光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)第9章

第9章光網(wǎng)絡(luò)的管理9.1電信管理網(wǎng)TMN9.2簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議SNM9.3SDH網(wǎng)絡(luò)管理

9.4OTN網(wǎng)絡(luò)管理

9.5全光網(wǎng)絡(luò)管理隨著電信技術(shù)和計(jì)算技術(shù)的飛速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)管理實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化,其監(jiān)測(cè)、控制和管理功能全部由計(jì)算機(jī)完成,并通過(guò)計(jì)算機(jī)間的互聯(lián)形成了統(tǒng)一的電信管理網(wǎng)(TMN)。SDH網(wǎng)絡(luò)管理、OTN網(wǎng)絡(luò)管理和全光網(wǎng)絡(luò)管理都應(yīng)納入TMN，都是TMN管理的組成部分。

本章將介紹TMN、簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議(SNMP)、SDH網(wǎng)絡(luò)管理、OTN網(wǎng)絡(luò)管理和全光網(wǎng)絡(luò)管理的基本概念、體系結(jié)構(gòu)和相關(guān)協(xié)議。

9.1.1TMN概論

網(wǎng)絡(luò)管理就是對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行合理的分配和控制，以滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商和用戶(hù)的要求。網(wǎng)絡(luò)管理包括監(jiān)測(cè)、控制和管理三大功能。

監(jiān)測(cè)就是對(duì)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)和網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)性能進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，收集和分析網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行性能的數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工和處理，并能及時(shí)發(fā)出告警信號(hào)。9.1電信管理網(wǎng)TMN 控制就是根據(jù)監(jiān)測(cè)到的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行數(shù)據(jù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，如網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)度等。

管理就是對(duì)監(jiān)測(cè)到的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并根據(jù)分析結(jié)果對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行規(guī)劃和配置，包括配置管理、故障管理、性能管理、計(jì)費(fèi)管理和安全管理等。

網(wǎng)絡(luò)管理的基本目標(biāo)是提高網(wǎng)絡(luò)的性能和利用率，最大限度地增加網(wǎng)絡(luò)的可用性，改進(jìn)其服務(wù)質(zhì)量，提高網(wǎng)絡(luò)的安全性和可靠性，簡(jiǎn)化多廠(chǎng)商設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的互連、互通，從而降低網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)、維護(hù)和控制等成本。

電信網(wǎng)絡(luò)的管理方法，從早期的人工分散管理方式到自動(dòng)集中管理方式，逐步過(guò)渡到TMN綜合管理方式。

1．TMN定義

根據(jù)ITU-TM.3010建議，TMN為異構(gòu)的OS(操作系統(tǒng))之間、OS與電信設(shè)備之間，以及電信網(wǎng)之間的互連和通信提供了一個(gè)框架，以支持電信網(wǎng)、電信業(yè)務(wù)的動(dòng)態(tài)配置和管理。它是采用具有標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議和信息接口進(jìn)行管理信息交換的體系結(jié)構(gòu)。

TMN負(fù)責(zé)收集、傳送、處理和存儲(chǔ)等有關(guān)電信網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)、維護(hù)和管理的信息，為電信運(yùn)營(yíng)商管理電信網(wǎng)提供支撐平臺(tái)。TMN與電信網(wǎng)的關(guān)系如圖9-1所示。

圖9-1TMN與電信網(wǎng)的關(guān)系2．TMN管理功能

TMN的管理功能主要包括五大功能域，即故障管理、賬務(wù)管理、配置管理、性能管理和安全管理。各功能域的主要功能詳見(jiàn)表9-1。表9-1TMN管理功能域

3．標(biāo)準(zhǔn)

ITU-TM.3000系列建議定義了TMN的結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)接口，基于已有的OSI標(biāo)準(zhǔn)和OO(面向?qū)ο?方法，與TMN相關(guān)的主要OSI協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)包括：

(1)CMIP(CommonManagementInformationProtocol):定義對(duì)等層之間管理業(yè)務(wù)的交互協(xié)議。

(2)GDMO(GuidelineforDefinitionofManagedObjects):提供TMN中所需的被管對(duì)象的分類(lèi)和描述模板。它是基于ASN.1的。

(3)ASN.1(AbstractSyntaxNotationOne)：對(duì)于ISO定義的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)描述語(yǔ)言，ASN.1定義了基本的數(shù)據(jù)類(lèi)型，并允許通過(guò)基本的數(shù)據(jù)類(lèi)型定義復(fù)雜的復(fù)合數(shù)據(jù)類(lèi)型，通常用它來(lái)定義協(xié)議數(shù)據(jù)單元、被管對(duì)象數(shù)據(jù)類(lèi)型和屬性的描述等。

(4)OSIRM(OSIReferenceModel):定義OSI/RM的七層模型。

除ITU-T和ISO外，致力于TMN標(biāo)準(zhǔn)的制定和推廣工作的組織和機(jī)構(gòu)還有NMF(NetworkManagementForum)、ETSI(EuropeanTelecommunicationsStandardsInstitute)、Bellcore、SIF(SonetInteroperabilityForum)和ATMF等。

4．基本管理策略

TMN采用OO方法(屬性和操作)，將相關(guān)網(wǎng)絡(luò)資源的管理信息表示成被管對(duì)象的屬性，而管理實(shí)體可以執(zhí)行的管理功能在CMIS(CommonManagementInformationService)中定義。

實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理所需的管理信息，以及提供和管理這些信息的規(guī)則，被稱(chēng)為MIB(ManagementInformationBase)。負(fù)責(zé)信息管理的進(jìn)程就是管理實(shí)體，一個(gè)管理實(shí)體可以擔(dān)任兩個(gè)角色，即Manager和Agent，進(jìn)程之間通過(guò)CMIP協(xié)議發(fā)送和接收管理的操作信息。

5．TMN體系結(jié)構(gòu)

ITU-TM.3000系列建議從三個(gè)角度全面地描述了TMN的結(jié)構(gòu)：

(1)信息結(jié)構(gòu)。它提供了描述被管理網(wǎng)絡(luò)對(duì)象的屬性和行為的方法，以及為了達(dá)到對(duì)被管對(duì)象的監(jiān)視、控制、管理等目的，管理者和被管理者之間消息傳遞的語(yǔ)法語(yǔ)義，信息模型的說(shuō)明主要采用OO方法。

(2)功能結(jié)構(gòu)。它主要用不同的功能塊及其間的參考點(diǎn)說(shuō)明一個(gè)TMN的實(shí)現(xiàn)

(3)物理結(jié)構(gòu)。它對(duì)應(yīng)功能結(jié)構(gòu)的物理實(shí)現(xiàn)。在物理結(jié)構(gòu)中，一個(gè)功能塊變成一個(gè)物理塊，參考點(diǎn)則映射成物理接口。其中OS是重要的一個(gè)物理塊，它配置了實(shí)施各類(lèi)管理操作的業(yè)務(wù)邏輯；最重要的接口是Q3接口(OS與被管資源之間以及同一管理域內(nèi)的OS之間)和X接口(不同管理域內(nèi)的OS之間)。9.1.2TMN功能結(jié)構(gòu)

TMN功能結(jié)構(gòu)描述了TMN內(nèi)部管理功能的分布，引入了一組標(biāo)準(zhǔn)的功能塊，并定義了功能塊之間的接口(Qx/Q3等及參考點(diǎn))，利用這些功能塊和參考點(diǎn)在邏輯上可以構(gòu)成任意規(guī)模和復(fù)雜度的電信管理網(wǎng)。

1．基本功能塊

(1)操作系統(tǒng)功能(OSF)。它負(fù)責(zé)電信管理功能的操作、監(jiān)視和控制。

(2)中介功能(MF)。它主要負(fù)責(zé)根據(jù)本地OSF的要求，對(duì)來(lái)自NEF或QAF的信息進(jìn)行過(guò)濾、適配和壓縮處理，使之變成符合本地OSF要求的信息模型。

(3)網(wǎng)元功能(NEF)。NEF中包含有管理信息MIB，使得TMN的OSF可以對(duì)NE進(jìn)行監(jiān)控。網(wǎng)元功能大致分兩類(lèi)：一類(lèi)是維護(hù)實(shí)體功能，如交換、傳輸和交叉連接等；另一類(lèi)是支持功能，如故障定位、計(jì)費(fèi)和保護(hù)倒換等。

(4)工作站功能(WSF)。它提供TMN與管理者之間的交互能力，完成TMN信息格式和用戶(hù)終端顯示格式之間的轉(zhuǎn)換，為管理者提供一種解釋TMN信息的手段。其功能包括終端用戶(hù)的安全接入和登錄、格式化輸入/輸出等。

(5)Q適配器功能(QAF)。它負(fù)責(zé)將不具備標(biāo)準(zhǔn)Q3接口的NEF和OSF連接到TMN，執(zhí)行TMN接口與非TMN接口之間的轉(zhuǎn)換。

2.TMN的參考點(diǎn)和標(biāo)準(zhǔn)接口

為了區(qū)分不同的管理功能塊，引入了參考點(diǎn)的概念。參考點(diǎn)表示兩個(gè)功能塊之間信息交換的邊界點(diǎn)，圖9-2描述了TMN的功能結(jié)構(gòu)。

圖9-2TMN的功能塊和參考點(diǎn)表9-2TMN的參考點(diǎn)當(dāng)互連的參考點(diǎn)分別嵌入不同的設(shè)備中時(shí)，參考點(diǎn)就演變?yōu)榫唧w的接口了。

在TMN中，最重要的接口就是與q3參考點(diǎn)對(duì)應(yīng)的Q3接口。Q3接口是一個(gè)跨越了OSI七層模型的協(xié)議集合，其中一至三層Q3接口協(xié)議由Q.811定義，稱(chēng)為低層協(xié)議;四至七層由Q.812定義，稱(chēng)為高層協(xié)議。Q.812中應(yīng)用層的兩個(gè)協(xié)議是CMIP和FTAM，前者用于面向事務(wù)處理的管理業(yè)務(wù)，后者主要用于文件的傳輸、訪(fǎng)問(wèn)和管理。與Internet常用的文件傳輸協(xié)議FTP相比，ISO的FTAM協(xié)議更安全、可靠，并支持自動(dòng)的斷點(diǎn)續(xù)傳功能。

在TMN中，Q3接口被稱(chēng)為操作系統(tǒng)接口，OSF要實(shí)施監(jiān)控就必須通過(guò)Q3，同時(shí)NEF、QAF、MF與OSF間進(jìn)行直接通信也必須通過(guò)Q3接口進(jìn)行，否則必須進(jìn)行接口的轉(zhuǎn)換。圖9-3描述了Q3接口在相關(guān)功能塊間的位置。圖9-3Q3接口的位置9.1.3TMN信息結(jié)構(gòu)

TMN信息結(jié)構(gòu)以O(shè)O方法為基礎(chǔ)，主要描述了功能模塊之間交換的管理信息的特性。TMN信息結(jié)構(gòu)的主要內(nèi)容包括邏輯分層模型、信息模型和組織模型。

