Лекции - Системы управления сетями связи

Подождите немного. Документ загружается.

Рисунок 3 – Иерархия организационных уровней управления связью

1.3 Структурно-функциональная схема управления

В основе организации управления ЕСЭM должны лежать следующие

принципы:

 интеграция функциональных, физических и информационных

структур управления;

 создание гибкой архитектуры на основе методологии

открытых систем, обеспечивающей возможность реконфигурации и развития

систем управления;

 стандартизация компонентов системы управления;

 высокий уровень автоматизации процессов управления;

 применение новейших технологий обработки информации.

В соответствии с Федеральным Законом “О связи” комплекс сетей

электросвязи, входящих в состав ЕСЭ, должен быть обеспечен

централизованным управлением. Централизованное управление ЕСЭ должно

сочетаться с предоставлением операторам сетей самостоятельности в вопросах

управления сетью и услугами связи в пределах их лицензионной территории в

повседневных условиях. Исходя из этого, система управления ЕСЭ фактически

представляет собой комплекс взаимоувязанных систем управления различных

операторов сетейM общего и ограниченного пользования. Руководство и

управление перечисленными сетями связи в условиях чрезвычайной ситуации,

а также общая координация функционирования в повседневных условиях

обеспечивается центральными органами управления ЕСЭ. Основу комплекса

составляют системы управления операторов сетей общего пользования. Эти

сети охватывают территорию всей страны и обслуживают население,

организации, учреждения народного хозяйства, а также других потребителей

без каких-либо ограничений. При организации управления должна учитываться

неравнозначность операторов, которые в зависимости от масштабности сетей и

их государственной значимости делятся на операторов сетей связи

федерального, зонального и местного значений (рисунок 4).

Рисунок 4 – Структурно-функциональная схема управления для операторов

сетей общего пользования.

В целом под системой управления сетью электросвязи понимается

”система, выполняющая функции по управлению сетью на основе комплекса

информационных технологий по планированию, техническому обслуживанию,

эксплуатации, оперативному и административному управлению сетями и

предоставляемыми услугами ”.

Организационно каждая система управления сетями (СУС) оператора

должна представлять территориально-разнесенную иерархическую структуру,

построенную в соответствии с принципами TMN. Топология сетей управления

в пределах зоны ответственности оператора, размещение центров управления,

число уровней иерархии должны определяться в соответствии с особенностями

управляемых сетей, их назначением, размерами, разветвленностью,

организацией технических средств.

Минимальное число уровней иерархии – два:

 на нижнем уровне находятся центры управления элементами

сети (ЦУ-ЭС), осуществляющие контроль и непосредственное взаимодействие

с элементами сети;

 на верхнем уровне - центр управления сетью, услугами и

бизнесом (если требуется).

Системы управления сетями федерального значения, как правило, должны

иметь четырехуровневую структуру, включающую, кроме центра управления

сетью и услугами связи оператора на верхнем уровне иерархии и центра

управления элементами на нижнем уровне иерархии, еще два подуровня

управления сетями:

 территориальный центр управления (ТЦУ), осуществляющий

функции по управлению сетью и услугами связи в зоне, определенной

администрацией связи;

 Mузловой центр управления (УЦУ), осуществляющий

управление на части выделенной территории ТЦУ в непосредственном

взаимодействии с ТЦУ.

Системы управления сетями операторов зонального значения должны

иметь трех- или двухуровневую структуру.

Системы управления сетями операторов местного значения, как правило,

должны иметь двухуровневую структуру управления. Системы управления

сетями оператора могут включать ряд подсистем управления различными

видами сетей связи в зоне данного оператора.

Каждая СУС оператора должна иметь единый многофункциональный

головной центр управления сетями (ЦУ оператора), который должен

осуществлять контроль заM сетью зоны оператора в целом, планирование

развития сети и предоставления услуг связи, взаимодействие с центрами

управления других операторов и соответствующими центральными органами

управления.

Итак, структура управления ЕСЭ РФ и операторов связи представляет

собой сложную многоуровневую структуру с многообразными

функциональными связями на всех уровнях. Создание и обеспечение

работоспособности рассмотренной структуры требует не только

организационно-технических, но и управленческих решений по реорганизации

управления предприятием связи (оператором) в целом. Это более высокий

уровень управления, описание которого возможно в рамках концепции

функционального менеджмента.

Основной целью создания сети управления связью является автоматизация

управления для существующей и перспективной цифровой сети, в которой

должно обеспечиваться:

 создание условий для интеграции национальных сетей связи

во всемирную инфраструктуру связи;

 увеличение доходов за счет повышения пропускной

способности сети, повышения качества и увеличения номенклатуры услуг,

требуемой полноты и достоверности информации о работе сети для каждого

уровня управления;

 снижение эксплуатационных расходов за счет снижения

убытков от простоев ресурсов сети при своевременном и точном

диагностировании отказов, повышение уровня автоматизации операций

управления, централизации квалифицированного персонала.

