Фокин В.Г. Управление телекоммуникационными сетями. Часть 4
Подождите немного. Документ загружается.
ближнего конца транспортного участка, функций сетевого соединения и
функций окончания дальнего конца транспортного участка. Окончание
транспортного участка несет ответственность за генерацию типовой
информации уровня сети и обеспечивают ее целостность
Рисунок 4.8 Модель транспортной сети PDH
В сети с оборудованием PDH транспортный участок может быть
определен как тракт (2, 8, 34 или 140 Мбит/с). При этом функции адаптации
тракта к среде передачи выполняет мультиплексирование или линейная
система (регенерационная секция).
Для реализации транспортной сети PDH могут быть применены
терминальные мультиплексоры, кроссовые коммутаторы (уровня каналов 64
Кбит/с и n64 Кбит/с), регенераторы. Секции мультиплексирования и тракты
могут быть зарезервированы. Для эффективного управления транспортной
сетью PDH необходима оснастка оборудования PDH типовыми
функциональными модулями MCF, EMF, которые аналогичны модулям MCF и
SEMF аппаратуры SDH. Такое решение предусмотрено для аппаратуры PDH
рядом рекомендаций ITU-T: G.797, G.796, G.902. При этом в качестве каналов
передачи данных сети управления предложено использовать:
выделенные каналы 64 Кбит/с в структуре цикла 2,048 Мбит/с;
каналы, образуемые временными позициями нулевого канального
интервала цикла 2,048 Мбит/с в нечетных циклах сверхцикла, с
позициями 5, 6, 7, 8 при достижимой скорости от 2 Кбит/с до 16 Кбит/
с;
выделенные каналы, не относящиеся к системе передачи РОН; каналы
передачи данных сети X 25 и другие варианты.
Для шлюзового подключения сети PDH к сети TMN рекомендовано
использовать типовой интерфейс Qx, подключение локального терминала
управления может быть осуществлено через типовой интерфейс F,
представленный на физическом уровне интерфейсом RS232 или другими
[14.33] Кроме того, для локального управления могут быть применены
нестандартные терминалы управления аппаратурой PDH
Необходимо отметить, что для управления транспортной сетью PDH
находят применение методы, основанные на протоколе SNMP и принципов
УСО (универсальное сервисное оборудование выпускаемое предприятием
МОРИОН г Пермь). Это имеет место в разработках компании РОТЕК (г
Москва)
Другим примером универсального подхода к реализации системы
управления транспортными сетями и другими сетями может служить система
OPEN NSU фирмы BOSCH [42]. На рисунке 4.9 представлена обобщенная
структура управления OPEN / NSU [42]
Рисунок 4 9 Структура управления OPEN / NSU
4.4 Управление сетью с системами ATM
Системы асинхронного режима передачи (ATM) обеспечивают
мультиплексирование, коммутацию и передачу трафика широкополосных
сетей. Эта многофункциональность определяет особенности управления
сетями транспортировки с ATM. Особенности состоят, прежде всего, в
управлении виртуальными каналами и виртуальными трактами,
определенными концепцией транспортной сети с ATM [4]. Поскольку ATM,
главным образом, предназначен для построения широкополосных сетей B-
ISDN, то вопросы управления этими сетями рассматриваются в
рекомендациях ITU-T серии I.xxx, например, 1.150, 1311, 1.361, 1.610. Кроме
того, спецификациям сетевого управления ATM большое внимание уделяет
международная организация по стандартизации ATM-Форум, которой
разработана серия рекомендаций AF-NM -.. [21]. В этих рекомендациях
определены функциональные возможности управления системами ATM для
всех участков сети транспортировки и сети доступа. Важно отметить, что
ITU-T и АТМ-Форум согласуют свои разработки в области управления
сетью B-ISDN. Поэтому в рекомендациях ATM-Форума предусмотрено
использование протоколов CMIP и SNMP.
В настоящее время большинство оборудования ATM содержит функции
управления SNMP [20] Однако это решение, по мнению специалистов [78], не
является лучшим с точки зрения безопасности сети управления. Поэтому
вместо стандартного SNMP производители систем ATM используют свои
разработки программ управления, напоминающие SNMP. Это в свою очередь
затрудняет интеграцию систем управления. Другой реальный путь
высокоэффективного управления следует из рекомендаций ITU-T I.610 и
1.751. где рассмотрены принципы эксплуатации и технического обслуживания
оборудования систем ATM и вся структура управления виртуальными
каналами и трактами, согласованная с TMN.
