Н с. Князев Кирилл Григорьевич (оао

«Основы инфокоммуникационных технологий»

(читался в МФТИ в 2004-2007 гг.)
Лектор: к.т.н., с.н.с. Князев Кирилл Григорьевич (ОАО «МТС»)

Составитель: Коптюбенко Евгений (студент МФТИ, гр. 217)

Часть 1. Принципы связи

Цели, задачи курса

1. Дать введение в основные принципы, методы, подходы к решению задач, технологии современной связи.

2. Провести обзор современных технологий связи, особенностей построения современных систем и сетей связи (электросвязи).
Задачи курса:

1. Создать теоретическую и практическую базу для постановки и решения задач в области связи.

2. Создать основу для взаимодействия со специалистами различных специальностей при проектировании, разработке, организации эксплуатации систем и сетей связи.

Программа курса

1. 
   Введение
   
2. 
   Основные понятия и принципы электросвязи
   
3. 
   Сигналы и каналы электросвязи
   
4. 
   Системы передачи и транспортные сети
   
5. 
   Телефонные сети
   
6. 
   Сети передачи данных
   
7. 
   Телематические службы
   
8. 
   Сети подвижной радиосвязи
   
9. 
   Сети с интеграцией служб
   

11. Качество в электросвязи

Основные понятия

Связь

2) Отрасль народного хозяйства , обеспечивающая передачу и прием почтовых, телефонных, телеграфных, радио- и др. сообщений.

Связь

(Рис. 1.1)

Роли и запросы участников рынка связи

1.Стандартизация

2.Лицензирование

3.Надзор

оборудования)

(Рис. 1.3)

Виды деятельности оператора связи (FAB-модель)

(Рис. 1.4)

Структура сети связи

(Рис. 1.5)

Архитектура сетей связи в России (ВСС РФ)

(Рис. 1.6)

Иерархическая структура сети связи России

Развитие связи

Вехи истории связи

(Рис. 1.8)

Тенденции развития технологий связи

(Рис. 1.9)

Тенденции развития микроэлектроники

(Рис. 1.10)

Сети и услуги связи

Особенности сетей связи как предмета деятельности

• 
  Масштабность (большая размерность задач)
  
• 
  Сложность
  
• 
  Стохастичность
  
• 
  Многопараметричность / многокритериальность (Производительность – Качество – Стоимость)
  
• 
  Многотехнологичность (PSTN – ISDN – Internet – ATM)
  
• 
  Инерционность развития
  

Основные требования к сетям связи

• 
  Эффективность (в смысле бизнес-управления)
  
• 
  Расширяемость – мереется ценой расширения и способностью контролировать цены.
  
• 
  Масштабируемость – расширяемость в определенном диапазоне.
  
• 
  Высокая надежность (измеряется коэффициентом готовности К_г > 0.99995 – для телефонной связи)
  
• 
  Эксплуатационная пригодность
  
• 
  Необходимая производительность
  
• 
  Соответствие стандартам
  
• 
  Разнообразие обеспечиваемых услуг (оборудование и сеть = “service enabler”)
  

Услуги в связи

Услуга – функциональные возможности, предоставляемые одним объектом (поставщиком услуг – service provider) другому (пользователю – service user). Все услуги делятся на:

1. Телефонию

2. Передачу данных.

Сеть диктует услуги только вместе с возможностями терминала.

Систематика сетей связи

1. Цифровые - в каждый момент времени сигнал может принимать одно из целочисленного конечного набора значений

2. Аналоговые

По способу распределения информации

1. Коммутируемые

2. Некоммутируемые (dedicated/»выделенные»)

Физические основы связи

Виды электрических сигналов связи

(Рис. 1.11)

2. С коммутацией сообщений - сообщение пользователя передается с промежуточным накоплением в транзитных узлах

3. С коммутацией пакетов - сообщение пользователя нарезается на пакеты для последующей передачи

По режиму доступа пользователей

1. Общего пользования (public)

2. Частного пользования

2. Сеть доступа (Access)

3. Местная (локальная – Local)

4. Магистральная сеть (Core)

• 
  здания, кампуса, города, района / междугородная / международная
  

2. Телевизионные

3. Мультимедийные

4. Передача данных

5. Телематические (передачи сообщений, доступ к базам информации, факсимильные…)

6. С интеграцией служб (интегрированного обслуживания)

