Тема: "Проектирование системы управления сетью SDH в районе города Донецк"
Руководитель: доцент Воропаева Виктория Яковлевна

Индивидуальное задание

Автореферат магистерской работы

1 Преимущества технологии SDH для организации системы управления

Стремительное внедрение технологии SDH объясняется большими преимуществами систем передачи и сетей SDH перед цифровыми сетями, использующими системы передачи PDH, среди которых следующее: аппаратура систем передачи SDH многофункциональна и имеет высокую степень унификации. Основой её построения является базовый блочный синхронный мультиплексор, который представляет собой стандартный блок с программным управлением, двумя (передача, приём) парами линейных интерфейсов и комплектом ТЭЗов, обеспечивающих сопряжение между электрическими и оптическими трактами, а также кроссовые (Cross-Connects) соединения. Такое построение аппаратуры позволяет легко преобразовать один элемент системы передачи SDH в другой, например, синхронный линейный мультиплексор в мультиплексор выделения/вставки, для чего достаточно добавить соответствующие интерфейсы и изменить конфигурацию мультиплексора с помощью программного управления.
Преимущество технологии SDH состоит в возможности централизованного дистанционного мониторинга и управления всеми элементами сети SDH. Для этих целей в структурах циклов передачи модулей STM-N выделены специальные байты, которые образуют каналы управления (служебной связи) с различной пропускной способностью. По этим каналам от централизованной системы управления ко всем элементам сети (мультиплексорам, кросс-коннекторам, регенераторам) и обратно передаётся управляющая информация.

2 Краткое описание функций управления

2.1 Общие функции управления
К ним относят:

• управление встроенными каналами управления ЕСС;
• фиксация временных событий;
• другие функции, например, защита на различных уровнях или обеспечения безопасности, дистанционный вход в сеть, загрузка и модификация программного обеспечения, которые обеспечиваются в настоящее время производителями SDH.

• Наблюдение за сообщениями об аварийных ситуациях: включает обнаружение таких сообщений и фиксацию/сохранение сообщений о тех событиях и условиях, которые сопутствовали их появлению, причем не только в том оборудовании, в котором они были обнаружены;
• Отслеживание истории сигналов/сообщений о возникновении аварийной ситуации: включает запись моментов возникновения таких сигналов и их хранение в регистровом файле, регистры которого содержат все параметры сообщения о возникшей аварийной ситуации;
• Другие функции, из которых можно отметить, например, тестирование и регистрацию SDH-оборудования.

• Сбор данных о рабочих характеристиках системы: он связан, как правило, с определением параметров ошибок, описанных в рекомендации ITU-T Rес. G.826;
• Отслеживание истории мониторинга рабочих характеристик: Отслеживание истории осуществляется заполнением двух типов регистровых файлов: 24-часовыми файлами и 15-минутными файлами;
• Мониторинг дополнительных параметров, таких как: секунда, содержащая сигнал OOF (выход за границы фрейма) - OFS; число защитных переключении - PSC; длительность (определенного) защитного переключения - PSD; недоступные секунды - UAS.

• Статус и защитное переключение: осуществляется за счёт включения/выключения ручного, принудительного или запроса/установки параметров автоматического режима защитного переключения;
• Другие мероприятия и функции производителя оборудования, такие как разработка необходимого программно-аппаратного обеспечения и функции его инсталляции, обеспечение необходимой секретности.

3 Краткое описание объекта управления

Объектом управления является SDH-сеть города Донецка. Предполагается, что сеть будет включать все АТС города, передавать трафик сотовых абонентов и обеспечивать другие сервисы.
Предполагаемый трафик, передаваемый по такой сети можно рассчитать исходя из данных по районам города, представленных на сайте "Укртелеком"(см. табл. 1).

Количество сотовых абонентов принято равным 50000. В настоящий момент предполагается переход SDH-сети на уровень STM-16. Топологией сети является кольцо с несколькими ответвлениями.

4 Сеть управления телекоммуникациями TMN

Вопросами стандартизации систем управления занимается множество международных организаций на основе уже произведенных продуктов различных крупных фирм. В процессе стандартизации была создана концепция построения системы управления телекоммуникационными сетями. Цель разработки – стандартизация подхода к управлению сетями с различными типами оборудования и создание единой системы управления, независимой от производителей отдельных сетевых элементов. В результате создан ряд рекомендаций, известных как концепция сети управления телекоммуникациями (Telecomunication Management Network, TMN).
TMN является самостоятельной сетью, стыкующейся с телекоммуникационной сетью в нескольких различных точках для передачи и приёма информации и управления её работой(см. рис. 1).

