Архитектура распределенного управления в современных телекоммуникационных системах

АРХИТЕКТУРА РАСПРЕДЕЛЕННОГО УПРАВЛЕНИЯ В СОВРЕМЕННЫХ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ С.Н. Коновалов Ростовский военный институт ракетных войск имени главного маршала артиллерии М.И. Неделина 344027, г. Ростов-на-Дону, пр. М. Нагибина, д. 24/50

Аннотация. Дан обзор этапов развития архитектуры управления от систем электросвязи первого поколения до современных телекоммуникационных систем. Рассмотрена методологическая основа архитектуры распределенного управления телекоммуникационными системами в рамках стратегии TMN. Дан перечень рекомендаций Международного союза электросвязи, необходимый для управления взаимодействием Рассмотрена

телекоммуникационных

методология

сопряжения

систем

при

локальных

обмене

информацией.

управляющих

систем

в

телекоммуникационных системах, структура и назначение профилей протоколов обмена управляющей информацией в телекоммуникации.

Annotation. The review of stages of development of architecture of management from systems of telecommunication of the first generation to modern telecommunication systems is given. The methodological basis of architecture of the distributed management by telecommunication systems within the limits of strategy TMN is considered. The list of recommendations of the International union of telecommunication, necessary for management of interaction of telecommunication systems at information interchange is given. The methodology of interface of local operating systems in telecommunication systems, structure and appointment of profiles of reports of an exchange as the operating information in telecommunication is considered.

1

1. Введение Появление новых разработок в области наноэлектроники позволило обеспечить общество более совершенными видами связи, используя универсальные аппаратные средства в виде наборов СБИС согласованных по входным и выходным сигналам. Достичь такой универсальности удалось на основе использования принципов микропрограммного

управления

при

создании

функциональных

устройств

выполняющих требуемые функции управления, контроля или обработки информации.

Направляющая система

Функциональная часть

Энергообеспечение и синхронизация Рис. 1 Структурная схема телекоммуникационной системы 1 – 3 поколений Наряду с задачами синхронизации процессов обработки и передачи информации в

телекоммуникационных

используется

для

системах,

реализации

программное

методов

обеспечение

обеспечивающих

все

поставку

больше

абонентам

качественных и разнообразных услуг связи. Перенос функциональной составляющей телекоммуникационных систем в программное обеспечение привел к ограничению количества видов универсальных аппаратных средств для решения достаточно широкого круга задач в области телекоммуникаций. В значительной степени изменилась системотехника телекоммуникационных систем. Так в телекоммуникационных системах 1–3 поколений системотехника требовала деления системы на три части (рис. 1): функциональную часть, обеспечивающую

реализацию

конкретного

2

вида

информационного

процесса,

направляющую систему, обеспечивающую транспортировку информации между телекоммуникационными системами и энергетическую часть, обеспечивающую энергией процессы, протекающие в системе. При этом алгоритмы управления были реализованы аппаратно. Создание теории микропрограммных автоматов и переход на представление информации в дискретной форме позволило создать телекоммуникационные системы с принципиально новой системотехникой. В телекоммуникационных системах 4 – 5-го поколений система делится на две части (рис. 2): микропрограммный автомат, состоящий из операционной и управляющей частей и обеспечивающий

реализацию

конкретного вида информационного процесса и интерфейса, обеспечивающего транспортировку

информации

между

абонентами,

и

энергетическую

часть,

обеспечивающую энергией процессы, протекающие в микропрограммном автомате и интерфейсе. Таким образом, телекоммуникационные системы 4 и 5 поколений построенные на основе новых технологий, позволяют реализовать требуемые функции, как аппаратными, так и программными средствами. Операционный автомат Управляющий автомат

Интерфейс

Энергообеспечение и синхронизация Рис. 2 Структурная схема телекоммуникационной системы 4 – 5 поколений.

3

2. Этапы развития управляющих устройств систем электросвязи Управление коммутацией в декадно-шаговых АТС, относящиеся к станциям первого поколения, осуществлялось прямой подачей импульсов набора, поступающих от абонента. Такой принцип управления получил название прямое управление. Он характеризуется тем, что приборы, выбирающие нужное направление связи и свободную линию в этом направлении, сами принимают цифры номера, устанавливают на их основе соединение, образуя разговорный тракт. Прямое управление имело ограниченные возможности по

