Ứng dụng lý thuyết hệ thống vào bài toán phát hiện, định vị sự cố trong quản lý viễn thông

Có nhiều phương pháp có thể áp dụng để xây dựng mô hình tựa tuyến tính đối với bài toán xác định sự cố trong TN, nhưng phương pháp sử dụng được mô tả trong luận văn này dựa trên tiêu chí

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

ĐỀ TÀI:

ỨNG DỤNG LÝ THUYẾT HỆ THỐNG VÀO

BÀI TOÁN PHÁT HIỆN, ĐỊNH VỊ SỰ CỐ TRONG QUẢN LÝ VIỄN THÔNG

NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ

MÃ SỐ : 60.52.70 8

HỌ VÀ TÊN HỌC VIÊN: ĐỖ VĂN PHÁT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TSKH NGUYỄN NGỌC SAN

HÀ NỘI - 2010

Luận văn được hoàn thành tại:

Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông

Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt Nam

Người hướng dẫn khoa học:

GS.TSKH NGUYỄN NGỌC SAN

Phản biện 1:

Phản biện 2:

Phản biện 3:

Luận văn sẽ được bảo vệ trước hội đồng chấm luận văn tại: Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông

Vào lúc: giờ ….ngày…….tháng…… năm 2010

Có thể tìm hiểu luận văn tại:

Thư viện Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông

Có nhiều phương pháp có thể áp dụng để xây dựng mô hình

tựa tuyến tính đối với bài toán xác định sự cố trong TN, nhưng

phương pháp sử dụng được mô tả trong luận văn này dựa trên tiêu

chí tối ưu theo trạng thái động học nên tránh được các khó khăn

trong tính toán do sự phức tạp của toán học gây ra

Hướng nghiên cứu tiếp theo:

Trong thời gian ngắn, mặc dù với cố gắng nỗ lực hết mình,

đồng thời với sự chỉ bảo tận tình của thầy hướng dẫn, xong với sự

hạn chế chủ quan, một số vấn đề cần được đặt ra trong hướng

nghiên cứu tiếp theo để nhằm hoàn thiện hơn cho chủ đề nghiên

cứu Sau đây có thể nêu ra các hướng tiếp theo :

 Luận văn mới nêu ra việc phát hiện và định vị sự cố

nhưng chưa thực hiện việc giải trừ sự cố Khi phát

hiện và định vị sự cố xong, cần phải đưa ra quyết định

đúng đắn để giải trừ sự cố như tự phục hồi sự cố, sửa

chữa hoặc thay thế các thiết bị có sự cố…

 Để thực hiện bài toán, cần đưa các bộ cảm biến vào

các thiết bị trong TN để có thể cung cấp thông tin cho

TMN Các cảm biến này lấy các tham số hoạt động

của thiết bị vì vậy sự hoạt động của các cảm biến rất

có thể ảnh hưởng đến mạng Hướng nghiên cứu tiếp

theo cần phải xem xét đến việc đưa bộ cảm biến này

vào mạng nhưng không ảnh hưởng đến hoạt động của

mạng

LỜI NÓI ĐẦU

Việt Nam đang sở hữu mạng lưới viễn thông với công nghệ hiện đại ngang tầm với các nước trên thế giới và đang đi những bước chuyển đổi, phát triển mạnh mẽ nhằm vào tính đa dạng hoá các loại hình dịch vụ, nâng cao hiệu quả sử dụng cơ sở hạ tầng mạng và mềm dẻo trong cung cấp chất lượng dịch vụ để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của khách hàng

Quản lý viễn thông có nhiệm vụ theo dõi, giám sát và điều khiển tất cả các thành phần tham gia vào quá trình truyền thông Do các thành phần tham gia vào quá trình truyền thông này rất khác nhau nên việc thực hiện nhiệm vụ này rất phức tạp Điều đó dẫn đến sự phức tạp, khó khăn cho công tác quản lý, điều hành mạng lưới

Để đạt được mục tiêu đặt ra đối với các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông là khai thác, quản lý tối ưu mạng nhằm nâng cao tính cạnh tranh bằng phẩm chất dịch vụ, thì việc tìm kiếm phương pháp tiếp cận, xử lý bài toán quản lý mạng viễn thông được đặt ra, trong