7. Конвергентные услуги
По виду используемой среды передачи (см. Рис. 1.12):

(Рис. 1.12)

2. Мобильные (Mobile)

3. Сотовые (Public Land Mobile)

Использование диапазонов частот в связи

(Рис. 1.13)

Стандартизация в связи

• 
  поставщиков оборудования
  
• 
  используемых технологий
  
• 
  поколений оборудования
  

• 
  основные понятия и термины
  
• 
  номенклатура и спецификации услуг
  
• 
  функциональность сетей и оборудования
  
• 
  эталонные (reference) структуры сетей
  
• 
  алгоритмы функционирования и взаимодействия
  
• 
  спецификации устройств (функциональных блоков) и интерфейсов (функциональные, конструктивные, электрические, алгоритмические, информационные)
  
• 
  средства формализованного описания (языки, диаграммы)
  

• 
  Реализация
  

Исследовательские комиссии (Study groups) МСЭ-Т (2003 г.)

ИК3 – Принципы тарифов и учета

ИК4 – Управление сетями и техническое обслуживание

ИК11- Требования к сигнализации и протоколы

ИК12- Характеристики сетей/терминалов с точки зрения сквозной передачи информации

ИК13- Многопротокольные и IP-сети

ИК15- Оптические и иные транспортные сети

ИК16- Мультимедийные услуги, системы и терминалы

ИК17- Сети передачи данных и программное обеспечение телекоммуникационных систем

Спец.ИК- IMT-2000 и следующие поколения

Серии Рекомендаций МСЭ-Т

B – Определения, символы, классификация

D – Тарификация

E – Услуги, управление услугами, качество

F – Нетелефонные услуги

G – Системы и среда передачи, цифровые системы и сети

H – Мультимедийные системы

I - Цифровая сеть с интеграцией служб

M- Управление сетью, техническое обслуживание

О – Требования к измерительному оборудованию

Р – Качество передачи речи

Q – Коммутация и сигнализация

V – Обмен данными по телефонной сети

X – Сети передачи данных и взаимосвязь открытых систем

Y – Глобальная информационная инфраструктура и аспекты Интернет

Z – Языки программирования и основные аспекты ПО

Часть 2. Сигналы в электросвязи

Структура канала передачи

1.Источника сообщений (человек, окружающая среда...)

• 
  Сообщение – информация в материальной форме (речь, музыка, изображения, текст, параметры некоторого объекта) .
  

• 
  Преобразователи: микрофон, телевизионная трубка, персональный компьютер
  

• 
  Кодер преобразует электрический сигнал к виду, удобному для обработки, хранения, передачи по системе связи. В современных системах связи все сигналы преобразуются в шифровую форму, т.е. в кодовые комбинации из «1» и «0».
  
• 
  Помехоустойчивое кодирование. Надо передать n бит, а передают n+k бит, т.к. анализируя лишние биты k, можно обнаружить или исправить ошибки.
  
• 
  Код – правило формирования избыточных битов.
  
• 
  Контроль четности. Также применяется контроль четности – считаем все единицы и, если они четные, то в избыточном бите пишем «0», иначе пишем единицу. В полученном сообщении, проведя контроль четности, можно обнаружить произошла ошибка или нет. Однако, контроль четности не спасает от четного числа ошибок, т.к. в этом случае меняется ечтное число единиц или нулей на противоположные и четность от этого не меняется.
  
• 
  Статистически приемлимый уровень избыточности – определяется услугой, которую оказывают и, также, определяется ценой потери информации.
  

• 
  Модуляция – согласование получившегося сигнала с возможностью передач.
  
• 
  Модулятор изменяет электрический сигнал к виду, удобному для обработки, хранения, передачи по системе связи. В современных системах связи все сигналы преобразуются в шифровую форму, т.е. в кодовые комбинации из «1» и «0»
  
• 
  Для передачи исгналов по каналам необходимо знать скорость модуляции – 1/(период смены характеристик модулирующего сигнала). Если передаем двоичную информацию, то скорость модуляции равно единице. Скорость модуляции измеряется в Бодах.
  
• 
  OFDM – ортогональная частотная цифровая модуляция – каждая единица передается сложной системой.
  

• 
  Выходное устройство согласует параметры модулятора с параметрами линии связи.
  

• 
  Помехи.
  
