CC BY
229
НОВЫЕ ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ СОВРЕМЕННЫМИ ИНФОКОММУНИКАЦИОННЫМИ СЕТЯМИ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ
Легков К.Е., к.т.н.,
ВКА имени А.Ф. Можайского,
Ключевые слова:
инфокоммуникационная система, качество обслуживания, службы, управление, услуги, эффективность.
?
О л л С
Телекоммуникационные и инфокоммуникационные сети специального назначения в соответствии с Законом РФ «О связи» предназначены для предоставления требуемых услуг связи пользователям структур для нужд обороны, безопасности государства и поддержания правопорядка - спецпользователям. Функционирование инфокоммуникационных сетей специального назначения (ИКС СН) осуществляется в сложных условиях, когда возможны различные структурные и информационные воздействия, носящие в значительной степени предумышленный характер, предполагает гибкое оперативное изменение их структуры и организацию управления ими в реальном масштабе времени. При этом необходимые гибкость, масштабируемость и возможность наращивать номенклатуру требуемых услуг обеспечивают построение ИКС СН в соответствии с концепцией глобальной информационной инфраструктуры (СИ) и широкое применение современных информационных, телекоммуникационных технологий и технологий управления.
Несмотря на сложность обеспечения функционирования ИКС СН в сложных (подчас конфликтных) условиях, требуется, что бы она была способна передать требуемый объем информации с гарантированным качеством от одних индивидуальных или корпоративных спецпользователей к другим спецпользователям во время интенсивных структурных и информационных воздействий на программно-аппаратные комплексы и оборудование как самой ИКС СН, так на автоматизированную систему управления ею (АСУ ИКС СН), что предопределяет разработку специальных подходов к организации управления ИКС СН.
Эффективное функционирование современных ИКС СН, может быть обеспечено только при управлении ими со стороны автоматизированных систем управления, в которых организация процессов управления осуществляется с учетом стандартов и рекомендаций международных организаций по стандартизации (ИСО и МСЭ-Т). В статье в соответствии с особенностями построения и условиями функционирования ИКС СН, с учетом требований стандартов по организации сетей управления телекоммуникациями (ТМ^ и организации систем сетевого управления (NMS), рассматриваются различные варианты организации управления и предлагаются новые принципы построения АСУ ИКС СН на базе стандартных концепций и технологий управления, приводятся схемы усовершенствования процедур управления, позволяющие существенно улучшить параметры управляемых процессов и упорядочить потоки управляющей информации.
38
НАУКОЕМКИЕ ТЕХНОЛОГИИ В КОСМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ ЗЕМЛИ
-2015
Перспективные телекоммуникационные сети ведомств и корпораций в процессе их конвергенции с различными информационными системами, превращаются в инфокоммуникационные системы специального назначения (ИКС СН), обеспечивающие использование в интересах пользователей разных министерств, ведомств или госкорпораций современных достижений в области И [1-5]. В их составе основные функции выполняются инфокоммуникационной сетью специального назначения (ИКС), автоматизированной системой управления (АСУ) ИКС СН и подсистемой эксплуатации.
Практика эксплуатации различных телекоммуникационных сетей в составе ИКС СН показала необходимость использования для нужд управления наряду с технологиями управления, новейших технологий измерений, проводящихся в реальном масштабе времени. Эти средства при организации управления ИКС СН целесообразно объединить в технологии контрольно-измерительных систем (КИС).
Применение КИС в ИКС СН позволяет значительно оптимизировать структуру и затраты на эксплуатацию средств связи, построить систему диагностики уровней TMN АСУ ИКС СН в кратчайшие сроки без доработки используемых телекоммуникационных и управляющих средств.
В результате ДЛ органа управления ИКС СН со сравнительно малыми затратами получает возможность централизованного мониторинга состояния всех подсистем информатизации и связи, что позволит оперативно анализировать неисправности и устранять их, гибко оптимизировать ИКС СН, обоснованно осуществлять политику развития и обеспечивать контроль качества работы на всех уровнях.
В основе построения КИС лежит следующий подход:
- измерительные подсистемы АСУ ИКС СН представляют собой территориально-распределенный измерительный комплекс;
- по сети размещаются несколько элементарных анализаторов, объединяемых через сеть № управления АСУ или другую сеть передачи данных АСУ ИКС СН;
- данные передаются в единый центр и там обрабатываются за счет чего возникает новое качество эксплуатационных измерений.
Объективной тенденцией развития современных ИКС является переход к автоматизированным системам управления и эксплуатации. Этот процесс связан с широким внедрением КИС, обеспечивающих создание распределенных измерительных комплексов для проведения эксплуатационных измерений. КИС являются существенным дополнением к системе TMN.
Система автоматизированного управления и эксплуатации (АСОТЭ) включает в себя автоматизированную подсистему оперативного управления (АСО-ТУ) и автоматизированную систему обслуживания (АСОТО). В этой связи современную концепцию построения автоматических систем эксплуатации можно
охарактеризовать как объединение систем управления и КИС (рис. 1).
