第8章全光通信網-光網絡管理

第八章

光傳送網管理

8.1電信管理網

電信管理網TMN是ITU-T在1988年提出，目的是為了對電信網實行統(tǒng)一的有效的管理，在1992年形成了網絡管理的統(tǒng)一標準，現還在不斷完善之中。

電信管理網在概念上是一個獨立于被管理對象的網絡，它與電信網有若干不同的標準接口，使各種不同類型的操作系統(tǒng)（網管系統(tǒng)）．與電信設備互連，通過專業(yè)數據通信網接收來自電信網的信息并控制電信網的運行，從而實現電信網的自動化和標準化管理并提供大量的各種管理功能。圖8-1所示為TMN和電信網的關系。

圖8-1TMN和電信網的關系示意圖TMN也常常利用電信網的部分設施來提供網管通信聯(lián)絡，因而兩者有部分重疊。TMN提供了大量的管理功能，可以提高電信網的運行效率和可靠性，降低運行、管理和維護(OAM)成本，促進網絡及業(yè)務的可持續(xù)性發(fā)展。8．1．1TMN的結構

TMN的結構可劃分為三個基本方面，即功能結構、信息結構和物理結構。

1.功能結構

TMN功能結構主要描述TMN內的功能分布，其基礎是TMN功能塊，由這些功能塊可以實現任意復雜的TMN。

圖8-2所示為TMN功能塊，其中WSF、QAF和NEF有一部分屬于TMN，一部分不屬于TMN。TMN基本功能塊有4種：操作系統(tǒng)功能（OSF)、網元功能(NEF)、Q適配功能（QAF）和工作站功能（WSF)．

(1)操作系統(tǒng)功能（OSF)

OSF主要對通信管理信息進行處理，以便監(jiān)視/協(xié)調／控制電信網通信設備，完成管理功能。

(2)網元功能(NEF)

NEF中用以支持TMN的功能屬于TMN的一部分，而其通信功能本身處于TMN之外。NEF在TMN域內的部分提供網管系統(tǒng)與被管通信設備之間的接口。NEF與TMN進行通信，以便受其監(jiān)視／控制，主要提供被管電信網所需要的通信和支持功能。（3）Q適配器功能（QAF）

QAF的主要功能是提供網管系統(tǒng)和非TMN標準的管理實體的接口。在通信網中，由于各種原因，會有一些設備沒有設置標準的TMN接口。采用TMN的目的之一就是要對全網進行統(tǒng)一和綜合的管理，即能夠進行端到端的管理，QAF的功能就是提供對這些不具備TMN標準接口的設備的適配功能。

（4）工作站功能（WSF)

WSF為管理信息的人或用戶提供一種解釋TMN信息的手段，或作相反過程的處理。WSF的責任是完成TMN參考點和非TMN參考點之間的信息翻譯工作，因而該功能塊的部分處于TMN邊界之外。由于TMN功能塊較大，可以進一步細分為由功能元件組成。功能元件是TMN的基本結構件，目前共有9種，簡介如下：

MAF管理應用功能：是一種參與系統(tǒng)管理的應用進程，是所有TMN消息（即TMN信息內容）的產生和終結處，往往由代理和／或管理者組成。

ICF信息轉換功能：ICF用在中間系統(tǒng)中，并為兩個接口的信息模型提供翻譯機制。

WSSF工作站支持功能：WSSF為WSF提供支持，諸如數據接入和處理、行動的請求和確認、通知的傳送，以及當WSF用戶與特定OSF通信時可以遮蔽NEF和其他OSF的存在。WSSF也能為WSF提供管理支持，并能接入管理OSF。

UBF用戶接口支持功能：負責將TMN信息模型內的信息變換成人機接口可顯示的格式，或者作類似反變換。MCF消息通信功能：與所有具備物理接口的功能塊有關，負責與同等層交換包含在消息內的管理信息。

DSF號碼薄系統(tǒng)功能元件代表了本地或全球可用的分布式號碼簿系統(tǒng)。

DAF號碼簿接入功能元件與所有需要接入號碼簿的功能塊有關（實際上主要是OSF對于WSF,QAF和NEF也可能有用），主要用來接入和／或維持（讀、列表、搜索、增加、修改和刪除）在號碼簿信息庫（DIB）中表示的TMN相關信息。

SF安全功能元件主要為功能塊提供必需的安全服務，以便滿足安全政策和／或用戶需要。MF協(xié)調功能元件主要為OSF的代理和管理者角色提供OSF支持，這些管理應用功能可以是OSF的一部分并用來支持OSF內的應用功能，諸如臨時存儲、數據過濾、門限設置、集中、安全和測試等等。

q參考點——連接OSF和NEF/QAF；被管網元進入OSF的數據，均要經過q參考點，q參考點是TMN各參考點中最重要的參考點，q參考點的設計目的是要做到與通信設備無關。f參考點——連接OSF和WSF；在f參考點要將在TMN中內部使用的數據格式與適合人機界面使用的數據格式進行轉換。x參考點——連接兩個TMN的OSF或者連接一個TMN的OSF與另一個網絡等效的類OSF功能的。m參考點位于QAF和TMN外部的有關實體之間，以便對不具備TMN標準接口設備的接口進行適配。網元層完成網元功能的具體配置。網元可指具體設備，如OXC、OADM、OA等。

