Rambler's Top100
Статьи ИКС № 3 2006
С.В. СОТНИКОВ  01 марта 2006

Дистанционный менеджмент и мониторинг костромского мультисервиса

Мультисервисная сеть в Костроме, построенная по решению ОАО «ЦентрТелеком», имеет ряд особенностей, выделяющих ее из множества других российских сетей кабельного телевидения. Это разветвленная гибридная волоконно-коаксиальная сеть общегородского масштаба с проектной емкостью 67 тыс. абонентов, которая уже на первом этапе ввода в эксплуатацию предоставляла абонентам услуги передачи данных и VoIP-телефонии. Причем в коммерческой политике оператора данные сервисы отнюдь не вторичны по отношению к услугам КТВ, собственно ради них в первую очередь и строилась сеть.

МСС обслуживает не только частных лиц, т.е. сектор SOHO (обычно это предмет заботы «классического» оператора кабельного ТВ), но и широкий круг корпоративных клиентов – банки, предприятия, областную и городскую администрации, подразделения МВД и другие службы Костромы. Им предоставляются главным образом услуги VoIP-телефонии, передачи данных, различные IP-сервисы (связь между офисными сетями, сетями LAN, MAN и корпоративными серверами в разных частях города, доступ к базам данных и т.п.).

Передача данных через инфраструктуру телевизионной кабельной сети осуществляется на основе технологии DOCSIS. Оптическая транспортная среда Костромской МСС также используется для передачи данных (по технологиям ATM/SDH, Ethernet) и в качестве опорной сети для организации городских Wi-Fi-сетей. Для каждой технологии выделены волокна в общей ВОЛС города, где имеется 40 оптических узлов и более 200 магистральных усилителей на базе универсальных оптико-усилительных платформ Teleste Access.

Планирование коммерческой деятельности МСС изначально учитывало возможность штрафных санкций в случае возникновения перебоев при предоставлении услуг корпоративным заказчикам, с которыми оператор будет связан жесткими контрактными обязательствами. Технические программные средства сети должны были минимизировать вероятность таких финансовых потерь. Поэтому большое значение придавалось надежности сети.

Чтобы сеть работала надежно

С этой целью в оптических кольцах инфраструктуры было решено использовать автоматическое резервирование по направлению и оборудованию. Однако этой мерой не стали ограничиваться. «ЦентрТелеком» и Костромской МРУЭС его Верхневолжского филиала (до 2005 г. – Костромской филиал «Центрелекома») задались целью использовать самые современные методы обеспечения надежности и управляемости, в том числе дополнить технические средства современной системой дистанционного менеджмента и мониторинга HFC-сети, которая помогает решить целый комплекс непростых задач:
  • повышает надежность и безопасность сети;
  • обеспечивает оперативность ремонтно-восстановительных работ;
  • упрощает локализацию мест повреждения кабелей, пропадания электропитания, нарушения или снижения качества контактов, выхода из строя оборудования, а также локализацию сегментов сети, пораженных в обратном канале шумами ингрессии;
  • сокращает время ремонтно-восстановительных работ;
  • снижает прямые и косвенные убытки из-за отказов в сети или мгновенной локализации мест неисправности;
  • обеспечивает экономию денежных средств за счет сокращения численности персонала.
Для внедрения на Костромской МСС была выбрана система дистанционного менеджмента и мониторинга фирмы Teleste, проверенная длительной эксплуатацией на крупных CATV- и ATM/SDN-сетях Европы.

Основные возможности системы – дистанционный мониторинг и управление всеми активными элементами HFCсети: модулями центральной головной (ЦГС) и подголовной (ПГС) станций; оптическими узлами (ОУ); субмагистральными и магистральными усилителями (МУ).

Таким образом, главная задача системы – непрерывное наблюдение за работой транспортной среды HFCсети и при необходимости – оперативное вмешательство. Оператор системы получает полное представление об изменениях в работе активных элементов сети и возможность управления ими. Оперативная информация обрабатывается и хранится в памяти системного блока любого подключенного к системе терминала. Оператор может по записям в журнале программы судить об изменениях в работе системы в целом и ее элементов (рис. 1).