АСОТЭ
АСОТУ
Рис.1. Структура современных систем управления в соответствии с TMN
В настоящее время концепция объединения систем управления сетями в АСУ ИКС СН на базе TMN принята многими исследователями [3-5], тогда как концепция построения КИС в рамках ИКС СН и органического включения их в TMN еще только начинает восприниматься как перспективное направление. Тем не менее, КИС представляется наиболее удобной и надежной концепцией организации управления и эксплуатации современных ИКС СН, поскольку учитывает объективное сокращение требуемого количества квалифицированного обслуживающего персонала и имеет ряд других преимуществ.
Современные сети в составе ИКС СН строятся на цифровом оборудовании, которое имеет встроенные средства самодиагностики. Так в случае SDH это сигналы о неисправностях (LOS, OOF, HP-RDI, HP-AIS и т.д.), в случае коммутационного оборудования телефонных сетей это сигналы самодиагностики АТС или анализ наличия терминала ISDN на линии и т.д.
Аналитические устройства, входящие, например, в состав систем передачи транспортной сети ИКС СН, обеспечивающие прием и передачу сигналов о неисправности по определенному алгоритму можно назвать сенсорами. Тогда современная концепция построения TMN предусматривает анализ сигналов о неисправностях, получаемых от сенсоров, передачу управляющих сигналов от них в единый центр, обработку и представление данных о работе ИКС СН в удобной форме (рис. 2).
I гт^-
АСОТО
Рис.2. Концепция современных систем управления на TMN
Преимущества таких систем следующие:
- централизованный контроль, диагностика и управление;
- значительное сокращение эксплуатационных издержек;
- повышение надежности ИКС СН;
- гибкое реконфигурирование ИКС СН из единого центра.
Существенным недостатком АСУ ИКС СН на концепции TMN является привязанность к оборудованию. Поскольку данные низового уровня получаются центральным модулем от сенсоров, в каждом конкретном случае необходимо сопряжение с конкретным оборудованием или подсистемой мониторинга. В результате процесс развертывания АСУ сетями на основе TMN затягивается на годы.
Вторым недостатком является то, что о состоянии ИКС СН можно судить только по сигналам о неисправностях, получаемых от сенсоров. Если же сенсор не дает всей полноты информации о том или ином параметре ИКС СН, система управления на базе TMN этот параметр «не чувствует». В качестве примера можно привести неисправность в системе синхронизации SDH транспортной сети ИКС СН. Такая неисправность порождает активность указателей, невидимую со стороны системы управления, поскольку в стандартах SDH нет соответствующего сигнала о неисправностях.
Системы КИС строятся на альтернативной концепции. В этом случае в качестве сенсоров используются элементарные приборы, обеспечивающие анализ информации не от оборудования, а непосредственно из линейных трактов (рис. 3). Легко видно, что такая система лишена перечисленных выше недостатков АСУ ИКС СН на базе TMN. Ориентируясь на стандартные тракты, АСУ ИКС СН может быть развернута в считанные дни, а встроенные приборы обеспечат всю полноту информации о состоянии ИКС СН.
В результате концепция КИС оказывается практически более выгодной, поскольку позволяет ДЛ органов
РВХ РВХ РВХ
Рис.3. Концепция современных систем КИС систем в АСУ ИКС СН
управления связью в кратчайший срок и с наименьшими издержками воспользоваться всеми преимуществами централизованного управления ИКС СН. КИС - это концепция централизованного контроля состояния ИКС СН. Как новая технология эксплуатации, КИС имеет ряд несомненных преимуществ, значительно сокращает эксплуатационные расходы, оптимизирует регламентные работы.
КИС позволяет сократить число специалистов, непосредственно вовлеченных в процесс поддержания ИКС СН в рабочем состоянии.
Кроме того, система централизованного автоматического проведения эксплуатационных измерений позволяет исключить практику регламентных измерений. Вместо регламентных измерений система периодически сохраняет данные об основных параметрах ИКС СН, заносит их в базу данных и предоставляет оператору необходимые отчеты, повышает оперативность поиска неисправности.
Имея перед собой данные о работе всех подсистем ИКС СН, ДЛ или дежурный оператор оперативно идентифицирует неисправность и принимает меры к ее устранению. При этом, специфические неисправности, связанные с сетевым взаимодействием («заколь-цовки» сигнального трафика, несанкционированное использование системы сигнализации, региональные системные нарушения работы ИКС СН), могут быть идентифицированы только с использованием централизованного контроля КИС.
КИС обеспечивает доступ к эксплуатационной информации верхних уровней, за счет чего достигается новое качество.
Технология КИС позволяет достигнуть нового качества управления и эксплуатации ИКС СН. Имея полную информацию о всех параметрах ИКС СН, ДЛ или оператор может управлять такими интегральными параметрами как эффективность загрузки подсистем ИКС СН, вероятность появления неисправности на участке, совокупный параметр надежности по направ-
40
НАУКОЕМКИЕ ТЕХНОЛОГИИ В КОСМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ ЗЕМЛИ
1-2015
лению и т.д. В результате создаются условия для качественно новой системы управления и эксплуатации. Она позволяет оптимизировать затраты на развитие в несколько раз - оптимизация политики создания и развития ИКС СН.
