Архитектура TMN

Согласно модели Международной Организации по Стандартам – ISO (International Standards Organization) TMN строится по иерархическому принципу и содержит пять уровней управления (рис. 6.35), образующих логическую многоуровневую архитектуру TMN.

Самый нижний уровень - уровень сетевых элементов (Network Elements Layer - NEL) образуется компонентами сети, которые рассредоточены по объектам сети (узлы коммутации, сетевые станции и сетевые узлы, мультиплексоры, аппаратура оперативного переключения, регенерационные пункты, соединяющие их оптические или электрические кабели, источники электропитания и др.). Здесь реализуются функциональные возможности СЭ, их эксплуатация, самодиагностика, самотестирование и генерация сигналов о неисправностях, предотказного состояния и отказа.

Второй уровень - уровень управления сетевыми элементами (Element Management Layer – EML) обеспечивает выполнение функций контроля состояния сетевых элементов, отображения параметров их функционирования, техническое обслуживание, тестирование и конфигурирование сетевых элементов. Управление СЭ осуществляют центры управления сетью электросвязи через Центры Технической Эксплуатации (ЦТЭ).

Управление СЭ осуществляется через систему управления СЭ (Element Manager System), основу которой составляет элемент-менеджер (ЕМ). Функции ЕМ могут интерпретироваться как независимые функции OS (рис. 6.34.), осуществляемые конкретными СЭ с помощью данного ЕМ через сервисные интерфейсы, поддерживаемые данной ОS. Если несколько OS взаимодействуют через одни и те же сервисные интерфейсы, то в этом случае функции ЕМ распределяются по нескольким OS.

Основными функциями ЕМ являются:

- инсталляция - установка СЭ и ввод в эксплуатацию, включая первичную конфигурацию (задание числа и типов интерфейсных блоков) и их идентификацию;

- конфигурация СЭ, предусматривающая распределение каналов полезной нагрузки, их адресации, назначение приоритетов источникам синхронизации и т.п.;

- мониторинг СЭ для определения степени работоспособности, сбора и обработки сигналов о возникновении неординарных ситуаций;

- управление функцией передачи, т.е. оценка состояния интерфейсов, активация систем резервирования для перехода на резервное оборудование;

- тестирование СЭ по определенным тестам, характерным для конкретного типа оборудования ОТЭ;

- локализация СЭ в рамках выделенного слоя, с целью осуществления сервиса и обработки информации от СЭ, специфического для данного слоя.

Отметим, что ЕМ может быть использован для управления не только локальными, но и удаленными узлами сети. Его можно использовать в полевых условиях при выполнении ремонтных работ на линии передачи.

Элемент - менеджеры могут быть реализованы на различных компьютерных платформах, в том числе и на персональных, под управлением различных ОС (рис. 6.34.).

Третий уровень - уровень управления сетью (Network Management Layer - NML), осуществляющий общее согласованное управление разнородными сетевыми элементами и их ресурсами. Управление осуществляется из единого центра, который следует рассматривать как самостоятельный функциональный компонент. Управление сетью осуществляется через систему управления сетью - NMS (Network Manager System), основу которой составляет сетевой менеджер (NМ).

Сетевой менеджер осуществляет следующие основные функции:

- мониторинг - проверку тракта передачи, проверку качества передачи и самой возможности связи;

- обработку аварийных сообщений (сигналов);

- управление рабочими характеристиками сети и ее элементов;

- управление сетевой топологией (конфигурацией), т.е. функция переключения маршрутов передачи (в том числе и в результате сбоя и последующего восстановления маршрута);

- управление программой обслуживания сети и тестирования ее элементов;

- управление безопасностью сети (защита от несанкционированного доступа);

- локализацию в рамках выделенного слоя, т.е. осуществление сервиса NM и обработку информации от NE, специфических для данного слоя.

В отличие от ЕМ сетевой менеджер реализуется, как правило, на мощных компьютерных платформах.

Существует два режима работы NM: режим управления и режим мониторинга. Первый обеспечивает полный доступ ко всем возможностям и опциям NM, кроме возможности изъятия сохраненного файла конфигурации (доступного в режиме мониторинга). В режиме мониторинга осуществляется, как правило, сбор и оценка показателей работоспособности сети и ее элементов, все остальное запрещено.

Четвертый уровень или уровень управления услугами (Service Management Layer - SML) предназначен для взаимодействия с пользователями, например, назначение пользователям требуемого вида услуг, определение их качества, тарифов и времени существования услуги. Этот уровень не связан с управлением физическими объектами.

Управление на этом уровне осуществляется сервис - менеджером (SM), который обеспечивает выполнение следующих функций:

- мониторинг возможности предоставления услуг, а также доступности трактов, сформированных на уровне NM;

- управление характеристиками услуг, а также формирования запросов сетевому управлению на изменение трактов передачи.