Как действует система…

Основные программы системы менеджмента и мониторинга:
  • CATVisor EMS Server – главное ПО для получения, хранения и обработки информации, поступающей от активных элементов сети;
  • CATVisor EMS Explorer – графический пользовательский интерфейс, обеспечивающий удаленный доступ к центральному и локальным контроллерам системы, к данным EMS Server.
Программа EMS Server «дирижирует» непрерывным процессом мониторинга и менеджмента активных элементов сети, обеспечивая дистанционное управление HFC-сетью и оборудованием из любой точки, которая имеет выход в глобальные сети; локальное и удаленное конфигурирование и управление всеми активными элементами сети; контроль отказов и сбор статистической информации; соединение с элементами сети по IP-протоколу и поддержку протокола управления сетями SNMP; совместимость с Windows и интеграцию с открытым стандартом HMS. Фактически взаимодействие с активными элементами сети осуществляет установленный на ЦГС головной контроллер системы, управляемый EMS Server.

Программа EMS Explorer может устанавливаться как на компьютере, обслуживающем ЦГС, так и на удаленных компьютерах, подключение которых к EMS Server производится через TCP/IP-сети. Обе программы работают по принципу «клиент–сервер». К базовой TCP/IP-сети можно подключить любое количество компьютеров, снабженных EMS Explorer и EMS Server. Программное обеспечение системы устанавливается на компьютеры, обслуживающие ЦГС и ПГС, а также подключаемые к системе через Интернет или соответствующие интерфейсы непосредственно к объектам мониторинга – элементам сети (ОУ, МУ).

Аппаратные средства системы – головные контроллеры и транспондеры.

Центральные головные контроллеры DMM201/DSM100 находятся соответственно на ЦГС и ПГС, выполняя функции маршрутизатора для удаленного доступа в HFC-сеть через TCP/IP-сети (это важнейшая особенность системы). Контроллер содержит три интерфейса – RS-232, 10BaseT (RJ-45), RF-коннектор для подключения соответственно к последовательному порту обмена данными компьютера, Ethernet-сети и HFC-сети. Для обмена данными в HFC-сети используется узкая частотная полоса шириной 0,4 МГц. В прямом канале 85–118 МГц для этих целей выделяется свободный участок FM-диапазона или канал СК1, в обратном – любой свободный участок полосы 7–21 МГц. Применяется FSK-модуляция (частотная манипуляция), обладающая высокой помехозащищенностью.

В контролируемые активные элементы сети для возможности обмена данными устанавливаются модули EMT-транспондеров, для оптических узлов и магистральных усилителей предназначены транспондеры АС6950 (рис. 2). Скорость модема (38 кбит/с) вполне достаточна, чтобы передать телеметрию оптико-усилительных платформ. Предусмотрено прямое подключение ноутбука линейного инженера к транспондеру через интерфейс RS-485 (коннектор RJ-45).

…и что она умеет

Для того чтобы составить представление о действенности системы дистанционного менеджмента Костромской МСС, приведем перечень ее функциональных возможностей, реализуемых во всех оптических и магистральных усилителях:
  • поканальное измерение уровня цифровых (QAM) или аналоговых ТВ-каналов;
  • ступенчатое управление уровнем сигнала обратного канала для минимизации шумов ингрессии вплоть до полного отключения пораженного шумами сегмента;
  • измерение выходного напряжения основного и резервного блоков питания, напряжения дистанционного питания, номиналов напряжения материнской платы, температуры внутри платформы;
  • контроль несанкционированного открывания крышки корпуса платформы и включение местной сигнализации при подключении внешних устройств;
  • идентификация серийных номеров и версий встраиваемых модулей,
  • конфигурирование платформы с помощью переносного компьютера или программатора DVX012.
Конфигурация оптических узлов и магистральных усилителей дистанционно считывается из памяти платформы и доступна на ЦГС и терминалах, подключенных к EMS Server.