đó có bài toán phát hiện và định vị sự cố trong mạng nhằm giảm thiểu thời gian gián đoạn kết nối cuộc gọi Việc áp dụng lý thuyết

hệ thống để giải bài toán trên được xem là một trong những phương pháp được đông đảo các nhà khoa học thừa nhận

Trong luận văn này, tôi nhìn mạng viễn thông như một quá trình động học được cấu thành từ các phần tử mạng (nút chuyển mạch, tuyến truyền dẫn, v.v…) Coi sự biến đổi trạng thái của các phần tử mạng là các động học xảy ra trên mạng để phát biểu bài toán “Phát hiện, định vị sự cố trong mạng viễn thông” nhằm phục

vụ nhu cầu đảm bảo chất lượng dịch vụ của nhà cung cấp dịch vụ mạng viễn thông

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT

HỆ THỐNG

1.1 Định nghĩa, các khái niệm và thuật ngữ cơ

bản

Ngày nay các thuật ngữ “hệ thống”, “lý thuyết hệ thống”,

“khoa học hệ thống” và “kỹ thuật hệ thống” trở nên khá phổ biến

và được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như điều khiển, xử

lý số liệu, công nghệ sinh học… và khiến chúng được hiểu theo

hàm nghĩa liên quan đến lĩnh vực được sử dụng

1.2 Các định nghĩa

Có nhiều cách định nghĩa hệ thống Tuỳ theo mục đích

nghiên cứu, cách tiếp cận trong nghiên cứu mà người ta mô tả hệ

thống theo các cách khác nhau

1.3 Tuyến tính hoá hệ thống phi tuyến

Trong thực tế không có một hệ thống vật lý nào có thể mô

tả tuyệt đối chính xác bằng phương trình vi phân hệ số hằng tuy

nhiên nhiều hệ phi tuyến có thể xấp xỉ hoặc coi như tuyến tính

trong từng đoạn làm việc Có nhiều phương pháp được áp dụng cho

việc tuyến tính hoá hệ thống phi tuyến như: Phương pháp trung

bình gần điểm làm việc, phương pháp tuyến tính hoá điều hoà và

phương pháp sai lệch nhỏ

1.4 Tính ổn định của hệ thống tuyến tính

1.4.1 Khái niệm chung

1.4.2 Khái niệm ổn định và các định nghĩa chính

Đối với hệ thống tuyến tính, ổn định của hệ thống có mối

liên hệ tới ma trận A của hệ thống Có thể nói đại khái rằng ổn định

của các hệ thống này là tính chất của ma trận hệ thống A Đối với

hệ thống liên tục hay gián đoạn khi không có đầu vào (đầu vào

bằng không)

Định nghĩa 1: Một hệ thống là ổn định nếu chuyển động

của nó được giới hạn, nói một cách khác nếu vectơ trạng thái bị

giới hạn bởi hằng số

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO

Kết luận:

Trong phần lời nói đầu luận văn đã trình bày: Lý do chọn đề

tài, mục đích, đối tượng và phạm vi nghiên cứu, ý nghĩa khoa học

và thực tiễn của đề tài

Phần lý thuyết, luận văn đã đưa ra các lý thuyết liên quan mật thiếy đến đề tài luận văn, làm cơ sở lý thuyết để thiết lập bài toán cụ thể ở chương tiếp theo

Xuyên suốt luân văn đã cho thấy, đối với một hệ thống động học thoả mãn điều kiện ổn định, đồng thời quan sát và điều khiển được, bằng cách tạo nguồn dư hợp lý thông qua quan sát trạng thái, ước lượng thông số hệ thống và đánh giá tín hiệu dư đó, người ta có thể phát hiện và định vị sự cố trong hệ thống

Nếu xem TMN quản lý TN thông qua việc quản lý các động học cơ bản thiết lập xung quanh các nút mạng, thì bằng phương pháp như trên, từ các tín hiệu thu nhận được qua các bộ cảm biến trên mạng, có thể xác định được kịp thời nguyên nhân, vị trí cố xảy

ra trên đó

Có thể nói việc xác định mô hình toán học mô tả các đặc trưng của mạng TN nói chung và bài toán định vị sự cố tín hiệu thu nhận để xác định lỗi trong mạng Do phương pháp tìm nghiệm của bài toán trở thành việc thuần tuý thu nhận tất cả các thông tin biến đổi tức thời trên mạng (trạng thái mạng) Từ các số liệu thu nhận được giúp cho nhà quản lý điều hành mạng có thể chọn lọc số liệu

