Kapitel 9. Telecommunication Management Network (TMN)

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1 Fachgebiet Kommunikationsnetze Technische Universität Ilmenau Kapitel 9 Telecommunication Management Network (TMN) Funktionales Modell Physikalisches Modell Informationstechnisches Modell Logisch-geschichtete Architektur Entwicklung zum TMN 1985 CCITT (heute ITU) beginnt mit der Definition des Telecommunication Management Network (TMN) 1988 CCITT publiziert die Empfehlung M.30 zum TMN Anpassung der ISO/OSI-Standards und der TMN- Standards: TMN baut auf den ISO/OSI-Standards auf 1992 CCITT publiziert die Empfehlung M.3010, eine vollständige Überarbeitung von M.30 mit Anpassung an die ISO/OSI- Standards Weiterentwicklung des Standards zum TMN PuVvKn, SoSe Fachgebiet Kommunikationsnetze, Prof. Jochen Seitz 1

2 Bedeutung von TMN Die TMN-Spezifikationen sind der wichtigste Standard zur Verwaltung von (öffentlichen) Telekommunikationssystemen. Durch die Übernahme der ISO/OSI-Managementstandards ist TMN heute der wesentliche Grund für die Anwendung und Weiterentwicklung der ISO/OSI- Managementstandards. Aktueller Trend: Realisierung der TMN-Spezifikationen mit Hilfe moderner Middleware-Komponenten (Common Object Request Broker Architecture CORBA) anstelle von CMIS/P / GDMO. PuVvKn, SoSe Motivation von TMN Mobilfunknetze Mobilfunknetze OS OS OS OS OS OS OS OS OS Datennetze Fernsprechnetze TMN Fernsprechnetze Datennetze Inhomogene Managementsysteme (OS, Operations Systems) für unterschiedliche Netzelemente Homogenes Netzmanagement für heterogene Netze PuVvKn, SoSe Fachgebiet Kommunikationsnetze, Prof. Jochen Seitz 2

3 TMN: Konzept Operations System Operations System Operations System TMN Data Communication Network Work Station Exchange Transmission System Exchange Transmission System Exchange Telecommunication Network PuVvKn, SoSe Übersicht über die Standards Overview of TMN (M.3000) Principles for a TMN (M.3010) Terms and Definition for TMN (M.60 2) TMN Interface Specification Methodology (M.3020) Generic Network Information Model (M.3100) Catalogue of TMN Management Information (M.3180) TMN Management Services: Overview (M.3200) Management Service #1 Management Service #n TMN Management Facilities at the F-Interface (M.3300) TMN Management Functions (M.3400) PuVvKn, SoSe Fachgebiet Kommunikationsnetze, Prof. Jochen Seitz 3

4 Hierarchisches Management-Modell /Enterprise_NMS_Architectures PuVvKn, SoSe TMN-Managementdimensionen M an a g e m e n t TMN Overlay Network P C A er S Business on cc ec f Customer f o o u F i u r ri Service a g nm u u ti a t Network lt rt n y n ce i Subnetwork g o n Network Element PuVvKn, SoSe Fachgebiet Kommunikationsnetze, Prof. Jochen Seitz 4

5 TMN: Grundideen Trennung des Netzwerks zur Übertragung von Managementinformationen vom Telekommunikationsnetz. Festlegung so genannter Referenzpunkte, an denen Informationen in einem festen Format mit einem definierten Protokoll übergeben werden. Funktionen zur Anpassung verschiedener Managementmodelle. PuVvKn, SoSe TMN: Anforderungen gemäß M.3010 Informationsaustausch zwischen dem Telekommunikationsnetzwerk und der TMN-Umgebung. Fähigkeit zur Umwandlung von Managementinformationen zwischen verschiedenen Formaten. Transport von Managementinformationen zwischen verschiedenen Orten in einer TMN-Umgebung. Verarbeitung und Darstellung von Managementinformationen in einer Form, die für den verantwortlichen menschlichen Operator geeignet ist. Sicherer Zugriff auf Managementinformationen durch dazu autorisierte Benutzer. PuVvKn, SoSe Fachgebiet Kommunikationsnetze, Prof. Jochen Seitz 5

