传输网资源管理系统的作用及其核心功能

恋々风

传输运营支撑系统（OSS）由多个子系统组成，它可分为两类，一类为面向网络设备的厂商网管系统，另一类为以面向网络管理业务和管理流程为主、集网络资源于一身的传输网资源管理系统。近年来传输网所承载的业务从量上和质上都发生了较大变化，它对传输网管理效率提出了更高要求。然而，在厂商网管系统管理接口互不兼容和对网络管理以上层面功能缺乏进一步开发情况下，仅仅依靠厂商网管系统，运营商已经很难对整个传输网的运营进行有效地管理。厂商网管系统提供的功能与目前网络环境对网管的需求之间的矛盾日益显现。作为传输OSS组成部分的传输网资源管理系统就是在这种背景下提出，许多运营商已经建立了传输网资源管理系统并将其纳入到了自己的传输OSS。但是，在新的电信业务竞争环境下，对于它与厂商网管系统的关系、它在传输OSS中的作用以及如何进一步完善等问题，有一个再认识过程。

一、传输网管发展回顾
    传输网管即借助计算技术对传输设备的运行进行管理，最初当建立PDH网管时，就是基于这样一种对网管的认识。当时，由于系统功能相对简单，仅处理端机告警、保护倒换和告警的人工应答，网管低层平台也仅须基于PC的DOS即可。实体之间的通信使用三层协议，网元实体内部由8位单片微处理器通过内部总线完成信息收集、处理并使用三层通信协议实现对外信息传送，这种使用计算技术实现网元设备自动管理与FDM传输系统的半自动管理相比已经是一大进步。此外，由于整体网络简单、业务单一，传输网络的调度配置和改造也只需借助人工对网络资料的处理即可完成。网络、业务和网管机理的简单也使得传输网管停留在对设备运行状态实施监视这一狭义网管概念上。
    SONET/SDH的出现和计算技术的飞速发展，为基于TDM传送网的传送时隙和管理开销处理打开了广阔而灵活的空间，此时的传送系统不仅提供设备运行状态监视，还提供时隙交叉、路由配置、保护方式配置和性能监测等功能，传输网也变得灵活、高效和可靠，伴随而来的电信业务也经历了前所未有的飞速发展。在TMN体系框架下发展起来的SDH传送网网管比PDH网管进了一大步，此时网管的特征是处理功能面向设备和网元，网元管理层网管几乎满足了运营商对网络运行设备管理的一般需求。但是，随着网络规模的扩大，运营商开始对网络管理层功能产生需求，一个迫切的要求就是从全网的视角来统一和调配网络资源，TMN面向网元管理层的结构体系受到了挑战，运营商开始另劈蹊径开发含有TMN网络管理层功能和服务管理层功能的传输网资源管理系统。狭义网管开始拓展到面向网络和面向业务领域。
    随着数据业务的突飞猛进，城域传输网建设随之升温，核心层网络的加入使传输网层被分割或增加，网络规模扩大，网络结构变得更加复杂。在这种网络环境下，面对电信业务市场竞争机制的引入，以原有的传输网资源管理系统和厂商网管系统组成的传输网OSS已力不从心，运营商为有效提供电信业务倍感压力。
    事实上，网管需求随着电信业务的发展在不断提高，从设备运行状态监视到网络配置，再到网络规划（或优化），反映了各阶段网管需求的发展。实际系统与现时网管需求会存在一定差距，它受到电信业务、运营商、厂商和支撑技术这一价值链变化的影响。运营商因业务发展产生网管需求，厂商为满足网管需求拉动技术发展，技术进步又推动业务发展而产生新的需求。值得注意的是：厂商满足需求的程度取决于运营商投入程度，然而，有两方面因素制约着厂商网管产品的发展。
    1． 网管产品不是厂商的主打产品，对网管功能支撑的强、弱完全取决于厂商传输网产品的市场占有率，大厂商市场占有率高，网管功能就相对完善和可靠；
    2． 在网管技术研发方面投入的不确定性。投入成功与否受到包括网管标准化进程等诸多因素影响，因此，具有风险性。考虑到投入、技术和效果等因素，运营商在传输网OSS建设中选择发展传输网资源管理系统也不失为一种务实求进的策略。

