第8章全光通信網(wǎng)-光網(wǎng)絡(luò)管理

第八章

光傳送網(wǎng)管理

8.1電信管理網(wǎng)

電信管理網(wǎng)TMN是ITU-T在1988年提出，目的是為了對(duì)電信網(wǎng)實(shí)行統(tǒng)一的有效的管理，在1992年形成了網(wǎng)絡(luò)管理的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)還在不斷完善之中。

電信管理網(wǎng)在概念上是一個(gè)獨(dú)立于被管理對(duì)象的網(wǎng)絡(luò)，它與電信網(wǎng)有若干不同的標(biāo)準(zhǔn)接口，使各種不同類型的操作系統(tǒng)（網(wǎng)管系統(tǒng)）．與電信設(shè)備互連，通過(guò)專業(yè)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)接收來(lái)自電信網(wǎng)的信息并控制電信網(wǎng)的運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)電信網(wǎng)的自動(dòng)化和標(biāo)準(zhǔn)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(wǎng)的關(guān)系。

圖8-1TMN和電信網(wǎng)的關(guān)系示意圖TMN也常常利用電信網(wǎng)的部分設(shè)施來(lái)提供網(wǎng)管通信聯(lián)絡(luò)，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(wǎng)的運(yùn)行效率和可靠性，降低運(yùn)行、管理和維護(hù)(OAM)成本，促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)及業(yè)務(wù)的可持續(xù)性發(fā)展。8．1．1TMN的結(jié)構(gòu)

TMN的結(jié)構(gòu)可劃分為三個(gè)基本方面，即功能結(jié)構(gòu)、信息結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)。

1.功能結(jié)構(gòu)

TMN功能結(jié)構(gòu)主要描述TMN內(nèi)的功能分布，其基礎(chǔ)是TMN功能塊，由這些功能塊可以實(shí)現(xiàn)任意復(fù)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(wǎng)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(duì)通信管理信息進(jìn)行處理，以便監(jiān)視/協(xié)調(diào)／控制電信網(wǎng)通信設(shè)備，完成管理功能。

(2)網(wǎng)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(nèi)的部分提供網(wǎng)管系統(tǒng)與被管通信設(shè)備之間的接口。NEF與TMN進(jìn)行通信，以便受其監(jiān)視／控制，主要提供被管電信網(wǎng)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(wǎng)管系統(tǒng)和非TMN標(biāo)準(zhǔn)的管理實(shí)體的接口。在通信網(wǎng)中，由于各種原因，會(huì)有一些設(shè)備沒有設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)的TMN接口。采用TMN的目的之一就是要對(duì)全網(wǎng)進(jìn)行統(tǒng)一和綜合的管理，即能夠進(jìn)行端到端的管理，QAF的功能就是提供對(duì)這些不具備TMN標(biāo)準(zhǔn)接口的設(shè)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(guò)程的處理。WSF的責(zé)任是完成TMN參考點(diǎn)和非TMN參考點(diǎn)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(jìn)一步細(xì)分為由功能元件組成。功能元件是TMN的基本結(jié)構(gòu)件，目前共有9種，簡(jiǎn)介如下：

MAF管理應(yīng)用功能：是一種參與系統(tǒng)管理的應(yīng)用進(jìn)程，是所有TMN消息（即TMN信息內(nèi)容）的產(chǎn)生和終結(jié)處，往往由代理和／或管理者組成。

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

WSSF工作站支持功能：WSSF為WSF提供支持，諸如數(shù)據(jù)接入和處理、行動(dòng)的請(qǐng)求和確認(rèn)、通知的傳送，以及當(dāng)WSF用戶與特定OSF通信時(shí)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(fù)責(zé)將TMN信息模型內(nèi)的信息變換成人機(jī)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(guān)，負(fù)責(zé)與同等層交換包含在消息內(nèi)的管理信息。

