Дослідження систем контролю якості мереж зв'язку

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Дослідження систем контролю якості мереж зв'язку

Зв'язок - одна з найбільш динамічно розвиваються галузей інфраструктури сучасного суспільства. Цьому сприяють постійне зростання попиту на послуги зв'язку і інформації, а також досягнення науково-технічного прогресу в галузі електроніки, волоконної оптики і обчислювальної техніки.

Якість обслуговування користувачів послугами зв'язку визначається якістю роботи сеті і служб зв'язку та залежить перш за все від можливостей мережі забезпечити необхідні характеристики передачі повідомлень (швидкість і своєчасність доставки повідомлень адресату; достовірність повідомлень; надійність і стійкість зв'язку).

Для досягнення ефективного функціонування мережі, тобто забезпечення функцій по транспортуванню повідомлень із заданими параметрами при найменших витратах (матеріальних, фінансових, людських) з метою найкращого задоволення потреб користувачів в послугах зв'язку, необхідне рішення безлічі прикладних задач, що включають в себе організацію оптимального шляху перенесення повідомлень, раціональне використання ресурсів в процесі експлуатації, реконструкцію та розвиток мереж, якість послуг зв'язку.

Вирішення цих завдань здійснюється системою управління мережі (СУЗ) шляхом контролю і спостереження за параметрами мережі, її ресурсами та зміни їх відповідно до заданих алгоритмів і програм. В даний час розроблений ряд рішень по організації системи управління, що мають різні принципи роботи [1]. При реалізації системи контролю якості мереж зв'язку (МЗ) в першу чергу необхідно розглянути існуючі системи і методи аналізу мереж.

Принципи побудови системи управління мережами зв'язку

Роль системи управління. Демонополізація і лібералізація в області зв'язку, поява безлічі операторів зв'язку на території Росії, високі вимоги до якості зв'язку з боку споживачів породили конкурентне середовище, виживання в якій представляє для операторів складну задачу. Необхідність знижувати тарифи в найближчому майбутньому, збільшення капітальних вкладень на впровадження нових технологій з метою швидкого надання нових послуг і швидкого відновлення в разі їх переривання, збільшують витрати операторів на експлуатацію мереж [2].

У цих умовах ефективне підтримання функціонування МЗ можливо лише за допомогою автоматизації ручних процесів експлуатації, застосування новітніх систем управління, які максимізують доходи, мінімізують витрати, забезпечують високу якість обслуговування користувачів, підтримуючи тим самим необхідний рівень конкуренції.

Під системою управління мережею розуміється сукупність технічних і програмних засобів, призначена забезпечувати виконання транспортних функцій МЗ по перенесенню повідомлень найкращим чином.

Загальне розуміння ролі системи управління, її взаємозв'язку з мережею зв'язку і з технічною експлуатацією в останні роки отримало новий розвиток, нове наповнення в розробленої в рамках Міжнародного союзу електрозв'язку (МСЕ-Т) концепції TMN (Telecommunication management network, управління мережею зв'язку) [3]. Рекомендації, розроблені в дослідних комісіях МСЕ-Т (серії М, Q), лягли в основу сучасних СУЗ.

Слід зазначити, що розробкою стандартів для систем управління займається також і Міжнародна організація стандартизації, підходи якій не суперечать концепції TMN.

Кожен оператор самостійно здійснює управління своєю мережею зв'язку. Втручання в його операторську діяльність допускається тільки у випадках, визначених чинним законодавством Російської Федерації, і відповідно до умов, обумовленими в ліцензії [2].

Система управління мережею зв'язку оператора повинна будуватися з урахуванням стратегії розвитку мобільних мереж зв'язку (МСЗ), перспективи розвитку власної мережі і Рекомендацій МСЕ-Т по TMN і забезпечувати управління якістю, розрахунками, конфігурацією, усуненням наслідків відмов, захистом інформації.

Завдання системи управління мереж зв'язку. Завданнями СУЗ є забезпечення функціонування СЗ протягом усього їх життєвого циклу, в тому числі до введення мереж в експлуатацію (планування, створення баз даних, установка обладнання) та в процесі експлуатації (технічне обслуговування, відновлення зв'язків, управління трафіком, контроль якості, розрахунки зі споживачами), а також розвиток (прогнозування трафіку, модернізація мереж).

У Рекомендаціях МСЕ-Т по TMN завдання будь-якої СУЗ визначені як функціональні області управління, до яких відносяться управління конфігурацією мережі, управління усуненням наслідків відмов, управління якістю, управління взаєморозрахунками, управління захистом інформації (безпека) [4-6].