1.邏輯分層模型

邏輯分層模型定義和建議了在不同的管理層應(yīng)該實(shí)現(xiàn)哪些功能組，同一范疇的管理功能可能在不同的層次實(shí)現(xiàn)，但管理的目標(biāo)和范圍是不同的，其在高層主要實(shí)現(xiàn)企業(yè)一級(jí)目標(biāo)的管理，在低層主要實(shí)現(xiàn)一個(gè)具體網(wǎng)絡(luò)、一個(gè)網(wǎng)元的管理。邏輯分層模型將TMN的管理功能從低到高分成五個(gè)層次，TMN功能模塊與邏輯分層結(jié)構(gòu)的對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖9-4所示。

(1)網(wǎng)元層(NEL)。它負(fù)責(zé)為T(mén)MN提供單個(gè)網(wǎng)元NE中的管理信息，通常NE就位于網(wǎng)元層。換句話(huà)說(shuō)，NEL就是電信網(wǎng)中可管理的信息與TMN之間的接口。圖9-4TMN功能模塊與邏輯分層結(jié)構(gòu)的對(duì)應(yīng)關(guān)系

(2)網(wǎng)元管理層(EML)。它負(fù)責(zé)每一個(gè)網(wǎng)元的管理，EML包含EML-OSF和MF功能塊。EML-OSF通常負(fù)責(zé)控制和協(xié)調(diào)一組網(wǎng)元，管理和維護(hù)網(wǎng)元數(shù)據(jù)、日志、動(dòng)作等，通過(guò)Q3接口向NML-OSF提供NE的管理信息。

(3)網(wǎng)絡(luò)管理層(NML)。它利用EML-OSF提供的NE信息對(duì)轄區(qū)內(nèi)所有的網(wǎng)元實(shí)施管理功能，從全網(wǎng)的角度出發(fā)控制和協(xié)調(diào)所有NE的動(dòng)作，并通過(guò)Q3接口向SML-OSF提供管理信息,支持SML管理功能的實(shí)現(xiàn)。

(4)業(yè)務(wù)管理層(SML)。它利用NML提供的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)與已有用戶(hù)和潛在用戶(hù)之間合同業(yè)務(wù)的管理，包括業(yè)務(wù)提供、計(jì)費(fèi)、服務(wù)質(zhì)量、故障管理等，是用戶(hù)與業(yè)務(wù)提供者之間主要的聯(lián)系點(diǎn)。SML同時(shí)也負(fù)責(zé)維護(hù)網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),以幫助改善服務(wù)質(zhì)量。在SML層，SML-OSF通過(guò)X接口與其他管理域相連，通過(guò)Q3接口與BML-OSF相連,因此SML也是不同TMN管理域之間的聯(lián)系點(diǎn)。

(5)事務(wù)管理層(BML)。它負(fù)責(zé)總的業(yè)務(wù)與網(wǎng)絡(luò)事務(wù)，主要涉及經(jīng)濟(jì)方面，如預(yù)算編制、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、制定業(yè)務(wù)目標(biāo)和商業(yè)協(xié)定等。該層不屬于TMN標(biāo)準(zhǔn)化的內(nèi)容。

2.信息模型

信息模型用于描述被管對(duì)象MO(ManagementObject)及其特性，規(guī)定管理者可以使用什么樣的消息來(lái)管理被管對(duì)象，以及這些消息的語(yǔ)法和語(yǔ)義。

信息模型包括四個(gè)關(guān)鍵部分：

(1)管理者(Manager)；

(2)代理(Agent)；

(3)管理信息庫(kù)(MIB)；

(4)網(wǎng)管協(xié)議(CMIP)。其中，Manager和Agent是網(wǎng)管系統(tǒng)中的活躍進(jìn)程。Manager和Agent通過(guò)網(wǎng)管協(xié)議連接起來(lái)，代表被管資源的信息存放在MIB中。

1)OSI管理的基本思想OSI管理的基本思想是將網(wǎng)絡(luò)管理使用的信息和知識(shí)與執(zhí)行管理動(dòng)作的功能模塊分離；OSI管理基于管理應(yīng)用之間的交互來(lái)實(shí)現(xiàn)特定的管理業(yè)務(wù)，即Manager與Agent之間的交互，兩者之間的交互抽象成管理操作和通知，通過(guò)對(duì)被管對(duì)象(MO)的操縱來(lái)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的管理動(dòng)作。

一個(gè)Agent管理本地系統(tǒng)環(huán)境中的MO，它可以對(duì)MO執(zhí)行管理操作以響應(yīng)Manager發(fā)出的管理操作，也可以將MO發(fā)出的通知轉(zhuǎn)發(fā)給管理者。Agent維持MIB的一部分，MIB是一個(gè)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，它由組織成樹(shù)型結(jié)構(gòu)的MO實(shí)例組成。

在Agent和Manager之間使用CMISE(CommonManagementInformationServiceElement)服務(wù)交換信息，而CMISE則使用CMIP或ROSE(支持分布處理)的通信能力。

在上述思想指導(dǎo)下，TMN將電信網(wǎng)中任何需要管理的設(shè)備和資源都抽象為MO，MO的集合構(gòu)成一個(gè)MIB。每個(gè)MO定義了相應(yīng)的屬性，通過(guò)CMIP/Agent可以對(duì)MO施加各種操作。其主要包括以下操作：

(1)Get操作。該操作允許管理者取得代理方MO的屬性值。

(2)Set操作。該操作允許管理者設(shè)定代理方MO的屬性值。

(3)Notify操作。該操作允許代理方向管理者通知重要的事件。同時(shí)，它還有對(duì)MO整體的操作：

(1)Create操作。該操作允許創(chuàng)建一個(gè)MO。

(2)Delete操作。該操作允許刪除一個(gè)MO。

2)管理信息模型

TMN管理信息模型定義了與廠(chǎng)商無(wú)關(guān)信息的描述和組織方式。它分為兩部分，即通用信息模型和專(zhuān)用信息模型。通用信息模型是被管對(duì)象的集合，它描述了存在于網(wǎng)絡(luò)中的一般資源和相關(guān)的屬性類(lèi)型、事件、行為，以及管理這些不同的資源和屬性的統(tǒng)一的方法等。

通用信息模型主要是在ITU-T的X.720建議GDMO中定義的，GDMO為信息模型的定義提出了一組通用的規(guī)則，以統(tǒng)一的方式表示MO的命名、屬性、操作和通知。GDMO模板實(shí)際上是在ASN.1基礎(chǔ)上的宏擴(kuò)展。

3．組織模型

TMN組織模型主要描述管理者和代理者的能力以及它們之間的信息交互方式。其中管理者的任務(wù)是發(fā)送管理命令和接收代理發(fā)出的通知；代理者的任務(wù)是管理有關(guān)的MO，響應(yīng)管理者的管理命令，向管理者發(fā)送反映MO異常行為的事件通知。

圖9-5反映了管理者(Manager)、代理(Agent)和被管對(duì)象(MO)之間的相互關(guān)系。在該模型中，Manager和Agent之間進(jìn)行兩個(gè)開(kāi)放系統(tǒng)之間點(diǎn)到點(diǎn)的通信，被管系統(tǒng)中的資源抽象成MO，MO類(lèi)實(shí)例的集合組成MIB,這種抽象屏蔽了具體設(shè)備的相關(guān)性，在Manager和Agent之間采用一致的CMIP協(xié)議進(jìn)行通信，保證了TMN對(duì)資源的透明管理。

圖9-5Manager、Agent和MO之間的關(guān)系9.1.4TMN物理結(jié)構(gòu)

TMN的功能塊分布在物理實(shí)體上就構(gòu)成了TMN的物理結(jié)構(gòu),如圖9-6所示。TMN中基本的物理塊包括操作系統(tǒng)(OS)、中介設(shè)備(MD)、Q適配器(QA)、工作站(WS)、網(wǎng)元(NE)和數(shù)據(jù)通信網(wǎng)(DCN)。

圖9-6TMN的基本物理結(jié)構(gòu)TMN物理結(jié)構(gòu)中各基本塊之間的接口必須是標(biāo)準(zhǔn)的，以保證各部分之間的互操作，這些接口有Q系列、F系列、X系列等。

功能塊與物理塊之間并不一定是一一對(duì)應(yīng)的，如NE主要完成NEF功能，但在實(shí)際系統(tǒng)中，它往往也具備OSF、MF和QAF功能。表9-3TMN物理塊與功能塊的關(guān)系

注：M—必須；O—任選。

9.1.5TMN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和設(shè)備配置

1．網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

TMN的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)包含兩方面的內(nèi)容，即實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)管理業(yè)務(wù)的TMN子網(wǎng)之間的互連方式和完成同一管理業(yè)務(wù)的TMN子網(wǎng)內(nèi)部各OS之間的互連方式。至于采用何種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，通常與電信運(yùn)營(yíng)公司的行政組織結(jié)構(gòu)、管理職能、經(jīng)營(yíng)體制、網(wǎng)絡(luò)的物理結(jié)構(gòu)以及管理性能等因素有關(guān)。

我國(guó)電信運(yùn)營(yíng)企業(yè)組織結(jié)構(gòu)大體上都分為三級(jí)：總公司、省公司和地區(qū)分公司。同時(shí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也可粗略地分為全國(guó)骨干網(wǎng)、省內(nèi)干線(xiàn)網(wǎng)和本地網(wǎng)三級(jí)，因此，目前我國(guó)特定業(yè)務(wù)網(wǎng)的管理網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)一般都采用三級(jí)結(jié)構(gòu)，如圖9-7所示。

圖9-7TMN的分級(jí)網(wǎng)管結(jié)構(gòu)TMN的目標(biāo)是將現(xiàn)有的固定電話(huà)網(wǎng)、傳輸網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)、信令網(wǎng)、同步網(wǎng)、分組網(wǎng)以及數(shù)據(jù)網(wǎng)等不同業(yè)務(wù)網(wǎng)的管理,都納入TMN的管理范疇，實(shí)現(xiàn)綜合網(wǎng)管。由于目前各個(gè)業(yè)務(wù)網(wǎng)都已建立了相應(yīng)的管理網(wǎng)，因此可采用分布式管理結(jié)構(gòu)，用分級(jí)、分區(qū)的方式構(gòu)建全國(guó)電信管理網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)各個(gè)管理子網(wǎng)的互連將是合理的選擇。圖9-8描述了一種邏輯上的子網(wǎng)互連結(jié)構(gòu)。

圖9-8按子網(wǎng)劃分的TMN2．網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置

由TMN的物理結(jié)構(gòu)可知，構(gòu)成TMN的物理設(shè)備主要有五種，即OS、MD、WS、QA和NE。另外還有為構(gòu)成TMN專(zhuān)用的DCN所需的網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備。