網元管理層直接參與管理網元或一組網元。用于對網元設備的管理，如設備的配置、告警、性能監(jiān)視等，網元管理層與上一層網絡管理層的管理信息的傳遞。

網絡管理層負責對所轄區(qū)域網絡行使管理，從網絡的觀點來控制和協(xié)調所有網元的活動，諸如選路管理和業(yè)務量控制；指配、保護、重構網絡能力來支持客戶服務；維護涉及網絡的統(tǒng)計數據、記錄和其他有關數據，并就網絡性能、使用和可用性等事項與上面的服務管理層交互。

服務管理層為所有服務交易（包括服務的提供和中止、記費，服務質量和故障報告等）提供與用戶的基本聯(lián)系點，以及提供與其它管理機關的接口。

商務管理層是最高的邏輯管理層、負責總的企業(yè)商務運營與網絡事項。2．信息結構

信息結構是與面向對象的方法為基礎的，主要描述個功能塊之間交換的管理信息的特性。

信息模型包括網元層信息模型和網絡層信息模墊。網元層信息模型提供有關網元的管理信息，完成接收管理指令的任務，主要是面向硬件和面向協(xié)議的；網絡層信息模型主要是面向軟件和面向應用的，是建立在網元層信息模型的基礎上，它把網元層信息模型作為公共信息庫加以邏輯說明，使平面式的網元層信息模型結構化，從而更有效地運用到網管中。3.物理結構

TMN的物理結構主要描述TMN內的物理實體及其接口。圖8-6給出了典型的TMN的物理結構圖。

8．1．2TMN的功能

TMN管理功能是TMN管理服務中最基本的部分。TMN共有如下五大管理功能：

1．性能管理

(1)性能數據采集/監(jiān)視:由網元中的代理(如：管理網元設備的網元數據處理板)對被管設備性能參數進行數據采集/監(jiān)視，管理者定時向網元中的代理發(fā)出采集性能的指令，監(jiān)視當前的網元設備性能，包括15分鐘和24小時的性能情況。

（2）性能門限設置：利用操作系統(tǒng)管理者可以設置網元設備的各項性能參數門限值，一旦設定的性能參數門限被突破，網元中的網元數據處理板將自動產生超門限事件報告給管理者。性能門限設置包括15分鐘和24小時的性能門限設置。

（3）性能數據屏蔽：管理者可以設置對網元的某些性能參數不檢測。

(4）歷史性能查詢：用戶可根據查詢條件：歷史時間標記（歷史15分鐘和24小時）、網元、單板、性能類別等條件或將這些條件進行組合查詢。

(5)性能數據統(tǒng)計分析：用戶能根據組合條件對性能數據進行統(tǒng)計分析。統(tǒng)計結果以報表、圖等多種形式表示。

2．故障（或維護）管理

故障（或維護）管理是指能夠對不正常的電信網運行狀況進行檢測、隔離和校正的一系列功能。故障管理的過程是：檢測故障信號～收集故障信號～識別故障信號～故障定位～告警。故障管理主要具有以下功能：

（1）告警監(jiān)視

告警監(jiān)視對網絡運行中出現的事件和狀況進行檢測和報告，包擴網元、單板，輸入信號等。告警指示這些事件和狀況的結果。告警嚴重程度設置利用操作系統(tǒng)管理員可以設置告警嚴重程度。需要選擇網元、檢測點、單板、嚴重程度等。告警嚴重程度可分為五級：·緊急告警(critical)：指使業(yè)務中斷并需要立即采取故障檢修的告警；·主要告警(major)：指影響業(yè)務并需要立即采取故障檢修的告警；·次要告警(minor)：指不影響現有業(yè)務，但需要采取故障檢修以防止惡化的告警；·提示告警（warning)：指不影響現有業(yè)務，但有可能成為影響業(yè)務的告警，可根據需要采取故障檢修；·清除（cleared)：指不影響業(yè)務可以予以清除的告警。(3)告警屏蔽

告警屏蔽是操作系統(tǒng)管理員通過設置屏蔽掉某個不需要告警的事項，阻止其不停地告警。

(4)歷史告警監(jiān)視

歷史告警監(jiān)視包括：告警記錄的瀏覽；查詢某一時間段、某些網元、某些單板的告警記錄；故障信息匯總。3．配置管理

配置管理涉及網絡的實際物理安排，主要實施對NE的控制、識別和數據交換，為傳送網增加或去掉NE和通道/電路，對NE的狀態(tài)進行監(jiān)視和控制，對NE進行配置、檢查和測試等功能。它主要包括：

