dostop do vseh podatkov uporabnikov telefonskih številk v podatkovni bazi. GUI omogoča tudi vnos novih uporabnikov v podatkovno bazo, urejanje podatkov že obstoječih uporabnikov ter brisanje iz baze. Drugi del sistema je računalniška aplikacija, ki iz podatkovne baze, kjer so shranjeni vsi uporabniki, katere je potrebno obvestiti, pridobi telefonske številke in druge pomembne parametre ter samodejno opravi klice na te številke in uporabnikom predvaja vnaprej posneto sporočilo. Slika 7.3: Arhitektura sistema za obveščanje uporabnikov Aplikacija klice izvaja s pomočjo spletne storitve Third Party Call, ki je le ena izmed mnogih storitev vmesnika Parlay X. Predvajanje sporočila klicanemu pa opravlja glasovni odzivnik s pomočjo VoiceXML. Podroben opis in delovanje grafičnega uporabniškega vmesnika ter same aplikacije, ki izvaja klice, bomo opisali v podpoglavjih Podatkovna baza Jedro našega sistema za obveščanje predstavlja MySQL podatkovna baza, kjer so shranjeni vsi podatki, s katerimi operira sistem. Ključnega pomena pred začetkom pisanja programske kode je bilo razmisliti o strukturi baze in o tem, kateri podatki se bodo vanjo

65 Razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij 50 shranjevali. Po temeljiti analizi in premisleku smo se odločili, da bomo uporabili le eno tabelo v bazi. Tabela vsebuje vse pomembne podatke o lastnikih telefonskih številk. Sem sodijo ime, priimek, naslov, telefonska številka, naslov elektronske pošte in drugi parametri. Parametri so pomembni predvsem s stališča aplikacije, ki opravlja klice, saj se na podlagi vrednosti parametrov odloči, katerega uporabnika bo poklicala. Pomembni parametri so»datum vnosa«,»datum zadnjega klica«,»število klicev«,»število uspešnih klicev«,»status«,»nedosegljiv/zaseden«. Slika 7.4 prikazuje strukturo tabele v podatkovni bazi. Slika 7.4: Struktura tabele v podatkovni bazi Grafični uporabniški vmesnik Grafični uporabniški vmesnik mora administratorju omogočati pregled vseh uporabnikov telefonskih številk v bazi, vstavljanje novih, urejanje že obstoječih vnosov ter brisanje iz baze. V ta namen smo s tehnologijo JSP izdelali spletno aplikacijo, ki je naložena na spletnem strežniku Tomcat in je preko spleta dostopna od kjerkoli in kadarkoli. Spletni strežnik je lahko tudi kateri drugi, vendar pa mora biti takšen, ki podpirati programski jezik Java in podatkovno bazo MySQL. Administrator oz. uporabnik spletne aplikacije potrebuje samo dostop do spleta in URL (Uniform Resource Locator enolični lokalizator vira) naslov spletne aplikacije, ki ga vpiše v spletni brskalnik (Mozilla Firefox, Internet Explorer ). Pred vstopom v aplikacijo se mora prijaviti še z uporabniškim imenom in geslom, nato pa mu je omočen dostop do vseh podatkov, ki jih lahko pregleduje in poljubno spreminja.

66 Razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij Funkcije grafičnega uporabniškega vmesnika Grafični uporabniški vmesnik je zasnovan modularno (sl. 7.5). Preko prijavnega obrazca se uporabnik prijavi v spletno aplikacijo, kjer ima na glavni strani aplikacije na voljo štiri funkcionalne sklope. Uporabnik lahko doda novi vnos v podatkovno bazo, uredi že obstoječe vnose, briše vnose ter išče med vnosi v bazi. Po končanem delu se uporabnik odjavi iz spletne aplikacije. Slika 7.5: Arhitektura grafičnega uporabniškega vmesnika Prijava v spletno aplikacijo V podatkovni bazi se nahajajo občutljivi osebni podatki, zato je bilo potrebno poskrbeti za varnost le-teh. Dostop do spletne aplikacije je mogoč samo preko prijave z uporabniškim imenom in geslom. Ta varnostni mehanizem omogoča dostop do kritičnih podatkov samo pooblaščenim osebam. Problema smo se lotili na nivoju spletnega strežnika in v konfiguraciji strežnika določili potrebne parametre za varnost. V nastavitvah strežnika

