METHOD OF STRUCTURING PROBLEM OF ACCESS NETWORK ELEMENTS DESIGN BASED ON OPTICAL TECHNOLOGIES
Rubrics: ENGINEERING AND NATURAL SCIENCES
Authors:
1.
Astrakhan State Technical University
2.
Astrakhan State Technical University
3.
Astrakhan State Technical University
Type:
Article
Pages:
from 7
to 13
Status:
Published
Received:
10.04.2019
Accepted:
15.04.2019
Published:
15.04.2019
Subject area:
UDK 004.82
GRNTI 20.01 Общие вопросы информатики
GRNTI 26.03 Общественно-политическая мысль
GRNTI 43.01 Общие вопросы естественных и точных наук
GRNTI 44.01 Общие вопросы энергетики
GRNTI 45.01 Общие вопросы электротехники
GRNTI 50.01 Общие вопросы автоматики и вычислительной техники
GRNTI 62.01 Общие вопросы биотехнологии
GRNTI 69.01 Общие вопросы рыбного хозяйства
GRNTI 70.01 Общие вопросы водного хозяйства
GRNTI 73.34 Водный транспорт
GRNTI 20.01 Общие вопросы информатики
GRNTI 26.03 Общественно-политическая мысль
GRNTI 43.01 Общие вопросы естественных и точных наук
GRNTI 44.01 Общие вопросы энергетики
GRNTI 45.01 Общие вопросы электротехники
GRNTI 50.01 Общие вопросы автоматики и вычислительной техники
GRNTI 62.01 Общие вопросы биотехнологии
GRNTI 69.01 Общие вопросы рыбного хозяйства
GRNTI 70.01 Общие вопросы водного хозяйства
GRNTI 73.34 Водный транспорт
Language:
Russian
Keywords:
OSS/BSS system, optical access network, IDEF0 diagram, draft, detail design
Abstract (English):
With the development of data transmission networks Internet service providers implement solutions of the OSS/BSS class (Operations Support Systems / Business Support Systems) every year. The integration of different elements of the information and communication network takes place due to the system data, but some issues require further development. Integrated accounting of the technical and socio-economic information is being considered while solving problems of data transmission network design. The aim of the work is structuring the design process of the optical access networks of the Internet provider. Optical access networks based on PON and FTTB technologies have been chosen as the object of study. When executing projects, many factors are to be considered, such as: subjectivity of the designers, level of their competence, interest in using certain technologies by specific groups of designers. To reduce the influence of such factors, it is recommended to apply methods of accumulating and processing information associated with successful or unsuccessful experience of implementing previous projects. Using the system analysis methods and IDEF0 diagrams, a similar design task is structured in the form of diagrams of a draft project and a detailed design, for which groups of variables have been identified. The output values of the diagrams are the intermediate and final assessments of the project, which allows the decision maker to determine feasibility of the subsequent stages of the project implementation. Realizing the proposed provisions shows the opportunities for further development of OSS/ BSS systems in terms of automation of the decision-making support process associated with the selection and practical implementation of access network projects.
With the development of data transmission networks Internet service providers implement solutions of the OSS/BSS class (Operations Support Systems / Business Support Systems) every year. The integration of different elements of the information and communication network takes place due to the system data, but some issues require further development. Integrated accounting of the technical and socio-economic information is being considered while solving problems of data transmission network design. The aim of the work is structuring the design process of the optical access networks of the Internet provider. Optical access networks based on PON and FTTB technologies have been chosen as the object of study. When executing projects, many factors are to be considered, such as: subjectivity of the designers, level of their competence, interest in using certain technologies by specific groups of designers. To reduce the influence of such factors, it is recommended to apply methods of accumulating and processing information associated with successful or unsuccessful experience of implementing previous projects. Using the system analysis methods and IDEF0 diagrams, a similar design task is structured in the form of diagrams of a draft project and a detailed design, for which groups of variables have been identified. The output values of the diagrams are the intermediate and final assessments of the project, which allows the decision maker to determine feasibility of the subsequent stages of the project implementation. Realizing the proposed provisions shows the opportunities for further development of OSS/ BSS systems in terms of automation of the decision-making support process associated with the selection and practical implementation of access network projects.