二、厂商网管产品的特点
    SDH传输网管是自TMN体系结构规范提出以来最先按该规范开发的网管产品，ITU-T有关SDH网元管理层规范M.3010和G.784等建议对SDH传输网管的发展具有决定性意义，现在运行的传输网管系统的管理功能、信息模型和接口协议都源于上述建议，在近十年传输网的运营中，它发挥了积极作用，这是TMN有关SDH网元管理层系列建议得以完善和该系列建议被厂商普遍采纳的网络运营基础。但是，这种网管体系结构的发展存在以下方面的缺陷。
    1．基于OSI的TMN体系结构存在其固有的不足，它难以支撑网络管理层和服务管理层网管系统的开发。OSI-TMN采用面向对象信息模型组织实体间的通信，使用视窗、过滤和链式应答提供强有力的信息获取能力，并利用事件前向鉴别器(EFD)提供各种事件通知服务，这些对于需要处理大量底层实时信息的网元层来说是非常有效的。然而，网络管理层和服务管理层信息处理具有抽象性和分布性的特点，对此，面向网元层的信息处理方法显然不适用；
    2．GDMO建模过于复杂，实际操作极易产生对象信息模型的多样性，引起管理接口不能互操作和在一个整体传输网中存在多个独立厂商的网络管理域，即多厂商网管问题。此外，基于OSI的TMN的网管平台费用昂贵、计算开销大、不易开发和使用。上述特点使得采用多厂商设备组网的好处与网管不能适应多厂商环境之间形成矛盾。
    TINA-C（Telecommunication Information Networking Architecture Consortium）和OMG（Object Management Group）针对OSI-TMN特点，建议在网络管理层和服务管理层采用分布计算技术构建综合网管平台，以解决多厂商网管互操作问题。有趣的是基于分布计算技术的网络管理层综合网管在基于ATM的VPN上得到了顺利应用，而在SDH网管应用上仍举步维艰，其根本原因在于传输网的结构组件特点有别于其它网络。

三、网管需求和设施的矛盾
    随着城域网建设规模的扩大，传输网中增加了核心层网络，再生段层速率普遍由2.5Gbit/s上升到10Gbit/s，加之汇聚层和子网层网络的扩展，传输网层次增加，网层分割增加，客户端业务跨越核心层和数个层分割区域已司空见惯。因此，为了保证所提供的服务，端到端管理已成为传输网管理的基本需求。
    国际网管标准组织将网络的端到端管理作为网络管理层和服务管理层的核心内容，它包括端到端路径配置、性能监测、保护／恢复策略、端业务告警指示、带宽租赁和计费等管理。现今独立厂商SDH网管平台在网络管理层已具备端到端管理能力。但是，在多厂商设备组网环境中，端到端管理的一个重要前提是系统必须获得整体网络的资源数据，然而，独立厂商子网管理系统只能获得整体网络的局部资源数据，而且，因管理接口不兼容，几个子网管理系统的局部资源数据无法直接生成整体网络的资源数据。另外，实时获得网络资源数据的一个更基本的前提是网络中的结构组件必须是智能的，但是，实际网络中存在大量的非智能设备，即所谓的“哑” 设备，例如人工交叉设备DDF和ODF,它们无法与端到端管理系统沟通信息。缺乏这些非智能设备的资源数据，整体网络端到端管理也就无法运作。
   交叉设备是传输网中不可缺的结构组件，除含在智能设备-网元内部外，一般有两类，智能的（DXC、OXC）和非智能的(DDF、ODF)，它们一般用于汇接交叉，疏导业务。DXC和DDF多用于SDH的环间跨接疏导业务，它们往往处在独立厂商网络管理域边缘，DXC受控于厂商网管系统，DDF由于成本低廉，在目前的网络中，它无所不在，但所有厂商网管系统对它视而不见。

