Телекоммуникационные сети

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Общие вопросы концепции управления

Поскольку телекоммуникационные сети являются распределенными сетями с большим количеством элементов (узлов, кабелей), невозможно обеспечить стопроцентную надежность таких сетей только за счет повышения отказоустойчивости ее компонентов. Однако можно повысить ее надежность за счет введения эффективной системы управления. Системы управления сетями должны выделять и координировать ресурсы для планирования, администрирования, анализа, эксплуатации и развития сети в целях достижения необходимого уровня предоставляемого сервиса в любое время с минимальными затратами. Рассмотрим основные принципы концепции управления.

Концепция управления телекоммуникационной сетью (TMN - Telecommunication Management Network) была создана с целью поддержания эффективной эксплуатации сети и предоставления услуг с гарантированным качеством.

В основу системы управления положены принципы многоуровневости (иерархия управления). В полном виде система управления не реализована, имеются лишь отдельные ее фрагменты. Но сама идеология систем управления позволяет строить ее поэтапно, помодульно. На данном этапе, в основном, решаются вопросы управления элементами сети и сетью в целом. Основная функция сети связи - транспортная, заключающаяся в передаче сообщений от источника к получателю. При этом основными характеристиками функционирования сети связи являются скорость и своевременность доставки сообщений пользователям, достоверность сообщений. надежность и отказоустойчивость связи. Для достижения эффективного функционирования сети, т.е. обеспечения функций по транспортированию сообщений с заданными параметрами при наименьших затратах (материальных, финансовых, людских), с целью наилучшего удовлетворения потребностей пользователей в услугах связи необходимо решение ряда задач, которые осуществляются системой управления сети путем контроля и наблюдения за параметрами сети, ее ресурсами и изменения их в соответствии с заданными алгоритмами и программами.

2. Основные принципы системы управления

Концепция сети управления электросвязью - TMN была принята в 1988 году и затем претерпела ряд изменений и совершенствований.

Эта концепция базируется на 4-х уровнях управления: управления бизнесом или административный уровень (верхний уровень), управление сервисом или услугами, управление сетью, управление элементами сети (нижний уровень). Все уровни снизу доверху связаны между собой. Так, уровень управления элементами сети является источником о состоянии сети для следующих уровней. На следующем уровне решаются задачи управления сетью и отдельными ее участками. Сети местного значения имеют всего 2 уровня (управление элементами сети и управление сетью и бизнес-услугами), зоновые сети - 3-х уровневые, а магистральные - 4-х уровневые. Модели и стандарты TMN наиболее проработаны в вопросах 2-х нижних уровней.

3. Технические средства и информационно-программное обеспечение системы управления

Общая архитектура TMN имеет 3 аспекта: функциональный, информационный и физический. Информационная архитектура TMN включает в себя информационную модель управления. В эой модели дается представление об управлении ресурсами на основе хранения, редактирования и обработки информации. Обмен информации при управлении объектами предусматривает использование взаимодействия менеджер-агент. Если менеджер направляет команды на управление операциями и получает подтверждение, то агент - это та часть процесса, которая непосредственно управляет соответсвующими управляемыми объектами. Агент выполняет команды, направленные ему менеджером и информирует менеджера о поведении подведомственных ему объектов, посылая уведомления.

Каждый уведомляемый объект относится к определенному классу объектов, а совокупность объектов может быть представлена в виде дерева, показывающего иерархию наследуемых свойств. Для управления сетевых элементов имеется база информации управления (MIB). Объекты могут относиться к ресурсам сети и к объектам поддержки, необходимых для процесса управления. Классы объектов поддержки, необходимых для процесса управления. Классы объектов поддержки унифицированы, чтобы использовать их при управлении различными сетями на разных уровнях. Имеются специальные рекомендации и библиотеки программ для управления на уровне сетевых элементов и для управления конфигурацией транспортных сетей на уровне управления сетью.

Функциональная архитектура TMN определяет функциональные блоки и эталонные точки между ними (рис. 1).

Физическая архитектура описывается интерфейсами и компонентами, которые являются физической реализацией эталонных точек и функциональных блоков соответственно. Операционные системы осуществляют обработку, хранение и поиск информации, необходимой для выполнения функций по управлению сетевыми элементами. Рабочие станции обеспечивают взаимодействие обслуживающего персонала с сетью управления.

Медиаторы служат для промежуточной обработки и хранения данных преобразования протоколов.