通常，OS、MD和WS采用通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，對(duì)實(shí)現(xiàn)OS的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，主要要求其有高速的信息處理能力和I/O吞吐能力；對(duì)實(shí)現(xiàn)WS的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，側(cè)重于要求F接口功能的實(shí)現(xiàn)，并具有圖形用戶(hù)接口(GUI)以方便管理操作；對(duì)實(shí)現(xiàn)MD的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)則強(qiáng)調(diào)其通信服務(wù)的能力，同時(shí)還要具備QAF功能；QA則主要實(shí)現(xiàn)不同管理協(xié)議的轉(zhuǎn)換；如前所述，NE主要是指各種電信設(shè)備，如交換設(shè)備、傳輸設(shè)備、智能設(shè)備和業(yè)務(wù)控制設(shè)備等，它主要用于實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的電信業(yè)務(wù)，但NE中相應(yīng)的TMN接口硬件和實(shí)現(xiàn)Agent功能的軟件系統(tǒng)則屬于TMN范疇。

在TMN中，DCN負(fù)責(zé)為OS、QA、NE和MD之間管理信息的傳遞提供物理通道，它完成OSI參考模型中的低三層功能，為保證網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可靠性，DCN應(yīng)具有選路、轉(zhuǎn)接和互連的功能。

從可靠性、安全性和可擴(kuò)展性等方面考慮，從數(shù)據(jù)通信和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，以及我國(guó)電信網(wǎng)地域遼闊等特點(diǎn)出發(fā)，DCN的組網(wǎng)方案應(yīng)以計(jì)算機(jī)廣域網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，如X.25、DDN和PSTN等，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備主要由路由器、廣域網(wǎng)通信鏈路和各級(jí)網(wǎng)管中心的局域網(wǎng)組成。因此從網(wǎng)絡(luò)物理結(jié)構(gòu)來(lái)看，TMN實(shí)際是一個(gè)廣域計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)。

簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議(SNMP,SimpleNetworkManagementProtocol)是由IETF在1990年發(fā)布的一個(gè)基于TCP/IP協(xié)議簇的應(yīng)用層協(xié)議，它是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和Internet的網(wǎng)管標(biāo)準(zhǔn),目前已被擴(kuò)展為可以在各種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下使用的協(xié)議。9.2簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議SNMP9.2.1SNMP網(wǎng)管模型

SNMP網(wǎng)絡(luò)管理模型以簡(jiǎn)單的請(qǐng)求/響應(yīng)模式為基礎(chǔ)，發(fā)出請(qǐng)求的Client通常被稱(chēng)為Manager;而響應(yīng)請(qǐng)求的設(shè)備則被看做Agent。SNMP允許Manager按照規(guī)則讀取或修改一個(gè)Agent管理的本地設(shè)備參數(shù)，另外，Agent也可以依據(jù)特定的條件(如故障)主動(dòng)地向Manager發(fā)布非請(qǐng)求消息。

構(gòu)成SNMP網(wǎng)管模型的基本組件包括：Manager、Agent、MIB和SNMP。

(1)Manager。Manager通常是一個(gè)單獨(dú)的網(wǎng)管工作站，要完成以下基本功能：網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)的采集功能、數(shù)據(jù)的分析和故障的恢復(fù)功能等。

(2)Agent。Agent則是一個(gè)運(yùn)行在被管設(shè)備(又稱(chēng)網(wǎng)元)中的管理軟件。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，被管設(shè)備包括路由器、網(wǎng)橋、交換機(jī)、主機(jī)、打印機(jī)和終端服務(wù)器等。Agent負(fù)責(zé)對(duì)來(lái)自Manager的信息和請(qǐng)求進(jìn)行響應(yīng)，也可以主動(dòng)地向Manager提供重要的設(shè)備信息。在SNMP模型中，對(duì)被管設(shè)備的監(jiān)控和管理都是通過(guò)Manager和Agent之間的信息交互實(shí)現(xiàn)的。

(3)MIB。為了支持Manager對(duì)網(wǎng)絡(luò)的管理，每一個(gè)Agent都要維持一個(gè)本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)，在SNMP中該數(shù)據(jù)庫(kù)也叫做MIB。在MIB中，每一個(gè)被管設(shè)備維持一個(gè)或多個(gè)變量以記錄其狀態(tài)信息。在SNMP的術(shù)語(yǔ)中，這些變量被稱(chēng)為對(duì)象(Object)，而MIB就是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中所有可能的對(duì)象組成的一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

(4)SNMP。Manager與Agent之間的通信采用SNMP，該通信可以用兩種方式進(jìn)行：Manager主動(dòng)去查詢(xún)一個(gè)Agent管理的本地對(duì)象狀態(tài)信息，并可以根據(jù)需要修改它們，又稱(chēng)為Polling方式；Agent在重要事件發(fā)生時(shí)，也可以向Manager主動(dòng)上報(bào)事件，該方式又稱(chēng)為Push方式。9.2.2SNMP協(xié)議結(jié)構(gòu)

SNMP協(xié)議組由如下三個(gè)基本規(guī)范組成：

(1)MIB(RFC1066)：描述了MIB中應(yīng)該包括的可以被Manager查詢(xún)和修改的對(duì)象集合。RFC1213定義了MIB的第二版，一般記為MIB-Ⅱ。

(2)管理信息結(jié)構(gòu)(SMI，StructureofManagementInformation,RFC1155)：SMI定義了如何描述MIB中一個(gè)對(duì)象類(lèi)型和屬性的規(guī)則，它主要是基于ISO的ASN.1和BER(BasicEncodingRules)標(biāo)準(zhǔn)。

(3)SNMP(RFC1157)：SNMP定義了Manager與Agent之間的通信協(xié)議，它們之間交換分組的詳細(xì)格式和消息的類(lèi)型等，SNMP的消息都是通過(guò)UDP來(lái)傳送的。

以上介紹的SNMP是第一版，即SNMPv1(也就是通常所指的SNMP)。

SNMP是目前被廣泛支持的協(xié)議，它的主要缺點(diǎn)是功能簡(jiǎn)單，缺乏安全機(jī)制。為此，IETF于1993年發(fā)布了SNMPv2，其主要擴(kuò)展包括：

(1)支持分布式網(wǎng)絡(luò)管理，增加了一個(gè)Inform操作和一個(gè)Manager到Manager的MIB。Inform操作允許一個(gè)管理者向另一個(gè)管理者發(fā)送Trap消息，通告異常事件，而在SNMP中則不支持一個(gè)管理者向另一個(gè)管理者告警的功能。Manager到Manager的MIB定義了一個(gè)表，用來(lái)說(shuō)明哪些事件會(huì)觸發(fā)一個(gè)通知。

(2)在數(shù)據(jù)傳輸方面，增加了Get-bulk消息，Get-bulk消息允許Manager通過(guò)一次操作就可以獲得整個(gè)表的內(nèi)容，以減少M(fèi)anager與Agent之間的交互次數(shù)，提高傳輸效率。

(3)在安全機(jī)制方面，Manager到Agent之間的Community名的傳送采用加密和認(rèn)證的方式，而在SNMP中則是采用明文傳送的。

SNMPv3發(fā)布于1998年，其主要的改進(jìn)是提供了強(qiáng)大的安全功能。SNMPv3提供了三項(xiàng)重要的安全服務(wù)功能：認(rèn)證、加密和訪(fǎng)問(wèn)控制，前兩項(xiàng)是基于用戶(hù)的安全模型(USM，User-BasedSecurity)的一部分，而訪(fǎng)問(wèn)控制則是在VACM(View-basedAccessControlModel)中定義的。這樣通過(guò)USM在SNMPv3中不僅可以對(duì)所有的傳輸進(jìn)行加密，而且允許一個(gè)Agent確認(rèn)一個(gè)請(qǐng)求是否屬于合法用戶(hù)發(fā)來(lái)的。利用訪(fǎng)問(wèn)控制服務(wù)可以定義安全的分布式訪(fǎng)問(wèn)控制規(guī)則，制定數(shù)據(jù)受保護(hù)的級(jí)別。SNMPv3有效地解決了在Internet普及的情況下，SNMP用戶(hù)所關(guān)心的安全性問(wèn)題。9.2.3SNMP管理消息

SNMP定義了以下五種消息，用于Manager與Agent之間的信息交換：

(1)Get-request。它被用于請(qǐng)求一個(gè)或多個(gè)變量的值。

(2)Get-next-request。它被用于請(qǐng)求指定變量的下一個(gè)或多個(gè)變量的值，以及對(duì)樹(shù)型結(jié)構(gòu)的MIB的遍歷。

(3)Set-request。管理員用該消息來(lái)設(shè)置一個(gè)或多個(gè)Agent中變量的值。

(4)Get-response。它被用于返回一個(gè)或多個(gè)變量的值。

(5)Trap。當(dāng)Agent側(cè)有重要事件發(fā)生時(shí)，通知Manager。

在上述消息中，前三個(gè)消息是由Manager向Agent發(fā)出的，后兩個(gè)消息則是由Agent向Manager發(fā)出的,第四個(gè)消息Get-response是Get-request、Get-next-request和Setrequest的響應(yīng)消息。由于SNMP采用不可靠的UDP協(xié)議傳送Manager和Agent之間的請(qǐng)求/響應(yīng)消息，因此為保證消息傳遞的可靠性，Manager必須自己實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的超時(shí)和重傳機(jī)制，以防止消息在傳送過(guò)程中的意外丟失。圖9-9描述了SNMP的五種管理消息。從圖9-9中我們可以看到，請(qǐng)求/響應(yīng)消息在UDP的161端口收/發(fā)，而Agent發(fā)出的Trap消息則在UDP的162端口被接收，這樣做的好處是一個(gè)系統(tǒng)可以同時(shí)擔(dān)當(dāng)Manager和Agent兩種角色。圖9-9SNMP的五種管理消息圖9-10描述了SNMP五種消息的格式，這些消息都被封裝在UDP分組中傳送，其中Get-request、Get-next-request、Set-request和Get-response這四種消息的格式相同，并且Error-status和Error-index這兩個(gè)字段總是置為0。由于SNMP消息中的變量部分采用ASN.1和BER編碼方式，因此其長(zhǎng)度是可變的，且由相應(yīng)變量的類(lèi)型和它的值決定。這里我們只介紹公共控制字段的含義，而變量的編碼方式(即被管對(duì)象)則在SMI和MIB中介紹。

(1)Version字段。它指明SNMP的版本號(hào)，對(duì)于SNMPv1該字段為0。圖9-10SNMP的消息格式

(2)Community字段。它是一個(gè)字符串，指明本次消息傳遞的小組。它由一個(gè)SNMPAgent集構(gòu)成，Community字段表示該小組的名稱(chēng)，實(shí)際上是一個(gè)Manager和Agent之間的明文格式的口令。

(3)PDU類(lèi)型字段。在SNMPv1中，如上所述有五種PDU類(lèi)型。

(4)Request-ID字段。在Get-request、Get-next-request和Set-request消息中，該字段由Manager分配，并由Agent在相應(yīng)的Get-response消息中返回。Manager可以通過(guò)該字段區(qū)分不同的響應(yīng)消息是對(duì)哪一個(gè)請(qǐng)求消息響應(yīng)的。