  • 
    1. Излучение вселенной
    
  • 
    2. Тепловые шумы (колебание тела, шумы в железных кабелях)
    
  • 
    3. Помехи соседних линий связи – перекресные наводки
    
  • 
    4. Энергетические излучения
    
  • 
    Самые большие шумы в эфире!
    
• 
  Линии связи – это два провода, кабель, волновод, волоконно-оптическая линия или окружающее пространство, по которым сигнал поступает от передатчика к приемнику (любая нелинейность в линии связи генерирует паразитный сигнал, являющийся помехой).
  

• 
  Входное устройство согласует параметры линии связи с параметрами приемника. На выходе его мы имеем такой же сигнал, как на входе передатчика, но на полезный сигнал наложены разные помехи.
  

• 
  Демодулятор превращает модулированный высокочастотный сигнал в импульсы «1» и «0», которые были на входе омдулятора (на выходе кодера)
  

• 
  Декодер превращает цифровой сигнал в исходный сигнал, который был на выходе преобразователя передатчика.
  

11. Приемник сообщения.

Сигналы и каналы. Граница Шеннона

Измерение количества информации

и каждый символ a_i генерируется с вероятностью p_i. Тогда

a_i , оценивается величиной

I_i = log 1/p_i

Обычно основание логарифма – 2, и единица измерения называется «бит» (bit – BInary digiT)

Среднее количество информации на символ

H = S I_i p_i

называется энтропией (источника)

Информационная модель канала связи

В результате случайного процесса можем получить другой сигнал, т.к. помеха может перевести один сигнал в другой. Если помеха аддитивна, то она имеет нормальное распределение.

Для определения количества полученной информации необходима стохастическая модель канала (вероятностная можель канала).

Пусть A_i - алфавит источника, а B_i – алфавит принятых символов.

(Рис. 1.16)

I (A,B) = H(A) – H(A/B) – Взаимная информация.

Где H(A/B) = S P(b_k) S P(A_i/B_k) log (P(A_i/B_k)) - условная энтропия – энтропия шумов.

Некоторые фундаментальные закономерности

1. 
   Теорема отсчетов («Теорема Котельникова»)
   

2. 
   Теорема Шеннона («формула Шеннона – Хартли»)
   

С = F log (1+Pc/Pп)

(F- ширина полосы канала в Гц, Рс – мощность сигнала, Рп – мощность помехи)

Граница Шеннона, как скорость света, - не достижима.
3. Теорема Шеннона («Теорема о кодировании источника»)

Если производительность источника информации меньше ёмкости канала, сообщения с выхода источника могут быть переданы по каналу и восстановлены на приёмном конце со сколь угодно малой вероятностью ошибки (…всегда существует способ кодирования источника, обеспечивающий сколь угодно малую вероятность ошибки).

Пусть есть канал с пропускной способностью F и существует источник. Если скорость источника меньше границы Шеннона, то всегла существует такой псособ кодирования источника, который обеспечивает сколь угодно малую вероятность ошибки.

Эти коды должны быть достаточно (непрактично) длинными.

Оцифровка аналоговых сигналов

Затухание сигналов в канале

В окне прозрачности (10-100 ГГц) позволяет передавать данные на скорости 40 Gbit/sec.

Спектр речи

Кодирование, модуляция, качество передачи сигналов

Кодирование речи и качество

Кодирование цифровых сигналов для передачи по линиям

• 
  Устойчивость к помехам
  
• 
  Эффективное использование полосы канала
  
• 
  Способность обеспечить синхронизацию битов
  
• 
  Независимость от содержания передаваемых данных (прозрачность)
  

Спектры импульсов

Кодирование цифровых сигналов

Качество цифровой передачи

Виды цифровой модуляции

Эффективность различных видов модуляции (по использованию спектра)

Требования к пропускной способности для разных видов сервиса

Кабели и диапазоны

WiMax – почти WiFi, но характеристики в эфире лучше. Передают на расстоянии до 30 км.

Технологии GPRS и Edge являются расширением стандарта второго 2G поколения GSM (полоса частот вокруг 900 МГц)

3G – обеспечивает скорость передачи данных 2Mbit/sec.

2.5G – GPRS, EDGE – в рамках GSM позволяют ускорить передачу данных.

