Разработка системы управления технологическим сегментом сети

Связь – один из наиболее быстро развивающихся элементов инфраструктуры общества. Телекоммуникационные технологии как самостоятельное понятие возникли в середине XX века, но уже сейчас наблюдается их проникновение во все сферы человеческой деятельности. Не осталась в стороне от этого процесса и транспортная система страны.

Основные цели, задачи и пути развития телекоммуникаций определены "Концепцией создания цифровой сети связи МПС России" и программами развития телекоммуникаций железнодорожного транспорта. В соответствии с концепцией, сеть связи Федерального железнодорожного транспорта (ФЖТ) должна иметь свою систему управления, взаимодействующую с системой управления сети общего пользования и являющуюся частью комплексной взаимоувязанной системы управления сетями связи, входящими во взаимоувязанную сеть связи Российской Федерации (ВСС РФ). Система управления сетью связи Федерального железнодорожного транспорта должна соответствовать принятой концепции МСЭ-Т (Рекомендации М.3010, М.3020), отвечать требованиям взаимоувязанной системы управления ВСС РФ.

Особенности построения сети связи железнодорожного транспорта определяются в основном его административной структурой и спецификой управления грузо- и пассажироперевозками, так как по своей сущности транспортная связь является технологической.

Целью сети управления связью (Telecommunication Management Network, TMN) является оказание помощи компаниям-операторам в управлении сетями электросвязи, основным принципом – обеспечение организационной структуры сети для взаимодействия различных типов операционных систем и аппаратуры электросвязи с использованием стандартных протоколов и интерфейсов. Операционные системы осуществляют обработку всей информации, необходимой для выполнения функций управления. Рабочие станции обеспечивают пользовательский интерфейс, посредством которого обслуживающий персонал взаимодействует с сетью управления. Сеть передачи данных предназначена для организации связи между сетевыми элементами, операционными системами и другими компонентами TMN.

Система мониторинга и администрирования (СМА) первичной сети дорожного уровня технологического сегмента должна обеспечивать решение полного комплекса задач, связанных с эксплуатацией первичных сетей связи, построенных на базе аппаратуры различных фирм производителей, на протяжении их жизненного цикла.

СМА обеспечивает выполнение следующих функций:

- мониторинг и администрирование в процессе эксплуатации (техническое обслуживание, восстановление связей, набор статистики, расчеты);

- развитие (анализ качества, прогнозирование, формирование требований к эксплуатационным характеристикам сети и системы управления) (1).

Управление первичной сетью технологического сегмента осуществляется операторами СМА на основании общего контроля (мониторинга) технического состояния первичной сети посредством формирования и выдачи на уровень управления сетью производителя распоряжений (команд) на выполнение определенных процедур предоставления и использования необходимого ресурса сети обеспечиваются на уровне управления сетью производителя путем последующей передачи этих распоряжений в виде настроечных параметров в элементы первичной сети.

Расширенные возможности контроля за всеми элементами сетей управления, а также реставрации и конфигурации в значительной степени повышают и сферу обеспечения услуг. Грамотная организация управления современными сетями связи является одним из основных факторов, определяющих эффективность модернизации сети в целом.

Целью проектирования является разработка системы управления технологическим сегментом сети связи на участке железной дороги, которая позволит быстро и качественно проводить администрирование и мониторинг мультиплексоров SMS-150C, SMS-600V и аппаратуры оперативно-технологической связи "Обь-128Ц".

1. Основы организации управления связью РФ

1.1 Связь РФ как объект управления

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 существования независимо от длительности срока службы аппаратуры и внешних дестабилизирующих воздействий (2).

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 транспортную сеть, обеспечивая ее функционирование и необходимый уровень показателей для удовлетворения требований потребителей (рисунок 1.1). 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.

Сейчас 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, наоборот, управление рассматривается как более широкое понятие, включающее техническую эксплуатацию как составную часть. (2).

Рисунок 1.1 – Система технической эксплуатации в составе системы связи

Иерархия организационных уровней управления, существующая для системы связи Российской Федерации на ближайшую и отдаленную перспективу, представлена на рисунке 1.2.