У кожної з функціональних областей управління повинні вирішуватися наступні завдання:

- при управлінні конфігурацією: формування та розвиток мережі; реконфігурація мережі; планування робіт на мережі та послуг зв'язку; створення і ведення банку даних;

- при управлінні усуненням наслідків відмов: контроль за станом мережі і її елементів в реальному масштабі часу; виявлення і локалізація несправностей; відновлення зв'язків; оперативне перестроювання мережі; усунення несправностей; оповіщення користувачів про проведені роботи;

- при управлінні якістю: збір та аналіз статистичних даних по функціонуванню мереж і їх елементів; регулювання трафіку; розробка рекомендацій щодо поліпшення експлуатаційних характеристик мереж електрозв'язку, поліпшенню і розширенню діапазону надання послуг зв'язку; аналіз функціонування систем управління і контроль з метою удосконалення методів управління мережами зв'язку;

- при управлінні розрахунками: збір даних по наданих (орендованих) засобам і послуг зв'язку; розробка тарифів за надані засоби зв'язку і послуги; проведення взаєморозрахунків між учасниками надання послуг;

- при управлінні захистом інформації: розробка заходів щодо забезпечення закритості інформації і контролю за їх здійсненням; захист баз даних від несанкціонованого доступу; дотримання конфіденційності при наданні даних; класифікація рівня безпеки мережі зв'язку.

Структура системи управління. За теоретичну основу побудови системи управління МСЗ в цілому і окремих операторів повинна бути прийнята згадана концепція мережі управління електрозв'язком TMN, яка є базою для реалізації інтегрованого управління будь-якими за структурою, складом і обсягом мережами електрозв'язку і дозволяє: оптимізувати систему управління; забезпечити механізми захисту і цілісності даних; мінімізувати час локалізації та усунення несправностей мережі; поліпшити обслуговування і взаємодія з користувачами; розширити діапазон і підвищити якість послуг.

Організаційно-функціональна структура системи управління МСЗ базується на функціональних ієрархічній структурі TMN, яка включає в себе чотири рівні управління:

- адміністративний рівень (верхній);

- управління послугами;

- мережею;

- елементами мережі (нижній рівень).

На нижньому рівні здійснюється контроль і безпосереднє управління елементами мережі. Цей рівень є джерелом інформації про стан мережі для наступних рівнів і надає можливість рівню управління мережею взаємодіяти з елементами мережі.

На рівні управління мережею вирішуються завдання, що забезпечують функціонування мережі або її ділянок, що включають в себе географічно рознесені елементи мережі. Цей рівень взаємодіє з рівнем управління послугами з питань якості, розвитку мережі і т.д.

Рівень управління послугами несе відповідальність за надання послуг. На цьому рівні реалізуються функції по взаємодії з адміністрацією зв'язку, операторами, постачальниками обладнання, користувачами мереж, а крім того, встановлюється зв'язок з адміністратівним рівнем.

На адміністративному рівні управління визначаються цільові завдання по використанню мереж і вирішуються завдання оператора мережі в цілому. Цей рівень здійснює необхідне взаємодія з системами управління інших операторів, з центральними органами управління.

Вибір числа функціональних рівнів СУЗ оператора є своїм завданням операторів і визначається специфікою мереж зв'язку: розмірами мереж і їх функціональним призначенням. Однак визнано [7], що число рівнів управління не може бути менше 2-х.

Відповідно обраному числу функціональних рівнів в системі управління утворюється число організаційно-технічних рівнів, на кожному з яких створюється організаційно-технічна одиниця - центр управління, що складається з технічного персоналу і програмно-технічних засобів. Центральні органи управління МСЗ, а також СУЗ операторів федерального рівня пропонується створювати у вигляді 4-рівневої вертикалі [8].

Верхні функціональні рівні кожної системи управління операторів мають горизонтальні зв'язки з відповідними рівнями центральної вертикалі управління. На кожному функціональному рівні системою управління виконуються певні завдання з загального числа завдань, визначених у концепції TMN. Горизонтальні зв'язки можуть бути між центрами управління різних операторів на кожному рівні.