để so sánh tìm ra mối tương quan giữa các thành phần mạng và tương quan theo thời gian, phân tích và cần thiết thì dùng các phương tiện đo kiểm tra mạng để xác định nguyên nhân gây ra lỗi,

vị trí xảy ra lỗi và sự cố trên mạng Nhà quản lý điều hành cũng có thể kiểm tra được thực trạng và mức độ nguy hiểm của lỗi, phạm vi ảnh hưởng của lỗi và xử lý lỗi bằng các phương tiện như hiệu chỉnh các chỉ tiêu, khôi phục hoặc khởi tạo lại cấu hình hệ thống nếu cần thiết

lịch sử của tín hiệu lỗi) Các phần dư được thiết kế theo một tập mã

riêng biệt gọi là cấu trúc các phần dư

Định nghĩa 2: Một hệ thống là xu hướng ổn định nếu x(t)0

khi t 

1.5 Tính điều khiển được và tính quan sát được của hệ thống

* Điều khiển được của một hệ thống là với một tác động vào liệu có thể chuyển được trạng thái của hệ từ thời điểm đầu to

đến thời điểm cuối t1 trong khoảng thời gian hữu hạn (t1 - to) hay không

* Tính quan sát được của hệ thống là với các toạ độ đo được

ở đầu ra của hệ liệu ta có thể khôi phục được (Reconstrucbility) các vectơ trạng thái xtrong một khoảng thời gian hữu hạn hay không?

1.6 Thiết kế hệ thống điều khiển trong không gian trạng thái

1.6.1 Phương pháp không gian trạng thái

1.6.1.1 Khái niệm trạng thái 1.6.1.2 Phương trình vi phân vector trạng thái

Phương trình vi phân vector trạng thái:

.

x = Ax + Bu (1.30)

y = Cx + Du (1.35) Phương trình (1.30) được gọi chung là phương trình trạng thái Phương trình (1.35) được gọi là phương trình đầu ra

1.6.2 Nghiệm của phương trình vi phân véc tơ trạng thái

         

0 0

t

x t   t x   t  Bu  d (1.54)

Phương trình đặc trưng:

sIA 0 (1.55)

1.6.3 Nghiệm rời rạc của phương trình vi phân vectơ trạng thái

 1        

x k T A T x kT B T u kT

(1.57)

Chú ý : A(T) ≠ A và B(T) ≠ B

Phương trình (1.57) được gọi là phương trình vi phân vector

ma trận và có thể sử dụng cho việc mô phỏng thời gian rời rạc đệ

quy của các hệ thống đa biến

Ma trận chuyển đổi trạng thái thời gian rời rạc A(T) có thể

được tính toán bằng cách thay T = t sẽ là :

 

2 2

k k

A T A T

A T I AT

k

Thông thường, độ chính xác cần thiết đạt được với 5<k< 50

Ma trận điều khiển thời gian rời rạc B(T) sau khi biến đổi là

:

 

k k

k





(1.63)

1.7 Điều khiển hệ thống đa biến

1.7.1 Tính điều khiển được và quan sát được

Nếu một hệ thống được mô tả bởi phương trình (1.30) và

(1.35) thì điều kiện đủ cho khả năng điều khiển trạng thái hoàn

thiện là ma trận nxn:

1

gồm n vector hàng hoặc cột độc lập tuyến tính, tức là có bậc

n (không phải là ma trận duy nhất, tức định thức khác không)

Phương trình (1.65) được gọi là ma trận khả năng điều khiển

Hệ thống được mô tả bởi (1.30) và (1.35) là hoàn toàn có

thể quan sát nếu ma trận n x n :

có bậc n, tức là không duy nhất và có địnth thức khác 0

Phương trình (1.66) được gọi là ma trận khả năng quan sát

1.7.2 Thiết kế phản hồi biến trạng thái

Xét một hệ thống được mô tả bởi các phương trình đầu ra

và trạng thái:

3.4.3.1 Sử dụng bộ quan sát trạng thái Luenberger để phát hiện và định vị cô lập lỗi

Xét hệ thống tuyến tính bất biến theo thời gian trong điều kiện có lỗi, biểu thức (3.27), (3.29) trở thành:

.