предоставлению

услуг связи, а также требовало значительных энергетических затрат при реализации. В АТС второго поколения, построеннх на координатном принципе коммутации использовалось косвенное (или обходное) управление. При косвенном принципе управления выбор направления связи и поиск свободной линии в этом направлении разделены во времени с процессом соединения входа коммутационного прибора с выходом, включающими выбранную линию. Сам коммутационный прибор не участвует в выборе направления и поиске свободной линии. В координатных АТС управление осуществлялось или по ступеням искания или с использованием централизованного управления. Принцип управления по ступеням искания являлся переходным от прямого управления к централизованному. Функции ступеней искания теми же, что и в большинстве декадно-шаговых АТС. При таком принципе управления предусматривалось некоторое количество ступеней группового искания, зависящее от емкости станции и сети, а также ступень абонентского искания. Последняя выполняла функции предварительного искания, обслуживая исходящие вызовы и функции линейного искания, обслуживая входящие вызовы. Характерной особенностью управления по ступеням искания является то, что определение маркером свободного выхода ступени, с которым следует соединить ее вызывающий вход, происходит на каждой ступени без анализа состояния соединительных путей на следующих ступенях искания. В координатных АТС с централизованным управлением коммутационное оборудование не делилось на ступени искания, а образовывали общее коммутационное поле. Централизованные маркеры управляли соединением, производя сквозное искание

4

через

всю

АТС.

При

этом

несколько

сокращался

объем

коммутационного

оборудования и время установления соединения, так как при искании на каждом участке соединительного тракта выбирались только те пути, по которым можно организовать соединение линий вызывающего и вызываемого абонентов. Применение в управляющих устройствах достижений в области электроники привело к появлению квазиэлектронных АТС, сочетавших в себе электронное управление и электромеханические коммутационные элементы. Использование специализированных ЭВМ для преобразования адресной информации и линейного искания получило распространение в квазиэлектронных и электронных АТС и известно как

управление по записанной программе. Программы управления коммутацией

писались на языке машинных кодов, а распределением программных сегментов управляли сами разработчики программ. Наряду с первыми станциями «Исток» к отечественным АТС с программным управлением, можно отнести городские станции МТ-20, учрежденческие и сельские АТС «Квант» и междугородные станции «Кварц», среди зарубежных следует отметить 1A ESS. Узлы коммутации на базе специализированной ЭВМ «Нева» и ITT-3200. Дальнейшее развитие в области микро- и наноэлектроники привело к созданию универсальных микропроцессорных структур, позволяющих строить управляющие системы, обладающие большими функциональными возможностями при относительно небольших размерах. На их основе для электронных или как их в дальнейшем стали называть цифровых АТС создавались устройства управления на совершенно других принципах. Одним из таких принципов стал принцип централизованного программного управления. При централизованном принципе программного управления основой управления является электронная управляющая машина на базе универсальной ЭВМ и сопряженная с коммутационным полем с помощью шинной архитектуры. Дальнейшее развитие микропроцессорных систем позволило часть функций управления коммутацией от центрального устройства управления передать на переферийные устройства, в состав котрых были включены однокристальные микроЭВМ

и

микропроцессоры.

Связь

переферийных

устройств

и

ЭУМ

осуществлялась через стандартные устройства ввода-вывода по паралельным и

5

последовательным линиям. Такой принцип программного управления получил название децентрализованного. Особенностью этого принципа управления является наличие одной операционной системы под управлением которой работают и ЭУМ и переферийные устройства. Следующим шагом в развитии принципов программного управления стала разработка принципа распределенного управления на телекоммуникационной сети. Появление однокристальных микроЭВМ с достаточным объемом памяти, а также разработка методов управления распределенными базами данных создали условия для использования в сетевых элементах автономных систем управления, имеющих собственые операционные системы и обменивающихся между собой данными по сигнальным сетям. В таких системах стало возможным управление оборудованием не только отдельного коммутационного узла, но и возможность реализовать управление всей телекоммуникационной сетью посредством общеканальной системы сигнализации (ОКС). Таким образом, развитие устройств управления коммутационными узлами сетей связи прошло через два основных этапа: - 1-й этап непрограммных принципов управления (прямое и косвенное управление) для АТС 1 – 3 поколений; - 2-й этап программного управления для АТС 4 – 5 поколений. Дальнейшее развитие управляющих устройств предполагает распределение функций управления работой коммутационных узлов сети между управляющими устройствами всех узлов интегрированной цифровой коммутируемой сети на основе рекомендаций Международного союза электросвязи (ITU). Такие сети позволяют более рационально использовать ресурсы для обеспечения высокого качества услуг связи с одновременным увеличением дополнительных видов услуг, что актуально в связи с унификацией

коммутационного

оборудования

и

увеличением

предельной

интенсивности входного потока типовых АТС по сравнению со станциями более ранних поколений. Интегрированные цифровые коммутируемые сети предусматривают два уровня управления:

6

- первый уровень включает задачи мониторинга, анализа и реакцию на поступающие тревожные сообщения от оборудования сети, координацию всех операций, выполняемых на сети, контроль телетрафика, реконфигурацию сети для восстановления работоспособности сети; - второй уровень управления (уровень телефонного узла) обеспечивает текущий контроль исправности оборудования узла, обслуживание абонентско-станционных заявок

и

проведение

измерений

телетрафика

для

обеспечения

качества

предоставляемой связи. Для решения этих задач на

цифровой сети создаются системы управления

сетевыми элементами. Такие системы существуют в коммутационном оборудовании АХЕ-10, EWSD, 5ESS, DX-200 ввиде систем ХМ, NC, NFM и NMS соответственно. Для оборудования синхронной цифровой иерархии (SDH) – eNM и ITM. Для котроля и управления телетрафиком сети используется оборудование NTM компании Эрикссон. Непрерывный контроль качества обслуживания в телекоммутационной сети может быть осуществлен системой NEAT, которая работает с АТС любых типов.

