Service oriented model of telecommunication system

Full Text

Введение Современные условия в сфере телекоммуникаций предъявляют новые требования к качеству предоставляемых потребителям услуг, а также требования к своевременному вводу в эксплуатацию и непрерывности поддержки новых услуг. Основными задачами операторов связи как поставщиков услуг в современных условиях является повышение качества обслуживания, снижение времени внедрения новых услуг и понижение эксплуатационных расходов [1]. Перед системой управления возникает новая задача: находясь в условиях непрерывного предоставления услуг, осуществлять непрерывную же трансформацию управляемой сети связи. Для этого необходимо планировать развитие сети с учетом потребности в услугах. Решение такой задачи требует наличия модели телекоммуникационной системы, позволяющей рассчитывать потребный объем ресурсов [2]. Значительность влияния системы управления на управление услугами в процессе их жизненного цикла, обосновывает актуальность разработки сервис-ориентированной модели телекоммуникационной сети, позволяющей определять трудоёмкость администрирования услуг. Управление телекоммуникационными услугами на всем жизненном цикле В любой инфокоммуникационной компании (операторе связи) предоставляется большое количество экземпляров сущностей типа услуг электросвязи. Возможности по оперативной настройке и переконфигурации системы позволят одновременно предоставлять сотни разнотипных услуг. Это приводит к тому, что в составе телекоммуникационной системы (ТКС) одновременно поддерживаются значительное количество услуг электросвязи, которые находятся на разных этапах жизненного цикла. Уровень управления услугами связи рассматривается во всех методологиях управления телекоммуникационными сетями: Intelligent Network (IN), Telecommunication Management Network (TMN), Telecommunication Information Networking Architecture (TINA) [1; 3-4]. В [5] отмечается важность проблемы совершенствования управления телекоммуникационными услугами и отмечена необходимость перехода к управлению ими на всем жизненном цикле. Отмечается, что для управления услугами на всем жизненном цикле в условиях конвергенции требуется совершенствовать существующий инструментарий, и предлагается применить PLM (Product Lifecycle Management) концепцию к условиям ТК-отрасли [6]. Рассматриваются вопросы управления услугами в системах оперативного (OSS) и бизнес (BSS) управления [5; 7]. В [7] рассмотрено применение методологии service oriented management framework для построения системы оперативного управления сетью связи. В [8] рассмотрена интегрированная система управления жизненным циклом услуг связи стандарта 3G на основе комплекса основных параметров: технологический, временной, коммерческий, позволяющий продлить жизненный цикл услуги. Определены наиболее важные eTOM процессы и направления развития OSS систем на весь жизненный цикл услуг [5]. Рассматриваются проблемы управления услугами в OAMS Open Service Architecture [9]. Для решения задач управления ИТ-услугами предлагаются модели телекоммуникационной сети на уровне услуг. В [10] рассмотрена модель жизненного цикла ТК-услуг согласно ISO-9004-1 и на ее основе предложена иерархическая структура дерева целей управления. Для управления группами телекоммуникационных сервисов в [11] предложена аналитическая модель для описания перехода потребителей между услугами связи. В [12] предложена аналитическая модель системы управления услугами связи, позволяющая определять параметры обслуживания услуг. Обзор технологий управления телекоммуникационными услугами показывает, что для решения задач обоснования возможности развития требуются модели телекоммуникационных сетей на уровне услуг, позволяющие определять зависимости между количеством планируемых к предоставлению услуг и возможностями системы управления по их администрированию. Модель телекоммуникационной сети на уровне услуг Согласно TMN [1] телекоммуникационная сеть может быть описана на уровне услуг. В этом случае в качестве составных компонентов сети выступают услуги связи. Услуги связи, предоставляемые потребителю, являются одноранговыми (предоставляется возможность объединения услуг в группы и предоставления таких групп услуг абонентов, однако нет иерархической взаимосвязи между ними). Такое допущение позволяет представить телекоммуникационную сеть в виде множества предоставляемых (поддерживаемых) услуг связи, находящихся в различных состояниях. Формальное представление модели корпоративной ТКС на уровне услуг представляет собой множество услуг заданной мощности: , (1) где - модель услуги связи на всем жизненном цикле; - число поддерживаемых телекоммуникационных (ТК) услуг упорядоченная последовательность макросостояний жизненного цикла, определяемая невозможностью возврата на предыдущие стадии жизненного цикла услуги связи; - текущее состояние услуги связи, - уникальный идентификатор услуги связи. Каждая -ая ТК-услуга может находиться в одном из нескольких состояний (обозначим -ое состояние ТК-услугу как ), в соответствие стадии жизненного цикла. Состояние ТК-услуги является векторным показателем, отражающим качество предоставления услуги абонентам, состояние систем, предоставляющей ТК-услуги, и обеспечивающей ее функционирование. Услуга связи на всем жизненном цикле в этом случае будет представлять собой услугу, находящуюся во всех возможных состояниях: , (2) где - организационно-техническая система, осуществляющая поддержку предоставления услуг связи; - система