(5)Error-status字段。它是一個(gè)由Agent返回的整型值，用來(lái)說(shuō)明發(fā)生了一個(gè)什么類(lèi)型的錯(cuò)誤。

(6)Error-index字段。它是一個(gè)整數(shù)偏移量，指明發(fā)生錯(cuò)誤的變量是哪一個(gè)，該值也是由Agent設(shè)定的。

(7)Enterprise字段。它產(chǎn)生Trap的對(duì)象類(lèi)型。

(8)Agent-addr字段。它產(chǎn)生Trap的對(duì)象地址。

(9)Trap-type字段。它是一般Trap的類(lèi)型。

(10)Specific-code字段。它給定的Trap代碼。

(11)Timestamp字段：從網(wǎng)絡(luò)實(shí)體最近一次初始化到Trap產(chǎn)生的這段時(shí)間。在SNMPv1中，由于不使用加密的方式傳送消息，因此基本上沒(méi)有安全性保證。SNMPv2和SNMPv3在這方面做了很大的改進(jìn)。9.2.4SMI

在SNMP中，這些描述被管設(shè)備狀態(tài)和屬性的信息變量通稱(chēng)為對(duì)象。對(duì)象數(shù)據(jù)類(lèi)型的定義采用SMI，SMI中對(duì)象數(shù)據(jù)類(lèi)型的定義主要是基于ASN.1的，相應(yīng)的編碼規(guī)則采用BER。與大多數(shù)ISO的標(biāo)準(zhǔn)一樣，ASN.1也存在規(guī)模龐大、編碼結(jié)構(gòu)復(fù)雜、效率低等缺點(diǎn)，因此SMI只使用了ASN.1基本數(shù)據(jù)類(lèi)型的一個(gè)子集，并相應(yīng)擴(kuò)展了一些在SNMP中使用頻繁的數(shù)據(jù)類(lèi)型。表9-4所示是SMI定義的在SNMP中允許使用的數(shù)據(jù)類(lèi)型。表9-4SNMP中使用的數(shù)據(jù)類(lèi)型上述類(lèi)型的變量值在通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)，SNMP采用BER格式將其轉(zhuǎn)換成字節(jié)序列。BER的規(guī)則是,不管是基本類(lèi)型還是復(fù)合類(lèi)型，每個(gè)值均由三部分組成，即由數(shù)據(jù)的類(lèi)型(Type)、數(shù)據(jù)字段的長(zhǎng)度(Length)和數(shù)據(jù)字段(Value)組成。9.2.5MIB

MIB是由Agent維護(hù)的、可以被Manager查詢(xún)和修改的對(duì)象的集合，其中的對(duì)象按照SMI規(guī)定的方式定義。

為方便管理，MIB中的對(duì)象被分成10個(gè)群，這10個(gè)群包含的對(duì)象是Manager執(zhí)行網(wǎng)管的基礎(chǔ)。MIB-Ⅱ中定義的10個(gè)對(duì)象群如表9-5所示。表9-5MIB-Ⅱ中定義的10個(gè)對(duì)象群

例如，Manager通過(guò)查詢(xún)System群，就可以知道一個(gè)設(shè)備叫什么，是由誰(shuí)制造的，包含哪些軟硬件，在什么位置等信息。

SDH的一個(gè)重要特點(diǎn)就是在幀結(jié)構(gòu)中安排了豐富的開(kāi)銷(xiāo)字節(jié),用于網(wǎng)絡(luò)的管理、運(yùn)營(yíng)和維護(hù)，從而使SDH的網(wǎng)絡(luò)管理能力有了很大的增強(qiáng)。從整個(gè)電信網(wǎng)絡(luò)管理的角度來(lái)看，SDH管理網(wǎng)屬于電信管理網(wǎng)(TMN)的一部分，它的體系結(jié)構(gòu)必須遵從和繼承TMN的結(jié)構(gòu)。另外，由于SDH自身的特點(diǎn)，使得SDH管理網(wǎng)具有其獨(dú)特之處。9.3SDH網(wǎng)絡(luò)管理

SDH管理網(wǎng)(SMN)實(shí)際就是管理SDH網(wǎng)元的電信管理網(wǎng)(TMN)的子集。它可以細(xì)分為一系列的SDH管理子網(wǎng)(SMS)，這些SMS由一系列分離的嵌入通信通路(ECC)及有關(guān)站內(nèi)數(shù)據(jù)通信的鏈路組成，并構(gòu)成整個(gè)TMN的有機(jī)部分。具有智能的網(wǎng)元和采用嵌入的ECC是SMN的重要特點(diǎn)，這兩者的結(jié)合使TMN信息的傳送和響應(yīng)時(shí)間大大縮短，而且可以將網(wǎng)管功能經(jīng)ECC下載給網(wǎng)元，從而實(shí)現(xiàn)分布管理。

為了支持不同廠(chǎng)家的設(shè)備之間或不同網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)者之間的通信，也為了能支持同一SMS內(nèi)或跨越網(wǎng)絡(luò)接口的不同網(wǎng)元之間的單端維護(hù)能力，SDH網(wǎng)需要具有一套最起碼的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。9.3.1SDH網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)

SDH管理網(wǎng)(SMN)是TMN的一個(gè)子網(wǎng)，專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)管理SDH網(wǎng)元。SMN又可進(jìn)一步劃分為一系列的SDH管理子網(wǎng)(SMS)。

TMN、SMN和SMS的相互關(guān)系及其示例如圖9-11和圖9-12所示。從圖中可以看出，SMS由一些以ECC連接的網(wǎng)元和以本地通信網(wǎng)(LCN)非ECC鏈路連接的網(wǎng)元組成,一個(gè)SMS內(nèi)應(yīng)至少有一個(gè)網(wǎng)關(guān)(GNE)，GNE通過(guò)Q接口與OS或MD相連。SMS內(nèi)的網(wǎng)元還可通過(guò)F接口與工作站(WS)相連，也可通過(guò)適當(dāng)?shù)慕涌谂c非SDH網(wǎng)元(NNE)相連。

圖9-11TMN、SMN和SMS關(guān)系

圖9-12TMN、SMN和SMS關(guān)系示例9.3.2SDH網(wǎng)管的分層結(jié)構(gòu)

SDH網(wǎng)管可以分為五層，從上到下依次為事務(wù)管理層(BML)、服務(wù)管理層(SML)、網(wǎng)絡(luò)管理層(NML)、網(wǎng)元管理層(EML)和網(wǎng)元層(NEL)，網(wǎng)絡(luò)管理層根據(jù)需要還可分為子網(wǎng)級(jí)網(wǎng)管和網(wǎng)絡(luò)級(jí)網(wǎng)管。目前只用到SDH網(wǎng)管中的三層，實(shí)用的SMN的分層結(jié)構(gòu)如圖9-13所示。

圖9-13SMN分層結(jié)構(gòu)1.網(wǎng)元層

網(wǎng)元受網(wǎng)元管理層的管理，但它本身也具有一些管理功能。SDH網(wǎng)管系統(tǒng)可以將很多的管理功能下載給SDH網(wǎng)元，使其具有很強(qiáng)的管理能力。在網(wǎng)元層上，SDH的開(kāi)銷(xiāo)為控制管理信息的傳遞提供了方便、快捷的手段，使得網(wǎng)絡(luò)對(duì)各種事件的反映迅速，特別是實(shí)時(shí)地進(jìn)行通道恢復(fù)而不影響業(yè)務(wù)的傳送。

2.網(wǎng)元管理層

網(wǎng)元管理層直接控制設(shè)備，其管理控制功能由網(wǎng)絡(luò)管理層分配，如保護(hù)規(guī)劃、告警過(guò)濾和協(xié)議轉(zhuǎn)換等。它的主要目標(biāo)是減少網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的信息流量，防止其過(guò)載，同時(shí)也盡量地減少網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)時(shí)間。此外，該層還提供一些附加管理軟件來(lái)支持財(cái)務(wù)、設(shè)備資源和維護(hù)分析工作。

3.網(wǎng)絡(luò)管理層

網(wǎng)絡(luò)管理層負(fù)責(zé)對(duì)所轄區(qū)域內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行監(jiān)視和控制，應(yīng)具備TMN所要求的主要管理應(yīng)用功能。

4.服務(wù)管理層

服務(wù)管理層主要負(fù)責(zé)合同事務(wù)，為所有服務(wù)交易(如服務(wù)的提供和終止、計(jì)費(fèi)、服務(wù)質(zhì)量以及故障報(bào)告等)提供與用戶(hù)的基本聯(lián)系點(diǎn)，以及提供與其他管理機(jī)關(guān)的接口。另外，它還承擔(dān)與網(wǎng)絡(luò)管理層交互、與事物管理層交互以及維護(hù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等任務(wù)。

5.事物管理層

事物管理層負(fù)責(zé)總的計(jì)劃和運(yùn)營(yíng)商之間達(dá)成的協(xié)議。

表9-6給出了網(wǎng)元管理層(EML)和網(wǎng)絡(luò)管理層(NML)管理功能的比較。表9-6EML和NML管理功能比較

9.3.3SDH網(wǎng)絡(luò)管理功能

ITU-T建議G.784規(guī)定了為支持不同廠(chǎng)家的設(shè)備間或不同網(wǎng)絡(luò)營(yíng)運(yùn)商間的通信和在同一SMS內(nèi)或跨網(wǎng)絡(luò)接口的不同網(wǎng)元間的單端維護(hù)能力，以及SMS所需的一套最起碼的管理功能。

1．一般性管理功能

1)嵌入控制通路的管理

為了使SDH的網(wǎng)元間能進(jìn)行通信，必須對(duì)構(gòu)成其邏輯通信鏈路的ECC進(jìn)行有效的管理，ECC的主要管理功能有：

(1)為了確保兼容功能，必須對(duì)涉及兼容的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，諸如分組的規(guī)格、超時(shí)、服務(wù)質(zhì)量和窗口規(guī)格等進(jìn)行檢索。

(2)確立數(shù)據(jù)通信通路(DCC)節(jié)點(diǎn)間的消息路由。

(3)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)地址的管理。

(4)在某節(jié)點(diǎn)處對(duì)DCC的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢索。

(5)決定能否接入DCC的使能能力。

2)時(shí)間標(biāo)記

需要時(shí)間標(biāo)記的事件和性能報(bào)告應(yīng)標(biāo)以分辨力為1s的時(shí)間標(biāo)記，該時(shí)間應(yīng)由網(wǎng)元的本地實(shí)時(shí)時(shí)鐘來(lái)顯示。

3)其他一般性功能

其他一般性管理功能還包括安全、軟件下載、遠(yuǎn)端注冊(cè)等。

2．故障管理

故障管理對(duì)不正常的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，完成對(duì)告警信號(hào)的監(jiān)視、報(bào)告存儲(chǔ)以及故障的診斷、定位和處理等任務(wù)，并給出告警顯示，使用戶(hù)能在盡可能短的時(shí)間內(nèi)作出反應(yīng)和決定，以便采取相應(yīng)的措施，對(duì)故障進(jìn)行隔離和校正，恢復(fù)被故障影響的業(yè)務(wù)。