7

3. Распределенный принцип построения управляющих устройств 3.1. Методологические основы распределенного управления в современных телекоммуникационных системах Многообразие

вариантов

использования

сетевых

и

информационных

технологий, наличие многопротокольных трафиков делают задачу эффективного функционирования телекоммуникационных сетей достаточно сложной. Эта задача может быть решена, только путем создания системы управления сетью, построенной на распределѐнных технологиях. Основная задача управления телекоммуникационной сетью – обеспечение еѐ функционирования с заданным набором и высоким качеством предоставляемых услуг при минимальном расходе ресурсов. Система управления текоммуникационными системами, предложенная ITU, в соответствии

с

моделью

взаимосвязи

открытых

систем

(OSI)

строится

по

иерархическому принципу и имеет пять уровней управления (рис. 3.). Самый нижний уровень представляет телекоммуникационную сеть, как совокупность отдельных сетевых элементов со своими автономными системами управления в виде коммутационных станций, систем передачи, мультиплексоров, комплектов тестового оборудования и т.д. Информация о состоянии этих сетевых элементов поступает на уровень управления сетевыми элементами, а оттуда вниз, к сетевым элементам, идут управляющие воздействия. Степень автоматизации управления может быть различной, и обычно имеет место сочетание автоматизированных и ручных процедур. На этом уровне осуществляется контроль, отображение параметров работы, техническое

обслуживание,

тестирование, конфигурирование

применительно к

отдельным элементам или некоторым их подмножествам. Уровень управления сетью позволяет охватить единым взглядом всю сеть, контролируя подмножества сетевых элементов в их взаимосвязи между собой. Уровень управления обслуживанием, в отличие от всех нижележащих уровней, которые непосредственно связаны с сетью, т.е. с техническими средствами, "обращен лицом" к пользователю. Здесь принимаются решения по предоставлению и

8

прекращению услуг, осуществляется ведение соответствующего планирования и учета и т.п. Ключевым фактором здесь является обеспечение качества обслуживания.

административного управления управление обслуживанием управления сетью управления элементами

сетевых элементов

Рис. 3. Система управления сетью связи Уровень административного управления обеспечивает функционирование компании-оператора сети связи. На этом уровне решаются организационные и финансовые вопросы, осуществляется взаимодействие с компаниями-операторами других

телекоммуникационных

сетей.

На

сегодняшний

день

разработаны

и

предлагаются ведущими фирмами системы управления сетями связи, которые реализуют функции уровней не выше, чем управления элементами или управления сетью, в отдельных случаях - управления обслуживанием. Все функции, связанные с управлением телекоммуникационными системами, можно разбить на две части: общие и прикладные. Общие функции обеспечивают

9

поддержку прикладных уровней и включают, например, перемещение управляющей информации

между

элементами

телекоммуникационной

сети,

еѐ

хранение,

отображение, сортировку, поиск и т.п. Прикладные

функции

распределенного

управления

в

соответствии

с

классификацией ITU разделяются на пять категорий: - управление качеством работы; - управление конфигурацией; - управление устранением неисправностей; - управление безопасностью; - управление расчетами. Управление качеством работы имеет целью поддержание на требуемом уровне основных характеристик сети. Оно включает сбор, обработку, регистрацию, хранение и отображение статистических данных о работе сети и ее элементов; выявление тенденций в их поведении и предупреждение о возможных нарушениях в работе. Управление конфигурацией обеспечивает инвентаризацию сетевых элементов (их типы, местонахождение, идентификаторы и т.п.); включение элементов в работу, их конфигурирование и вывод из работы; установление и изменение физических соединений между элементами. Управление

устранением

неисправностей

обеспечивает

возможности

обнаружения, определения местоположения неисправностей в сети, их регистрацию; доведение соответствующей информации до обслуживающего персонала; выдачу рекомендаций по устранению неисправностей. Управление

безопасностью

несанкционированного

доступа.

Оно

необходимо может

для

включать

защиты

сети

ограничение

от

доступа

посредством паролей, выдачу сигналов тревоги при попытках несанкционированного доступа, отключение нежелательных пользователей, или даже криптографическую защиту информации. Управление расчетами осуществляет контроль использования сетевых ресурсов и поддерживает функции начисления оплаты за это использование. Архитектура распределенного управления должна обладать высокой степенью гибкости, для того чтобы не зависеть от топологии самой телекоммуникационной сети

10

и

архитектуры

управления.