ˆ (0)

y(t)  x(t)  f (t)

Sau khoảng thời gian ngắn do các điều kiện ban đầu không

còn, ey(t) có thể được sử dụng để phát hiện ra lỗi trong hệ thống

Thực vậy, trong điều kiện không có lỗi, ey(t) tiến dần đến không và

sẽ khác không khi có lỗi xảy ra Vì vậy, có thể xem ey(t) như một nguồn tín hiệu dư và hệ các biểu thức (3.26), (3.28) và (3.29) là bộ

tạo dư kết hợp Chú ý rằng ey(t) bây giờ phụ thuộc vào y(τ), u(τ)

với τ  [0,t]

Có thể sử dụng bộ quan sát Luenberger để cô lập lỗi bằng cách lựa chọn ma trận L (ma trận độ lợi) sao cho các quỹ đạo được suy ra từ các loại lỗi Mỗi loại lỗi được định nghĩa trước để không

phụ thuộc vào không gian Bằng cách chiếu ey(t) vào từng không gian con và phân tích mỗi giá trị chiếu tương ứng có thể định vị được lỗi

3.4.4 Điều kiện để định vị, cô lập lỗi

Một hệ dự đoán lỗi không chỉ phát hiện lỗi mà còn định vị

cô lập chúng, cụ thể là xác định lỗi nào xuất hiện Đối với hệ này, các phần dư phải nhạy cảm đối với các lỗi chắc chắn và không nhạy cảm đối với các trường hợp khác

Giả thiết rằng có n f lỗi phải được cô lập Nếu n f phần dư có thể được phác họa sao cho phần dư thứ i chỉ tác động đối với lỗi thứ i, thì việc cô lập lỗi có thể thực hiện được dễ dàng Việc cô lập một lỗi đơn có thể đạt được bằng việc lựa chọn tập mã với các mã không giống nhau Lúc này, để tránh việc cô lập không đúng khi phản ứng của một phần dư không phải như mong muốn trong lúc xuất hiện một lỗi (do bởi nhiễu, mô hình không chắc chắn hoặc do

Xem xét hệ thống LTI hoạt động ở chế độ lý tưởng (không

có đầu vào không xác định và không có lỗi) Nó được mô tả bởi mô

hình không gian trạng thái như sau:

.

x(t) = Ax(t) + Bu(t) (3.24)

y(t) = Cx(t) + Du(t) (3.25) Một bộ quan sát trạng thái là một bộ lọc nhận các tín hiệu

đầu vào u(t) và y(t) và tạo ra một giá trị ước lượng x ˆ (t) của trạng

thái x(t) Bộ quan sát trạng thái Luenberger được mô tả bằng công

thức vi phân sau:

0

ˆ (t) ˆ (t) (t) ( (t) ˆ (t) (t))

ˆ (0) ˆ





(3.26) trong đó, L là ma trận hằng số kích thước n x p, có các giá

trị được lựa chọn sao cho sau khoảng thời gian ngắn lỗi quan sát

x(t)  (t)  ˆ (t)

e x x giảm nhanh tới không (0)

Động học của lỗi được rút ra từ các biểu thức (3.24) -

(3.26) như sau:

.

e (t) ( ) (t)

ˆ (0)

 

 

A LC e

Khi hệ thống là quan sát được, ma trận L có thể được xác

định và giá trị riêng của (A-LC) là những giá trị cố định

Giả thiết rằng các giá trị riêng có phần thực âm để ex(t)

giảm tiệm cận đến 0 Giá trị ước lượng đầu ra y ˆ (t) có thể được

suy ra từ biểu thức (3.25) :

ˆ (t)  ˆ (t)  (t)

Lỗi ước lượng giá trị đầu ra:

y(t)  (t)  ˆ (t)

Từ biểu thức (3.25), (3.28) và (3.29) suy ra:

y(t)  x(t)

.

y Cx









Chọn một luật điều khiển có dạng:

Thay phương trình (1.68) vào phương trình (1.67) được:

.