1)告警監(jiān)視

告警監(jiān)視涉及網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生的有關(guān)事件／條件的檢出和報(bào)告。在網(wǎng)絡(luò)中，除了設(shè)備內(nèi)和輸入信號(hào)中檢出的事件和條件應(yīng)該可以報(bào)告給網(wǎng)管系統(tǒng)外，很多設(shè)備外的事件也應(yīng)該可以報(bào)告，操作系統(tǒng)應(yīng)能規(guī)定什么樣的事件和條件將產(chǎn)生自動(dòng)告警報(bào)告，而其余的將按請(qǐng)求才報(bào)告。網(wǎng)絡(luò)管理應(yīng)能支持下述有關(guān)告警的功能：

(1)告警信號(hào)的自動(dòng)報(bào)告。

(2)要求報(bào)告所有告警信號(hào)。

(3)報(bào)告所有告警信號(hào)。

(4)告警報(bào)告的許可和禁止。

(5)所要求的告警報(bào)告的許可和禁止?fàn)顟B(tài)的報(bào)告。

2)告警歷史管理

告警歷史管理涉及告警記錄。通常，告警歷史數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在網(wǎng)元的寄存器內(nèi)，每一寄存器包含有告警消息的所有參數(shù)，寄存器應(yīng)能周期性地讀出或按請(qǐng)求讀出。所有寄存器都填滿(mǎn)后，操作系統(tǒng)應(yīng)能決定是停止記錄，還是刪去最早的記錄，或者干脆寄存器置0。

3.性能管理

性能管理負(fù)責(zé)監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)性能，收集傳送網(wǎng)中通道和網(wǎng)元實(shí)際運(yùn)行的質(zhì)量數(shù)據(jù)，為管理人員提供評(píng)價(jià)、分析和預(yù)測(cè)傳輸性能的手段。

1)性能數(shù)據(jù)的采集

性能數(shù)據(jù)的采集是指與G.826建議中所規(guī)定的誤碼性能參數(shù)有關(guān)的事件數(shù)的采集。

2)性能監(jiān)視歷史

評(píng)估傳輸系統(tǒng)的近期性能必須要有性能歷史數(shù)據(jù)，利用這些性能歷史數(shù)據(jù)可以進(jìn)行故障的區(qū)段定位和發(fā)現(xiàn)斷續(xù)誤碼源的位置。通常，性能歷史數(shù)據(jù)應(yīng)存放于網(wǎng)元的寄存器中，所有的寄存器都應(yīng)有時(shí)間標(biāo)記。每一傳輸方向和每一性能事件都配有兩種寄存器：一種是24小時(shí)寄存器；另一種是15分鐘寄存器。前者積累24h內(nèi)的性能事件數(shù)據(jù)，后者積累15min內(nèi)的性能事件數(shù)據(jù)。每一種寄存器還分“當(dāng)前”寄存器和“近期”寄存器，其中，當(dāng)前15分鐘寄存器和當(dāng)前24小時(shí)寄存器都只有1個(gè)；近期24小時(shí)寄存器至少需要1個(gè)，而近期15min寄存器則至少需要16個(gè)，以便保存足夠的15min間隔性能數(shù)據(jù)。 上述要求的15min和24h期限是網(wǎng)絡(luò)維護(hù)需要的，前者可以每隔15min采集一次性能事件數(shù)據(jù)，迅速檢測(cè)出潛在的故障，主要用于判斷不可用性能；后者積累了較多的數(shù)據(jù)，可用于投入服務(wù)或劣化性能的評(píng)估。

3)門(mén)限的使用

SDH需要設(shè)置兩類(lèi)門(mén)限，一類(lèi)稱(chēng)為“門(mén)限設(shè)置”，另一類(lèi)稱(chēng)為“門(mén)限突破通知”。

利用操作系統(tǒng)可以在網(wǎng)元中為各種性能事件設(shè)置門(mén)限值，門(mén)限值應(yīng)能在一給定的最小范圍內(nèi)任意設(shè)置，操作系統(tǒng)應(yīng)能檢索和改變這些門(mén)限設(shè)置，在門(mén)限沒(méi)有被突破時(shí)不必報(bào)告，可以減輕操作系統(tǒng)的工作負(fù)擔(dān)。一旦設(shè)定的某個(gè)性能事件門(mén)限被突破，網(wǎng)元就自動(dòng)產(chǎn)生門(mén)限突破通知并報(bào)告給操作系統(tǒng)，在業(yè)務(wù)受影響之前操作系統(tǒng)就能及時(shí)了解情況并采取某些行動(dòng)。

4)性能數(shù)據(jù)報(bào)告

操作系統(tǒng)可以將存放在網(wǎng)元中的性能數(shù)據(jù)收集起來(lái)進(jìn)行分析，這對(duì)進(jìn)行合適的維護(hù)行動(dòng)和故障報(bào)告是很有用的。只要操作系統(tǒng)需要，性能數(shù)據(jù)就能經(jīng)操作系統(tǒng)／網(wǎng)元(OS/NE)接口報(bào)告。數(shù)據(jù)收集可以周期性地進(jìn)行，以便及時(shí)地進(jìn)行性能趨勢(shì)分析，預(yù)測(cè)將來(lái)可能發(fā)生的失效故障或劣化條件。某些特定端口的性能數(shù)據(jù)按操作系統(tǒng)的請(qǐng)求可以周期性地上報(bào)，一旦性能事件門(mén)限被突破，性能數(shù)據(jù)就自動(dòng)地經(jīng)網(wǎng)元／操作系統(tǒng)(NE/OS)接口報(bào)告給操作系統(tǒng)。

4.配置管理

按照TMN原理，配置管理主要實(shí)施對(duì)網(wǎng)元的控制、識(shí)別和數(shù)據(jù)交換,諸如應(yīng)能支持通道的交叉連接和配置；支持定時(shí)源優(yōu)先級(jí)的選擇；支持各種環(huán)形配置；支持線(xiàn)性系統(tǒng)和保護(hù)倒換功能，并可以對(duì)保護(hù)倒換參數(shù)設(shè)置、存儲(chǔ)、檢索和改變等。

配置管理負(fù)責(zé)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)元設(shè)備的配置信息。SDH的配置管理可分為靜態(tài)配置和動(dòng)態(tài)配置：靜態(tài)配置包括網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、網(wǎng)元設(shè)備內(nèi)各電路盤(pán)的配置等；動(dòng)態(tài)配置則包括路徑的建立和刪除、交叉連接、保護(hù)倒換和保護(hù)路由選擇等，其中保護(hù)倒換的狀態(tài)和控制尤為重要。此外，配置管理還包括同步時(shí)鐘源的配置、新版本軟件的下載等。

5.安全管理

安全管理涉及注冊(cè)、口令和安全等級(jí)等，其關(guān)鍵是要防止未經(jīng)許可的與SDH網(wǎng)元的通信。例如可以把安全管理分為三個(gè)等級(jí)：操作員(僅能看)、班長(zhǎng)(不僅能看，而且還能改變除了安全等級(jí)以外的所有設(shè)置)、主任(不僅能看，而且還能改變所有設(shè)置)。9.3.4SDH管理信息模型

建立管理信息模型是實(shí)現(xiàn)面向?qū)ο缶W(wǎng)絡(luò)管理的關(guān)鍵。SDH管理信息模型是針對(duì)SDH特有的物理和邏輯資源而制定的信息模型，它是電信網(wǎng)信息模型的一個(gè)子集。SDH的管理網(wǎng)分為五層，為了支持有效的管理，每一層都應(yīng)有相應(yīng)的信息模型，如網(wǎng)元層信息模型、網(wǎng)絡(luò)層信息模型和服務(wù)層信息模型等，其中下層的信息模型是制定上層信息模型的基礎(chǔ)。

網(wǎng)元層信息模型關(guān)心的是管理一個(gè)網(wǎng)元所需的信息。ITU-T在G.774系列建議中對(duì)SDH網(wǎng)元層信息模型做了詳細(xì)和完整的規(guī)范。網(wǎng)元層信息模型主要適用于SDH網(wǎng)元和管理網(wǎng)元的操作系統(tǒng)，是SDH網(wǎng)管的基礎(chǔ)，它采用GDMO定義意義，用ASN.1定義結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)層信息模型所關(guān)心的是在物理上和邏輯上表示網(wǎng)絡(luò)的信息。它考慮的是網(wǎng)元實(shí)體之間如何相關(guān)、如何拓?fù)浠ミB以及如何進(jìn)行配置，以提供并維護(hù)端到端的連接。如果說(shuō)網(wǎng)元層信息模型是面向硬件和面向協(xié)議的，那么網(wǎng)絡(luò)層的信息模型就是面向軟件和面向應(yīng)用的。規(guī)范的焦點(diǎn)是功能，而非具體的協(xié)議，因而要具有更好的分布性，適用于網(wǎng)絡(luò)層的規(guī)范。ITU-T計(jì)劃采用面向數(shù)學(xué)的無(wú)歧義語(yǔ)言(如z語(yǔ)言)來(lái)規(guī)范軟件程序，還開(kāi)發(fā)了一種以開(kāi)放式分布過(guò)程(ODP)參考模型為基礎(chǔ)的建模方法，提供面向?qū)ο蟮?、?dú)立于分布的軟件規(guī)范。網(wǎng)絡(luò)層信息模型是建立高層網(wǎng)管的基礎(chǔ)，其最新的發(fā)展趨勢(shì)是采用CORBA的規(guī)范和技術(shù)。9.3.5SDH的ECC協(xié)議棧

為了在SDHDCC上傳送運(yùn)行、維護(hù)和管理(OAM)消息，SDH網(wǎng)絡(luò)選擇了一套七層協(xié)議棧來(lái)滿(mǎn)足應(yīng)用的要求，如表9-7所示。它符合開(kāi)放系統(tǒng)管理所采用的面向目標(biāo)的方法，即應(yīng)用層包含公用管理信息服務(wù)單元(CMISE)、遠(yuǎn)端操作服務(wù)單元(ROSE)和聯(lián)系控制服務(wù)單元(ACSE)。該協(xié)議棧是面向無(wú)連接方式的，同時(shí)其表示層、會(huì)晤層和傳送層提供了為支持ROSE和ACSE所需要的面向連接的服務(wù)，另外傳送層還包括一附加協(xié)議單元，使其工作于無(wú)連接網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議(CLNP)時(shí)可以提供連接模式服務(wù)。數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議遵循Q.921所規(guī)定的D通路鏈路接入規(guī)程(LAPD)，物理層的為SDHDCC。表9-7SDH的ECC協(xié)議棧

