Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Система стандартизации и контроля качества услуг 10
1.1 Правовые основы обеспечения качества услуг мобильной связи 10
1.2 Стандартизация качества услуг 15
1.3 Принципы оценки, контроля и управления качеством услуг в сетях мобильной связи 28
1.4. Система управления качеством обслуживания 31
1.4.1 Система внутреннего мониторинга 33
1.4.2 Система менеджмента качества 34
1.4.3 Комплексное управление качеством 35
1.4.4 Добровольная сертификация качества обслуживания в системе «Связь-Качество» 37
1.4.5 Договорные отношения об уровне обслуживания на основе показателей QoS 42
1.5 Сети мобильной связи третьего поколения 43
1.6.Постановка задач исследования 48
Глава 2. Система критериев и методик оценки показателей качества обслуживания абонентов при передаче мультимедийного трафика 50
2.1 Постановка задачи 50
2.2 Система показателей качества мобильной связи 52
2.3 Основные требования к параметрам сетей UMTS, определяющим качество предоставления услуг 68
2.4 Методы оценки показателей качества 75
2.5 Методики оценки качества передачи речи 92
2.6 Методики оценки качества передачи данных 108
2.7 Контроль качества обслуживания в сетях IMT-MC 123
Выводы 136
Глава 3. Алгоритмы и методики управление качеством услуг в сетях мобильной связи при передаче мультимедийного трафика 137
3.1 Постановка задачи 137
3.2 Управления качеством обслуживания в рамках концепции QoS 140
3.2.1 Функции управления QoS в плоскости управления 143
3.2.2 Функции управления QoS в плоскости абонента 145
3.3 Организация управления качеством обслуживания посредством мониторинга сети 147
ЗАФункциональная модель передачи мультимедийного трафика в системах мобильной связи с КРК 164
3.5 Типы планировщиков пакетов прямых каналов, алгоритмы их работы и показатели эффективности 165
3.6 Оптимизация алгоритмов работы планировщиков пакетов по дифференциальному показателю качества обслуживания 174
Выводы 182
Глава 4. Предложения по реализации управления качеством услуг связи в сетях мобильной связи третьего поколения 184
4.1. Постановка задачи 184
4.2. Обеспечение качества услуг в сети «СкайЛинк» 184
4.3 Разработка предложений по организационной структуре управления качеством услуг компании-оператора, использующей технологию мобильной связи третьего поколения 192
Выводы 205
Заключение 206
Список литературы
- Принципы оценки, контроля и управления качеством услуг в сетях мобильной связи
- Основные требования к параметрам сетей UMTS, определяющим качество предоставления услуг
- Управления качеством обслуживания в рамках концепции QoS
- Разработка предложений по организационной структуре управления качеством услуг компании-оператора, использующей технологию мобильной связи третьего поколения
Введение к работе
Процессы глобализации инфокоммуникационных сетей и международная интеграция требуют определения возможных путей становления и развития национальной системы оценки и управления качеством услуг связи.
Новые радиотехнологии связи и вещания, позволяющие внедрять на телекоммуникационный рынок все большее количество услуг связи, заставляют мировое телекоммуникационное сообщество взглянуть на вопросы оценки качества услуг связи и систему управления качеством как на один из важнейших факторов эффективного развития рынка услуг связи. В настоящее время во всем мире требования потребителей к качеству услуг связи стали более дифференцированными и жесткими, что является важным с точки зрения обеспечения эффективной экономической деятельности операторов связи.
В настоящее время и в России тема качества мобильной связи является достаточно актуальной. Продолжающееся развитие телекоммуникационного рынка, обострение конкуренции между операторами связи на территории Российской Федерации, переход этой конкуренции из ценовой плоскости в плоскость услуг — все эти факторы обусловливают увеличение внимания, которое уделяется вопросам качества услуг связи. Заинтересованными лицами здесь являются и пользователи, и операторы, и регулирующие и контролирующие органы.