四、资源管理系统的地位和作用
    资源管理系统是非实时系统，它不存在与厂商网管系统互操作问题，因此，它的发展几乎不受厂商网管技术影响，技术上具有相对独立性。它的开发所要求的软、硬件技术门槛低，开发周期较短，成本也相对较低。资源管理系统的主要特点包括以下2个方面。
    1． 它的底层数据是实际网络资源的完整映射，当然包括那些非智能设备的网络特征数据；
    2． 厂商网管系统的网络资源数据存在多样性问题，即使能够得到各厂商网管数据，那么从整体网络角度对它进行统一表示或使之达到数据的一致性要求也是相当困难的。资源管理系统避开了多样性问题的缠绕，网络数据的构造本着面向业务的原则，摈弃与设备有关的物理细节，数据具有网络管理以上层面的抽象特征，换言之，资源管理系统以自己的方式做到了一个整体网络数据的统一表示。
    可以看出，资源管理系统的上述特点为其在多厂商网络管理域之间完成TMN的网络管理层和服务管理层功能奠定了扎实的基础。在该平台上，既可以开发整体网络端到端管理功能，也可以开发具有运营商个性的传输网运营业务流程管理功能。合理地利用资源管理系统提供的功能，可以达到事半功倍的效果。
    例如，在传输网运营中，利用资源管理系统完成跨越若干网络层面的端到端电路配置过程。首先，根据业务要求，将端到端的源、宿客户电路变成端定位、电路级别（带宽）和辅助要求提供给资源管理系统的端到端电路配置模块，在该模块运行后给出的几种路由中，以人工方式确定一种合适的路由方案，让配置模块自动形成该路由所经过的各站点的设备物理配置，它应包括相关网元的时隙交叉表、DXC的时隙交叉表和DDF挑线交叉表。然后，将这些可实际操作的方案通过运营业务流程管理模块以任务的形式下达给相关的实行部门，实时网管部门在相应的各厂商网管平台上完成所有的时隙交叉操作，站点维护部门完成各相应站点的DDF挑线交叉操作。
    可见，资源管理系统在传输网运营中具有举足轻重的核心作用，运营商提供传输业务的质量和网络运营的成本与资源管理系统的完善程度息息相关，它是目前复杂网络环境和激烈的市场竞争环境下支撑传输网运营的有力工具。

五、资源管理系统与厂商网管系统的关系
    厂商网管系统的开发最初是面向底层设备的，而当前网管需求侧重面向业务，实际的厂商网管完成这种转变因受多方面因素影响其过程是缓慢的。资源管理系统由于独特的优点，可以捷足先登，迎合网管需求的发展。厂商网管适合实时的设备运行状态监视、单厂商网管域的路由配置、性能监测和保护配置等。而资源管理系统适合以全网的视角对网络进行配置和优化。前者的弱点是着眼于局部，后者的弱点在于它和实际网络保持一致非常不容易。
    鉴于上述情况，近来传输综合网管又成为话题。综合的含义是多厂商网管的综合，它的基本思路是：网元管理层以下仍保持原有的基于OSI-TMN框架，这有利于保护现有投资。为了屏蔽底层厂商网管的差异，网络管理层以上采用基于CORBA框架，建立分布式多厂商综合网管。原有OSI-TMN管理域与CORBA管理域的互操作通过CORBA/CMIP网关实现。
    实现多厂商综合网管有两种方式，一是将基于Q3的子网管理器通过CORBA/CMIP网关的CORBA MOA接入多厂商网管平台；二是子网管理器作为服务器向多厂商网管的客户应用提供CORBA接口。无论那种方式，基于CORBA的多厂商网管平台搭建是基本条件。多厂商综合网管能否顺利实现取决于以下因素，如：基于SDH的CORBA对象模型和CORBA服务的标准化、厂商是否开放GDMO/ANS.1模型和通信协议、不同开发商拥有的ORB的互通、多厂商网管平台选择和如何对待网络中的非智能设备等，这些都是网管发展中的难题。目前，一些大厂商已经开始提供传输网多厂商网管平台和CORBA接口，但其功能距实际多厂商环境下的端到端管理需求相差较远，许多关键性的解决方案不明朗，对此，大多数运营商持回避态度。那种认为目前的多厂商综合网管能解决网管需求的一切问题是不现实的，多厂商综合网管的发展将是渐进的过程。因此，运营商应立足现有的厂商网管系统，将目光转向资源管理系统开发和完善上，力求使资源管理系统和厂商网管系统融为一体，满足高质量、低成本、快速提供业务的需求，以新的形象赢得市场。