При этом ожидаемое повышение пропускной способности сети может

быть достигнуто за счет интегрирования управления первичной и вторичной

сетями связи.

Контрольные вопросы

1. Назначение телекоммуникационной сети?

2. Дайте определение системы управления сетью электросвязи

3. Что такое «интерфейс»?

4. Поясните назначение основных составляющих модели системы

управления сетью связи (рисунок 1);

5. Какие основные подсистемы можно выделить в системе управления

телекоммуникационными сетями?

6. Какие подсистемы входят в состав системы технической эксплуатации?

7. Назовите основные функции подсистемы расчетов

8. Поясните иерархический принцип построения основных уровней

управления

2 ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ СЕТЯМИ

СВЯЗИ

Основными задачами системы управления сетями связи на протяжении

всего жизненного цикла сетей являются:

 ввод в эксплуатацию сетейM (создание баз данных, монтаж иM

установка оборудования, пуско-наладочные работы);

 осуществление процесса эксплуатации (техническое

обслуживание, восстановление связей, управление трафиком и услугами,

контроль качества, расчеты с потребителями);

 развитие сетей (планирование, прогнозирование трафика,

модернизация и реконструкция сетей).

Система управления должна обладать способностью приспособления

(адаптации) к изменяющимся условиям (ситуациям), возникающим на сети

связи. Изменяющиеся ситуации состояния сети определяются увеличениями

потоков нагрузки на отдельных направлениях, возникновением повреждений в

каналах, магистралях и узлах коммутации и их частях, введением на сети новых

узлов и каналов связи и т.д.

Задача систем управления состоит в том, чтобы для каждой ситуации на

сети связи выбрать оптимальный план распределения потоков сообщений.

Система управления должна обеспечивать надлежащее качество обслуживания

соединений при высоком использовании каналов связи и оборудования

коммутационных узлов.

На сети связи все абоненты по их значимости разделяются на категории,

для каждой из которых предусматриваются различные режимы (дисциплины)

обслуживания соединений, характеризующиеся: очередностью обслуживания,

скоростью передачи информации, надежностью передачи информации

(достоверностью), вероятностью отказа в соединении и т.д. В зависимости от

ситуации, создавшейся на сети (перегрузки, наличие повреждений, выход из

строя отдельных приборов, каналов или целых узлов коммутации), система

управления должна автоматически выбрать тот или иной режим, чтобы в

данных условиях обеспечить высокое качество обслуживания абонентов с

учётом их категории.

Важнейшей задачей системы управления является выбор оптимального

направления соединения. Одним из критериев оптимальности может служить

кратчайший путь до адресата, минимальное число транзитов, влияние

устанавливаемого соединения на качество обслуживания последующих

вызовов и т. д.

Большое многообразие каналов связи (проводных каналов, радиоканалов,

каналов через искусственные спутники Земли и т.д.), имеющих различную

пропускную способность и обеспечивающих передачу информации с

различными качественными характеристиками, в значительной степени

усложняет задачи управления.

Выбор режима обслуживания абонентов различных категорий,

обеспечивающего выполнение заданных требований при установлении

соединений, связан с анализом ситуации, создавшейся на сети к моменту

поступления вызова. Этот анализ требует выполнения большого числа

операций и возложен на центральное устройство управления (ЦУУ), которое

должно получать информацию о состоянии узлов коммутации и каналов связи

и вырабатывать параметры управления, определяющие оптимальные режимы

обслуживания вызывающих абонентов.

Для сложной сети связи такой анализ, даже для быстродействующей

машины, затруднителен. Поэтому может оказаться целесообразным способ

управления, при котором не требуется полной информации о состоянии всей

сети связи, а необходима информация только в той ее части, которая образует

возможные или более вероятные маршруты соединений от рассматриваемого

узла коммутации до адресата. Это ограничение позволяет не только ускорить

процесс выработки ЦУУ параметров управления, но и упростить устройства

системы управления, обеспечивающие передачу и хранение информации о

состоянии сети. Возможны два способа управления: детерминированный и

стохастический (вероятностный). В первом случае параметры управления

выбираются на основании ситуации на сети в данный момент, во втором – по

статистическим закономерностям, выявленным при установлениях

предыдущих соединений.

Контрольные вопросы

1. Какие основные задачи призваны решать системы управления?

2. Какие категории абонентов предусматриваются на

телекоммуникационных сетях?

3. Какие дисциплины обслуживания вы знаете?

4. Приведите критерии оптимальности распределения сетевых ресурсов;

5. Какие критерии должны учитываться при выборе способа управления

сетью связи?

