Лекции - Системы управления сетями связи

Подождите немного. Документ загружается.

 определение требований со стороны пользователей и

обслуживаемых сетью отраслей народного хозяйства;

 оценкаMM систем тарифов, санкций и расчета;M

 обеспечение всем необходимым (людскими и материальными

ресурсами) для функционирования и развития сети;

 повышение производительности труда обслуживающего

персонала, снижение себестоимости продукции, обеспечение управления

качеством;

 оценка труда и заработной платы обслуживающего

персонала;

 совершенствование технологического процесса и

эксплуатации (применение новой техники), механизация трудоёмких работ;

 планирование развития, капитальное строительство и

основные фонды, разработка проектно-сметной документации и т.п.

Контрольные вопросы

1. Назовите основные уровни управления;

2. Кратко поясните смысл деления системы управления на подуровни

управления;

3. Какие основные функции выполняет система управления?

4. Перечислите основные подсистемы, входящие в состав системы

управления;

5. Какие системы входят в состав подсистемы управления ресурсами сети?

6. Какие системы входят в состав подсистемы управления безопасностью?

7. Какие системы входят в состав подсистемы расчетов?

8. Назначение АСР?

9. Подсистема управления трафиком: назначение, задачи, способы

управления;

10. в чем заключается смысл работы подсистемы управления качеством

услуги?

4 КОНЦЕПЦИЯ ПОСТРОЕНИЯ TMN

Англоязычная расшифровка TMN звучит как Telecommunications

Management Network. В переводе на русский язык – Сеть Управления

Телекоммуникациями.

TMN – это по сути дела международный стандарт, определяющий

технологию построения систем управления телекоммуникационными сетями и

определяющий все аспекты их функционирования. Следует отметить, что TMN

– технология, пришедшая “сверху”, то есть она сначала была задумана на

бумаге, а уже затем начала реализовываться на практике. Официально

рождением TMN можно считать 1988 год, когда МККТТ (ныне МСЭ)

опубликовал первую (и основную) рекомендацию M.3010 “Принципы TMN”. В

1992 году в дополнение к M.3010 была выпущена целая серия рекомендаций

(M.3100, M.3200, M.3300, M.3400 и др.), которые детально описывали основные

аспекты TMN, упомянутые в M.3010.M Поэтому 1992 год можно по праву

считать годом рождения TMN не только как общей концепции, но как

телекоммуникационной технологии. До 2000 года МСЭ выпускал различные

дополнительные рекомендации, которые всё больше детализировали TMN,

вносили разъяснения и поправки к базовым документам, упомянутым выше.

4.1 Основные положения концепции TMN

4.1.1 Состав и назначение основных элементов TMN

Согласно рекомендациям МСЭ-Т M.3010, TMN является самостоятельной

сетью, которая соединена с сетью электросвязи. Архитектура и принципы

построения TMN обеспечивают реализацию задач по управлению,

оперативному контролю и эксплуатации разнородного телекоммуникационного

оборудования и систем электросвязи, которые изготовлены различными

фирмами-производителями (рисунок 5). TMN предназначена для управления

услугами сетей связи, для эксплуатации и технического обслуживания

оборудования, для оперативно-технического контроля и администрирования

сетевыми устройствами в целях обеспечения качества оказания услуг связи.

Объектами управления TMN являются телекоммуникационные ресурсы.

Телекоммуникационные ресурсы управления физически представляют собой

реальное оборудование связи – стативы, функциональные блоки, модули, на

определённые свойства которых можно осуществлять целенаправленное

управляющее воздействие. Например, можно запрещать организацию

обходных направлений связи через определённый узел связи или повышать

уровень допустимых потерь в направлении связи.

Рисунок 5 – TMN и сеть электросвязи.

TMN предоставляет оператору связи услуги по управлению сетями

электросвязи (management service). Услуги управления определяются как

компоненты, предлагаемые TMN для удовлетворения потребностей оператора

в сетевом управлении. Самая элементарная из этих компонентов, например

генерация сообщений о неисправности, определяется как функция управления

(management function). TMN предоставляет оператору связи широкий набор

функций управления телекоммуникационными сетями и услугами, обеспечивая

обмен информацией в процессе управления. Обмен информацией

предусматривает, прежде всего, выдачу команд управления, получение

подтверждения получения команд, их выполнение и передачу в систему

управления результатов выполнения команд.

Обмен командами управления и иной информацией между TMN и

оборудованием связи осуществляется через опорные точки, которые

реализуются в виде стандартизованных или нестандартизованных интерфейсов

TMN. Для передачи сигналов и команд управления TMN соединяется с

оборудованием систем и средств электросвязи при помощи сети передачи

данных (Data Communication Network, DCN). DCN реализует транспортные

уровни TMN согласно модели ВОС (модели взаимосвязи открытых систем).

