Размещено на http://www.allbest.ru/

1

АННОТАЦИЯ

Темой дипломного проекта являлась разработка шлюза аппаратуры ВТК-12 и выполнялась в рамках работ, проводимых в ИТЦ СТ ОАО "МОРИОН" по созданию единой системы мониторинга и администрирования.

В главе 1 рассмотрены основные принципы построения систем мониторинга и администрирования коммуникационным оборудованием, описаны функции и архитектура данных систем.

В главе 2 приведены технические характеристики и детально описан интерфейс взаимодействия разрабатываемого программного продукта с системой управления и мониторинга.

Описание аппаратуры ВТК-12 а также подробное описание последовательности разработки информационной модели для данного вида аппаратуры приведены в главе 3.

В главе 4 приводится последовательность действий по созданию шлюза на основе разработанной в предыдущей главе информационной модели.

Экономическое обоснование проекта приведено в главе 5. Произведены расчёты затрат на разработку программного обеспечения, а также представлен сетевой график на данный вид работ.

Вопросы безопасности жизнедеятельности описаны в главе 6. Рассмотрены вредные факторы, воздействующие на оператора ЭВМ, их влияние на организм человека. Произведен расчет системы искусственного освещения.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ЕДИНАЯ СИСТЕМА МОНИТОРИНГА И АДМИНИСТРИРОВАНИЯ (ЕСМА)

1.1 Цель создания и назначение ЕСМА

1.2 Основные принципы построения ЕСМА

1.3 Архитектура ЕСМА

1.3.1 Общая архитектура системы управления и мониторинга

1.3.2 Информационная модель ЕСМА

1.3.3 Агент-шлюз

1.3.4 Протокол взаимодействия

1.3.5 Структура СУМ

1.3.6 Структура АСУМ-Пр

2. ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ НА ПРОГРАММНЫЙ МОДУЛЬ ШЛЮЗА АППАРАТУРЫ ВТК-12

2.1 Назначение

2.2 Реализация

2.3 Функции работы со шлюзом

2.4 Требования к составу и параметрам технических средств

3. РАЗРАБОТКА ИНФОРМАЦИОННОЙ МОДЕЛИ ВТК-12

3.1 Аппаратура цифровой системы передачи данных ВТК-12

3.1.1 Назначение аппаратуры

3.1.2 Технические характеристики

3.1.3 Состав аппаратуры ВТК-12

3.1.4 Устройство аппаратуры ВТК-12

3.1.5 Описание и работа составных частей изделия

3.1.5.1 Описание и работа блока ВТК-12

3.1.5.2 Описание и работа платы ВК-16

3.1.5.3 Описание и работа платы ОК-14

3.1.5.4 Описание и работа платы ВД-14

3.3 Определение классов для информационной модели

3.3.1 Классы объектов и наследование

3.3.2 Принципы включения и наследования

3.3.3 Выбор структуры объектов (классов)

3.3.3.1 Сетевой элемент (Network Element)

3.3.3.2 Платы канальных окончаний (Circuit Pack)

3.3.3.3 Группы доступа (Access Group)

3.3.3.4 Точки доступа в сеть (Trail Termination Point)

3.3.3.5 Link End

3.3.3.6 Точка окончания соединения (Connection Termination Point)

3.4 Правила присвоения идентификаторов

4. РАЗРАБОТКА ШЛЮЗА

4.1 Принцип работы шлюза

4.2 Структура файлов конфигурации

4.2.1 Файл описания плат ОК/ВД (vtk.cfg)

4.2.2 Файл коммутации (switch.cfg)

4.3 Использование библиотек (DLL)

4.4 Реализация интерфейсных функций

4.4.1 Функция GateInit

4.4.2 Функция GetNEData

4.5 Создание тестирующего приложения

5. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА

5.1 Расчет затрат на создание программного продукта

5.1.1 Расчет трудоемкости

5.1.2 Определение себестоимости разработки

5.2 Сетевое планирование

Выводы

6. ОРГАНИЗАЦИЯ БЕЗОПАСНЫХ УСЛОВИЙ ТРУДА ОПЕРАТОРА ЭВМ

6.1 Анализ условий труда оператора ЭВМ

6.2 Оборудование рабочего места оператора ЭВМ

6.3 Меры борьбы с вредными воздействиями

6.3.1 Санитарные нормы и стандарты безопасности

6.3.2 Средства защиты пользователей от ЭМП

6.3.3 Требование к видеодисплейным терминалам и ПЭВМ

6.3.4 Требования к помещениям с ЭВМ

6.3.5 Требования к микроклимату помещений эксплуатации мониторов и ПЭВМ

6.3.6 Требования к шуму

6.3.7 Требования к освещению помещений и рабочих мест с мониторами и ПЭВМ

6.4 Расчет системы искусственного освещения

6.4.1 Описание помещения, в котором располагается рабочее место

6.4.2 Расчет освещения рабочего места

Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

Современное состояние управления и мониторинга технологического сегмента сети связи МПС характеризуются наличием большой номенклатуры разнородного оборудования разных производителей, которое управляется по оригинальным протоколам оригинальными системами управления, разработанными в большинстве случаев не по стандартам, и отдельно для каждого типа оборудования, что привело к отсутствию единого центра управления и мониторинга с единой базой данных. Это, несомненно, сказывается на эффективности функционирования и эксплуатации информационной сети МПС.

Для решения этой задачи в первую очередь необходимо разработать единую систему мониторинга и администрирования мультивендорного оборудования, услугами, ресурсами и т.д.

1. ЕДИНАЯ СИСТЕМА МОНИТОРИНГА И АДМИНИСТРИРОВАНИЯ (ЕСМА)

1.1 Цель создания и назначение ЕСМА

ЕСМА предназначена для обеспечения надежного функционирования всех сетей связи, входящих в состав технологического сегмента, рационального использования и развития связных ресурсов в целях наилучшего удовлетворения нужд Федерального железнодорожного транспорта в услугах связи. При этом должно обеспечиваться скоординированное экономически эффективное управление и обслуживание сетей связи, находящихся в ведении различных железных дорог России, в повседневных условиях и централизованное управление всеми связными ресурсами Федерального железнодорожного транспорта в интересах МПС России в чрезвычайных ситуациях.

