Глава 6. УПРАВЛЕНИЕ СЕТЯМИ СВЯЗИ В СТАНДАРТЕ GSM
6.1 Задачи системы сетевого управления
Задачи управления процессами связи в системе GSM решаются ОМС - центром управлени? и обслуживания (рис. 6.1). В основе построения ОМС заложен принцип сетевого управления, в соответствии с которым для системы сетевого управления (GSM NM) были определены следующие задачи проектирования [6.1 - 6.3]:
1, Система GSM NM должна обеспечивать взаимодействие с существующими системами связи общего пользования и быть их естественным продолжением.
2. Система GSM NM должна быть достаточно гибкой, чтобы обеспечивать перспективное развитие наземных сетей связи общего пользования (PLMN), а также функций и служб сетевогс управления.
3. Система GSM NM должна быть настолько прозрачной для технологий, используемых в су ществующих PLMN, насколько это возможно.
4. Система GSM NM должна иметь модульную структуру, чтобы независимо от размеров се ти, где осуществляется управление, обеспечивать требуемые функции.
5. Система GSM NM не должна иметь зависимости от изготовителя, то есть должна преду сматривать взаимозаменяемость оборудования.
6, Структура и функции GSM NM не должны ограничивать деятельность и выбор операторы и изготовителей, а также возможность индивидуального использования, например, для организа ции частных локальных сетей связи.
7. Система GSM NM должна быть отказоустойчивой, то есть ни отказ оборудования, ни чело веческий фактор не должны приводить систему или сеть связи в нерабочее состояние.
Перечисленные задачи решены путем принятия для сетей связи GSM модели открытых сете1 (OSI) международной организации стандартов (ISO), выбором функциональной архитектуры систе мы сетевого управления, учитывающей различное физическое исполнение, четким определение? сопряжения стандартов и протоколов передачи сообщений.
6.2 Принципы построения системы сетевого управления
В основу построения системы сетевого управления электросвязью (TMN) в стандарте GSM положена структурированная концепция МККТТ [6.1, 6.2], которая учитывает возможность разви тия и интеграции создаваемых и существующих сетей управления.
В соответствии с выбранной концепцией GSM TMN должна обеспечить организованную сете вую структуру для достижения взаимосвязи различных операционных систем (для TMN) и уст ройств связи (для PLMN) на основе согласованной архитектуры со стандартными протоколами устройствами сопряжения.
Концептуально TMN представляет собой отдельную сеть, которая сопрягается с PLMN в не скольких различных точках с целью получения от нее информации и контроля ее работы. Для обес печения управления TMN может использовать отдельные структурные части PLMN (например, сие тему сигнализации SS N7, В-канал в структуре канала связи ISDN). Исходя из общей концепц^ GSM TMN обеспечивает высокую степень гибкости, что отвечает различным технологическим услс виям построения PLMN и различным операторам.
Функционально TMN обеспечивает средства для транспортировки и обработки информаци1 относящейся к управлению PLMN. Как показано на рис. 6.1, обобщенная функциональная архите” тура для GSM TMN и PLMN включает в себя OSF функциональные блоки операционных систе (OS), промежуточные функциональные блоки MF и функциональные блоки передачи данных DSI Они включают в себя основные функции TMN, что позволяет ей решать свои прикладные задач” TMN подключается к функциональным блокам элементов сети PLMN (NEF), а также непосредств^ но к функциональным блокам рабочей станции (WSF). Рабочая станция может непосредствень подключаться к различным элементам сети через внешние для TMN соединения.
RP - контрольные точки (интерфейсы)
q -класс контрольных точек между OS,M и NE функциями;
f -класс контрольных точек рабочей станции (с абонентами сетей GSM);
д -класс контрольных точек от рабочей станции до пользователя (ММ1); х -класс рабочих точек для связи с
другими сетями, включая другие TMN;
m -нестандартные внутренние контрольные точки;
t -контрольные точки для связи с другими сетями;
FB - функциональные блоки
WSF -функциональный блок рабочейстанции;
OSF -функциональный блок операционных систем;
MF -промужуточный функциональный блок;
DCF -функции системы связи GSM, связанные с передачей данных;
QAF -функции адаптора Q-интерфейса;
SEF -функции поддержки (обеспечения) абонента;
MEF -функции технического обслуживания абонентов;
NEF -функции элементов сети.
