Существует несколько принципиальных отличий сетей NGN от традиционных сетей связи с коммутацией каналов. Все эти отличия влияют на принципы организации измерений в сетях NGN. Из наиболее существенных отличий можно перечислить:
В результате при описании динамики изменения параметров качества даже одного потока, мы получаем зависимость
т.е. 9-мерное фазовое пространство явления. Учитывая, что весь профиль нагрузки влияет на параметры качества не менее, чем сами параметры потока, мы получаем теоретическую невозможность сформировать полное описание поведения параметров качества мультисервисных сетей, поскольку мы имеем дело с многомерным представлением и количеством измерений, стремящимся к бесконечности.
Общий теоретический базис NGN можно представить следующей схемой.
По этой причине в сетях NGN имеет место «эффект домино», когда целые сегменты начинают работать неустойчиво в силу обстоятельств работы сети.
Виртуализация и особенности представления услуг. QoS и SLA.
С технологией NGN непосредственно связаны новые методы предоставления услуг. Если раньше оператор предоставлял в аренду некоторый ресурс (каналы данных, телефонные линии, часть коммутационного поля в Centrex и пр.), причем арендованный ресурс сохранял в большой степени свои характеристики в течении эксплуатации, то теперь концепция изменилась. Оператор передает пользователю доступ к ресурсу, который находится у оператора, например доступ к сети Gigabit Ethernet. В результате встает задача регламентирования работы абонента в сети. Как следствие, оператор должен обезопасить свою сеть и других пользователей от неправильного пользования ресурсом. Как следствие, нет никакой надежды на то, что появятся единые нормы на параметры подключения к ресурсу, такие нормы оговариваются в контракте на подключение и получают форму соглашения о качестве предоставляемых услуг (SLA). Основная цель SLA - оговорить зону доступных действий пользователя в соответствии с описанием, приведенным выше. SLA должен дополняться биллинговыми данными.
По этой причине SLA оказывается очень большим документом и тем не менее не оговаривает все возможные ситуации на сети, это теоретически невозможно. Тем не менее, оказывается возможным оговорить все вероятные ситуации.
Опыт работы по SLA должен иметь каждый оператор, поскольку в демократичном мире NGN, SLA - это единственный норматив, которому должны следовать в своей работе операторы. Также, SLA - это единственный метод регулирования взаимоотношений между операторами.
Роль трафиковой имитации при эксплуатации NGN
Как это часто бывало в истории инженерной мысли, выход из теоретического тупика может быть найдет в практическом эксперименте. В частности, в условиях, когда параметры качества оказываются зависящими от уровня нагрузки на сеть, единственным методом их измерения является сопряжение методов анализа QoS с детальной трафиковой имитацией.
Принцип трафиковой имитации представлен на простой схеме.
Суть метода напоминает кардиографию. Кардиограмма пациента может быть хорошей, но, посадив его на велосипед и снимая кардиограмму под нагрузкой, мы получим данные о всех его болезнях. Более подробно структура измерений с использованием трафиковой имитации представлена на следующем рисунке.
Наглядно видно, что метод трафиковой имитации представляет собой довольно сложный эксперимент, требующий глубоких знаний о технологии. Но все это вполне соответствует новому мышлению и новой технологии NGN.
Первые опыты использования трафиковой имитации в NGN показали высокую значимость метода на всех этапах развития сети, включая следующие этапы:
1. Выбор оборудования под конкретную задачу
2. Пуско-наладка при вводе нового сегмента
3. Эксплуатация, развитие и модернизация сети
4. Контроль SLA на абонентском или межоператорском уровне.
Conformance или Performance?
С исключительной ролью трафиковой имитации связан важный идеологический принцип методик для диагностики сетей NGN: в сетях NGN уменьшается значение тестов функциональности оборудования (Conformance) и увеличивается роль тестов производительности оборудования (Performance).
Измерения функциональности исторически использовались в методиках измерений как метод проверки работоспособности оборудования или сегментов сети. Согласно схеме для проверки правильности взаимодействия устройств А и В между ними включается прибор, проверяющий корректность взаимодействия этих устройств между собой. Такие измерения называются функциональными, поскольку в процессе их проверяется правильность функционирования оборудования.
Принципы организации тестов функциональности (Conformance)
В результате проведения функциональных измерений можно гарантировать в той или иной степени взаимодействие разных устройств. Можно ответить на вопросы:
1. Будет ли устройство А работать в паре с устройством В?
2. Будет ли предоставляться при таком соединении услуги и есть ли ограничения на перечень услуг?
Тесты производительности тесно связаны с трафиковой имитацией. Целью тестов производительности (Performance) является определение потенциальных ограничений на функционирование оборудования в условиях штатных и пиковых нагрузок.
Для проверки производительности канала между оборудованием А и В прибор должен не просто подключиться к данному каналу, но и обеспечить загрузку тестируемого канала до пиковой нагрузки с имитацией различных профилей трафика, которые ожидаемы в данной системе связи. Одновременно прибор анализирует отклик канала на оказываемое воздействие. В результате измерений анализируется уровень производительности собранной схемы связи.