Функции ЕСМА

ЕСМА должна обеспечивать:

· централизацию контроля и управления всеми видами сетей связи, с автономными системами управления телекоммуникационным многопротокольным оборудованием, производимых разными фирмами-производителями, с возможностью децентрализации функций управления;

· интегрированный подход к решению задач управления сетями связи разных уровней и разных производителей;

· единое представление сети независимо от типа управляемого оборудования, в терминах, специфичных для каждого уровня управления.

· обеспечение высокого уровня автоматизации процессов управления за счет применения новейших технологий обработки информации;

· возможность реконфигурации и наращивания функций управления сетью связи;

· нужную степень масштабируемости для дальнейшего развития системы;

1.2 Основные принципы построения ЕСМА

Функциональная полнота и экономичность. Систем должна обеспечивать автоматизацию формализуемых информационных функций при задаваемых ограничениях на трудоемкость и стоимость ее создания, эксплуатации, сопровождения и развития.

Интеграция. Система должна быть интегрированной и использовать единые функциональные спецификации и интерфейсы, общие информационные и системно-технические ресурсы, единые средства управления и администрирования, универсальные средства аналитической обработки данных, интегрированные средства обеспечения информационной безопасности.

Обеспечение устойчивых интерфейсов. Отдельные компоненты системы взаимодействуют между собой на основе предварительно согласованных интерфейсов, изменение которых допускается лишь в исключительных случаях, после соответствующей доработки взаимодействующих компонентов.

Ориентация на использование апробированных универсальных программных систем ведущих фирм-производителей. В первую очередь это относится к программным инструментам хранилищ данных и систем управления распределенными объектами.

Открытость. ЕСМА должна обеспечивать архитектурную открытость системы, простоту функционального расширения и модификации.

Масштабируемость. Необходимо обеспечить возможность существенного роста потоков данных, количества рабочих мест и количества задач без изменения прикладного программного обеспечения. Такое масштабирование системы должно обеспечиваться средствами администрирования и настройки, а также за счет увеличения мощности технических ресурсов системы.

Надежность и защищенность. Система должна быть надежной и защищенной, обеспечивать бесперебойную работу, получение достоверных результатов и защиту от несанкционированных действий.

Технологичность. В систему должны закладываться регламенты обработки и прохождения заявок для оказания услуги, отслеживать выполнение заявок.

1.3 Архитектура ЕСМА

1.3.1 Общая архитектура системы управления и мониторинга

С точки зрения обмена управляющей информацией система управления и мониторинга представляет собой распределённую систему, состоящую из множества одинаковых взаимодействующих элементов, обменивающихся информацией (рис.1.1.).

Рис. 1.1. Обмен информацией в ИСУ

При разработке архитектуры ЕСМА для организации иерархии управления используется модель взаимодействия агент-менеджер в соответствии с Рек. М.3010 (рис. 1.2.). В основе пирамиды управления адаптированные системы управления и мониторинга производителя (АСУМ-Пр).

Рис. 1.2. Многоуровневая иерархия управления.

Предложенная архитектура позволяет реализовать:

1. Возможность создания многоуровневой, иерархической, распределённой системы мониторинга и управления, состоящей из автономных систем и центров управления.

2. Создание гибкой архитектуры на основе методологии открытых систем, обеспечивающей возможность масштабируемости, реконфигурации и наращивания функций управления сетью связи.

При построении ЕСМА используются базовые принципы концепции управления телекоммуникационными сетями TMN (Рекомендация МСЭ М.3000).

Непосредственная реализация ЕСМА предполагает использование двухуровневой иерархии управления. Первый уровень (уровень СУ-Пр) выполняет функции по управлению элементами сети и функции управления сети. Реализация этих функций обеспечивается СУ-Пр на отдельных участках сети, ограниченность и автономность которых определяются установленными: оборудованием и СУ-Пр одного производителя.

Второй уровень обеспечивает выполнение всех функций уровня управления сетью и части функций уровня предоставления услуг. Управление сетью в целом выполняется через адаптированные СУ-Пр (АСУ-Пр).

Для построения единой системы управления и мониторинга необходимо обеспечить:

· использование общей информационной модели управляющей информации второго уровня.

· взаимодействие между элементами системы (агентом и менеджером), которое осуществляется по определенному протоколу (тип протокола определяется на этапе разработки);

В составе ЕСМА можно выделить (по функциональному критерию) следующие основные компоненты (рис. 1.3):

· система управления и мониторинга (СУМ) - элемент ЕСМА второго уровня, выполняющий функции управления сетью и управления услугами;

· транспортная магистраль, обеспечивающая взаимодействие и передачу информации между отдельными элементами системы;

· адаптированная система управления производителя - система управления и мониторинга, лежащая в основе иерархии управления, протоколы и информационная модель которой унифицированы с СУМ верхнего уровня иерархии;

· агент-шлюз - обеспечивает согласование информационной модели ЕСМА с внутренним представлением информации в СУМ-Пр.



Рис. 1.3 Структура системы мониторинга и управления

1.3.2 Информационная модель ЕСМА

Информационная модель представляет собой набор понятий, терминов, объектов и правил, которая позволяет получить достаточно полное описание какой-либо телекоммуникационной сети. Согласно концепции TMN, информационная модель является основой для управления и мониторинга технического состояния ресурсов и компонентов сети. Информационная модель строится в соответствии с архитектурой сети соответствующего уровня.

Формой представления информационная модели является структурированная база объектов - MIB (Management Information Base). Каждый из объектов MIB описывает определённый ресурс сети.

При разработке информационной модели необходимо использовать сетевую модель (Рек. G.805), которая позволяет получить абстрактное описание сети при помощи нескольких архитектурных компонентов. Компонентом модели может быть функция обработки информации или отношения между другими компонентами. Компонентами являются базовые для всех сетей понятия, такие как сеть (подсеть), звено (связь), соединение, маршрут, точки доступа (соединения), функции транспортной обработки. Основными принципами создания сетевой модели являются разбиение на уровни и разбиение на части.

Изначально любая сеть может быть представлена как набор оборудования, соединенного физическими связями. Это является «физическим» представлением сети в информационной модели (рис. 1.4.).