В основе организации управления Взаимоувязанной сетью связи (ВСС) согласно РД по ВСС РФ должны лежать следующие принципы:

- интеграция функциональных, физических и информационных структур управления;

- создание гибкой архитектуры на основе методологии открытых систем, обеспечивающей возможность реконфигурации и развития системы управления;

- стандартизация компонентов системы управления;

- высокий уровень автоматизации процессов управления;

- применение новейших технологий обработки информации.

В качестве теоретической базы для построения системы управления ВСС принимается концепция сети управления электросвязью TMN, которая, в общем виде, изложена в Рек. МСЭ-Т М.3010. Изложенный в данной рекомендации подход представляет основу для интегрированного управления любыми по структуре, составу и объему сетями электросвязи.

Рисунок 1.2 – Иерархия организационных уровней управления связью

В соответствии с Федеральным Законом «О связи» комплекс сетей электросвязи, входящих в состав ВСС, должен быть обеспечен централизованным управлением. Централизованное управление ВСС 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 ВСС фактически представляет собой комплекс взаимоувязанных систем управления операторов сетей связи общего и ограниченного пользования. Руководство и управление перечисленными сетями связи в условиях чрезвычайной ситуации (положения), а также общая координация функционирования в повседневных условиях обеспечивается центральными органами управления ВСС (2).

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.

Принадлежность операторов к определенному классу обусловливает особенности организационной структуры их систем управления, а также взаимодействие операторов между собой и с центральными органами управления.

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).

На разветвленных сетях, охватывающих большую территорию, целесообразно создавать центры управления сетью на промежуточных уровнях с иерархической зависимостью. 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 во взаимодействии с вышестоящим ЦУ;

- узловой 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 (2).

Системы управления 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 над состоянием сетей зоны оператора в целом, планирование развития сетей и предоставления услуг связи, взаимодействие с центрами управления других операторов и соответствующими центральными органами управления.

Итак, структура управления ВСС 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 управленческих решений по реорганизации управления предприятием связи (оператором) в целом.

1.2 Система управления ВСС

Взаимоувязанная сеть связи, представляющая собой комплекс технологически сопряженных сетей связи общего пользования (ОП) и ведомственных сетей на территории Российской Федерации, обеспеченный общим централизованным управлением независимо от ведомственной принадлежности и форм собственности (3).

Главная составляющая ВСС – сети связи общего пользования (ОП), открытые для пользования всем физическим и юридическим лицам на территории Российской Федерации, в услугах которых этим лицам не может быть отказано. Указанные сети благодаря своей разветвленности, широкому кругу охватываемых абонентов имеют статус федеральных сетей.

Ведомственные сети связи – это сети электросвязи министерств, ведомств, акционерных обществ, федеральных органов исполнительной власти, которые создаются для удовлетворения производственных и специальных нужд и имеют выход на сеть связи ОП.

Организационно ВСС представляет собой совокупность взаимоувязанных сетей электросвязи, находящихся в ведении различных операторов.

Состав ВСС представлен на рисунке 1.3.

Как видно из данной иллюстрации, Взаимоувязанная сеть связи Российской Федерации являет собой совокупность двух основополагающих направлений:

- сеть связи общего пользования;

- сети связи ограниченного пользования.

Оба, из перечисленных, направлений обеспечиваются общим централизованным управлением.

Сетями связи общего пользования принято называть такие сети связи, которые открыты всем физическим и юридическим лицам, независимо от их принадлежности к тому или иному виду деятельности.

Сетями связи ограниченного пользования считаются такие, в которых присутствует ограничение на предоставление услуг абонентам. К таким сетям принято относить следующие их разновидности:

- ведомственные сети связи для производственных и специальных нужд;

- сети связи для нужд управления обороны, безопасности и охраны правопорядка.

2. Концепция построения сети управления телекоммуникациями

2.1 Архитектура системы управления сетью связи

Сеть управления телекоммуникациями TMN (Telecommunicatins Management Network) представляет собой систему управления неоднородной составной телекоммуникационной сетью, построенной по разным технологиям, на различных оборудовании и программном обеспечении.