Trong phương trình (1.70), ma trận (A-BK) là ma trận hệ thống vòng kín

Với hệ thống được mô tả bởi phương trình (1.67) và sử dụng phương trình (1.55), phương trình đặc trưng cho bởi (1.55)

Nghiệm của phương trình (1.71) là các điểm cực vòng hở hay các giá trị riêng Với hệ thống vòng kín được mô tả bởi phương trình (1.70), phương trình đặc trưng là:

sIABK0 (1.72) Nghiệm của phương trình (1.72) là các điểm cực vòng kín hay các giá trị riêng

1.7.3 Bộ quan sát trạng thái

Trong mục 1.6.2, việc thiết kế phản hồi đã được thảo luận, với giả thiết rằng tất cả các biến trạng thái đều có giá trị với phương trình điều khiển cho quy tắc:

u rKx

Khi r=0

Bộ quan sát trạng thái bậc đầy đủ sẽ ước lượng tất cả các biến trạng thái của hệ thống Tuy nhiên, có thể ta chỉ cần đo đạc một số biến trạng thái thôi Điều này dẫn đến việc giảm bậc của bộ quan sát trạng thái Tất cảc các bộ quan sát đều sử dụng mô hình

toán để tạo ra một ước lượng x

 của vecto trạng thái x.

Do các động học quan sát sẽ không thể bằng một cách chính xác động học của hệ thống, sự dàn xếp vòng hở này có nghĩa rằng x

và x



sẽ khác nhau dần Tuy nhiên, một vector đầu ra y

 được thiết lập và bị loại trừ từ vector đầu ra thực tế y, sự khác nhau có thể

được sử dụng, trong trường hợp vòng kín, để sửa đổi động học

quan sát sao cho sai số đầu ra (y- y

 ) là nhỏ nhất Sự dàn xếp này,

đôi khi gọi là quan sát Luenberger (1964)

Hệ thống định nghĩa bởi (1.67) với giả thiết giá trị ước

lượng của vector trạng thái là:

e

      

•

(1.76)

trong đó Ke là ma trận khuếch đại quan sát, với (x x)



 là vector sai số e thì:

e A K C e

•

(1.77)

và từ phương trình (1.76), phương trình quan sát trạng thái

bậc đầy đủ là:

•

(1.78)

Do đó từ phương trình (1.77), hoạt động động học của

vector sai số phụ thuộc vào giá trị (A-KeC)

1.7.4 Giảm bậc bộ quan sát trạng thái

Một bộ quan sát trạng thái bậc đầy đủ ước lượng tất cả các

trạng thái, bất kể chúng được đo hay không Trong thực tế, có lẽ

theo lô gíc sử dụng một kết hợp các trạng thái đo được từ y=Cx và

các trạng thái quan sát được (đối với những biến trạng thái mà hoặc

có thể không đo được, hoặc đo được mà không có độ chuẩn xác

đầy đủ) Nếu véc tơ trạng thái có bậc n và véc tơ đầu ra đo được có

bậc m, thì chỉ cần thiết kế một bộ quan sát trạng thái bậc (n-m)

Cách tiếp cận đơn giản nhất đối với bộ tạo dư là việc sử dụng sự lặp lại hệ thống Đó là hệ thống F1 được tạo ra giống hệt đối với mô hình hệ thống gốc và tín hiệu z(t) là đầu ra mô phỏng của hệ thống, vì vậy phần dư r(t) là sự khác nhau giữa z(t) và y(t) Điều bất lợi của mô hình này là độ ổn định của bộ mô phỏng không được đảm bảo khi hệ thống đang được giám sát không ổn định Một phương án mở rộng trực tiếp đối với việc tạo dư dựa vào bộ mô phỏng là thay thế bộ mô phỏng bằng một bộ ước lượng đầu ra, như minh hoạ trong hình 3.2

Hình 3.2: Cấu trúc tổng quát của bộ tạo dư bằng ước

lượng tín hiệu ra

3.4.3 Phương pháp tạo dư dựa vào bộ quan sát trạng thái

3.4.3.1 Bộ quan sát trạng thái Luenberger trong điều kiện không có lỗi

Hệ thống

Hy(s)

Hu(s)

Đầu vào u(s)

Đầu ra y(s)

Nguồn dư +

+

diễn trong (3.20), (3.21) có thể được coi như là một thiết bị quan

sát trong hệ giả định:

