8.2.3. Контроль lcas

Контроль процедуры LCAS сложнее, чем контроль VCAT. Разница здесь определяется наличием в LCAS динамики. VCAT – это состояние системы, LCAS – это динамика изменения VCAT. Следовательно, в LCAS можно сразу предположить качественно новый уровень сложности, что не может не отразиться на принципах диагностики.

LCAS представляет собой протокол сигнализации, который добавляет (ADD) и удаляет (REMOVE) виртуальные контейнеры из определенной VCG. Между источником (Source) и приемником (Sink) LCAS обеспечивает контроль состояния VCAT и тем самым выполняет контроль полосы виртуального коридора. Для выполнения этой задачи сообщения LCAS вставляются в каждый VC группы VCG, используя для этого информационные поля Н4 и К4. Можно трактовать LCAS как

определенный протокол канального уровня, предусматривающий наиболее простую схему сигнального обмена – «точка – точка». Для сигнального обмена используется 6 информационных полей MFI2, SQ, MST, RS-Ack, CTRL и GID, рассмотренных подробно ранее.

Таким образом, LCAS выполняет две функции управления VCAT, связанных с изменением состояния VCG:

1. Плановое расширение и сужение виртуального коридора в процессе развития сети

2. Н

   Gfp vcat lcas

   LCAS

   

   H

   B

   E

   F

   G

   ештатное изменение размера виртуального коридора в связи с возникновение неисправности в системе передачи

Ethernet service

NG SDH

Access MSSP-A Legacy SDH MSSP-B Access

Payload Ethernet frame

Segregation VCAT member

Traffic Traffic Payload

Adaptation Control Agregation

CP2

CP1

Ethernet

Ethernet

Flow Node A Node Z Flow

Control (source) (sink) Control

Рис. 8.10. Виртуальный коридор в системе GFP/VCAT/LCAS.

Рассмотрим систему передачи NGSDH, содержащую виртуальный коридор переменного размера (рис. 8.10). С обеих сторон к виртуальному коридору подключаются устройства СР1 и СР2, работающие через интерфейсы Ethernet и в общем случае генерирующие пакеты асимметричного и неравномерного пакетного трафика. Пакеты от СР1 попадают на узел Node A, где проходят череду последовательных преобразований. Сначала трафик нормализуется с использованием процедуры GFP. Потом с помощью механизма VCAT принятые кадры GFP распределяются по различным маршрутам SDH. При этом ширина виртуального коридора регулируется LCAS. Разделенный на отдельные VC трафик передается по классической SDH и собирается в единый поток данных на узле Node Z. Данные проходят обратные преобразования и восстанавливаются в виде пакетного трафика Ethernet.

Важно отметить, что по каждому из виртуальных коридоров, показанных на рис. 8.10, LCAS узла а договаривается с LCAS узла Z, так что изменение размеров виртуального коридора осуществляется не во всей сети NGSDH, а

только посредством управления двумя оконечными узлами. В этом состоит важное преимущество NGSDH перед другими технологиями транспортных сетей NGN. В других технологиях MPLS, ATM и пр. изменение размера виртуального коридора должно сопровождаться серией команд по всем транзитным узлам. Т. е. здесь имеет место существенно более простая схема управления транспортным потоком.

Сигнальный обмен между модулями LCAS имеет свои особенности. Например, если LCAS A посылает команду ADD, то LCAS Z имеет в арсенале два сообщения в ответ: MST и RS-ACK. Сообщение MST может нести информацию о готовности (OK) или неготовности (FAIL), и этого оказывается достаточно для того, чтобы диагностировать целостность виртуального коридора и управлять его размером.

Помимо решения задачи диагностики и управления виртуальным коридором LCAS выполняет еще одну важную функцию, а именно обеспечение целостности и стабильности виртуального коридора. Целостность виртуального коридора обеспечивается самими принципами сигнального обмена (рис. 7.11). Точка приемника (sink) устанавливается для каждого члена VCG отдельно. В результате сообщения от приемника дублируются столько раз, сколько членов имеется в группе VCG. Таким образом, обмен сигналами оказывается симметричным. На команду от источника поступает несколько ответов приемника, и это уже повышает надежность работы коридора. Дублирование сообщений нужно еще и для того, чтобы предотвратить любые нарушения в сигнальном обмене при сбоях на отдельных маршрутах. Если один или несколько маршрутов VCG будут повреждены, сигнальный обмен LCAS не нарушается, и виртуальный коридор по-прежнему находится под контролем и управлением оконечных мультиплексоров МВВ. За счет использования такой резервированной системы сигнализации, источник всегда имеет полную информацию о состоянии VCG. Как было показано выше, для передачи информации LCAS используется сверхцикл в информационном поле Н4 размером 8 бит. Для передачи информации о состоянии 64 членов необходимо 8 сверхциклов или 128 мс, именно с таким периодом обновляется информация о состоянии VCG.