Обмен командами управления и иной информацией между TMN и оборудованием связи осуществляется через опорные точки, которые реализуются в виде стандартизованных и нестандартизованных интерфейсов TMN. Для передачи сигналов и команд управления TMN соединяется с оборудованием систем и средств электросвязи при помощи сети передачи данных (Data Telecommunication Network, DCN). DCN реализует транспортные уровни TMN.
Функции прикладного уровня TMN реализуется с помощью одной или нескольких операционных систем (Operations System, OS), под которыми в данном случае следует понимать системы, выполняющие функции по управлению средствами связи.
Если функции выполняется несколькими OS, DCN используется для обмена информацией между различными управляющими системами, рабочими станциями и операционными системами, что позволяет операторам и администраторам получать и интерпретировать информацию управления. Кроме того, на основе DCN данная TMN может взаимодействовать с другими аналогичными TMN. (см. рис.1)
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 ОКС №7, оборудования телематических услуг, серверов доступа к Интернет, маршрутизаторов и коммутаторов сетей передачи данных.

5 Проектирование системы управления
Для решения задач управления (на всех уровнях: физическом, логическом, информационном и административном) необходимо разработать модель сети и описать типы интерфейсов связи, необходимые для реализации функций управления на различных участках сети.
В качестве основных каналов управления сетью SDH используются каналы DCC. Для этих же целей могут быть использованы каналы Ethernet.
Каждый узел сети управления должен иметь свой адрес точки доступа сетевого сервиса NSAP. Этот адрес присваивается узлу при инсталляции. Он уникален и служит для идентификации узла при его подключении к ЕМ или NMS.
Его структура представлена на рисунке 2.

На рисунке 2:
AFI – идентификатор полномочий и формата (1 байт);
IDI –начальный идентификатор домена;
АА – адрес области (10 байт);
SID – идентификатор системы (6 байт);
NSEL – имеет длину в 1 байт и принимается равным 0.

При управлении конкретной сетью важным параметром является максимальное число узлов (мультиплексоров), управление которыми возможно. Допустим, что это число равно 100. Тогда, если число узлов в результате роста сети превысило этот показатель, то сеть должна быть разбита на области с меньшим числом управляемых узлов.
На практике адреса NSAP должны распределяться некой сетевой администрацией страны, где развёртывается сеть, и схема нумерации должна быть локальной для этой страны. Если сама сеть управления локальна, то схема нумерации (отражаемая полем IDI) достаточно произвольна. Код страны в сетях передачи также должен регламентироваться определённым стандартом. Им является стандарт ISO 3166, который содержит список трёхзначных десятичных (двухзначных шестнадцатеричных) кодов, выделенных для каждой страны и используемых для заполнения поля AFI. Системный идентификатор SID должен быть уникальным в данной области и должен отражать структуру используемой сети SDH. Пример такой структуры SID: поле с номером станции (3 байта), поле с номером отсека (места установки), где установлено оборудование (1 байт), и поле с номером полки (2 байта).

Следующим этапом является формирование сети синхронизации. Существует 2 метода: иерархический метод синхронизации с парами ведущий-ведомый таймеры и неиерархический метод взаимной синхронизации. На практике широко используется первый метод.
При синхронизации ячеистой структуры для облегчения задачи построения сети синхронизации схема разбивается на несколько цепей синхронизации. Каждая цепь синхронизации может быть обеспечена одним или двумя узлами, получающими синхронизацию от внешних источников в режиме первичного эталонного таймера PRC.

Перечень ссылок

1. А.Ю. Гребешков "Стандарты и технологии управления сетями связи" - М: Эко-Трендз, 2003
2. И.Г.Бакланов "Технологии измерений первичной сети. Часть 1. Системы Е1,PDH, SDH." - M.: ЭКО-ТРЕНДЗ, 2000
3. Н.Н.Слепов "Синхронные цифровые сети SDH." - M.: ЭКО-ТРЕНДЗ, 1999
4. А.Б. Иванов контроль соответствия в телекоммуникациях и связи. Измерения, анализ, тестирование, мониторинг. Часть 1. - М.: Компания Сайрус Системс, 2001
5. В.И. Битнер Управление сетью электросвязи: Учеб. пособие. - Новосибирск, 2001
6. Г.С. Гайворонская Учебное пособие "Основные рекомендации МСЭ по информационным сетям" - Одесса, 2001