ОРГАНИЗАЦИЯ МАРШРУТИЗАЦИИ В СИСТЕМЕ СЕТЕВОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПЕРВИЧНОЙ СЕТИ СВЯЗИ ВЫСОКОДИНАМИЧНОЙ СИСТЕМЫ СВЯЗИ (ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ)

18.02.2015 ОРГАНИЗАЦИЯ МАРШРУТИЗАЦИИ В СИСТЕМЕ СЕТЕВОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПЕРВИЧНОЙ СЕТИ СВЯЗИ ВЫСОКОДИНАМИЧНОЙ СИСТЕМЫ СВЯЗИ (ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ) Авторы:

Дмитрий Пузанов , первый заместитель генерального директора ФГБУ Центр МИР ИТ
Геннадий Сызранцев, д.в.н.
Григорий Иншин – начальник отдела ФГБУ Центр МИР ИТ


__________



Необходимо отметить, что ни одним отечественным и зарубежным производителем не реализована функция автоматического резервирования основных каналов связи. Причина этого состоит не в технических сложностях реализации данной функции, а в нежелании тратить финансовые средства производителями телекоммуникационного оборудования на невостребованные в мирное время в системах связи общего назначения возможности. На имеющейся и выпускаемой технике выполнить требования, предъявляемые к системе связи, возможно только на основе построения систем (сетей) связи с многократной избыточностью по пропускной способности и связности, что влечет значительные финансовые затраты и громоздкость построенных систем связи.

В ряде работ рассмотрены варианты построения систем связи, обеспечивающих выполнение некоторых отдельных требований к системе связи, при этом другие требования либо не рассматриваются, либо отнесены в разряд ограничений. Системы связи, построенные по такому принципу, обладают необоснованной избыточностью и, как следствие, влекут за собой значительные ресурсные затраты. Они минимизируются за счет уменьшения штатного резерва сил и средств связи или полного его использования до начала основных оперативных (тактических) действий военного характера или чрезвычайных ситуаций, ликвидации последствий техногенных катастроф или стихийных бедствий на ограниченных территориях, не оборудованных связью или приведенных в такое состояние в результате целенаправленного деструктивного воздействия или катастроф и стихийных бедствий.

Современные военные и другие требующие немедленной реакции действия характеризуются быстрым изменением оперативной (тактической) обстановки, изменением направлений, характера и собственно районов ведения этих действий, что наглядно видно на примере карательной операции украинских силовиков против ополченцев ЛНР и ДНР. Эти особенности ведения боевых действий на современном этапе не позволяют использовать частично развернутые объемные сети связи, а доразвертывание объемной сети в конкретном районе по временным затратам превышает значения требований к этим системам (сетям) связи по мобильности и управляемости.

В ряде работ показано, что для построения высокодинамичных систем связи классическая технология PDH не может быть применена по причине низкой управляемости и мобильности развертываемых систем связи. Этот вывод подтверждён и в ходе войсковых учений МО и ВВ МВД России на испытательных стендах различных научно-исследовательских организаций, в том числе и ОАО «НИИССУ» (2011–2014 г.г.).

Сети связи, построенные на технологии PDH, не обладают требуемой управляемостью, поскольку весь цикл технологического управления основан на ручном управлении. Изначально аппаратура данной технологии разрабатывалась в интересах построения статических сетей связи общего назначения, и, как следствие, встроенные каналы управления имели низкие показатели пропускной способности. Именно этот недостаток не позволяет строить автоматические (автоматизированные) системы технологического управления.

В телекоммуникационном оборудовании типовой технологии PDH порядок функционирования системы технологического управления заключается в том, что в дополнение к установленной на сервере программе управления сетевым оборудованием (выпускаемой производителем оборудования) пользователь в ручном режиме формирует базу данных о конкретной, создаваемой именно для этой системы оперативного управления, системе (сети) связи, прописывая сетевые элементы и связи между ними.

Набор связей (в ручном режиме) возможен только после того, как в систему технологического управления будет введена структура системы (сети) связи. Система сетевого технологического управления на основе встроенных логических моделей сетевых элементов проводит поиск маршрутов. При нахождении нескольких трасс они выводятся на монитор. Оператор, вручную выбирает трассу, которая, по его мнению, является наиболее подходящей, и сохраняет её в базе данных системы. Далее оператор проводит загрузку трассы, на основании которой система сетевого технологического управления преобразует параметры трассы в конкретные значения (сигналы, команды), описанные в интерфейсе взаимодействия с учётом типа сетевого элемента, типа трассы (с защитой или без, ethernet, вещание, конференция), и последовательно передает их в соответствующие сетевые элементы. После окончания передачи данных о коммутации трасса переводится в рабочее состояние.

