Рисунок 5.1 Схема взаимосвязи сети доступа с другими сетями
| Управление телекомуникационными сетями |
Управление сетью доступа |
Общие принципы построения сети доступа и системы управления
Сеть доступа, являясь составной частью сети электросвязи, имеет ряд специфических особенностей, которые выражены в архитектурах (структурах), в интерфейсах, в функциях передачи, в концентрации нагрузки и ее распределении, в резервировании, в управлении и другом [11,83].
Внешние взаимосвязи сети доступа с другими сетями приведены на рисунке 5.1.
Из рисунка 5.1 видно, что сеть доступа имеет определенные точки взаимосвязи с пользовательскими устройствами (терминалами) через UNI, узлами предоставления услуг через SNI и сетью управления TMN через Qз.
ITU-T рекомендует рассматривать сеть доступа как протокольную модель, состоящую из ряда уровней [82]. Структура этой модели представлена на рисунке 5.2.
Рисунок 5.1 Схема взаимосвязи сети доступа с другими сетями
Рисунок 5.2 Структура модели протоколов сети доступа
Каждый из уровней модели должен поддерживать определенные функции сети доступа и, в том числе, управления. Системой управления должны быть охвачены все уровни сети доступа и интерфейсы пользовательских терминалов вместе с этими терминалами (имеются ввиду мультимедийные терминалы и модемы, которые их обслуживают) и узла (узлов) предоставления услуг с их функциями. Для демонстрации этой связности приведен рисунок 5.3.
TE, Terminal Equipment – терминальное оборудование
Рисунок 5.3 Структура уровней взаимодействия сети доступа
Из рисунка 5.3 видно, что в сети доступа реализуются протоколы передачи, обеспечивающие:
Особенности интерфейсов сети доступа.
Интерфейсы UNI являются индивидуальными для пользовательских терминалов и учитывают их особенности. Например, терминалы ISDN и B-ISDN применяются для предоставления различных по качеству и числу возможностей услуг. Поэтому здесь могут быть использованы различные физические среды (медные, оптические, радио), способы образования трактов и каналов (физические в цикле или виртуальные с пакетной передачей). Большую долю в этих интерфейсах могут занимать интерфейсы телефонных терминалов и узкополосной ISDN с базовым доступом 2B+D.
Интерфейсы SNI отличаются от UNI меньшим разнообразием, однако, эти интерфейсы в соответствии с требованиями поддержки возможностей доступа должны быть интеллектуальными и универсальными, т. е. пригодными для подключения многих услуг отдельно и интегрированно. Примерами таких интерфейсов являются V 5.1, V 5.2, VB 5.1, VB5.2 [18,37,79,83].
Интерфейсы Qз (Qх), F для управления не отличаются от ранее рассмотренных стандартов TMN.
Предметом дальнейшего изучения является набор функций управления сети доступа, которые должны быть реализованы в системе управления TMN.
Общая функциональная архитектура управления сетью доступа приведена на рисунке 5.4.
Рисунок подсказывает, что основные функции управления сетью доступа фиксируются в пяти блоках:
управление функциями сетевых элементов управления, УФСЭУ, входящих в состав сети доступа (в системах передачи, концентрации, электропитания и других).
Рисунок 5.4 Общая функциональная архитектура управления сетью доступа
Информационный поток управления, который порождается через реализацию функций управления указанных блоков, может быть разбит на две большие группы информации:
Примером критичной ко времени информации управления может служить авария порта первичного доступа ISDN (30B+D), которым может пользоваться большое учреждение. Примером некритичной ко времени информации может служить обмен данными в сети управления, реализуемый через интерфейс Х (рисунок 5.5).
Рисунок 5.5 Пример физической архитектуры взаимосвязи сетей управления (TMN)
сетью доступа (AN) и узлами предоставления услуг (SN)
Обозначение OSAN и OSSN указывает на операционные системы управления доступа и узла услуг.
В таблице 5.1 приведены рекомендуемые ITU-T функции управления и участки их реализации в сети управления доступом [82].
Таблица 5.1
Структура сети доступа и оборудование
Структура сети доступа и оборудование, применяемое в ней, во многих отношениях определяются физическими средами передачи сигналов.Медные кабели с коаксиальными или симметричными парами проводов. Чаще всего в сети доступа применяются низкочастотные медные кабели с ограниченными возможностями по дальности и спектру передачи.
Волоконно-оптические кабели с почти неограниченными для сетей доступа возможностями передачи широкополосных сигналов. Волоконно-оптическая среда признана ITU-T наиболее перспективной для развития современной сети доступа.