Існуючі системи і методи аналізу мереж

Системи розподіленого моніторингу. Практичне поширення набули системи розподіленого моніторингу мережевих елементів, засновані на пасивному підключенні до ланкам ОКС-7 моніторів сигналізації. При роботі таких систем використовує ті обстави, що відомості про стан мережевих елементів, коливаннях сигнальної навантаження і про більшості інших параметрів, що передаються від мережевих елементів в центр спостереження для подальшого аналізу, можна отримати, декодуючи повідомлення, які система «знімає» з ланки сигналізації. В основі так званих «пробників» (probe), які здійснюють «знімання» інформації, використовуються інтерфейсні плати і функціонально модернізоване програмне забезпечення протокол-тестерів сигналізації [9].

Очевидне відміну систем пасивного спостереження від вбудованих систем полягає в їх односпрямованість: можливість спостереження за мережевими елементами є, але відсутня можливість управління ними. Однак існують і додаткові переваги пасивного моніторингу: одночасне спостереження за декількома системами сигналізації і інтерфейсамі (DSS1/PRA, V5.x, A-bis); докладний декодування повідомлень, оцінка якості функціонування підсистем-користувачів і прикладних підсистем (ISUP, MAP, INAP); трасування з'єднань в межах декількох мереж (ТФОП/ISDN, GSM, IN) і т.д.

Аналізатори протоколів. Сучасні системи зв'язку, засновані на цифрових методах передачі і комутації, в даний час наповнені процесорними і аналітичними пристроями. Процесори входять до складу всіх модулів, схем і блоків, які використовуються в системах зв'язку. В результаті всі пристрої (мультиплексори, комутатори, пристрої доступу, абонентські термінали і т.д.), що входять до складу мережі, виявляються високонасиченої інтеллектуальними пристроями. Для забезпечення роботи мереж пристрої повинні взаємодіяти один з одним, обмінюючись діагностичною інформацією, інформацією про послуги та іншої службовою інформацією. Так виникає поняття протоколу як сукупності сигнальних повідомлень різного типу і процедур обміну ними для роботи мережі.

Динамічний розвиток сучасних мереж передачі даних в останні кілька років призвело до виникнення широкої гами протоколів і їх модифікацій.

Аналізатор протоколів - це пристрій, який виділяє з мережі сигнальну інформацію, обробляє її і показує оператору. Чим більше протоколів аналізатор декодує, чим краще забезпечує інтерпретацію даних, тим він зручніше, тим менше вимог до оператора, що шукає несправність.

Основними функціональними характеристиками аналізаторів протоколів є специфікація підтримуваних протоколів і глибина декодування інформації. Оскільки обробка даних виконується в режимі реального часу, практично неможливо виключити обробку апаратними засобами аналізатора. Таким чином, аналізатор зазвичай складається з двох частин - модулю первинної апаратної обробки інформації в реальному часі і модулю вторинної обробки даних за допомогою програмного забезпечення (ПЗ) персонального комп'ютера, що входить до складу аналізатора. Вторинна обробка, як правило, забезпечує подання інформації в найбільш зручній формі, виконує аналіз статистики, інтелектуальною обробку даних експертної системою аналізатора і т.д. як правило, програмне забезпечення приладу являє собою нові версії ПЗ вторинної обробки, які адаптуються під нові операційні системи, нові вимоги користувачів, нові модифікації аналізованих протоколів і т.д. при цьому апаратна частина аналізатора зазвичай не змінюється. Чим могутніше первинна обробка, тим більш сучасною платформа аналізатора протоколів, тим більший запас міцності має прилад. Крім розвитку протоколів постійно збільшується швидкість передачі даних в сучасних мережах зв'язку.

Ще однією відмінною характеристикою сучасних аналізаторів протоколів мереж передачі даних є число аналізованих каналів. Залежно від потужності апаратного модуля і ефективності його роботи аналізатор може бути 1-2-канальним або багатоканальний. Багатоканальні аналізатори можуть не тільки виконувати функції аналізу протоколу, але і виступати як трафіковий імітатори в мережах передачі даних, т.е. засобом насищення мережі передачі даних трафіком. Останнім часом вимога багатоканальні становіться особливо важливим у зв'язку з розширенням мережевих особливостей протоколів (ОКС-7, АТМ PNNI є мережеві концепції), в результаті чого особливо гостро постає проблема аналізу конвертації сигнальної інформації в мережі в точках транзиту. Проблему вимірювань на транзитних вузлах можна вирішити тільки шляхом багатоканального моніторингу. А ця функція реалізована далеко не у всіх аналізаторах, оскільки безпосередньо пов'язана з потужністю тестової платформи приладу і первинною обробкою даних.

