1.
Monitorowanie parametrów sieci
telekomunikacyjnej
2.
Sieć telekomunikacyjna
Sieć telekomunikacyjna – obiekt techniczny będący zbiorem łączy
telekomunikacyjnych i innych urządzeń wymaganych do przysyłania informacji pomiędzy
dwoma lub więcej węzłami sieci. W polskim prawie pojęcie sieć telekomunikacyjna
zdefiniowane zostało w ustawie z dnia 16 lipca 2004 r. Prawo telekomunikacyjne, gdzie
oznacza: „systemy transmisyjne oraz urządzenia komutacyjne lub przekierowujące, a także
inne zasoby, które umożliwiają nadawanie, odbiór lub transmisję sygnałów za pomocą
przewodów, fal radiowych, optycznych lub innych środków wykorzystujących energię
elektromagnetyczną, niezależnie od ich rodzaju”.
Sieci telekomunikacyjne to, przykładowo:
publiczna komutowana sieć telefoniczna (PSTN)
sieć komputerowa
sieć Internet
sieć teleksowa
sieć cyfrowa ISDN
3.
Sieć telekomunikacyjna
W ogólności każda sieć telekomunikacyjna składa się z trzech płaszczyzn
(współpracujących ze sobą:
płaszczyzna sterowania
płaszczyzna użytkowa,
płaszczyzna zarządzania
4.
Kontrola przez prezesa UKE
Działania podejmowane przez Prezesa Urzędu Komunikacji Elektronicznej w zakresie
kontroli jakości usług służą realizacji jednego z podstawowych celów ustawy: Prawo
telekomunikacyjne jakim jest zapewnianie użytkownikom usług telekomunikacyjnych
maksymalnych korzyści w zakresie jakości usług.
Jakość usług telekomunikacyjnych jest przedmiotem stałego zainteresowania Prezesa
UKE, a badanie odpowiednich parametrów sieci prowadzone jest przez UKE w sposób ciągły
w formie kontroli prowadzonych w sposób zdalny za pomocą specjalistycznych systemów
AWPiŁ (system autorstwa Instytutu Łączności) i systemu Alcatel 8620. Zdalna kontrola jakości
usług jest jedną z zasadniczych form czynności kontrolnych, do których jest upoważniony
Prezes UKE.
Osiąganie wyraźnie określonych wskaźników jakości usług jest obecnie obowiązkiem
jedynie przedsiębiorcy wyznaczonego do świadczenia usługi powszechnej.(Zestaw usług
powszechnych to „połączenia telefoniczne krajowe i międzynarodowe, w tym do sieci
ruchomych, obejmujące także zapewnienie transmisji dla faksu oraz transmisji danych, w tym
połączenia do sieci Internet”.) Nie zwalnia to jednak innych przedsiębiorców
telekomunikacyjnych ani Prezesa UKE z troski o realizację wskazanego celu prawa
telekomunikacyjnego jakim jest zapewnienie użytkownikom usług telekomunikacyjnych
możliwie najwyższej jakości.
Aktualnie, posiadane przez Prezesa UKE systemy zdalnej kontroli (AWPiŁ i A8620)
pozwalają na badanie wskaźników jakości usług telefonicznych w ruchu krajowym we
wszystkich strefach numeracyjnych telekomunikacyjnej sieci stacjonarnej TP S.A. i innych
operatorów dla połączeń: głosowych oraz transmisji danych w paśmie fonicznym za pomocą
modemów, w tym połączeń faksowych i „wdzwanianych” do Internetu.
5.
Wskaźniki objęte badaniem
Badaniem objęte są wskaźniki wynikające z wyżej wymienionego rozporządzenia
Ministra Infrastruktury:
stopa nieskutecznych wywołań,
czas zestawiania połączenia,
jakość transmisji danych w paśmie fonicznym za pomocą modemów,
oraz dodatkowe pozwalające na dokładniejszą analizę jakości telefonicznych połączeń
głosowych takie, jak:
tłumienność,
psofometryczny poziom mocy szumu,
opóźnienie sygnału zgłoszenia,
opóźnienie zwrotnego sygnału wywołania,
poziom sygnału zgłoszenia,
poziom zwrotnego sygnału wywołania.
