Перед вами пустая тетрадь, с ней еще предстоит натерпеться. (Булат Окуджава) сети абонентского доступа. Принципы построения 1999 год

Вид материала

Документы

Содержание Пока покаянного слова Вполне владеть своей женой В любой организации работа тяготеет

Подобный материал:

• Тарифы для населения, 304.59kb.
• Г. Кургана цгб им. В. Маяковского, 278.44kb.
• Oss, автоматизация сети абонентского доступа, технический учёт, паспортизация, картография,, 84.06kb.
• -, 190.28kb.
• Булат Окуджава. Прелестные приключения, 1598.96kb.
• Лекция 12/09/06 Тема: «Топология вс. Обобщенная модель вс. Основные принципы построения, 47.24kb.
• Литература Введение, 158.58kb.
• Img src= 90302 html m74583d54, 2120.54kb.
• Литература, 379.25kb.
• 30. 06. 2010 14. 02. 2012, 557.83kb.

Что значат законы без нравов,

что значат нравы без веры?

(Гораций)


ПРИЛОЖЕНИЕ


Анализ документов МСЭ и ETSI, относящихся

к сетям абонентского доступа


Пока покаянного слова

не выдохнет впалая грудь,

придется нам снова и снова

холопскую лямку тянуть

(Булат Окуджава)


П.1. Вопросы, рассматриваемые в Приложении


Возможно, что с позиций «классической науки» мне следовало бы начать эту монографию с анализа документов МСЭ и ETSI, прямо или косвенно, относящихся к сетям абонентского доступа. Подобная практика имеет, на мой взгляд, весьма существенный недостаток. Рекомендации МСЭ и стандарты ETSI, в отличие, кстати, от ряда других документов этих международных организаций, написаны в системе понятий, которая, мягко говоря, не совсем удобна для специалистов-практиков. Разумеется, речь идет не о том, что оригиналы рекомендаций МСЭ и стандартов ETSI написаны на английском языке. Даже хороший перевод не устраняет объективно существующие различия между «языками» теории и практики.

Это ни в коей мере не умаляет той большой роли, которую играют рекомендации МСЭ и стандарты ETSI в создании современной телекоммуникационной системы. Надо отдавать себе отчет в том, что имевшая место практика, когда некоторые рекомендации МСЭ игнорировались, нанесла большой вред развитию электросвязи в России. В [1] можно найти ряд соответствующих примеров в части систем сигнализации. Несомненно, что важнейшим условием дальнейшего развития телекоммуникационной системы в России становится соблюдение международных стандартов норм.

Любая самодеятельность в этой сфере чревата самыми серьезными последствиями. Системные решения, принятые двадцать и более лет назад, в наши дни иногда становятся тормозом для внедрения новых технологий. Не исключено, что с подобными процессами мы будем сталкиваться очень долго, что обусловлено спецификой сетей связи как консервативных сложных технических систем [2]. Этим, на мой взгляд - важнейшим, положением объясняется выбор, в качестве эпиграфа к первому разделу Приложения, четырех строк одного из лучших поэтов уходящего века.

Мне бы не хотелось показаться маргиналом, отрицающим любые нововведения, если они не подкреплены международным опытом. Более того, я думаю, что российские специалисты вполне в состоянии разработать новые пути решения сложных проблем, возникающих в процессе развития электросвязи. Однако авторы новых идей должны начинать внедрение своих предложений путем подготовки рекомендаций МСЭ и/или стандартов ETSI. Прецедентом такой практики можно считать разработку рекомендации МСЭ I.525 [3], выполненную на основе предложений российских специалистов и при их активном участии.

МСЭ и ETSI, помимо рекомендаций и стандартов, публикуют документы (справочники, отчеты, инструкции), отражающие еще одну сторону их деятельности. По своей сути и МСЭ, и ETSI представляют распределенные - по разным странам - исследовательские центры. Плоды работы такого «коллективного разума» необходимо изучать и эффективно использовать. Это особенно важно в настоящее время, когда существуют объективные трудности проведения самостоятельных исследовательских работ.