67 Razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij 52 je mogoče dodajati nove uporabnike, katerim se dodeli uporabniško ime in geslo, ter pravice oz. vsebina spletne aplikacije, do katere imajo dostop. Prav tako smo izdelali spletni obrazec (sl. 7.6), preko katerega se lahko uporabnik prijavi v spletno aplikacijo. Slika 7.6: Vstopni obrazec za prijavo v spletno aplikacijo Osnovna stran spletne aplikacije Po uspešni prijavi v aplikacijo se na zaslonu pojavi osnovna stran s tabelo (sl. 7.7), ki vsebuje podatke o lastnikih telefonskih številk. Tabela v spletni aplikaciji se polni direktno iz baze podatkov, kjer so zbrani vsi zapisi. V programski kodi je to realizirano s pomočjo jezika SQL. Najprej se vzpostavi povezava z bazo, nato pa se vrstico po vrstico zapis iz baze prepiše v tabelo na zaslonu. Uporabniku aplikacije niso na voljo vsi podatki iz baze. Vidni so samo ime, priimek, naslov, naslov elektronske pošte in telefonska številka. Ti podatki se lahko tudi spreminjajo pri že obstoječih vnosih v bazi. Ostali parametri, kot so»datum_vnosa«ali»datum_posodobitve«, v spletni tabeli niso vidni in jih tudi ni mogoče spreminjati, saj se tvorijo samodejno ob novem vnosu ali posodobitvi podatkov o že obstoječem lastniku telefonske številke. Ob vsaki vrstici v tabeli, ki predstavlja enega lastnika telefonske številke v bazi, je dodan izbirni gumb. S klikom na gumb lahko izberemo točno določenega lastnika telefonske številke in ga tako označimo za urejanje oz. brisanje iz baze. Pod tabelo je polje z gumbi, ki omogočajo dodajanje novega vnosa,

68 Razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij 53 urejanje in brisanje. Desno zgoraj ob tabeli so podatki o tem, kdo je prijavljen v spletno aplikacijo in možnost odjave. Slika 7.7: Glavno okno spletne aplikacije Dodajanje novega vnosa S klikom na gumb»dodaj«se pod tabelo odpre nova vnosna forma, preko katere vnesemo podatke o novem lastniku telefonske številke, ki ga želimo dodati v bazo (sl. 7.8). Slika 7.8: Dodajanje novega vnosa

69 Razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij 54 Vpisani podatki se pred samim vnosom v bazo preverjajo, da se izognemo nepravilnostim med delovanjem celotnega sistema. Ime in priimek lahko vsebujeta samo črke oz. znake abecede, brez številk ali katerih drugih posebnih znakov. Telefonska številka lahko vsebuje le števke, naslov elektronske pošte pa mora ustrezati točno določenim pravilom zapisa, ki so določena v standardih za obliko elektronskih naslovov (npr.: ime.priimek@gmail.com). Naslov lastnika telefonske številke je načeloma lahko kakršnekoli oblike in lahko vsebuje vse znake. Če uporabnik v katero od vnosnih polj vnese nedovoljene znake, ga aplikacija na to opozori in ne dovoli vpisa v bazo, dokler uporabnik ne popravi vnosa. Šele ko vsi vpisani podatki ustrezajo pravilom, lahko s klikom na gumb»dodaj zapis«, zapišemo podatke v bazo, hkrati pa se nov vnos pojavi tudi v prikazni tabeli spletne aplikacije. Urejanje obstoječih vnosov Kadar želimo spremeniti podatke o že obstoječem vnosu v bazi, moramo s klikom na izbirni gumb izbrati točno določenega lastnika telefonske številke v tabeli, kateremu želimo spreminjati podatke. Podobno kot pri vnosu novega lastnika telefonske številke, se tudi ob kliku na gumb»posodobi«pod tabelo pojavi vnosna forma. Razlika je le ta, da vnosna polja v tem primeru že vsebujejo podatke o osebi, katero smo izbrali v zgornji tabeli. Podatke lahko zdaj poljubno spreminjamo in jih na koncu shranimo. Tudi tukaj se vneseni podatki preverjajo in šele ko zadostujejo vsem pogojem, je omogočen zapis posodobljenih podatkov v bazo. Po kliku na gumb»posodobi zapis«se podatki posodobijo tudi v bazi, hkrati pa se spletna aplikacija v brskalniku osveži in v tabeli so takoj vidni novi posodobljeni podatki. Na sliki 7.9 je prikazano urejanje podatkov o lastniku telefonske številke, ki smo ga predhodno s klikom na izbirni gumb izbrali v tabeli. Izbrali smo osebo pod identifikacijsko številko 14, ki nosi ime Lojze in priimek Novak.