6.
Przykładowe parametry
Tutaj widzimy przykładowe parametry do wybranych usług: Telefonia stacjonarna i
komórkowa, internet stacjonarny i VoIP. Parametry te są niezwykle istotne do dobrej jakości
usługi, kiepska jakość jednego z nich całkowicie pogarsza jakość całej usługi.
7.
Opracowanie wskaźników
Prezes UKE podejmie również działania zmierzające do opracowania wskaźników
jakości usług telekomunikacyjnych. Celem tych działań będzie opracowanie jednolitej listy
wskaźników oraz unifikacja procedur badania i oceny jakości usług, tak dla regulatora, jaki i
dla wszystkich operatorów świadczących usługi telekomunikacyjne publicznie dostępne, w
tym i usługi powszechnej. Efekt tych prac stałby się podstawą propozycji zmiany właściwego
rozporządzenia Ministra Infrastruktury.
(lol my to zrobiliśmy na Klinku :D)
8.
Łańcuch działań i procesów
W ramach działań Operatora można opisać łańcuch działań i procesów
zapewniających rozwój firmy i świadczenie usług na należytym poziomie:
• Budowa i udostępnianie sieci
• Utrzymanie i zarządzanie sieci
• Rozwój i zarządzanie produktami
• Sprzedaż, dystrybucja i marketing
• Billing i obsługa płatności
• Zarządzanie klientami
W naszym przypadku interesuje nas Utrzymanie i zarządzanie siecią , to właśnie te
działania sprawują kontrole nad jakością usług , co de facto kontrolują parametry.
9.
Model zarządzania siecią według ISO
ISO wniosło wielki wkład w opracowanie standardów sieci komputerowych. Model
opracowany przez tę organizację jest bardzo przydatny do tego, aby zrozumieć istotne
funkcje systemu zarządzania. Składa się on z pięciu podstawowych części:
zarządzanie wydajnością
konfiguracją
sprawozdawczością
uszkodzeniami
bezpieczeństwem.
10.
Typowa Architektura systemu
zarządzania
Większość używanych obecnie systemów zarządzania siecią opiera się na typowej
architekturze pokazanej na rysunku. Stacje sieciowe (systemy komputerowe, komputery PC i
NC oraz inne urządzenia sieciowe) są nadzorowane przez oprogramowanie umożliwiające im
wysyłanie alarmów w sytuacjach wystąpienia nieprawidłowości (np. w wypadku
przekroczenia zadanych przez użytkownika wartości progowych). Alarmy są przyjmowane
przez program menedżer, rezydujący w centralnej stacji zarządzającej i inicjujący takie akcje,
jak powiadamianie operatora, zamknięcie systemu lub próba automatycznej naprawy
systemu.
Program menedżer może ponadto odpytywać (Polling) stacje sieciowe w celu
sprawdzenia wartości pewnych zmiennych. Odpytywanie może być automatyczne lub
zainicjowane przez użytkownika; w obu wypadkach rezydujące w urządzeniach sieciowych
moduły programowe - zwane agentami - udzielają odpowiedzi na te zapytania. W
urządzeniach sieciowych ponadto rezydują moduły baz danych do zarządzania MIB
(Management Information Base), przechowujące informacje o tych obiektach.
Znormalizowanym mechanizmem zbierania, przesyłania i pamiętania informacji
zarządzających jest protokół zarządzania siecią. Najpopularniejszymi z nich są: protokół
SNMP (Simple Network Management Protocol) i protokół CMIP (Common Management
Information Protocol). Elementy proxy dostarczają informacji zarządzającej na rzecz innych
jednostek.
11.