Пятый уровень или уровень бизнес - управления (Business Management Layer - BML) предприятием, не содержащий специфики связи. На этом уровне осуществляется руководство финансами компании (оператора сети), управление пакетами акций, долгосрочная рыночная стратегия, управление персоналом, взаимодействие с другими компаниями-операторами связи.

Система управления сетями электросвязи охватывает все функциональные области управления сетями, обеспечивающие поддержку оператора в его деятельности, а также управление сетями в чрезвычайных ситуациях (см. рис. 6.35.). Классификация функций этой архитектуры дается ниже.

Управление конфигурацией включает планирование, формирование и развитие управляемой сети, установку и ввод в эксплуатацию нового оборудования, установление и изменение соединений между элементами сети, предоставление сетевых ресурсов пользователям и т.д.

Управление устранением неисправностей включает обнаружение, локализацию, регистрацию и устранение неисправностей в сети и т.д.

Управление качеством передачи включает сбор, обработку, регистрацию, хранение и отображение статистических данных о функционировании сети и ее элементов, анализ качественных показателей и т. п.

Управление расчетами включает сбор и учет предоставляемых услуг электросвязи, начисление платы за их пользование, подготовку, рассылку и контроль оплаты счетов и т.д.

Управление защитой информации включает обеспечение конфиденциальности и целостности передаваемых сообщений, выдачу сигналов тревоги при несанкционированном доступе в сеть и т.д.

На каждом уровне управления функции по управлению выполняются определенными организационно-техническими структурами (например, службами предприятий) в разном функциональном объеме в зависимости от содержания решаемых задач.

Функциональная архитектура сети TMN. Данная архитектура описывает распределение функций между различными блоками для передачи и обработки информации, относящейся к управлению телекоммуникационными системами и сетями и услугами сетей в штатных и чрезвычайных ситуациях.

Остановимся на основных функциях и реализующих их одноименных блоках.

OSF (Operations System Function) - функция операционной системы (ФОС) или функция взаимодействия - логический объект TMN, осуществляющий обработку информации управления с целью контроля и управления сетью электросвязи, которую реализует блок OSF, обрабатывающий управляющую информацию с целью мониторинга и/или управления, а также реализующий функцию управляющего приложения OSF – MAF (Management Application Function) – реализует управляющий сервис TMN и используется в других функциональных блоках, может играть роль Менеджера либо Агента (программной логики мониторинга и контроля ресурсов сетевого элемента).

MF (Mediation Function) - функция среды передачи (логический объект), которой соответствует блок MF (или узел функции взаимодействия - УФВ), обрабатывающий информацию, передаваемую между блоками OSF и NEF (или QAF), позволяя запоминать, фильтровать, адаптировать и сжимать информацию, а также реализует функцию управляющего приложения MF-MAF.

NEF - функция сетевого элемента - функция в пределах логического объекта цифровой сети, которая поддерживает сетевые транспортные службы на базе ЦСП, например, мультиплексирование, переключение, регенерация, реализуется блоком NEF, который включает функции связи, являющиеся объектом управления, а также реализует функцию управляющего приложения NEF – MAF.

QAF - функция Q-адаптера (QA), реализуемая блоком QAF,, подключающего к TMN логические объекты, не являющиеся частью TMN; WSF - функции рабочей станции, реализуемые блоком WSF, позволяющего интерпретировать информацию TMN в терминах, понятных пользователю управляющей информации.

WSF – функция рабочей станции, реализуемая блоком WS, позволяющая интерпретировать информацию TMN в терминах, понятных пользователю.

Для передачи информации между блоками сети TMN используется функция передачи данных DCF (Data Communication Function). Пары функциональных блоков, обменивающихся информацией, разделены между собой эталонными (или интерфейсными) точками.

Стыки между различными блоками реализуются с помощью ряда стандартных интерфейсов (более подробно об этом ниже):

F - интерфейс для подключения сети передачи данных DCN (Data Communications Channel) к рабочей станции элемент-менеджера (NE);

Q - интерфейс для подключения для связи DCNc NE через Q – адаптер или медиатор MD (Mediation Device);

Х - интерфейс для связи DCN с внешними сетями. Более подробно об этом будет сказано ниже:

Типы различных интерфейсов и их взаимодействие через функциональные блоки приведены на рис. 6.36.

Информационная архитектура TMN. Информационная архитектура TMN включает в себя следующие основные понятия:

Объекты - средство описания управляемых коммутационных станций, систем передачи и др. В виде объекта информация о конкретном сетевом элементе (телефонная станция, коммутатор СЦИ, синхронный мультиплексор и др.) хранится в базе данных TMN. Объект создается с помощью специального набора определений, представленных в «Руководстве по определению объекта управления» − GDMO (Guidelines for the Definition of Managed Objects).

