ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА ФИЗИЧЕСКИХ КАНАЛОВ ЦИФРОВОЙ АБОНЕНТСКОЙ ЛИНИИ

Сеть передачи данных ОАО "РЖД" — одна из самых больших российских телекоммуникационных сетей. В соответствии с концепцией «сетей нового поколения» (NGN) по иерархическому назначению телекоммуникационная сеть условно делится на сегмент базовой сети, сегмент сети доступа и сегмент пользовательской сети. В настоящее время на сети связи ОАО "РЖД" различают магистральный и технологический сегменты. Магистральный сегмент предоставляет услуги на уровне управления компании и управления дорог. Первичная цифровая сеть связи магистрального сегмента строится на системах передачи синхронной цифровой иерархии уровня STM1 — STM16, обеспечивает все услуги междугородной, международной и местной связи, а также взаимодействует с взаимоувязанной сетью связи Российской Федерации. Магистральный сегмент предоставляет каналы связи во вторичные сети на магистральном, дорожном уровнях. Назначением технологического сегмента является обеспечение передачи требуемого объема информации в системах информатизации и управления железнодорожным транспортом в пределах одной дороги. Технологический сегмент интегрирует вторичные сети оперативно-технологической связи, общетехнологической связи и передачи данных на базе первичной сети связи технологического сегмента дороги. Каждый сегмент характеризуется определенным уровнем требований к пропускной способности, надежности, безопасности, мобильности и другим характеристикам предоставляемых услуг по подключению узлов сегментов сети более низкого уровня и информационных устройств.

В зоне обслуживания каждого информационно-вычислительного центра находится структурированная сеть связи на основе цифровой абонентский линии (xDSL). Линия построена на основе высоконадёжного оборудования: модемы Zyxel Prestige, модульные IP xDSL-коммутаторы IES-1000, маршрутизаторы Cisco 1803 и 1841, которые связаны между собой физическими линиями связи.

  Параметры физических линии связи зачастую не соответствуют норме, что приводит к прерываниям связи с оконечными узлами ЛВС. Из-за разрывов связи снижается качество предоставления услуг, непрерывность и доступность сервисов, предоставляемых пользователям информационных систем. Измерение параметров линий осуществляется вручную, после того, когда неисправность уже проявилась. В результате предоставление услуг пользователю становится невозможным.

Одним из возможных решений является автоматизация процесса диагностики качества физической линии связи. Система мониторинга xDSL каналов (далее система) предназначена для сбора статистики с устройств СПД о состоянии параметров линии связи. На основании полученных данных система предусматривает выявление проблемных физических линий с последующим информированием технического персонала. Что поспособствует снижению среднего времени восстановления отказов (MTTR) и стабилизации связи до наступления критической ситуации.

Система будет собирать данные по трем основным параметрам:

1. Предел помехоустойчивости (noise margin), отношении сигнал/шум. Предел помехоустойчивости при приеме данных) - используется в качестве критерия оценки состояния линии и определяет минимальный предел, при котором уровень сигнала выше уровня шума. До 6dB — плохая линия, присутствуют проблемы синхронизации, и система немедленно сообщит об этом техническому персоналу по средствам электронной почтовой системы, либо в режиме реального времени параметр этого канала будет визуально сигнализировать через интерфейс пользователя о наличии неисправности. При характеристиках от 11 до 28 dB канал находится в хорошем состоянии, от 29 dB в отличном состоянии.

2. Затухание (attenuation upstream), зависит от дистанции и показывает затухание при приеме данных. До 20 dB отличная линия, от 20 до 60 dB возможны сбои и периодические пропадание синхронизации, от 60 dB оборудование работать не будет.

3. Фактическая скорость передачи данных, которая может варьироваться от 512 кбт/с до 5 мб/с. Скорость передачи зависит от длинны кабеля, от состояния устройства, от внешних факторов.

Структурная схема взаимодействия устройств, системы мониторинга и оператора представлена на рисунке 1.

Рисунок 1. Структурная схема

Для начала работы с системой мониторинга оператору необходимо создать и описать канал, где указывается устройство с ip адресом. Затем система, с заданным периодом времени, начинает опрос устройств по средствам скрипта и подключения по telnet. Скрипт пересылает параметры в систему, которые записываются в БД. Оператор может посмотреть состояние канала в режиме реального времени, есть возможность не дожидаться следующего опроса и принудительно опросить или если один из параметров ухудшится ему придет сообщение по ЭПС для оперативного реагирования. Так же у оператора есть возможность просмотреть состояние параметров за определенный период, где будет представлен график в виде диаграммы.

Актуальными остаются вопросы разработки скриптовых программ для опроса оборудования. Вызвано это большим разнообразием оборудования от разных производителей и отсутствием единого формата команд управления и представления данных. Данная проблема может быть решена разработкой универсального конвертера либо использования протокола SNMP – являющегося стандартом для управления оборудованием в ip сетях.

Так же остается вопрос в автоматическом реагировании на ухудшение или улучшения состояния канала. Если произошло ухудшение одного из параметров, то в автоматическом режиме запускается скрипт, который снизит скорость передачи данных принудительно, а при улучшении снова восстановит исходную.

Сложность заключается в том, что оборудования разных моделей и фирм большое количество и сделать единообразие проблематично.

Разработка и внедрение данной системы, которая получает, анализирует и сообщает нам о каких-либо проблемах физических каналов связи, а так же позволяет оператору в режиме реального времени просмотр характеристик канала и его состояния, для дальнейшего реагирования, приведёт к снижению среднего времени восстановления отказов.

Список литературы:

1. Маневич П.Л. Развитие инфраструктуры связи железнодорожного транспорта // Мир Связи. — №3, 2007. — С.11.13.
2. Основы современных компьютерных технологий: Учебн. пособие.–СПб.: Корона принт, 1998.– 448 с.
3.  Уэнделл Одом. Книга "Официальное руководство Cisco по подготовке к сертификационным экзаменам CCNA ICND2 200-101. Маршрутизация и коммутация", 2015. – 912 с.