Zarządzanie wydajnością
Celem zarządzania wydajnością jest pomiar i kontrola parametrów sieci. Umożliwia to
utrzymywanie wydajności na akceptowanym poziomie. Przykładami tej funkcji systemu
zarządzającego są: przepustowość sieci, czasy odpowiedzi oraz stopień użytkowania
poszczególnych części sieci.
Zarządzanie wydajnością można sprowadzić do trzech podstawowych kroków:
1. Gromadzenie danych w formie zmiennych, interesujących administratora sieci.
2. Analiza danych w celu określenia normalnej pracy sieci.
3. Określenie progu wartości dla każdej zmiennej tak, by jego przekroczenie oznaczało
problem występujący w sieci, którym trzeba się zająć.
Jednostki zarządzające, rezydujące w poszczególnych urządzeniach sieciowych, w
sposób ciągły monitorują zmienne. Jeśli zadany próg zostaje przekroczony, to jest
generowany alarm, wysyłany następnie do systemu zarządzania siecią.
12.
Zarządzanie konfiguracją
Celem zarządzania konfiguracją sieci jest monitorowanie sieci i systemowych
informacji konfiguracyjnych w taki sposób, że działanie różnych wersji elementów
sprzętowych i programowych może być śledzone i nadzorowane. Każde urządzenie sieciowe
ma wiele wersji informacji z nim związanych, np. NetWare wersja 4.1.
Podsystemy zarządzania konfiguracją pamiętają te informacje w bazie danych. Przy
pojawieniu się problemu baza danych jest przeszukiwana, aby wspomóc proces rozwiązania
problemu.
13.
Zarządzanie sprawozdawczością
Celem zarządzania sprawozdawczością jest pomiar parametrów użytkowych sieci,
które mogą być regulowane w odniesieniu do pojedynczego użytkownika lub grupy
użytkowników. Regulacja taka minimalizuje problemy sieci i ułatwia użytkownikom dostęp do
sieci.
Pierwszym krokiem w zarządzaniu sprawozdawczością jest pomiar wykorzystania
wszystkich ważnych zasobów sieciowych. Analiza tych rezultatów umożliwia wgląd w bieżące
parametry użytkowe, które mogą być teraz zanotowane. Pewne korekty mogą być oczywiście
potrzebne dla osiągnięcia optymalnych warunków dostępu. Od tego momentu poczynając,
pomiary intensywności użycia zasobów sieci mogą być związane z billingiem.
14.
Zarządzanie uszkodzeniami
Celem zarządzania uszkodzeniami jest detekcja uszkodzeń sieci i powiadamianie
użytkowników o ich wystąpieniu. Ponieważ uszkodzenia mogą powodować nieakceptowalną
degradację pracy sieci, zarządzanie uszkodzeniami jest - być może - najszerzej
implementowanym elementem zarządzania siecią według ISO.
Zarządzanie uszkodzeniami umożliwia określenie symptomów uszkodzenia sieci oraz
izolowanie występującego problemu. Potem problem jest definiowany, a rozwiązanie
testowane. Na koniec detekcja i rozwiązanie problemu zostają zapamiętane.
15.
Zarządzanie bezpieczeństwem
Celem zarządzania bezpieczeństwem jest sterowanie dostępem do zasobów sieci, tak
by uniknąć degradacji pracy sieci, a w szczególności, by dostęp do zasobów sieci był
niemożliwy bez właściwej autoryzacji. Na przykład, podsystem zarządzania bezpieczeństwem,
monitorując logowanie się użytkowników do zasobów sieci, może nie zezwalać na dostęp
tym, którzy nie używają właściwych kodów dostępu.
Podsystem zarządzania bezpieczeństwem dzieli niejako sieć na dwie części:
autoryzowaną i nie autoryzowaną. Użytkownicy zajmujący w hierarchii pracowników firmy
niskie szczeble mają zwykle bardzo ograniczony dostęp do zasobów sieci.