從簡(jiǎn)單程度和網(wǎng)格尋址能力的角度來(lái)看，上述這套協(xié)議棧是一比較理想的組合，十分適合于機(jī)器與機(jī)器通信，以及面向目標(biāo)的建模和設(shè)計(jì)。它在網(wǎng)元等級(jí)上使服務(wù)從資源中分離出來(lái)，也就是說(shuō)服務(wù)可以不依賴(lài)于提供給它們的技術(shù)和設(shè)備而獨(dú)立地加到網(wǎng)絡(luò)上，十分方便。

1.物理層

ECC協(xié)議棧的物理層由DCC構(gòu)成，其功能是實(shí)現(xiàn)在物理鏈路上傳送OAM消息。DCC是由再生段開(kāi)銷(xiāo)中D1～D3字節(jié)和復(fù)用段開(kāi)銷(xiāo)中D4～D12字節(jié)分別組成的192kb／s和576kb／s通道構(gòu)成。

2.數(shù)據(jù)鏈路層

數(shù)據(jù)鏈路層通過(guò)相鄰網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的單個(gè)或多個(gè)邏輯通路，在SDHDCC上提供點(diǎn)到點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)數(shù)據(jù)單元(NSUD)的傳送。數(shù)據(jù)鏈路層應(yīng)遵循Q.921規(guī)定的LAPD協(xié)議。

3.網(wǎng)絡(luò)層

網(wǎng)絡(luò)層采用ISO8473無(wú)連接模式網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議(CLNP)作為該層的協(xié)議。該協(xié)議沒(méi)有建立和拆除連接的過(guò)程，也無(wú)需糾錯(cuò)和流量控制，因而適合于高速的應(yīng)用進(jìn)程。為了使網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議既可以工作于無(wú)連接模式的數(shù)據(jù)鏈路子網(wǎng)，又能工作于面向連接的數(shù)據(jù)鏈路子網(wǎng)，ISO8473-AD3還規(guī)定了會(huì)聚協(xié)議。

4.傳送層

傳送層協(xié)議確保在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行正確的端到端信息傳送。G.784選擇ISO8073-AD2作為傳送層協(xié)議，該協(xié)議從無(wú)連接的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)中產(chǎn)生傳送連接，并對(duì)該連接提供流量控制和糾錯(cuò)功能。該協(xié)議還選擇了第四類(lèi)傳送協(xié)議(TP4)來(lái)保證在無(wú)連接模式網(wǎng)絡(luò)服務(wù)情況下可靠地傳遞網(wǎng)絡(luò)協(xié)議數(shù)據(jù)單元(NPDU)。

5.會(huì)晤層

會(huì)晤層協(xié)議應(yīng)保證通信系統(tǒng)能與管理者(表示層和應(yīng)用層)和通信系統(tǒng)之間正在進(jìn)行的對(duì)話(huà)實(shí)現(xiàn)同步。會(huì)晤層選擇X.215、ISO8326的服務(wù)定義和X.225、ISO8327的協(xié)議規(guī)范。

6.表示層

表示層的基本任務(wù)是完成傳送語(yǔ)法的選擇，以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換并傳送。表示層采用X.209規(guī)定的ASN.1的基本編碼規(guī)則來(lái)導(dǎo)出應(yīng)用協(xié)議數(shù)據(jù)單元(APDU)的轉(zhuǎn)移語(yǔ)法。該層的服務(wù)和協(xié)議分別由X.216和ISO8822以及X.226和ISO3323規(guī)定。

7.應(yīng)用層

應(yīng)用層直接為OSI環(huán)境下的用戶(hù)提供服務(wù)，并為訪(fǎng)問(wèn)OSI環(huán)境提供手段。9.3.6管理接口

1.Q3接口

SMS通過(guò)Q3接口與TMN相連，Q3接口具備OSI全部7層功能，其接口特性符合M.3010的要求，通信協(xié)議采用G.773建議的B2和B3協(xié)議棧(相當(dāng)于Q.811和Q.812建議的CLNS2和CLNSl協(xié)議棧)。

2.F接口

F是與工作站(WS)或局域工作終端相連接的接口，其接口特性應(yīng)符合V.10/V.11或V.28/V.24的要求，通信協(xié)采用G.773建議的A2協(xié)議棧。

F接口還可把遠(yuǎn)端工作站經(jīng)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)(DCN)連至操作系統(tǒng)(OS)或協(xié)調(diào)裝置(MD)。

WS或局域工作終端是管理一個(gè)局部區(qū)域內(nèi)的SDH網(wǎng)元或一個(gè)SMS的設(shè)備，能向維護(hù)人員提供各種維護(hù)操作工具，幫助維護(hù)人員尋障和對(duì)系統(tǒng)配置進(jìn)行測(cè)試。

目前，管理接口有趨于簡(jiǎn)化的趨勢(shì)。

一般來(lái)說(shuō)，光網(wǎng)絡(luò)OTN的管理與其客戶(hù)層網(wǎng)絡(luò)的管理是分離的，以增加設(shè)備選型的靈活性。光傳送網(wǎng)的管理基于多層分布式管理系統(tǒng)，每一層提供一類(lèi)預(yù)定義的管理功能。ITU-T建議G.874規(guī)范了光傳送網(wǎng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)管理方面的相關(guān)要求。9.4OTN網(wǎng)絡(luò)管理9.4.1OTN管理結(jié)構(gòu)

光傳送網(wǎng)的管理按照與SDH/WDM相近的分層方法，可以分為網(wǎng)元層、網(wǎng)元管理層OTN子網(wǎng)管理層和OTN管理層四層結(jié)構(gòu)，如圖9-14所示。

圖9-14光傳送網(wǎng)OTN分層結(jié)構(gòu)1.網(wǎng)絡(luò)管理結(jié)構(gòu)

光網(wǎng)絡(luò)OTN的管理與其客戶(hù)層網(wǎng)絡(luò)的管理無(wú)關(guān)，因而采用的管理手段可以不考慮客戶(hù)信號(hào)的方式。圖9-15描述了網(wǎng)元管理層的組織模式，其中網(wǎng)元的管理應(yīng)用功能MAF可以為對(duì)等的網(wǎng)元或者高一級(jí)的操作系統(tǒng)提供管理支持。

圖9-15OTN管理組織模式在每一個(gè)實(shí)體中，MAF可能包括代理、管理者，或同時(shí)包括兩者。具有管理者的實(shí)體可以管理其他實(shí)體。一個(gè)光網(wǎng)元(ONE)中的管理者能夠壓制它所管理的一個(gè)或多個(gè)ONE發(fā)出的由同一故障引起的多條告警，并產(chǎn)生一條新告警以替換掉這些告警，然后把新告警發(fā)給OS，指出故障源的位置。新告警消息的格式與其他告警信息的格式完全相同，當(dāng)告警被一級(jí)一級(jí)地向上傳遞以確定問(wèn)題的來(lái)源時(shí)，消息的格式將始終保持不變。

1)OMN、OMSN與TMN之間的關(guān)系

通常，光管理網(wǎng)絡(luò)(OMN)可以分割為若干個(gè)光管理子網(wǎng)(OMSN)，OMSN既是OMN的子集，也是TMN子集的一部分。

OMN負(fù)責(zé)管理包含OTN層網(wǎng)絡(luò)實(shí)體的所有網(wǎng)元，OMN可以被劃分為一系列的OMSN，而OMSN包含一系列分離的OTNECC和相關(guān)站點(diǎn)間的數(shù)據(jù)通信鏈路，從而在OTN傳輸拓?fù)鋬?nèi)組成DCN網(wǎng)絡(luò)。圖9-16所示是OMN、OMSN與TMN之間關(guān)系的示例。

圖9-16OMSN、OMN與TMN的配置關(guān)系示例

2)技術(shù)域間的關(guān)系

由于在OTN中需要承載多種客戶(hù)信號(hào)，因此存在著許多管理子網(wǎng)CMSN與OMSN。即使在同一個(gè)網(wǎng)元中，其應(yīng)用的技術(shù)也可能不止一種，有些網(wǎng)元同時(shí)包含OTN層網(wǎng)絡(luò)實(shí)體和客戶(hù)層網(wǎng)絡(luò)實(shí)體?？蛻?hù)層網(wǎng)絡(luò)實(shí)體包含在網(wǎng)元的非OTN部分中，這些部分可以作為CMSFOSF管理的實(shí)體，也可以作為OMSNOSF管理的實(shí)體，也可以雙方都不管理，只作為獨(dú)立的設(shè)備被管理。在OTN中，尤其是其發(fā)展的初期，一個(gè)傳輸網(wǎng)元既具有ONE網(wǎng)元功能，也包含其他傳輸網(wǎng)元功能，如SDH網(wǎng)元功能，包含ONE功能可以作為OMSN管理的一部分，而客戶(hù)管理子網(wǎng)(CMSN)如SDH管理就不是OTN部分網(wǎng)元。

即使所有的網(wǎng)元都具有ONE功能，也還是存在兩個(gè)管理域，OMSN負(fù)責(zé)管理所有的光層網(wǎng)絡(luò)實(shí)體，而CMSN負(fù)責(zé)管理客戶(hù)層網(wǎng)絡(luò)實(shí)體。在這樣的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，多個(gè)代理有可能采用各自的協(xié)議來(lái)進(jìn)行OSF之間的通信。對(duì)于每個(gè)管理域，每個(gè)CMSN和OMSN都有各自的分離OSF，這些OSF可能處在同一物理操作系統(tǒng)中，也可能不在同一物理操作系統(tǒng)中。

3)OMSN相關(guān)技術(shù)要求

OTN管理子網(wǎng)是十分重要的一層管理系統(tǒng)，尤其是在網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)中，當(dāng)我們采用OTN孤島方式向全網(wǎng)OTN演進(jìn)時(shí)，很容易形成一個(gè)個(gè)分離的OTN孤島，而在OTN孤島中，大量采用的是OTN光子網(wǎng)，需要采用OMSN系統(tǒng)進(jìn)行管理。以下將討論OMSN的具體要求，包括OMSN的接入、OMSN要求、OMSN數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)等。

(1)OMSN的接入。OMSN的接入通常是通過(guò)ONE的一個(gè)功能模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)的。ONE可以通過(guò)工作站接口、操作系統(tǒng)接口、站點(diǎn)相關(guān)信息接口與TMN相連。

(2)OMSN要求。OMSN要求支持如下內(nèi)容：

·一個(gè)站點(diǎn)可以具有多個(gè)ONE，具有不同地址編碼的ONE可以位于同一個(gè)物理地點(diǎn)。

·ONE必須支持管理通信功能，所有的ONE都可以終結(jié)通用管理信息開(kāi)銷(xiāo)(COMMSOH)，在OSI術(shù)語(yǔ)中，這意味著每個(gè)NE都支持末端系統(tǒng)的功能。ONE還可以根據(jù)選路控制信息將管理信息在端口之間轉(zhuǎn)發(fā)，在OSI術(shù)語(yǔ)中，這意味著某些ONE可以執(zhí)行中間系統(tǒng)的功能。另外，ONE還必須支持其他DCN接口。