Создание единой системы показателей качества и нормирования является важнейшей задачей на пути формирования целостной системы взаимодействия операторов сетей мобильной связи, абонентов и контролирующих организаций. Таким образом, абонент может оценить услуги, предоставляемые разными компаниями по единой шкале норм на показатели качества, а предприятие - сформировать интегральный подход к контролю качества и оптимизации функционирования сети. Следует отметить, что реализация
этой задачи является сложной и трудоемкой, поскольку мобильная связь является новой для отрасли, и поэтому вся нормативно-правовая документация и стандарты находятся в стадии разработки. Гармонизация национальной и международной системы позволит российским операторам мобильной связи повысить конкурентоспособность услуг с учетом последних требований мирового телекоммуникационного рынка, а внедрение единых норм на показатели качества создаст условия, при которых и контролирующие организации и абонент сети смогут оценить услуги, предоставляемые разными компаниями. Развитие национальной системы управления качеством должно базироваться на совершенной нормативно-правовой базе, учитывающей достигнутый уровень качества услуг связи и нормативные требования сопредельных стран, входящих в ЕС. Надо отметить, что международные требования к QoS, как непременное условие развития услуг новых технологий мобильной связи, учтены рабочей группой Ассоциации 3G при разработке концептуального документа по формированию и развитию рынка услуг 3G в России.
Стандартизация системы управления качеством и разработка требований к качеству услуг связи должны стать определяющими направлениями исследований в отрасли на период до 2010 г.
Целью диссертационной работы является повышения эффективности и конкурентноспособности систем мобильной связи при переходе к сетям третьего поколения.
Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих основных задач:
анализ и систематизация правовых основ и принципов оценки, контроля и управления качеством услуг связи;
систематизация критериев и методик оценки качества обслуживания абонентов при передаче речи и данных;
разработка алгоритмов и методик управления качеством услуг в сетях мобильной связи;
рассмотрение вопросов организации управления качеством обслуживания посредством мониторинга сети;
разработка алгоритмов и методик управления качеством услуг при передаче высокоскоростных данных в сетях мобильной связи третьего поколения;
рассмотрение вопросов реализации управления качеством услуг связи в сети IMT-MC.
Научной задачей диссертационной работы является разработка алгоритмов и методик управления качеством услуг в сетях мобильной связи при обслуживании мультимедийного трафика.
Диссертация включает введение, четыре раздела основного текста, заключение, список используемых источников, включающий 83 наименований.
В первом разделе рассмотрены правовые основы обеспечения качества услуг мобильной связи, вопросы стандартизации качества услуг, принципы оценки, контроля и управления качеством услуг в сетях мобильной связи. Поставлены задачи, решаемые в работе.
Во втором разделе рассматривается система основных технических и организационных показателей качества мобильной связи. Приводятся основные методики оценки показателей качества по результатам оценочных испытаний и модель определения параметров качества услуг. Технические показатели качества составляют основу для выбора комплекса параметров, определяющих качество предоставления услуг в сетях мобильной связи. Предложены методики оценки качества передачи речи и данных в системах с коммутацией каналов и пакетов. Рассмотрены вопросы контроля качества обслуживания в сетях IMT-MC.
В третьем разделе рассмотрены система управления качеством обслуживания, в частности, разработаны алгоритмы и методики управления качеством услуг при передаче высокоскоростных данных в сетях мобильной связи третьего поколения. Проведен анализ показателей эффективности работы существующих планировщиков на линии «вниз» и разработаны предложения
по оптимизации их алгоритмов работы по дифференциальному показателю качества обслуживания. Рассмотрены вопросы организации управления качеством обслуживания посредством мониторинга сети мобильной связи.
В четвертом разделе разработаны предложения по реализации вопросов управления качеством обслуживания в сети «Скай Линк».
В качестве основных научных положений выносится:
Система критериев и методик оценки качества обслуживания абонентов в сетях мобильной связи третьего поколения при передаче мультимедийного трафика.
Алгоритмы и методики управления качеством услуг при передаче мультимедийного трафика.
Предложения по реализации управления качеством услуг связи в сетях мобильной связи третьего поколения
В заключении сформулированы основные результаты теоретических и экспериментальных исследований, проведенных в работе.