Итак, читатель уже понял, что в Приложении будут рассмотрены два вида документов. В первую очередь, мы проведем краткий анализ основных рекомендаций МСЭ, имеющих прямое или косвенное отношение к тематике «Сети абонентского доступа». Затем будут обсуждаться отчеты ETSI, которые - только с точки зрения затронутых в монографии вопросов - зачастую более интересны, чем общеевропейские стандарты. Естественно, что мы остановимся на тех отчетах ETSI, которые полезны для специалистов, занимающихся сетями абонентского доступа.

Рекомендации МСЭ, интересные с точки зрения сетей абонентского доступа, разработаны несколькими Исследовательскими Комиссиями. Различные аспекты сетей абонентского доступа изложены, например, в рекомендациях МСЭ серий G, I, Q, и Y. Только небольшая часть этих рекомендаций, а точнее - их фрагментов, будет рассмотрена в Приложении к монографии. На мой взгляд, наиболее интересна рекомендация МСЭ G.902 [4], которая кратко рассматривается в следующем разделе.


Вполне владеть своей женой

И управлять своим семейством -

Куда труднее, чем страной,

Хотя и мельче по злодействам

(И. Губерман. Гарики на каждый день)


П.2. Рекомендация МСЭ G.902


Дословный перевод названия этой рекомендации - Framework recommendation on functional access networks (AN). Architecture and functions, access types, management and service node aspects - выполнить достаточно сложно. К сожалению, утверждения такого рода можно также распространить на многие термины и определения, принятые в рекомендациях МСЭ и стандартах ETSI. Поэтому далее я даже не буду пытаться дословно переводить необходимые фрагменты текста. В ущерб лингвистическим принципам - здесь и далее - используется система понятий, принятая среди связистов. Мы, при таком подходе, можем считать, что рекомендация МСЭ G.902 посвящена пяти вопросам: архитектура сети доступа, выполняемые ею функции, виды доступа, техническое обслуживание и назначение узла, обеспечивающего обслуживание.

Рассмотрим, прежде всего, самый первый рисунок из текста рекомендации G.902, ссылаясь на ее редакцию от ноября 1995 года [4], действовавшую к моменту работы над Приложением. В данном разделе этот рисунок также имеет первый номер. Он воспроизводит оригинал, но, в дополнение, содержит также текст на русском языке, который следует рассматривать как один из вариантов перевода англоязычных терминов.


Сеть абонентского доступа:

границы и интерфейсы





Рисунок П.1


Давайте попробуем, двигаясь слева направо, разобраться с этим простым, на первый взгляд, рисунком. Точка UNI (user-network interface) показывает место размещения интерфейса пользователь-сеть. Рекомендация МСЭ I.112 [5] определяет UNI как интерфейс между терминальным оборудованием пользователя и сетевым окончанием, где используются протоколы доступа. Доступ пользователя, в свою очередь, трактуется этой же рекомендацией как средства, с помощью которых пользователь соединяется с сетью, чтобы пользоваться услугами и/или технико-эксплуатационными возможностями этой сети.

Далее на рисунке П.1 следует собственно сеть доступа. В тексте рекомендации G.902 содержится соответствующее определение, которое, для дальнейших рассуждений, приводится полностью на языке оригинала: «An implementation comprising those entities (such as cable plant, transmission facilities, etc.) which provide the required transport bearer capabilities for the provision of telecommunications services between a Service Node Interface (SNI) and each of the associated User-Network Interfaces (UNIs). An Access Network can be configured and managed through a Q3 interface. In principle there is no restriction on the types and the number of UNIs and SNIs which an Access Network may implement. The access network does not interpret (user) signalling».

Для того, чтобы дать более-менее приемлемую трактовку этим словам (об адекватном переводе речь не идет), нам придется ввести несколько определений. Во-первых, появился новый термин - Service Node, который переводится в Приложении как «Узел, обеспечивающий обслуживание». Такое название выбрано в результате анализа определения, данного для Service Node (SN) в рекомендации G.902: «A network element that provides access to various switched and/or permanent telecommunication services. In case of switched services, the SN is providing access call and connection control signalling, and access connection and resource handling.»

Теперь становятся понятным назначение точки SNI - интерфейса между узлом, обеспечивающим обслуживание, и стыками UNI, которые он поддерживает в сети абонентского доступа. Последний фрагмент рисунка П.1 - сеть технической эксплуатации средств электросвязи (Telecommunications Management Network - TMN). Эта сеть через интерфейсы Q3 [6] выполняет присущие ей функции [7] в отношении оборудования абонентского доступа и узла, обеспечивающего обслуживание.