70 Razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij 55 Slika 7.9: Urejanje obstoječega vnosa Brisanje vnosov Kadar želimo določenega lastnika telefonske številke izbrisati oz. odstraniti iz baze, ga moramo najprej s klikom na izbirni gumb izbrati v tabeli in nato pritisniti še gumb»briši«. Ob kliku nam aplikacija odpre pogovorno okno z opozorilom (sl. 7.10), da želimo trajno izbrisati podatke o izbrani osebi iz baze in nam ponudi dvoje možnosti. V primeru potrditve izbrisa se vnos nemudoma izbriše iz baze, drugače pa se spletna aplikacija osveži, podatki pa ostanejo nespremenjeni. Slika 7.10: Brisanje vnosa iz baze

71 Razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij 56 Iskanje Spletni aplikaciji smo dodali tudi možnost iskanja. Ta funkcija pride zelo prav v realnih situacijah, ko je v bazi veliko število lastnikov telefonskih številk (nekaj tisoč), mi bi pa radi poiskali in spremenili podatke točno določeni osebi oz. jo izbrisali iz baze, ker ni več potrebe po obveščanju te osebe. Na osnovni strani spletne aplikacije se nahaja vnosno polje za iskanje, kamor vpišemo iskano besedo ali niz. Ob kliku na gumb»išči«se zažene iskalni algoritem v programski kodi, ki pregleda celotno tabelo vnosov ter poišče ujemajoče se besede. Tiste vnose v bazi, ki vsebujejo iskano besedo ali niz, izpiše v novi tabeli in jo prikaže uporabniku na zaslonu. Postopek urejanja ali brisanja najdenega vnosa je identičen tistemu, ki smo ga opisali že prej. Nekatere omejitve oz. težave se pokažejo, ko je v bazi resnično veliko število vnosov (nekaj deset tisoč). Pojavijo se lahko zakasnitve pri iskanju in izpisu najdenih vnosov na zaslon. Problem ni v transakcijah med aplikacijo in bazo, te so zelo hitre, ampak časovno zakasnitev vnašata sam grafični uporabniški vmesnik in spletni strežnik, ki imata v takem primeru ogromno dela z indeksiranjem posameznih vrstic v tabeli in izpisom na zaslon Aplikacija za obveščanje uporabnikov Aplikacija za obveščanje uporabnikov (v nadaljevanju aplikacija) je bistveni del celotnega sistema, saj samodejno vzpostavlja klice med osebami v bazi, ki jih je potrebno obvestiti in glasovnim odzivnikom, ki obveščanemu predvaja določeno, vnaprej posneto sporočilo. Aplikacija je v celoti napisana v programskem jeziku Java in je v svoji osnovi preprosta namizna javanska aplikacija, ki jo poženemo z javansko izvršljivo datoteko. Grafični vmesnik aplikacije je zelo preprost in vsebuje le gumb, s katerim sprožimo izvajanje aplikacije in polje za prikaz besedila, v katerem se izpisujejo nekateri pomembni podatki med izvajanjem aplikacije. Aplikacija za obveščanje je odjemalska aplikacija, ki jo je bilo potrebno integrirati v telekomunikacijsko omrežje. V našem testnem okolju se aplikacija nahaja na PC-ju, ki ima povezavo z aplikacijskim strežnikom in klicnim strežnikom, ki smo ju podrobneje opisali v poglavju 4. Na istem PC-ju je tudi baza s podatki o osebah, ki jih je potrebno obveščati. Slika 7.11 prikazuje umestitev aplikacije za obveščanje v telekomunikacijsko omrežje.

