Улучшение качества сетей передачи данных на примере Республики Узбекистан

С каждым днем наша жизнь набирает все новые и новые обороты. Каждый день в разных сферах и отраслях науки и техники появляются новые технологии повышения качества и эффективности производимой продукции или предоставляемых услуг. Эти новшества не проходят мимо и сфер телекоммуникации и элементов сетей передачи данных.

Построение современных сетей передачи данных - процесс, требующий довольно серьезных инвестиций, эффективность которых напрямую зависит от качества и структуры сетевого дизайна, включающего в себя множество взаимосвязанных компонентов.

Постановлением Кабинета Министров от 19 ноября 2021 г. № 699 «О мерах по дальнейшему развитию телекоммуникационной инфраструктуры Республики Узбекистан» в соответствии с Указом Президента Республики Узбекистан №УП-6079 от 5 октября 2020 года об утверждении стратегии «Цифровой Узбекистан – 2030» и мер по ее эффективной реализации, а также опережающего развития цифровой инфраструктуры в республике, в целях ликвидации «цифрового разрыва» между городской и сельской местностью и создания необходимых условий для повышения качества предоставляемых услуг Кабинет Министров постановил, что основные направления дальнейшего развития телекоммуникационной инфраструктуры

Республики Узбекистан определить следующим образом: развитие телекоммуникационной инфраструктуры путем строительства оптоволоконных, радиорелейных линий связи и центров хранения и обработки данных, развития сети широкополосной связи, продолжения использования мобильной связи и других современных технологий [1].

За время реализации Национальной программы развитие телекоммуникационной сети страны, которое осуществляется на основе современных цифровых технологией, уже вложено, более 800 миллион доллар США, введены в действие цифровых АМТС 10 областных центрах и ЭАТС более 820 тыс. номеров. В результате проводимой политике привлечения в отрасль иностранных инвестиций, на рынке телекоммуникаций Узбекистана работали и работают зарубежные компании ДЭУ, Бкари, Сименс, Алкател, НЕК, Эриксон, Хуавей, ЗТЕ с помощью которых проведены определенные работы по реконструкции и развитию телекоммуникационных сетей Республики.

Здесь важно отметить, что Министерством по развитию информационных технологий и коммуникаций осуществлялась масштабная работа в рамках мероприятий, отображенных в Указе Президента «О Государственной программе по реализации Стратегии действий по пяти приоритетным направлениям развития Республики Узбекистан в 2017-2021 годах в «Год развития науки, просвещения и цифровой экономики»» от 2 марта 2020-го года.

После приобретения независимости в нашей Республике, широко осуществляются мероприятия по оценке состояний телекоммуникационной сферы и рационального использования ИКТ на основе ГИС, составление и использование цифровых графических баз данных, ведению эффективного мониторинга и автоматизированного управления, совершенствование методов математического и геоинформационного моделирования процессов сетевого анализа и отношение наличных связей в сети телекоммуникации [2].

В частности, в 2020 году было создано не менее 800 тысяч интернет-портов широкополосной связи и проложить 12 тысяч километров оптико-волоконных линий связи. Для расширения широкополосных сетей в Интернете около 340 тысяч абонентов получили доступ к телекоммуникационному оборудованию. Распределенные по регионам телекоммуникационные устройства были смонтированы и настроены специалистами. На сегодня установлена 281 тысяча портовых устройств.

В настоящее время по всей стране установлено и введено в эксплуатацию 1148 новых базовых станций. Модернизировав базовые станции, расположенные в 1483 учреждениях, стало возможным предоставлять услуги широкополосного интернета. В рамках проектов развития телекоммуникационной сети к запланированным объектам было проложено 6,5 тысячи километров оптико-волоконных линий связи. Работа в этом направлении продолжается и на сегодняшний день.