Используя

объектно-ориентированный

подход,

распределенное управление в телекоммуникационных системах можно рассматривать в функциональной плоскости как подмножество абстрактных типовых функциональных блоков (ФБ): - сетевой элемент NEF (Network Element Function), который является моделью произвольного элемента сети, подлежащего управлению; - операционная система OSF (Operations System Function), обеспечивающая выполнение функций обработки, хранения и поиска управляющей информации; - рабочая станция WSF (Work Station Function), через которую организуют человеко-машинный интерфейс между системой управления и человеком-оператором. - медиатор (промежуточное устройство сопряжения) MF (Mediation Function), который обрабатывает информацию, проходящую между блоками NEF и OSF, и осуществляет промежуточную обработку и хранение данных, преобразование протоколов и т.п. -

Q-адаптер

QAF

(Q-Adapter

Function),

который

предназначен

для

взаимодействия с сетевыми элементами или операционными системами, имеющими непредусмотренные в TMN интерфейсы. На ФБ NEF и OSF строятся ядра архитектуры распределенного управления и в соответствии с иерархией определяются ФБ OSF четырех уровней: - управления элементами (NE-OSF), - управления сетью (N-OSF), - управления обслуживанием (S-OSF) - административного управления (B-OSF). Вся иерархия системы управления представлена на рис. 4. Для взаимодействия между ФБ определены эталонные точки типов q, f и x. Через эталонную точку типа q организуется взаимодействие между ФБ OSF смежных уровней или между ФБ OSF и MF, NEF или QAF. Эталонная точка типа f – между ФБ WSF и OSF или MF, а эталонная точка типа x – между ФБ OSF, принадлежащим различным телекоммуникационным системам.

11

Уровень административного управления

B-OSF

Уровень управления обслуживанием

S-OSF

Уровень управления сетью

N-OSF

Уровень управления элементами

NE-OSF

Рис. 4. Функциональная иерархия Информационная принципы

управления,

плоскость

распределенного

базирующиеся

на

управления

используется

объектно-ориентированном

подходе,

описывается в терминах управляемых объектов, рассматриваемых как некоторые ресурсы, над которыми осуществляется управление, или которые служат для поддержки определенных функций по управлению. Таким образом, управляемый объект является абстракцией такого ресурса, отображающей его свойства с точки зрения управления. Управляемый объект может представлять также отношение между ресурсами или комбинацию ресурсов (например, сеть). Каждый управляемый объект, в соответствии с принципом инкапсуляции, принадлежит некоторому классу объектов, который может быть подклассом другого класса. Подкласс наследует все свойства класса, из которого он выделен, и уточняет определение класса добавлением новых свойств к тем, которые положены в основу выделения вышестоящего класса. Различные классы могут быть представлены в виде дерева, показывающего иерархию наследуемых свойств. Например, класс аппаратуры систем передачи разделяется на

12

подклассы

аналоговых

и

цифровых

систем;

цифровые

могут

делиться

на

плезиохронные и синхронные системы и т.д. Управляемый объект характеризуется: - атрибутами; - операциями управления, которые могут быть к нему применены; - уведомлениями, которые им генерируются; - поведением, являющимся реакцией на команды управления или на другие воздействия. Методологической

основой

применения

распределенного

управления

в

современных телекоммуникационных системах являются рекомендации, выработанные ITU-T

по

системе

управления

телекоммуникационной

сетью

(TMN

–

Telecommunications Management Network). Все разработанные на сегодня рекомендации можно разделить на три группы. К первой группе относятся рекомендации по общим принципам построения распределенных управляющих архитектур в телекоммуникации: - М.3000 - обзор рекомендаций по TMN; - М.3010 - принципы TMN; - М.3020 - методология спецификации интерфейса TMN; - М.3180 - каталог информации управления TMN; - М.3200 - перечень услуг управления TMN; - М.3400 - функции управления TMN; - М.60 - термины и определения по техническому обслуживанию; - М.3100 - общая информационная модель сети. Ко второй группе относятся рекомендации по организации взаимодействия отдельных

элементов

распределенной

системы

управления

между смежными

иерархическими уровнями: - Q.811 - профили протоколов нижнего уровня для интерфейса Q3; - Q.812 - профили протоколов верхнего уровня для интерфейса Q 3; - Q.822 - описание сигналов управления качеством работы для интерфейса Q 3; - Q.821 - описание сигналов аварийного оповещения для интерфейса Q 3.

