Лекции - Системы управления сетями связи

Подождите немного. Документ загружается.

Федеральное агентство связи

ГОУ ВПО «Сибирский государственный университет

телекоммуникаций и информатики»

Уральский технический институт связи и информатики (филиал)

М.М. Егунов,

О.Г. Шерстнева,

Е.А. Абзапарова

СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ СЕТЯМИ

СВЯЗИ

Учебное пособие

Екатеринбург

2009

УДК 654.01

ББК 65.38

Рецензенты: Первушина М.В. – начальник отдела технического развития

департамента технического развития и систем управления ОАО

«Уралсвязьинформ»

Неволин Д.Г. – д.т.н., профессор кафедры «Связь» УрГУПС

Егунов М.М.

Системы управления сетями связи: Учебное пособие. /М.М. Егунов, О.Г.

Шерстнева, Е.А. Абзапарова – Екатеринбург: УрТИСИ ГОУ ВПО «СибГУТИ»,

2009. – 67 с.

Учебное пособие «Системы управления сетями связи» предназначено для

студентов специальности 210406.65 «Сети связи и системы коммутации» по

изучению дисциплины «Управление телекоммуникационными сетями». В

учебном пособии излагаются основы построения и развития систем управления

телекоммуникационными сетями, базирующиеся на современных

информационных и сетевых технологиях. Рассматриваются концептуальные

положения сетевого управления по стандартам TMN.

Рекомендовано УМО по образованию в области телекоммуникаций в

качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений,

обучающихся по направлению подготовки дипломированных специалистов

210400 – «Телекоммуникации».

УДК 654.01

ББК 65.38

Кафедра автоматической электросвязи

©УрТИСИ ГОУ ВПО «СибГУТИ», 2009

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 4

1 Общие принципы построения системы управления сетями связи 6

1.1 Модель системы управления сетью связи 6

1.2 Система технической эксплуатации 8

1.3 Структурно-функциональная схема управления 10

2 Основные задачи системы управления сетями связи 14

3 Подсистемы системы управления сетью связи и их характеристика 16

3.1 Подсистема технической эксплуатации 18

3.2 Подсистема технического обслуживания 19

3.3 Подсистема административного управления 20

3.4 Подсистема управления ресурсами 20

3.5 Подсистема управления качеством передачи 21

3.6 Подсистема управления рабочей силой 22

3.7 Подсистема управления безопасностью 23

3.8 Подсистема управления тарифами, начислениями и расчётами 24

3.9 Подсистема управления трафиком 25

3.10 Подсистема управления измерением и анализом трафика 26

3.11 Подсистема управления рабочими характеристиками сети и качеством

услуги 27

3.12 Подсистема администрирования пользователя 28

3.13 Подсистема административного управления маршрутизацией и

численным анализом 29

3.14 Подсистема управления сетью как экономическим объектом 29

4. Концепция построения TMN 31

4.1 Основные положения концепции TMN 31

4.2. Модели системы управления сетью 36

4.3 Основные стандарты TMN 46

4.4. Показатели перспективности TMN 48

5 Управляющие протоколыM TMN 51

5.1Общие сведения о протоколе SNMP 51

5.2 Протокол общей управляющей информации CMI 52

5.3 Сравнение протоколов SNMP и CMIP 55

6. Тенденции развития стандартов и технологий управления сетями

связи 57

6.1Понятие телеком-модели операций (TOM) 57

6.2 Технология CORBA 62?

6.3 Новое поколение систем операций и программного обеспечения

NGOSS 63

6.4 Технология SMART TMN 66

Литература 68

ВВЕДЕНИЕ

Сеть связи ХХI века представляется как универсальное средство обмена

информацией между человеком и компьютером простым, надежным и

безопасным, а также экономически эффективным способом. Обмен

осуществляется в нужное время в нужном месте с использованием среды,

позволяющей передавать и принимать речь, изображения и данные в одной

точке [1].

Новые типы сетей связи и новые улучшенные услуги, предлагаемые в

настоящее время, требуют все более сложных управляющих функций.

Основной задачей системы управления долгое время являлось уменьшение

времени реакции эксплуатационных служб на изменение состояния сети.

Сегодняшние современные сетевые технологии позволяют говорить об

интегральном управлении, т.к. они предполагают сетевое оборудование с

программным управлением, дистанционно-управляемыми системами

коммутации и/или мультиплексорами/кросс-коннекторами на всех уровнях

иерархии, высокую скорость управления связью со стандартизованными

интерфейсами и протоколами для выполнения своих функций управления, а

также, программное обеспечение для управления сетью, удобное для

пользователей, и мощные вычислительные системы поддержки.

Традиционно сетевое управление представляет собой совокупность

раздельных систем управления для определенного вида сетевого оборудования,

как правило, одного производителя: системы коммутации, систем передачи,

кроссового оборудования, систем подвижной связи и других видов

оборудования. Каждая такая система управления и ее операторы действуют

независимо в пределах своей функциональной области и лимита резервного

оборудования [2].