·OTN站間通信，站間或局間ONE通信鏈路通常由COMMSOH構(gòu)成。

·OTN站內(nèi)通信，在一個(gè)點(diǎn)內(nèi)ONE可以通過(guò)站內(nèi)COMMSOH或本地通信網(wǎng)LAN進(jìn)行通信。

每個(gè)OTN管理子網(wǎng)(OMSN)至少有一個(gè)ONE/MD設(shè)備連接到OS系統(tǒng)，這種ONE成為網(wǎng)關(guān)網(wǎng)元GNE。GNE能夠?yàn)閭飨騉MSN內(nèi)任意末端系統(tǒng)的COMMSOH消息實(shí)施中間系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)層轉(zhuǎn)發(fā)功能，OS與子網(wǎng)內(nèi)任何末端系統(tǒng)間傳遞的消息都可通過(guò)GNE選路完成，而一般情況下是通過(guò)中間系統(tǒng)完成的。

(3)OMSN數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。DCN可以為總線(xiàn)型、環(huán)型或網(wǎng)孔型拓?fù)?。DCN可以采用帶內(nèi)方式，亦可以采用帶外方式，或者混合方式。

(4)物理與數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議。 OTN帶內(nèi)支持三種通用通信通路(GCC)，分別為GCC0、GCC1和GCC2。具體的物理通路由運(yùn)營(yíng)商雙方協(xié)商、談判決定。

GCC0的速率與OTUk的級(jí)別有關(guān)系，對(duì)于OTU1，其速率為326.723kb/s；對(duì)于OTU2則工作在1312.40kb/s;OTU3則工作在5271.864kb/s。GCC1、GCC2的速率與GCC0的各等級(jí)相同，只是開(kāi)銷(xiāo)位置不同。

4)DCN管理要求

ONE之間的通信是通過(guò)DCN完成的，為了保證系統(tǒng)正常工作，DCN應(yīng)該滿(mǎn)足以下條件：

·網(wǎng)絡(luò)參數(shù)能夠查詢(xún)、修改以確保兼容，包括分組大小、時(shí)隙、QoS和窗口大小等；

·在DCN節(jié)點(diǎn)之間建立消息路由；

·管理網(wǎng)絡(luò)地址；

·在給定節(jié)點(diǎn)可以查詢(xún)DCN的運(yùn)行狀態(tài)；

·有使能、止能接入DCN網(wǎng)絡(luò)的能力。

2.設(shè)備管理功能

光設(shè)備管理功能(OEMF)提供內(nèi)部或者外部管理光網(wǎng)元功能(NEF)的方法，圖9-17說(shuō)明了光設(shè)備管理功能OEMF的組成。

OEMF與其他的原子功能(參見(jiàn)ITU-T建議G.798)通過(guò)MP參考點(diǎn)交換信息，OEMF包括一些能對(duì)經(jīng)過(guò)MP參考點(diǎn)接收的信息提供過(guò)濾的過(guò)濾器，從而減少了數(shù)據(jù)量。過(guò)濾功能提供在MP參考點(diǎn)上的故障原因和性能監(jiān)視原語(yǔ)信息的數(shù)據(jù)簡(jiǎn)化機(jī)制。過(guò)濾器輸出的數(shù)據(jù)通過(guò)NE資源和管理應(yīng)用功能MAF傳遞給代理，這些數(shù)據(jù)也作為管理目標(biāo)的信息。圖9-17光設(shè)備管理功能

NE資源提供事件的處理和存儲(chǔ)，MAF處理向NE資源提供的信息和由NE資源送出的信息，代理把這些信息轉(zhuǎn)換為管理信息，并通過(guò)對(duì)管理對(duì)象執(zhí)行相應(yīng)的操作，對(duì)管理者發(fā)出的管理消息做出反應(yīng)。

通過(guò)MP的信息流是功能性信息流，這些信息流根據(jù)NE所提供的功能及其選項(xiàng)存在于設(shè)備中。由異常情況和某些缺陷而產(chǎn)生的通過(guò)MP參考點(diǎn)的信息流是相對(duì)獨(dú)立的，設(shè)備原子功能可以檢測(cè)到它們，這些信息流及其相關(guān)功能對(duì)于客戶(hù)端和監(jiān)控信道來(lái)說(shuō)是平等的。9.4.2OTN管理功能

1.故障管理功能

故障管理功能可以對(duì)電信管理網(wǎng)及其環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)、隔離和非正常狀態(tài)的糾正，故障管理的質(zhì)量保證測(cè)試包括對(duì)可用性、可靠性和生存性的測(cè)試。

1)監(jiān)視進(jìn)程

為了給維護(hù)人員提供適當(dāng)?shù)男阅苤甘静⑹咕S護(hù)人員能夠檢測(cè)故障的狀態(tài)，監(jiān)視進(jìn)程描述了對(duì)干擾或故障發(fā)生的分析方法。與設(shè)備相關(guān)的監(jiān)視有五類(lèi)：傳輸監(jiān)視、信號(hào)質(zhì)量監(jiān)視、進(jìn)程監(jiān)視、設(shè)備監(jiān)視和環(huán)境監(jiān)視。

2)故障管理功能

故障管理功能包括：故障原因持續(xù)功能、嚴(yán)重性分配功能、ARC告警上報(bào)控制功能、可報(bào)告失效功能、單元告警功能、網(wǎng)絡(luò)告警功能、站點(diǎn)告警功能、TMN事件預(yù)處理功能、同步功能、登錄/退出功能、TMN告警事件通知功能、當(dāng)前問(wèn)題列表功能、告警狀態(tài)功能和運(yùn)行狀態(tài)功能等。

故障原因持續(xù)功能提供對(duì)通過(guò)MP參考點(diǎn)報(bào)告的故障原因進(jìn)行持續(xù)的驗(yàn)證，在正式發(fā)布故障原因之前，網(wǎng)元設(shè)備的管理功能對(duì)故障原因進(jìn)行持續(xù)監(jiān)視。如果故障原因持續(xù)在2.5s±0.5s，那么將會(huì)進(jìn)入傳輸失效；如果故障原因消失10s±0.5s，那么失效將會(huì)被清除。失效的宣布和清除都會(huì)被打上時(shí)間標(biāo)記，時(shí)間標(biāo)記將指明故障原因、持續(xù)功能輸入口的故障發(fā)生時(shí)間與清除時(shí)間。

2.配置管理功能

配置管理提供外部對(duì)NE的控制功能，如圖9-18所示，它包括控制、驗(yàn)證、從NE收集數(shù)據(jù)或提供數(shù)據(jù)，配置管理支持網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和設(shè)計(jì)、安裝、業(yè)務(wù)規(guī)劃和談判、指配和狀態(tài)控制等。除了配置指配外，在單個(gè)網(wǎng)元內(nèi)還有個(gè)別進(jìn)程需要單獨(dú)指配，如保護(hù)倒換、蹤跡確認(rèn)、矩陣連接、誤碼缺陷門(mén)限和后續(xù)缺陷/失效故障報(bào)告等。主要的配置管理功能簡(jiǎn)介如下。

(1)軟件功能。 ONE應(yīng)支持在線(xiàn)的軟件升級(jí)，至少支持兩個(gè)相鄰版本的軟件升級(jí)。在控制軟件升級(jí)倒換中，一些管理服務(wù)可能受到影響，而且在這段時(shí)間內(nèi)不能再生成新的業(yè)務(wù)。

(2)保護(hù)倒換。 網(wǎng)元可以支持一種或多種保護(hù)類(lèi)型，每一種保護(hù)類(lèi)型都可以用保護(hù)結(jié)構(gòu)、倒換類(lèi)型、操作類(lèi)型、自動(dòng)保護(hù)倒換通道(支配、使用和編碼)、保護(hù)倒換請(qǐng)求、保護(hù)倒換性能和保護(hù)倒換狀態(tài)機(jī)等特征組合來(lái)表示。OTN網(wǎng)元的保護(hù)倒換策略，可以由網(wǎng)元根據(jù)其組成和操作模式自動(dòng)建立，也可以通過(guò)外部指配來(lái)完成。圖9-18EMF配置管理功能

(3)蹤跡識(shí)別功能。OTS層的路徑蹤跡識(shí)別符(TTI)對(duì)于保證網(wǎng)元之間正確的光纖連接是十分重要的，特別是在網(wǎng)狀網(wǎng)拓?fù)湎拢饨徊孢B接設(shè)備可能有許多輸入/輸出端口和光纖。收到的TTI被用來(lái)檢測(cè)光纖錯(cuò)接，如果收到的TTI與期望的不一樣，那么將產(chǎn)生OTS失配信息。

TTI是OS系統(tǒng)在OTS層面推論網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞闹匾侄?，如果OS系統(tǒng)得到了所有網(wǎng)元的源和宿的TTI列表，那么可以比較宿端的TTI的期望值與源端目標(biāo)發(fā)出的TTI，根據(jù)TTI的源、宿自動(dòng)生成OTS層的路徑。若兩點(diǎn)之間只有一個(gè)OMS連接和OMSTTP，則可以得出OMS拓?fù)?，同樣的方法可以得到OCH層拓?fù)洹?/p>

(4)矩陣連接。連接功能是通過(guò)連接點(diǎn)CP和終結(jié)連接點(diǎn)TCP界定的,每個(gè)TCP通過(guò)與路徑功能相關(guān)的API來(lái)標(biāo)識(shí),每個(gè)CP通過(guò)與失配功能相關(guān)的API來(lái)標(biāo)識(shí)。對(duì)于一個(gè)OCHCP，可以采用一個(gè)通道號(hào)碼CN對(duì)API進(jìn)行擴(kuò)展。

可重配置網(wǎng)元在OCH層通過(guò)連接能力,上路端口與線(xiàn)路輸出端口之間，線(xiàn)路輸出端口與下路端口之間，或線(xiàn)路輸入和輸出端口之間(矩陣連接直通)可以根據(jù)需要配置交叉連接，從網(wǎng)絡(luò)指配的觀(guān)點(diǎn)來(lái)看是沒(méi)有意義的，這是因?yàn)樗煌ㄟ^(guò)光核心網(wǎng)絡(luò)傳送信號(hào)，但它對(duì)環(huán)回測(cè)試還是有用的。配置管理還包括設(shè)備管理功能、負(fù)載結(jié)構(gòu)、復(fù)用結(jié)構(gòu)、降質(zhì)門(mén)限、越限門(mén)限、嚴(yán)重告警、告警上報(bào)控制、PM門(mén)限和TCM激活等功能。

3.性能管理功能

性能管理功能提供電信設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)元運(yùn)行情況的評(píng)估和報(bào)告，其主要負(fù)責(zé)收集和分析統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，以檢測(cè)和校正網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)，使網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行更加有效。ITU-T建議M.3400定義了四種基本性能管理應(yīng)用，即性能質(zhì)量保證、性能檢測(cè)、性能管理控制和性能分析。