Для перехода к «логическому» представлению всё оборудование объединяется по принципу принадлежности к некоторой СУ-Пр. В результате, на «логическом» представлении получается набор подсетей со входами и выходами, соединенных постоянными связями (см. рис. 1.5.). Каждая подсеть соответствует одной СУ-Пр. На эту «статическую» картину сети накладывается список проложенных маршрутов, соединений, функций преобразования сигналов/потоков (так называемые функции адаптации) и т.д. (см. рис. 1.6.), описывающих текущее состояние сети.

В соответствии с Рек. Х.720 информационная модель управления реализуется с использованием объектно-ориентированного подхода. Каждый компонент описывается в виде управляемых объектов. Управление сетью выполняется созданием/удалением объекта, описывающего тот или иной сетевой компонент (например, маршрут) или изменением свойств этого объекта (например, изменить точку окончания маршрута). Связи между объектами позволяют описать реальную структуру сети. Свойства объекта позволяют контролировать состояние реального компонента сети.

Рис. 1.4. Физическое представление сети в информационной модели

Рис. 1.5. Выделение подсетей

Рис. 1.6. Логическое представление сети

Информация управления СУМ-Пр, использующаяся для управления аппаратурой производителя имеет высокую степень детализации и используется только на уровне СУМ-Пр. Так как предусматривается объединение СУМ-Пр разных производителей, а каждый производитель может использовать разные информационные модели управляющей информации, то на уровне ЕСМА необходимо использовать объекты, описывающие общие понятия, такие как сеть (подсеть), канал, маршрут, логическое соединение, физическое соединение (звено), точка соединения и т.д., что позволит получить независимость от объекта управления (конкретной СУМ-Пр, аппаратуры, технологии передачи данных).

Согласование объектов уровня ЕСМА и информации уровня СУМ-Пр предлагается выполнять при помощи механизма преобразования, выполняющегося агент-шлюзом и разрабатываемого отдельно для каждого типа шлюза ЕСМА - СУМ-Пр.

Описанные в Рек. М.3100 объекты сетевой модели рассчитаны на использование в общей сетевой модели TMN, и не могут полностью описать уровень ЕСМА при изолированных объектах уровня СУМ-Пр. Поэтому, в качестве базовых объектов были приняты объекты из Рек. М.3100 и расширены дополнительными объектами, компенсирующими недостаток информации от объектов уровня СУМ-Пр. Таким образом, используя несколько классов объектов, можно будет описать любую телекоммуникационную сеть уровня СУМ-Пр. Ниже приведено примерное описание классов базовых объектов сети.

Все классы должны иметь в качестве атрибутов идентификаторы объектов, для того, чтобы можно было различать отдельные экземпляры объектов одного класса.

Для контроля состояния объектов используется атрибуты состояния, определенные в Рек. Х.731 и позволяющие характеризовать общие свойства объекта в отдельный момент времени (доступен/недоступен, работоспособен/не работоспособен/занят и т.д.).

network - (сеть) - класс управляемых объектов, которые являются совокупностями взаимосвязанных объектов, выполняющих обмен информацией. Эти объекты имеют одну или более общих характеристик, например, они могут принадлежать отдельному пользователю, или связаны со специальной сервисной сетью. Может включать в себя другие (под)сети. Имеет атрибуты: идентификатор сети и имя, удобное для пользователя.

connectionTerminationPoint - (точка окончания соединения) - описывает окончание соединения, имеет атрибуты: идентификатор точки, указатели на использующееся соединение (маршрут) и функцию адаптации.

trailTerminationPoint - класс представляет точку окончания, где заканчивается маршрут, т.е. точку доступа в сеть. Имеет атрибуты: идентификатор точки, указатели на использующееся соединение (маршрут).

connection - (соединение) - класс управляемых объектов, ответственных за прозрачную передачу информации между точками окончания соединения. Соединение является компонентом маршрута. Атрибуты: идентификатор, указатели на точки окончания и маршруты.

trail (маршрут) - класс управляемых объектов, который отвечает за целостность передачи характерной информации между одной или несколькими сетями. Маршрут состоит из двух или более точек окончания маршрута (ТТР) и одного или более соединений и связанных точек окончания соединения (СТР).

adaptation - (адаптация) класс управляемых объектов, который описывает функцию преобразования потоков/сигналов. Класс является базовым классом для создания более специфических классов, описывающих конкретные механизмы преобразования, такие, как (де)мультиплексирование, выравнивание и др. В качестве атрибутов описываются точки входа/выхода, соответствующие различным типам потоков/сигналов, и общие характеристики функции преобразования. В конкретном случае функция преобразования должна описывать полный набор вариантов преобразования сигнала с учетом кросс-коммутации.

В случае возникновения ситуации, при которой невозможно описать какой-либо элемент сети существующими объектами, принципы, заложенные в данную модель, позволят создать новый класс объектов с необходимыми свойствами, что позволит обеспечить расширяемость системы при дальнейшем развитии сети.

1.3.3 Агент-шлюз

Агент-шлюз выполняет преобразование информации из внутреннего формата СУМ или СУМ-Пр, в формат информационной модели ЕСМА и наоборот. Для каждого шлюза (СУМ-Пр) должен быть определен свой механизм преобразования, учитывающий особенности конкретной СУМ-Пр.

1.3.4 Протокол взаимодействия

Взаимодействие между агентом и менеджером должно быть реализовано на базе протоколов распределенных систем, обеспечивающих необходимое масштабирование и быстродействие. Вследствие использования объектно-ориентированного подхода для реализации информационной модели, протокол взаимодействия должен поддерживать взаимодействие удалённых объектов: загрузку данных и кода объекта из сервера к клиенту, взаимодействие объектов и возврат результатов. И хотя в результате выполненных исследований и сравнительного анализа технологий CORBA и DCOM было принято решение об использовании в качестве транспортной магистрали технологии CORBA, на данный момент в целях упрощения системы для реализации этой функции используется интерфейс API.

1.3.5 Структура СУМ

В составе структуры СУМ можно выделить необходимую часть, «ядро», и вспомогательную обвязку, «оболочку» (см. рис. 1.3.).

В состав ядра, то есть собственно в СУМ, входят:

ИВ - интерфейс взаимодействия - обеспечивает обмен управляющей информацией с другими СУМ, управляемыми - агентами и управляющими - менеджерами;

БД -база данных выполняет хранение объектов информационной модели;

Агент-шлюз, который выполняет функцию согласования с остальными компонентами СУМ.