72 Razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij 57 Slika 7.11: Umestitev aplikacije v omrežje Aplikacija pridobi telefonske številke iz baze ter s pomočjo storitve Third Party Call, vmesnika Parlay X na aplikacijskem strežniku, vzpostavi klic med uporabnikom in glasovnim odzivnikom. Življenjski cikel delovanja aplikacije je sestavljen iz treh delov (sl. 7.12). Takoj po zagonu aplikacija vzpostavi povezavo s podatkovno bazo in iz nje prebere vse uporabnike, za katere mora vzpostaviti klic. Uporabnike skupaj z vsemi atributi vpiše v seznam, iz katerega nato jemlje telefonske številke za vzpostavljanje klica. Na koncu aplikacija na podlagi informacij o klicu posodobi parametre za določenega uporabnika in jih shrani nazaj v bazo. Slika 7.12: Življenjski cikel aplikacije

73 Razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij 58 Pridobitev telefonskih številk iz baze Pred vzpostavljanjem klicev mora aplikacija pridobiti iz baze telefonske številke, ki jih nato uporabi za klicanje. Ker smo našo aplikacijo načrtovali za primer obveščanja neplačnikov telefonskih storitev, igrajo veliko vlogo pri izbiri uporabnikov iz baze parametri, ki so dodeljeni posameznemu neplačniku. Parameter»status«nam pove stopnjo kritičnosti neplačnika. Status lahko ima vrednosti od 0 do 3. Pri tem 0 pomeni, da je neplačnik na novo v bazi in ga še nismo obveščali, status 3 pa označuje neplačnika, ki smo ga že velikokrat obvestili, vendar še vedno ostaja neplačnik. Tiste neplačnike z višjim statusom kličemo bolj pogosto kot tiste z nižjim. Pri neplačnikih z višjim statusom igra pomembno vlogo še parameter»datum zadnjega klica«. Preden damo neplačnika v seznam za klicanje, preverimo časovno razliko med trenutnim datumom in datumom zadnjega klica. V primeru, da časovna razlika ustreza vnaprej določeni vrednosti za posamezni status, dodamo neplačnika v seznam za klicanje. Posebni parameter»nedosegljiv_zaseden«lahko nosi vrednosti 0 ali 1. Parameter dobi vrednost 1, kadar smo neplačnika klicali, vendar pa ni bil dosegljiv, je bil zaseden ali pa je prekinil zvezo predčasno. Kadar ima neplačnik postavljen ta parameter na 1, ga damo v seznam za klicanje nemudoma in ga pokličemo spet takoj, ko je mogoče. Slika 7.13 prikazuje potek pridobivanja neplačnikov iz baze, tabela 7.1 pa pomen posameznih vrednosti parametra»status«. Tabela 7.1: Seznam vrednosti parametra»status«status Opis 0 Prvi vnos neplačnika, nismo še klicali => dodaj v seznam za klicanje. Neplačnika smo že klicali, vendar neuspešno => če je razlika med trenutnim 1 datumom in datumom zadnjega klica več kot 7 dni, dodaj v seznam za klicanje. Neplačnika smo že klicali, vendar neuspešno => če je razlika med trenutnim 2 datumom in datumom zadnjega klica več kot 3 dni, dodaj v seznam za klicanje. Neplačnika smo že klicali, vendar neuspešno => če je razlika med trenutnim 3 datumom in datumom zadnjega klica več kot 1 dan, dodaj v seznam za klicanje.