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

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

SF安全功能元件主要為功能塊提供必需的安全服務(wù)，以便滿足安全政策和／或用戶需要。MF協(xié)調(diào)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(yīng)用功能可以是OSF的一部分并用來(lái)支持OSF內(nèi)的應(yīng)用功能，諸如臨時(shí)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)過(guò)濾、門限設(shè)置、集中、安全和測(cè)試等等。

q參考點(diǎn)——連接OSF和NEF/QAF；被管網(wǎng)元進(jìn)入OSF的數(shù)據(jù)，均要經(jīng)過(guò)q參考點(diǎn)，q參考點(diǎn)是TMN各參考點(diǎn)中最重要的參考點(diǎn)，q參考點(diǎn)的設(shè)計(jì)目的是要做到與通信設(shè)備無(wú)關(guān)。f參考點(diǎn)——連接OSF和WSF；在f參考點(diǎn)要將在TMN中內(nèi)部使用的數(shù)據(jù)格式與適合人機(jī)界面使用的數(shù)據(jù)格式進(jìn)行轉(zhuǎn)換。x參考點(diǎn)——連接兩個(gè)TMN的OSF或者連接一個(gè)TMN的OSF與另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)等效的類OSF功能的。m參考點(diǎn)位于QAF和TMN外部的有關(guān)實(shí)體之間，以便對(duì)不具備TMN標(biāo)準(zhǔn)接口設(shè)備的接口進(jìn)行適配。網(wǎng)元層完成網(wǎng)元功能的具體配置。網(wǎng)元可指具體設(shè)備，如OXC、OADM、OA等。

網(wǎng)元管理層直接參與管理網(wǎng)元或一組網(wǎng)元。用于對(duì)網(wǎng)元設(shè)備的管理，如設(shè)備的配置、告警、性能監(jiān)視等，網(wǎng)元管理層與上一層網(wǎng)絡(luò)管理層的管理信息的傳遞。

網(wǎng)絡(luò)管理層負(fù)責(zé)對(duì)所轄區(qū)域網(wǎng)絡(luò)行使管理，從網(wǎng)絡(luò)的觀點(diǎn)來(lái)控制和協(xié)調(diào)所有網(wǎng)元的活動(dòng)，諸如選路管理和業(yè)務(wù)量控制；指配、保護(hù)、重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)能力來(lái)支持客戶服務(wù)；維護(hù)涉及網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、記錄和其他有關(guān)數(shù)據(jù)，并就網(wǎng)絡(luò)性能、使用和可用性等事項(xiàng)與上面的服務(wù)管理層交互。

服務(wù)管理層為所有服務(wù)交易（包括服務(wù)的提供和中止、記費(fèi)，服務(wù)質(zhì)量和故障報(bào)告等）提供與用戶的基本聯(lián)系點(diǎn)，以及提供與其它管理機(jī)關(guān)的接口。

商務(wù)管理層是最高的邏輯管理層、負(fù)責(zé)總的企業(yè)商務(wù)運(yùn)營(yíng)與網(wǎng)絡(luò)事項(xiàng)。2．信息結(jié)構(gòu)

信息結(jié)構(gòu)是與面向?qū)ο蟮姆椒榛A(chǔ)的，主要描述個(gè)功能塊之間交換的管理信息的特性。

信息模型包括網(wǎng)元層信息模型和網(wǎng)絡(luò)層信息模墊。網(wǎng)元層信息模型提供有關(guān)網(wǎng)元的管理信息，完成接收管理指令的任務(wù)，主要是面向硬件和面向協(xié)議的；網(wǎng)絡(luò)層信息模型主要是面向軟件和面向應(yīng)用的，是建立在網(wǎng)元層信息模型的基礎(chǔ)上，它把網(wǎng)元層信息模型作為公共信息庫(kù)加以邏輯說(shuō)明，使平面式的網(wǎng)元層信息模型結(jié)構(gòu)化，從而更有效地運(yùn)用到網(wǎng)管中。3.物理結(jié)構(gòu)

TMN的物理結(jié)構(gòu)主要描述TMN內(nèi)的物理實(shí)體及其接口。圖8-6給出了典型的TMN的物理結(jié)構(gòu)圖。

8．1．2TMN的功能

TMN管理功能是TMN管理服務(wù)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(shù)據(jù)采集/監(jiān)視:由網(wǎng)元中的代理(如：管理網(wǎng)元設(shè)備的網(wǎng)元數(shù)據(jù)處理板)對(duì)被管設(shè)備性能參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集/監(jiān)視，管理者定時(shí)向網(wǎng)元中的代理發(fā)出采集性能的指令，監(jiān)視當(dāng)前的網(wǎng)元設(shè)備性能，包括15分鐘和24小時(shí)的性能情況。