Оболочка является набором сервисных служб (подсистем), выполняющих общие функции управления на каждом уровне системы:

ПА - подсистема администрирования - выполняет распределение прав доступа и полномочий операторов системы, регистрацию, авторизацию, поддержку списка пользователей и паролей.

ПСУ - подсистема ситуационного управления - экспертная система, анализирующая текущее состояние сети и формирующая рекомендации по краткосрочному и долгосрочному планированию развития услуг электросвязи, а также по устранению отказов в объектах управления и их последствий.

ПУиУЗ - подсистема учета и управления заявками - система документооборота, выполняющая регистрацию, распределение заявок на обслуживание между операторами СМА в соответствии с их зонами обслуживания, а также контроль выполнения заявок (предоставление услуг) и ведение архива.

ПОИ - подсистема отображения информации обеспечивает вывод необходимой информации на устройства статического и динамического отображения информации.

СМА ПСС - система мониторинга и администрирования первичной сети связи

СМА ОбТС - система мониторинга и администрирования общетехнологической связи

СМА ОТС - система мониторинга и администрирования оперативной связи

СМА ПРС - система мониторинга и администрирования поездной радиосвязи

СМА СПД - система мониторинга и администрирования сети передачи данных

СМА ПСС, СМА ОТС, СМА ОбТС, СМА ПРС, СМА СПД выполняют функции мониторинга и управления в рамках своей предметной области и обеспечивают представление объектов управления для пользователей (операторов ПСС, ОТС, ОбТС, ПРС, СПД) в удобном и привычном виде (в терминах ПСС, ОТС, ОбТС, ПРС и СПД).

1.3.6 Структура АСУМ-Пр

АСУМ-Пр представляет собой связку собственно системы управления производителя и агента-шлюза (рис. 1.7.).

мониторинг цифровой шлюз конфигурация



Рис. 1.7. Структура системы управления производителя.

Агент-шлюз выполняет преобразование информации из внутреннего формата СУМ-Пр, в формат информационной модели ЕСМА и наоборот. Для каждого шлюза (СУМ-Пр) должен быть определен свой механизм преобразования, учитывающий особенности конкретной СУМ-Пр.

Созданием такого агента-шлюза для аппаратуры ВТК-12 мне и было предложено заняться.

2. ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ НА ПРОГРАММНЫЙ МОДУЛЬ ШЛЮЗА АППАРАТУРЫ ВТК-12

2.1 Назначение

Для обеспечения преобразование данных о конфигурации оборудования ВТК-12 из формата производителя этого оборудования в формат ИСУМ. Взаимодействие программы ИСУМ со шлюзом осуществляется через программный интерфейс при помощи функций, рассмотренных ниже. Не накладывается никаких ограничений на взаимодействие СУ производителя со шлюзом.

2.2 Реализация

Шлюз оформляется в виде набора функций динамической библиотеки Windows (DLL). В качестве языка программирования рекомендуется использовать Object Pascal в среде Borland Delphi 5.

Ниже приводится список интерфейсных функций, который должен быть реализован (в нотации Object Pascal):

2.3 Функции работы со шлюзом

GetGateInfo - возвращает текстовую информацию о шлюзе. Формат произвольный.

function GetGateInfo : PChar;

GateInit - возвращает список сетевых элементов (инициализация шлюза).

procedure GateInit (

idGate: word; // идентификатор шлюза

path: PChar; // путь к каталогу, в котором искать файлы конфигурации

var NEList: TStringList // возвращаемый список сетевых элементов

GetNEData - получение информации о сетевом элементе

function GetNEData (

index: LongInt; // порядковый номер сетевого элемента, соответствует номеру записи в списке, возвращаемом процедурой GateInit;

var List: Tlist // список указателей на объекты блока с номером index.

):Byte; // код ошибки (0 - ошибок нет; 1 - параметр index превышает максимальное значение, т.е. больше, чем количество элементов списка, возвращаемого функцией GateInit; 2 - файлы с конфигурацией не найдены; 3 - неверная версия файлов конфигурации

GateClose - закрывает шлюз для использования.

2.4 Требования к составу и параметрам технических средств

Программный продукт должен выполняться в среде ОС MS Windows 9x/NT/2000/XP. Персональный компьютер должен соответствовать требованиям соответствующей ОС. Например, в случае MS Windows NT компьютер должен иметь процессор не слабее, чем Pentium-100, оперативную память не менее 32 МБ, жёсткий диск не менее 500 МБ.

3. Разработка ИНФОРМАЦИОННОЙ МОДЕЛИ ВТК-12

Прежде чем разрабатывать информационную модель, необходимо ознакомиться с аппаратурой, для которой он предназначен.

3.1 Аппаратура цифровой системы передачи данных ВТК-12

3.1.1 Назначение аппаратуры

Аппаратура ВТК-12 предназначена для организации синхронной цифровой системы передачи с выделением и транзитом сигналов ТЧ и цифровых сигналов, передаваемых по групповому первичному потоку со скоростью передачи 2048 кбит/с.

Аппаратура обеспечивает организацию сети передачи оперативно-технологической связи на железной дороге, метрополитене со следующими основными функциями:

- мультиплексирование аналоговых и цифровых сигналов;

- ввод-вывод аналоговых и цифровых сигналов и их коммутация по 6 направлениям ПЦК (первичного цифрового канала) 2048 кбит/с;

- организация группового канала диспетчерской связи;

- телеконтроль за состоянием оборудования оконечных и промежуточных станций;

- управление конфигурацией каналов и направлений передачи;

- обеспечение резервирования группового и диспетчерского оборудования.

3.1.2 Технические характеристики

Блок ВТК-12 обеспечивает транзит и выделение сигналов, а также организацию шлейфов в любом из канальных интервалов и соответствующий режим канала СУВ в шестнадцатом канальном интервале.

Блок ВТК-12 обеспечивает организацию до пятнадцати групповых каналов конференцсвязи при наличии не более четырех источников сигнала.

Блок ВТК-12 обеспечивает переключение на резерв каналов ТЧ и трактов 2048 кбит/с.