6 außerhalb der TMN-Standardisierung Planung und Verwaltung von Kommunikationsnetzen Sommersemester 2018 TMN: Funktionales Modell Funktionale Blöcke des TMN: Operations System Function (OSF) Manipulation von Managementinformation Anstoß von Managementoperationen Network Element Function (NEF) Managed Objects und Managementfunktionen einer Netzkomponente Q-Adapter Function (QAF) Verbindung zu einem nicht TMN-konformen System / Element Work Station Function (WSF) Schnittstelle zum menschlichen Operator Mediation Function (MF) Transformation und Manipulation von Managementinformation auf dem Weg vom NEF zum OSF Data Communication Function (DCF) In neueren Versionen von TMN kein funktionaler Block mehr Datentransport zwischen Funktionsblöcken (Schichten 1-3) PuVvKn, SoSe TMN: Referenzpunkte Der Informationsaustausch zwischen Funktionsblöcken eines TMN erfolgt über Referenzpunkte: q-referenzpunkte Informationsaustausch innerhalb eines TMN x-referenzpunkte Informationsaustausch zwischen verschiedenen TMNs f-referenzpunkte Informationsaustausch zwischen dem TMN und einer WSF m-referenzpunkte Informationsaustausch zwischen einem Q-Adapter und externen Netzelementen g-referenzpunkte Informationsaustausch zwischen einem WSF-Block und dem menschlichen Benutzer PuVvKn, SoSe Fachgebiet Kommunikationsnetze, Prof. Jochen Seitz 6

7 Funktionale Blöcke und Referenzpunkte NEF OSF MF QAF q3 QAF qx WSF Non-TMN NEF q 3 q x OSF q 3 x*, q 3 q 3 q 3 f MF q x q 3 q x q x f QAF q3 q 3 m QAF qx q x m WSF f f g** Non-TMN m m g** * = x-referenzpunkt, wenn beide OSFs in unterschiedlichen TMNs liegen ** = g-referenzpunkt zwischen WSF und menschlichem Benutzer PuVvKn, SoSe TMN: Funktionale Komponenten Funktionale Blöcke sind aus verschiedenen funktionalen Komponenten zusammengesetzt: Management Application Function Management Information Base Information Conversion Function Kategorie 1 Human Machine Adaptation Presentation Function Message Communication Function (MCF) TMN Funktionale Komponenten (Kategorie 1) MCF Peer-to-Peer- Kommunikation DCF MCF TMN Funktionale Komponenten (Kategorie 1) PuVvKn, SoSe Fachgebiet Kommunikationsnetze, Prof. Jochen Seitz 7

8 TMN: Physikalisches Modell Funktionale Blöcke werden durch (physikalische) Bausteine realisiert, welche die Funktionen mit dem selben Namen implementieren: Network Element (NE). Mediation Device (MD). Q-Adaptor (QA). Operations System (OS). Work Station (WS). Data Communication Network (DCN). Ein TMN-Baustein kann mehrere Funktionen umfassen (z.b. OSF und MF), wobei sich der Name aus der vorwiegenden Nutzung ergibt. PuVvKn, SoSe TMN: Schnittstellen Realisierung der Referenzpunkte durch TMN- Schnittstellen: Q x -Schnittstelle realisiert q x -Referenzpunkt. Q 3 -Schnittstelle realisiert q 3 -Referenzpunkt. X-Schnittstelle realisiert x-referenzpunkt. F-Schnittstelle realisiert f-referenzpunkt. Die Q x -Schnittstelle erlaubt Realisierungen unterschiedlicher Komplexität (Schichtenzahl). Die Q 3 -Schnittstelle ist die komplexeste Schnittstelle und basiert üblicherweise auf CMIS/P. Es existieren keine Schnittstellen für die Referenzpunkte g und m. PuVvKn, SoSe Fachgebiet Kommunikationsnetze, Prof. Jochen Seitz 8