Основу этой архитектуры составляет прикладная функция управления ( ПФУ или MAF ) - прикладной процесс управления элементом TMN. Прикладная функция управления состоит из агента (управляемого) и/или менеджера. Каждый сетевой элемент и операционная система или устройство взаимодействия должны поддерживать ПФУ, в которую входит хотя бы один агент.

Менеджеры (М) - программная логика (управляющая программа) или часть ПФУ, которая способна выдавать операцию сетевого управления (например, производить выборку записи аварийного события, устанавливать пороговые значения) и получать информацию об авариях и о рабочих характеристика. В сетевые элементы ЦСП может входить или не входить менеджер, в то время как в операционную систему или устройство взаимодействия входит по крайней мере один менеджер, который выполняет две функции:

1. Генерация управляющей команды («Установить», «Разъединить», «Реконфигурировать», «Запретить»).

2. Получение и обработка уведомления о выполнении управляющей команды.

Агенты (А) - программная логика (программы мониторинга состояния и контроля ресурсов) представляет часть ПФУ, которая способна осуществлять отклик на операции сетевого управления, выдаваемые менеджером, и выполнять операции с управляемыми объектами, выдавая события от имени управляемых объектов. Эта логика обладает следующими возможностями:

1. Способность воздействовать на ресурсы/возможности объекта, согласно полученным от Менеджера командам.

2. Постоянно отслеживать состояние управляемого объекта (мониторинг).

3. Выдача уведомлений.

4. Содействие в обмене информацией между управляемыми объектами различных уровней.

Один менеджер может обмениваться информацией с несколькими агентами, и один агент – с несколькими менеджерами. Менеджер может играть роль агента по отношению к менеджеру более высокого уровня. В любом случае менеджер должен активизировать процессы управления и быть подготовленным к управлению отрицательными откликами (по причине защиты информации от несанкционированного доступа). Агент должен фильтровать директивы управления и транслировать ответные уведомления.

Весь обмен информацией между Агентом и Менеджером происходит посредством протокола взаимодействия, который определяет очередность и форму обмена управляющими командами. Это протокол взаимодействия называется CMIP (Commоn Management Information Protocol) и информационного сервиса общей управляющей информации CMIS (Common Management Information Service). Схема взаимодействия между агентом, менеджером и объектом приведена на рис. 6.37.

Физическая архитектура TMN включает в себя физические элементы TMN, реализующие ее определенные ресурсы: функциональные блоки, стандартные интерфейсы и набор протоколов для передачи и обработки данных. Обобщенная физическая архитектура TMN представлена на рис. 6.38.

К стандартным совместным интерфейсам сети TMN относятся интерфейсы Q₃, Q_х, Х и F. Стандартные интерфейсы должны обеспечивать взаимодействие элементов, выполняющих соответствующие функции (NE, QA, OS, MD и WS), через сеть передачи данных DCN. Стандартизация интерфейсов обеспечивает совместимость устройств, взаимодействующих для выполнения заданной функции TMN независимо от типа устройства и производителя оборудования. Интерфейс Q₃ обеспечивает связь между операционной системой, управляющей работой телекоммуникационной сети, OS и теми элементами сети TMN, с которыми она в свою очередь имеет непосредственную связь.

Интерфейс Q_х обеспечивает в сети TMN связь между MD (устройствами сопряжения), сетевыми элементами (NE) и QA (Q-адаптер, позволяющий подключать оборудование, имеющее несовместимые с TMN интерфейсами), поддерживаемые им. Информационная модель для интерфейса Q_x должна быть такой же, как и для интерфейса Q₃.

Интерфейс F соединяет рабочие станции с OS или MD. Он может использовать протоколы поддержки, которые отличаются от семейства протоколов для интерфейсов Q₃ и Х. На интерфейсе F происходит обмен данными, которые используются для внутренней обработки системами математического обеспечения или для передачи информации между системами.

Интерфейс Х применяется для обмена информацией управления между операционными системами (ОS) различных сетей TMN. Этот интерфейс можно использовать для установления взаимосвязи между двумя сетями TMN или между сетью TMN и другой сетью или системой, которая включает интерфейс типа TMN.

Далее будем говорить о сети управления (СУ) цифровыми системами передачи СЦИ, как составной части TMN, управляющей сетевыми элементами сети СЦИ. СУ может быть разделена на ряд подсетей управления ЦСП. Подсеть управления ЦСП - составная часть СУ, состоящая из отдельных каналов и связанных с ними внутренних линий передачи данных, которые соединены для организации сети управления передачи операционных данных в пределах любой топологии цифровой сети на транспортном уровне.