3 ПОДСИСТЕМЫ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ СЕТЬЮ СВЯЗИ И ИХ

ХАРАКТЕРИСТИКА

В сети электросвязи можно выделить четыре основных уровня управления

так, что каждый последующий включает в себя предыдущие:

Уровень 1. Поддержание в рабочем (исправном) состоянии отдельных

технических средств, когда объектами управления являются как отдельные

приборы и устройства, каналы, передатчики, приёмники, блоки

каналообразующей и коммутационной аппаратуры, ЭВМ, устройства питания и

т.п., так и целиком станции, узлы, вычислительные центры, магистрали и

другие пункты и элементы сети связи. Здесь целью управления являются

поддержание в норме (регулирование) отдельных параметров аппаратуры

(напряжений, уровней сигналов, усиления, частоты, уровня шумов, контактного

давления и т.п.) и содержание отдельных устройств и их комплексов в

исправности.

Уровень 2. Управление доставкой сообщений по адресу (в сети с

коммутацией каналов – установлением соединения), когда объектами

управления являются коммутационные системы узлов коммутации каналов,

сообщений или пакетов. Основной целью здесь будут выбор пути (путей) и

создание тракта передачи по приписанным каждому сообщению адресам с

обеспечением выполнения дополнительных требований (по приоритету,

времени доставки, предоставлению каналов соответствующего качества и т.п.)

в соответствии с заданным алгоритмом.

Уровень 3. Управление распределением каналов и регулирование

потоков сообщений. В этом случае объектами управления являются системы

кроссирования (переключения), а основной целью – распределение и

перераспределение каналов между вторичными сетями, создание пучков

прямых каналов и выработка алгоритмов выбора путей для обеспечения

наилучшего удовлетворения в доставке сообщений при изменениях

конфигурации сети (выходе из строя отдельных участков или введении новых)

или потоков сообщений. В некоторых случаях на этом уровне может быть

принято решение об ограничении приема заявок или сообщений определенного

приоритета или от определенных пользователей или введения задержек в

обслуживании (например, доставка некоторых сообщений в ночное время).

Реализация принятых решений может осуществляться на уровне управления

доставкой сообщений.

Уровень 4. Управление сетью в целом как технико-экономической

системой, являющейся частью народного хозяйства или его отрасли и

включающей как технические средства доставки информации, средства

строительства, ремонта и восстановления, так и персонал, обслуживающий эти

средства. Целью этой системы являются не только поддержание

функционирования сети в целом и материально-техническое обеспечение этого

процесса, но и планирование развития сети, обеспечение подготовки кадров,

создание законодательных актов пользования сетью, тарифов, управление

услугами и регулирование отношений с пользователями.

Независимо от уровня в каждой системе управления выполняются четыре

основные функции:

- Сбор информации о состоянии объекта управления, ходе

технологического процесса, требованиях (заявках, заданиях) к выполнению тех

или иных операций (в сети – к доставке сообщений между пользователями и

т.п.), а также о состоянии и наличии людских и материальных ресурсов,

необходимых для обеспечения заданного развития и функционирования

объекта. Эта информация фиксируется и при необходимости документируется

(например, в журнале, вводится в ЭВМ…).

- Выработка решения о необходимости и возможности изменения

состояния системы (сети), приведения объекта в заданное состояние или

возможности или невозможности удовлетворения предъявляемых требований

(заявок) и подготовка управляющих (регулирующих) воздействий на объект,

выработка запросов и заявок, а также определение необходимых ресурсов и

способов их доставки к месту работ. Осуществление этой функции связано с

анализом полученной и накопленной ранее информации о состоянии

оборудования, каналов, запасов и людских ресурсов. При этом используются

заложенные в системе управления планы, алгоритмы, инструкции и законы, а

также получаемые указания и требования от вышестоящих организаций и

пользователей.

- Исполнение принятого решения – приведение объекта в нужное

(заданное) состояние путём выдачи команд (управляющих или регулирующих

воздействий, приказов) исполнительным органам объекта управления или

обслуживающему персоналу (например, ремонтному органу), а также выдача

пользователям или выдача обслуживающему персоналу информации о

невозможности выполнения тех или иных требований (заявок, заданий).

- Доставка информации к устройствам управления и от них.

В системе управления сетями, c учетом вышесказанного,M можно выделить

следующие подсистемы:

-M технической эксплуатации;

-M административного управления;

- технического обслуживания;

- управления ресурсами;

- управления рабочей силой;

- управления качеством передачи;

- управления сетью как экономическим объектом;

- административного управления маршрутизацией и численным анализом;

- управления безопасностью;

- управления тарифами, начислениями и расчётами;

- управления трафиком;

- управления измерением и анализом трафика;

- управления качеством услуги и характеристиками сети;

- администрирования пользователя.