Интеграция видов обслуживания неизбежно приводит к интеграции

управления, под которым понимается возможность общего управления

разнородным оборудованием разных производителей для более эффективного

использования всего сетевого оборудования. Конечной целью такого

управления сетью является повышение экономической эффективности сетей.

Сетевое управление позволяет снизить тарифы за счет концентрации

наблюдения и контроля сети. Даже географически протяженные сети могут

быть наблюдаемыми из одной точки, т.е. централизованно, и локальное

обслуживание обеспечивается в случае отказа в определенном месте. Сетевое

управление позволяет организовать как временное, так и географическое

распределение нагрузки в сети в реальном масштабе времени. Интегральное

управление сетью представляет широкие возможности в части улучшенного

обслуживания пользователей и введения новых услуг, что дает повышение

конкурентоспособности. Эти возможности реализуются через обслуживание

пользователя в реальном масштабе времени, гибкость в расчетах за услуги, учет

потребностей пользователей, улучшение надежности и качества связи, развитие

и увеличение продажи услуг.

Интегральную систему управления можно и нужно создавать как в

проектируемых, так и в функционирующих сетях, даже несмотря на

определенное отставание в сетевых технологиях, которые используются в этих

сетях.

Создавать интегральные сети можно и поэтапно, реализуя часть

определенных функций и в соответствии с имеющимися возможностями. При

этом необходимо использовать имеющиеся международные стандарты. При

подключении к современной системе управления устаревшего оборудования

обязательно использовать согласующее оборудование (адаптеры). Такой

вариант подключения представляется наиболее затратным.

Одной из основных задач при создании интегральной системы управления

является разработка приложений. Приложения должны основываться на

математических и информационных моделях управляемых объектов, а также

алгоритмов расчета характеристик сети на основе предлагаемых моделей и их

программного обеспечения.

В учебном пособии рассматриваются только некоторые основные аспекты

построения системы управления сетью связи.

Разделы 1-3 посвящены общему описанию принципов построения системы

управления. Однако, без осмысления задач, возложенных на систему

управления, без изучения подсистем, входящих в ее состав, и их характеристик

трудно осознать ее роль в информационном пространстве.

В 4-ом разделе освещены вопросы сетевого управления по стандартам

TMN. Даны основные положения концепции TMN, виды архитектуры,

основные стандарты и основные показатели перспективности развития TMN.

В 5-ом разделе приведены основные управляющие протоколы и

информационные технологии для управления телекоммуникациями, т.к. для

адекватной поддержки операторов или провайдеров услуг необходима

комбинация информационных и телекоммуникационных технологий.

Раздел 6 посвящен рассмотрению основных тенденций развития

стандартов и технологий управления сетями связи, поскольку технологии

применяются согласно системной роли операторов или сервис-провайдеров в

бизнес-процессах и в сетевом управлении/эксплуатации.

В 7-ом разделе кратко рассматривается сетевое управление в системе

Алкатель 1000С12.

В целом, целью данного учебного пособия было предоставить читателям

некоторую часть базовой суммы знаний по информационным технологиям и

системам управления, которые позволят в дальнейшем самостоятельно

разобраться в действующих стандартах сетевого управления, более осознанно

подходить к вопросам анализа, выбора решений, предлагаемых различными

фирмами.

1 ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

СЕТЯМИ СВЯЗИ

1.1 Модель системы управления сетью связи

Сети связи, представляющие собой совокупность узлов и линий между

ними, предназначены для переноса (транспортировки) сообщений в виде

электрических сигналов от источника сообщений к получателю. Для

реализации услуг связи недостаточно иметь оптимально построенные сети

связи и соответствующее оборудование. Необходимо создать вспомогательные

службы, системы, надстройки над сетью связи, которые в условиях

расширяющихся запросов потребителей обеспечили бы ее устойчивое

функционирование в течение всего срока службы аппаратуры и внешних

дестабилизирующих воздействий.

К таким надстройкам относятся системы технической эксплуатации,

нумерации, тарификации, расчетов за услуги связи и ряд других. Полный

перечень систем зависит от конкретного вида сети связи (первичная, вторичная

и т.д.). Совокупность этих систем поддерживает сеть электросвязи, обеспечивая

ее функционирование и необходимый уровень показателей для удовлетворения

требований потребителей. Перечисленные “системы поддержки” объединяются

общим понятием – система управления, которая неразрывно, в замкнутом

контуре с обратной связью, взаимодействует с сетью электросвязи через

обусловленные интерфейсы. Интерфейсы представляют собой устройства

(программно-аппаратные средства) для согласования технических средств

системы управления, системы технической эксплуатации и сети связи.

В целом, сеть электросвязи можно рассматривать как кибернетическую

систему, которая включаетM объект управления ОУ (управляемая подсистема) и

системы управления СУ (управляющая подсистема), связанных между собой

потоками контрольной и управляющей информации и подвергающихся

внешнему воздействию. При этом внешними по отношению к сети

воздействиями являются как планы и директивы, поступающие от

вышестоящих организаций (с верхних уровней управления) и требования по

доставке сообщений и предоставлению других услуг, поступающие от

пользователей, так и различные возмущающие воздействия или отказы

(неисправности) отдельных элементов, нарушающие ход процесса. На рисунке

1 приведена модель системы управления сетью связи, которая наглядно

демонстрируетM процессы, происходящие в системе управления.