Теперь рассмотрим, каким образом сигнализация LCAS обеспечивает функции сохранения целостности виртуального коридора. Для этого вернемся к рис. 7.10 и представим ситуацию, когда возникает нарушение в маршруте по линии A-H-B-Z (рис. 7.12). В этом случае в виртуальном коридоре 1 возникнет сбой. Источник реагирует на него информационным сообщением MST = fail (1). Сразу же после этого процедура VCAT удаляет поврежденный маршрут из соответствующей VCG и более его не использует. Но одновременно с этим сам виртуальный коридор остается целым, имеет место только незначительный перерыв (порядка 128 мс) для подключения нового маршрута, а данные пользователя перенаправляются в течение перерыва по тем маршрутам коридора, которые остались рабочими. При этом возникает некоторая задержка с

передачей данных, поскольку в течение 128 мс размер виртуального коридора будет несколько меньше, чем раньше, но затем размер коридора восстановится и задержка компенсируется со временем. Берстная структура трафика Ethernet позволяет утверждать, что любая избыточная задержка может быть компенсирована при условии правильного расчета пропускной способности коридора.

So-A to Si-A Ctrl messages

Si-B to So-B messages

Rx Rx

LCAS

Tx Tx

Si-A to So-A Messages

So-B to Si-B Ctrl messages

Р

P. 2

25%

P.2

35%

H

F

B

G

E

H

G

B

F

E

ис. 8.11. Асимметричная и резервированная структура сигнального обмена в LCAS обеспечивает высокую надежность виртуального коридора.

Normal operation After breakdown

Path 1 = 25% Path 1 = 0%

VCAT VCAT VCAT VCAT

MSSP MSSP LCAS LCAS

Path 3 = 50% Path 3 = 65%

Рис. 8.12. Сохранение связности виртуального коридора при возникновении сбоя в одном из маршрутов.

Таким образом, LCAS обеспечивает не только гибкую систему управления размерами виртуальных коридоров, но и сохранение их целостности при возникновении сбоев. В результате можно утверждать, что за счет LCAS стратегические преимущества SDH как самой надежной технологии транспортных сетей могут быть перенесены на специфику универсальных транспортных сетей и транспорта для пакетного трафика.

Рассмотрим теперь принципы контроля и измерения работы системы сигнализации. В первую очередь отметим, что с точки зрения методики

измерений, т. е. схемы подключения приборов и настроек анализ LCAS полностью повторяет принципы измерений VCAT. Таким образом, если рассматривать тестирование LCAS как анализ сигнализации, то это будет измерение с имитацией сигнальных сообщений. Из этого следует, что измерение LCAS в большей степени возможны на этапе пуско-наладки системы, когда необходимо проверить правильность работы системы сигнализации, а методы мониторинга для диагностики LCAS едва ли могут быть полезны.

Схему измерений можно условно представить на рис. 8.13. Для диагностики LCAS прибор подключается вместо мультиплексора-источника. Оператор загружает определенный сценарий имитации сигнального обмена, который может быть ориентирован на имитацию различных типовых случаев использования LCAS (например, добавление члена к VCG, удаление члена из VCG, имитация неисправности и пр.). В соответствии с установленным сценарием прибор обеспечивает сигнальный обмен и принимает сигнальные сообщения от удаленного мультиплексора VCAT/LCAS. Результаты сигнального обмена записываются в виде отчета. Например, в качестве сценария на рис. 7.13 представлена схема, когда прибор вначале последовательно подключает к VCG 4 члена, а затем их удаляет из VCG.

Victoria

COMBO

Данные Сценарий

сигнального LCAS/VCAT

обмена

ADD, ADD, ADD, ADD

RS-Ack, RS-Ack, RS-ACK, RS-ACK

REMOVE, REMOVE, REMOVE, REMOVE

RS-Ack, RS-Ack, RS-Ack, RS-Ack

Управление

экспериментом

Рис. 7.13. Имитация сигнального обмена LCAS.

В качестве измерительного прибора на схеме использован анализатор Victoria COMBO. С помощью анализатора можно, например сформировать ассиметричный виртуальный коридор из VCG, содержащей 19 членов, как со стороны передатчика, так и со стороны приемника, но с разными скоростями передачи. Самое важное поле установок тестирования LCAS относится к

командам обмена в процессе измерений. Здесь можно выбрать отдельный номер члена VCG и сделать операцию ADD или REMOVE. Но для того, чтобы сигнальный обмен был максимально близок к установкам в системе передачи, нужно задать определенные параметры самого протокола LCAS (порядок обмена, настройки таймеров и пр.). Для более точного соответствия сценария тестирования параметрам LCAS, реализованным в анализаторе Victoria COMBO, используется дополнительное меню настроек протокола. Назначение разных полей в этом меню представлено в табл. 8.2. Как следует из таблицы, основными параметрами протокола являются настройки таймеров различных сигналов LCAS. Корректируя параметры таймеров, оператор может подстроить протокол под заранее известные параметры реализации LCAS в оборудовании. Задача может быть также повернута обратно: изменяя установки таймеров, оператор может уточнить требования к параметрам LCAS, оптимальные для работы схемы связи и, на основании полученных данных, провести оптимизацию и настройку LCAS в оборудовании, соответственно перестраивая таймеры МВВ. Таким образом могут решаться различные вопросы по настройке оборудования, а также вопросы о взаимодействии разнородного оборудования при сигнальном обмене LCAS.