(1)網絡拓撲管理：創(chuàng)建、刪除網元；創(chuàng)建、刪除網元間的連接，描述網絡拓撲；系統(tǒng)支持自動發(fā)現被管設備；自動處理被管設備從網絡拓撲中的移入和移出。

(2)網元安裝配置：設置網元屬性；設置網元中各單板的類型、工作方式、工作狀態(tài)等。4．賬目管理賬目管理能夠度量網絡服務的使用及其費用，主要是收集賬目記錄和設立使用服務的計費參數。5．安全管理TMN應該為網絡的安全提供周密的安排，一切未經授權的人都不得進入網絡管理系統(tǒng)。安全管理的主要內容有：(1)用戶管理：系統(tǒng)只允許合法的用戶對系統(tǒng)進行操作。具體功能是創(chuàng)建、刪除、查詢用戶信息、更改用戶標識、設定用戶有效期、失效提示。(2)口令管理：對任一用戶，都有惟一確定的口令，可以對用戶口令進行設置、更改和清除。(3)操作權限管理：用戶登錄時將對用戶的操作級別進行驗證，并根據權限級別賦予其相應的操作權限。不同的用戶級別具有不同的權限(4)操作日志管理：系統(tǒng)記錄用戶所進行的對系統(tǒng)有影響的操作。

8.2OTN管理網OMSN-1OMSN-2OMSN-nOMNTMN

圖8-8OMN、OMSN和TMN的關系示例

8.2.1OTN的管理要求

光傳送網對網絡管理提出了一些特殊要求：(1)由于OTN中客戶信號的傳送、復用、選路、監(jiān)視等處理功能主要在光域上進行，因此光傳送網的管理方式必須適應光層管理的特點和要求。(2)在光傳送網中引入了一些不同于SDH傳送網的管理實體，如光放大器（EDFA/SOA）、色散管理（DB）、光交叉連接（OXC)和光分插復用-(OADM)設備等，需要對這些設備進行有效的管理，從而實現光通道的鏈接。(3)OTN的一個重要優(yōu)點就是它的協(xié)議透明性，即在單一的物理構架中可以同時存在多種形式的協(xié)議流，因為無法預知網絡使用的協(xié)議，所以光傳送網需要有自己的管理信息結構和開銷方案，其網管應是獨立的。(4)OTN的最終目標是實現可以支持各種傳送業(yè)務的統(tǒng)一的光傳送平臺，因此OTN的管理需要考慮與現有的SDH網管的配合問題。

8.2.2OTN管理信息的通道---開銷通道

1．光監(jiān)控信道(OSC)

在光傳送網中，光監(jiān)控信道就是在光傳輸段層的傳送實體間傳遞開銷信息的光載波。光監(jiān)控信道終結于光傳輸段層，但它可攜帶多種開銷信息，并且某些開銷可被其他層網絡使用。

光傳輸段層和光復用段層的所有開銷信息都可放到光監(jiān)控信道中。其優(yōu)點是可以減少用于網絡監(jiān)視所犧牲的光帶寬，同時也避免了在密集波分復用系統(tǒng)中占用凈負荷的光帶寬。

對于光監(jiān)控信道，ITU-T建議采用的載波波長是(1510±10)nm。光監(jiān)控信道的傳輸速率采用2.048Mbit/s。光監(jiān)控信道由幀定位信號(FAS)和凈負荷組成，如圖8-9所示。光監(jiān)控信道的凈負荷可分為兩類信息：維護信號和管理消息。

圖8-9光監(jiān)控信道的幀結構為了實現OTN的管理，光傳送模塊（OTM）是由光信道載波組（OCG）加光監(jiān)控信道(OSC)所構成，見圖4-3OTM的復用映射結構。OTM開銷信號(OOS）中的OTS,OMS和OCh開銷如圖8-10所示。實現通用管理通信的通信通道開銷(COMMS-OH)在網元間提供一般的管理通信。值得說明的是OTM中的開銷有關聯(lián)開銷和非關聯(lián)開銷兩類，其中，關聯(lián)開銷和業(yè)務信號一起組幀傳送，兩者不可分離，如OTUk、ODUk、OPUk的開銷就是關聯(lián)開銷；而非關聯(lián)開銷在業(yè)務信號幀結構之外，兩者分開傳送，如OTS,OMS,OCh的開銷就是非關聯(lián)開銷。圖8-10OOS中的OTS，OMS，OCh開銷2.通用通信通道

OTN支持3種通用通信通道(GCC)，分別為：

GCC0，GCC1，GCC2。

GCC0占用光通道傳送單元(OTUk）開銷的兩個字節(jié),見圖4-12.在OTUk終端點之間作為一個單獨的消息通道傳送.

GCC1和GCC2分別占用光通道數據單元(ODUk）開銷的兩個字節(jié),見圖4-9。將在任意兩個網元之間作為一個單獨的消息通道傳送。