Основные результаты работы опубликованы в монографии, в 3 статьях, 2 докладах на НТК.
Результаты внедрения диссертационных исследований закреплены в 2 актах.
Принципы оценки, контроля и управления качеством услуг в сетях мобильной связи
Международная система управления качеством базируется на формировании общих подходов (верхний уровень) и специализированных отраслевых подходах (нижний уровень). Верхний уровень системы управления обеспечивается Международной организацией по стандартизации (ISO) и Потребительской комиссией ЕС. Нижний уровень системы управления обеспечивается стандартизацией технических требований к качеству услуг в сетях связи в рамках ETSI.
В рамках деятельности различных организаций ЕС вопросам качества услуг связи уделяется большое внимание. Европейская потребительская комиссия сформулировала обязательства операторов перед потребителями услуг связи по базовым услугам: 1. безопасность и надежность предоставления услуг; 2. разумный уровень цен; 3. разделение функций регулятора и оператора по организационным и экономическим вопросам; 4. простота (прозрачность) взаиморасчетов и тарифов на услуги; 5. использование показателей (индикаторов) качества услуг связи; 6. наличие списка арбитражных ситуаций; 7. предоставление специальных прав для людей с ограниченными возможностями; 8. обеспечение минимального уровня обслуживания для людей с низкими доходами; 9. отход от кросс-субсидирования услуг для исключения недобросовестной конкуренции; 10. регулирование качества услуг, занимающих на рынке долю более 25 %. Система управления качеством обеспечивает выполнение следующих требований: 1. ответственность управляющих; 2. системный подход к качеству; 3. управление проектированием качества; 4. оценка содержания договоров с потребителями; 5. управление закупками и поставкой услуг; 6. описание предоставляемых видов услуг; 7. отслеживание продвижения услуг на рынке; 8. контроль и проверка предоставления услуг; 9. проведение испытаний и измерений качества услуг, 10. оценка роли проверок и контроля; 11. внутренний аудит качества; 12. повышение квалификации персонала; 13. обслуживание клиентов.
Стандартизация систем управления качеством услуг связи необходима для контроля над качеством технологических процессов предоставления услуг связи и согласования возможностей всех элементов сетей общего пользования (часто принадлежащих разным операторам). Для этого необходимо внедрение централизованных мер по обеспечению высокого качества услуг. Это позволит операторским компаниям снизить расходы на поддержание требуемого уровня качества услуг за счет единообразия регламентов служб качества и упрощения их взаимодействия. На сегодняшний день можно говорить о нескольких, основных подходах к обеспечению качества услуг. Они применяются в зависимости от размера предприятия, сложности производственных процессов, количества и квалификации сотрудников.
Метод основан на введении системы мониторинга рабочих характеристик в рамках внутренних проверок по статистическим выборкам значений показателей качества. Назовем ее системой внутреннего мониторинга (СВМ). Такая система позволяет контролировать основные производственные процессы по нормативным значениям показателей качества в промежутках между сертификационными испытаниями и плановым инспекционным контролем. Для гарантии соблюдения нормативных значений независимой компетентной испытательной лабораторией в рамках проведения добровольной сертификации продукции и услуг проводятся внешние проверки. В их ходе большое внимание уделяется именно услугам. Сертификат, выданный системой сертификации, является свидетельством соблюдения установленных нормативных значений.
Основные требования к параметрам сетей UMTS, определяющим качество предоставления услуг
В системах 3G предусмотрены четыре класса трафика, определяющие QoS, а именно речевой, потоковый, интерактивный и фоновый. Основные характеристики классов качества предоставления услуг в сетях мобильной связи третьего поколения представлены в табл. 2.5.
Главным дифференцирующим фактором между этими классами является их чувствительность к задержке передаваемых в сети потоков данных. Этот подход позволяет реализовать различные классы трафика для различных видов услуг и QoS в сети. Речевой и потоковый классы обеспечиваются работой сети в реальном времени с использованием радиоинтерфейса WCDMA и IMT-MC, в то время как интерактивный и фоновый классы могут быть обеспечены передачей жестко организованного, но не приведенного к реальному времени потока данных. В табл. 2.6 обобщены характеристики обмена данными транспортной службы сети и их соответствие классу качества обмена данных.