74 Razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij 59 Slika 7.13: Potek pridobivanja telefonskih številk iz baze

75 Razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij 60 Vzpostavljanje klicev Ko imamo vse neplačnike v seznamu za klicanje, lahko pričnemo dejansko vzpostavljati klice na njihove telefonske številke. Aplikacija iz seznama vzame telefonsko številko prvega neplačnika in vzpostavi klic med njim in glasovnim odzivnikom. Na podlagi informacij o klicu se odloči, katere parametre bo nastavila in nato vzame telefonsko številko naslednjega neplačnika iz seznama. Slika 7.14 prikazuje potek klicanja številk iz seznama za klicanje. Slika 7.14: Potek klicanja številk iz seznama za klicanje Posodobitev baze Aplikacija med opravljanjem klicev sproti beleži in posodablja parametre za vsakega uporabnika v seznamu za klicanje. Ko opravi vse klice, so tako v seznamu že vsi posodobljeni podatki. Naloga aplikacije je zdaj samo še posodobitev vseh podatkov v bazi. V ta namen vzpostavi povezavo z MySQL podatkovno bazo in prepiše vrednosti atributov, ki so se spremenile, z novimi s seznama. S tem je delovanje aplikacije zaključeno, baza pa pripravljena na novo obveščanje.

76 Razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij Scenarij klica Aplikacija za vzpostavljanje klica uporablja storitev Third Party Call vmesnika Parlay X. Za vsako telefonsko številko s seznama za klicanje aplikacija kliče metodo makecall. Metoda zahteva dva parametra, telefonsko številko kličočega in telefonsko številko klicanega, da lahko vzpostavi telefonsko zvezo med njima. Telefonska številka kličočega je številka neplačnika s seznama, ki ga nameravamo obveščati in je ob vsakem klicu metode drugačna (drugi neplačnik). Številka klicanega pa ves čas izvajanja aplikacije ostaja ista, saj se za njo skriva glasovni odzivnik. Učinek je podoben, kot da bi uporabnik sam poklical na številko odzivnika, le da v našem primeru aplikacija sama poskrbi za vzpostavitev zveze in se uporabnik tega niti ne zaveda. Poglejmo scenarij klica, kjer želimo neplačnika s telefonsko številko obvestiti, da naj čim prej poravna račun za telefonske storitve. Glasovni odzivnik se nahaja na številki Aplikacija uporabi ti dve številki kot parametra pri klicu metode makecall. Najprej sistem pokliče na številko neplačnika, zato pri njemu zvoni telefon. Ko se ta javi, sistem pokliče še na številko odzivnika in ko se odzivnik aktivira, sistem vzpostavi zvezo med neplačnikom in glasovnim odzivnikom. Zdaj odzivnik predvaja sporočilo neplačniku in zveza se konča, ko uporabnik odloži slušalko. Na sliki 7.15 je izsek programske kode, ki vzpostavi klic med neplačnikom in odzivnikom. Vidimo, da lahko samo z eno vrstico programske kode vzpostavimo klic. Ostale tri vrstice poskrbijo za inicializacijo telefonskih številk in storitve Third Party Call. Slika 7.15: Klic metode makecall Slika 7.16 prikazuje potek klica, ki je vzpostavljen in nadzorovan s strani aplikacije (Third Party Call). Prikazan je primer seje, v kateri se kličeta metodi makecall in getcallinformation vmesnika Parlay X. Najprej aplikacija kliče metodo makecall. Parlay

77 Razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij 62 X se odzove na klic metode s kreiranjem posebnega identifikatorja seje CallIdentifier, ki je za vsako sejo edinstven in jo enoznačno določa. Hkrati s posredovanjem identifikatorja seje proti aplikaciji, Parlay X pošlje tudi zahtevo za vzpostavitev klica proti klicnemu strežniku. Ta poskrbi za vzpostavitev telefonske zveze med uporabnikom in glasovnim odzivnikom (telefonski številki obeh strani sta argumenta metode makecall). Najprej pokliče uporabnika in počaka, da se ta javi. Ko se uporabnik javi na klic, klicni strežnik zadrži zvezo in pokliče še glasovni odzivnik. Ko se aktivira še glasovni odzivnik, klicni strežnik vzpostavi zvezo med njima in lahko se prične dialog. Slika 7.16: Potek klica Ves čas od klica metode makecall pa do konca zveze lahko aplikacija poizveduje in pridobiva informacije o klicu. S klicem metode getcallinformation lahko aplikacija ugotovi, kdaj je bila zveza med uporabnikom in glasovnim odzivnikom vzpostavljena, kdaj je bila zveza končana in kako dolgo je trajala ter tudi vzrok, zaradi katerega je bila zveza prekinjena in katera stran jo je končala. Vse te informacije so za delovanje sistema zelo