9 Funktionale und physikalische Architektur Funktionale Komponenten Funktionale Architektur: Funktionale Blöcke Physikalische Architektur: Physikalische Bausteine Referenzpunkte Schnittstellen PuVvKn, SoSe Beziehung zwischen funktionalen Blöcken und Bausteinen NEF MF QAF OSF WSF NE M O O O O* MD M O O O QA M OS O O M O WS M DCF M = Mandatory O = Optional O* = nur dann, wenn auch OSF oder MF realisiert PuVvKn, SoSe Fachgebiet Kommunikationsnetze, Prof. Jochen Seitz 9

10 TMN: Beispielhafte Ausprägung Anderes TMN Network Element X Network Element Q- Adapter Q3 Qx Qx TMN Operations System Q3 Data Communications Network Q3 Mediation Device Qx Data Communications Network F F F F Work Station Work Station Work Station Work Station PuVvKn, SoSe TMN: Informationstechnisches Modell Objektorientierter Ansatz Basierend auf ISO/OSI-Managementinformationsmodell Manager/Agent-Konzept wie bei ISO/OSI Operationen Managed Object Verhalten Attribute PuVvKn, SoSe Fachgebiet Kommunikationsnetze, Prof. Jochen Seitz 10

11 TMN: logisch-geschichtete Architektur Verwaltung des gesamten Unternehmens, Unternehmensziele Business Mgmt Verwaltung der Dienste, die Kunden angeboten werden Service Management Verwaltung der Netzwerke und Systeme, welche die Dienste erbringen Network Management Verwaltung der Netzund Systemkomponenten Network Element Management PuVvKn, SoSe Schichtung der Managementfunktionalität Schicht n+1 Manager Schicht n Agent Manager Schicht n-1 Agent Verantwortlichkeitsmodell PuVvKn, SoSe Fachgebiet Kommunikationsnetze, Prof. Jochen Seitz 11

12 Element Management Layer Verwaltung individueller Netzwerkkomponenten. Handhabung herstellerspezifischer Managementfunktionen. Einheitliche Schnittstelle zum Network Management Layer. Beispielhafte Managementfunktionen: Entdeckung fehlerhafter Netzkomponenten. Überwachung des Energieverbrauchs. Messung der Betriebstemperatur. Protokollierung des Ressourcenverbrauchs. Mitführen statistischer Daten. Aktualisierung der Firmware auf Netzkomponenten. PuVvKn, SoSe Network Management Layer Verwaltung des gesamten Netzes ohne Berücksichtigung der internen Strukturen der einzelnen Komponenten. Basis: Herstellerunabhängige Verwaltungsinformation, die durch das Network Element Layer geliefert wird. Beispielhafte Managementfunktionen: Erzeugen einer kompletten Sicht des Netzwerks. Aufsetzen von Pfaden durch das Netz, um Dienstgüteanforderungen zu befriedigen. Modifikation von Wegwahltabellen. Überwachung der Leitungsauslastung. Optimierung der Leistungsfähigkeit des Netzes. Erkennen von übergeordneten Fehlersituationen. PuVvKn, SoSe Fachgebiet Kommunikationsnetze, Prof. Jochen Seitz 12

13 Service Management Layer Behandlung von Aspekten, die direkt durch die Benutzer (Endkunden oder andere Dienstanbieter) des Telekommunikationsnetzes beobachtet werden können. Einzelne Netzkomponenten können auf dieser Ebene nicht mehr direkt verwaltet werden. Beispielhafte Managementfunktionen: Verwaltung der Dienstgüte. Abrechnung. Benutzerverwaltung. Adresszuweisung. Kommunikationsgruppenmanagement. Anwendungsbereiche: Managementinformationsaustausch zwischen Domänen. Customer Network Management. Value-Added Services. PuVvKn, SoSe Business Management Layer Verantwortlichkeit für die Verwaltung eines gesamten Unternehmens. Verwaltung der Telekommunikation ist somit nur ein Teil des gesamten Business Managements. Business Management definiert Ziele, anstatt sie anzustreben. Business Management ist somit mehr strategisches/taktisches Management im Vergleich zum operationalen Management der darunter liegenden Schichten. PuVvKn, SoSe Fachgebiet Kommunikationsnetze, Prof. Jochen Seitz 13