В создании стандартов TMN участвовали все ведущие международные организации по стандартизации — ISO, ITU-T, ANSI, ETSI. Архитектура TMN основана на известных общих принципах и моделях управления OSI. В частности, задачи TMN соответствуют пяти группам функций управления, определенным в стандартах ISO 7498-4 и Рекомендациях ITU-T X.700. К указанным функциям относятся: управление конфигурацией и именованием сети (Configuration Management), обработка ошибок (Fault Management), анализ производительности и надежности (Performance Management), управление безопасностью (Security Management), учет работы сети (Accounting Management). В TMN наряду с существующими общими стандартами управления OSI и ITU-T применяются и специальные стандарты, присущие только системам TMN. Один из таких стандартов — стандарт ITU-T М.3010, определяющий базовые принципы построения TMN, а именно:

- функциональную архитектуру, которая описывает функциональные блоки TMN: операционные системы, сетевые элементы, рабочие станции, промежуточные устройства сопряжения, Q-адаптеры, внешние и внутренние интерфейсы;

- информационную архитектуру, которая стандартизирует использование в системах управления TMN объектно-ориентированного подхода и концепции взаимодействия агентов и менеджеров на основе протокола CMIP/CMIS;

- физическую архитектуру, которая формирует состав физических компонентов TMN и описывает интерфейсы между этими компонентами;

- логическую многоуровневую архитектуру, в соответствии с которой задача TMN может быть декомпозирована на несколько подзадач, образующих следующую иерархию: уровень сетевых элементов (Network Elements), уровень управления сетевыми элементами (Element Manager), уровень управления сетью (Network Manager), уровень управления обслуживанием (Service Manager), уровень административного управления (Business Manager).

Первые три уровня рассматриваются как техническое управление, а два последних (высших) как административное. Первые три уровня касаются технических средств сети.

На низшем уровне управления находятся элементы сети (Network Element - NE). Каждый элемент управляется, контролируется и диагностируется с помощью встроенных микропроцессоров и специализированного программного обеспечения. Этот уровень играет роль интерфейса между информацией, находящейся в каждом отдельном устройстве, и инфраструктурой TMN. Аппаратура любой фирмы имеет интерфейсы к системе TMN, местному терминалу и стоечные сигнализации.

Element Manager может выполнять роль как шлюзового сетевого элемента, управляющего доступом к подсети SDH, так и рядового сетевого элемента. Местный терминал в этом случае выполняет только функции контроля. При работе в самостоятельном режиме элементы сети полностью контролируются и управляются с местного терминала. Обычно интерфейс к TMN Ethernet LAN. Интерфейс к местному терминалу (типа F по рек. G.784) - RS-232C.

Пользовательский интерфейс TMN использует, как правило, операционную систему Windows или Unix, обеспечивающую удобное и наглядное представление информации. Пользовательский интерфейс уровня элементов сети Element Manager — это смесь графической и алфавитно-цифровой информации. Графическое представление отдельных узлов и внутренних соединений может осуществляться наряду с подробной информацией о состоянии и конфигурации сети.

Второй уровень — уровень управления сетью Network Manager (NM) — формирует представление сети в целом, базируясь на данных об отдельных сетевых элементах, которые передаются системами поддержки операций предыдущего уровня. Другими словами, на этом уровне осуществляется контроль за взаимодействием сетевых элементов, в частности, формируются маршруты передачи данных между оконечным оборудованием для достижения требуемого качества сервиса, вносятся изменения в таблицы маршрутизации, оптимизируется производительность сети и выявляются сбои в ее работе.

Пользовательский интерфейс сетевого уровня — это графический интерфейс, представляющий топологию контролируемой территории с SDH - оборудованием. Дополнительно имеются окна, в которых отображается информация о текущих неисправностях и текущем состоянии. Используя карту сети, можно создавать новые SDH-узлы для того, чтобы моделировать элементы сети, устанавливать соединения через сеть (конфигурирование сети), искать дополнительную пропускную способность и запрашивать подробную информацию о состоянии элементов сети и соединениях между ними.