Ресурсы связи – восстанавливаемые (кабель) и невосстанавливаемые (эфир).
При передачи сигнала на большие расстояния, используют регенераторы (промежуточные усилители) – релейные станции на пути следования сигнала. Когда сигнал спадает до уровня шума, его надо ретранслировать. Длина регенерационного участка – расстояние между узлами сети регенерации. В теории дальней связи, передача цифровых сигналов, на скорости более 10 mbit/sec, требует ретранслицию на расстоянии около 10 км.

Handover – без обрыва соединения можно с помощью сигнализации переключиться с одной вышки на другую. Используется, когда абонент, разговаривая по телефону, переезжает (на машине, на электричке...) из одной зоны обслуживания в другую.

Чтобы передать сигнал телефонного качества, ширина канала должна быть 4 КГц. Один телефонный разговор требует 64 Kbit/sec.

Вещательный канал – (стандарт 3x4КГц) тройной телефонный канал).

При xDSL модуляции (A, H, SH) (кабельный абрнентский модем) скорости передачи данных 2 Mbit/sec можно достич при длинах кабеля 2-3 км.

Часть 3. Транспортные сети

Тенденции улучшения характеристик транспортных сетей

Общая характеристика транспортных сетей

NGN – Next Generation Network.

IN – Intelligent Network – способ стандартного подключения баз данных к телефонным сетям.

Транспортная сеть – слоение всех сетевых возможностей на три слоя (Рис. 0 .2):

– нижний – транспортный

– управления (control, коммутация)

– сервисы (платформы услуг)

Вышестоящий слой использует ресурсы нижестоящего слоя и еще включает свои методы.

Рис. 0.2

Требования к транспортным сетям

1. 
   Максимальное использование полосы пропускания линий связи
   
2. 
   Требуемая дальность передачи
   
3. 
   Широкий спектр услуг (скоростей и параметров каналов)
   
4. 
   Расширяемость *
   
5. 
   Масштабируемость *
   
6. 
   Гибкость при доступе к услугам
   (способность быстро и дешево предоставить/перестроить услуги)
   

7. 
   Высокая надежность, живучесть
   (Кг ~ 0.99995-0.99999 для элемента сети)
   

Функциональные компоненты сетей

Группообразование в аналоговых системах передачи (ЧРК)

Виды устройств

В линии связи сигнал ослабляется настолько, что его надо усилить. Усилитель – аналоговые сигналы, регенератор – цифровая передача данных.

– до нескольких десятков Mbit/Sec – несколько километров

– волоконные оптические сети позволяют делать регенерационный участок в десятки киллометров.

– Рекорд усилительного участка – 1000 км!

Цифровые системы передачи ПЦИ: иерархия сигналов

1. 
   Synchronous Transfer Mode – синхронный режим переноса. STM – каждому сигналу выделяется свой time-slot (резервирование временных позиций), а на приеме эти позиции восстанавливаются.
   
2. 
   ATM – асинхронный режим переноса. Не выделяются конуретные time-slot, а информация передается в пакетах (IP).
   

Так как передача может начаться в любой момент, используется асинхронная передача.

При чисто синхронной передаче имеем непрерывный поток битов без страт-стопов.

Плезиохронная передача подразумевает, что каждое устройство пытается определить скорость передачи, следовательно, приборы работают почти на одинаковых частотах (примерно 10^-5 – 10^-6).

1. 
   Канал синхронный 64.000 бит/с. 8 КГц – частота Найквиста-Котельникова и по 8 бит достаточно, чтобы закодировать сигнал. Следовательно, если сделать квантование 1/256 всего размаха, то на приеме помехи не ощущаются.
   
2. 
   Кадры. Длительность кадра – 125 мс.
   
3. 
   Мультиплексирование сигнала.
   

Первый уровень – сигнал Е1 из тридцати двух 64-х канальных интервалов по 2Мбит/сек (2048 Кбит/сек).

Каждый следующий уровень – 4 предыдущих Е2. 4 сигнала предыдущего уровня передается одним сигналом этого уровня. 4Е1=Е2.

E4 – 1620 каналов. Также сужествует и Е5, но по факту оказалось, что это невыгодно.