六、开发端到端管理功能的讨论
    从资源管理系统的作用、面向业务的网络管理思路和端到端网络管理基本需求看，资源管理系统应具备以下功能。
    1. 端到端配置，包括获得端到端电路预配置方案，包括增加和拆除电路的配置；
    2. 故障管理，包括 故障电路端到端查询、登录和统计；
    3. 性能管理，包括电路性能、区分业务等级和计费；
    4. 业务流程管理、工单管理等；
    5. 资源管理，包括设备统计、清点；
    6. 提供营销和决策部门的接口；
    7. 网络规划和优化。
    上述功能需求从技术实现上看有些苛刻，特别是端到端配置和网络优化功能对信息模型和数据的完整性、一致性要求很高。开发和使用经验表明：许多系统起初并不是没有考虑这些要求，而是缺乏对它科学、深入和有效认识，系统分析过于草率，结果积重难返，关键的端到端配置和网络优化功能被拒之门外。
    端到端配置功能在OSS里的积极意义是显而易见的，除此之外，它还有利于资源管理系统维护和生存的良性循环。在有端到端配置功能的资源管理系统里，配置是由系统生成的，人工确认后即完成了资源管理系统这一“虚拟网”的配置，余下的是按配置方案对实际网络进行配置操作。而在缺乏端到端配置功能的资源管理系统里，配置由人工参照“虚拟网”拟定，尔后分别对“虚拟网”和实际网络进行配置操作。后一种配置过程多了两项人工干预，存在出错机率，如不及时发现和纠正错误，“虚拟网”和实际网络就会失去一致性关系，端到端配置失去参照，资源管理系统维护和生存就容易陷入僵局。从系统可靠性方面考虑，在传输OSS里应尽量减少复杂人工处理环节，端到端配置功能显然提高了整个系统的自动化程度。因此，无论是作为OSS内部维护，还是作为和OSS一起提供快速业务支撑，端到端配置功能是必不可缺的。 然而，端到端管理功能的开发难度是客观存在的，在系统分析阶段应把握好以下几点。
    1. 数据的完整性要求。数据能全面反映应有网络的资源特征，不遗漏，不重复。
    2. 数据的一致性要求。数据的表示应遵守事先预定的一套规则，数据具有唯一性，无畸义。数据的表示一般不能因时间、地点和人为意志而改变。规则可以将部标、业界约定俗成和G.774的标识名（DN）系统三者结合起来考虑、制定。
    3. 资源数据的分类。分类的目的一是具体落实数据的完整性和一致性要求，使之形成完整的体系；二是减少存储冗余和计算开销，有利于各功能模块的开发和运行。资源数据大致可分为三类，即物理设备数据、逻辑数据和业务数据。物理设备数据描述的是传输网赖以生存的物理基础，或理解为“有什么”，包括站点名、设备名及其物理特性和定位等；逻辑数据是从信息传送角度描述资源，它具有抽象性，体现了网络的传送逻辑，如VC-4时隙通道、1510nm通道等；业务数据包括电路、客户和记费等。实际系统的资源数据分类还要细，但没有必要按照M.3010和G.774被管对象类去硬套。资源数据分类应从资源管理系统应完成的功能出发，否则会纠缠不清。
    4. 端到端管理信息模型。端到端管理是从网络传送逻辑的角度进行的资源管理，它的实际意义是非常明显的。在系统分析阶段，重要的是从资源数据中提取逻辑数据、确定逻辑数据表示和建模。建模可以遵循这样的思路：将具体的传输网抽象成以传送逻辑表达的信息链路组织，进一步可以将一个整体传输网看成以逻辑数据表达的、由几个逻辑元件构成的组织，如复用器、链路和交叉器三种基本逻辑元件。链路种类可以是VC-12、VC-4、E1、STM-1、STM-4、STM-16和STM-64等；交叉器种类可以有VC-12、VC-4（智能型）和E1、STM-1、STM-4、STM-16、STM-64光、电配线架（非智能型）等。这些逻辑元件构成了服务地域的各层网络，从每一层看，网络是由若干点-点相连的链路和站点内的若干交叉器有规则的连接，端到端配置就是在现有的逻辑资源上对交叉器进行操作。例如将VC-4时隙层网络视图映射为矩阵，反之亦然。这样的模型有利于计算处理和端到端管理模块的开发、设计，也为后续的网络优化模块开发创造了有利条件。 此外，建立逻辑数据与物理设备数据的关联也是非常重要的，它是一个抽象与具体的关联。它有利于将抽象的时隙或链路配置方案转换成实际可参照的设备施工配置方案，有利于通过厂商设备模板的数据输入形成相应的逻辑元件和物理设备元件。

七、结束语
    资源管理系统在整个传输网运营管理中举足轻重，它是联系厂商网管和传输业务管理流程诸环节的纽带。在传输网趋于复杂化、网管技术发展多元化和电信业务市场化环境中，需求将驱使资源管理系统走向进一步完善。资源管理系统应将端到端管理作为自己发展和完善的核心功能。端到端管理系统有别于一般的数据库系统。对于它的开发，应将主要精力放在系统分析阶段，采取科学和务实的态度，紧密结合传送网特点，完成好信息模型的构造。