Телекоммуникационные сети включающие в себя национальную телефонную (местную, междугороднюю и международную) сеть, определены важнейшим элементом инфраструктуры, наиболее эффективной средой распространения информации, стимулирующей развитие производства и сферы услуг. В связи с этим вышло приложение к постановлению Президента Республики Узбекистан от 23 декабря 2022 года № ПП-448 «Изменения и дополнения, вносимые в некоторые постановления Президента Республики Узбекистан от 28.12.2022 г. № ПП-459» «О мерах по реализации инвестиционной программы Республики Узбекистан на 20232025 годы» инвестору обеспечить надлежащее осуществление строительно-монтажных работ в соответствии с проектной документацией, а также работ по подведению линий электропередач и сетей телекоммуникаций от внешних сетей до объектов автоматизированной системы, в том числе создание центров обработки данных во всех регионах за счет собственных средств в качестве инвестиционных затрат [3].

Одним из наиболее общих требований, предъявляемых к сети передачи данных, является требование по обеспечению эффективного использования технических средств связи - каналов связи, центров коммутации сообщений и другого оборудования. Решение поставленной задачи возможно при обеспечении высокой надежности функционирования СПД. Кроме того, высокие требования к надежности СПД предъявляет и сама специфика решаемых ею задач. Необходимее условием обеспечения высокой надежности является резервирование элементов сети и введение подсистемы контроля. Построение современных сетей передачи данных - процесс, требующий довольно серьезных инвестиций, эффективность которых напрямую зависит от качества и структуры сетевого дизайна, включающего в себя множество взаимосвязанных компонентов. Многолетний опыт и экспертиза специалистов IT, мультивендорный подход, а также использование всего спектра возможных на сегодня технологий передачи данных позволяют IT предлагать решения, обеспечивающие не только высокое качество, скорость, надежность и безопасность передачи данных, но и максимальную защиту инвестиций в сетевую инфраструктуру при минимальной стоимости владения.

Если речь идет об обработке информации исключительно с использованием современных информационных систем, персональных компьютеров и высокотехнологичных комплексов, тогда можно выделить следующие наиболее популярные модели и методы: сетевая модель, матричная модель, графоаналитический метод, описание процедур на алгоритмическом языке, динамическая информационная модель [4].

Требования к оценке показателей качества услуг передачи данных по государственному стандарту Республики Узбекистан. Показатели качества услуг передачи данных оцениваются с использованием специального измерительного комплекса по результатам тестовых соединений. Измерительный комплекс в общем виде представляет собой аппаратно-программный комплекс, включающий в себя тестовый сервер и тестовое оконечное оборудование или персональный компьютер с специальным программным обеспечением. По результатам тестовых соединений измерительный комплекс обеспечивает расчет показателей качества услуг передачи данных через параметры качества услуг, полученные в результате измерений в процессе отправки тестовых файлов предварительно установленного формата в прямом и обратном направлении между тестовым оконечным оборудованием и тестовым сервером (рисунок 1).

В целях оценки качества услуг передачи данных в отношении того или иного участка сети передачи данных, тестовый сервер устанавливается на соответствующих уровнях:

• -    на уровне оконечного узла (шлюза) сети передачи данных поставщика услуг;

• -    на уровне точек обмена трафиком;

• -    на уровне МЦПК.

Тестовый сервер устанавливается максимально близко к узлу сети соответствующего уровня. Сравнение показателей качества услуг на различных участках сети позволяет выявить участок сети, приводящий к снижению общих показателей качества услуг передачи данных. Тестовые соединения должны обеспечивать возможность оценки показателей качества услуг, передачи данных в двух направлениях: от оконечного узла сети передачи данных поставщика услуг к оконечному оборудованию пользователя и обратно. Характеристики и настраиваемые параметры тестового сервера и тестового оконечного оборудования, а также параметры тестовых соединений не должны изменяться в течение всего рассматриваемого периода контроля. Тестовый сервер и тестовое оконечное оборудование должны использовать один и тот же тип операционной системы. Для всех тестовых соединений должен использоваться тестовый сервер, выделенный для этой цели, который не используется для выполнения других задач [5].

Рисунок 1. - Расположение тестовых серверов на различных уровнях

Минимальный набор требований к настройкам TCP тестового сервера состоит из следующего:

• -    максимальный размер сегмента: от 1380 до 1460 byte;

• -    размер окна TCP более 4096 byte; - SACK включено;

• -    TCP Fast Retransmit включен;

• -    TCP Fast Recovery включен;

• -    Delayed ACK включено (200 ms).