Радиодоступ и атмосферный оптический доступ также могут найти применение на тех участках сети, где существуют проблемы с прокладкой кабельных линий (экономические, технические, экологические и другие).
Сеть доступа может быть построена с разными способами организации передачи сигналов по различным физическим средам. Например, по медным линиям передача может осуществляться по одной, двум, трем парам проводов с разделением направлений передачи за счет компенсации эха, или с разделением пар передачи и приема, или с разделением спектров передачи, или с разделением времени передачи/ приема в одной паре проводов.
Как правило, сеть доступа с применением медных линий, радиолиний и атмосферных оптических линий строится по схеме "звезда" или "дерево". Такие схемы отличаются уязвимостью к повреждениям и требуют больших затрат на линейные сооружения, особенно проводные. Приведенная на рисунке 5.6 схема сети доступа состоит из ряда элементов:
Практически все участки сети доступа могут быть выполнены с применением волоконно-оптических компонентов.
Кольцевые сети SDH могут обеспечить резервирование трактов и секций. Эти сети называют активными распределительными. Оптическая сеть конфигурации "звезда" резервируется параллельной прокладкой оптических линий к блокам ONU и тем самым позволяет сделать надежной передачу на уровне секции. Обычно участки сети доступа от ONU к NT и TE специально не резервируются ввиду малых расстояний и сложностей прокладки разнесенных линий. Эти линии нередко выполняются медными кабелями.
Пассивные оптические сети требуют меньших капитальных затрат, однако их возможности заранее ограничиваются числом возможных пользователей и длиной соединительных линий.
Сетевые блоки NU (или оптические, ONU) обеспечивают концентрацию / распределение нагрузки от / к абонентам через соответствующие интерфейсы UNI.
Центральный распределительный узел CDN обеспечивает стык (интерфейс) для нагрузки пользователей с узлом (узлами) услуг. Его роль может выполнить мультиплексор или концентратор.
Медные среды, особенно низкочастотные медные кабели, часто имеют низкую помехозащищенность и малую скрытность от несанкционированного доступа.
Радиолинии и атмосферные оптические линии подвержены влиянию атмосферы и различных помех.
Рисунок 5.6 Пример схемы сети доступа с применением волоконно-оптических компонентов.
Наилучшими показателями защищенности от помех и несанкционированного доступа, надежности в эксплуатации, широкополосности и других положительных качеств обладают волоконно-оптические линии связи. Сочетание этих линий с современной аппаратурой PDH, SDH и АТМ позволяет строить надежные и эффективные сети доступа. ITU-T рекомендует реализовывать комплексную схему сети доступа, предельно упрощенная конфигурация которой приведена на рисунке 5.6.
В приведенном примере центральный распределительный узел CDN представлен мультиплексором выделения / ввода SDH с полным доступом по всем трактам. Другие мультиплексоры сети SDH также обеспечивают выделение / ввод, однако только ограниченного числа трактов.
Рисунок 5.7 Пример схемы сети доступа с прямым доступом
и применением мультиплексирования
В ITU-T целенаправленно разработаны рекомендации по применению аппаратуры SDH, PDH и АТМ в сети доступа G.785, G.796, G.797, G.982, I.414 и другие. В частности, в этих рекомендациях рассмотрены структуры гибкого доступа с применением мультиплексоров PDH и SDH (G.785, G.797), кроссовых коммутаторов (G.796). Пример схемы сети доступа с использованием мультиплексоров (MUX) приведен на рисунке 5.7.
Функции управления, реализуемые сетью TMN, в сети доступа с аппаратурой SDH, PDH АТМ аналогичны ранее рассмотренным и является стандартными. Кроме оборудования мультиплексоров в сети доступа могут быть применены различные концентраторы, например, телефонной нагрузки, нагрузки ISDN и B-ISDN, мосты, маршрутизаторы, коммутаторы. При этом могут возникнуть проблемы построения единой сети управления доступом. Это обусловлено реализацией различных протоколов управления в ISDN, B-ISDN, компьютерных сетях.
Далее рассмотрим основные черты управления последними, а вопросы управления концентраторами телефонного трафика должны рассматриваться в совокупности с управлением узлами коммутации этого трафика, что представляет собой отдельную проблему, которая рассматривается в [31,43,45,46,49].
Большое внимание уделено в рекомендациях ITU-T управлению доступом в ISDN. При этом базовой рекомендацией является M.3600 [7], в которой изложены принципы управления сетями ISDN и указана взаимосвязь с другими рекомендациями, имеющими отношение к управлению.
Сети ISDN предполагают организацию доступа на скоростях передачи данных от 2B+D до 30В+D (В = 64 Кбит/с, D = 16 Кбит/с). Каналы типа В называют информационными, а каналы D – сигнальными.