Keywords:
OSS/BSS system, optical access network, IDEF0 diagram, draft, detail design
OSS/BSS system, optical access network, IDEF0 diagram, draft, detail design
Современные сети передачи данных (СПД) являются успешно развивающимся сегментом инфокоммуникационной отрасли. По мере роста ассортимента и объемов услуг интернет-провай-деры внедряют решения класса OSS/BSS (Operations Support Systems/Business Support Systems) [1]. Данные системы обеспечивают интеграцию таких элементов, как подсистема технического учета сетевых ресурсов, система анализа аварийных сообщений, система взаимозачетов с абонентами и детализации предоставляемых услуг и др. В настоящее время происходит смена парадигмы: если раньше операторы связи больше ориентировались на получение прибыли за счет притока абонентов, то сейчас делается акцент на сохранение существующей абонентской базы, повышение качества предоставляемых услуг и снижение стоимости тарифов. Одним из методов достижения этих задач является повышение эффективности эксплуатации элементов сетевой инфраструктуры [2]. Система OSS/BSS позволяет интернет-провайдеру оперативно реагировать на изменения рынка и технические проблемы, предоставлять абонентам широкий перечень услуг, но вопросы комплексного учета информации социально-экономического характера требуют дальнейшего совершенствования. Одним из направлений, требующих дальнейшего развития методов комплексного учета технических и социально-экономических факторов, является задача проектирования сетей передачи данных. Причиной является множество неопределенностей, связанных с различными рисками, важную роль играет и человеческий фактор, влияние которого заключается в уровне компетенций или заинтересованности в использовании определенных технологий, а также в субъективности мнения специалистов, занятых подготовкой определенного проекта [3]. Одним из методов компенсации неопределенностей является структуризация поставленной задачи подготовки проекта элемента сети доступа. Цель работы: структуризация процесса проектирования оптических сетей доступа интернет-провайдера. Методы построения сетей доступа на основе оптических технологий для интернет-провайдера В настоящее время одним из наиболее перспективных направлений в области строительства сетей передачи данных для обеспечения доступа к сети Интернет является применение оптических технологий [4]. Среди оптических сетей наиболее широкое применение получили технологии PON и FTTB. Наиболее популярной оптической технологией для сетей абонентского доступа в частном секторе является PON (Passive Optical Network). Идея PON заключается в построении сети доступа с большой пропускной способностью при минимальных затратах. Это решение предполагает создание разветвленной сети без активных компонентов - на пассивных оптических разветвителях. Информация для всех пользователей передается одновременно с временным разделением каналов от головной станции - оптического линейного терминала (OLT, Optical Line Terminal) - до оконечных оптических сетевых блоков (ONU, Optical Network Unit). В многоквартирных домах наиболее распространенной технологией для сетей абонентского доступа является FTTB. В этой архитектуре оптическое волокно доходит до коммутационного оборудования интернет-провайдера, размещаемого преимущественно на территории клиентов (многоквартирные дома, офисные помещения, территории предприятий). С оборудованием устанавливается единый терминал, а от него до квартир абонентов или рабочих групп проводят медный кабель [5, 6]. При выполнении проектов нужно учитывать множество факторов, среди них субъективизм мнения проектировщиков и ряд других человеческих факторов, связанных с уровнем компетенций или заинтересованности в использовании определенных технологий. Для уменьшения влияния подобных факторов необходимо применять способы накопления и обработки информации, связанные с успешным или неуспешным опытом реализации проектов, внедренных ранее. При помощи методов системного анализа, диаграмм IDEF0 можно подобную задачу проектирования структурировать, выделить отдельные процессы, блоки. Учитывая работы [7, 8], в процессе проектирования целесообразно выделять два этапа: этап предварительного проектирования и этап окончательного проектирования. В рамках проводимого исследования предлагается при помощи IDEF0-диаграмм