13

Третья группа рекомендаций

определяет

требования к проектируемым

распределенным системам управления как в целом на сети, так и в отдельных сетевых элементах: - М.3300 – профили протоколов управления для интерфейса F; - Х.700 - структура управления для взаимосвязи открытых систем; - Х.701 – архитектуры управления в телекоммуникационных системах; - Х.710 - общее описание услуг информации управления; - Х.711 - общее описание протокола обмена управляющей информацией; - Х.720 - информационная модель управления телекоммуникационной системой; - Х.721 – назначение видов управляющей информации; - Х.722 - методика по классификации объектов управления; - Х.730 … Х.750 - функции управления в телекоммуникационных системах Управление телекоммуникационной системой представляет собой прикладной информационный процесс. Поскольку подлежащая управлению среда является распределенной, то и управление является распределенным процессом. Это влечет необходимость организации обмена информацией между процедурами управления для целей мониторинга и контроля различных физических и логических сетевых ресурсов (ресурсов коммутации и передачи). В качестве протокола для передачи управляющих сообщений используется протокол CMIP – (Common Management Information Protocol), определенный в Рекомендации ITU-T Х.711 (соответствует стандарту ISO 9596). Соответствующие услуги, определѐнные протоколом CMIS – (Common Management

Information

Service)

в

Рекомендации

ITU-T

Х.710

(ISO

9595),

обеспечивают управляющую систему набором функций по управлению и контролю оборудования телекоммуникационной системы на различных уровнях, к числу таких функций относятся: - M-SET - для добавления, удаления или замены значений атрибута объекта; - M-GET - для считывания значения атрибута; - M-CANCEL-GET - для отмены одной из ранее введенных услуг M-GET; - M-ACTION - для запроса объекта выполнить определенное действие; - M-CREATE - для создания объектов; - M-DELETE - для удаления объектов;

14

- M-EVENT-REPORT – для выдачи сигнала о возникновении события в структуре управления "менеджер-агент". 3.2. Взаимодействие функциональных блоков посредством эталонных точек Каждая из рассмотренных выше эталонных точек реализуется физически в виде соответствующего интерфейса, обозначаемого такой же, но заглавной буквой. Интерфейс F служит для связи блоков WSF с OSF и MF. Интерфейс Х предназначен для взаимодействия между блоками OSF различных систем TMN через сеть передачи данных, в частном случае через сеть общеканальной сигнализации (ОКС №7). Класс интерфейсов Q обеспечивает взаимодействие блоков NEF, OSR, MF и QAF через сеть передачи данных. Наибольшее распространение для организации взаимодействия внутри телекоммуникационной сети получил интерфейс Q3, играющий центральную роль в архитектуре TMN. Он используется для сопряжения с сетью передачи данных блоков OSF, MF, QAF и NEF со встроенными функциями медиатора. Интерфейс Qx используется для сопряжения блоков NEF и QAF с блоком MF. Все

интерфейсы,

используемые

для

архитектуры

TMN,

являются

межоперационными, и представляют собой определенный набор протоколов, процедур, форматов сообщений и семантики, используемых для передачи информации управления в рамках объектно-ориентированной подхода. Наиболее проработанным интерфейсом TMN на сегодняшний день является Q3, спецификация профилей протоколов которого определена в Рекомендациях Q.811 и Q.812. Возможны 7 вариантов профилей протоколов нижних уровней,

учитывающих различия в

организации и режимах работы (с установлением или без установления соединения) сети передачи данных. Эти же профили применимы и для интерфейса Qх, использующегося для организации передачи в синхронных телекоммуникационных системах. Кроме того, в Рекомендации Q.773 определены два укороченных профиля, в которых отсутствуют уровни с 4-го по 6-й. Они могут использоваться, например, для использования в системах управления плезиохронным оборудованием. Для передачи данных в рассмотренных протоколах может использоваться сеть с коммутацией

15

пакетов по протоколу Х.25, локальная сеть типа Ethernet, ОКС №7 или служба пакетного типа ISDN по Х.31. Для организации взаимодействия на 7-м (прикладном) уровне во всех профилях семейства интерфейсов Q рекомендуется использовать протоколы CMIP и FTAM (File Transfer, Access and Management). FTAM применяется для обмена большими массивами данных.

16

4. Архитектура управления телекоммуникационными системами в узлах коммутации Современные телекоммуникационные сети представляют собой объединение многих типов технологий, в частности, передачи, хранения и обработки информации. Поэтому при анализе и проектировании конкретных систем управления сетью приходится

рассматривать

композиции

взаимосвязанных

функций,

систем

и

технологий. В

качестве

объекта

для

системы

управления

на

основе

принципа

распределенного управления рассмотрим интеллектуальную сеть (IN – Intelligent Network), система управления которой состоит из трех иерархических уровней (рис. 5). Узел коммутации услуг (SSP – Service Switching Point) обеспечивает доступ пользователя к услугам интеллектуальной сети. Основной функцией данного узла является обнаружение заявки на услуги, связанные с интеллектуальной сетью. После обнаружения заявки узел SSP приостанавливает ее обработку, ожидая через сеть сигнализации дальнейших инструкций для продолжения обработки. Функции узлов SSP должны быть универсальными и независимыми от вида заказываемой услуги. Узел управления услугами (SCP – Service Control Point) представляет собой базу данных реального времени, которая по запросу узла SSP выдает инструкции, порядок следования которых связан с логикой предоставления услуги, по дальнейшей обработке запросов пользователей. Основные функции данного узла: -

управление

процессом

обработки

заявок,

которые

относятся

к

интеллектуальной сети; - выполнение функций логической обработки заявок на услуги; -выдача всех инструкций в реальном времени, необходимых для обработки услуги; -

обновление данных, касающихся всех услуг,

интеллектуальной сетью;

17

поддерживаемых данной

-

осуществление

функций

взаимодействия

с

SSP

посредством

сети

сигнализации и с SCP посредством протокола Х.25, который в перспективе может быть заменен специализированным для интеллектуальной сети протоколом ОКС.