Различаются следующие виды доступа:
Для организации доступа предусмотрены интерфейсы пользователя UNI и узла услуг SNI. Интерфейсы пользователя обозначены и определены в рекомендациях I.411, I.412, I.431. Интерфейсы узла услуг ISDN определены в рекомендациях Q.512, I.414, I.964, I.965 и других [37]. Структура доступа в ISDN и система обозначений приведены на рисунке 5.8. Подробное описание интерфейсов T,V и функций элементов NT1, NT2, TE, LT можно найти в литературе [88] и вышеуказанных рекомендациях, а также в таблице 5.2.
Управление ISDN основано на принципах управления TMN. Выбранная стратегия управления TMN указывает влияние на используемую модель. Структура модели управления приведена на рисунке 5.9.
|
V1, V2, V3, V5.1, V5.2 – интерфейсы узла услуг ISDN MUX – мультиплексор; Concentr – концентратор; LT – линейный терминал. |
|---|
| Рисунок 5.8 Структура доступа в узел ISDN |
Таблица 5.2
Краткие сведения об интерфейсах доступа в сети ISDN
Абонентская установка представляет собой комплекс, который располагается на стороне абонента и включает оконечное оборудование (ТЕ), элементы сети (NTI, интерфейс) и персонал, а в случае необходимости – и операционные системы, которые совместно несут ответственность и располагают возможностями технической эксплуатации абонентской установки.
Поставщик услуг управления предоставляет пользователям услуги по управлению. Он включает в себя операционные системы и персонал, которые совместно обеспечивают предоставление ограниченных услуг управления на сетях ISDN.
Узел предоставления услуг является административным центром, который осуществляет эксплуатацию и техническое обслуживание местных станций и пользовательских доступов. Он включает персонал, местные станции и эксплуатационные системы местных станций. В станциях реализуются возможности технической эксплуатации оборудования и сети ISDN.
Центр управления является административным центром, который осуществляет эксплуатацию и техническое обслуживание сетей и служб (услуг). Центр управления включает персонал и операционные системы, которые совместно решают задачи управления и располагают возможностями эксплуатации ISDN.
Рисунок 5.9 Структура модели управления доступа в ISDN
Операционные системы управления сети доступа
Операционная система терминала абонента выполняет функции в терминале и устанавливает связь с другими операционными системами для управления абонентским доступом и услугами ISDN. Эта операционная система может быть реализована как часть оборудования, которое может размещаться в терминале.Операционная система узла услуг обеспечивает функции технического обслуживания местных станций и абонентских доступов. Эта операционная система может быть реализована как часть местных станций. Она устанавливает связь с другими операционными системами для управления абонентским доступом и услугами ISDN.
Операционная система центра управления выполняет функции управления сети доступа для обеспечения технического обслуживания аппаратуры систем передачи и коммутации ISDN. Она устанавливает связь с другими операционными системами с целью облегчения управления.
Операционная система управления поставщика услуг выполняет часть функций управления в терминале пользователя. Эта операционная система устанавливает связь с другими операционными системами с целью расширения спектра услуг.
Функции управления, реализуемые в сети доступа
Функции управления терминалом пользователя заключаются в следующем:Функции управления доступом представляют собой группу функций управления и связи с другими функциями управления в других операционных системах. Примеры функций управления доступом:
Функции управления центра представляет собой группу функций по управлению сетью, включая элементы и службы (услуги). Примеры функций управления:
Функции управления поставщика услуг представляют собой группу функций по управлению абонентской установкой или какой-либо ее частью. Эти функции не могут управлять абонентским доступом. Возможен только обмен информацией об абонентском доступе. Примерами функций управления поставщика услуг могут быть:
Указанные функциональные блоки и их взаимосвязи показаны на рисунке 5.10.
Рисунок 5.10 Взаимосвязь функциональных блоков модели управления
Принципы управления на сети ISDN базируются на основной стратегии технической эксплуатации, изложенной в рекомендации ITU-T М.20 "Концепция технической эксплуатации сетей электросвязи".
Общие принципы технической эксплуатации на сети ISDN состоят в следующем:
Модель информации, относящаяся к управлению сети ISDN и рассматриваемая как структура управления.
Область применения информации, относящейся к управлению, охватывает несколько широких областей: физическое оборудование (аппаратура); соединения с коммутацией каналов (В-каналов); протоколы и программное обеспечение; услуги ISDN; операции технической эксплуатации.
Различные агенты управления в ISDN могут быть представлены:
Физическая конфигурация сети доступа ISDN может быть составлена из терминалов ТЕ, сетевых окончаний NT1, NT2, линейных окончаний LT, транзитных сетей, центральных распределительных модулей (узлов), интерфейсов.