Цикл системы передачи ИКМ-30 (Е1)



Рис. 0.8

Маленькие потоки объединяются в большие методом битового чередования. В системах ПЦИ, для борьбы с отклонениями частот приема, используется битовый стаффинг (битовая вставка). Когда приемники разбегаются на 1 бит, аппаратура либо вставляет лишний бит, либо его вырезает. Тот, кто вставил бит, по специальному каналу управления и специальному протоколу сообщает приемнику, что передается не информационный бит, а стаффинг. Вырезанный бит, по каналу управления, досообщается. Если в каждом цикле выделяем один бит, то создается канал в 8 Кбит/сек.

Система с временным разделением дает качество, т.к. очень маленький jitter. При пакетной передачи, обеспечить отсутствие jitter‘a нельзя, т.к. пакеты всегда разной длины. При IP-телефонии возникает проблема качества.

ИКМ480 – Е3.

Недостатки технологии ПЦИ (PDH), проявившиеся к началу 1980-х

Плезиохронная цифровая иерархия – почти синхронная

1. 
   Скорости передачи (реально 140Мб/с) не покрывают возможности ВОЛП (~50 Гб/с)
   
2. 
   Гибкость при выделении (коммутации) каналов недостаточна (из-за битстаффинга всегда необходима цепочка мультиплексоров).
   
3. 
   Тяжело выделить маленький канал из очень большого.
   
4. 
   Недостаточно служебных позиций в заголовках для контроля, управления (в европейское иерархии – 3-4 бита информации управления), обслуживания трактов и оборудования
   
5. 
   Несовместимость региональных стандартов
   
6. 
   Не стандартизованы средства обеспечения надежности (резервирование: 1+1, 1:1, 1:N, ...)
   
7. 
   Не поддерживаются явно различные топологии связи (предполагается «линейная» структура)
   

Синхронная цифровая иерархия

1. 
   Поднятие скорости (>>140 Мбит/сек)
   
2. 
   Повышение гибкости (отход от строгой иерархии)
   
3. 
   Уменьшине битов управления
   

Основой SDH был сигнал STM – синхронный транспортный модуль. Физическая скорость STM-1 – 155 Мбит/сек. Модуль – полный аналог цикла передачи в PDH, но ИКМ – сигнал 140Мбит/сек, 15 Мбит/сек – заголовки.

На сегодняшний день:

STM-1x4 – мультиплексирование простых сигналов.

STM-4 – 622 Мбит/сек

STM-16 – 2,5 Гбит/сек

STM-64 – 10 Гбит/сек

STM-256 – 40 Гбит/сек

Плезиохронные сигналы являются частью сигналов, поступающих на входы: Е1, Е3, Е4, которые образуют основу для сигналов SDH.

В Америке: STS – синхронный транспортный сигнал. SONET – синхронная иерархия, котоорая начиналась со скорости STS-1 – 51 Мбит/сек.

1. 
   Загрузка. Из входного потока сигналы набираются в первичные информационные структуры. Частота повторения кадров в SDH – 8 КГц. Таким образом, если информационную структуру повторяем много раз, то создаем скоростной участок. С – контейнер. На входе аппаратуры формируется первичная информационная структура – контейнер. Сколько видов сигналов, столько будет контейнеров. Потом контейнеры собирают до образования линейных сигналов.
   
2. 
   Благодаря гибкости и тому, что выравнивание скоростей происходит с помощью компьютеров (указатели в заголовках структуры), при помещении синалов в контейнеры, происходит байтовое выравнивание.
   
3. 
   Дальше идет байтовое мультиплексирование. VC – virtual container. Их столько же, сколько и контейнеров. Это информационная структура (носитель канала), которая символизирует начало передачи в SDH и, в которую загружается информация – заголовок. Если участок VC с фиксированной скоростью можно доставить в точку назначения, то это и есть суть SDH. TU – tributary unit – компонентный поток - такой сигнал, который должен сохранить свою структуру при объединении его с другим потоком (сохранение полосы и идентичности каждого сигнала, который поступает на вход). TUG – tributary unit group – группа компонентных блоков.
   

1-й байт – управление, A – байты синхронизации, D – байты для сетевого управления, Δ – резерв, F – вспомогательные, M – байт для передачи аварийных сигналов, В – байт проверки на ошибки.

На более высокой скорости происходит частотное разделение WDM – спектральное волоконнооптическое мультплексирование. WDM может не только сменять основную частоту – транспондирование, – но и производить все необходимые виды обработки сигналов.

1. 
   Продаем лямбды λ. Можно навесить много разных сигналов на лямбды. Например, на одну лямбду можно повесить телевидение, а на другую – SDH.
   