Система управления

Сеть обмена данными

Узел управления услугами (SCP)

Узел управления услугами (SCP)

Сеть сигнализации

Узлы коммутации услуг (SSP)

Телекоммуникационная сеть

Терминал

Терминал

Терминал

Рис. 5 Базовая архитектура перспективной интеллектуальной сети

18

Система

управления

услугами

(SMS

–

Service

Management

System)

предназначена для реализации следующих функций управления: - обеспечение возможности абоненту изменить и (или) восстановить данные и параметры услуги; - административное управление интеллектуальной сетью; - загрузка программ, необходимых для функционирования SCP и ведение соответствующей статистики; - начисление оплаты за использование услуг интеллектуальной сети. Все виды

услуг, которые используются или будут использоваться в

телекоммуникационных сетях, можно распределить по трем классам (рис. 6). Услуги по установлению соединения ориентированы в основном на установление коммутируемых соединений между двумя абонентами или между абонентом и специальными центрами экстренных услуг (скорой помощи, пожарной охраны, милиции, справочной службы и т.д.), т.е. это услуги традиционной телефонной связи (Plain Old Telephone Service, POTS). Услуги по обслуживанию потребителей делятся на три группы. К первой группе относятся услуги CS1 (Capability Set 1), стандартизируемые в Рекомендациях ITU-T серии Q.12XX по следующим видам: 1. Определение пункта управления сервисной службы, к которому будет направлен вызов, пересчет логического адреса в динамический адрес, обеспечение соединения абонента с пунктом управления, начисление оплаты (фиксация абонента); 2. Предоставление дополнительных видов обслуживания: - сокращенный набор одного или нескольких номеров, определенных заранее; - переадресация вызова как до, так и после установления соединения; - соединение без набора с определенным абонентом (прямой вызов); - междугородняя и (или) международная связь только после выбора соответствующего пароля; - запрет на произвольное время исходящей, входящей или обоих видов связи; - создание по запросу виртуальных частных сетей VPN (Virtual Private Network);

19

- предоставление персонального номера (Personal Number); - определение номера вызывающего пользователя; - телеголосование и массовый опрос; - уведомление о поступлении нового вызова в процессе разговора.

Классификация услуг электросвязи

Услуги по установлению соединения (POTS)

Услуги по обслуживанию потребителей

Услуги второго класса (CS2)

Услуги первого класса (CS1)

Дополнительные виды обслуживания

Дополнительные функциональные возможности

-получение звукового сигнала при разговоре; -подключение третьего абонента; - сокращенная нумерация; - переадресация вызова; - создание виртуальных сетей; - персональный вызов; - определение номера абонента; - телеголосование; - массовый опрос; - отложенный звонок.

-справочная служба; -заказные службы (интеллектуа льная поддержка сети)

-эмуляция локальных и региональных сетей; -электронный почтовый ящик; - роумингер; многопротоколь ная маршрутизация

Рис. 6 Классификация услуг электросвязи

20

Услуги третьего класса (CS3)

-услуги, обеспечивающие интеграцию ИС с ЦСИС и СУС; -формирование специальных ресурсов

3.

Предоставление

дополнительных

функциональных

возможностей,

поддерживаемых специально создаваемыми на сетях узлами в пределах местных (иногда национальных) сетей: - прогноз погоды; - служба точного времени; трансляция радиопрограмм; - реклама; - информация о загрузке и состоянии транспортных магистралей; - информация о заказных службах и т.д.; -

обслуживание

банковских

систем

с

использованием

кредитных

кар

точек; Ко второй группе относятся услуги CS2 (Capability Set 2), связанные с перспективами развития интеллектуальной сети и находящиеся в разработке: - услуги, связанные с эмуляцией LAN (локальных вычислительных сетей) в MAN (региональных вычислительных сетях) или WAN (глобальных вычислительных сетях); - реализация служб электронного почтового ящика; - обеспечение многопротокольной маршрутизации в сетях электросвязи; - роумингер; - обслуживанием информационных систем и т.д. К третьей группе следует отнести услуги CS3 (Capability Set 3), связанные с созданием концепции инфокоммуникационных сетей для построения глобальных, интернациональных информационных пространств.