Уровень управления услугами (Service Manager SM) охватывает те аспекты функционирования сети, с которыми непосредственно сталкиваются пользователи. На этом уровне используются сведения, поступившие с уровня NM, но непосредственное управление мультиплексорами, коммутаторами, соединениями здесь уже невозможно. Вот некоторые функции, относящиеся к управлению услугами: контроль за качеством обслуживания, выполнением условий контрактов, на обслуживание, управление регистрационными записями и подписчиками услуг, добавление или удаление пользователей, присвоение адресов, взаимодействие с управляющими системами других операторов и организаций.

Уровень бизнес-управления (Business Manager BM) рассматривает сеть связи с позиций общих бизнес-целей компании-оператора. Он относится к стратегическому и тактическому управлению, а не к оперативному, как остальные уровни. Здесь речь идет о проектировании сети и планировании ее развития, о составлении бизнес-планов, бюджетов организаций и др.

Общая схема управления телекоммуникационными сетями TCN с помощью сети управления TMN приведена на рисунке 2.1 и на листе 1 графического материала. Здесь OS, - управляющие системы, которые могут быть связаны между собой через общую сеть передачи данных DCN, управляемую рабочей станцией WS, которая также связывает их с различным аналоговым и цифровым телекоммуникационным оборудованием, объединенным в общую сеть связи TCN.

Основа концепции TMN заключается в формировании такой архитектуры, которая позволит связать различные типы управления систем (бизнес-, сервис-, сетевой, элемент-менеджмент) как между собой, так и с элементами сети NE (сетевым оборудованием) для обмена управляющей информацией с помощью стандартных интерфейсов, протоколов и сообщений.

TMN должна поддерживать по крайней мере пять типов менеджмента и управления:

- управление рабочими характеристиками систем;

- управление отказами и обеспечение надежности работы систем;

- управление конфигурацией систем;

- менеджмент бухгалтерской отчетности и тарификации (биллинга) в системе;

- управление безопасностью систем и обеспечение конфиденциальности информации, циркулирующей в сети.

Рисунок 2.1 – Обобщенная схема управления телекоммуникационными сетями TCN

2.2 Функциональные блоки и их компоненты

Система TMN включает ряд функциональных блоков (ФБ), выполняющих следующие одноименные функции:

- OSF (функция управляющей (операционной) системы OS);

- MF (функция устройств сопряжения M (медиаторная функция));

- NEF (функция сетевого элемента NE);

- QAF (функция Q-адаптера QA);

- WSF (функция рабочей станции WS).

Функциональные блоки не только выполняют указанные функции, но и содержат дополнительные функциональные компоненты, реализующие определенные функции (3).

Функциональный блок OSF обрабатывает управляющую информацию с целью мониторинга и управления, а также реализует функцию управляющего приложения (ФУП) OSF-MAF.

Функциональный блок MF обрабатывает информацию, передаваемую между блоками OSF и NEF (или QAF), позволяя запоминать, фильтровать, адаптировать и сжимать информацию, а также реализует ФУП MF- MAF.

Функциональный блок NEF включает функции связи, являющиеся объектом управления, а также реализует ФУП NEF- MAF.

Функциональный блок QAF подключает к TMN логические объекты класса NEF или QSF, не являющиеся частью TMN, осуществляя связь между интерфейсными точками внутри и вне TMN, а также реализует ФУП QAF- MAF.

Функциональный блок WSF позволяет интерпретировать информацию TMN в терминах, понятных пользователю управляющей информации.

К дополнительным функциональным компонентам, не играющим самостоятельной роли в качестве блоков TMN, но включенных в состав ФБ, относятся:

- DAF (функция доступа к системному каталогу – функциональный компонент, ассоциируемый со всеми ФБ, которым необходим доступ к системному каталогу);

- DCF (функция передачи данных – используется для передачи информации между блоками, наделенными управляющими функциями);

- DSF (функция системного каталога - функциональный компонент, представляющий (как локально, так и глобально) распределенный каталог системы);

- HMA (человеко-машинная адаптация – компонент преобразующий информацию MAF к удобному для отображения виду, используется в ФБ OSF, MF);

- ICF (функция преобразования информации – используется в промежуточных системах для трансляции информационной модели с интерфейса на интерфейс, используется в ФБ MF, OSF, QAF);

- MAF (функция управляющего приложения – фактически осуществляет управляющий (административный) сервис TMN, может играть роль либо Менеджера, либо Агента, используется в ФБ MF, OSF, QSF);