3.1 Подсистема технической эксплуатации

Общая задача эксплуатационного управления состоит в том, чтобы

обеспечить нормальную работу системы связи, её адаптацию к изменениям как

внешних, так и внутренних условий, её развитие в количественном и

качественном отношении, а также расчеты с пользователями за

предоставляемые им услуги.

Эксплуатационное управление охватывает, помимо узлов коммутации, баз

данных и пунктов сигнализации ОКС№7, также и другие компоненты сети

связи.

Развитие средств эксплуатационного управления в коммутационных

станциях и узлах все время шло эволюционным путем. По мере введения в АТС

новых функций и новых программно-аппаратных средств, возникали новые

эксплуатационно-технические задачи, для решения которых создавалось новое

программное обеспечение.

Первоначально, эксплуатационное управление выполнялось вручную, но

постепенно оно автоматизировалось. В 1970-х годах каждая группа действий,

связанных с технической эксплуатацией коммутационного оборудования,

выполнялась приложением, предназначенным исключительно для этой цели, и

все такого рода приложения разрабатывались независимо друг от друга. Они

имели простой текстовый пользовательский интерфейс – в распоряжении

эксплуатационного персонала были телетайпные терминалы, подключаемые

прямо к контролируемым объектам АТС. Постепенно на смену телетайпам

пришли компьютеры, появилось программное обеспечение “человек-машина” и

специальные приложения технической эксплуатации.

Техническая эксплуатация телефонных сетей должна обеспечить их

функционирование с заданным качеством обслуживания абонентов. При этом

желательно, чтобы эксплуатационные расходы на содержание в исправном

состоянии оборудования сети были бы по возможности минимальными. Задача

эта очень сложная, так как телефонные сети содержат различное

коммутационное оборудование. Часто на одной сети совместно работают

телефонные станции декадно-шаговой, координатной систем и АТС с

программным управлением. Оборудование этих станций имеет различную

эксплуатационную надежность. При разработке той или иной систем АТС

закладывались различные возможности диагностики и проверки оборудования.

Техническая эксплуатация декадно-шаговых систем до 60-х годов

осуществлялась в основном на основе применения профилактического метода.

Метод основывался на выполнении текущих проверок, регулировки, чистки и

смазки оборудования. Эти проверки проводятся регулярно, несмотря на то, что

в отдельных случаях их можно упростить или не проводить вообще. Опыт

показал, что увеличение частоты проверок не всегда дает должное улучшение

качества функционирования оборудования; на проверку оборудования

требуются значительные трудовые затраты (до 60% общих трудовых затрат).

Основной задачей при создании перспективных сетей связи на базе

коммутационной техники с программным управлением является значительное

снижение эксплуатационных затрат. В АТС с программным управлением

функции технического обслуживания и эксплуатации возлагаются на центр

технического обслуживания (ЦТО)M.

В состав оборудования эксплуатации входят телетайпы, видеодисплеи,

принтеры с клавиатурой или без нее, панели аварийной сигнализации,

накопители на оптическом диске, винчестеры и т.д. Это оборудование

называют периферийными устройствами и возлагают на него выполнение

следующих функций: отображение срочных сообщений; коррекция баз данных;

документирование информации и другие.

Техническая эксплуатация цифровых междугородных и международных

телефонных станций представляет собой комплекс организационных и

технических мероприятий по поддержанию аппаратно-программного

комплекса станций в состоянии, при котором обеспечивается обслуживание

вызовов с заданным качеством при передаче любых видов сообщений, для

которых данная станция предназначена.

3.2 Подсистема технического обслуживания

Техническое обслуживание оборудования телефонной станции –

совокупность технических решений и организационных мероприятий по

обнаружению и устранению неисправностей с целью обеспечения выполнения

оборудованием требуемых функций с заданным качеством обслуживания.

Система технического обслуживания оборудования телефонной станции

реализуется с помощью программных и аппаратных средств станции. Большая

часть операций технического обслуживания выполняется автоматически и

включается в общий алгоритм функционирования станции.

Функции технического обслуживания включают в себя контроль

работоспособности станции; обнаружение неисправностей с как можно более

точным определением их местоположения; блокировку последствий

неисправностей (диагностика первого уровня); удаление неисправных

элементов и их восстановление (диагностика второго уровня). Это делается без

прерывания работы станции, а для того чтобы обеспечивать возможность

глубокой диагностики станционного устройства, неисправность которого

может являться причиной серьезных нарушений функционирования,

устройства такого типа, как правило, резервируются. Когда диагностика

первого уровня определит, что неисправно одно из резервированных устройств,

процедуры технического обслуживания обеспечивают автоматическую