Для некоторых видов услуг имеется возможность определить требования к сетям по качеству их предоставления для определенного типа и харак теристик трафика (максимальным задержкам преобразования, изменениям задержки получения данных, BER и др.).
В табл. 2.7 приводятся диапазоны значений параметров обмена данными, которые должны поддерживаться в сетях 3G. Эти требования действительны для связанного и несвязанного трафика. Имеется возможность удовлетворить эти требования без ресурсных потерь в радио и сетевых интерфейсах из-за разделения ограничений на QoS.
Требования в речевом классе определяются порогом человеческого восприятия задержки в передаче речи при обычном или сопровождаемом видеоизображением разговоре абонентов. Максимальная задержка передачи речи в цепочке конечный пользователь - конечный пользователь не должна превышать 400 мс. Основные фонетические требования, обеспечивающие этот класс, определены в Рекомендациях [6,9] и приведены в табл. 2.8.
В потоковом классе процесс передачи данных при оказании мультимедийных услуг будет характеризоваться существенной несимметричностью. Поток будет делиться на два целевых сегмента: «прием/передача web-информации» и «прием/передача информации по запросу». Оба сегмента используют общую технологию сжатия изображения.
Другой характеристикой этого потока является передача информации в реальном масштабе времени в одном направлении и его ориентация на необходимость человеческого восприятия. В этом случае на требования, характеризующие качество услуг, должны налагать ограничения на временные соотношения между информационными объектами (выборками, пакетами). Кроме того, временная расстановка и относительное положение пакетов внутри потока данных должны жестко сохраняться. Однако в настоящее время нет опубликованных требований к допустимой величине задержки информационных блоков, обеспечивающих QoS. Однако понятно, что приемлемые изменения задержки информации не должны быть больше задержки, которая определяет порог человеческого восприятия. Основные требования к характеристикам передачи данных для услуг потокового класса, обеспечивающие заданное QoS, приведены в табл. 2.9.
Интерактивный класс используется для обеспечения качества услуг, когда конечный пользователь в режиме диалога получает запрашиваемые данные от удаленного источника. Интерактивный трафик является тем видом трафика, который создается в классических сетях передачи данных и в котором обязательно присутствует копия подтверждения (ответа) конечного пользователя о принятой информации. Качество услуг в таких системах определяет суммарная величина задержки информации, учитывающая задержку информации в оба конца. Другой характеристикой, определяющей QoS, будет уровень ошибок на бит в канале (BER). Основные требования к характеристикам передачи данных для услуг интерактивного класса, обеспечивающие заданное QoS приведены в табл. 2.10
Рассмотрим фоновый класс. Примером применения фонового класса для передачи данных является передача электронной почты (e-mail), SMS-сообщений, получение (загрузка) информации из баз данных, по которым не требуется мгновенное выполнение каких-либо действий пользователя, принявшего сообщение. Характерной чертой этого трафика в сети является то, что поступление переданных данных не ожидается в строго определенный момент и, соответственно, он наименее чувствителен к временной задержке передаваемой информации.
Управления качеством обслуживания в рамках концепции QoS
Класс, параметры обмена данными и их величина напрямую зависят от вида предоставляемых услуг и сетей, которые задействованы в цепи «конечный пользователь - конечный пользователь». Техническими спецификациями ETSI [6,9] в сетях UMTS определены 4 класса качества услуг в зависимости от параметров трафика (речевой, потоковый, интерактивный, фоновый). Качество предоставляемых услуг в сетях UMTS характеризуется целым рядом параметров, выраженных различными количественными показателями: максимальная скорость передачи данных, гарантированная скорость передачи данных, надежность, время задержки передачи данных, приоритет обработки трафика. Первые два параметра предназначены для контроля над обеспечением резервирования кодовых комбинаций в радиоинтерфейсе и определения максимальной скорости для различных видов приложений, а также распределения ресурсов внутри сети UMTS и контроля над доступом к ресурсам сети. Надежность передачи данных характеризует допустимый процент ошибок в канале, а также требования к нему конкретным приложением сети. Время задержки передачи данных определяет допустимую задержку для конкретного приложения сети. Приоритет обработки трафика определяет относительную важность обрабатываемого сетью UMTS трафика и позволяет ввести различия в уровнях качества канала передачи для интерактивного класса.