（2）性能門限設(shè)置：利用操作系統(tǒng)管理者可以設(shè)置網(wǎng)元設(shè)備的各項(xiàng)性能參數(shù)門限值，一旦設(shè)定的性能參數(shù)門限被突破，網(wǎng)元中的網(wǎng)元數(shù)據(jù)處理板將自動(dòng)產(chǎn)生超門限事件報(bào)告給管理者。性能門限設(shè)置包括15分鐘和24小時(shí)的性能門限設(shè)置。

（3）性能數(shù)據(jù)屏蔽：管理者可以設(shè)置對(duì)網(wǎng)元的某些性能參數(shù)不檢測(cè)。

(4）歷史性能查詢：用戶可根據(jù)查詢條件：歷史時(shí)間標(biāo)記（歷史15分鐘和24小時(shí)）、網(wǎng)元、單板、性能類別等條件或?qū)⑦@些條件進(jìn)行組合查詢。

(5)性能數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析：用戶能根據(jù)組合條件對(duì)性能數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。統(tǒng)計(jì)結(jié)果以報(bào)表、圖等多種形式表示。

2．故障（或維護(hù)）管理

故障（或維護(hù)）管理是指能夠?qū)Σ徽５碾娦啪W(wǎng)運(yùn)行狀況進(jìn)行檢測(cè)、隔離和校正的一系列功能。故障管理的過(guò)程是：檢測(cè)故障信號(hào)～收集故障信號(hào)～識(shí)別故障信號(hào)～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(duì)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中出現(xiàn)的事件和狀況進(jìn)行檢測(cè)和報(bào)告，包擴(kuò)網(wǎng)元、單板，輸入信號(hào)等。告警指示這些事件和狀況的結(jié)果。告警嚴(yán)重程度設(shè)置利用操作系統(tǒng)管理員可以設(shè)置告警嚴(yán)重程度。需要選擇網(wǎng)元、檢測(cè)點(diǎn)、單板、嚴(yán)重程度等。告警嚴(yán)重程度可分為五級(jí)：·緊急告警(critical)：指使業(yè)務(wù)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(wù)并需要立即采取故障檢修的告警；·次要告警(minor)：指不影響現(xiàn)有業(yè)務(wù)，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(xiàn)有業(yè)務(wù)，但有可能成為影響業(yè)務(wù)的告警，可根據(jù)需要采取故障檢修；·清除（cleared)：指不影響業(yè)務(wù)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(guò)設(shè)置屏蔽掉某個(gè)不需要告警的事項(xiàng)，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(shí)間段、某些網(wǎng)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(wǎng)絡(luò)的實(shí)際物理安排，主要實(shí)施對(duì)NE的控制、識(shí)別和數(shù)據(jù)交換，為傳送網(wǎng)增加或去掉NE和通道/電路，對(duì)NE的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視和控制，對(duì)NE進(jìn)行配置、檢查和測(cè)試等功能。它主要包括：

(1)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涔芾恚簞?chuàng)建、刪除網(wǎng)元；創(chuàng)建、刪除網(wǎng)元間的連接，描述網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌幌到y(tǒng)支持自動(dòng)發(fā)現(xiàn)被管設(shè)備；自動(dòng)處理被管設(shè)備從網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲械囊迫牒鸵瞥觥?/p>

(2)網(wǎng)元安裝配置：設(shè)置網(wǎng)元屬性；設(shè)置網(wǎng)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(wǎng)絡(luò)服務(wù)的使用及其費(fèi)用，主要是收集賬目記錄和設(shè)立使用服務(wù)的計(jì)費(fèi)參數(shù)。5．安全管理TMN應(yīng)該為網(wǎng)絡(luò)的安全提供周密的安排，一切未經(jīng)授權(quán)的人都不得進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。安全管理的主要內(nèi)容有：(1)用戶管理：系統(tǒng)只允許合法的用戶對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行操作。具體功能是創(chuàng)建、刪除、查詢用戶信息、更改用戶標(biāo)識(shí)、設(shè)定用戶有效期、失效提示。(2)口令管理：對(duì)任一用戶，都有惟一確定的口令，可以對(duì)用戶口令進(jìn)行設(shè)置、更改和清除。(3)操作權(quán)限管理：用戶登錄時(shí)將對(duì)用戶的操作級(jí)別進(jìn)行驗(yàn)證，并根據(jù)權(quán)限級(jí)別賦予其相應(yīng)的操作權(quán)限。不同的用戶級(jí)別具有不同的權(quán)限(4)操作日志管理：系統(tǒng)記錄用戶所進(jìn)行的對(duì)系統(tǒng)有影響的操作。

