接入网网管研究----马奔腾

发布: 2010-10-20 14:27 | 作者: | 来源: | 字体: 小中大

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接入网网管研究----马奔腾
    摘要  本文从接入网网管模型和TMN分层结构的分析出发，结合当前流行的接入网网
    管实例，总结出接入网网管设计的重点：接入网网管和其他相关管理网接口的实现
    方法，并重点强调接入网网管对V5接口管理的实现。最后，展望接入网网管的发展
    方向，给出作者对宽带接入网网管的预测。
    关键词  接入网  TMN  网络管理  功能实体  Q3接口
    从全球通信发展上看，90年代末正是接入网技术开发和应用的活跃时期，诸如 xDSL、
HFC、SCDMA、PON等接入新技术得以飞速发展，使得接入网需要管理的功能项目也越来越
纷繁复杂，这要求旧有的相对落后、封闭、分散和相互不兼容的接入网网管尽快更新，
平滑过渡成为高度兼容的电信管理网（TMN）的一个子集。
1   接入网的界定
    接入网（AN）主要由3个接口界定：网络侧经由业务节点接口与业务节点（SN）相连
；用户则经由用户网络接口和用户相连；管理功能经 Q3接口与电信管理网（TMN）相连。
如图 1所示，按照接入网的界定，终端设备不属于接入网（AN）的范围，但实际上为了
保证业务质量（QoS），AN的网管必须对终端设备进行管理。为此中国电信总局建议接入
网设备应提供终端设备测试功能并提供和112受理系统的接口，同时要求AN的网管具有管
理终端设备的功能并可以和112受理系统交换管理信息。
    提出接入网概念的一个重要原因是接入网的灵活性—一接入网具有开放协议接口，
能和不同厂商生产的网络端节点相连，由此形成业务网和接入网的多厂商环境。众多的
开放接口在要求接口协议高度规范的同时，也要求接口有一个灵活实现的过程。这些必
将对AN网管在各个接口上的管理提出更高的要求。
2   基于TMN的接入网网管
2.1 接入网的网管形式
    接入网的网管可以有多种形式，其中以基于TMN的接入网网管为主要发展趋势。这种
网管首先基于接入网的功能结构，如图2所示下部分虚框之内为接入网的功能结构。其中
的SMF（System Management Function）王要协调 UPF、CF、TF、SPF之间的运行，并对
网管系统提供管理接口Qan。接入网网管部分分为管理功能结构和非管理功能结构实体（
如WSF和QAF等），管理功能实体分为3个：
   （1）PCF－OSF（端口／核心管理功能OSF）：它对接入网功能结构中的UPF、SPF和CF
进行管理。其基本功能是对SNI（业务网络接口）、UNI（用户网络接口）及其支持的业
务进行管理，主要包括SNI的配置、UNI的配置、UPE／SPE／CF的故障和性能管理。当UNI
采用V5接口时，PCF－OSF就是对V5接口及其支持的业务进行管理。
   （2）TF－OSF（传送管理功能 OSF）管理 TF实体，其基本功能是对TF进行配置以及
性能和故障方面的管理。TF具体设备和技术的不同（如xDSL、ATM、CDMA、HFC）致使TF
－OSF的功能有所不同。
   （3）在PCF－OSF和TF－OSF之上的功能实体是CO－OSF（调度管理功能OSF）。因 PCF
－OSF和 TF－OSF相对独立，并和具体的接入技术紧密相关，需要上层的CO－OSF从接入
网全网的角度进行协调和调度，特别是处理和全网有关的故障和性能管理。
    对图2和图3 TMN的功能结构作对比，可以看出SMF实际上完成网元层网元管理操作系
统（EM－OSF）的功能，它通过Qx接口管理 UPF、CF、TF、SPF。在1997年10月，ITU－T
第四研究组决定从当前 TMN结构中删去关于Qx和 MD（中介器）的规定，同时预留插入新
的接口及其支持功能模块的余地，所以目前该接口的实现方法视厂商的不同而有很大不
同，通常使用 Q3、Qc等接口。因 Qc接口（接入网中小容量设备不能提供 Q3接口时，它
所提供的网管接口暂定名为 Qc接口）和 Q1、Q2接口一样均是面向字符流的协议，不适
合大容量设备的集中网管需要，而Q3接口是面向对象的支持网管七层协议栈的满栈协议，