21

5.

Протоколы

обмена

управляющей

информацией

в

телекоммуникационных системах Несмотря на то, что разработка и стандартизация основных принципов TMN началась еще в середине 80-х годов, степень их практической реализации на телекоммуникационных сетях пока еще невелика. С одной стороны, это можно объяснить сложностью архитектуры и интерфейсов TMN, являющейся неизбежной платой за их универсальность и гибкость. С

другой

стороны,

телекоммуникационные

сети

являются

весьма

консервативными системами, сроки службы их основных элементов составляют несколько

десятилетий.

Поэтому

на

сетях

работает

много

оборудования,

установленного задолго до того, как началась разработка принципов TMN. В

наибольшей

степени

принципы

TMN

реализуются

при

создании

распределенных систем управления телекоммуникационными сетями на основе таких технических решений, как: синхронная цифровая иерархия (SDH – Synchronous Digital Hierarchy), асинхронный режим переноса (ATM – Asynchronous Transfer Mode), глобальная система мобильной связи (GSM – Global System Mobile). В ITU-T разработан ряд рекомендаций по применению архитектуры TMN для управления различными видами телекоммуникационных сетей и оборудования. Так Рекомендация G.771 определяет принципы построения системы управления для оборудования передачи данных, Рекомендация G.784 для управления оборудованием сетей SDH, Рекомендация Q.513 для управления цифровыми коммутационными станциями, Рекомендация Q.750 управления работой ОКС №7 и Рекомендация M.3600 для управления оборудованием цифровых сетей с интеграцией служб (ISDN - Integrated Services Digital Network). В настоящее время ведется активная работа по интеграции концепций TMN и интеллектуальных сетей IN. К сожалению, на сегодняшний день конкретная стандартизация ограничивается только интерфейсами TMN (и в первую очередь важнейшим из них - Q3), хотя в перспективе она должна охватить и процессы обработки информации в операционных системах и сетевых элементах. В результате системы управления, разработанные разными производителями, оказываются, как

22

правило, несовместимыми. Для конкретизации требований стандартов и ускорения их внедрения ряд промышленных фирм создали Форум сетевого управления NMF (Network

Management

Forum).

Способствовать

более

активному

применению

принципов TMN будет также проводимая NMF разработка стандарта на обеспечение взаимодействия протоколов CMIP, используемого в TMN, и SNMP, получившего широкое распространение в сетях, работающим по протоколам TCP/IP и IPX/SPX, и в локальных сетях. Такое взаимодействие весьма важно для связи между системами управления сетей общего пользования и корпоративных сетей. Стандартные интерфейсы TMN предназначены для организации взаимодействия функциональных блоков NEF, QAF, OSF, MDF и WSF через коммутационные узлы сети (DCN). Интерфейсы TMN являются межоперационными, т. е. представляют собой формально определенный набор протоколов, процедур, форматов сообщений и семантики, используемых для передачи информации управления в рамках объектноориентированного подхода. В рамках рекомендации M.3010 определены следующие виды эталонных точек между функциональными блоками, которым соответствуют определенные протоколы, таблица 1: Таблица 1 NEF NEF OSF MF QAFq3 QAFqx

q3 qx

OSF

MF

QAFq3

q3

qx q3 qx

q3

q3, xa) q3 q3

QAFqx

WSF

qx

f f

nonTMN

m qx

m

WSF f f gb) nonm m gb) TMN a)x представляет эталонную точку, использующуюся в случае, когда любой OSF входит в TMN. b) g представляет эталонную точку, находящуюся между WSF и абонентом.

23

Стандартизация

эталонных

точек

дает

большие

возможности

по

взаимодействию элементов телекоммуникационной сети на принципах TMN [т.е. арендованных каналов, коммутации каналов, коммутации пакетов (Рекомендация X.25), ОКС №. 7, выделения каналов в сетях SDH и ISDN подключением D- и Bканалов]. Эти эталонные точки определяют в соответствии с принципами построения TMN интерфейсы взаимодействия на всех уровнях ВОС, перечень которых приведен в таблице 2. Таблица 2 Характеристики

X интерфейсы

F интерфейсы

Функциональные блоки

OSF- OSF

OSF – WSF MF – WSF

Вид взаимодействия

интерактивный (объектноориентированный) /запись в память с последующим образованием файла передачи/ MML ASN.1 обязательно

интерактивный (объектноориентированный)

Синтаксис Управление доступом

MML, HML особенный необязательно

Q3 интерфейсы OSF – NEF/ OSF – MF/ OSF – OSF/ OSF – QAF интерактивный (объектноориентированный), файл передачи

MML ASN.1 необязательно

Другие аспекты да да Определится в безопасности (т.е. будущем целостность данных/ encryption) Примечание – Qx интерфейсы для использования на последующих этапах.