структурировать процессы подготовки предварительного и рабочего проектов. IDEF0-диаграмма процесса обработки информации для предварительного принятия решения о строительстве объекта на этапе эскизного проектирования Перед разработкой проекта необходимо определиться с целью использования строительного объекта, провести предварительное обследование. На основании полученных данных нужно получить технические условия и приступить к разработке предварительного технического задания, итогом которого станет реализация эскиза планируемого к внедрению проекта. После сбора и анализа данных на основании точек зрения экспертов проектирования СПД, предварительной оценки риска (например, с использованием методов нечеткого вывода [9, 10]), программного обеспечения происходит переход к следующему этапу - разработке предварительного проекта. Разработанный эскизный проект отправляется на экспертизу контроллеру компании. При положительном решении происходит разработка рабочего проекта. В табл. 1, с учетом работ [7, 8], мнений экспертов и практического опыта в области проектирования сетей передачи данных разработан список показателей, которые целесообразно учитывать на этапе подготовки предварительного проекта. Таблица 1 Список показателей, необходимых для принятия предварительного решения о строительстве проекта Показатель Обозначение Описание Единица измерения Информация о количестве абонентов МИКО Численное кол-во чел. Информация о площади зоны обслуживания МИПЗО Численное км2 Информация о конъюнктуре рынка МИКР Изначально вербальное балл Предварительная информация о стоимости оборудования МПИСО Численное тыс. руб. Предварительная информация о стоимости монтажа МПИСМ Численное тыс. руб. Предварительная информация о стоимости доставки МПИСД Численное тыс. руб. Предварительная оценка маркетингового потенциала проекта МПОМПП Изначально вербальное балл Предварительное значение контрольных сроков сдачи проекта МПЗКССП Численное мес Предварительный риск превышения сроков строительства объекта МПРПССО Изначально вербальное балл Предварительный риск превышения планируемых затрат на строительство объекта МПРППЗСО Изначально вербальное балл Предварительный риск невыполнения поставленных целей МПРНПЦ Изначально вербальное балл Процесс обработки информации для предварительного принятия решения о строительстве объекта при помощи IDEF0-диаграммы представлен на рис. 1. Рис. 1. IDEF0-диаграмма процесса обработки информации для предварительного принятия решения о строительстве объекта Исполнителями процессов являются эксперты по проектированию и технической эксплуатации сетей передачи данных, методы обработки разнородной информации, основанные на использовании систем нечеткого вывода, специальное программное обеспечение и теоретические методы, ориентированные на расчет технических параметров сетей передачи данных. Следующим этапом исследований является описание процессов обработки информации во время подготовки рабочего проекта элемента сети передачи данных. IDEF0-диаграмма процесса обработки информации для окончательного принятия решения о строительстве объекта на этапе подготовки рабочего проекта Перед началом строительства объекта в разработанном эскизном проекте необходимо уточнить цели использования проекта, а также требуется уточнить результаты предпроектного обследования. На основании окончательных данных необходимо снова получить технические условия и приступить к разработке технического задания и последующей реализации рабочего проекта. Во время подготовки рабочего проекта, кроме выполнения технических расчетов, необходимо произвести оценку рисков, связанных с реализацией проекта, оценить прогнозируемую эффективность эксплуатации и выполнить этапы согласования с контролирующими органами. Итогом проделанных операций станет окончательный вывод о целесообразности реализации проекта. С учетом рекомендаций экспертов, теоретических работ [7, 8] и практического опыта в области строительства и проектирования сетей доступа сформирован перечень параметров, которые целесообразно учитывать на этапе подготовки рабочего проекта (табл. 2). Таблица 2 Список показателей, необходимых для принятия окончательного решения о строительстве проекта Показатель Обозначение Описание Единица измерения Информация о количестве абонентов МИКО Численное кол-во чел. Информация о площади зоны