基于组件模型分布式SDH网络管理

　1引言

　　我国现有的光传输系统在整个传输网中占相当大的比例，从传输制式角度讲，SDH传输系统是国家干线的主流，PDH传输系统则在省内干线和本地网占有较大份额。设备多厂商、接口不统一、网元级管理系统(EMS)功能差别较大，对传输网的运营维护带来了极大的困难。建设统一的网络层SDH网管平台(NMS)在一定程度上缓解了这种情况。

　　然而目前，随着新技术、新业务的不断引入，传输网的复杂性日益增大，规模也在迅速膨胀。新情况的出现，要求我们对传统的网管系统进行反思，我们需要重新审视现有运行的SDH网管是否具备良好的可扩展性，支持灵活的业务扩充;是否具备足够的可靠性和可用性(Robusticity&Availabality)，以适应网络的变化。

　　2TMN及SDH网管相关标准介绍

　　ITU-T在相关建议[1]中提出的电信网管理标准是TMN，其基本概念是建设一个独立于电信运营网的专职于网络管理和维护(OAM)的网络，以解决日趋尖锐的业务、网络规模变化与传统电信网管理之间的矛盾。

　　在采用TMN框架设计和规划电信网管系统时，主要考虑TMN规范的三个结构，即功能结构、信息结构和物理结构[2]。

　　TMN功能结构定义了一系列功能块，彼此利用数据通信功能(DCF)交互管理信息，并通过标准化的参考点隔开。一个功能块进一步由若干个功能元件，即TMN的基本结构件组成，以实现其特定的管理功能。

　　TMN的信息结构用来描述功能块之间交换管理信息的类型以及交换方式，主要基于OO方法，并借鉴了OSI系统管理的一般原理。也就是说，对于TMN管理域中的资源，采用OO方法建模和管理者/代理者的组织机制交换信息。为了便于灵活管理，TMN采用分层模型的概念实现管理功能，从上至下依次是，事务管理层、业务管理层、网络管理层、网元管理层和网络单元层。

　　在物理结构上，TMN的实现可以视具体情况而不同，每一个TMN的物理设备都对应有若干功能块可供选择。但是为了实现多厂家、多设备的系统互连，TMN建议规定了标准接口以及协议信息格式，接口的标准化也是引入TMN思想的关键。

　　SDH管理网(SMN)可以看作是管理SDH网络单元的TMN的子集，SMN进一步可以划分为若干个管理子网(SMS)，每一个管理子网相当于一个网络运营者管辖范围内整个SDH网络的一部分，例如某一类厂家的所有SDH设备和相应的ECC链路。SDH网管同样采用了分层管理的组织模型和基于管理者/代理者的通信机制，最下层是提供传送服务的SDH网络单元，与其他网络单元、MD或OS中的对等实体交互，在同一层次的内部和上下层之间定义的消息结构要求保持一致。

　　SDH采用块状帧结构，能够提供的丰富的网管开销比特，在SOH中定义的标准DCC数据通路(D1~D12)为SDH网的管理和控制提供了强大的通信基础结构，从而可以将网管功能经由ECC链路快速下载给智能网络单元，真正实现分布式管理。

　　在协议描述上，SDH网络管理中普遍采用了OSI管理的一般原理，SDH网络单元之间通过ECC协议栈通信，在物理层上利用DCC通道，SDH的SMS和TMN之间通过Q接口(包含Qx和Q3)交互管理信息，根据ITU-T建议Q.811和Q.812，可供选择的协议栈类型为CONS1/CLNS1/ CLNS2[3][4]。

　　ITU-T建议Q.774(92)针对SDH网特有的物理和逻辑资源制订了初步的信息模型(NE部分)，随后又陆续对性能管理、通道监控等部分进行了修订和补充，在1994年形成了比较完善的版本。这对于多厂家SDH产品横向兼容起到决定性的作用，也为我国自行建设SDH网络层管理系统奠定了很好的基础。

　　3现有网管系统分析

　　SDH网管系统的功能是保证不同电信运营商的网络之间、同一个运营者管理的不同厂商SDH设备之间的良好互通，提供不间断业务质量保证，维护通道、链路等资源的高可用和可靠性，简化以往繁重的运行维护工作，直至做到能够为运营部门优化网络配置、灵活拓展业务提供第一手资料和决策支持。

　　ITU-T建议定义了SDH网管系统的五大功能，即故障、配置、性能、安全和一般管理功能。这些功能可以分布在不同的管理层面，如网元层或网络层，因而所要实现的管理目标和侧重点就有所不同。

　　网元管理系统(EMS)，一般随SDH设备一起购买，不同厂商的产品之间管理能力差别很大，主要的衡量指标是最大能够连接的网元数量，采用的物理通道大部分仅是利用SDH再生段开销RSOH中的D1~D3字节，即192Kb/s通道。向下连接网元设备的管理接口是内部接口或者是Qx接口，向上接入TMN，根据ITU-T规范都应是标准的Q3接口，但目前很多厂商没有做到，而且在信息模型(IM)方面不同的厂家在实现时基本上都做了专有扩展，因此，多厂家互连目前是不可能的。而直接通过高层(NMS)互连，突出的问题又在于NMS层和EMS层接口的规范化和标准化，目前所能利用的接口方式主要是Q3、SQL、Socket。在实际应用中，从开发的角度、工程的角度考虑，往往选择Socket或者SQL。