Многоуровневая архитектура службы обмена данными сети UMTS состоит из двух частей: службы обмена данными сети радиодоступа (Radio Access Bearer (RAB)) и базовой сети (Core Network Bearer (CNB)). Функции управления QoS всех элементов сети UMTS обеспечиваются предоставлением заранее согласованных услуг обмена данными между точками доступа в системе транспортной службы этой сети. Каждая услуга транспортировки (обмена) данных на N-уровне сети предлагает обслуживание с индивидуальными характеристиками, основываясь на данных, поступающих с уровня (N-1) и более нижних уровней. Соответственно качество предоставляемых услуг в цепи «конечный пользователь - конечный пользователь» обеспечива ется путем преобразования и отображения внешних, по отношению к сети UMTS, протоколов обмена транспортных служб других сетей. Далее рассмотрим внутрисистемные функции управления качеством предоставляемых услуг.
Эти функции поддерживают установление и модификацию обмена информацией служб обмена данными UMTS для обеспечения сигнализации и согласования с внешним потоком данных о параметрах качества услуг других сетей и установления и преобразования всех внутренних процедур обмена, в соответствии с запрашиваемыми характеристиками и профилями качества обслуживания QoS. Функции управления QoS, выполняемые службами обмена данных в плоскости управления сети включают функции преобразования, контроля доступа, администрирования и абонентского контроля [6,9].
Функция преобразования обеспечивает конвертирование потока данных, поступающих от внешних сетей, с учетом их особенностей сигнализации в форматы потока данных, используемых внутренней службой обмена, включая преобразование служебных информационных признаков (атрибутов).
Системный подход к управлению различными ресурсами, базирующийся на модели OSI, позволил реализовать в сетях UMTS эффективную систему обеспечения качества обслуживания на основе программно-аппаратных средств сети (администраторов и программируемых функций).
Администраторы обмена обмениваются сигналами друг с другом и с использованием функции преобразования с внешними сетями, чтобы устанавливать или изменять запрашиваемые услуги обмена данными транспортной службы. Кроме того, администратор службы обмена сверяет, в соответствии с предписанным уровнем контроля, административные права на использование услуг транспортной сети.
Администратор AT преобразует служебные атрибуты обмена данных транспортной службы UMTS в параметры местной службы обмена данными и запрашивает эту службу через администратора местной службы обмена.
Администратор транспортной службы базовой сети преобразует ее служебные атрибуты в параметры службы обмена данных радиосети (RAB) и параметры службы обмена данных интерфейса lu, а параметры BS в параметры службы обмена данных базовой сети. Также администратор BS базовой сети посылает запрос администратору службы обмена интерфейса lu. Администратор базовой сети и администратор сети радиодоступа предоставляют требуемые услуги, которые запрашиваются у администратора службы обмена интерфейса lu. Его администратор базовой сети и администратор сети радиодоступа предоставляет требуемые услуги.
Функция контроля доступа обеспечивает данными обо всех доступных ресурсах элементов сети и о всех ресурсах распределенных для служб обмена. Она формирует запрос для каждой службы обмена данными или изменения запрашиваемых ресурсов, которые могут быть предоставлены элементами сети или резервирует их ресурсы, если они распределены для службы обмена данными сети. Функция контролирует пропускную способность элементов сети, чтобы предоставить услугу с требуемым качеством.
Разработка предложений по организационной структуре управления качеством услуг компании-оператора, использующей технологию мобильной связи третьего поколения
Существует несколько основных типов организационной структуры, которые выделяются в зависимости от преобладания в них разных видов подразделений, характером подчиненности одних подразделений другим [93].