обслуживания МИПЗО Численное км2 Тарифные планы абонентов МТПА Численное руб. Актуальность проекта МАП Изначально вербальное балл Социальная значимость МСЗ Изначально вербальное балл Производительность и пропускная способность сети передачи данных МППССПД Численное Мбит/с Оценка надежности сети передачи данных МОНСПД Численное балл Способность к реконфигурации и реструктуризации МСРР Изначально вербальное балл Риск превышения сроков строительства объекта МРПССО Изначально вербальное балл Риск превышения планируемых затрат на строительство объекта МРППЗСО Изначально вербальное балл Риск невыполнения поставленных целей МРНПЦ Изначально вербальное балл С учетом табл. 2 для описания процесса формирования окончательного решения о строительстве объекта инфраструктуры сети построена IDEF0-диаграмма (рис. 2). Рис. 2. IDEF0-диаграмма процесса обработки информации для окончательного принятия решения о строительстве объекта Предложенные IDEF0-диаграммы структурируют этапы подготовки предварительного и рабочего проекта, формируют перечень наиболее важных параметров, которые целесообразно учесть в ходе подготовки проектов сетей доступа, и перечень механизмов решения отдельных задач. В случае, когда необходимо обобщение переменных, имеющих различные диапазоны значений и единицы измерений, рекомендовано применение математических методов, основанных на использовании методов теории нечетких множеств [11]. Заключение При реализации проектов сетей доступа необходимо учитывать большое количество разнородных факторов, в том числе субъективизм мнения проектировщиков, уровень их компетенции и степень их заинтересованности во внедрении определенной технологии. Для снижения влияния подобных факторов целесообразно обобщить опыт экспертов различных компаний, которые занимаются внедрением и эксплуатацией проектов сетей доступа. В целях конкретизации задач обобщения информации, необходимой для принятия решений в процессе проектирования, предложены группы переменных для этапов эскизного (предварительного) и рабочего проектирования. В целях описания этапов обработки полученных переменных предложены диаграммы процессов получения предварительной оценки проекта - на этапе эскизного проектирования - и окончательной оценки - на этапе выполнения рабочего проекта. Реализация предложенных положений открывает возможности для дальнейшего развития OSS/BSS систем в области автоматизации процесса поддержки принятия решений, связанных с выбором и практическим внедрением проектов сетей доступа.
1. Lankevich K., Habaev N., Skorinov M. OSS kompleks kak instrument kontrolya loyal'nosti klientov operatora svyazi // T-Comm: Telekommunikacii i transport. 2016. T. 10. № 5. S. 36-40.
2. Kislyakov S., Savich V. Reshenie po avtomatizacii biznes-processov grupp Fulfillment i Assurance dlya krupnogo operatora svyazi // T-Comm: Telekommunikacii i transport. 2016. № 10 (6). S. 34-37.
3. Cisco Visual Networking Index: Global Mobile Data Traffic Forecast Update, 2016-2021. URL: www.cisco.com/c/en/us/solutions/collateral/service-pr (data obrascheniya: 10.10.2018).
4. Rynok fiksirovannogo shirokopolosnogo dostupa v Rossii v segmente chastnyh pol'zovateley. URL: json.tv/ict_telecom_analytics_view/rynok-fiksirovanno (data obrascheniya: 10.10.2018).
5. Gol'dshteyn A. B. Modeli i metody ekspluatacionnogo upravleniya telekommunikacionnymi setyami // Elektrosvyaz'. 2017. № 8. S. 35-41.
6. Filimonov A. Yu. Postroenie mul'tiservisnyh setey Ethernet. SPb.: BHV-Peterburg, 2007. S. 4-8.
7. Sorokin A. A., Oleynikov A. A. Sistema podderzhki prinyatiya resheniy v processe modernizacii elementov setey peredachi dannyh // Infokommunikacionnye tehnologii. 2018. № 1. S. 74-81.
8. Sorokin A. A., Yussuf A., Ahmat M. S., Malichenko A. S. Razrabotka algoritmov obrabotki informacii dlya polucheniya integral'nyh ocenok proektov v oblasti telekommunikaciy // Prikaspiyskiy zhurnal: upravlenie i vysokie tehnologii. 2017. № 2 (38). S. 88-104.
9. Shtovba S. D. Vvedenie v teoriyu nechetkih mnozhestv i nechetkuyu logiku. URL: http://matlab. exponenta/fuzzylogic/book1/1.php (data obrascheniya: 10.10.2018).
10. Shtovba S. D. Proektirovanie nechetkih sistem sredstvami MATLAB. M.: Goryachaya liniya-Telekom, 2007. 288 s.
11. Leonenkov A. V. Nechetkoe modelirovanie v srede MATLAB i fuzzyTECH. SPb.: BHV-Peterburg, 2005. 736 s.