Основная задача эксплуатации и технического обслуживания систем
ATM состоит в обнаружении и локализации неисправностей и
восстановлении нормальной работы сети. Функции ОАМ являются одними из
основных функций управления сетью. К этим функциям относятся.
контроль параметров надежности:
локализация неисправностей,
выработка решений по устранению отказов,
аварийная сигнализация,
запись сообщений в базы данных;
оповещение обслуживающего персонала и т.д.
Информация управления в системе ATM передается посредством пяти
уровней управления. Функции каждого из них определены [81].
Уровни управления ATM одновременно связаны с общей моделью B-
ISDN [10,78]. На рисунке 4.10 приведена архитектура потоков управления
ОАМ.
Потоки управления проходят по каждому из пяти уровней F1 F5.
Уровень виртуальных каналов F5 обеспечивает взаимодействие сетевых
элементов через виртуальные каналы. Распространяется на группу
виртуальных каналов, образующих одно логическое соединение.
Уровень виртуальных путей F4 обеспечивает взаимодействие групп
сетевых элементов, которые используют одно и то же соединение виртуальных
путей
Уровень тракта (пути) передачи F3 обеспечивает взаимодействие
процессов, которые реализуют такие функции ATM. как сборка / разборка
ячеек и защита заголовка от ошибок, мультиплексирование /
демультиплексирование.
Уровень секции мультиплексирования (цифровой передачи
транспортировки) F2 осуществляет контроль работы каналообразующего
оборудования SDH PDH и другого.
Рисунок 4.10 Архитектура потоков управления ОАМ
Уровень секции регенерации F1 отвечает за электрические
преобразования и согласование со средой передачи
Каждый из уровней F1 F5 реализует функции управления на
соответствующем участке транспортировки и способен в полной мере
поддерживать всю функциональную структуру TMN, самостоятельно
воспринимать команды управления и выдавать результаты. Любой уровень для
исполнения своих функций способен формировать запросы управления, т е
вставлять служебную информацию в общий поток данных
Принцип реализации процессов вставки запросов управления на .ровнях
F1 F2 F3 зависит от типа системы передачи Например, при работе через SDH
запросы уровней F1, F2 переносятся в заголовке секций (регенерационной и
мультиплексирования: RSOH. MSOH). а запросы уровня F3 - в заголовке
тракта передачи (РОН), образуемого виртуальными контейнерами VC-12 VC-
4. Основные функции физического уровня управления состоят в контроле
ошибок передачи, возникающих на уровнях преобразования электрического,
оптического или радиосигнала и цифровой секции, а также в формировании
сообщений об ошибках возникающих на уровне цифровой передачи.
Уровни управления ATM (F4, F5) используют для информационной
передачи выделенные виртуальные каналы. Например, для передачи запроса
F4 с целью проверки виртуального пути (VP) в каждом VP зарезервированы
номера виртуальных каналов: VCI = 3 и VCI = 4 При этом канал VCI = 3
используется для проверки участка (сегмента) виртуального пути между двумя
или более коммутаторами ATM, а канал VCI = 4 -для проверки всего
виртуального пути Канал является двусторонним Запросы управления
сегмента действует в его пределах.
Информация управления уровня F5 аналогична информации уровня F4,
однако предназначена для конкретного канала. Для ее передачи используется
тот же номер виртуального канала и пути, что и для передачи данных
пользователя. При этом ячейки (53-байтоеые блоки) помечаются специальным
идентификатором типа данных PTI, Payload Type Identifier, и все инструкции
по дальнейшей обработке ячеек с запросами ОАМ помещаются в поле данных
Ячейки ATM, переносящие запросы управления, представлены
несколькими форматами, которые описаны в [78] В таблице 4.1 приведены
значения управляющих полей ячеек ОАМ.
Таблица 4.1 Значение полей ОАМ
Вид ОАМ Функции
Обнаружение, определение места
возникновения и локализация отказов
Указание аварии
Указание об удаленном дефекте
Проверка непрерывности
Проверка шлейфом
Контроль производительности Прямой мониторинг
Сообщение о результатах мониторинга
Активизация/Деактивизация процессов
ОАМ
Мониторинг производительности
Проверка непрерывности
Для реализации функций управления транспортными сетями с ATM в
состав оборудования ATM включены функциональные блоки HCF, EMF,
которые аналогичны по своим функциям блокам MCF и 5EMF аппаратуры
SDH и описаны в рекомендациях ITU-T I.731, I.732.