Физические каналы для системы управления в ISDN создаются в структурах циклов базового и первичного доступа с определенными скоростями. Например, в терминале NTBA – 2B1Q, выпускаемом компанией Siemens, для канала управления предусмотрены временные позиции с частотой следования импульсов 4 Кбит/с, а в оборудовании ISDN Primary Rate Access PMXA-KU Siemens нулевой канальный интервал служит для переноса сигналов управления.
Вопросы управления в сети ISDN из конца в конец в данном пособии не рассматриваются, т.к. это требует рассмотрения общеканальной сигнализации №7 и управления ею, что является предметом отдельного обсуждения.
Также, как управлению доступом в ISDN, ITU-T уделяет большое внимание в своих рекомендациях и управлению доступом в B-ISDN. Фундаментальными рекомендациями, которые посвящены управлению, считаются I.610,I.751, М.3610, М.3207. В них отражены все основополагающие элементы построения системы управления доступом в B-ISDN, начиная от терминалов пользователей и заканчивая интерфейсами доступа и информационными базами управления.Сети B-ISDN предполагают организацию доступа на скоростях передачи:
При этом подразделяются физический уровень и уровень АТМ.
Уровень АТМ отвечает за организацию виртуальных трактов и каналов. Уровень физический обеспечивает формирование физического тракта доступа и секции мультиплексирования и регенерации. Для организации доступа предусмотрены интерфейсы пользователя UNI и узла услуг SNI. Интерфейсы UNI обозначены и определены в рекомендациях I.413, I.414 [78]. Интерфейсы узла услуг B-ISDN определены в рекомендациях I.432, I.432.x (х = 1, 2, 3, 4, 5).
Возможные структуры доступа в сеть B-ISDN и система обозначений приведены на рисунке 5.11.
|
| Рисунок 5.11 Примеры структур сети доступа в B-ISDN |
Более подробные сведения по описанию интерфейсов и оборудования структур доступа можно найти в литературе [91] и рекомендациях, указанных выше. Кроме того, в таблице 5.3 приведены некоторые сведения об интерфейсах VB1, VBx.
Таблица 5.3 Краткие сведения
об интерфейсах доступа в сеть
B-ISDN
Управление B-ISDN основано на принципах управления TMN. Модель управления B-ISDN достаточно подробно рассмотрена в рекомендациях I.610, М.3610, М.3207 [81,90,88].
Рассмотрим отдельные аспекты, относящиеся к управлению доступом.
Модель управления, представленная на рисунке 5.12, по своей сути очень похожа на модель управления доступом в ISDN (рисунки 5.9, 5.10), однако отличается числом функциональных взаимосвязей. Это обусловлено наличием пятиуровневой схемы управления, общие черты которой рассмотрены в разделе 4.
Физическая структура управления сетью доступа в B-ISDN с учетом уровней управления представлена на рисунке 5.13.
Функции управления доступом в B-ISDN подразделяются на следующие группы:
Рисунок 5.12 Взаимосвязи функциональных блоков модели управления доступом в
B-ISDN
Рисунок 5.13 Физическая структура управления сетью доступа B-ISDN
При этом функции управления в B-ISDN разделены на уровни:
Ресурсами управления доступом в B-ISDN согласно рекомендациям М.3207, I.311, G.803, являются:
Пример построения широкополосной сети доступа с указанием функциональных уровней управления приведен на рисунке 5.14.
Рисунок 5.14 Пример структуры сети доступа и уровней управления
Примеры возможных состояний управления отдельных участков сети доступа сведены в таблицы 5.4, 5.5, 5.6 [36].
Управление мультимедийными терминалами
Среди объектов стандартизации для терминалов мультимедиа необходимо выделить блок сигналов и протоколов управления и синхронизации (рисунок 5.16).
Рисунок 5.16 Стандартизируемые функциональные блоки терминалов мультимедиа
Базовые сведения по управлению терминальными мультимедиа содержатся в рекомендациях ITU-T Н.230, Н.242, Н.245 [92,93,94,95]. Кроме того, вопросы управления этими терминалами рассмотрены в [96].
Согласно рекомендациям Н.230, Н.242, Н.245 блок сигналов и протоколов управления и синхронизации реализует всю необходимую сигнализацию, обмен сообщениями о возможностях терминала и индикацию выполненных команд, передачу сообщений об открытии логического канала и описание его состава.
Контроль и управление в терминалах мультимедиа заключаются в реализации следующих функций:
Для реализации функций дистанционного управления терминалом в структурах передачи предусмотрены каналы:
назад | оглавление | вперед