2. 
   Преобразование частоты в ВОС – полный аналог коммутации.
   

Система передачи DWDM (CWDM)

Подходы к надежности

Коэффициент готовности: К_гот=(t_но)/(t_но+t_в).

Обеспечение надежности в условиях отказа.

К_гот=0,99999 – коэффициент надежности у связистов.

Надо еще предусмотреть механизмы переключения на резерв. Происходит а) контроль неисправностей, б) диагностика, в) переход на резерв.

SLA – Service Level Agreement

В PDH вопросами надежности не занималась. Реальная надежность канала будет 99-999 (999 – если канал не очень длинный).

В составе SDH присутствует технология переключения на резерв и контроля. В структуре каждого VC есть контрольные суммы. Канал D – служебный канал. По этим каналам работают протоколы, обеспечивающие возможность перехода с одного канала на другой.

1+1(N) - (1 основной и 1 резервный) горячее резервирование, большая скорость переключения.

1:1(N) – холодное резервирование (резервный канал не работает, как в горячем, а стоит готовым) (1:1(N) – 1 канал в резерве на N рабочих).

В сетях с SDH переключение горячего резерва около 50 msec (не разрываются телефонные соединения).

В SDH контроль и на уровне VC и на уровне мультиплексных секций

На базе PDH можно было строить любую топологию, которую хочется (строим линии, а потом из них можно делать любую топологию).

В SDH можно строить только кольца. Это почти оптимальная топология для местных сетей. Кольцо – самая дешевая топология. Это самая маленькая отказоустойчивая структура (если у звезды порвать одно ребро, то это уже несвязный граф).

Двойное кольцо SDH – по два линейных выхода у каждого мультиплексора. При обрыве коммутируют в ближайшем к разрыву, в обратном направлении.

Каждый мультиплексор должен проверять входной поток, они должны коммутировать между собой по служебным каналам, чтобы разворачивать поток.

Все графы различаются ценой, самый дешевый – наименее надежный.

Трассы основного и резервного каналов должны быть разнесены.

Часть 6. Сетевое управление

Сетевое управление: определения

Выполнение множества функций, необходимых для планирования, контроля, размещения, задействования, координации и наблюдения за ресурсами сети связи (ANSI T1.523)

Множество функций, обеспечивающих пользователю (подразделению операторской организации или клиенту) поддержку в выполнении работ по эксплуатации (operations), администрированию (administration), техническому обслуживанию (maintenance) и обеспечению (provisioning) (OAM&P) (Рек. М.60, термин 2174)

Функциональная возможность доступа к управляемому ресурсу с целью воздействия на него (Рек. М.60, термин 2173)

Не перепутать:

Fulfillment развитие

Если это IP-сеть, то это IPDR. Далее эти записи отдаются в систему тарификации (систему расчета). Все эти задачи решают с помощью Систем Сетевого Управления.

• 
  от частных – к стандартизованным решениям
  
• 
  от закрытых – к открытым информационно-управляющим системам
  
• 
  от автономных – к интегрированным системам управления
  
• 
  от сосредоточенных – к распределенным системам управления
  

Стандарты ITU-T TMN

Обеспечить совместимость^* систем управления (между собой и с управляемым оборудованием связи):

• 
  производимого различными изготовителями оборудования (multivendor environment),
  
• 
  различных поколений,
  
• 
  различных технологий связи.
  

Стандарты ITU-T TMN - технологическая основа построения систем управления. Описывают:

• 
  принципы построения
  
• 
  методология проектирования и разработки
  
• 
  эталонные архитектуры
  
  • 
    функциональная
    
  • 
    информационная
    
  • 
    физическая
    

• 
  технические спецификации
  
  • 
    интерфейсов (Q3,X)
    
  • 
    функций
    

• 
  централизованный сбор сигналов о неисправностях в устройствах сети, ведение журналов неисправностей,
  
• 
  представление информации о неисправностях для оператора сети,
  
• 
  отслеживание и идентификация чередующихся отказов,
  
• 
  выполнение диагностических процедур и тестов,
  
• 
  управление процедурами восстановления отказавшего оборудования,
  
• 
  управление процедурами восстановления нарушенных связей.
  