Функции прикладного уровня TMN реализуются с помощью одной или

нескольких операционных систем (Operations Systems, OS).

В первую очередь, операционные системы обеспечивают обработку

данных, поступающих от управляемой сети электросвязи, в целях мониторинга

и контроля функционирования телекоммуникационного оборудования, а также

для обеспечения работы собственно TMN; поддерживают информационную

модель сети электросвязи, которая представляет собой описание физических

объектов электросвязи с использованием принятой информационной

технологии и специальных программных средств, например систем управления

базами данных (СУБД); обеспечивают работу прикладных программных

средств управления (приложение управления), которые, собственно, и

реализуют большинство услуг и функций управления системами. Функции

управления могут выполняться непосредственно человеком-оператором или в

автоматическом режиме. Кроме того, OS обеспечивает поддержку терминалов

пользователя, форматирование данных.

Некоторые функции управления могут выполняться нескольким

операционными системами.

Рабочие станции имеют графические человеко-машинные интерфейсы.

Рабочая станция (work station, WS) поддерживает язык общения “человек-

машина” и обладает возможностями обработки данных, средствами ручного и

автоматического ввода-вывода информации. Вместо WS может использоваться

терминал управления.

Кроме того, на основе DCN данная TMN может взаимодействовать с

другими аналогичными TMN. Это взаимодействие по сути является

взаимодействием различных операционных систем.

Минимальные возможности TMN обеспечивают единичное соединение

между управляющей системой, рабочей станцией и отдельным устройством

электросвязи. В максимальной конфигурации TMN представляет собой

технически сложную сеть, которая объединяет в единый комплекс управления

значительное число различных систем и средств электросвязи, используя при

этом несколько типов управляющих систем, с учётом территориальной

удалённости объектов управления друг от друга. При этом в TMN учитывается,

что сеть электросвязи состоит из многих типов аналогового и цифрового

оборудования, в частности, систем передачи SDH, PDH, электронных АТС,

сигнальных пунктов системы общеканальной сигнализации (ОКС) №7,

оборудования для оказания телематических услуг, серверов доступа в

Интернет, маршрутизаторов и коммутаторов сетей передачи данных. По

стандартам TMN такое оборудование обычно называется элементом сети, или

сетевым элементом (Network Element, NE). При необходимости описание

элемента сети в TMN можно детализировать до уровня отдельной стойки,

статива, функционального блока, модуля. Элементы сети предоставляют

клиентам и абонентам услуги электросвязи благодаря использованию

телекоммуникационных технологий, а также поддерживают обмен с OS. При

этом элемент сети может быть централизованным или распределённым, в том

числе географически. В последнем случае имеется в виду, например, АТС и её

выносы, территориально протяжённая система передачи и т.п.

4.1.2 Область применения TMN

Ниже приведены примеры сетей, услуг электросвязи, основных типов

аппаратуры и систем, управление которыми может осуществляться по сети

TMN:

 Mсети общего и частного пользования, включая: узкополосную

и широкополосную сети ЦСИС;

 Mсети подвижной связи;M

 частные телефонные сети;

 виртуальные частные сети;

 интеллектуальные сети, управление самой сетью TMN;

 Mтерминалы передачи (мультиплексоры, оборудование

кроссовой коммутации, аппаратура преобразования канала и т.д.);

 цифровые и аналоговые системы передачи (кабельные,

волоконно-оптические, радио, спутниковые и т.д.);

 Mоперационные системы и их периферия;

 центральные и интерфейсные процессоры, кластерные

контроллеры, файловые процессоры и пр.;

 цифровые и аналоговые системы коммутации;

 MлокальныеM компьютерные сети (WAN, MAN, LAN);

 сети с пакетной коммутацией;

 терминалы и системы сигнализации (STP) и базы данных

реального масштаба времени;

 услуги переноса и электросвязи;

 УАТС, доступы УАТС и терминалы пользователей

(абонентов);

 терминалы пользователей сети ЦСИС;

 программные средства, обеспечиваемые услугами

электросвязи;

 прикладное программное обеспечение в рамках центральных

процессоров и др.;

 взаимодействующие вспомогательные системы

(испытательные модули, системы электропитания, кондиционеры, системы

аварийной сигнализации внутри здания и др.).

Кроме того, сеть TMN можно использовать для управления

распределёнными объектами и услугами, оказываемыми при объединении

вышеперечисленных пунктов.

4.1.3 Функциональные группы задач управления

В разработанных рекомендациях сектора телекоммуникаций

Международного Союза Электросвязи (МСЭ-Т) по TMN задачи системы

управления определены по следующим функциональным направлениям:

 управление конфигурацией сети;

 управление устранением отказов;

 управление качеством;

 управление расчётами;

 управление защитой информации.