Podsystem zarządzania bezpieczeństwem realizuje wiele funkcji. Identyfikuje ważne
zasoby sieci i określa relacje między nimi a zbiorami użytkowników. Ponadto monitoruje
punkty dostępu do ważnych zasobów sieciowych.
16.
Monitorowanie systemu na przykładzie
IPTV
Jest to uproszczona wersja systemu IPTV. Widzimy tu główne punkty monitoringu.
Badaniu podlegają parametry na stykach poszczególnych domen (A,B,C,D). Sprawdzane są
szczególnie urządzenia narażone na obciążenia (A1,B1,C1,D1).
17.
Punkty
monitoringu
systemu
IPTV:
Punkty monitoringu systemu IPTV:
Funkcje określone mianem podstawowych są wspólne dla wszystkich punktów
monitoringu.
Do funkcji podstawowych zaliczamy:
Żądania/odpowiedzi czasu rzeczywistego;
Powiadomienia w czasie rzeczywistym o zdarzeniach niezsynchronizowanych;
Niezawodne i bezpieczne dostarczanie wszelkich wiadomości w sieci;
Synchronizacja czasu z innymi punktami monitoringu.
18.
Monitorowanie systemu IPTV
Punkty monitoringu systemu - w tabeli zdefiniowane zostały funkcje charakterystyczne dla
każdego z punktów monitoringu.
19.
Systemy do monitorowania
Zaawansowany system monitoringu pozwala na wprowadzenie lepszej kontroli
przyjmowania zgłoszeń (ang. admission control) oraz dynamiczne modyfikacje parametrów
kontraktów QoS przy jednoczesnym zachowaniu wysokiego poziomu subiektywnego
postrzegania jakości usługi przez użytkownika końcowego (ang. Quality of Experience - QoE).
Działanie: wykonywanie pomiarów w sposób ciągły w rozproszonej architekturze
systemu monitorowania parametrów warstwy fizycznej i łącza danych oraz na wprowadzeniu
mechanizmu korekcyjnego w oparciu o historyczne dane pomiarowe.
20.
Jakość usług schemat
21.
Metody subiektywne
Na metody subiektywne oceny jakości wrażenia QoE składają się:
przygotowane do badań materiały
grupa uczestników
uśrednione wyniki z otrzymanych ocen stanowiące podstawę do oszacowania jakości
danego pliku.
Grupa uczestników powinna zawierać minimum 15 osób w różnym przedziale wiekowym.
Choć w preferowanej opcji grupa ta złożona jest z ludzi niebędących ekspertami w danej
dziedzinie, dopuszcza się również takie opcje, gdzie tych 15 osób to inżynierowie i specjaliści
od np. jakości obrazu. Osoby te przed przystąpieniem do właściwego testu informowane są o
sposobie jego przeprowadzania, a także poddawane testowi próbnemu w celu „adaptacji
wzroku oceniających do aktualnie panujących warunków"
Długość prezentowanych próbek badawczych powinna być tak dobrana, aby cała
sesja testowa trwała maksymalnie 30 minut. Formalnie używany jest system oceniający MOS
(ang. Mean Opinion Score), a zdefiniowany przez ITU w zaleceniu ITU-T P.800. System ten
wykorzystuje pięciostopniową skalę. (Co widzimy na następnym slajdzie)
22.
SYSTEM MOS
23.
QoS
Jakość usług sieciowych (ang. Quality of Service - QoS) jest QoS jest pojęciem
sieciowym, które określa poziom gwarantowanych osiągów parametrów sieciowych.
Uogólniając, QoS jest zbiorem mechanizmów, które mają zapewnić dostarczenie
przewidywalnego poziomu jakości usług sieciowych, poprzez zapewnienie określonych
parametrów transmisji danych, w celu osiągnięcia satysfakcji użytkownika.
Definicja QoS jest związana z technicznym podejściem do gwarancji parametrów
transmisji danych. Jednak inne podejście mogą mieć użytkownicy sieci, dla których
najistotniejsze jest uzyskanie jak najbardziej zadowalającej jakości użytkowania danych usług.