Блок ВТК-12 обеспечивает обнаружение следующих аварийных состояний:

- пропадание питания;

- потеря хронирующего сигнала;

- пропадание входного сигнала;

- коэффициент ошибок более10^-3 ;

- прием СИАС;

- получение сигнала индикации аварийного сигнала с дальнего конца;

- прием ошибочного CRC4-блока;

- регистрация проскальзывания цикла.

Блок ВТК-12 обеспечивает стык RS-232 с персональным компьютером для установки программных средств, контроля работы аппаратуры и изменения параметров работы.

Блок ВТК-12 обеспечивает стык RS-485 с сетью обслуживания.

3.1.3 Состав аппаратуры ВТК-12

Состав аппаратуры ВТК-12 приведен в табл. 3.1.

Таблица 3.1. Изделия, входящие в состав аппаратуры ВТК-12

Наименование	Назначение
Блок ВТК-12	Обеспечивает резервирование группового оборудования по схеме 1+1. Содержит одну плату КС-010 и две платы ВК-16.
Платы ОК-14	Платы предназначены для согласования аппаратуры оконечных и промежуточных пунктов связи, имеющих двух или четырехпроводные окончания каналов ТЧ. Платы обеспечивают организацию четырех каналов ИКМ в блоке ВТК-12 и установку дополнительных плат аналоговых интерфейсов.
Плата ПА-110	Предназначена для организации удаленной абонентской линии через блок ВТК-12. Устанавливается на плату ОК-14
Плата УР-01	Предназначена для разделения принимаемого сигнала из четырехпроводного канала тональной частоты на речевой сигнал и сигнал управления радиостанцией. Устанавливается на плату ОК-14
Платы ВД-14	Платы обеспечивают ввод-вывод информации четырех цифровых каналов передачи данных в групповом потоке блока ВТК-12 и предусматривают установку до четырех плат передачи данных, с необходимым интерфейсом цифрового канала.
Платы ПД-01	Платы обеспечивают организацию передачи данных между асинхронными устройствами с интерфейсами RS-232, RS-485/RS-422 в составе аппаратуры ВТК-12. Плата ПД-01 устанавливается на плату ВД-14.
Платы РН-12	Платы обеспечивают распределение сигналов ТЧ по пяти направлениям, подключенных к четырем четырехпроводным и одному двухпроводному (четырехпроводному) окончанию.
Комплект ЗИП	Комплект запасных частей и принадлежностей предназначен для монтажа внешних соединений аппаратуры ВТК-12 при пусконаладочных работах и в процессе эксплуатации.
Комплект КМЧ-15	Комплект КМЧ-15 предназначен для установки блоков, выполненных в "Евромеханике" в 19" стандарте по МЭК 297 в шкаф Е600.

В данной работе я буду использовать только платы ОК-14, ВД-14 и ВК-16.

3.1.4 Устройство аппаратуры ВТК-12

Аппаратура ВТК-12 состоит из блока ВТК-12, устанавливаемых в него плат канальных окончаний, комплектов монтажных частей КМЧ-15 и комплекта ЗИП.

Внешний вид аппаратуры ВТК-12 приведен на рис. 3.1. Конструктивно аппаратура выполнена в "Евромеханике" в 19” стандарте по МЭК 297.

Блок ВТК-12 - стандартный 19-ти дюймовый, высотой 6U, с размером печатных плат 233х160 мм.

Конфигурация аппаратуры определяется потребителем, исходя из его потребностей и возможностей аппаратуры.



Рис. 3.1 - Внешний вид аппаратуры ВТК-12 (блок ВТК-12 с установленными платами ОК-14)

3.1.5 Описание и работа составных частей изделия

3.1.5.1 Описание и работа блока ВТК-12

Назначение

Блок ВТК-12 предназначен для ввода/вывода сигналов плат канальных окончаний в групповой первичный поток 2048 кбит/с, распределения (конфигурирования) и задания режимов работы каналов по шести независимым синхронным направлениям передачи 2048 кбит/с.

Технические данные

Блок ВТК-12 обеспечивает установку до 9 плат КО (канальных окончаний), контроль за состоянием аппаратуры и переключение на резерв.

3.1.5.2 Описание и работа платы ВК-16

Назначение

Плата ВК-16 предназначена для организации групповой шины связи с платами КО на скорости 2048 кбит/с и реализации требуемых режимов коммутации каналов 64 кбит/с и режимов ввода/выделения плат КО под управлением микроконтроллера.

Технические данные

Плата ВК-16 обеспечивает:

- организацию шести стыков Е1;

- организацию режима синхронизации от любого направления;

- организацию режима внешней синхронизации или задающего генератора;

- организацию резервирования по схеме1+1 (при установке второй платы ВК-16).

Описание работы платы ВК-16

На плате расположены следующие основные функциональные узлы:

- узлы стыка Е1 (А1 - А6);

- генераторное оборудование (ГО);

- задающий генератор;

- приемник внешнего сигнала синхронизации;

- коммутатор с цифровым обнаружителем речи (ЦОР);

- генератор управляемый напряжением (ГУН) с фильтром автоматической подстройки (ФАПЧ);

- схема управления;

- микроконтроллер;

- интерфейс контроля и управления;

- интерфейс 2 Мбит/с;

- вторичный источник питания со схемой контроля.

Информационные потоки Е1 через оптоэлектронные ключи поступают на фреймеры Е1, работающие под контролем схемы управления. Схема генераторного оборудования позволяет осуществлять выбор направления синхронизации для цепи захвата ГУНа с ФАПЧ. Сетка частот, вырабатываемая схемой ГО, обеспечивает работу в синхронном режиме коммутатора каналов, схемы ЦОР, фреймеров Е1. Оптоэлектронные ключи и буферные элементы схемы обеспечивают отключение основной платы ВК-16 от внутренних шин и внешних стыков при подключении резервной платы по сигналу управления от микроконтроллера.

Буферные элементы схемы интерфейса 2 Мбит/с обеспечивают организацию информационной групповой шины 2048 кбит/с с платами КО.

Схема управления по внутренней микропроцессорной шине позволяет осуществлять микроконтроллеру управление режимами работы всех функциональных узлов платы, организовывать через коммутатор требуемое распределение каналов между направлениями А1...А6 и платами КО. Основные режимы каналов приведены в табл.3.2. Кроме приведенных в таблице, плата ВК-16 реализует также другие произвольные сочетания режимов ТК и СУВ, в зависимости от конфигурации линии связи.

