IP Exchange

Традиционно взаимодействие между голосовыми сетями различных операторов осуществлялось через международные сети на базе SS7 и TDM. Однако в последние годы активно внедряется парадигма полностью IP-ориентированных сетей, в частности VoIP, а также различные технологии на их базе, например IP‑мультимедийные подсистемы (IMS). Для минимизации числа преобразований между пакетной и канальной пересылкой голоса возникает потребность в внедрении IP‑NNI (интерфейса сеть-сеть на базе IP) и, следовательно, построении IP‑сети для межсетевого взаимодействия.

Кроме того, значительное число IP‑сервисов (например, присутствие и мгновенные сообщения) не могут быть эффективно объединены через SS7/TDM-сети, что ещё более усиливает необходимость развития IP‑модели.

С 2000 года операторы GSM использовали GRX (англ. GPRS Roaming Exchange) для маршрутизации коммерческого роумингового IP-трафика между операторами. В первую очередь через GRX осуществлялся роуминг данных 2.5G и 3G. GRX — это частная IP-сеть (отделённая от интернета), объединяющая различных провайдеров GRX в рамках пиринговых точек. Однако GRX был ограничен только операторским сообществом GSM и не всегда был способен обеспечить требования по услугам в реальном времени. По состоянию на 2026 год GRX считается устаревшей (legacy) технологией, которая была функционально вытеснена IPX для новых услуг^[2].

Несмотря на то, что GRX не идеально подходит в качестве универсальной IP‑сети для взаимодействия и роуминга, он стал отправной точкой для разработки IPX. Развитие IPX ведётся в рамках различных проектов и рабочих групп GSM Association с 2004 года.

IP‑взаимодействие операторов теоретически может осуществляться и через Интернет, поскольку протокол IP и глобальная связанность изначально ему присущи. Однако для данной задачи использование Интернета связано с рядом проблем. Как отметил Алекс Синклер (Alex Sinclair) из GSMA:^[3] «Открытый интернет — это замечательно, однако для гарантии соответствующего качества обслуживания, особенно в реальном времени, предстоит ещё многое сделать».

Таким образом, операторы и поставщики услуг вправе самостоятельно выбирать схему межсетевого взаимодействия; допускается и одновременное использование разных моделей (хотя это увеличивает сложность архитектуры).

Архитектура IPX строится на основе объединения различных Провайдеров IPX, которые подключаются друг к другу через IPX‑пиринговые точки для обмена трафиком. По спецификациям IPX по сети сквозным образом передаются и управляющие протоколы (например, SIP), и носители (например, RTP). Типовой маршрут обмена трафиком при взаимодействии между фиксированной и мобильной сетью показан ниже:

^{X — это пиринговая точка, в которой IPX‑Провайдер A и IPX‑Провайдер B обмениваются трафиком}

IPX поддерживает как билатеральные, так и мультисторонние формы взаимодействия. Билатеральная схема — это традиционный подход, при котором два оператора заключают договор и организуют соединение между собой. В мультистороннем варианте провайдер IPX берет на себя управление договорными и техническими вопросами подключения для операторов. Организация десятков или сотен двусторонних соглашений чрезвычайно трудоёмка, поэтому мультисторонняя модель с одним соглашением и одной технической точкой подключения существенно облегчает внедрение межсетевого обмена.

Дальнейшим развитием мультисторонней схемы является каскадная модель взаимодействия, которая позволяет расширить зону досягаемости за счёт соединения IPX-провайдеров между собой. Ключевой особенностью этой модели выступает принцип «каскадных платежей» (англ. cascading payments), при котором оператор-отправитель производит оплату только своему провайдеру, а тот передаёт часть платежа следующему провайдеру в цепочке вплоть до конечного оператора, терминирующего трафик^[4].^[5]

Важным функциональным элементом современной архитектуры выступает IPX Proxy (прокси IPX), действующий как централизованный шлюз для управления сигнальным и медиатрафиком. Он обеспечивает скрытие топологии (англ. Topology Hiding), защищая внутреннюю структуру сети оператора от внешнего доступа, а также выполняет фильтрацию и маршрутизацию сигнального трафика^[6].

На физическом уровне для обработки растущих объёмов трафика провайдеры внедряют сетевые интерфейсы пропускной способностью 100 Гбит/с, техническая реализация которых опирается на стандарты IEEE (в частности, IEEE 802.3ba)^[7].