具有全面的管理功能，所以ITU－T推荐使用Q3接口。但因Q3的满栈特性，实现起来繁琐
而困难，所以目前该接口主要决定于各个厂商在Q3接口标准之上取舍部分的多少和它们
产品的未来发展方向。
    对Qan接口来说，TMN的主要目标是解决不同级别上（设备级、网络组、操作级等）
不同厂商设备的兼容性、应用系统的平滑扩展性等问题，在根本上要求采用先进的接口
技术，如要求接口的语法、语义和操作分开；独立于设备的接口语义描述；支持继承、
封装技术等。而Q3的面向对象特性恰恰使其成为Qan的当然之选，所以众多厂商在Qan接
口上均采用Q3接口或向此方向努力。
2.2 典型的互连模型
    接入网作为本地网的一部分，接入网网管必将涉及的一个问题是接入网网管和本地
网中其他部分网络管理系统的互连。典型的互连模型是当SNI为V5接口，业务网为电话网
时的模型，如图4所示。
    Qta是本地电话网管和接入网网管之间的接口，目前有如下实现方法：
   （1）非标准接口，如 M接口。
   （2）采用TMN中的X接口；X接口实质提供TMN和TMN之间或TMN和具有TMN接口的其他管
理网络之间的连接。在这种情况下，本地网管和AN网管成为对等的管理功能实体，只有
管理信息交换，无需确定管理逻辑层次关系。
   （3）采用TMN的Q3接口；此时需要确定AN网管中PCF－OSF和本地交换网管的OSF的管
理逻辑层次关系。
   （4）采用系统内部接口，这种情况多适用在本地电话网管和AN网管综合建设时期。
   （5）其他方法。
    Qca是接入网网管和112受理系统间的接口。112受理系统和号线管理系统是用户管理
和质量管理的支撑系统，它们和接入网网管的接口 Qca和Qra目前多采用基于TCP／IP流
的方式传送。
    112受理系统主要完成对用户设备的测试。当其收到接入网用户拨的112号码后，初
步确定应作哪些测试后，把发生故障的用户号码和需要作的测试命令发向AN网管，由AN
网管对相应用户端口阻塞后，再进行相关测试。112系统发给AN网管的测试命令通常包括
：内线测试、外线测试、对用户线振铃、送嗥鸣音、人工插入语音或通知、用户话机特
性测试和例行测试等。实际上，112受理系统发给AN网管的用户号码为E164号码，由接入
网网管系统再映射到相应的用户端口之上。
2.3 应用实例
    由于基于TMN的接入网网管有着和其他相关网管易于接口的优点，在我国的新兴接入
网上得到普遍推广，中兴光接入网（ZXA10）即为一例典型。
    如图5所示，ANMS为ZXA10系统的网管，负责用户线路、设备环境、网络设备性能的
管理和维护。光网络单元（ONU）负责综合业务接入，是光纤到路旁（FTTC）和光纤到大
楼（FTTB）的关键设备；光线路终端（OLT）负责接入网（ONU）设备的拓扑组网。
    在 OLT与 ANMS之间：若是小容量 OLT，则采用 Qc接口；若是大容量OLT，则采用Q3
接口；ANMS与112受理中心之间采用Q3接口；在ANMS与当地集中维护中心之间采用非标准
 M接口。在 ONU和 OLU之间，使用 E1DT中的第16时隙或 84 Mbit/s光传输系统中的 H通
道（开销通道）传输管理维护信息。OLT和ANMS之间传送维护管理信息的物理通道一般是
 DDN、串口或局域网（LAN）口。
    另外，ZXA10网管基本遵循TMN系统结构，是一个开放的综合网管体系；其各相关管
理实体间的接口大部分遵循国际标准，ONU、OLT、ANMS间接口实现符合Q3的AGENT－MAN-
AGER模式（ONU、OLT、ANMS的网管协议栈恕不赘述，可参见ITU－T Q.811，Q.812）；网
管的软件平台采用X－windows和 MS－windows双重界面，面向对象的多进程、多线程开
发环境，使用数据库管理系统和网无管理信息模型库（MIB）等新技术。在管理功能上，
除基本的故障、配置、性能、安全、网管自身管理等功能之外，还有CATV管理、信令跟
踪管理等新功能。管理功能较为完全。ZXA10同时具有较强的管理能力：最大用户数目前
可达 4O96个，16个ONU；网管做到了功能和网络拓扑（星型、环形、总线型）无关。设
备操作终端（EOT）可以做到对一个网元NE的全面管理，并具有远程管理能力。
    综上可知，ZXA10网管在遵循TMN结构的同时，充分保留其本身灵活性，是一个较为