(t)  (t)  (t)

h(t)  (t)

với u h (t) = P[Bu(t) - D 0 y(t)] là đầu vào giả định và yh(t) =

Hy(t) là phép đo giả định Điều này được sử dụng để tính hệ số

khuếch đại D1 giống như nghiệm của bài toán đánh giá ước lượng

tối ưu trạng thái Bài toán đánh giá tối ưu trạng thái có nhiều cấu

trúc khác nhau tuỳ thuộc vào tốc độ hội tụ và tư duy xây dựng (theo

hệ hở, theo hệ kín)

3.4.2 Phương pháp tạo nguồn dư và điều kiện định

vị sự cố

Phương pháp phát hiện lỗi truyền thống là sử dụng việc

kiểm tra, so sánh sự thay đổi qúa trình với các giới hạn đặt trước

(ngưỡng cố định hoặc ngưỡng thay đổi); vượt quá giới hạn biểu thị

một vị trí lỗi Mặc dù đơn giản, nhưng phương pháp này có một số

hạn chế thực sự, trong đó các thay đổi quá trình có thể không ổn

định với các trạng thái hoạt động khác nhau, vì vậy giới hạn kiểm

tra phụ thuộc vào trạng thái hoạt động của quá trình Ngược lại,

lượng các tín hiệu phần dư biểu diễn sự mâu thuẩn giữa sự thay đổi

hệ thống thực tế và mô hình toán học Chúng độc lập với trạng thái

hoạt động hệ thống và chỉ phản ứng đối với lỗi, dẫn đến việc phát

triển trực tiếp của phương pháp kiểm tra giới hạn

Hình 3.1: Cấu trúc tín hiệu bộ tạo nguồn dư

Hệ thống

F1(u,y) F2(u,y)

z(t)

Đầu vào

u(t)

Đầu ra y(t)

Nguồn dư r(t)

CHƯƠNG II: VAI TRÒ CỦA BÀI TOÁN PHÁT HIỆN, ĐỊNH VỊ SỰ CỐ TRONG MẠNG

QUẢN LÝ VIỄN THÔNG

2.1 Giới thiệu TMN

Mạng quản lý viễn thông (TMN) cung cấp khung công việc cho các mạng lưới một cách linh hoạt, có thể đánh giá, tin cậy với chi phí khai thác bảo trì thấp và dễ dàng phát triển nâng cấp TMN cung cấp cho các mạng nhiều năng lực và hiệu quả bằng việc đưa

ra các quy định chuẩn cho các hành động điều hành mạng và truyền thông qua các mạng TMN cho phép xử lý phân bố đến các mức chính xác để đánh giá, tối ưu hiệu quả khai thác và truyền thông hiệu quả Các nguyên lý TMN là cùng phối hợp chặt chẽ vào mạng viễn thông để phát và thu thông tin từ mạng và quản lý điều hành các nguồn thông tin đó Mạng viễn thông được cấu tạo từ các hệ thống chuyển mạch, các kênh truyền dẫn, các thiết bị đầu cuối,

2.2 Chuẩn TMN

TMN sử dụng các nguyên tắc hướng đối tượng điều hành và các giao diện chuẩn xác định truyền thông giữa các thực thể điều hành trên mạng Chuẩn giao diện điều hành dành cho TMN được gọi là giao diện Q3 Kiến trúc TMN và các giao diện được định nghĩa trong chuỗi các khuyến nghị M.3000, được xây dựng trên cơ sở các chuẩn kết nối các hệ thống mở (OSI - Open System Interconnection) hiện hành

2.3 Mô hình chức năng TMN

TMN cho phép các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông đạt được kết nối liền với nhau và truyền thông qua các hệ thống khai thác và các mạng viễn thông Kết nối liền với nhau được các giao diện chuẩn thực hiện, sao cho tất cả các nguồn được điều hành như