Табл. 3.2.

	РЕЖИМ	ТК	СУВ
1	Транзит с выводом сигналов направлений А и В без ввода
2	Общий канал с двусторонним выделением сигналов
3	Двусторонний вывод и односторонний ввод направления А
4	Двусторонний вывод и односторонний ввод направления В
5	Двустороннее выделение сигналов
6	Шлейф направления А. Двусторонний вывод сигналов направлений А, В
7	Шлейф направления В. Двусторонний вывод сигналов направлений А, В
8	Шлейф направлений А,В. Двусторонний вывод сигналов направлений А, В
Примечание - m, n, j, k = 1-30 - номер ТК

3.1.5.3 Описание и работа платы ОК-14

Назначение

Платы ОК-14 предназначены для согласования оконечного и промежуточного оборудования оперативно-технологической связи, имеющего стандартные (нестандартные) четырехпроводные и двухпроводные окончания.

Технические данные

На каждой плате ОК-14 размещены устройства низкочастотных окончаний четырех телефонных каналов.

Платы ОК-14 обеспечивают установку до четырех дополнительных плат, обеспечивающих дополнительные аналоговые интерфейсы.

Переключение с передачи на прием в двухпроводном направлении осуществляется речевым сигналом (голосом). Чувствительность устройства управления голосом в точке измерительного уровня плюс 4 дБ (дБ0) не более минус 25 дБ.

Время (задержка) срабатывания устройства управления голосом - от 5 до 10 мс.

Задержка устройства управления голосом на отпускание - от 300 до 450 мс.

Параметры каналов ТЧ платы ОК-14 для двухпроводного и четырехпроводного режимов приведены в 1.2.2 настоящего документа.

Описание работы платы ОК-14

На плате ОК-14 расположены следующие функциональные устройства:

- схема управления;

- микроконтроллер;

- источник питания.

- четыре узла НЧ окончаний, содержащих:

- кофидек;

- коммутатор;

-два ключа;

Сигналы тональной частоты поступают на узел НЧ окончания платы ОК-14, усиливаются входными усилителями, кодируются индивидуальными кодеками. Схема управления объединяет восьмиразрядные сигналы с выходов кодеков в многоканальный сигнал, передаваемый по основной и резервной шине связи с платой ВК-16. Формирование и передача группового сигнала по цепям DATR (основная цепь) и DATTRP (резервная цепь) осуществляется с помощью сигнала тактовой частоты (FT) и синхронизации (SYN), формируемых платой ВК-16.

Схема управления и кодек кофидека выбирают из соответствующего канального интервала восьмиразрядные кодовые слова ИКМ, относящиеся к данному телефонному каналу. Кодовое слово преобразуется декодером кофидека в АИМ-сигнал, который фильтруется и из которого выделяется исходный непрерывный сигнал конкретного канала. Усиленный выходным усилителем сигнал НЧ поступает на выход канального окончания платы.

Оптоэлектронные ключи каждого канального окончания обеспечивают отключение сигнала ТЧ по сигналу управления от микроконтроллера и реализацию выбранного варианта схемы резервирования. Плата ОК-14 обеспечивает резервирование по схеме 1+1 выбранных окончаний, расположенных как на одной плате, так и на разных платах ОК-14.

Для согласования канальных окончаний платы ОК-14 с каналами тональной частоты имеется возможность устанавливать коэффициент усиления входного и выходного усилителей канальных окончаний по программе.

Переключение коммутатора с передачи на прием в двухпроводном режиме осуществляется речевым сигналом (голосом) со стороны канала ИКМ.

Для передачи сигналов ТЧ в ИКМ тракт и обратно служит устройство сопряжения и кофидек. Контроль работоспособности платы и переключение на резерв осуществляет микроконтроллер.

3.1.5.4 Описание и работа платы ВД-14

Назначение

Платы ВД-14 предназначены для организации передачи данных между устройствами. Тип интерфейса определяется устанавливаемой платой передачи данных.

Технические данные

На каждой плате ВД-14 размещаются до четырех плат передачи данных.

Описание работы платы ВД-14

На плате ВД-14 расположены следующие функциональные устройства:

- схема управления;

- микроконтроллер;

- источник питания;

- установочные места для плат передачи данных.

Входная информация с плат передачи данных поступает на схему управления. Схема управления объединяет информационные сигналы в многоканальный сигнал, передаваемый по основной и резервной шинам на плату ВК-16, откуда сформированный двухмегабитный поток поступает на выход блока для передачи на другую станцию. Формирование и передача группового сигнала по цепям DATR (основная цепь) и DATTRP (резервная цепь) осуществляется с помощью сигнала тактовой частоты (FT) и синхронизации (SYN), формируемых платой ВК-16.

Схема управления выбирает из входного потока 2048 кбит\с восьмиразрядные кодовые комбинации (байты), относящиеся к данному каналу передачи данных. Кодовые слова преобразуются платой передачи данных к виду, соответствующему выбранному интерфейсу. Выбор интерфейса осуществляется установкой платы передачи данных соответствующего исполнения.

3.3 Определение классов для информационной модели

Основой любой системы сетевого управления является база данных, содержащая информацию о ресурсах и элементах сети, которыми нужно управлять. В системе управления OSI эта база называется MIB (Management Information Base). Основная структура, в соответствии с которой проектируется и описывается MIB, называется структурой информации управления (Structure Management Information, SMI). SMI определяет типы данных, которые могут использоваться в MIB, описание ресурсов и их обозначение (именование) в базе. Ресурс может быть описан как управляемый объект (Managed Object - MO). Модель управления OSI широко использует объектно-ориентированный подход.

Рекомендация X.720 (ISO 10165-1) определяет информационную модель управления. Это документ содержит:

Определение информационной модели управляемых объектов и их атрибутов.

Определение принципов именования управляемых объектов и атрибутов, для их однозначного определения.

Определение логической структуры информации системного управления.

Описание концепции классов управляемых объектов и определение их взаимодействия, включая наследование, специализацию, алломорфизм (так этот стандарт называет, то, что в объектно-ориентированном программировании называется полиморфизмом) и принципы включения.