рис. 6.1
Контрольные точки, показанные на рис. 6.1, определяют концептуальные точки информационного обмена между функциональными блоками. Контрольная точка становится интерфейсом, когда функциональные блоки включаются в отдельные части оборудования [6.3].
Такая функциональная концепция GSM TMN обеспечивает выполнение функций сетевого управления на оборудовании PLMN (в смысле использования одних и тех же ресурсов для обработки), над операционными системами и промежуточными устройствами, ориентированными на сетевое управление.
Следует отметить, что в случае применения одного процессора для выполнения функций сетевого управления и функций связи, они всегда логически разделяются.
6.3 Распределение функций сетевого управления в GSM
Операционные системы
Физическая конфигурация TMN обеспечивает альтернативные решения как централизации, так и распределения общих функций операционных систем (OS), что включает в себя:
- обслуживающие прикладные программы;
- функции базы данных;
- обеспечение абонентского терминала;
- анализирующие программы;
- форматирование данных и передачу сообщений.
В GSM TMN все эти функции представлены для централизованной дистанционной обработки, т.е. в центре управления и обслуживания ОМС (в терминологии TMN нужно рассматривать как сетевую OS), тогда как специальные части этих функций (так называемые функции жизнеобеспечения) должны локально присутствовать в узловой базовой OS.
Процессы сопряжения
Составной частью функций сети управления связью являются процессы сопряжения - процессы, которые определяют направления соединений и/или воздействий на информацию, передаваемую между отдельными элементами сети (NE) и операционными системами по каналам передачи данных. Процессы сопряжения классифицируются по пяти общим категориям:
1) управление связью;
2) сопряжение протоколов и обработка данных;
3) сопряжение (объединение) простых функций:
4) процессы принятия решений;
5) хранение данных.
Процессы сопряжения имеют место как в автономном оборудовании, так и в отдельных элементах сети.
Передача данных в GSM TMN
Функции передачи данных (DCF) для GSM TMN обеспечиваются сетью передачи данных (DCN) или локальными сетями связи (LCN).
DCN для GSM TMN соответствует эталонной модели OSI [6.2]. Функции передачи данных включают в себя обеспечение соединения через соответствующие сопряжения различных элементов сети к операционным системам. Интерфейс, используемый в процессе соединений, определяется в Рекомендациях МККТТ М.2х [6.3] как Q3 интерфейс. Этот интерфейс обеспечивает полный доступ ко всем частям TMN. Некоторые функции определены тем, что система сигнализации МККТТ SS N7 должна относиться к интерфейсу Q3.
Для других функций оператор имеет возможность использовать закрепленные каналы с протоколом серии Х.25 или коммутируемые сети пакетной передачи данных общего пользования (PC PDN).
В локальных сетях связи (LCN) при осуществлении соединений с PLMN для реализации функций передачи данных TMN могут использоваться интерфейс Q2 МККТТ и A-bis интерфейс.
Элементы сети
В системе связи GSM элементами сети (NE) являются узлы PLMN, например, MSC, HLR, BSS или любая часть связного оборудования. Элементы сети могут обеспечивать следующие группы функций сетевого управления:
- функции обслуживания объекта (MEF), сопряжены с процессами связи. Обслуживаемый объект (ME) может иметь одну иди более функций MEF;
- функции обеспечения объекта (SEF), непосредственно не включены в процесс связи. К ним относятся, например, локализация отказов, сбор данных. Объект обеспечения (SE) может иметь одну или более функций SEF.
Элементы сети могут иметь функции первой или второй группы, а также то и другое одновременно.
6.4 Стандартные интерфейсы в системе сетевого управления GSM
Стандартные интерфейсы в системе сетевого управления обеспечивают взаимодействие элементов сети, операционных систем и рабочих станций через сети передачи данных (DCN) или локальные сети связи (LCN).
Для гарантированной совместной работы соединяемых элементов сети необходимы четкие технические требования к интерфейсу, функционально независимые от типа устройства и поставщика. Это требует совместимых протоколов связи и совместимого метода представления данных для передачи сообщений, включая совместимые описания групповых сообщений для функций сети управления.