Данные о параметрах качества в ИКС СН позволяют «с цифрами в руках» говорить о необходимости модернизации тех или иных ее подсистем связи или участков ИКС СН, на основе анализа результатов инструментальной оценки качества функционирования элементов и ИКС СН в целом.
По сути, КИС позволяет точно указать, где необходима модернизация, и затем отобразить, насколько эффективны принятые меры.
В настоящий момент в практике создания ИКС СН работы по созданию систем контроля качества пока не осуществляются, поэтому внедрение технологии КИС одновременно с созданием и развертыванием АСУ ИКС СН, очевидно, имеет существенные преимущества и должно быть реализовано.
Литература
1. Легков К.Е. Основные теоретические и прикладные проблемы технической основы системы управления военного назначения и основные направления создания
инфокоммуникационной системы военного назначения.// Телекоммуникации и транспорт. - 2013. № 6. -С. 43 - 47.
2. Легков К.Е., Буренин А.Н. Модели процессов мониторинга при обеспечении оперативного контроля эксплуатации инфокоммуникационных систем специального назначения // Наукоемкие технологии в космических исследованиях Земли. - 2012. № 2. - С. 4 - 7.
3. Буренин А.Н., Легков К.Е. Особенности архитектур, функционирования, мониторинга и управления полевыми компонентами современных инфокоммуникаци-онных сетей специального назначения // Наукоемкие технологии в космических исследованиях Земли. - 2013. № 3. - С. 12 - 17.
4. Легков К.Е. Буренин А.Н. Проблемы математического описания потоков управляющей информации в процессе управления современной инфокоммуникаци-онной сетью специального назначения // Наукоемкие технологии в космических исследованиях Земли. - 2013. № 5. - С. 8 - 12.
5. Буренин А.Н., Легков К.Е., Нестеренко О.Е. К вопросу построения систем управления современными инфокоммуникационными сетями специального назначения// Наукоемкие технологии в космических исследованиях Земли. - 2013. № 6. - С. 22 - 28.
NEW PRINCIPLES OF CREATION AUTOMATED CONTROL SYSTEMS FOR MODERN INFOroMMUNKATION NETWORKS OF A SPECIAL PURPOSE
Legkov K., Ph.D, Military Space Academy, [email protected]
Abstrart
Telecommunication and infocommunication networks of a special purpose according to the Law Russian Federation «About communication» are intended for granting demanded communication services to users of structures for needs of defense, safety of the state and law and order maintenance - to special users. Functioning of infocommunication networks of a special purpose (ICN SP) is carried out in difficult conditions when the various structural and information influences having substantially premeditated character are possible, assumes flexible operative change of their structure and the organization of management of them in real time. Thus necessary flexibility, scalability and possibility to increase the nomenclature of demanded services provide creation of ICN SP according to the concept of global information infrastructure (GII) and wide application of modern information, telecommunication technologies and technologies of management. Despite complexity of ensuring functioning of ICN SP in difficult (sometimes disputed) conditions, it is required that it would be capable to tell the demanded volume of information with the guaranteed quality from one individual or corporate special users to other special users during intensive structural and information impacts on hardware-software complexes and the equipment as to ICN SP so on an automated control system for it (ICN SP ACS) that predetermines development of special approaches to the organization of management of ICN SP .
Effective functioning of modern ICN SP, can be provided only at management by them from automated control systems in which the organization of management processes is carried out taking into
account standards and recommendations of the international organizations about standardization. In article according to features of construction and ICN SP operating conditions, taking into account requirements of standards for the organization of networks of management of telecommunications (TMN) and the organizations systems network management, are considered various options of the organization management and new principles of creation ICN SP ACS on the basis of standard concepts and technologies of management are offered, schemes of improvement of procedures the managements allowing essentially to improve parameters operated processes are provided and to order flows operating information. Keywords: information communication system, quality of service, service, management, services, efficiency.
References
1. Legkov K.E. (2013), Main theoretical and applied problems of a technical basis a military-oriented control system and main directions of creation infocommunication system military purpose //T-Comm: Telecommunications and transport, no.6, pp. 43 - 47.
2. Legkov K.E., Burenin A.N. (2012), Some problems management of modern infocommunication networks a special purpose// H&ES Research, no. 2, pp. 4 - 7.
3. Burenin A.N., Legkov K.E. (2013), Features architecture, functioning, monitoring and management of field components modern infocommunication networks a special purpose// H&ES Research, no. 3, pp. 12 - 17.
4. Legkov K.E. Burenin A.N. (2013), Problems of the mathematical description flows operating information in management a modern infocommunication network a special purpose// H&ES Research, no. 5, pp. 8 - 12.
5. Legkov K.E. Burenin A.N. (2013), Architecture control systems of modern infocommunication networks a special purpose// H&ES Research, no. 6, pp. 22 - 28.