Так

интерфейс

Q3,

который

обеспечивает

передачу

данных

в

телекоммуникационных системах. На сегодняшний день наиболее проработанным интерфейсом TMN является Q3, профили протоколов которого определены в рекомендациях Q.811 и Q.812.

24

Литература

1. http://www.itu.int/home/index.html. 2. http://www.itu.int/ITU-D/ict/publications/world/world.html. 3. ITU Internet Reports 2005: the Internet of Things 2005, 7th edition. 4. ITU Internet Reports 2004: The Portable Internet. 5. ITU TELECOM WORLD: Forum Proceedings and Who's Who/ 6. World Telecommunication Indicators. 7. ITU News Yearly Subscription Service – 2005. 8. ITU Yearbook of Statistics - Telecommunication Services (Chronological time series 1994-2003). 9. Radio Regulations Edition of 2004. 10. ITU-T Recommendations 2005. 11. Rules of Procedure Edition of 2005. 12. ITU WSIS Thematic Meeting: Building Digital Bridges 1st Edition - 2005. 13. ITU Telecom World: Exhibition Catalogue Edition 2003. 14. ITU TELECOM WORLD – Plenary 2003. 15. ITU TELECOM WORLD - Telecom Development Symposium 2003/ 16. Radio Regulations Edition of 2004. 17. ITU Internet Reports 2005: The Internet of Things. 18. ITU Yearbook of Statistics - Telecommunication Services (Chronological time series 1994-2003). 19. ITU Yearbook of Statistics - Telecommunication Services (Chronological time series 1994-2003). 20. World Telecommunication Indicators Database. 21. World Telecommunication Indicators. 22. World Telecommunication Development Conference (WTDC-02): Final Report. 23. OPERITU: Database on Telecommunication Operators and Service Providers in Developing Countries. 24. R. Struzak. An Introduction to ITU.

25

25. M. Swalwell. The History and Development of Lan groups: An Australasian Case Study. 26. W. Kleinwachter. Internet governance: ICANN vs. ITU?: An article from: Intermedia. 2004. 27. A.George, Jr. Codding, A. M. Rutkowski. The ITU in a Changing World. 1988. 28. ITU: UAE is regional leader in internet penetration. (International Telecommunications Union)(Brief Article): An article from: Africa & the Middle East Telecom. 2003. 29. Focus on ITU documentation: A paper presented at ASLIB Electronics Group Annual Conference (Danbury, Chelmsford, UK, 13-15 March 1986). 30. S. M Besen. The role of the ITU in standardization: Pre-eminence, impotence or rubber stamp. RAND (January 1, 1992). 31. Mildred L. B Feldman. The role of the United States in the International Telecommunication Union and pre-ITU conferences. Feldman (January 1, 1975). 32. Focus on ITU documentation: An updated version of a paper presented at ASLIB Electronics Group Annual Conference (Danbury, Chelmsford, UK, 1315 March 1986). International Telecommunication Union (January 1, 1987). 33. Enrique Ferrier Vieyra. Report on some aspects of the technical co-operation programme of the International Telecommunication Union (ITU). United Nations, Joint Inspection Unit (January 1, 1975). 34. The changing role of the ITU in the global telecommunications community: Challenges for Nice and beyond. International Institute of Communications (January 1, 1989). 35. Global communications in the space age: toward a new ITU. John and Mary R. Markle Foundation (January 1, 1972). 36. Asia-Pacific Telecommunication Indicators (ITU Telecom ASIA 2000 Hong Kong Dec 4-9). ITU; 2000 ITU edition (January 1, 2000). 37. Yoshio Utsumi .Helping the world communicate Telecommunications International (Commentary). Horizon House Publications, Inc. 2003. Vol. 37,

26

I. 9, P. 10. Singh. Telecommunications in the Year 2000: National and Inter. Ablex Pub. 1983. 38. Gerald R. Ash. Dynamic Routing in Telecommunications Networks. McGrawHill. 1998. 39. W. Hioki. Telecommunications. Prentice Hall. 2000. 40. Крук Б. И., Попантонопуло В. Н., Шувалов В. П. Телекоммуникационные системы и сети. Т. 1,– Новосибирск: Наука, 1998. 41. Катунин Г. П., Мамчев Г. В., Попантонопуло В.Н, Шувалов В.П. Телекоммуникационные системы и сети. Т. 2, – Новосибирск: ЦЭРИС, 2000. 42. Баева Н. Н., Гордиенко В. Н., Курицин С. А. и др. Многоканальные системы передачи.– М.: Радио и Связь, 1996. 43. Иванов В.И., Гордиенко В.Н., Попов Г. Н. и др. Цифровые и аналоговые системы передачи.– М.: Радио и Связь, 1995. 44. Калашников Н. И., Крупицкий Э. И., Дороднов И. Л., Носов В. И.. Системы радиосвязи – М.: Радио и Связь.., 1988. 45. Шрейдер Ю. А., Шаров А. А. Системы и модели. М.: Радио и связь, 1982.

27