Оператор ЦГС Костромской МСС имеет дистанционный доступ к анализатору спектра, встроенному в транспондер AC6950, и управляет выходным уровнем оптического узла (рис. 3). Платформы магистральных усилителей позволяют регулировать выходной уровень и наклон частотной характеристики (АРУН): после измерения параметры оперативно приводятся в соответствие с заданными. Для этого используются 1–2 пилот-сигнала аналоговых/цифровых ТВ-каналов на выбранных частотах и модуль электронного регулирования наклона и усиления AC6170.

Измеритель спектра в транспондере не только отображает выходной сигнал на экране (для наблюдения за уровнями каждого аналогового или цифрового канала на выходе МУ или ОУ), но и сообщает об отклонении его уровня от заданных пределов в любом канале. Кроме того, в ведении транспондера отключение сегмента сети, пораженного шумами ингрессии в обратном канале, а также слежение за температурой и важнейшими напряжениями контролируемого элемента сети.

Система дистанционного мониторинга работает следующим образом. EMS Server с помощью головного контроллера, используя выделенные частотные полосы в прямом и обратном каналах, постоянно опрашивает все транспондеры в усилителях и оптических узлах. На основе полученной информации программа создает базу данных о текущем состоянии приборов, выявляя любые отклонения и неисправности. Такой же опрос производится для всех ЦГС и ПГС.

Полученная информация делится на 3 группы: сообщения о неисправностях, предупреждения и уведомления – и может храниться на дистанционных или локальных терминалах системы мониторинга, так же как и результаты измерений уровней каналов. Причем оператор имеет возможность добавить собственные комментарии зафиксированных системой событий.

Транспондер получает информацию о составе платформы, технических параметрах (уровни RF-сигнала канального плана, оптическая мощность, рабочее напряжение, температура внутри платформы) и передает ее по обратному каналу на головной контроллер ЦГС, где информация записывается в журнал EMS Server. Интерфейс EMS Explorer позволяет наглядно представить данные о техническом состоянии активных элементов сети, чем помогает оператору принять правильное управленческое решение в момент появления неисправности.

Таким образом, оператор получает мощный инструмент управления сетью, что в конечном итоге весьма положительно отражается на экономических показателях и перспективах развития мультисервисной инфраструктуры.

Как создавалась система дистанционного менеджмента HFC-сетей

Появление таких систем связано прежде всего с эволюцией HFC-сетей от обычных телевизионных кабельных сетей к мультисервисным, с изменившимися функциями и составом пакетов услуг.

С конца 80-х годов в США и Западной Европе бурно развиваются гибридные оптико-коаксиальные сети, а с конца 90-х годов, вместе с активным внедрением технологии DOCSIS для передачи данных по сетям КТВ, происходит увеличение масштабов и усложнение структуры HFC-сетей. К концу 2000 г. одна только компания 3Com реализовала на рынке свыше миллиона кабельных модемов DOCSIS, а уже в 2002 г. в мире их использовалось более 20 млн.

Происходит взрывной рост HFC-сетей, предоставляющих пакеты услуг по передаче IP-трафика, в том числе корпоративным клиентам. В связи с этим повышается ответственность операторов за сбои в работе сетей и повышается потребность в их надежности и безопасности. Поэтому ведущие мировые производители уже в конце 90-х годов начали разрабатывать для HFC-сетей собственные системы менеджмента и мониторинга. Общество инженеров кабельных телекоммуникаций (SCTE), аккредитованное Американским институтом национальных стандартов (ANSI), сформировало требования к открытому международному стандарту менеджмента HFC-сетей – HMS (Hybrid Management Sublayer), и в августе 2002 г. были опубликованы его согласованные спецификации.

Ввиду технической сложности и значительных инвестиций в исследования до практической реализации доживают далеко не все разработки. Ряд систем мониторинга HFC-сетей, заявленных производителями, не имеют подтверждения о практическом внедрении и фактически недоступны операторам.
Поделиться:
Заметили неточность или опечатку в тексте? Выделите её мышкой и нажмите: Ctrl + Enter. Спасибо!