- MCF (функция передачи сообщения – используется для обмена управляющей информацией, содержащейся в сообщении, используется во всех ФБ);

- MIB (база управляющей информации – играет роль информационного архива управляющих объектов, не является объектом стандартизации TMN, используется в схеме дистанционного мониторинга RMON, а также в схеме простого протокола сетевого управления SNMP; применяется во всех ФБ, кроме WSF);

- PF (функция презентации – преобразует информацию к удобному для отображения виду, используется в ФБ WSF);

- SF (функция обеспечения безопасности – функциональный компонент, обеспечивающий безопасность работы функциональных блоков в соответствии с требованиями пользователя (тип сервиса по обеспечению безопасности конкретных блоков различают использованием двойных обозначений, например, MF-SF, NEF-SF);

- UISF (функция поддержки интерфейса пользователя – транслирует информацию, содержащуюся в информационной модели TMN, в формат удобный для отображения в рамках человеко-машинного интерфейса и наоборот);

- WSSF (функция поддержки рабочей станции – осуществляет поддержку функций WSF).

В сети TMN вводятся интерфейсные точки, определяющие границы сервиса. Точки делятся на две группы. Первая группа включает точки внутри TMN, вторая – вне ее.

Точки первой группы делятся на три класса:

- q - точки между блоками OSF, QAF, MF и NEF, обеспечивают информационный обмен между блоками в рамках информационной модели; эти точки делятся на два типа:

а) q_x – точки между двумя блоками MF или блоком MF и остальными;

б) q₃ - точки между двумя блоками OSF или блоком OSF и остальными;

- f – точки для подключения блоков WSF к OSF и/или к MF;

- x – точки между OSF, принадлежащих двум TMN.

Точки второй группы делятся на два класса:

- g – точки между WSF и пользователем;

- m – точки между QAF и управляемым объектом, не принадлежащем к TMN.

Положение указанных интерфейсных точек определяет положение соответствующих им интерфейсов TMN, обозначаемых заглавными буквами (рисунок 2.2). Пунктиром отмечены границы TMN. В соответствии с ними интерфейсы Q и F являются внутренними для TMN, X – пограничным, M и G – внешними. Типы и положение интерфейсов в схеме управления сетью представлены на листе 1 графического материала.

Важнейшая функция, реализуемая в рамках архитектуры TMN, — функция передачи данных DCF. Основная цель DCF — создать транспортный механизм для передачи информации между блоками, наделенными управляющими функциями. Механизм взаимодействия функциональных блоков в TMN осуществляется ретрансляцией DCF на уровне OSI. Этот механизм может обеспечить все функции, характерные для первых трех уровней модели OSI (физического, звена передачи данных и сетевого).

2.3 Информационный аспект архитектуры

Для обеспечения стандартизованного обмена информацией управления информационная архитектура TMN использует объектно-ориентированный подход (ООП) к описанию информации управления, концепцию Менеджер/Агент для взаимодействия между операционными системами и концепцию разделенных знаний управления для понимания сообщений управления.

В рамках ООП управление обменом информацией в TMN рассматривается в терминах Менеджер-Агент-Объекты. Менеджер, представляя управляющую открытую систему, издает (в процессе управления системой) директивы и получает в качестве обратной связи от Объекта управления уведомления об их исполнении. Директивы, направленные от Менеджера к Объекту, доводятся до Объекта управления Агентом. Схема взаимодействия между Менеджером, Агентом и Объектами представлена на рисунке 2.3.

Рисунок 2.2 - Типы и положение интерфейсов в схеме управления сетью

Рисунок 2.3 - Схема взаимодействия между Менеджером, Агентом и Объектами

Между Менеджером и Агентом существует обычно многостороннее отношение в том смысле, что:

- один Менеджер может обмениваться информацией с несколькими Агентами (в этом случае он выполняет несколько ролей Менеджера, которые взаимодействуют с соответствующими ролями Агента; в этом сценарии необходима синхронизация директив);

- один Агент может обмениваться информацией с несколькими Менеджерами (в этом случае он выполняет несколько ролей Агента, которые взаимодействуют с соответствующими ролями менеджера; в этом сценарии могут существовать противоречивые директивы).