Таблица 8.2. Назначение различных полей установки параметров протокола LCAS.

Конфигурация параметров источника	UMTS Detection time-out	Время обнаружения неустановленного члена VCG
	UMTS Clear time-out	Время удаления неустановленного члена VCG
	RS-Ack time-out	Время задержки посылки квитанции от приемника к передатчику о выполнении всех изменений в коридоре
	Partial Loss of Capacity Receive (PLCR)	Минимальное количество членов VCG, при котором будет генерироваться сигнал о неисправности на стороне передачи
Конфигурация параметров приемника	Wait-to-restore time (WST)	Временной интервал между восстановлением обмена данных по коридору при сбое в секции маршрута и полным восстановлением коридора по новому маршруту
	Hold-off timer	Время между получением сигнала о нарушении обмена и включением системы резервирования коридора
	Partial Loss of Capacity Transmit (PLCT)	Минимальное количество членов VCG, при котором будет генерироваться сигнал о неисправности на стороне приема

Если протокол настроен успешно и правильно установлен сценарий организации измерений, можно начинать тестирование LCAS. В процессе измерения целесообразно контролировать его ход и состояние различных членов VCG. В таком случае сам процесс обмена будет более иллюстративен, а при

возникновении неисправностей в LCAS, не необходимости ждать конца измерений. Мониторинг состояния VCG сам по себе представляет удобный тестовый инструмент. Но кроме него широко используется наглядный метод диагностики сигнального обмена – метод контроля сигналов о неисправности. Любые нарушения в сигнальном обмене LCAS приводят к нарушениям в VCG. Как следствие, должны генерироваться определенные типовые сигналы о неисправностях.

С сигнальным обменом LCAS связано два метода контроля сигналов о неисправностях. В самом простом случае неисправности при обмене LCAS будут отражаться в сигналах VCAT, которые рассмотрены нами ранее. Соответственно, все методы указанные выше для контроля сигналов о неисправностях в VCAT в равной степени применимы и для LCAS.

Второй метод предусматривает формирование специальных сигналов о неисправностях сигнального обмена LCAS. Поскольку специализированные сигналы о неисправности должны отражать проблемы обмена сообщениями, обычно соответствующие сигналы отображаются в двух режимах: текущее состояние неисправности (Current) и факт наличия неисправности за время измерений (History). В этом случае оператор имеет возможность не просто идентифицировать текущее состояние сигнального канала, но и оценить историю сигнального обмена.

Для удобства анализа сигналов о неисправности в LCAS все сигналы разделены на две группы: неисправности со стороны источника (source) и неисправности со стороны приемника (sink). Кроме того, поскольку LCAS ориентирован на передачу/прием сообщений в полях отдельных членов VCG, то сигналы о неисправностях отображаются для отдельных членов VCG.

В заключение рассмотрения методов контроля LCAS, отметим, что также как и для VCAT методики контроля LCAS далеки пока от совершенства. Это объясняется тем, что технология NGSDH появилась всего несколько лет назад и принципы эксплуатационного контроля этой технологии, в том числе и LCAS/VCAT, находятся в стадии развития. Определим, какие недостатки имеют современные методики контроля LCAS.

Первое – это то, что, как и для VCAT, методика контроля процедуры LCAS не имеет пока эксплуатационной составляющей. Для проведения измерений МВВ нужно отключать от сети, и это является очень важным ограничением. В результате измерения LCAS можно проводить только на этапе развертывания сети, но никак на этапе ее эксплуатации в штатном режиме.

Второй недостаток носит более прикладной характер. Несмотря на то, что LCAS является протоколом сигнализации, ни в одном из современных приборов не используются пока методики анализа протоколов, которые разработаны для других протоколов сигнализации. Методики, которые мы рассмотрели, позволяют

контролировать состояние виртуального коридора и его изменение. Сама же процедура LCAS – это система сигнализации, которая такими изменениями управляет. И именно поэтому применение методов анализа протоколов сигнализации в данном случае было бы вполне оправдано. Тем более, что LCAS как система сигнализации представляет собой вовсе не тривиальный протокол. Несмотря на то, что в LCAS имеется не так много сигнальных сообщений, нужно учитывать, что эти сообщения передаются для каждого члена VCG и для каждого виртуального коридора отдельно. Так что общий объем передаваемых данных будет довольно существенным.

Третий недостаток рассмотренных методик состоит в слабой проработке методов использования и отображения сигналов о неисправностях. Методы, которые были разработаны для анализа состояния SDH, используют для этого прогрессивный способ гистограмм-хронограммного анализа (ГХА). Применение хронограммы сигналов о неисправности позволяет ввести в рассмотрение фактор времени, что позволило бы существенно увеличить эффективность рассмотренных методик. Например, это позволило бы сразу получит относительно удобное представление о сигнальном обмене LCAS. Но ничего подобного в современных анализаторах NGSDH всех производителей пока нет.