Слід зазначити, що професійні аналізатори рідко можуть надати однакові по якісному рівню функції в частині аналізу загальноканальної систем сигналізації (ОКС) і сигналізації по виділених каналах (ВСК). Це пов'язано з діаметрально протилежними вимогами, що пред'являються до програмно-апаратній платформі таких аналізаторів. Так, аналізатори загальноканальної протоколів повинні приймати величезну кількість повідомлень, переданих по лінії зв'язку в цифровому вигляді з високою швидкістю по одному часового інтервалу, в той час як аналізатори систем сигналізації по виділених каналам повинні виробляти частотний аналіз в кожному часовому інтервалі розмовного пучка.

Система віддаленого доступу. Система віддаленого доступу складається з двох ЕВМ, одна з яких встановлена на станції і підключена до комутаційного обладнання, інша - в головному управлінні, звідки здійснюється контроль. З'єднання здійснюється за допомогою телефонної лінії і модемів, підключеним до ЕВМ. Після встановлення з'єднання за запитом оператора дані з комутаційного обладнання передаються в управління, де виконується їх подальша обробка та аналіз.

Для підключення до віддаленого терміналу необхідно мати:

- комп'ютер з модемом в управлінні, звідки здійснюється контроль;

- модем, встановлений на кожному центрі комутації стільникового рухомого зв'язку;

- лінію з'єднання (з'єднання можна здійснити через телефонну мережу загального користування);

- програмне забезпечення.

Перевагами віддаленого доступу є:

- можливість оперативного контролю з одного робочого місця проходження трафіку на всіх необхідних станціях, що знаходяться в даному регіоні;

- низька вартість обладнання;

- можливість дистанційного контролю.

Недоліками віддаленого доступу є:

- необхідність узгоджувати час підключення станційного модему, так як. тримати його постійно включеним неприпустимо з точки зору забезпечення безпеки роботи станції;

- залежність результатів роботи від якості з'єднання між модемами.

Схема організації системи віддаленого доступу представлена на рисунку.

Віддалений доступ до станції

мережа зв'язок контроль

Результати дослідження існуючих методів аналізу мереж дозволяють зробити висновок, що оптимальною для здійснення контролю за викликами є система віддаленого доступу, т.к. вартість обладнання значно нижче в порівнянні з вартістю обладнання інших систем; можливість здійснювати дистанційний контроль, що неможливо в системах, побудованих на основі організаторів протоколів. На основі даної системи доцільно провести оптимізацію структури різнорідних СЗ [10], створюючи можливість здійснювати передачу інформації, впорядкованої за критерієм важливості / вартості.

У даній роботі розглянуті принципи організації системи контролю викликів по даним комутаційного обладнання в телекомунікаційних мережах, проведено аналіз архітектури СЗ і концепції TMN, існуючих систем і методів аналізу мереж, виявлені їх основні недоліки і запропоновано оптимальне рішення - використання системи контролю трафіку і маршрутизації викликів за даними комутаційного обладнання в мережах зв'язку.

Пропонована система забезпечить більш ефективний контроль і дозволить заощадити час на проведення перевірок стану СЗ. Практична цінність роботи в тому, що вона буде сприяти підвищенню ефективності вирішення важливих державних завдань і дозволить оптимізувати систему регулювання галузі.

Використання сучасної технології дозволяє забезпечити абонентам таких мереж високе якість мовних повідомлень, надійність і конфіденційність зв'язку, захист від несанкціонованого доступу в мережу.

Література

1. Современные телекоммуникации. Технологии и экономика. - М.: Эко-Трендз, 2003. - 320 с.

2. Гольдштейн Б.С., Ехриель И.М., Рерле Р.Д. Интеллектуальные сети. - М.: Радио и связь, 2000. - 500 с.

3. Булгак В.Б., Варакин Л.Е., Крупнов А.Е. Основы управления связью Российской Федерации. - М.: Радио и связь, 1998. - 184 с.

4. ITU-T Rec. M.3010, Principles for telecommunications management networks, 1997.

5. ITU-T Rec. M.3200, TMN management services and telecommunications managed areas, 1992.

6. ITU-T Rec. M.3400, TMN management functions, 1992.

7. Булгак В.Б., Варакин Л.Е. Концепция развития связи Российской Федерации. - М.: Радио и связь, 1995. - 224 с.

8. Основные положения развития Взаимоувязанной сети связи Российской Федерации на перспективу до 2005 года. - М.: Руководящий документ, ЦИТИ «Информсвязь», 1996.

Размещено на Allbest.ru