8.2OTN管理網(wǎng)OMSN-1OMSN-2OMSN-nOMNTMN

圖8-8OMN、OMSN和TMN的關(guān)系示例

8.2.1OTN的管理要求

光傳送網(wǎng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)管理提出了一些特殊要求：(1)由于OTN中客戶信號(hào)的傳送、復(fù)用、選路、監(jiān)視等處理功能主要在光域上進(jìn)行，因此光傳送網(wǎng)的管理方式必須適應(yīng)光層管理的特點(diǎn)和要求。(2)在光傳送網(wǎng)中引入了一些不同于SDH傳送網(wǎng)的管理實(shí)體，如光放大器（EDFA/SOA）、色散管理（DB）、光交叉連接（OXC)和光分插復(fù)用-(OADM)設(shè)備等，需要對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行有效的管理，從而實(shí)現(xiàn)光通道的鏈接。(3)OTN的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)就是它的協(xié)議透明性，即在單一的物理構(gòu)架中可以同時(shí)存在多種形式的協(xié)議流，因?yàn)闊o(wú)法預(yù)知網(wǎng)絡(luò)使用的協(xié)議，所以光傳送網(wǎng)需要有自己的管理信息結(jié)構(gòu)和開銷方案，其網(wǎng)管應(yīng)是獨(dú)立的。(4)OTN的最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)可以支持各種傳送業(yè)務(wù)的統(tǒng)一的光傳送平臺(tái)，因此OTN的管理需要考慮與現(xiàn)有的SDH網(wǎng)管的配合問(wèn)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(wǎng)中，光監(jiān)控信道就是在光傳輸段層的傳送實(shí)體間傳遞開銷信息的光載波。光監(jiān)控信道終結(jié)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(wǎng)絡(luò)使用。

光傳輸段層和光復(fù)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(diǎn)是可以減少用于網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視所犧牲的光帶寬，同時(shí)也避免了在密集波分復(fù)用系統(tǒng)中占用凈負(fù)荷的光帶寬。

對(duì)于光監(jiān)控信道，ITU-T建議采用的載波波長(zhǎng)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(hào)(FAS)和凈負(fù)荷組成，如圖8-9所示。光監(jiān)控信道的凈負(fù)荷可分為兩類信息：維護(hù)信號(hào)和管理消息。

圖8-9光監(jiān)控信道的幀結(jié)構(gòu)為了實(shí)現(xiàn)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(gòu)成，見圖4-3OTM的復(fù)用映射結(jié)構(gòu)。OTM開銷信號(hào)(OOS）中的OTS,OMS和OCh開銷如圖8-10所示。實(shí)現(xiàn)通用管理通信的通信通道開銷(COMMS-OH)在網(wǎng)元間提供一般的管理通信。值得說(shuō)明的是OTM中的開銷有關(guān)聯(lián)開銷和非關(guān)聯(lián)開銷兩類，其中，關(guān)聯(lián)開銷和業(yè)務(wù)信號(hào)一起組幀傳送，兩者不可分離，如OTUk、ODUk、OPUk的開銷就是關(guān)聯(lián)開銷；而非關(guān)聯(lián)開銷在業(yè)務(wù)信號(hào)幀結(jié)構(gòu)之外，兩者分開傳送，如OTS,OMS,OCh的開銷就是非關(guān)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(gè)字節(jié),見圖4-12.在OTUk終端點(diǎn)之間作為一個(gè)單獨(dú)的消息通道傳送.

GCC1和GCC2分別占用光通道數(shù)據(jù)單元(ODUk）開銷的兩個(gè)字節(jié),見圖4-9。將在任意兩個(gè)網(wǎng)元之間作為一個(gè)單獨(dú)的消息通道傳送。