Вернемся к определению сети абонентского доступа, приведенному выше на английском языке. Выделим основные моменты, интересные с точки зрения вопросов, рассматриваемых в монографии. Итак, сеть абонентского доступа - это некая совокупность технических средств, включающая в себя кабели связи, системы передачи и тому подобное. Эти технические средства обеспечивают требуемые ресурсы доставки информации между интерфейсами UNI и SNI. В принципе, не существует ограничений по числу и видам обоих интерфейсов. Конфигурация сети абонентского доступа и ее техническое обслуживание могут осуществляться через интерфейс Q3. Существенно также и то, что сеть абонентского доступа не обрабатывает информацию пользователя, передаваемую в системе сигнализации.

Надо честно признаться, что все изложенное выше не самым лучшим образом определяет место и роль сети абонентского доступа в общей системе электросвязи. Особенно туманным представляется мне узел, поддерживающий обслуживание. Скорее всего, введение этого термина вызвано теми же причинами, что и появление рисунка 1.6 в первой главе монографии. Иными словами, заманчивая трактовка слов «Service Node» как местной коммутационной станции не всегда будет правильной.

Определение, которое предложено в рекомендации G.902 для сети абонентского доступа, и соответствующий рисунок показались не совсем удачными не только мне и моим коллегам, с которыми мы вместе пытались найти приемлемые варианты перевода. В проектах ряда новых рекомендаций МСЭ предприняты попытки более точного объяснения места и роли сети абонентского доступа. Примером такого решения можно считать модель телекоммуникационной сети, которая используется в рекомендации МСЭ Y.120, посвященной Глобальной Информационной Инфраструктуре [8]. Рисунок П.2 воспроизводит эту модель по документу МСЭ [9], в котором уточняется ряд положений рекомендации МСЭ Y.120.


Модель телекоммуникационной сети,

предложенная в рекомендациях серии Y





Рисунок П.2


На рисунке П.2 даны переводы названий только тех функциональных блоков и интерфейсов, которые необходимы для уточнения места и роли сети абонентского доступа. В предложенной структуре сети все становится на свои места. Местная сеть (Local Network) состоит из двух элементов. Первый элемент - сеть абонентского доступа (Access Network). Второй элемент - устройства коммутации (Local Switching), расположенные в границах местной сети. Устройства коммутации междугородной связи (Backbone Switching) отнесены к уровню магистральной сети.

Если сравнить два приведенных выше рисунка, то можно сделать такой вывод:

- функции узла, обеспечивающего обслуживание (Service Node), как правило, выполняет местная коммутационная станция (Local Switch);

- интерфейс этого узла (SNI), именуемый также как ANI [9], представляет собой стык с местной коммутационной станцией и будет, чаще всего, реализовываться на базе спецификаций V5 [10, 11].

Модель, подобная изображенной на рисунке П.2, предложена в документе МСЭ [12] как пример организации доступа абонентов ТФОП и пользователей ЦСИО к общесетевым ресурсам. В этой модели - она показана на рисунке П.3 - сеть абонентского доступа также расположена между терминалами пользователей и местной коммутационной станцией.


Еще одна иллюстрация, касающаяся

границ сети абонентского доступа





Рисунок П.3


Интерфейс «А» обеспечивает традиционный (аналоговый) доступ в ТФОП, что не исключает использование ЦСП в сети абонентского доступа. Интерфейс «В» предназначен для подключения пользователей ЦСИО. Латинскими буквами «C» и «D» обозначены интерфейсы между коммутационными станциями. Следует обратить внимание читателя на то, что использование в названиях интерфейсов, которые были перечислены выше, букв «A», «B», «C» и «D» принято только для введенной в [12] модели. Рекомендации МСЭ серий I и Q оперируют другими названиями этих четырех интерфейсов. А вот интерфейс “V”, о котором мы говорили выше [10, 11], сохранил свое традиционное обозначение.

Вернемся к рекомендации G.902 и рассмотрим еще один аспект, интересный для нас с точки зрения модернизации сетей абонентского доступа. Речь идет о примерах практической реализации того элемента сети доступа, который был назван узлом, обеспечивающим обслуживание.