　　相对于网元层管理系统而言，网络层的管理功能更侧重于监视和分析，在具体实现上有时侯反而会更复杂，例如告警的相关性分析、故障的精确定位和电路调配的优化。网络层故障管理功能反映的是电路的告警和事件，监视整条提供业务的电路的故障情况，而不是局限于单个网络单元。网络管理系统(NMS)也可有多种方式获取NE的管理信息，有些NE直接具备了Q3接口，部分厂家的产品中也提供了子网管理系统，目前主要采取的方式是通过EMS获得。

　　从管理资源角度讲，SDHNMS主要管理干线传输网上以下几类网络资源：

　　—终端复用设备(TM)和数字交叉连接设备(DXC)

　　—链路及链路连接

　　—子网及子网连接

　　—通道

　　在建设NMS时，就要针对这些特有的资源构造网络层信息模型，并开发相应的Q3接口协议栈，以实现SDH管理功能，例如网络拓扑、通道组织、设备端口监视等等。

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　　传统的SDHNMS都是基于Client/Server模式和OSI体系结构,网络管理操作在两个完全对等的OSI系统间进行。这样做主要的原因是OSI体系是目前公认比较成熟的标准，有完备的一系列建议和相关资料可以参照，但是从管理需求的提出、管理信息的定义到管理功能及服务的描述等方面均是基于这一出发点，必然有其局限性，不能满足日趋迫切的开放式分布处理系统的要求。

　　为了解决这一问题，ITU_T于1996年推出了G.85系列建议，提出了应用RM-ODP的观点实现传输网络管理的方法。在这一系列建议中，ITU_T提出了五个RM-ODPViewpoints，将管理需求的分析、信息与数据的描述、以及管理功能和服务的定义与管理应用的具体实现完全分开，使前者完全不依赖于某一具体实现，因而具有广泛的开放性、通用性，同时又与现有的OSI管理体系及标准最大程度地兼容。

　　4采用CORBA组件技术构造新型的SDH网管

　　组件方法(CBD)是以组件作为应用设计的重点，通过设计新的组件和集成现有组件的方式快速构造应用的软件开发方法。这种方法随着分布式技术的发展而日趋成熟。在分布式环境下，软件系统将由分布于网上众多计算节点的软件片段构成。采用CBD，极大程度上保护了软件开发的成果，也是OO方法中软件重用思想的具体体现。

　　分布式对象技术是一种中间件技术，目前比较成熟的有OMGCORBA、DCOM/ActiveX、DCE和javaRMI。其中CORBAORB得到了众多厂家的支持，如SUN NEO、IONA Orbix、Inprise Visibroker、IBM DSOM，成为事实上的标准。而且，CORBA自身的特点可以屏蔽编程语言、操作系统和网络环境的异质性，提供一致的接口(IDL)，通过特定的网关可以实现与SNMP、CMIP的互通，从而具备了实现系统管理、网络管理和业务管理等领域的综合解决方案的能力。

　　CORBA已经能够以组件的形式提供许多标准化的服务，如命名服务、交易服务等。此外，在与WWW融合方面，目前也已经出现了很多商用的基于CORBA的WEB产品，如IONAOrbixWeb。

　　同时，如何定义TMN可重用组件的研究工作也在进行。目前主要分为特定管理业务组件和通用管理组件。特定管理业务组件往往是针对具体的业务应用，例如SDH的电路调度管理功能可通过一个组件实现;对于通用管理组件，如拓扑管理、通知管理、告警相关性管理等，这些组件的通用性相对比较强，因而在设计时，不能仅限于SDH网管。

　　其中，AIM模块和NE接口，在SDH网管中是SMS或SNE接口，协议格式可以采用Q3或Socket等，需要根据具体条件而定，因而这部分开发工作相对移植性较差，但可以转换成标准的IDL接口和CORBAORB、分布式处理通用组件及TMN通用管理组件通信。

　　现给出几个适合于SDH网管的特定的TMN应用组件，仅供参考：

　　电路调度组件

　　目前的电路调度路由选择基本上都是在建网时预先确定的，有些厂家的设备可以配置多条侯选路由，在出现故障的时候，设备自动更换，并发信息通知网管，而真正做到网络层的图形化调配控制还需要厂家的支持。

　　电路资料管理组件

　　便于操作维护人员浏览、维护电路资料数据，简化繁琐的人工维护工作。

　　计费管理组件

　　能够提供多种可选的计费策略，计费数据来源基本上应包括通道使用者信息，通道使用时间，通道使用质量QoS等。SDH计费将会是一个比较迫切的需求。

　　软件资料管理组件

　　主要负责EMS运行软件系统的版本控制。

　　网管系统自身管理组件

　　监视和管理网管网的节点设备、数据库系统和应用系统，提供一个性能可靠、高效，具有一定容错性的管理和维护手段。

　　5结束语

　　虽然分布式控制相对于集中控制会增加实现上的复杂性，但是分布式控制方法具有灵活、高效等突出优点。就目前的情况来看，实现这种新的体系结构，最大的阻力