Принципы организации тестов производительности (Performance)
Отличие тестов производительности от тестов функциональности состоит в том, что в измерениях Performance анализируется поведение сети в условиях штатной и пиковой нагрузки. С учетом непредсказуемого характера поведения систем NGN это оказывается особенно важно, поскольку в таком случае можно оценить потенциальные проблемы, которые могут возникнуть на сети после достижения загрузки сегментов более 20-30%. Как было показано выше, «бутылочные горла», возникающие в сети, могут привести к эффекту «домино» и даже полному коллапсу сети. Но даже при инсталляции нового оборудования и сегментов сетей невозможно оценить потенциальные проблемы будущего без трафиковой имитации, поскольку на первых стадиях развертывания сети реального трафика в ней недостаточно для выявления проблем.
В результате тесты производительности оказываются более важными для прогнозирования развития сетей. Они позволяют ответить на некоторые очень существенные вопросы:
- Насколько одно оборудование лучше подходит для использования в сети, чем другое оборудование?
- Какие потенциальные проблемы ожидают оператора в процессе развития сети?
- Как внедрение новой услуги скажется на параметрах качества уже внедренных услуг?
- Какие потенциальные ограничения на использование оборудования и внедрение услуг есть в сети?
С полной уверенностью можно утверждать, что функциональное тестирование дает качественную оценку работы сети NGN («работает-не работает»), тогда как тесты производительности позволяют дать количественную оценку работы оборудования и услуг.
В традиционных сетях, где функционирование оборудования в условиях коммутации каналов и фиксированном ресурсе канала не зависело от условий использования, уровня нагрузки и профиля трафика, тесты Conformance составляли до 90% всех измерений.
Нельзя сказать, что такие измерения теряют свое значение при переходе на NGN. Более того, функциональные тесты очень важны в условиях «дышащих» стандартов и быстро изменяющихся технологий. Но соотношение между функциональными тестами и тестами производительности при переходе к NGN значительно изменяется в пользу Performance.
Новизна технологии
Еще один фактор, который имеет место при внедрении NGN - это новизна технологии и высокая роль программного обеспечения, так что у оператора обычно нет уверенности в соответствии оборудования или внедряемых систем заявленным параметрам и поддерживаемым режимам работы.
По этой причине следует отметить, что измерения подавляющего числа приложений NGN должны выполняться на всех стадиях новых проектов: на этапе выбора оборудования, при пуско-наладке и в процессе эксплуатации.
Развитие технологии на рынке и использование методов трафиковой имитации
Например, в процессе эксплуатации возникает вопрос о безопасности внедрения новой услуги на сети. На помощь приходит комбинированный метод расчета и трафиковой имитации в соответствии с представленным ниже рисунком. Только так возможно гарантировать безопасность ввода новой услуги на сети.
Внедрение новой услуги и использование трафиковой имитации для контроля безопасности внедрения услуги
Как видно из рисунка, здесь показано, что тесты производительности оказываются важными не только при установке оборудования, но и в течении всего цикла использования услуг на сети. Таким образом, методы трафиковой имитации становятся ключевыми для эксплуатации сетей NGN и контроля параметров качества таких сетей.
Роль лабораторного и сетевого оборудования
На ранних стадиях развития технологии имеет место тенденция отставания развития эксплуатационной измерительной техники от самой технологии. Наоборот развитие лабораторного измерительного оборудования обычно опережает развитие технологии, поскольку для создания линейных средств в лабораториях уже используется измерительная техника.
В результате для эксплуатации новых технологии, и NGN в частности, иногда оказывается единственно возможным методом использовать лабораторные или лабораторно-ориентированные приборы. Вот почему на нашем сайте, ориентированного в первую очередь на задачи операторов, присутствует и
лабораторные комплексы. В отсутствии на территории Украины национальных лабораторий по контролю параметров NGN, операторы вольно или невольно должны создавать свои производственные лаборатории. Именно для таких лабораторий наша техника может оказаться наиболее эффективной, и на этом основании она включена в раздел
Лабораторные комплексы, имитаторы сетей.
Кроме того, в раздел "
Измерительное оборудование для NGN" были включены системы мониторинга параметров NGN. Вообще, технология NGN тесно связана с применением принципов распределенного управления и распределенного интеллекта. Для контроля таких систем единственным методом является использование территориально-распределенных измерительных комплексов. Вот почему даже эксплуатационные приборы портативного исполнения, представленные в разделе, имеют сетевое расширение и могут быстро интегрироваться в различные системы мониторинга, контроля и управления (OSS). Сетевое расширение обеспечивает быструю миграцию от распределенных систем контроля к централизованным системам мониторинга, за которыми угадывается явный приоритет в эксплуатации NGN. Кроме того, в этом разделе представлены специализированные системы контроля параметров качества NGN, позволяющие уже сейчас создавать системы централизованной эксплуатации любого уровня сложности и разного уровня интеграции в OSS/BSS.