Q-адаптеры предназначены для взаимодействия с сетевыми элементами, имеющими не предусмотренные в TMN интерфейсы.

Интерфейс Q₃ cлужит для стыка с операционными системами медиаторов, Q-адаптеров и сетевых элементов со встроенными функциями медиаторов.

Интерфейс Q_x используется при подключении сетевых элементов и Q-адаптеров к медиатору. Интерфейс F служит для связи рабочих станций с операционными системами и медиаторами.

4. Техническая реализация управления сетью SDH

Универсальность системы управления транспортной сетью SDH состоит в том, что она предоставляет оператору множество возможностей, в том числе:

· собирать и анализировать аварийные сообщения в реальном масштабе времени;

· проводить мониторинг и конфигурировать (до уровня блока) удаленный сетевой элемент;

· автоматическа создавать каналсвязи с указанием начальной и конечной точек последнего;

· контролировать качество канала без нарушения связи;

· эффективно осуществлять поиск неисправностей;

· строить каналы типа «точка - много точек», облегчающие создание вещательных сетей (в том числе КТВ);

· редактировать кофигурации канала без перерыва связи;

· переводить периферийное оборудование сети на новую версию программного обеспечения из центра управления сетью без перерыва связи.

В сети SDH при создании сети управления каждый элемент сети (мультиплексор, кросс-коммутатор, концентратор, регенератор) должен иметь свой адрес доступа сетевого управления. Это дает возможность подключить его к системе управления сетью или к системе управления сетевым элементом. Число элементов сети ограничено с точки зрения системы управления. Поэтому, сеть имеет значительное число элементов (?100), то ее разбивают на подсети.

В случае сети имеющей несколько периферийных областей управления, возможной топологией сети управления может быть звезда, центр которой наиболее удобно расположен по отношению к периферийным областям. Внешняя сеть управления по архитектуре может не иметь ничего общего с топологией транспортной сети SDH.

При использовании внешней сети управления может быть задействована система передачи данных Ethernet. Эта система характеризуется значительной простотой и низкой стоимостью оборудования.

Однако, во многих случаях может быть использована внутренняя сеть системы SDH благодаря наличию в заголовках большой резервной емкости. Так заголовок STM-1 содержит 81 байт, а в маршрутном заголовке (POH) AU-4 содержиться еще 9 байт.

5. Сетевой менеджер - управление сетью SDH

Сетевой менеджер NM - это прикладной программный продукт, разрабатываемый производителями оборудования SDH для управления и мониторинга сетью SDH в целом. Он осуществляет целый ряд функций управления и задач сетевого управления в рамках сетевого уровня модели OSI, среди которых:

· мониторинг - проверка маршрута (тракта передачи),

· управление сетевой топологией,

· осуществление сетевого сервиса и обработку информации от сетевых элементов NE.

Функции управления, осуществляемые NM, как правило, соответствуют ряду рекомендаций и стандартов, среди которых ITU-T G.784, M.3010, X.217, X.227 и т.д. NM осуществляет:

· обработку аварийных сообщений,

· управление рабочими характеристиками,

· управление конфигурацией,

· управление программой обслуживания сети и тестирования ее элементов,

· управление безопасностью системы.

Если рассмотреть в качестве образца сетевой менеджер ENM компании ECI, то он реализован на базе станции SUN SPARC под управлением OS Solaris (Unix-подобная OS) и имеет шесть основных опций - Alarm, Perfomance, Configuration, Maintenance, Security, System, в точности сооветствующих шести вышеперечисленным задачам управления. Каждая опция позволяет генерировать свои экраны в соответствии с элементами меню опции, отображающими выполняемую задачу.

Обработка аварийных собщений. Эта опция позволяет:

· вести журнал аварийных сообщений и просматривать его в соответствии с выбранным критерием, например, для выбранного NE, на заданном отрезке времени;

· просматривать текущие аварийные сообщения в соответствии с выбранным критерием;

· присваивать определенную степень серьезности аварийным сообщениям (например, критическое сообщение, главное сообщение, второстепенное сообщение).

Особенность обработки аварийных сообщений заключается в возможности их маскирования, т.е. создания «маски» (развернутого логического условия), позволяющей исключить возможность отображения определенных типов аварийных сообщений или изменить степень серьезности из отображения на экране, для того, чтобы сконцентрироваться на нужных типах сообщений.