Jeszcze inne mają dostawcy, dla których istotne jest z jednej strony uzyskanie wysokiej oceny
zadowolenia użytkownika, lecz z drugiej strony także zapewnienie możliwości technicznej jej
realizacji i koszty. W związku z tym stosowany jest podział na trzy podstawowe kategorie
QoS:
postrzegalną jakość usług (ang. perceived QoS),
ocenianą jakość usługi (ang. assessed QoS).
wrodzoną jakość usług (ang. intrisinc QoS),
Pierwsza z nich dotyczy wrażeń użytkownika podczas korzystania z usługi.
Oceniana jakość usługi występuje wtedy, gdy użytkownik stoi przed wyborem
korzystania lub rezygnacji z tej usługi. Jego wybór może zależeć m.in. od reakcji dostawcy na
reklamacje, ceny i marketingu.
Najważniejsza jest wrodzona jakość usług. Związana jest z parametrami technicznymi,
parametrami łącza transmisyjnego, poprzez zastosowane protokoły transmisyjne do
mechanizmów mających zapewnić jakość usługi.
Parametrami, które determinują wrodzoną jakość usług są:
1)przepustowość;
2)opóźnienie;
3)fluktuacje opóźnienia;
4)straty pakietów;
24.
Przykładowe rozwiązania
Network Performance Monitoring przeznaczony jest do monitorowania jakości działania sieci
telekomunikacyjnych w czasie rzeczywistym. Rozwiązanie poprawia efektywność operacyjną
operatora sieci telekomunikacyjnych oraz znacząco zmniejsza całkowity koszt utrzymania (Total
Cost of Ownership).
Network Performance Monitoring monitoruje wydajność sieci poprzez analizę kluczowych
wskaźników efektywności sieci zdefiniowanych przez użytkownika.
System przygotowany jest do działania na dużych wolumenach danych zebranych z różnych
technologii (UMTS, EVDO, IP/MPLS, WiMAX, LTE, etc.). Rozwiązanie umożliwia śledzenie
wskaźników w czasie rzeczywistym tak, aby pracownicy mogli błyskawicznie reagować na
wszelkie problemy związane z wydajnością sieci.
Network Performance Monitoring umożliwia elastyczne modelowanie ważnych parametrów
związanych z monitoringiem wszelkich aspektów związanych z wydajnością sieci. Zebrane przez
system dane charakteryzuje bardzo wysoka szczegółowość.
25.
Przykładowe rozwiązania
MESH- Zaawansowany system monitorowania w sieciach standardu IEEE 802.11a/g/e
o strukturze kraty ze wsparciem jakości świadczonych usług.
Projekt badawczy podejmuje problematykę ciągłego monitorowania parametrów warstwy
fizycznej i podwarstwy MAC w węzłach bezprzewodowej sieci kratowej oraz gromadzenia i
przetwarzania wyników pomiarowych, w krótkim i długim horyzoncie czasowym.
Zaawansowany system monitoringu pozwala na wprowadzenie lepszej kontroli przyjmowania
zgłoszeń (ang. admission control) oraz dynamiczne modyfikacje parametrów kontraktów QoS
przy jednoczesnym zachowaniu wysokiego poziomu subiektywnego postrzegania jakości
usługi przez użytkownika końcowego (ang. Quality of Experience - QoE).
Efektem końcowym projektu jest model architektury zaawansowanego systemu
monitorowania parametrów warstwy fizycznej i łącza danych, którego pomiary poprawiają
jakość świadczonych usług i który pozwala na optymalizację konfiguracji parametrów
nadajników w węzłach bezprzewodowej sieci o strukturze kraty. Poszczególne moduły
tworzące architekturę systemu monitorowania zostały zaimplementowane w systemie
operacyjnym Linux i uruchomione w węzłach testowej topologii sieci kratowej.