Система сетевого технологического управления телекоммуникационного оборудования базируется на передаче служебной информации по битам национального использования. При этом максимальная скорость передачи служебной информации может достигать 20 кБит/с. Натурные испытания в течение 2011–2014 годов позволяют сделать вывод о применимости указанной реализации технических решений по автоматизации процессов сетевого технологического управления, которые заключаются в следующем. С учётом скорости функционирования канала системы сетевого технологического управления и необходимого объёма передаваемой информации, вариант технологического управления по битам национального использования системой связи рационально применять при развёртывании малых по ёмкости систем (сетей) связи, до 20 сетевых элементов, при средней интенсивности изменения структуры системы (сети) связи или информационных направлений (до 15 изменений в час).

При меньшем значении интенсивности переконфигурации системы (сети) связи её состав может быть большим (до 40 элементов) и наоборот. Указанный способ был применён при резервировании трасс связей, организованных на оборудовании NGSDH, при обеспечении связи в интересах служб и оргкомитета олимпийских игр в г. Сочи. Резервные трассы связей организовывались по альтернативным потокам Е1 различных операторов связи с использованием аппаратуры технологии NGPDH, произведённой ОАО «СУПЕРТЕЛ». Кроме этих целей указанное оборудование применялось для обеспечения передачи соответствующей информации в системе технических средств для обеспечения функций оперативно-розыскных мероприятий (СОРМ).

Несмотря на то, что опорно-транспортная сеть связи радиосети стандарта «Тетра» является стационарной, мобильность сети связи по переключению информационных потоков, проключения новых трасс связей, снятие ранее проложенных трасс связей и переключения на резервные трассы связей по различным причинам требовалась высокая. По этой причине и причине отсутствия достаточного времени на перестроение сети связи и создания баз данных (перестроение сети связи осуществлено было с 21 января по 5 февраля 2014 г., а 6 февраля уже состоялся первый хоккейный матч) было применено оборудование технологии NGPDH (МП-АС), обеспечившее автоматическую начальную конфигурацию и проключение резервных трасс связей, резервных по отношению к трассам связей, образованным на оборудовании NGSDH, включенного в «кольцо».

В таблице приведены соотношения некоторых функций сетевого технологического управления по отношению к выполнению тех же функций на типовом телекоммуникационном оборудовании технологии PDH вручную.

В ходе испытаний были оценены показатели качества функционирования при выполнении определенной функции сетевого технологического управления на одном сетевом элементе (значения в колонке под номером «1») и на всех девяти сетевых элементах (значения в колонке под номером «2»). В знаменателе указаны средние значения продолжительности выполнения тех же функций вручную.

Оценивались следующие функции сетевого технологического управления:
– продолжительность конфигурирования сети связи (Тконф);
– переконфигурировани сети связи (Тизм конф);
– продолжительность принятия решения на проключение трасс связи к вновь подключившемуся сетевому элементу и их проключение (Тпр тр);
– продолжительность принятия решения о переключении на резервную трассу связи и само переключение (Трез тр);
– продолжительность принятия решения на раскоммутацию трасс связи, ранее проключенных в интересах отключившегося сетевого элемента и раскоммутация (Траском).
таблица.PNG
Как показывает практика, этой скорости канала системы сетевого технологического управления для гарантированного выполнения требований со стороны системы управления силовых министерств и ведомств не достаточно.

Для автоматизации процессов сетевого технологического управления и решения дополнительных, не реализованных в системах с ручным управлением задач, по каналам системы сетевого технологического управления необходимо передавать значительное количество сигналов сигнализации, управления, взаимодействия и ответы на них. Кроме этих сигналов, сетевые элементы должны обмениваться служебной информацией об изменении структуры системы связи и сигналами телеметрии. В результате значительного увеличения объема передаваемой информации возможны ситуации, при которых показатели управляемости системы связи будут ниже требуемых.

Увеличение скорости передачи служебных сигналов возможно несколькими способами: увеличение скорости на основе переработки действующего (используемого в выпускаемой аппаратуре связи) канала технологического управления; управление по выделенному каналу в системе связи; занятие под передачу сигналов взаимодействия и управления одного или нескольких канальных интервалов линейных потоков Е1.

Первый способ требует значительной переработки встроенного программного обеспечения и аппаратной реализации канала системы сетевого технологического управления, что в итоге позволит поднять скорость передачи сигналов сигнализации, управления и взаимодействия в 1,5–4 раза по отношению к реализованной в настоящее время.