3.3.1 Классы объектов и наследование

Класс управляемых объектов (МО) - это набор свойств, которые могут быть обязательными или условными. Определение класса включает в себя операции управления, атрибуты, комплекты свойств, описания, уведомления. Конкретный управляемый объект - это экземпляр (instance) некоторого класса управляемых объектов. Экземпляры одного класса имеют одинаковую структуру, но отличаются содержанием своих атрибутов.

Новый класс МО образуется на базе существующего класса (операция специализации) одним из следующих способов:

· добавлением новых атрибутов

· расширением или ограничением диапазона возможных значений атрибутов

· добавлением новых операций (действий) и уведомлений

· добавлением аргументов существующих операций и уведомлений

· расширением или ограничением диапазона возможных значений аргументов операций и уведомлений

Таким образом, подчиненный класс наследует все характеристики базового и приобретает новые. В отличие от традиционного объектно-ориентированного подхода, системное управление OSI не позволяет определить подчиненный класс путем удаления каких-либо свойств (характеристик) базового класса. Допускается множественное наследование.

Все классы МО образуются из одного, верхнего суперкласса, называемого top. Класс top определяет свойства и структуру, которые являются универсальными для построения любого другого класса. Рекомендации Х.721 (Definition of Management Information) и Х.723 (Generic Management Information) определяют классы МО, находящиеся на верхних уровнях иерархии наследования и описывающие предельно общие объекты, такие как system (описывает набор аппаратных и программных средств, формирующих автономную систему обработки и/или передачи информации), log (определяет критерии для контроля регистрирующей информации), logRecord (определяет записи регистрирующей информации), discriminator (определяет критерии для контроля служб управления) и т.д.

Вследствие жесткой иерархичности, структуру наследования представляют в виде дерева, называемого деревом наследования (Inheritance Tree). На рис. 3.2. изображен фрагмент дерева наследования.

Рис. 3.2. Дерево наследования

3.3.2 Принципы включения и наследования

Структура включения

Свойство включения позволяет одному объекту включать в себя один и более других объектов. Включение выполняется как запись ссылки на подчиненный объект (включаемый) объект в суперобъекте (включающем). Ссылка - это идентификатор (OID) подчиненного объекта и хранится как значение атрибута в суперобъекте. Включающий объект может быть включенным в объект более высокого уровня иерархии. Таким образом, структура MIB отражает иерархическую структуру реальных объектов.

Именование

После того, как определены различия между иерархией наследования, которая определяет взаимосвязь между классами объектов и иерархией включения, которая определяет взаимосвязь межу экземплярами объектов в MIB, нужно выяснить различия между схемами именования для классов объектов и схемой именования для экземпляров объектов.

Основные принципы схемы именования экземпляров объектов:

1. Каждый класс МО имеет атрибут, который используется в именовании экземпляра этого объекта

2. Относительное отличительное имя (Relative Distinguished Name, RDN), соответствует короткому имени, которое однозначно определяет объект среди множества других объектов, подчиненных тому же родительскому объекту. RDN определяется атрибутом именования объекта. Значение этого атрибута должно быть уникальным среди всех объектов, подчиненных тому же родительскому объекту. Атрибут может быть одним из двух типов ASN.1 - INTEGER или GraphicString.

3. Отличительное имя (Distinguished Name, DN), иногда называемое полным отличительным именем (Full Distinguished Name, FDN) представляет собой последовательность RDN-имен, начинающуюся в вершине глобального дерева имен, то есть дерева, описывающего некоторую глобальную сеть.

4. Локальное отличительное имя (Local Distinguished Name, LDN) - это последовательность RDN-имен, но начинающаяся не в глобальном корне, а в корне дерева имен локальной системы управления, отвечающей за часть глобального дерева имен данной сети.

Следует отметить, что имя экземпляра МО (значение атрибута именования) создается при создании экземпляра. Эти имена не могут быть доступны для их изменения.

На рис. 3.3 показано дерево включений. В этом примере, MO system - корень локального дерева включений, и содержит два МО discriminator и один МО log, который содержит три MO logRecord. Для каждого экземпляра обозначены имя класса объекта и его относительное отличительное имя. Дерево включений также называется деревом имен, так как отличительное имя MO получено из его позиции в дереве включений.

Рис. 3.3. Дерево включений.

3.3.3 Выбор структуры объектов (классов)

Исходя из описанного в разделе 3.1, аппаратуру ВТК-12 можно представить следующим образом (см. рис 3.4):

Рис. 3.4. Структурная схема аппаратуры ВТК-12

Шины G (First) и GP (Second) являются внутренними и используются для связи с платами абонентских окончаний. ЦОР'ы являются комбинацией фильтра и коммутатора и используются для устранения шумов при передачи аналоговой информации, и следовательно, в информационную модель их можно не включать.

Представим блок ВТК-12 в виде модели, изображенной на рис. 3.5. Модель включает в себя три узла стыка Е1 (все однонаправленные; два работают на прием информации, один - на передачу) и четыре канальных окончания (одно из окончаний - двунаправленное). Следует отметить, что в модель должны входить только те ресурсы, которые участвуют в процессе передачи информации.

Рис. 3.5. Модель аппаратуры ВТК-12

В MIB все классы образуются из одного, верхнего суперкласса, называемого TOP, добавлением новых свойств (атрибутов). Поэтому необходимо определится, какие свойства будут общими для всех классов, порождаемых из класса Top. Все объекты в разрабатываемой информационной модели должны иметь уникальный идентификатор (OID), а также указание на принадлежность объекта к тому или иному классу, если его рассматривать как объект суперкласса Top. Следовательно, в нотации Object Pascal класс Top определяется следующим образом (здесь и далее к именам классов будет добавляться символ “T”, который указывает на принадлежность к классам):

TTop = class

public

ID : OID; //уникальный идентификатор

TypeObj : Word; //указатель на принадлежность к классу

end;

где OID - целочисленный тип идентификатора, который будет определен позже.

Атрибут TypeObj в зависимости от принадлежности к классу может принимать следующие значения:

1 - Network Element;

2 - Circuit Pack;

3 - Access Group;

4 - TTPBid;

5 - TTPSource;

6 - TTPSink;

7 - LinkEndSourse;

8 - LinkEndSink;

9 - CTPSource;

10 - CTPSink.