Под регулировкой входа подразумевается установка параметров

(показателей качества, скорости доставки и т.д.) для взаимодействия ОП с

сетью связи, а контроль выхода – это измерение этих параметров.

В отрасли “Связь ” роль управления в развитии и совершенствовании сетей

значительно повышается. Если ранее управление понималось как составная

часть технической эксплуатации наряду с техническим обслуживанием, то в

настоящее время управление рассматривается как более широкое понятие,

включающее техническую эксплуатацию как составную часть. При таком

подходе техническую эксплуатацию следует понимать как исполнительную

составляющую системы управления, которая средствами технического

обслуживания обеспечивает в сети связи выполнение тех решений и команд,

которые приняты системой управления, и сообщает о результатах их

выполнения. Иными словами, в системе управления можно выделить две

основные части – систему принятия решений и систему исполнения решений.

Первая, образно говоря, - это мозг системы, ее интеллектуальная основа,

которая реализуется в виде операционной системы. Вторая, пользуясь

аналогией с живыми организмами, - это опорно-двигательный механизм

системы, реализуется в виде программно-технических средств технической

эксплуатации.

ИИ – источник информации;

ОП – оконечный пункт;

ПИ – потребитель информации.

Рисунок 1 – Модель системы управления сетью связи

1.2 Система технической эксплуатации

В системе технической эксплуатации выделяют ряд подсистем, таких как

подсистема контроля, измерений и резервирования, расчетов и др. (рисунок 2).

Рисунок 2 – Система технической эксплуатации в составе системы управления.

Как видно из рисунка 2 в состав системы технической эксплуатации

входят следующие подсистемы:

Подсистема контроля должна обеспечивать контроль изменения

состояния сети и её компонентов в реальном масштабе времени для

обнаружения и локализации неисправностей с целью их устранения и сквозной

контроль.

Подсистема контроля подразделяется на подсистему контроля первичной

сети и подсистему контроля вторичной сети общего пользования (ОП),

включающую сквозной контроль.

Подсистема измерений должна осуществлять реализацию задач

управления качеством. Подсистема измерений предназначена для

эксплуатационных измерений трактов, каналов и аппаратуры связи с целью

оценки показателей и параметров используемых технических средств.

Измерения производятся, как правило, в процессе выполнения различных

функций технического обслуживания: настройки; паспортизации; проверки

работоспособностиM трактов и технических средств во время их действия;

определения причины и места повреждения; ремонта неисправных блоков.

Подсистема восстановления и ремонта технических средств. При этом

подсистема восстановления должна осуществлять управление устранением

отказов и обеспечивать работоспособность оборудования, аппаратуры и линий

передачи при заданном качестве и надёжности с целью предоставления услуг

связи с наибольшей эффективностью, уменьшения простоев и оптимального

использования средств связи, получения максимальной прибыли при

минимальных затратах.

Подсистема ремонта решает задачи обеспечения надёжной работы сети

связи, восстановления ресурса средств связи при снижении стоимости

эксплуатационных расходов.

Подсистема резервирования осуществляет реализацию задач управления

конфигурацией сети или ее составных частей. Подсистема резервирования

предназначена:

 для достижения требуемых показателей надёжности в случае

невозможности или экономической нецелесообразности достижения этих

показателейM путём повышения надёжности отдельных элементов средств

связи;

 повышения показателей надёжности выделенных служб

(услуг) электросвязи;

 получения дополнительной прибыли за счёт сокращения

длительности простоев трактов и каналов передачи.

Подсистема расчётов должна осуществлять реализацию задач управления

расчётами и предназначается для проведения расчётно-платёжных операций с

пользователями за оказываемые услуги электросвязи со стороны предприятий

связи (исполнителей услуг) всех форм собственности. В подсистеме расчётов

тарификация услуг осуществляется, как правило, для каждой оказанной услуги

на основе учётных данных, действующих тарифов и сведений о категории

пользователя (учитываются предоставляемые абонентам льготы). К основным

задачам подсистемы расчетов относятся следующие:

 сбор учётных данных об оказанных услугах;

 тарификация учётных услуг и начисление сумм к оплате;

 извещение пользователей о начисленных к оплате суммах;

 корректировка, при необходимости, начисленных сумм;

 контроль оплаты;

 работа с задолжниками (абонентами, арендаторами);

 подготовка данных, включающих финансовые результаты со

сведениями о начисленных и полученных денежных средствах;

 информационно-справочное обслуживание пользователей,

включая рассмотрение претензий по расчётам.

Для решения этих задач должны формироваться учётные данные о

пользователях, о постоянных и многократных услугах, действующих тарифах и

другие данные, в совокупности, составляющие нормативно-справочную

информацию системы расчётов.

Иерархия организационных уровней управления, существующая для

системы связи РФ на ближайшую и отдаленную перспективу, представлена на

рисунке 3.