• Открытость — доступна любому фиксированному, мобильному оператору или другому поставщику услуг (например, интернет- или кабельному провайдеру), готовому принять технические и коммерческие условия IPX и подписать соответствующие соглашения
• Гарантированное качество — поддержка QoS обеспечивается как за счёт технических средств, так и благодаря обязательным соглашениям между всеми участниками (сквозные SLA). Для сетевого слайсинга в 5G используются сквозные SLA на основе шаблонов GSMA (NG.116 GST) и механизмов отображения 5QI на классы обслуживания DSCP^[8][9]
• Каскадные платежи — каскадная ответственность означает, что каждая сторона отвечает за выполнение условий следующей в цепочке. Это позволяет всем участникам цепочки получать коммерческую выгоду за предоставление сервиса
• Эффективное подключение — оператор может выбрать мультисторонний режим, при котором одно соглашение открывает доступ к множеству партнёров
• Весь трафик — по IP — изначально поддерживаются IP‑протоколы (такие как SIP, RTP, GTP, SMTP, SCTP, HTTP/2 для сигнализации в 5G^[10] и др.)
• Безопасность — полностью отделена от публичного интернета как логически, так и физически, адресация из интернета невозможна
• Глобальность — не ограничена географически
• Обратная совместимость — спецификации IPX соответствуют существующим рекомендациям; не требуется модернизация, например, 3GPP-совместимых IMS-систем при внедрении IPX‑совместимого NNI
• Только NNI — требования IPX распространяются только на NNI; интерфейс абонент-сеть (UNI) вне сферы рассмотрения
• Сквозные технические спецификации
• Взаимодействие и роуминг — охватывает оба сценария
• Конкурентная среда — услуги IPX предоставляют различные международные IP‑операторы, соединённые между собой специально выделенными пиринговыми точками IPX

В сетях 5G с автономной архитектурой (5G Standalone, SA) инфраструктура IP Exchange (IPX) выступает базой для обеспечения глобального роуминга^[1][7]. В рамках сервисно-ориентированной архитектуры 5G (Service Based Architecture, SBA) управляющая сигнализация осуществляется по протоколу HTTP/2^[10][11]. Сети IPX обеспечивают транзит этого сигнального трафика между домашней и гостевой сетями операторов.

Для защиты 5G-сигнализации в среде IPX применяются механизмы безопасности, основанные на спецификациях 3GPP и ассоциации GSMA. Обязательным элементом архитектуры является использование пограничного шлюза безопасности SEPP (Security Edge Protection Proxy), который размещается на границах сетей операторов^[12]. Взаимодействие между SEPP различных операторов происходит через интерфейс N32. Для защиты этого соединения на транспортном уровне применяется шифрование по протоколу TLS. Кроме того, используется прикладной уровень безопасности, известный как PRINS (Protocol for N32 Interconnect Security), который позволяет шифровать отдельные поля сигнальных сообщений^[13]. Общие требования к безопасности магистральной инфраструктуры IPX регламентируются документом GSMA PRD IR.77^[14].

Принципы IPX были последовательно испытаны и подтверждены GSM Association. С 2004 года в рамках GSMA проходили испытания сервисов на базе IP‑NNI для IMS‑сервисов. С апреля 2007 года ведутся пилотные проекты Pre-commercial Implementation IPX^[15], основной упор в которых был сделан на голосовые сервисы с пакетной коммутацией.

По сообщению GSMA^[3], в феврале 2008 года пилотные проекты IPX были завершены успешно. Ряд международных операторов готовятся внедрять услуги IPX: IPX Voice, Belgacom International Carrier Services, BT, CITIC 1616, Deutsche Telekom ICSS, iBasis, Reach, SAP Mobile Services, Syniverse, Tata Communications^[16], Telecom Italia Sparkle, Telecom New Zealand International, Telefónica International Wholesale Services, Telekom Austria, Telenor Global Services, TeliaSonera International Carrier, Comfone AG (Швейцария). Эти компании выступят в роли провайдеров IPX для мобильных, фиксированных операторов и других категорий клиентов. К 2026 году рынок IPX-услуг продемонстрировал тенденцию к консолидации: компания Aicent была поглощена Syniverse^[17], SAP Mobile Services трансформировалась в облачные решения^[18], Tyntec прошла через реструктуризацию^[19], а Comfone сохранила свою независимость^[20].

Продолжается расширение инфраструктуры сетей IPX. В 2025 году компания iBASIS открыла новый узел связи (PoP) в Токио для поддержки сервисов нового поколения, таких как 5G и IoT^[21].

Согласно экономическим прогнозам, объём мирового рынка услуг IPX достигнет 15,2 млрд долларов к 2030 году.

GSMA также открыта к поддержке новых испытаний по мере необходимости^[22].