Управление рабочими характеристиками. Эта операция дает оператору или менеджеру сети возможность:

· открыть и посмотреть окно с итоговыми данными по рабочим характеристикам для конкретного объекта;

· просмотреть динамику изменения рабочих характеристик конкретного объекта;

· установить временные интервалы, используемые для определения характеристик качества обслуживания QOS.

Управление конфигурацией. Эта опция позволяет:

· создавать / уничтожать временные связи между любым разрешенным спецификацией кросс-коммутируемым трибным портом и сетью, включая создание соединений для локальной, планируемой (линия-порт / порт-линия) и проходной (сквозной) кросс-коммутации для реализации функции ввода / вывода, прямой передачи со входа на выход и вещания;

· присваивать и модифицировать атрибуты объектов;

· назначать сменным блокам (картам) соответствующие слоты на полке размещения оборудования (или в кассете);

· выбирать возможный источник синхронизации в качестве эталонного;

· конфигурировать сетевые элементы и сетевую топологию.

Управление программой обслуживания сети и тестирования ее элементов. Эта опция позволяет:

· оперировать на выбранных оконечных точках, перенаправлять выходящие и входящие сигналы, организовать шлейфы как на ближнем, так и на дальнесм концах;

· осуществлять диагностику выбранного объекта;

· осуществлять перезагрузку системы управления;

· искусственно инициировать поток аварийных сообщений для выбранного объекта;

· блокировать автоматическое защитное переключение активного кольца;

· вручную переключать активное кольцо на резервное.

Управление безопасностью системы. Эта опция позволяет:

· устанавливать и менять пароли;

· менять список пользователей, имеющих авторизованный доступ;

· создавать списки групп пользователей с определенным уровнем доступа;

· администратору системы разрабатывать иерархию уровней допуска пользователей.

Административное управление. Эта опция позволяет:

· распечатывать отчеты и сообщения, как стандартные для системы, так и сформированные оператором или администратором;

· загружать базы данных информацией их файлов пользователя;

· заменять программные модули системы в NE, используя возможности каналов передачи данных;

· осуществлять процедуры регистрации пользователей системы NM.

6. Система управления сетями фирмы HP

управление телекоммуникационный сеть

Для обеспечения высокой надежности активно внедряемых электронных услуг, а именно обеспечения высокой доступности услуг аутсорсинга, мобильных служб, электронной коммерции, операций обеспечения бизнеса и производственных процессов, а также обычной речевой связи через IP-инфраструктуру необходимо обеспечение высокой надежности самой среды передачи (ОВ) и оборудования цифровых ВОСП, что возможно только при эффективной системе управления.

Поскольку наша телекоммуникационная сеть характеризуется разнообразием телекоммуникационного оборудования оставшегося как со времен бывшего союза, так и приобретенного в последнее время у различных производителей, а также широким спектром вычислительной техники также различных производителей. На нашей телекоммуникационной сети также имеет место нередкие обрывы кабелей подвешенных на линиях электропередач, имеют место провалы почвы, наши колодцы в своём в своем большинстве залиты водой и засыпаны мусором, имеются случаи пропажи некоторого количества кабеля. Определенно, в таких условиях довольно трудно определить какое устройство или узел повинно в отсутствии связи. Достигнуть высокой доступности путем резервирования аппаратуры или перехода на оборудование одного поставщика в данном случае не получиться. Выход один - эффективная система управления.

Как уже было сказано, на нашей сети имеет место использование устаревшего оборудования, которое не имеет достаточно эффективного интерфейса для управления и мониторинга со стороны единой системы управления. В последнее время на нашей сети стали вводить в эксплуатацию телекоммуникационное оборудование различных производителей работающих на различных программных платформах, что вызывает затруднения при связи этих систем друг с другом. Поэтому при внедрении единой системы управления необходимо учесть все вышеизложенные факты. Рассмотрим систему управления предлагаемую фирмой HP.

Программный продукт фирмы HP Open View Communication/service Assurance (OVC/SA) имеет довольно гибкую архитектуру.

Внешне он представлен экраном-табло варьируемым в пределах 4х6 м, на котором отображена топология сети; операторские компьютеры связаны в единую интрасеть, для того, чтобы каждый из специалистов мог со своего рабочего места «углубиться» в любой из элементов обобщенной схемы, чтобы разобраться в возникшей неожиданно проблеме.