управления, обеспечивающая развитие услуги связи; - параметры услуги связи. В зависимости от особенностей реализации жизненного цикла некоторые макросостояния могут отсутствовать, однако должно присутствовать, по крайней мере, два макросостояния: «концепция» и «утилизация». В работе в качества базовой модели жизненного цикла рассмотрена модель в соответствии с ГОСТ 15288. Формализация описаний ТК-услуги на всем жизненном цикле выполнена на основе объектно-процессной методологии (см. рис. 1), которая позволяет одновременно моделировать процессы управления (состояния услуги связи в широком смысле - ) и изменение управляемых объектов (услуг связи в узком смысле, без поддерживающих и управляющих систем - ). Рис. 1. Объектно-процессная модель телекоммуникационной услуги Обобщенная модель услуги на всем жизненном цикле показывает следующую схему развития услуги: (3) Под воздействием системы управления () услуга связи сменяет свои устойчивые состояния (), соответствующие этапам жизненного цикла. При этом реализуется и изменение управляющих и поддерживающих систем, которые характеризуют услугу связи в широком смысле (). В зависимости от целей моделирования телекоммуникационной сети предлагается два вида моделей - мгновенные или всего жизненного цикла. Первый вид отражает временной срез сети с учетом поддерживаемых системой управления услуг связи: . Второй вид модели предназначен для отображения сети на промежуток времени планируемого предоставления существующих и перспективных услуг электросвязи. Соответственно для каждой услуги учитывается планируемое время нахождение в каждом из макросостояний. Расчет числа задач администриро-вания сетью связи на уровне услуг Модель сети связи на уровне услуг предназначена для определения числа задач управления , необходимых для поддержки предоставления исходного числа услуг . В зависимости от целей применения модель позволяет определять число задач управления , либо количество поддерживаемых услуг при обратном ее применении - . По результатам анализа жизненного цикла услуг связи определено, что выделяется два макроэтапа (внедрения и поддержки), соответствующие двум главным областям процессов управления, и соответственно различающихся по способам расходования ресурсов (см. рис. 2). Первый макроэтап включает стадии концепции, проектирования, реализации и утилизации и характеризуется соответствующим числом задач . Второй макроэтап соответствует этапу поддержки (сопровождения) услуги связи и характеризуется числом задач: поддержки. Рис. 2. Жизненный цикл услуги связи по ГОСТ Р 15288 Соответственно выделяется два типа задач администрирования услуг по степени их влиянию на интенсивность генерации задач в зависимости от количества поддерживаемых услуг: - задачи поддержки предоставления услуг, количество которых прямо пропорционально времени предоставления услуги (); - задачи внедрения новых услуг и модернизации, количество которых константно для одной услуги (). Интегральные оценки количества задач, поступающие в плановый промежуток времени (год) в систем управления могут быть рассчитаны по формуле: . (4) По формуле (4) может быть определено исходное и спрогнозировано расчетное количество число задач управления на основе известных параметров развития сети связи. Сервис-ориентированная модель телекоммуникационной системы В соответствии с сервис-ориентированным подходом на уровне услуг система связи представляется как система из сети связи и управляющей ею системы. Система управления посредством реализации совокупности технологических процессов реализуется управляющие воздействие по переводу сети связи из одного состояния в другое, характеризующееся изменением ее структуры и состава (на уровне услуг). , (5) где - система связи, - управляющее воздействие, зависящее от системы управления и текущего состояния сети связи. Таким образом, сервис-ориентированная модель системы связи включает два компонента, результаты одной из которых (количество задач управления ) используются в качестве исходных данных для другой и наоборот: :Для решения задачи моделирования предложено процессы администрирования идентифицировать на основе модели eTOM. В соответствии с моделью eTOM система управления сетью связи определяется совокупностью технологических процессов управления () и ресурсами, выделенными на функционирование системы административного управления: . (6) где - производительность решения задач административного управления -го класса в промежуток времени , - ресурсы выделенные системе управления для решения задач администрирования. Количество классов задач административного управления соответствует количеству процессов модели eTOM. Предполагается, что каждый процесс может быть однозначно определен производительностью решения соответствующей задачи управления. В систему управления поступают задачи модернизации и поддержания текущего состояния. В общем случае за промежуток времени поступает задач административного управления -го класса. При этом потенциально решаемое число задач может быть рассчитано как произведение производительности их решения на объем выделенных ресурсов: . (7) Потребность в ресурсах на решение задач одного класса рассчитывается по формуле: . (8) Среднее число задач, решаемых в процессе администрирования услуги связи, в общем случае является константой. Таким образом, число задач, решаемых системой управления при администрировании всей сети связи, может быть рассчитано на основе числа поддерживаемых услуг с учетом нахождения на стадиях жизненного