Минимальный набор требований к настройкам TCP тестового оконечного оборудования состоит из следующего:

• -    максимальный размер сегмента: от 1380 до 1460 byte;

• -    размер окна TCP равен 16 384 byte;

• -    SACK включено;

• -    ECN включено; - TCP Window Scaling включен;

• -    TCP Timestamping включен;

• -    обнаружение PMTU выключено;

• -    TCP Fast Retransmit включен;

• -    TCP Fast Recovery включен;

• -    Delayed ACK включено (200 ms).

Для примера улучшения качества сетей передачи данных в РУз можно показать тестеры, дефектоскопы или приборы для проверки оптического кабеля. Такими приборами можно сделать мгновенный поиск дефектов СПД. Например, дефектоскопы позволяют быстро проанализировать качество укладки оптических волокон в сплайс-кассету, качество сварки, проверить целостность линии и правильность коммутации оптических волокон.Также используется для идентификации оптических волокон и для проверки оптических патчкордов. Применяется при поиске обрывов, заломов и перегибов в оптическом волокне. Подразумевается, что покрытие волокна достаточно прозрачное, а лазерное излучение достаточно мощное, чтобы в месте дефекта возникло хорошо заметное красное свечение. Кроме того, дефектоскоп часто используется для грубого тестирования волоконно-оптической линии «на просвет». Излучение может передаваться по оптическому волокну на расстояние до 10 км. Он может работать в режиме непрерывного излучения, а также в импульсных с частотами 2-3 Гц и 9 Гц.

Сетевые тестеры способны отобразить схему обжима проводов, перепутанные и расщепленные пары, измерить длину кабеля и расстояние до обрыва проводников. Встроенный рефлектометр также позволит определить расстояние до короткого замыкания. Тестеры имеют много функций для проверки активной сети: функцию Ping, тестируют PoE с имитацией нагрузки, тестируют DHCP/DNS серверы, идентифицируют протоколы CDP/LLDP/NDP и VLAN. Цветной экран прибора, отображают результаты в очень понятном цветном графическом формате. Отчеты могут быть записаны в память устройства и переданы на компьютер.

Анализ и тестирование сетей передачи данных реализовано довольно хорошо. Его результаты представляются в нескольких окнах, отображающих статистическую информацию для всех каналов и идентификаторов. Экран анализа производительности сетей передачи данных был особенно полезен при оценке степени загрузки каналов и скорости передачи. Статистические экраны предоставляют значения всех основных параметров, однако каких-либо стандартных средств построения графиков или инструментов обработки перехваченных данных нет. Классические анализатор протоколов сетей передачи данных и более современные, чисто программные продукты сделали анализ работы протоколов TCP вполне обыденным делом. В то же время анализ территориальных сетей (Wide Area Network — WAN) имеет ряд особенностей. Сети этого типа "пестрят" разнородностью физических интерфейсов и параметров каналов связи, часто один и тот же протокол может иметь различные реализации (примером тому служит стандарт Local Management Interface для сетей Frame Relay). С определенными трудностями связано и тестирование каналов типа "точка—точка". В развитии анализаторов элементов СПД наблюдаются две основные тенденции. Первая — это разработка телекоммуникационной индустрией мощных средств физического и бит-ориентированного тестирования. Вторая связана с совершенствованием пакетной коммутации, особенно Frame Relay. Она заключается в наделении этих устройств еще большим "интеллектом" и расширенными функциями. На развитие анализаторов территориальных сетей также оказывают влияние классические анализаторы элементов СПД.

Чтобы оценить функциональность и работу анализаторов элементов СПД в реальных условиях, мы провели тестирование диагностирование устройств фирмы Huawei. Анализатор богат функциональными возможностями, имеет замечательный набором программных и аппаратных средств. Чтобы выровнять условия "игры", в наших тестах мы уделили основное внимание TCP. Статистические экраны выводят хорошо оформленную статистику для канала передачи данных, таблицы с идентификаторами DLCI, подробную информацию о каждом соединении и о состоянии виртуальных каналов. Программа позволяет получить информацию о состоянии протоколов (рисунок 2).