В современной телекоммуникационной системе должны предоставляться различные виды доступа, определяемые, в основном, принципами построения сетей электросвязи. Эти принципы, в свою очередь, выбираются с учетом двух соображений - перечень поддерживаемых услуг и уровень технологии, определяющий функциональные возможности телекоммуникационной системы. Обычно выделяют два основных класса услуг, ранжируемых по виду доступа:

- услуги, предоставляемые по заказу (on-demand), в состав которых входят и те, что основаны на полупостоянных (semi-permanent) соединениях;

- услуги, базирующиеся на постоянных (permanent) соединениях, которые поддерживаются выделенным узлом, обеспечивающим обслуживание.

Характерными примерами услуг первого класса можно считать практически все виды обслуживания в телефонной и других коммутируемых (вторичных) сетях. Сеть проводного звукового вещания является классическим примером услуг второго класса.

Узел, обеспечивающий обслуживание, может выполнять различные, с точки зрения видов доступа, функции. В частности, такой узел может быть выделенным и поддерживать только один вид доступа. Технические средства, формирующие программы звукового вещания, представляют пример данного варианта.

Другое решение состоит в том, что узел, обеспечивающий обслуживание, поддерживает все виды доступа, но выделяет для них одинаковые ресурсы. С такой ситуацией сталкиваются абоненты ТФОП. Каждому установленному соединению гарантируется канал ТЧ, имеющий стандартную полосу пропускания 0,3 - 3.4 кГц. Абоненты могут обмениваться данными и факсимильными сообщениями, передавать сигналы, относящиеся к телеметрической информации, но должны понимать, что их возможности ограничены полосой пропускания канала ТЧ.

Конечно же, узел, обеспечивающий обслуживание, может быть воплощен и как универсальный элемент сети связи, способный поддерживать все находящиеся в разумных пределах требования пользователей. Такой подход наиболее полно реализуется в концепции широкополосной ЦСИО.

Итак, можно считать, что узел, обеспечивающий обслуживание, в большинстве случаев представляет собой “первую” коммутационную станцию, посредством которой пользователям предоставляется возможность:

- установления соединений в пределах сети (или сетей) связи, что свойственно диалоговым системам;

- получения доступа к информационным услугам (соответствующие функции, до настоящего времени, преимущественно возлагались на системы связи, использующие некоммутируемые соединения).

Такое определение узла, обеспечивающего обслуживание, обращено скорее в настоящее, чем в будущее. Но с практической точки зрения оно представляется мне весьма уместным. На этом заканчивается более чем краткий экскурс в текст рекомендации МСЭ G.902.

Рассматривая эту рекомендацию, я не упоминал о двух важных для сетей абонентского доступа вопросах: сигнализация и техническое обслуживание. Такой подход объясняется только тем обстоятельством, что системы сигнализации и принципы технического обслуживания не входят в круг вопросов, рассматриваемых в монографии. В следующих разделах приложения читатель также не найдет никакой существенной информации о сигнализации и техническом обслуживании. Тем, кто интересуется именно этими аспектами создания сетей доступа, я бы посоветовал обратиться к тексту упомянутых документов МСЭ.


В любой организации работа тяготеет

к самому низкому уровню иерархии

(Аксиома Вэйля; цитируемая

по книге “Законы Мерфи”)


П.3. Средства передачи информации в сети абонентского доступа


В этом разделе будет рассмотрен только один документ МСЭ [13], который был подготовлен Исследовательской Комиссией 15. Название документа, на английском языке, состоит из трех слов «Access Network Transport». Перевод этого словосочетания предлагается в такой редакции: «Транспортные средства сети абонентского доступа». Следует отметить, что выражения, содержащие прилагательное “транспортный”, не имеют, в данном разделе, никакого отношения к одноименному уровню модели взаимодействия открытых систем [14].