• 
  непрерывный контроль текущего состояния и режимов работы устройств сети,
  
• 
  управление режимами маршрутизации в коммутационных устройствах сети (кроссовых коммутаторах, коммутационных станциях, хабах),
  
• 
  контроль и управление распределением и выполнением программ в вычислительных машинах сети,
  
• 
  контроль и управление состоянием и распределением ресурсов памяти вычислительных машин сети,
  
• 
  контроль и управление состоянием и распределением каналов сети.
  

Система параметров качества существенно зависит от вида предоставляемых услуг и обычно включает группу связанных между собой нормируемых параметров. Например, при обслуживании телефонного трафика основными рабочими характеристиками являются:

- характеристики качества соединения (шумы, задержки, громкость и разборчивость передаваемой речи, частотные искажения),

- характеристики доступности соединения (доля телефонных вызовов, не завершившихся разговором по причине занятости и/или неисправности ресурсов сети).

• 
  контроль авторизации пользователей,
  
• 
  поддержание нескольких уровней доступа к системе управления,
  
• 
  составление отчетов о сеансах работы с системой управления и попытках неавторизованного доступа,
  
• 
  поддержание в системе управления информации, относящейся к управлению безопасностью,
  

• 
  предоставление персоналу ограниченного доступа к информации по управлению безопасностью.
  

• 
  регистрация использования ресурсов в базах данных (CDR, IPDR..)
  
• 
  сбор, маршрутизация, выравнивание данных использования,
  
• 
  управление данными учета,
  
• 
  тарификация, скидки, начисления,
  
• 
  выставление счетов, контроль оплаты,
  
• 
  анализ, планирование
  

В текущей редакции интерфейсы Q3 и Qx слились в один тип - Q.

П
A Агент

М Менеджер

ЕСС Встроенный канал управления

MCF Функция обмена сообщениями

(Протокольный стек)

MAF Прикладная функция

управления
ример: физическая архитектура управления сетью SDH





Организация взаимодействия «менеджер-агент» через разные протоколы



Интерфейс = Протоколы + Информационная модель

Информационная архитектура управления в ISO/OSI и TMN
1. GDMO - guidelines for definition of managed objects - язык определения объектов управления

• 
  Рекомендации МСЭ-Т Х.720, Х.722
  
• 
  Определяет объектно-ориентированную модель данных управления (класс объекта -> экземпляр -> атрибуты)
  

2. ASN.1 - abstract syntax notation #1 - нотация абстрактного синтаксиса

• 
  Рекомендация МСЭ-Т Х.208 (Х.680)
  
• 
  Определяет машинно-независимый способ описания данных
  

3. BER - basic encoding rules - базовые правила кодирования

• 
  Рекомендация МСЭ-Т Х.209
  
• 
  Определяет способ физического представления данных ASN.1 в протокольных блоках данных
  

• 
  Стандарт IETF STD-058 (=RFC 2578)
  

2. Базы управляющей информации MIB в стандартах Internet состоят из дерева атрибутов, называемых объектами и группами объектов

3. Стандартные MIB Интернета ориентированы на маршрутизаторы, коммутаторы, мосты, модемы,…

Информационная технология CORBA в сетевом управлении

Применение CORBA в TMN

1. 
   Не зависит от конкретного языка программирования и операционной системы ЭВМ
   
2. 
   Универсальная архитектура связи распределенных объектных программных комплексов (middleware)
   
3. 
   Наиболее совершенно реализует парадигму «клиент-сервер»
   
4. 
   Включает эффективный механизм описания интерфейсов связи объектов (IDL – язык описания интерфейсов)
   
5. 
   Описана в спецификациях промышленного консорциума OMG
   

Q.816. CORBA Based TMN Services (Услуги управления)

Х.780. TMN Guidelines for Defining CORBA Managed Objects

(Правила определения управляемых объектов)

М.3120. CORBA Generic Network and Network Element Information

Model (Общая информационная модель управления)

Современные системы управления элементами сети
Основные свойства:

• 
  Диктуются изготовителями оборудования связи
  
• 
  Адаптированы к конкретному оборудованию
  
• 
  Обычно базируются на нестандартных интерфейсах (proprietary)
  
• 
  Обычно реализуются в «консольном» варианте или варианте с графическим терминалом (PC/Windows)
  
• 
  Реализуют «прямой» доступ ко всем функциям, режимам работы и данным оборудования
  
• 
  Могут обеспечивать индивидуальный и/или централизованный доступ к устройствам