14 Beispiel für die logisch-geschichtete TMN-Architektur Business Management Layer Service Management Layer TMN 2 TMN 1 OSF OSF q 3 q 3 q 3 OSF x OSF OSF q 3 Network Management Layer Value-Added Service Provider OSF MF q 3 q 3 Network Element Management Layer q x NEF PuVvKn, SoSe TMN und das Internet-Management Unterschiedliche Ausrichtung: TMN: Spezifikation von Managementarchitekturen Internet Management: Implementierung von Managementprotokollen Beziehung zwischen verwaltetem Netz und Verwaltungsnetz: TMN: separiert Internet Management: identisch Integration des Internet-Managements in TMN über Q-Adaptor-Funktion: OSF q 3 QAF m SNMP- Agent PuVvKn, SoSe Fachgebiet Kommunikationsnetze, Prof. Jochen Seitz 14

15 TMN und das OSI-Management Übernahme einiger OSI-Konzepte in TMN: Manager/Agent Objektorientierter Ansatz Managementdomänen Unterschiede von TMN gegenüber OSI: Mehrere Managementarchitekturen mit unterschiedlichem Detaillierungsgrad Geschichtetes Verantwortlichkeitsmodell Konzeptionelle Trennung des zu verwaltenden Netzes vom Verwaltungsnetz PuVvKn, SoSe Beispiel: Management von GSM NSS mit OSS OMC, EIR AUC HLR GMSC Festnetz VLR BSC MSC VLR MSC BSC BTS Base Tranceiver Station BSC Base Station Controller MSC Mobile (Services) Switching Center VLR Visitor Location Register HLR Home Location Register GMSC Gateway MSC OMC Operation & Maintenance Center EIR Equipment Identity Register AUC Authentication Center RSS BTS PuVvKn, SoSe Fachgebiet Kommunikationsnetze, Prof. Jochen Seitz 15

16 GSM-Managementarchitektur Business Level Dienstgüte Netzplanung Geschäftsplanung Service Level Abrechnung Kundenservice Kunde Network Level Network Management Center (NMC) NMF Element Level O&M (Mobile) O&M (Comms) O&M (Switch) O&M (other) Operation & Maintenance Center (OMC) BTS BTS MSC HLR VLR PuVvKn, SoSe Literatur R.H. Glitho & S. Hayes: Telecommunications Management Network: Vision vs. Reality. IEEE Communications Magazine, Vol. 33, Nr. 3, März 1995, S A. Pras, B.-J. van Beijnum & R. Sprenkels: Introduction to TMN. CTIT Technical Report 99-09, University of Twente, The Netherlands, April 1999, J. Schiller: Mobilkommunikation - Techniken für das allgegenwärtige Internet, Addison-Wesley, München, 2000, ISBN J. Schönwälder: Netzwerkmanagement, Vorlesung am Institut für Betriebssysteme und Rechnerverbund der Technischen Universität Braunschweig, Wintersemester 1999/2000, R. Sellin: TMN Die Basis für das Telekom-Management der Zukunft. Taschenbuch Telekommunikation TTK 15, R. v. Decker-Verlag, G. Schenck GmbH, Heidelberg, ISBN D.J. Sidor: Managing Telecommunications Networks Using TMN Interface Standards. IEEE Communications Magazine, Vol. 33, Nr. 3, März 1995, S D.J. Sidor: TMN Standards: Satisfying Today s Needs While Preparing for Tomorrow. IEEE Communications Magazine, Vol. 36, Nr. 3, März 1998, S PuVvKn, SoSe Fachgebiet Kommunikationsnetze, Prof. Jochen Seitz 16