Интерфейсы между TMN
Состав и функциональное назначение интерфейсов в GSM TMN показаны на рис. 6.2. Для передачи сообщений между сетями управления, используемыми, например, разными операторами применяется система сигнализации МККТТ SS N7 или Х.25.
рис. 6.2
При применении SS N7 используются протоколы МККТТ (Голубая книга) Рекомендация Q.795 [6.4].
При использовании сетей Х.25 необходимы дополнительные соглашения между операторами по использованию протоколов более высокого уровня. Некоторые функции сетевого управления определены СЕРТ рабочей подгруппой SPS 6 в Рекомендации GSM 09.02 [6.5], которая требует использования SS N7 в следующих случаях:
- передачи информации между MSC и HLR другой PLMN;
- идентификации оборудования;
- обмене сообщениями между регистрами положения;
- при запросе на "эстафетную передачу".
TMN интерфейс между PLMN и узлами TMN
В общем случае операторы сетей могут свободно использовать либо систему сигнализации SS N7, предусмотренную в PLMN, либо специализированную сеть Х.25 в соответствии с Рекомендациями МККТТ (Голубая кни^а) Q.513 [6.6]. При использовании сетей Х.25 могут быть необходимы средства для преобразования протоколов обмена (Х.25 - SS N7).
Информационный обмен в процессе сетевого управления между BSS и MSC (А-интерфейс, рис. 6.3) обеспечивается SS N7.
Требования к средствам файлового обмена обеспечиваются использованием элементов управления сигнализационными соединениями (SCCP) класса 2 и транспортного протокола X.224 класса 2, либо SCCP класса 3 и Х.224 класса 0. Также предусмотрена специальная версия GSM относительно применения Х.25 соединений на А-интерфейсе.
Интерфейс между BTS и BSC (GSM A-bis интерфейс) основан на применении Lap-D протоколов для информационного обмена при сетевом управлении.
Все узлы PLMN, за исключением BTS, оснащены общим Х.25 интерфейсом. Это обеспечивает полный доступ к TMN на уровне Q3 либо локально, либо дистанционно за счет использования отдельного подключения к PS PDN.
При использовании в PLMN локальных сетей связи TMN интерфейсы определяются СЕРТ Рекомендацией Т/К 02-11 [6.7].
Полная структурная схема процессов управления системой связи GSM, состав и сопряжения протоколов связи показаны на рис. 6.3.
Протоколы более высоких уровней, используемые в GSM TMN
Сопряжение на более высоких уровнях (выше слоя 3) может быть предусмотрено при использовании стандартных протоколов, основанных на МККТТ Рекомендациях (Голубая книга) Q.795
или на стандартах ISO для общих информационных служб управления (CMIS) и доступа и управления файловым обменом (FTAM), как это иллюстрируется на рис. 6.3 [6.8, 6.9].
Однако, на первом этапе не рекомендуется использование ОМАР в GSM TMN, так как этс требует сетевого обслуживания без подключений, которое не может быть поддержано со сторонь SS N7 и Х.25. Кроме того, способы файлового обмена, которые являются обязательными для эф фективного управления PLMN, полностью не определены в ОМАР.
рис. 6.3
Литература к Главе 6
6.1 Bernd F. GSM Network Management.
6.2 С. Smythe Networks and their protocols, Electronics & Communication Engineering Journal, February 1990, pp. 27-34.
6.3 CCITT Recomendation M.2x (Amended third draft; to become M.30 in Blue Book). Principles for a Telecommunications Management Network, March 1988.
6.4 CCITT (Draft Blue Book) Recomendation Q.795, Operations Administration and Maintenance Application Part (ОМАР).
6.5 CEPT Draft Recomendation GSM 09.02, CCITT Signalling System N7, Mobile Application Part (MAP); also referenced as CEPT T/S 43-10.
6.6 CCITT (Draft Blue Book) Recomendation Q.513 "Interfaces for Operations, Administration and Maintenance".
6.7 CEPT Recomendation I/L 02-11, Interfaces for Operation, Maintenance and Supervision of Telecommunications Equipment in Telecommunications Centres, Copenhagen 1987.
6.8 ISO/IEC D7 9595/9596 series, OSI-Management Information Service Definition/Protocol Specification, Dec. 1987.
6.9 ISO/IEC DIS 8571 Series, OSI-File Transfer, Access and Management, April 1988.