Кроме этого, Агент может отказаться выполнять директиву Менеджера по многим причинам. Таким образом, Менеджер должен быть подготовлен к отказам со стороны Агента.

Все взаимодействия между Менеджером и Агентом осуществляются на основе использования протокола общей управляющей информации (CMIP) и сервиса общей управляющей информации (CMIS).

Информация, на которую можно влиять или передавать через протоколы управления, является множеством объектов, определенных в совокупности как информационная база управления (MIB). В этом смысле в MIB входят все данные как систем управления, так и элементов сети, включая измерения, сообщения об измерениях, описания структуры сети и элементов, таблицы маршрутизации, пороговые значения, расписание передачи информации и т. д.

2.4 Каналы управления в SDH сети

Для передачи сигналов контроля и управления TMN в системах SDH используются встроенные каналы управления. Встроенные каналы управления образуются специальными служебными байтами. Фрейм для удобства восприятия представляют в виде двухмерной структуры (матрицы) с форматом 9 строк на 270 однобайтных столбцов. Структура фрейма представлена на рисунке 2.4.

Фрейм состоит из трех групп полей:

- поля секционных заголовков SOH формата 3х9 и 5х9;

- поля указателя AU-4 формата 1х9 байт;

- поля полезной нагрузки формата 9х261 байт.

Для организации встроенных каналов управления (DCC) используется поле секционных заголовков. Заголовок SOH отвечает за структуру фрейма STM и его связи с мультифреймом в случае мультиплексирования нескольких модулей STM. SOH в свою очередь состоит из двух секционных заголовков. Заголовка регенеративной секции RSOH, который расформировывается и формируется функциями регенератора на границах регенераторной секции, и заголовка мультиплексной секции MSOH, который проходит прозрачно через регенераторы и разбирается и собирается на границах мультиплексных секций, где формируется AUG.

Общий объем заголовка составляет 90 (81+9) байт. Использование каждого байта эквивалентно формированию канала емкостью 64 кбит/с. Расположение байтов на поле заголовков представлено на рисунке 2.5. Все указанные байты могут быть разделены на три типа:

- байты, которые не могут эксплуатироваться пользователями SDH оборудования (их 36, на рисунке они заштрихованы);

Рисунок 2.4 - Структура фрейма STM-1

Рисунок 2.5 - Расположение байтов на поле заголовков

- байты, которые специально предназначены для использования в служебных целях или для создания служебных каналов (их 16); к ним относятся канал DCC_R (D1,D2,D3), имеющий скорость 192 кбит/с для обслуживания регенераторных секций, канал DCC_M (D4-D12) – 576 кбит/с для обслуживания мультиплексных секций; существует еще четыре байта Е1, Е2 и F1, F2, зарезервированные для создания четырех каналов емкостью 64 кбит/с;

- байты, к которым пользователь имеет доступ, но функции которых не регламентированы стандартами (их 38, они на рисунке никак не помечены);

Последние две группы байтов могут быть сгруппированы для создания служебных каналов и скоммутированы на внешние интерфейсы, к которым может подключаться пользователь SDH оборудования. Число таких интерфейсов (а значит и вариантов группирования) зависит от производителя оборудования.

2.5 Функции управления

2.5.1 Общие функции управления

Управление встроенными каналами управления ЕСС. Так как ЕСС используется для связи NE, то каналы ЕСС должны иметь следующие функции:

- запрос/получение сетевых параметров, таких как размер пакета, временные промежутки, качество сервиса и т. д.;

- формирование маршрута сообщения между узлами служебных каналов передачи данных DCC;

- менеджмент сетевых адресов;

- запрос/получение сетевого статуса DCC для данного узла;

- возможность разрешать/запрещать доступ к DCC.

На все события, требующие фиксации во времени ставится временная метка с разрешением в одну секунду. Время фиксируется по показанию локального таймера NE.

Другие общие функции, например, защита на различных уровнях или обеспечение безопасности, дистанционный вход в сеть, загрузка и модификация программного обеспечения, обеспечиваются в настоящее время производителями SDH оборудования.