3.3.3.1 Сетевой элемент (Network Element)

Весь блок ВТК-12 можно представить в виде объекта класса Network Element (NE), являющегося потомком класса Top. Помимо уже имеющихся атрибутов OID и TypeObj, необходимо добавить атрибуты, которые будут отвечать за:

- тип сетевого элемента (ВТК-12, СММ-155 и т.д.);

- имя сетевого элемента в сети (например его IP-адрес, или название станции, на которой он установлен);

- количество установленных плат канальных окончаний;

- количество групп доступа (Access Group);

- количество задействованных канальных окончаний (узлов стыка) потоков Е1 (LinkEnd);

- состояние ресурса (доступен/недоступен).

Исходя из вышеизложенного, описание класса Network Element примет следующий вид:

TNE = class (TTop)

public

TypeNE : EQUIP_Type; //тип сетевого элемента

Name : EQUIP_Name; //имя

numCPacks : Word; //количество плат

numAGs : Word; //количество групп доступа

numLinkEnds : Word; //количество потоков Е1

operationalState : operationalStateType; //состояние

end;

где EQUIP_TYPE = String[63];

EQUIP_NAME = ShortString;

OperationalStateType = (opsDisabled,opsEnabled);

3.3.3.2 Платы канальных окончаний (Circuit Pack)

Количество плат канальных окончаний может варьироваться от 0 (трансляция или коммутация блоком потоков Е1) до 9. Информация о количестве установленных плат будет располагаться в атрибуте NumCPacks сетевого элемента.

В свою очередь аппаратура ВТК-12 поддерживает два вида плат канальных окончаний: ОК-14 (ввода/вывода голосовых данных) и ВД_14 (ввод/вывод цифровых данных). Помимо этого, плата ВД-14 может работать в двух режимах: VD (обычный режим) и VDN (режим для плат ВД-14 в новой редакции, сохранивший все старые свойства, а кроме того еще и обеспечивающий подключение слотов для синхронной передачи Nx64К). Поэтому необходимо ввести атрибут, который будет отвечать за тип платы. Возможные значения атрибута: «ОК», «VD» и «VDN».

Для обеспечения совместимости информационной модели аппаратуры ВТК-12 с информационными моделями другого типа аппаратуры необходимо также добавить атрибут, отвечающий за доступность ресурса, хотя в случае с ВТК-12 этот атрибут всегда будет в состоянии «Доступен».

TCPack = class (TTop)

public

TypecPack : EQUIP_TYPE; //тип платы (ОК, VD, VDN)

operationalState :operationalStateType; //состояние

end;

3.3.3.3 Группы доступа (Access Group)

Группа доступа объединяет в себе несколько точек доступа в сеть (TTP). Соответственно необходимо добавить атрибут, который будет отвечать за количество точек в группе. При этом все точки доступа будут иметь ссылки на группу доступа, которой они принадлежат.

TAG = class (TTop)

public

numTTPs : Word; //количество точек доступа

end;

В нашем случае будет всего две группы доступа. Первая группа будет объединять используемые канальные окончания плат ОК-14 и ВД-14, вторая - узлы стыка потоков Е1.

3.3.3.4 Точки доступа в сеть (Trail Termination Point)

Trail Termination Point (TTP) представляет точку окончания, где заканчивается маршрут. Как уже было написано, все точки доступа объединяются в группы доступа по своему функциональному назначению с присвоением специальному атрибуту каждой точки идентификатора группы. Для удобства пользователя для идентификации точки создадим специальный атрибут, в который будем заносить имя данного ресурса. Обычно точки доступа располагаются на платах канальных окончаний, следовательно, добавляем атрибут, который будет отвечать за принадлежность TTP к той или иной плате. Если же точка доступа является узлом стыка Е1, то она находится в связи с соответствующим Link End'ом.

Основной функцией TTP является передача информации к ресурсам, которые к ней подключены. Информацию о соединениях будем хранить в объекте в виде атрибута, который будет указывать на идентификатор объекта, подключенного к точке доступа.

TTTP = class (TTop)

public

Name : TTP_Name; //имя

linkend_id : OID; //связь с Link End'ом

tp_id : OID; //соединение

AG_id : OID; //принадлежность к AG

cPack_id : OID; //принадлежность к плате

SignalID : Signal_ID; //тип сигнала

operationalState :operationalStateType;//состояние

end;

В реальных системах точки доступа в большинстве случаев являются двунаправленными. Следовательно, произведем разделение двунаправленных ресурсов на два независимых однонаправленных ресурса. Те объекты, которые будут являться источниками сигнала, отнесем к подклассу «Source», а объекты - приемники сигнала - к подклассу «Sink». Это же правило будет действовать и на классы LinkEnd и CTP, которые будут рассмотрены позже.

Помимо этого, только для TTP создадим класс, который будет выполнять роль заголовка при передаче информации о двунаправленных точках доступа СУМ. Таким образом, дополним информационную модель следующим описанием:

TTTPSink = class (TTTP)

end;

TTTPSource = class (TTTP)

end;

TTTPBid = class (TTop)

public

Name : TTP_Name; //имя

TTPSink_ID : OID; //приемник

TTPSource_ID: OID; //источник

end;

3.3.3.5 Link End

Link End - это виртуальное отображение потока Е1. Функцией LinkEnd'а является разбиение потока Е1 на 32 канальных интервала, которые будут использоваться для коммутации внутри блока ВТК-12. В качестве дополнительных атрибутов, относительно класса Top, добавим атрибуты, отвечающие за связь LinkEnd'а с физическим стыком Е1, а также за количество CTP, входящих в данный LinkEnd.

TLinkEnd = class (TTop)

public

TTP_ID : OID; //связь со стыком

numCTPs : Word; //количество CTP

end;

Как и в случае TTP, разделим ресурс на две части, отвечающие каждая за свое направление:

TLinkEndSink = class (TLinkEnd)

end;

TLinkEndSource = class (TLinkEnd)

end;

3.3.3.6 Точка окончания соединения (Connection Termination Point)

Точки окончания соединения (CTP) являются неким аналогом точек доступа в сеть (TTP), только используются для коммутации внутри блока. В информационной модели ВТК-12 точки окончания будут входить в LinkEnd'ы.

TCTP = class (TTop)

public

cPack_ID : OID; //принадлежность к плате