На рисунке 4 11 представлен пример структуры каналов, трактов и
секций для транспортировки потоков управления F1 — F5.
AAL, ATM Adaptation Layer уровень адаптации ATM,
PL, Physical Layer физический уровень.
VCI, Virtual Channel Identifier идентификатор виртуального канала,
VPI, Virtual Path Identifier идентификатор виртуального пути.
Рисунок 4.11 Структура каналов, трактов и секций
для транспортировки потоков управления
Как правило, для управления отдельной аппаратурой ATM и сетью с
этой аппаратурой применяются местные терминалы систем управления.
Например, продукты серии 3800 компании Cisco поддерживают*
конфигурирование устройств путем непосредственного подключения,
терминала к сервисному порту или используя Telnet no IP через систему
управления Strata View Plus фирмы Cisco Strata Com. Конфигурация сети и
обслуживающее программное обеспечение поддерживает SNMP, TFTP, Telnet.
В качестве примера системы управления сетью ATM может быть
представлена система Strata Sphere компании Cisco [80]. Система Strata Sphere
обеспечивает управление всеми устройствами, выпускаемыми фирмой,
включая магистральные коммутаторы, коммутаторы корпоративного уровня, а
также многофункциональные устройства доступа. В основе ее лежит гибкая
архитектура сетевого управления, отвечающая соответствующим стандартам
Функции системы управления:
управление топологией сети, конфигурирование устройств сети;
сбор тарификационной информации,
контроль производительности сети;
контроль состояний неисправности, возникающих на сети;
обеспечение защиты сети от несанкционированного доступа.
Основа для построения высокоэффективной системы управления
заложена в высокоинтеллектуальных агентах управления, являющихся частью
сетевых узлов, выпускаемых фирмой. Агенты управления накапливают
многопараметрическую статистическую информацию. Эта информация
доступна через стандартные интерфейсы. Функции управления сетью в целом
и отдельными ее элементами обеспечиваются подсистемой Strata View Plus.
Эта подсистема также взаимодействует через открытые интерфейсы с
инструментальными подсистемами и системами управления более высоких
уровней.
Кроме подсистемы Strata View Plus в состав системы Strata Sphere входят:
подсистема BILLder и Агент сбора статистики;
подсистема управления соединениями:
подсистема моделирования и планирования развития сети; подсистема
оптимизации
В завершение раздела необходимо отметить, что к функциям управления
в сети ATM можно отнести функции управления трафиком и борьбы с
перегрузками в сети Подробную информацию об этом можно получить из
[21,78].
4.5 Управление сетью синхронизации
Учитывая, что в настоящее время ITU-T еще не разработал стандарты
систем управления синхронизацией, необходимость в которых уже
существует в связи с развитием цифровых сетей, предлагается изучить
некоторый опыт по управлению синхронизацией [12,35].
Опыт разработки систем управления накоплен рядом зарубежных
компаний, в частности: Hewlett-Packard. Telecom Solutions. Lucent
Technologies.
Чем вызвана необходимость разработки систем управления тактовой
сетевой синхронизацией (ТСС)? Такая необходимость обусловлена появлением
на цифровых сетях, прежде всего, транспортных, большого количества
различных тактовых генераторов. Эти генераторы (первичные эталонные
генераторы ПЭГ. вторичные (ведомые) тактовые генераторы ВЭГ. генераторы
сетевых элементов ГСЭ) объединяются в сети по определенным правилам,
которые описаны в рекомендациях ITU-T G811, G.812, что позволяет
успешно бороться с проскальзываниями в сети и устранять фазовые дрожания
[52].
По некоторым оценкам, приведенным в [35], функции управления
тактовой сетевой синхронизацией должны быть основаны на положениях
рекомендации ITU-T М.3010. При этом выделяются четыре блока функций
управления ТСС.
Управление качеством ТСС предполагает сбор и обработку результатов
измерений максимальной относительной ошибки временного тактового
интервала, девиации временного интервала и девиации частоты для сигналов
ТСС и сравнения этих результатов с нормами Результаты измерений
передаются дистанционно на рабочую станцию для анализа, демонстрации на
мониторе и хранения в хронологическом порядке.
Управление обработкой неисправностей предполагает сбор и обработку
данных состояния генераторов сети синхронизации, генерацию аварийных
сообщений и сообщений о событиях. При этом попытка устранения
неисправностей делается на возможно низком уровне. Например,
переключение на резервный цезиевый стандарт первичного генератора
производится микроконтроллером самого первичного генератора, а
информация управления поступает в систему управления Для определения
аварии по важности используется система информационных фильтров
Конечное решение за операцией управления может быть оставлено оператору.