2.5.2 Управление сообщениями об аварийных ситуациях

Наблюдение за сообщениями об аварийных ситуациях включает обнаружение и сохранение таких сообщений о событиях и условиях, которые сопутствовали их появлению, причем не только в том оборудовании, в котором они были обнаружены. Система OS системы управления сетью SMN должна поддерживать следующие функции:

- автономное сообщение о всех сигналах об аварийной ситуации;

- запрос на сообщение о всех зарегистрированных сигналах об аварийной ситуации;

- сообщение о всех таких сигналах;

- разрешение/запрет на автономное сообщение о всех сигналах об аварийной ситуации;

- сообщение о статусе функции "разрешение/запрет на автономное сообщение о всех подобных сигналах".

Отслеживание истории сигналов/сообщений о возникновении аварийной ситуации включает запись моментов возникновения таких сигналов и их хранение в регистровом файле (РФ), регистры которого содержат все параметры сообщения об аварийной ситуации. Регистры могут быть считаны по запросу или периодически. OS определяет режим работы регистров: либо запись до заполнения с последующей остановкой или полным стиранием, либо непрерывная запись с циклическим возвратом от конца к началу с перезаписью старых событий.

2.5.3 Управление рабочими характеристиками

Сбор данных о рабочих характеристиках системы связан с определением параметров ошибок, описанных в рекомендациях ITU-T. При их определении используются следующие ключевые термины: ЕВ (блок с ошибками), ES (секунда с ошибками), SES (секунда с серьезными ошибками), BBE (блок с фоновыми ошибками).

Как правило, используются основанные на них относительные параметры ошибок (т. е. параметры ошибок, отнесенные к фиксированному интервалу измерения параметров, который может быть выбран равным 15 мин, 24 ч или 7 сут): ESR (коэффициент ошибок по секундам с ошибками), SESR (коэффициент ошибок по секундам с серьезными ошибками), BBER (коэффициент ошибок по блокам с фоновыми ошибками (здесь под блоками с фоновыми ошибками ВВЕ понимаются те блоки с ошибками, что не вошли в SES)).

Отслеживание истории мониторинга рабочих характеристик осуществляется заполнением двух типов РФ: двадцатичетырехчасовых и пятнадцатиминутных файлов. Текущий двадцатичетырехчасовой РФ по заполнении снабжается текущей датой и перегружается в РФ со вчерашней датой. Шестнадцать пятнадцатиминутных РФ образуют четырехчасовую очередь с дисциплиной обслуживания "первый пришел – первый ушел" FIFO.

Стратегия использования временных окон заключается: с помощью OS и NE можно установить либо пятнадцатиминутное, либо двадцатичетырехчасовое временное окно. Как только время наступления события совпадает или выходит за границу установленного окна, генерируется уведомление о пересечении (временной) границы или порога TCN.

Данные о рабочих характеристиках системы могут быть затребованы OS для анализа, используя интерфейс между OS и NE. Эти данные могут запрашиваться периодически либо сообщаться в момент пересечения границы временного окна.

Мониторинг системы в недоступные интервалы времени заключается: в интервалы времени, когда система недоступна, съем данных о характеристиках системы запрещен, однако моменты его начала и конца должны фиксироваться и храниться в РФ из шести регистров и иметь возможность считываться OS по крайней мере один раз в день.

К дополнительным параметрам, мониторинг которых возможен, относятся такие как: OFS (секунда, содержащая сигнал OOF (выход за границы фрейма)), PSC (число защитных переключений), PSD (длительность (определенного) защитного переключения), UAS (недоступные секунды).

2.5.4 Управление конфигурацией

Предметом рассмотрения данного вопроса являются статус и защитное переключение.

Основное назначение защитного (резервного) переключения - подключить резервное устройство (или устройство резервного копирования) вместо основного. Основные функции, дающие возможность осуществить это следующие:

- включение/выключение ручного режима защитного переключения;

- включение/выключение принудительного режима защитного переключения;

- включение/выключение блокировки;

- запрос/установка параметров автоматического защитного переключения – APS.

Другие мероприятия и функции, связанные с управлением конфигурацией, такие, как разработка необходимого программно-аппаратного обеспечения и функции инсталляции, равно как и обеспечение необходимой секретно