Дослідження механізмів підвищення ефективності обслуговування та адміністрування пасивних оптичних мереж.
Автор: Колодій Данило Романович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Системне адміністрування телекомунікаційних мереж
Інститут: Інститут телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2020-2021 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: У ВКР проведено дослідження механізмів підвищення ефективності обслуговування та адміністрування пасивних оптичних мереж (PON), архітектурні рішення з використанням технологій EPON та GPON для надання послуг доступу до Інтернет. У першому розділі проведений аналіз особливостей побудови пасивних оптичних мереж, за яким встановлено, що стандартні Ethernet кадри в PON трохи модифікуються під специфіку роботи в TDM середовищі, однак, OLT модифікує виходять пакети так, що на виході з PON виходить стандартний Ethernet потік. Дослідження, проведені у другому розділі, передбачали аналіз адміністративних рішень для обслуговування мереж з використанням технології PON. Окремо досліджено застосування оптичних рефлектометрів Optical Time Domain Reflectometer (OTDR) для діагностики пасивних оптичних мереж. Отримані результати дали можливість виявляти місця пошкодження траси PON. Дослідження проведено на моделі, що імітує трасу пасивної оптичної мережі великої протяжності. Для вирішення технічного завдання у третьому розділі проаналізовано існуючі програмні рішення з адміністрування та моніторингу пасивних оптичних мереж. За результатами аналізу встановлено, що в існуючих методах відсутня можливість адміністрування, управління та швидкості надання доступу на базі даних, отриманих з білінгової системи. Методи опитування розглянутих систем мають значні недоліки, для отримання кожного параметра кожної ONU використовується окремий SNMP-запит. Середній час виконання такого запиту становить близько 1 секунди. В межах часу опитування отримано 5 параметрів (швидкість опитування 12 ONU в хвилину). При ємності 128 ONU на порт на 8-портовій OLT опитування для всіх абонентських терміналів займе 85 секунд, що не дозволяє отримати заданий інтервал опитування в 1 хвилину при реалізації максимальних ємностей OLT. Такий результат опитування є не достатнім для збору статистичних даних пасивної оптичної мережі. Для вирішення цих та інших проблем було прийнято рішення про створення власної системи моніторингу, яка розглянута у наступному розділі даної роботи, з включенням до неї функціоналу управління, де враховано недоліки оглянутих рішень та запропоновано їх рішення. На основі досліджень існуючих програмних рішень адміністрування PON розроблено програмне рішення для адміністрування та моніторингу пасивних оптичних мереж, яке дозволяє здійснювати моніторинг активного стану, запис історії сигналів та діагностичної інформації ONU, а також здійснювати їх базове налаштування через веб-інтерфейс. Доступність інтерфейсу розробленого програмного рішення дозволяє здійснювати доступ до управління PON з будь якого пристрою, що має браузер та доступ до мережі Інтернет після авторизації адміністратора мережі. Розроблене програмне рішення складається з п’ятьох основник компонентів: основний клас, інтерфейс веб відображення, клас роботи з реляційними базами даних, клас роботи з циклічними базами даних та Service Worker для опитування OLT та запису змін конфігурації. Впровадження даного рішення в мережі дозволяє зменшити поточне навантаження на адміністрування, що передбачає спрощення налаштування кінцевих пристроїв пасивної оптичної мережі. Також впроваджена система дозволяє швидко визначити поточний стан мережі, поточну конфігурацію ONU та інші параметри, які важко отримати через термінал при роботі з смартфона, що безпосередньо впливає на швидкість виконання монтажниками та адміністраторами робіт пов’язаних з підключенням нових абонентів та виконанням заявок на ремонт. Велика кількість заявок з конфігурації вирішується підтримкою та монтажниками самостійно, без залучення адміністратора, що скорочує час вирішення проблем абонентів та знижує навантаження на системного адміністратора. На базі проведених досліджень розраховано показники економічної ефективності пропонованого програмно-апаратного рішення. За результатами проведеного економічного аналізу застосування двох механізмів підвищення ефективності обслуговування та адміністрування пасивних оптичних мереж. Загальна сума витрат на розробку даної роботи становить 11552,45 грн. При оцінюванні розробки програмного забезпечення НДР знаходимо економічний ефект в сфері проектування рішення, Річний економічний ефект в сфері експлуатації, Додатковий економічний ефект у сфері експлуатації. Термін окупності проектованого рішення становить 0,2 роки (2,5 місяці).. Об’єкт дослідження – Пасивні оптичні мережі Сфера досліджень – Підвищення ефективності моніторингу та адміністрування пасивних оптичних мереж Мета дослідження: Метою роботи є вирішення поточних завдань з адміністрування та моніторингу заданої мережі та забезпечення високої якості надаваних провайдером послуг шляхом швидкої діагностики та виявлення актуальних проблем з обладнанням та кабельними мережами. В результаті виконня роботи спроектована і розроблена система моніторингу та адміністрування пасивних оптичних мереж на базі мережі провайдера послуг Інтернету. Ключові слова: пасивна оптична мережа, PON, рефлектометр, рефлектограма, адміністрування PON, моніторинг мереж, програмне рішення, веб-застосунок Список літератури. 1. ITU-T G.983.1 Optical broadband access systems based on passive optical network (PON) 2. IEEE, IEEE Std 802.3, ‘Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA / CD) Access Method and Physical Layer Specifications” 3. IEEE 802.3ah OAM Helps Bridge Ethernet Management Gap 4. RFC-4837. Managed Objects of Ethernet Passive Optical Networks (EPON). L.Khermosh. July 2007. 5. Joint ITU-T/IEEE Workshop on Carrier=Class Ethernet (From 1 to 10 Gb/s in five years - The EPON Story), Geneva, May 2007 6. T. Ylonen; C. Lonvick (January 2006). The Secure Shell (SSH) Protocol Architecture. Network Working Group of the IETF. doi:10.17487/RFC4251. RFC 4251. 7. Network Working Group of the IETF, January 2006, RFC 4252, The Secure Shell (SSH) Authentication Protocol 8. "SSH Hardens the Secure Shell". Serverwatch.com. Archived from the original on 2008-12- 9. Douglas R. Mauro & Kevin J. Schmidt. (2001). Essential SNMP (1st ed.). Sebastopol, CA: O’Reilly & Associates. 10. An Architecture for Describing Simple Network Management Protocol (SNMP) Management Frameworks. doi:10.17487/RFC3411. RFC 3411.