là các đối tượng

2.3.1 Chức năng quản lý hiệu năng

Cung cấp hoạt động với khả năng kiểm soát và tiêu chuẩn

để đánh giá sự liên tục của tài nguyên mạng để phân tích sự đánh

giá đó và tạo ra sự điều chỉnh để cải thiện hoạt động mạng Quản lý

hiệu năng bao gồm 4 nhóm chức năng cơ bản: giám sát, điều khiển

quản lý, phân tích và đảm bảo chất lượng đặc tính

2.3.2 Chức năng quản lý sự cố

Quản lý sự cố là tập hợp các chức năng cho phép phát hiện,

cô lập và sửa các sự cố những hoạt động không bình thường của

mạng viễn thông và môi trường của mạng Bao gồm 3 chức năng

chính: giám sát cảnh báo, định vị và cô lập sự cố, giải trừ sự cố và

đo thử kiểm tra

2.3.3 Chức năng quản lý cấu hình

Quản lý cấu hình thực hiện việc lập kế hoạch và cài đặt NE,

liên kết NE với mạng và hình thành những dịch vụ khách hàng sử

dụng mạng Theo khuyến nghị M3400 (1992) của ITU-T việc quản

lý cấu hình được chia làm 3 nội dung chính: cung cấp; trạng thái và

điều khiển NE; và cài đặt NE

2.3.4 Chức năng quản lý tài khoản

Cung cấp việc thiết lập các chức năng cho phép việc sử

dụng dịch vụ mạng được đo đạc và giá thành cho việc sử dụng

được xác định

2.3.5 Chức năng quản lý bảo mật

Đây là chức năng cung cấp và đảm bảo khả năng truy cập

an toàn tới các chức năng và năng lực của các NE, cung cấp khả

năng truy cập an toàn tới các thành phần thuộc hệ thống TMN

2.4 Phân tích chức năng của TMN theo lý thuyết

hệ thống

Có thể hiểu rằng TMN quản lý TN thông qua việc quản lý

các động học cơ bản thiết lập xung quanh các nút mạng Nếu xem

nút mạng là một máy tính chuyên dụng thực hiện chức năng truyền

thông chính xác thông tin theo đúng địa chỉ dưới sự điều khiển

thích hợp dựa trên cơ sở 3 bus truyền thống (bus địa chỉ, bus dữ

liệu, bus điều khiển) của CPU thì thực chất việc TMN quản lý TN

khi hệ thống không có sự cố và khác 0 khi có ít nhất một phần tử của hệ thống gặp sự cố Bài toán TMN định vị sự cố khi một trong các thành phần tài nguyên mạng TN có sự cố trở thành bài toán tạo nguồn dư và xác định điều kiện tồn tại hệ nghiệm duy nhất

Vì các sự cố do các đầu đo biến phản ánh có thể được mô tả theo các sự cố do cơ cấu chấp hành phản ánh nên hệ thống có thể được mô tả trong không gian trạng thái như sau:

k

i i

i 1

(t) (t) (t) m (t)



với, các ma trận A, B, C có kích thước phù hợp và Li dùng

để tạo tổ hợp tuyến tính tín hiệu từ các đầu đo biến

Rõ ràng là từ thiết bị mô tả bởi (3.18) và (3.19), qua tín

hiệu đầu ra y(t), có thể phát hiện được liệu hệ thống đang hoạt động

bình thường hay đã có sự cố nhưng chưa định vị được sự cố Để định vị được sự cố xảy ra, trước tiên phải mã hoá các vị trí đặt đầu

đo biến và tạo ra một tập các vector dư ri(t), i  p với các đặc tính sau:

- Khi không có sự cố, tất cả số dư ri(t) giảm tiệm cận tới 0,

ri(t) = 0, i  p

- Khi có sự cố ở vị trí thứ i thuộc tập mã j, các số dư tại vị

trí đó sẽ khác không, ri(t)  0, ij, và các số dư khác r(t) giảm

tiệm cận tới 0, r(t) = 0,  p-j Qua tập mã j  p, j k có thể

nhận biết được số dư nào bằng 0, số dư nào khác 0 và vì vậy, có thể

định vị chính xác các sự cố

Có thể mô tả động học của nguồn tạo dưnhư sau:

.

Và thấy rằng bằng cách chọn D0 và H thích hợp, có thể thay

đổi các đặc tính quan sát được của (HC, A + D0C) sao cho sự cố do

cơ cấu chấp hành thứ hai phản ánh không hiện diện trong số dư

Tiếp đó, bằng cách đưa số dư r(t) trở lại vào bộ lọc, có thể thay đổi

phổ của nguồn tạo dư như mong muốn Nguồn tạo dư được biểu