Второй способ при построении систем связи с высоким коэффициентом связности трудно реализуем, поскольку на линиях связи с пропускной способностью в 2048 Кбит/с в качестве выделенного канала управления необходимо будет иметь еще один такой канал, а это увеличение задействованного оборудования в 2 раза. Указанный способ может быть применен в системах связи, где канал управления будет занимать от основного объема пропускной способности 5–10% и не требовать дополнительного оборудования связи.

Третий способ является наиболее приемлемым, поскольку, как показали результаты анализа, в создаваемых полевых системах связи силовых структур потоки Е1 загружены на 15–30 %. Исключение составляют направления связи между основными пунктами управления, на которых развёртывается несколько потоков Е1. Выделение даже одного канального интервала для передачи сигналов сигнализации, управления и взаимодействия позволяет увеличить скорость их передачи до 25 раз по отношению к способу передачи сигналов сигнализации, управления и взаимодействия при автоматизации процессов сетевого технологического управления по битам национального использования.

При организации системы сетевого технологического управления по выделенным канальным интервалам потоков Е1 необходимо решение задачи маршрутизации пакетов с информацией управления от сервера (АРМ управления) через блок контроля и управления шлюзового сетевого элемента.

Маршрутизатор системы сетевого технологического управления каждого сетевого элемента имеет доступ по внутренней шине к любому канальному интервалу и может быть скоммутирован на один или несколько (задается программно) канальных интервалов любого или всех линейных интерфейсов Е1 (рис. 1).
таблица 2.PNG
Рис. 1. Взаимодействие блоков в системе сетевого технологического управления

Таблица маршрутизации загружается и корректируется в процессе функционирования системы связи из базы данных системы сетевого технологического управления. Применение сетевого маршрутизатора обеспечивает технологическое управления системой (сетью) связи со скоростью кратной 64 кБит/с.

Следует отметить, что техническая реализация маршрутизатора системы сетевого технологического управления осуществляется на уровне L2. При этом маршрутизатор реализует функции уровня L3. Такое значительное упрощение технической реализации возможно на основе того, что маршрутизатор является частью оборудования мультиплексора технологии NGPDH. Это позволяет маршрутизатору использовать адрес мультиплексора как свой, а внутренняя коммутация с каждым линейным выходом, блоком технологического управления оборудованием и через него с системой сетевого технологического управления обеспечивает своевременную доставку данных о составе и связности системы (сети) связи, на основе которой маршрутизатор формирует динамически изменяемую таблицу маршрутизации.

Последовательность действий при взаимодействии встроенного маршрутизатора, блока управления и линейного блока мультиплексора технологии NGPDH представлена на рис. 2.

Наличие встроенного маршрутизатора, использующего данные сетевого элемента и жесткая коммутация, определяемая программно, каналов системы сетевого технологического управления в исходящих информационных потоках обеспечивает возможность полного шифрования технологической информации, включая адрес назначения сигналов сетевого технологического управления.

Разработанное телекоммуникационное оборудование, обеспечивающее автоматизацию процессов сетевого технологического управления по битам национального использования, прошло испытания в ходе СКШУ «Кавказ-2012», на испытательном стенде НИИ систем связи и управления, в ряде других войсковых учений, при обеспечении связи в интересах обеспечения безопасности проведения зимних олимпийских игр 2014 года в г. Сочи. По результатам испытаний составлены компетентными комиссиями акты. Ключевой фразой в выводах является то, что «все заявленные функции выполнены в полном объёме».

При организации полевых систем связи на телекоммуникационном оборудовании, реализующем предлагаемую систему сетевого технологического управления, имеется возможность построения автоматических первичных сетей связи гарантированно выполняющих требования по управляемости, мобильности, устойчивости и пропускной способности.

Телекоммуникационное оборудование для построения автоматизированных (автоматических) систем (сетей) связи, использующее встроенный маршрутизатор, в настоящее время проходит испытания.

Аналогичный подход может быть реализован и к телекоммуникационному оборудованию технологии NGSDH, но это уже другие направления исследований, которые являются перспективными для авторов представленных в этой статье результатов исследований и создания современного телекоммуникационного оборудования для высокодинамичных автоматизированных систем (автоматических сетей) связи специального назначения.

На оборудование разработанной технологии NGPDH и NGSDH (сети PDH нового поколения) получены патенты.
таблица 3.PNG
Рис. 2. Последовательность действий при взаимодействии блоков мультиплексора технологии NGPDH в системе сетевого технологического управления


Читайте также:




Возврат к списку