Модель, формализующая процессы работы транспортных средств в сети абонентского доступа и соответствующие функции управления, приведена на рисунке П.4, который заимствован из [13] с сохранением принятых в оригинале обозначений. К сожалению, эти обозначения в ряде случаев отличаются от тех, что используются в документах других Исследовательских Комиссий МСЭ. В частности, интерфейс SNI в [4] и [13] имеет одно и то же название. Интерфейс пользователь-сеть в [4] обозначается аббревиатурой UNI (первая буква взята из слова User - пользователь). В [13] для такого же интерфейса использовано сокращение XNI.


Модель, описывающая процессы функционирования

транспортных средств сети абонентского доступа




Рисунок П.4


Модель, предложенная в [13], основана на рекомендации МСЭ G.902 [4] и отчете ETSI под номером ETR 306 [15], некоторые аспекты которого рассмотрены в следующем разделе. Все элементы модели, расположенные между интерфейсами XNI и SNI, отражают функции, выполняемые в процессе передачи информации (включая техническую эксплуатацию) через сеть абонентского доступа. Это означает, что в сети абонентского доступа должно использоваться оборудование, которое реализует приведенные на рисунке П.4 функциональные блоки.

Интерфейсы XNI, практически в любой сети доступа, будут отличаться друг от друга. Весьма редкие исключения могут быть представлены ситуацией, когда все абоненты УПАТС включены как пользователи ЦСИО с интерфейсом 2B+D. Логика развития электросвязи подсказывает, что в сети доступа будет преобладать многообразие XNI. Это, в свою очередь, означает, что для нормальной работы транспортных средств и системы управления могут потребоваться некие процедуры согласования.

Процедуры согласования выполняются техническими средствами, которые в рассматриваемой модели обозначены как функциональный блок «Порт пользователя». Это название выбрано как дословный перевод термина «User port». В рекомендации МСЭ G.902 [4] приводятся примеры процедур, которые могут выполняться рассматриваемым функциональным блоком. Целесообразно акцентировать внимание на трех характерных примерах: аналого-цифровое преобразование сигналов, тестирование интерфейса XNI и преобразование сигнальной информации.

Транспортные функции ориентированы на создание общего тракта передачи информации между теми точками, в которых расположено оборудование пользователя. При необходимости эти функции включают в себя процедуры адаптации к среде распространения сигналов. Характерными примерами транспортных функций могут считаться мультиплексирование, установление и реконфигурация полупостоянных соединений, сопряжение разных сред распространения сигналов.

Функциональный блок «Порт обслуживания» представляет совокупность процедур, связанных, в основном, с двумя задачами. Во-первых, необходимо согласовать характеристики конкретных интерфейсов SNI с теми возможностями, которыми располагает базовая сеть (Core Network). Во-вторых, надо выделить информацию, необходимую для технической эксплуатации соответствующего фрагмента сети абонентского доступа. Преобразование протоколов для специфических интерфейсов SNI и соответствующие процедуры управления - типичные примеры задач, возложенных на аппаратно-программные средства, работу которых моделирует блок «Порт обслуживания».

Техническая эксплуатация, в предложенной в [13] модели, представлена как двухуровневая система. Эксплуатационные задачи выполняются для отдельных элементов телекоммуникационной сети. Кроме того, общая система обеспечивает заданные показатели качества функционирования всей сети. На рисунке П.4 показаны интерфейсы Q_ANT-L1 и Q_ANT-L2. Аббревиатура «ANT» образована от приведенного выше названия «Access Network Transport», буква «L» - сокращение слова «Level», то есть уровень. В [13] указано, что реализация этих интерфейсов - в общем виде они обозначены как Q_X - определяется конкретными условиями. Во многих случаях речь идет об интерфейсе Q₃.

Еще раз отметим, что рисунок П.4 представляет собой модель, состоящую из функциональных блоков, то есть не следует искать в оборудовании конкретной сети абонентского доступа одноименные аппаратно-программные средства. С практической точки зрения большой интерес представляет набор сценариев, разработанных в [13] для иллюстрации того, какие технические средства могут быть использованы в современных сетях абонентского доступа.

Упомянутые сценарии представлены двумя способами, что позволяет уяснить как логические функции (Logical representation), так и вероятную практическую реализацию (Physical representation) сети абонентского доступа. На рисунке П.5 воспроизводится логическое представление для сценария, иллюстрирующего вариант построения сети абонентского доступа на базе радиотехнических средств.


Радиотехнические средства в сети абонентского

доступа: логическое представление