Управление конфигурацией параметров каждого генератора тактовых
интервалов осуществляется через графический пользовательский интерфейс.
Управление безопасностью в сети ТСС предполагает защиту от
несанкционированного доступа с помощью паролей, а также ограничение
выполняемых определенным оператором функций в зависимости от
присвоенного ему уровня.
Рисунок 4.12 Структура сети управления ТСС
Наиболее общая структура сети управления тактовой сетевой
синхронизацией приведена на рисунке 4 12.
4.6 Управление оптической
транспортной сетью
Оптические транспортные сети не без основания считаются реальной
перспективой телекоммуникаций XXI века. В их основе лежит принцип
многоволновой передачи информации в оптических волокнах с минимальными
потерями и заданными показателями дисперсии Над стандартизацией
оптических сетей работают исследователи комиссии по телекоммуникациям
ITU. Уже стандартизирован частотный спектр третьего окна прозрачности
оптического волокна (вблизи волны 1,55 мкм), где возможно размещение 43
оптических несущих через частотный интервал 100 ГГц. В ближайшее время
ожидается увеличение числа оптических несущих, передаваемых
одновременно, до 1022, а реальные скорости передачи данных могут при этом
возрасти до 10 Тбит/с и выше. Понятно, что транспортировка с огромной
скоростью потребует создания оптических узлов, терминальных и
промежуточных станций и, естественно, эффективного управления. Именно
управлению оптическими сетями в последнее время уделяется большое
внимание [32,38,75].
Оптические транспортные сети предполагают полностью оптические
тракты от пользователя до пользователя через промежуточные пункты
(оптические ретрансляторы, оптические мультиплексоры выделения / ввода,
оптические узлы кроссовой коммутации) При этом сохраняет свое значение
общая концепция TMN для управления оптической сетью. Однако появляется
ряд новых решений по организации управления. Для обслуживания
оптических секций и трактов применяются выделенные оптические несущие
частоты, которые переносят трафик управления и выводятся/ вводятся в
каждом промежуточном элементе сети с целью преобразования сигналов
управления При этом сигналы управления генерируются и потребляются
электронными контроллерами, выполняющими функции интеллектуальных
агентов и менеджеров. Для организации управления на каждом из оптических
каналов, переносящих трафик, например SDH, используются свободные
временные позиции секционных заголовков (SDH), которые могут быть
сгруппированы в каналы передачи данных для управления оптической сетью.
Необходимо отметить, что, если переносимый каждой оптической несущей
трафик принадлежит сети PDH или ATM, то это не налагает ограничений по
организации управления секциями и трактами оптической сети.
Также необходимо отметить, что оптические сети станут базой для
развертывания новых технологических решений по управлению, которые
основаны на интеллектуальной платформе CORBA (Common Object Request
Broker Architecture) [25,28,30].
Примеры схем построения оптических элементов транспортной
оптической сети и организации канала управления секциями этой сети
приведены на рисунках 4.13 и 4.14.
EDFA- волоконно-оптический усилитель на основе эрбия
Рисунок 4 13 Конфигурация линейного ретранслятора
4.7 Контрольные вопросы и задания
1. Какие модели первичных (транспортных) сетей реализованы?
2. Составить сравнительную характеристику моделей транспортных
сетей.
3. Что является объектами управления транспортной сети?
4. Что предусмотрено в системе передачи SDH для реализации
функций управлений TMN?
5. Какие элементы сети транспортировки с SDH включаются в сеть
управления?
6. Какие функции системы управления выполняет блок MCF в
аппаратуре SDH?
7. Объяснить назначение точек Sn в аппаратуре SDH
8. Что представляют собой управляемые объекты в блоке SEMF
аппаратуры SDH?
9. Каким образом система управления сетью TMN подключается к
управляемой сети транспортировки с SDH?
10. Объяснить функции медиатора
11. Чем отличается управление транспортных сетей с SDH и PDH?
12. Что такое гибкий мультиплексор?
13. Какие функции гибкого мультиплексора управляются через сеть
TMN?
14. Назначение уровней управления системами с ATM
15. Почему управление в системах транспортировки с ATM разделено на
функции управления физического уровня и уровня ATM"?
16. Почему актуально управление сетью синхронизации?