При управлении конфигурацией решаются задачи формирования и

развития сети, создание и сопровождение плана нумерации сети,

реконфигурация сети и отдельных её элементов (маршрутизаторов,

мультиплексоров, построение карты сети и т.д.), планирования услуг, ведения

банка данных.

При управлении устранением отказов решаются задачи контроля за

состоянием сети и её элементов в реальном времени, обнаружения и

локализации повреждений, восстановления трафика, оперативного

перестроения сети, устранения повреждений, оповещения пользователей о

проводимых работах.

При управлении качеством решены задачи сбора и анализа статистических

данных по функционированию сетей и их элементов, регулирования трафика,

расширения диапазона услуг связи, а также задачи разработки, заключения и

контроля за исполнением соглашений об уровне качества предоставленных

услуг.

При управлении расчётами решаются задачи сбора данных по

предоставляемым средствам и услугам связи, разработки тарифов за

предоставляемые средства и услуги, проведения взаимозачётов между

участниками предоставления услуг, технических расчётов, касающихся

возможностей сетей, регистрации и учёта абонентов.

При управлении защитой информации (безопасностью связи) решаются

задачи разработки мер по обеспечению закрытости информации и контроля за

их осуществлением, защиты баз данных от злонамеренного доступа, мер

технической безопасности и охраны объектов связи, составления отчётов о

попытках несанкционированного доступа к услугам, защиты целостности и

сохранности данных.

4.1.4 Основные характеристики архитектуры TMN

Архитектура TMN обладает рядом характеристик, отличающих её от

основных конкурентов – SNMP-продуктов и фирменных систем управления,

основанных на частных стандартах. Наиболее значимыми из них являются:

 возможность интеграции разнородных сетей за счёт

комплексной стандартизации большого числа аспектов поведения и

структуры системы управления, а также в силу международного характера

стандартов TMN;

 высокая степень масштабируемости решений благодаря

наличию соответствующих свойств базового протокола взаимодействия

агентов и менеджеров – протокола CMIP;

 MналичиеM в архитектуре специальных элементов для

построения больших распределённых систем: промежуточной сети

передачи данных, средств маршрутизации и фильтрации сообщений

между многочисленными менеджерами и агентами, центральной

справочной базы данных, хранящей информацию об их свойствах и

местоположении, и т.п.;

 защищённость управления посредством использования

открытых стандартов безопасности ISO/OSI.

4.2 Модели системы управления сетью

С учётом сложности и многообразия задач, решаемых TMN, существует

несколько способов описания её свойств. Каждый способ описания

соответствует ряду свойств сети. В терминах TMN в этом случае говорится об

архитектуре сети. Здесь под архитектурой понимается совокупное обозначение

состава и структуры TMN, взаимное расположение и способы взаимодействия

компонентов TMN между собой и с внешней средой. Рекомендация МСЭ-Т

M.3010 определяет общие понятия концепции управления TMN и представляет

несколько видов архитектуры управления с позиции различных уровней её

описания: функциональная архитектура TMN, которая описывает ряд функций

управления;

 физическая архитектура TMN, которая определяет, как и

какими средствами функции управления могут быть реализованы на

вычислительном и ином оборудовании;

 информационная архитектура TMN, которая описывает

понятия TMN на основе стандартов управления взаимодействия открытых

систем ВОС в рамках объектно-ориентированного подхода;

 логическая многоуровневая архитектура TMN (Logical

Layered Architecture, LLA), которая показывает, как управление сетью может

быть структурировано в соответствии с различными потребностями

администрации связи.

4.2.1 Функциональная архитектура TMN

Функциональная архитектура описывает соответствующее распределение

функциональных возможностей в сети TMN, что позволяет создавать блоки

функций, из которых может быть построена сеть TMN произвольной

сложности. Определение блоков функций и опорных точек между блоками

функций приводит к требованиям спецификаций интерфейсов,

рекомендованным для сети TMN.

Функциональная архитектура сети TMN базируется на ряде блоков

функций сети TMN. Эти блоки функций обеспечивают общие функции сети

TMN, которые позволяют данной сети TMN выполнять функции управления.

Для переноса информации между блоками функций сети TMN используется

функция передачи данных (Data Communication Function, DCF). Пары блоков

функций сети TMN, которые обмениваются информацией управления,

разделены с помощью опорных точек.

Функциональная архитектура TMN состоит из следующих основных

компонентов:

 функциональные блоки – наименьшие (элементарные)

единицы TMN, которые могут быть стандартизированы;

 функции приложений управления (Management Application

Functions, MAF) – функции, которые предоставляют одну или несколько услуг

управления;

 функции управления TMN (TMN Management Function, TMN

MF) и набор функций управления TMN. Функции управления TMN

обеспечивают взаимодействие между парами MAF в управляющей и

управляемой системах и группируются в набор функций управления;

 опорные точки – описание требований к интерфейсам TMN.