цикла. Каждая задача требует наличия ресурсов различных типов на свое решение, которые ограничены. В работе рассматриваются трудовые ресурсы как имеющие наибольшую дефицитность для систем управления связями связи, потребность в которых может быть рассчитана по следующей формуле: . (9) Возможно и обратное решение задачи: определение числа решаемых системой управления задач администрирования на основе количества выделенных ресурсов. В свою очередь число решаемых задач администрирования позволяет определить потенциальное число поддерживаемых услуг связи. Моделирование систем связи с использованием сервис-ориентированной модели Использование предложенной сервис-ориентированной модели заключается: в описании структуры и жизненного цикла телекоммуникационной системы; определении числа задач управления, необходимых для поддержки предоставления исходного числа услуг; определении количества поддерживаемых услуг при заданных свойствах системы управления. Сервис-ориентированная модель показывает системную динамику телекоммуникационной сети с учетом сценария ее развития. Под сценарием развития ТКС будем понимать порядок изменения состава сети на уровне услуг. Для моделирования ТКС должны быть заданы основные параметры жизненного цикла услуги связи: - продолжительность жизненного цикла: = 8 лет; - продолжительность этапа предоставления услуги связи: = 5 лет. Пример 1. ТКС предоставляет две услуги связи, каждые три года вводится в эксплуатацию новая услуга связи. Утилизируемая услуга заменяется на модернизированный вариант. Модель ТКС в нулевой (исходный) момент времени будет иметь следующий вид: . (10) При развитии сети ее модель на всем жизненном цикле будет меняться. Например, в пятый момент времени будет иметь вид: . (11) Диаграмма предоставления ТК-услуг будет иметь вид, представленный на рис. 3. Рассмотрим расчет потенциального числа задач администрирования в зависимости от количества поддерживаемых услуг. Пусть число задач, решаемых в процессе модернизации, в 4 раза превышает число задач ежегодного сопровождения услуги: . Количество задач сопровождения услуги связи в год примем за константу, равную 1000 нормированных задач администрирования. Предполагается, что одна нормированная задача администрирования требует одного нормо-часа на свое решение. Рис. 3. Диаграмма развития ТКС (см. пример 1) С учетом диаграммы развития ТКС (см. рис. 3) может быть рассчитано число решаемых задач администрирования (см. рис. 4). Число задач с учетом производительности их решения позволяет в свою очередь рассчитать требования к ресурсам. Рис. 4. Число задач администрирования ТКС на уровне услуг (см. пример 1) Система управления сетью связи на уровне услуг включает персонал администрирования, который может быть задействован для решения задач совершенствования сети. Трудовые ресурсы определяют возможности системы управления по администрированию. Соответственно возможно определение потребности в ресурсах на решение задач администрирования. Для рассматриваемого примера потребность в ресурсах будет численно равна числу задач администрирования (см. рис. 4), из-за допущения о нормирования задач. В общем случае, требуется производить расчет с учетом условной трудоёмкости каждой задачи администрирования. Рассмотрим обратную задачу, условием которой является заданные ограничения на трудовые ресурсы. В этом случае может быть рассчитано, потенциальное число поддерживаемых услуг. Перечень поддерживаемых услуг и порядок их развития определяется надсистемой. Пример 2. Система управления администрирует ТКС (см. пример 1). Задано ограничение по трудовым ресурсам: 8 тыс. человеко-часов в год. Порядок распределения ресурсов следующий: в-первую очередь на предоставление услуг; во-вторую очередь на модернизацию предоставляемых услуг; в-третью очередь на ввод новых услуг. Диаграмма развития ТКС с учетом ограничений на возможности системы управления, определенная с использованием предложенной модели, представлена на рис. 5. Рис. 5. Диаграмма развития ТКС с учетом ограничений на систему управления (см. пример 2) Использование модели позволяет рассчитать потенциальное число поддерживаемых услуг с учетом их динамики. Так, на рис. 5 представлена ситуация, в которой ввод в эксплуатацию отдельных услуг переносится на более поздний срок (отложенные услуги). Заключение В работе предложена сервис-ориентированная модель ТКС, позволяющая анализировать ТКС как совокупность сети связи на уровне услуг и ее системы управления. Предложенная модель телекоммуникационной системы учитывает услуги связи на разных этапах жизненного цикла и позволяет определять потребность в ресурсах на администрирование с учетом динамики развития системы. Использование предложенной модели системы связи позволить осуществить совместный анализ системы управления и управляемой ею сети связи на предмет: описания структуры и жизненного цикла ТКС; определения числа задач управления, необходимых для поддержки предоставления исходного числа услуг; определения количества поддерживаемых услуг при заданных параметрах системы управления.

About the authors

Denis Nikolaevich Dementiev

Academy of Federal Security Service of Russian Federation

Vadim Gennadievich Grishakov

Academy of Federal Security Service of Russian Federation

Ilya Valentinovich Loginov

Academy of Federal Security Service of Russian Federation

Email: loginov_iv@bk.ru

Dmitrii Victorovich Hristenko

Academy of Federal Security Service of Russian Federation

References

Supplementary files