78 Razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij 63 pomembne, saj se ravno na podlagi teh aplikacija odloči, kako bo spremenila vrednosti atributov posameznemu uporabniku v bazi. Na primer, če aplikacija ugotovi, da je zveza trajala prekratek čas, to pomeni, da neplačnik ni do konca poslušal sporočila predvajanega s strani odzivnika in zato se mu atribut»nedosegljiv/zaseden«postavi na vrednost 1 oz.»true«. To pa pomeni, da bo ob naslednjem pregledu baze izbran za ponovni klic, čeprav smo ga pred kratkim že klicali. Atribut»nedosegljiv/zaseden«se postavi na vrednost 1 tudi, kadar aplikacija ugotovi, da je klicani neplačnik nedosegljiv, zaseden ali pa se preprosto ni javil na klic oz. ga je prekinil in se zveza med njim in glasovnim odzivnikom niti ni mogla vzpostaviti. Aplikacija sproti ob vsakem klicu posodablja parametre v seznamu za klicanje. Na podlagi identifikatorja seje aplikacija ve, kateri uporabnik je bil udeležen pri klicu in kateremu mora prirediti nove vrednosti parametrov. Aplikacija je zasnovana tako, da vzpostavi naenkrat samo en klic. Premika se po seznamu za klicanje od prvega uporabnika do zadnjega in za vsakega vzpostavi klic. Ko se klic zaključi in se parametri v seznamu posodobijo, začne vzpostavljati novi klic za naslednjega uporabnika v seznamu. Zavedamo se, da v realnih razmerah, kjer je potrebno v kratkem času obvestiti nekaj tisoč uporabnikov telekomunikacijskih omrežij, takšen pristop ne bi bil najboljša izbira, saj bi obveščanje trajalo predolgo. Potrebno bi bilo uvesti hkratno vzpostavljanje klicev za večje število uporabnikov, kar vmesnik Parlay X, klicni strežnik in drugi elementi omrežja tudi omogočajo. Za implementacijo tega koraka se nismo odločili zaradi povečanja kompleksnosti sistema, ki bi ga tak korak prinesel. V programski kodi bi bilo potrebno implementirati paralelno izvajanje velikega števila operacij (niti). Soočili bi se tudi z ogromno množico podatkov, ki bi jih bilo potrebno obdelati, hkrati pa bi morali ob določenem trenutku prestreči točno določen podatek za posamezni klic izmed množice drugih, kar pa ni ravno lahka naloga. Takšen pristop bi zahteval mnogo več časa za razvoj in testiranje, zavedamo pa se, da bo v prihodnosti potrebno tudi ta korak implementirati, če bo hotel sistem izpolniti vsa pričakovanja uporabnikov in služiti namenu.

79 Razvoj sistema za obveščanje velikega števila uporabnikov telekomunikacijskih omrežij Glasovni odzivnik Za potrebe glasovnega odzivnika je bilo potrebno uporabiti strežnik VoiceXML, ki VoiceXML interpreterju (ki je del signalizacijskega in medijskega prehoda) predaja VoiceXML skripte, da jih ta lahko zaganja ter uporabniku predvaja sporočila. Na VoiceXML strežniku imamo dve skripti, ki služita kot vstopna in izstopna skripta. Za naše potrebe je to dovolj, saj uporabniku želimo le predvajati sporočilo. Uporabnik lahko interaktivno komunicira z odzivnikom le po koncu predvajanja sporočila, kjer lahko z DTMF izbiro ponovno posluša sporočilo ali pa konča pogovor. Na sliki 7.17 je prikazana arhitektura in princip delovanja glasovnega odzivnika. Slika 7.17: Arhitektura glasovnega odzivnika Skripte na VoiceXML strežniku tečejo pod strežnikom Tomcat, ki skrbi za generiranje in predstavljanje skript. Tomcat omogoča, da so VoiceXML skripte napisane v programskem jeziku Java in predstavljene kot servleti. Na sliki 7.18 je prikazan primer komunikacije med uporabnikom in glasovnim odzivnikom.