1. Линейная организационная структура. Основой для ее формирования является технологический процесс. В данной структуре четко разделены полномочия каждого из руководителей, их зоны ответственности. Четко прослеживается управленческая вертикаль, идущая от главного менеджера до конкретного работника. Функциональные подразделения, которые занимаются подготовкой и обеспечением реализации решений, в линейной структуре не имеют прямых связей с производственными подразделениями, основная задача которых состоит в подготовке и принятии решений, связанных с управлением технологическим процессом на предприятии в целом или на отдельном его участке, и находятся под непосредственным управлением руководителя предприятия.
Основным достоинством линейной структуры является ее относительная простота, отсутствие большого количества горизонтальных взаимосвязей. Вся информация в линейные подразделения поступают через один контролирующий орган, что снижает вероятность возникновения взаимоисключающих распоряжений, поступающих с верхнего уровня управления.
Недостатком структуры является большой объем информации, который должен перерабатываться руководителями верхнего уровня. Линейное увеличение масштабов компании приводит к экспоненциальному росту объемов информации, которая требуется для принятия решений на верхних уровнях управления. Требования, предъявляемые к главному менеджеру организации, который принимает решения по всем вопросам ее деятельности, являются очень высокими - полная компетентность во всех сферах управле ния и производства, умение быстро оценивать ситуацию и прогнозировать возможные последствия, как в ближайшем, так и отдаленном будущем. 2. Функциональная организационная структура. Структура формируется исходя из того, что основные вопросы, связанные с управлением компании выполняются различного рода функциональными службами, которые определяют деятельность производственных подразделений. В идеале при функциональной структуре на верхнем уровне управления имеются только функциональные подразделения. Каждое из функциональных подразделений руководит деятельностью производственных подразделений в рамках той компетенции, тех функций, которые характерны для данного функционального подразделения. Основная идея состоит в том, чтобы максимально использовать преимущества специализации и расширить норму управляемости без перегрузки руководства.
Функциональная структура обеспечивает уменьшение числа иерархических уровней управления в организации. Основные достоинства функциональной организационной структуры: - управленческие проблемы, связанные с выполнением специализированных видов деятельности, получают при данной структуре более компетентные решения, чем при линейной; - число уровней управления растет обычно медленнее, чем в линейной структуре, и тем самым информация доходит до получателя быстрее. К недостаткам функциональной организационной структуры следует отнести: - возможность получения одним и тем же подразделением взаимоис ключающих распоряжений, исходящих от разных функциональных служб. При подобной ситуации происходит поиск взаимосогласован ного решения между функциональными службами, который может за нять очень длительный период из-за наличия у каждой из них так на зываемых «ведомственных» интересов; - уменьшение управляемости подразделений со стороны главного менеджера предприятия. 3. Линейно-функциональная организационная структура. В основе линейно-функциональной структуры лежит сочетание черт линейной и функциональной организационных структур. Функциональные подразделения в рамках данной структуры выполняют функции сбора и анализа информации о деятельности предприятия и его подразделений, могут давать отдельные рекомендации по выполнению ими тех или иных функций, однако непосредственно не руководят деятельностью производственных подразделений. Их основная задача - сформировать согласованную политику компании. Сформированное решение является основой деятельности линейных структур. Свои полномочия по управлению производственными подразделениями первый руководитель обычно делегирует техническому директору, который непосредственно руководит производственным подразделением.
При такой организационной структуре решение сложных вопросов подготавливается функциональными службами и представляется на окончательное решение первому руководителю предприятия. Простые же проблемы решаются на уровне заместителя руководителя - технического директора. Все вопросы, связанные с взаимодействием предприятия с внешней средой (снабжение, финансирование, нормативно-юридическое обеспечение и т.д.) решаются функциональными службами, подчиненными первому руководителю Основными достоинствами данной структуры являются: - подготовкой решения сложных проблем занимаются специалисты функциональных служб, имеющих достаточную квалификацию и опыт; - в отличие от функциональной структуры противоречивых указаний производственным подразделениям практически не отдается; - по сравнению с линейной организационной структурой, на крупных предприятиях обычно имеется выигрыш в общем числе необходимых уровней управления.