В функциональной архитектуре TMN определено четыре

различных типа функциональных блоков (рисунок 6):

 управляющей системы (Operations Systems Function block,

OSF);

 элемента сети (Network Element Function block, NEF);

 рабочей станции (Workstation Function block, WSF);

 преобразования (Transformation Function block, TF).

Два типа блоков (OSF и TF) полностью находятся внутри области,

помеченной как “ TMN ”. Это указывает на то, что эти функциональные блоки

полностью определены в соответствии с рекомендациями TMN. Оставшиеся

три блока (WSF, NEF и TF) показаны на граничной линии. Это указывает на то,

что только часть функциональных блоков определена в рекомендациях TMN.

Функциональная архитектура TMN вводит понятие опорных точек, чтобы

обозначить границы взаимодействующих функциональных блоков. Три класса

опорных точек (q, f и x) полностью описаны в рекомендациях TMN; другие

классы (g и m) располагаются вне систем TMN и описываются рекомендациями

МСЭ-Т лишь частично (рисунок 7).

Функциональный блок элемента сети (NEF) описывает функции

оборудования электросвязи, которые доступны для управления со стороны

TMN. NEF поддерживает обмен информацией с TMN для обеспечения

передачи управляющих команд и информации управления. Именно эта часть

NEF, которая доступна TMN, изображена на рисунке 6 внутри границ TMN.

Рисунок 6 – Функциональные блоки TMN

Функциональный блок управляющей системы (OSF) устанавливает связь и

взаимодействует с NEF через опорную точку q. Опорная точка q

использовалась каждый раз, когда требовалось передать информацию

управления на прикладном уровне модели ВОС. Опорные точки q

предназначались для случаев, когда информацию управления нужно передавать

через более низкие уровни модели ВОС (например, через канальный и сетевой

уровни). По прошествии некоторого времени оказалось, что невозможно

различить q

и q

. Эти две опорные точки были заменены общей точкой q

, а в

2000 году все указанные опорные точки объединены под общим обозначением

Функциональный блок рабочей станции (WSF) позволяет представлять

информацию управления для пользователя в наиболее доступной и ясной

форме. WSF включает поддержку интерфейса с пользователем через опорную

точку g. Этот аспект WSF не является частью стандартов TMN, поэтому на

рисунке 7 WSF расположена на краю оболочки TMN, а опорная точка g – вне

рамок TMN.

Рисунок 7 – Опорные точки и функциональные блоки TMN

Функциональный блок преобразования (TF) используется для организации

связи между двумя сущностями, которые имеют несовместимый механизм

информационного обмена. Несовместимыми могут оказаться информационные

модели, протоколы обмена или оба этих элемента. TF может использоваться

как для связи функциональных блоков внутри сети TMN, так и для организации

взаимодействия с внешними системами. В частности, на границе TMN TF

обеспечивает взаимодействие с окружением, которое не соответствует

стандартам TMN, и преобразует информацию на участке от опорных точек q и

опорными точками m. Так как опорная точка m не является целиком

стандартной с точки зрения TMN, часть TF показана на краю оболочки TMN.

Кроме того, TF осуществляет хранение, фильтрацию и преобразование

информации управления из некоторой локальной или частной формы в

стандартизированную форму.

Функциональный блок TF выполняет функции Q - адаптера (Q Adaptor

Function, QAF), которая присутствовала в прежних версиях рекомендаций

TMN. Одновременно на TF возложена реализация ранее существовавшей

функции медиации (Mediation Functions, MF), которая использовалась для

организации соединения и взаимодействия между одиночными или

множественными NEF/QAF и OSF.

4.2.2 Физическая архитектура TMN

Физическая архитектура TMN показывает, как функции TMN,

определённые в функциональной архитектуре, могут быть реализованы с

помощью информационных технологий, вычислительной техники и

телекоммуникационного оборудования. Физическая архитектура показывает,

как функциональные блоки могут быть реализованы с помощью физических

блоков.

Физическим блокам соответствуют оборудование связи, ЭВМ, системное

или прикладное программное обеспечение. Опорные точки реализуются с

помощью интерфейсов. Физическая архитектура определяет, как

функциональные блоки и опорные точки могут быть реализованы с помощью

программно-аппаратных средств.

Физическая архитектура TMN состоит из следующих физических блоков: -

элемент сети (NE);

 устройство медиации (Mediation Device, MD);

 Q-адаптер (QA);

 операционная система (Operation System, OS);

 рабочая станция (Work Station, WS);

 сеть передачи данных (Data Communication Network, DCN).

Физическая архитектура TMN представлена на рисунке 8.

Физические блоки являются реализацией одноимённых функциональных

блоков. Например, блок “ Элемент сети” выполняет функции оборудования

связи. Функции трансформации в данном случае разделяются на две