Уровень представления - это мощный интерфейс, позволяющий отображать и выполняющий топологию телекоммуникационной сети с выделением проблемных участков и выполняющий функции оповещения об авариях и критических ситуациях. Причем все множество предупреждений и аварийных сообщений может распределиться на разные операторские консоли в зависимости от географической зоны ответственности того или иного специалиста и степени сложности проблемы, а также по признаку отношения к тому или иному виду оборудования.

Далее следует уровень обработки событий - это промежуточное ПО, предназначенное для хранения топологии сети, сбора данных мониторинга оборудования и определения корреляции событий. Более низкий уровень - промежуточное ПО непосредственного мониторинга и управления физическими устройствами, будь то телефонные коммутаторы, каналообразующее оборудование или устройства вычислительных сетей - маршрутизаторы, серверы и т.д.

Для управления устройствами на следующем уровне используются самые разные протоколы - CMIP, Q3, CNMP, ASCII - или же программный интерфейс CORBA. В то же время в качестве промежуточного ПО управления здесь могут распологаться и модули NNM (Network Node Manager) для управления коммутационным оборудованием и маршрутизационным оборудованием вычислительных сетей. Именно благодаря уровню промежуточного ПО OVC/SA позволяет включать в область управления разнообразное устаревшее оборудование, хотя бы для этого требуются некоторые дополнительные усилия.

Конечно в настоящее время, имеется множество продуктов системного и сетевого управления. Однако уникальность системы OVC/SA состоит в том, что она позволяет унифицировать управление этими двумя средами передачи информации и представить из как единое целое на одной консоли для более эффективного отслеживания текущей ситуации и быстрого принятия решения.

Литература

1. Аджемов А.С., Кучерявый А.Е. Система сигнализации ОКС №7. -

2. Берлин А.Н. Телекоммуникационные сети и устройства БИНОМ. Лаборатория знаний, Интернет-университет информационных технологий - ИНТУИТ.ру, 2008

3. Берлин А.Н. Терминалы и основные технологии обмена информацией БИНОМ. Лаборатория знаний, Интернет-университет информационных технологий - ИНТУИТ.ру, 2007

4. Гольдштейн Б. С, Ехриелъ И.М., Рерле Р.Д. Стек протоколов ОКС 7. Подсистема МТР. - М.: Радио и связь, 2003.

5. Гольдштейн Б.С. Сигнализация в сетях связи. - М.: Радио и связь, 1997.

6. Гольдштейн Б.С. Системы коммутации: Учебник для вузов. 2-е издание. - СПб: БХВ - Санкт-Петербург, 2004.

7. Гольдштейн Б.С., Ехриелъ И.М., Рерле Р.Д. Стек протоколов ОКС 7. Подсистема SCCP. - СПб.: БХВ - Санкт-Петербург, 2006.

8. Гольдштейн Б.С., Ехриелъ К.М., Рерле Р.Д. Стек протоколов ОКС 7. Подсистема ISUP. - СПб.: БХВ - Санкт-Петербург, 2003.

9. ГОСТ 2.105-95 ЕСКД. Общие требования к текстовым документам.

10. ГОСТ 2.106-68 ЕСКД. Текстовые документы.

11. М.: Радио и связь, 2002.

12. Росляков А.В. ОКС №7: архитектура, протоколы, применение. - М.: Эко-Трендз, 2008 - 320 с. 34.

13. Семенов Ю.А. Алгоритмы телекоммуникационных сетей. Часть 1. Алгоритмы и протоколы каналов и сетей передачи данных БИНОМ. Лаборатория знаний, Интернет-университет информационных технологий - ИНТУИТ.ру, 2007

14. Семенов Ю.А. Алгоритмы телекоммуникационных сетей. Часть 2. Протоколы и алгоритмы маршрутизации в INTERNET БИНОМ. Лаборатория знаний, Интернет-университет информационных технологий - ИНТУИТ.ру, 2007

15. Семенов Ю.А. Алгоритмы телекоммуникационных сетей. Часть 3. Процедуры, диагностика, безопасность БИНОМ. Лаборатория знаний, Интернет-университет информационных технологий - ИНТУИТ.ру, 2007

16. Яковлев С.В. Методические указания по выполнению курсового проекта по дисциплине «Основы построения телекоммуникационных систем и сетей» для бакалавров по направлению 550400 «Телекоммуникации». Ставрополь, 2010.

Размещено на Allbest.ru