由于ODUk到OTUk之間、ODUkP到ODUkT之間的幀同步影射，在源端已經(jīng)出現(xiàn)的幀滑動(dòng)在宿端也能檢測(cè)到，從而導(dǎo)致即使路徑上沒(méi)有誤碼，也能在路徑終端上檢測(cè)到誤碼。為了抑制這種誤碼，OTN網(wǎng)絡(luò)應(yīng)支持輸入對(duì)齊誤碼(IAE)和后向輸入對(duì)齊誤碼(BIAE)信號(hào)，如果檢測(cè)到幀滑動(dòng)，那么就產(chǎn)生IAE信號(hào)并傳送到路徑宿端來(lái)抑制誤碼，而B(niǎo)IAE是反向的信令信號(hào)，以抑制反向誤碼指示。

性能管理功能還包括近端事件性能監(jiān)視功能、遠(yuǎn)端事件性能監(jiān)視功能、時(shí)延功能、單向可靠性過(guò)濾功能、雙向可靠性過(guò)濾功能、連續(xù)嚴(yán)重誤碼秒功能、不可用時(shí)間事件產(chǎn)生功能和不可用時(shí)間事件結(jié)束功能等，詳見(jiàn)相關(guān)的ITU-T文獻(xiàn)。

隨著Internet業(yè)務(wù)和多媒體應(yīng)用的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)量以指數(shù)級(jí)膨脹，這就要求網(wǎng)絡(luò)必須具有高比特率數(shù)據(jù)傳輸能力和大吞吐量的交叉連接能力。WDM(波分復(fù)用)技術(shù)是利用一根光纖同時(shí)傳送不同波長(zhǎng)的攜帶調(diào)制信號(hào)的光波，相當(dāng)于在同一根光纖上創(chuàng)造了許多虛擬光纖，從而數(shù)倍乃至數(shù)十倍地提高了傳輸容量,而目前的WDM傳送網(wǎng)進(jìn)行的純電子交換,在帶寬和冗余容量成本方面限制了未來(lái)通信網(wǎng)的發(fā)展。9.5全光網(wǎng)絡(luò)管理全光傳送網(wǎng)傳輸?shù)母咚贁?shù)據(jù)流從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的傳輸過(guò)程始終都是在光域內(nèi)進(jìn)行的，中間節(jié)點(diǎn)可以直接在光層進(jìn)行路由交換選擇，而不必經(jīng)過(guò)電層的處理，從而簡(jiǎn)化了處理過(guò)程，節(jié)省了電子交換機(jī)的冗余容量成本并大幅度提高了吞吐量。正因?yàn)槿绱?，WDM全光傳送網(wǎng)是下一代光纖網(wǎng)絡(luò)的首選技術(shù)，目前各國(guó)正投入大量財(cái)力開(kāi)發(fā)WDM全光網(wǎng)，如美國(guó)的MONET、NTON等計(jì)劃，歐洲的RACE計(jì)劃，意大利的PROMETEO計(jì)劃，日本的SUCCESS計(jì)劃。 上海交通大學(xué)寬帶光網(wǎng)中心的SHAONET(ShangHaiAllOpticalNetworkTestbed)是國(guó)內(nèi)第一個(gè)WDM全光試驗(yàn)平臺(tái)，第一階段的該網(wǎng)是一個(gè)由三個(gè)OADM(光分插復(fù)用器)節(jié)點(diǎn)組成的雙纖單向環(huán)網(wǎng)，它實(shí)現(xiàn)了波長(zhǎng)路由配置和波長(zhǎng)重用，可以在其中開(kāi)展多媒體和視頻會(huì)議等寬帶業(yè)務(wù)。它的突出特點(diǎn)是有很強(qiáng)的自愈功能，許多性能指標(biāo)可以與國(guó)際上的同類(lèi)光網(wǎng)計(jì)劃相媲美。全光網(wǎng)絡(luò)的管理與控制是全光網(wǎng)走向?qū)嵱没囊粋€(gè)必不可少的部分，在SHAONET中，實(shí)現(xiàn)了具有網(wǎng)元管理功能和中心管理功能的完整的全光網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。 本節(jié)將介紹SHAONET網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和具體實(shí)現(xiàn)。首先介紹光層網(wǎng)管的特點(diǎn)和功能；然后結(jié)合節(jié)點(diǎn)OADM的結(jié)構(gòu)，給出了網(wǎng)管設(shè)計(jì)的具體思路；最后介紹具體的基于SNMP(簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議)的實(shí)現(xiàn)。9.5.1全光網(wǎng)分層結(jié)構(gòu)

全光網(wǎng)為各種不同傳輸模式(SDH、PDH、ATM和IP)提供了一個(gè)共同的傳輸平臺(tái)，我們引入了光層，以便于對(duì)光網(wǎng)進(jìn)行管理和控制，具體的分層結(jié)構(gòu)如圖9-19所示。其中光通道層負(fù)責(zé)為電復(fù)用段層的業(yè)務(wù)選擇路由，分配某個(gè)光波長(zhǎng)信道;光復(fù)用段層則保證兩個(gè)節(jié)點(diǎn)(OADM或OXC)間的多個(gè)光波長(zhǎng)通道復(fù)用傳輸?shù)某晒?；光再生段層同時(shí)對(duì)多個(gè)波長(zhǎng)信號(hào)進(jìn)行放大，以補(bǔ)償光纖線(xiàn)路的衰減損耗。

圖9-19網(wǎng)絡(luò)的分層結(jié)構(gòu)9.5.2全光網(wǎng)網(wǎng)管的特點(diǎn)和難點(diǎn)

全光網(wǎng)對(duì)管理和控制提出了新的問(wèn)題：①現(xiàn)行的傳輸系統(tǒng)(SDH)有自定義的表示故障狀態(tài)監(jiān)控的協(xié)議，這就存在著要求網(wǎng)絡(luò)層必須與傳輸層一致的問(wèn)題；②由于表示網(wǎng)絡(luò)狀況的正常數(shù)字信號(hào)不能從透明的光網(wǎng)絡(luò)中取得，因此存在著必須使用新的監(jiān)控方法的問(wèn)題；③在透明的全光網(wǎng)中，有可能不同的傳輸系統(tǒng)共享相同的傳輸媒質(zhì)，而每一不同的傳輸系統(tǒng)會(huì)有自己定義的處理故障的方法，這便產(chǎn)生了如何協(xié)調(diào)處理好不同的系統(tǒng)、不同的傳輸層之間關(guān)系的問(wèn)題。從現(xiàn)階段WDM全光網(wǎng)的發(fā)展來(lái)看，網(wǎng)絡(luò)的控制和管理要比網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)更具挑戰(zhàn)性，網(wǎng)絡(luò)的配置管理、波長(zhǎng)的分配管理、管理控制協(xié)議以及網(wǎng)絡(luò)的性能測(cè)試等都是網(wǎng)絡(luò)管理方面需解決的技術(shù)。在光層里，光信號(hào)只是作為模擬信號(hào)被交叉連接和放大，其中的數(shù)字信號(hào)并沒(méi)有被處理，這樣無(wú)法用SDH中處理開(kāi)銷(xiāo)(overhead)比特的辦法來(lái)實(shí)現(xiàn)管理，必須用新的辦法實(shí)現(xiàn)光層的管理和控制。像網(wǎng)絡(luò)的自愈功能，就需要在光層中添加合適的管理信息，以便實(shí)現(xiàn)快速保護(hù)，為高層的可靠傳輸提供保證。9.5.3全光網(wǎng)網(wǎng)管的功能

ITU-TX．700把系統(tǒng)管理功能分成五個(gè)模塊：配置管理、性能管理、故障管理、記費(fèi)管理和安全管理，其中的記費(fèi)和安全管理基本上與光網(wǎng)無(wú)關(guān)，我們只關(guān)心前三個(gè)管理功能模塊。

(1)配置管理。配置管理主要是在光通道層上負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)資源的分配，選擇波長(zhǎng)路由。

(2)性能管理。性能管理要保證多個(gè)光波長(zhǎng)通道復(fù)用傳輸?shù)某晒?，主要是收集和分析網(wǎng)絡(luò)性能的數(shù)據(jù)，以滿(mǎn)足用戶(hù)服務(wù)(視頻、數(shù)據(jù)和語(yǔ)音等)的指標(biāo)。

(3)故障管理。故障管理主要是檢測(cè)、隔離、修正光網(wǎng)的異常運(yùn)行狀況，如告警監(jiān)視、故障定位和故障校正等。對(duì)于像光纖被切斷這樣的情況，要求網(wǎng)絡(luò)能做到自愈而不影響業(yè)務(wù)的正常運(yùn)行，這在業(yè)務(wù)量高度繁忙的今天意義特別重大。

管理功能的三個(gè)模塊是相互有關(guān)系的，如圖9-20所示。例如，在某個(gè)波長(zhǎng)通道發(fā)生故障時(shí)，配置管理和故障管理要配合起來(lái)才能完成路由的重新選擇；當(dāng)波長(zhǎng)信道的性能降到一定程度時(shí)會(huì)產(chǎn)生告警信號(hào)，通知故障管理模塊進(jìn)行相應(yīng)的處理。

圖9-20網(wǎng)絡(luò)管理各個(gè)功能模塊及網(wǎng)絡(luò)資源數(shù)據(jù)庫(kù)的關(guān)系9.5.4全光網(wǎng)網(wǎng)管系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1.監(jiān)管信息的傳送問(wèn)題

由于全光網(wǎng)具有透明性，因此不能采用類(lèi)似SDH的開(kāi)銷(xiāo)字節(jié)來(lái)傳遞監(jiān)管信息，必須采用新的監(jiān)管辦法。監(jiān)管信息可以分成兩類(lèi)，一類(lèi)是與自愈保護(hù)相關(guān)的信號(hào)；另一類(lèi)是連接等相關(guān)信令。自愈保護(hù)信號(hào)，如光復(fù)用段層的AIS(AlarmIndicationSignal)和RDI(RemoteDefectIndication)，采用光信號(hào)傳遞，在每個(gè)節(jié)點(diǎn)中都有故障檢測(cè)和恢復(fù)模塊直接進(jìn)行處理，這樣的優(yōu)勢(shì)是對(duì)故障的快速反應(yīng)；而第二類(lèi)信號(hào)的處理較復(fù)雜，很難而且沒(méi)有必要直接在光層實(shí)現(xiàn)，可以通過(guò)帶內(nèi)或帶外TCP/IP網(wǎng)絡(luò)以實(shí)現(xiàn)靈活的控制，如圖9-21所示。通過(guò)把監(jiān)管信息分成兩類(lèi)而分別進(jìn)行處理,是SHAONET監(jiān)管的鮮明特色，保證了對(duì)網(wǎng)絡(luò)快速而靈活的管理和控制。圖9-21光網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)

2.網(wǎng)管功能的實(shí)現(xiàn)

圖9-22所示是我們經(jīng)過(guò)五次改進(jìn)后確定下來(lái)的節(jié)點(diǎn)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，主要考慮的因素是性能和成本。在環(huán)上一共有六個(gè)波長(zhǎng)信道，分別是1544nm、1547nm、1550nm、1554