完善全面的AN网管综合系统。
3   VS接口管理
    维护管理是接入网的一项极其重要的功能，比较重要的维护管理功能包括：指配功
能、接入能力管理、资源配置和重新配置、检测定位接入网故障功能、监视和报告接入
网性能的功能、安全控制、资源管理等等。对V5接口来说，主要是实现指配功能（Prov-
sioning），其网管功能描述包括：
   （1）负责与V5接口及用户端口均相关的配置管理，如负责用户端口与V5接口的连接，
规定当前指配的变量；
   （2）负责与V5接口相关的配置，如规定V5接口身份标识和链路身份标识等；
   （3）负责与用户端口相关的配置，如分配用户端口地址和用户端四类型；
   （4）负责激活／去激活线路测试和通道／通路测量；
   （5）负责检测、定位、报告和恢复用户端口和V5接口的故障；
   （6）负责监视、报告用户端口和V5接口的性能。
    AN侧V5的管理信息必须和交换机侧（LE）有关的V5管理信息相一致，目前有两种方
法实现两者的一致性：第一种是通过V5协议来协调，由V5协议保证了两侧信息的一致性；
第二种利用两侧的管理系统协调。参见图4，当使用Q3接口时，两侧有关V5接口的管理对
象的定义是相同的，因此两侧相同的管理对象应当保持一致性。首先，在初始设置时，
两侧的配置数据应保持一致。其次，在运行过程中，若一例进行了创建、删除、设置等
操作，对方应做同样的操作。即一侧的管理系统向自己的代理者（AGENT）发出M－CREA-
TE、M－DELETE、M－SET命令时，也应把相同的命令发向对方的管理系统，由对方的管理
系统向自己的代理者转发此命令。
    但由于AN的用户端口和交换机侧的用户接入（指UNI侧用户端口经V5接口后在交换机
倒入口处的一种映象）管理对象（MO）定义木相同，因此，若其中一侧管理系统对用户
端口（用户接入）进行 M－CREATE、 M－DELETE、 M－SET等操作时，必须经过相应的改
变，才能传送到另一侧的管理系统进行。此外，当管理系统使用M－ACTION命令建立管理
对象实例之间的关系时，也应当考虑到两侧定义的管理对象（MO）（用户端口和用户接
入）的不同，应当经过相应的改变，再传送到对方的管理系统进行实施。
    以上是在配置有Q3接口的情况，在尚未装备Q3接口的情况下，可以在V5接口单独设
置一条维护管理C通道，由交换机代理完成网管功能，以便平滑过渡到Q3接口。特别是用
户端目测试可通过V5接口并入网络已有的集中线路维护中心处理。
4   接入网网管工程设计
    从以上几部分的阐明中不准总结出AN网管工程设计中的几个主要方面：
    网管系统结构：主要考虑网管系统的分层构成；各个子网间的对应关系；本系统和
TMN其他子集或非TMN网管系统间的接口和逻辑管理关系等问题。
   （1）接口规范：主要涉及系统内部各个接口的协议栈实现；子网间的接口规范等问
题。要求既要满足国际标准，又要考虑现在多网并存的灵活性。
   （2）软件、硬件平台：力争使用先进的软硬件技术，如 MIB、面向对象编程、RTOS
实时操作系统，CORBA环境等，并应提供鲜明友好的操作界面。
   （3）管理功能：在5大基本网管功能的基础上，AN网管的管理域有其自有特点。
    由表1可见，和其他电信子网相比，AN的网管功能更接近传输网网管，它不具有业务
量管理、路由管理等功能，它的功能更多地集中在用户管理上。这一功能的强弱同时可
以作为评价AN网管优劣的一个重要依据。
   （4）管理能力：主要涉及最大管理网元（NE）数、网元类型、拓扑相关／无关性、
设备操作终端对网元的管理能力等等。
    实际上，其他电信子网网管也同样涉及以上几个方面，所以这几个方面同时可以作
为优选网管系统的参考。
5   结论与展望
    伴随电信网的宽带化，AN正走向宽带接入网（B－AN）。宽带接入网更复杂的功能体
系、宽带 V5接口（VB5.1和VB5.2）的实现、窄带用户接入和宽带用户接入的并存等等一
系列挑战必将推动AN网管走向一个新境界，可以预见现存的AN网管和ATM网络管理的紧密
融合将是必然发展趋势。我们将进一步关注并深入研究。
    ［作者简介］马奔腾，1997年毕业于北京邮电大学无线系，获工学硕士学位。现于
邮电部北京设计院第二设计所任工程师，从事无线网络工程设计和研究工作。