第8章全光通信网-光网络管理

第八章

光传送网管理

8.1电信管理网

电信管理网TMN是ITU-T在1988年提出，目的是为了对电信网实行统一的有效的管理，在1992年形成了网络管理的统一标准，现还在不断完善之中。

电信管理网在概念上是一个独立于被管理对象的网络，它与电信网有若干不同的标准接口，使各种不同类型的操作系统（网管系统）．与电信设备互连，通过专业数据通信网接收来自电信网的信息并控制电信网的运行，从而实现电信网的自动化和标准化管理并提供大量的各种管理功能。图8-1所示为TMN和电信网的关系。

图8-1TMN和电信网的关系示意图TMN也常常利用电信网的部分设施来提供网管通信联络，因而两者有部分重叠。TMN提供了大量的管理功能，可以提高电信网的运行效率和可靠性，降低运行、管理和维护(OAM)成本，促进网络及业务的可持续性发展。8．1．1TMN的结构

TMN的结构可划分为三个基本方面，即功能结构、信息结构和物理结构。

1.功能结构

TMN功能结构主要描述TMN内的功能分布，其基础是TMN功能块，由这些功能块可以实现任意复杂的TMN。

图8-2所示为TMN功能块，其中WSF、QAF和NEF有一部分属于TMN，一部分不属于TMN。TMN基本功能块有4种：操作系统功能（OSF)、网元功能(NEF)、Q适配功能（QAF）和工作站功能（WSF)．

(1)操作系统功能（OSF)

OSF主要对通信管理信息进行处理，以便监视/协调／控制电信网通信设备，完成管理功能。

(2)网元功能(NEF)

NEF中用以支持TMN的功能属于TMN的一部分，而其通信功能本身处于TMN之外。NEF在TMN域内的部分提供网管系统与被管通信设备之间的接口。NEF与TMN进行通信，以便受其监视／控制，主要提供被管电信网所需要的通信和支持功能。（3）Q适配器功能（QAF）

QAF的主要功能是提供网管系统和非TMN标准的管理实体的接口。在通信网中，由于各种原因，会有一些设备没有设置标准的TMN接口。采用TMN的目的之一就是要对全网进行统一和综合的管理，即能够进行端到端的管理，QAF的功能就是提供对这些不具备TMN标准接口的设备的适配功能。

（4）工作站功能（WSF)

WSF为管理信息的人或用户提供一种解释TMN信息的手段，或作相反过程的处理。WSF的责任是完成TMN参考点和非TMN参考点之间的信息翻译工作，因而该功能块的部分处于TMN边界之外。由于TMN功能块较大，可以进一步细分为由功能元件组成。功能元件是TMN的基本结构件，目前共有9种，简介如下：

MAF管理应用功能：是一种参与系统管理的应用进程，是所有TMN消息（即TMN信息内容）的产生和终结处，往往由代理和／或管理者组成。

ICF信息转换功能：ICF用在中间系统中，并为两个接口的信息模型提供翻译机制。

WSSF工作站支持功能：WSSF为WSF提供支持，诸如数据接入和处理、行动的请求和确认、通知的传送，以及当WSF用户与特定OSF通信时可以遮蔽NEF和其他OSF的存在。WSSF也能为WSF提供管理支持，并能接入管理OSF。

UBF用户接口支持功能：负责将TMN信息模型内的信息变换成人机接口可显示的格式，或者作类似反变换。MCF消息通信功能：与所有具备物理接口的功能块有关，负责与同等层交换包含在消息内的管理信息。

DSF号码薄系统功能元件代表了本地或全球可用的分布式号码簿系统。

DAF号码簿接入功能元件与所有需要接入号码簿的功能块有关（实际上主要是OSF对于WSF,QAF和NEF也可能有用），主要用来接入和／或维持（读、列表、搜索、增加、修改和删除）在号码簿信息库（DIB）中表示的TMN相关信息。

SF安全功能元件主要为功能块提供必需的安全服务，以便满足安全政策和／或用户需要。MF协调功能元件主要为OSF的代理和管理者角色提供OSF支持，这些管理应用功能可以是OSF的一部分并用来支持OSF内的应用功能，诸如临时存储、数据过滤、门限设置、集中、安全和测试等等。

q参考点——连接OSF和NEF/QAF；被管网元进入OSF的数据，均要经过q参考点，q参考点是TMN各参考点中最重要的参考点，q参考点的设计目的是要做到与通信设备无关。f参考点——连接OSF和WSF；在f参考点要将在TMN中内部使用的数据格式与适合人机界面使用的数据格式进行转换。x参考点——连接两个TMN的OSF或者连接一个TMN的OSF与另一个网络等效的类OSF功能的。m参考点位于QAF和TMN外部的有关实体之间，以便对不具备TMN标准接口设备的接口进行适配。网元层完成网元功能的具体配置。网元可指具体设备，如OXC、OADM、OA等。

网元管理层直接参与管理网元或一组网元。用于对网元设备的管理，如设备的配置、告警、性能监视等，网元管理层与上一层网络管理层的管理信息的传递。

网络管理层负责对所辖区域网络行使管理，从网络的观点来控制和协调所有网元的活动，诸如选路管理和业务量控制；指配、保护、重构网络能力来支持客户服务；维护涉及网络的统计数据、记录和其他有关数据，并就网络性能、使用和可用性等事项与上面的服务管理层交互。

服务管理层为所有服务交易（包括服务的提供和中止、记费，服务质量和故障报告等）提供与用户的基本联系点，以及提供与其它管理机关的接口。

商务管理层是最高的逻辑管理层、负责总的企业商务运营与网络事项。2．信息结构

信息结构是与面向对象的方法为基础的，主要描述个功能块之间交换的管理信息的特性。

信息模型包括网元层信息模型和网络层信息模垫。网元层信息模型提供有关网元的管理信息，完成接收管理指令的任务，主要是面向硬件和面向协议的；网络层信息模型主要是面向软件和面向应用的，是建立在网元层信息模型的基础上，它把网元层信息模型作为公共信息库加以逻辑说明，使平面式的网元层信息模型结构化，从而更有效地运用到网管中。3.物理结构

TMN的物理结构主要描述TMN内的物理实体及其接口。图8-6给出了典型的TMN的物理结构图。

8．1．2TMN的功能

TMN管理功能是TMN管理服务中最基本的部分。TMN共有如下五大管理功能：

1．性能管理

(1)性能数据采集/监视:由网元中的代理(如：管理网元设备的网元数据处理板)对被管设备性能参数进行数据采集/监视，管理者定时向网元中的代理发出采集性能的指令，监视当前的网元设备性能，包括15分钟和24小时的性能情况。

（2）性能门限设置：利用操作系统管理者可以设置网元设备的各项性能参数门限值，一旦设定的性能参数门限被突破，网元中的网元数据处理板将自动产生超门限事件报告给管理者。性能门限设置包括15分钟和24小时的性能门限设置。

（3）性能数据屏蔽：管理者可以设置对网元的某些性能参数不检测。

(4）历史性能查询：用户可根据查询条件：历史时间标记（历史15分钟和24小时）、网元、单板、性能类别等条件或将这些条件进行组合查询。

(5)性能数据统计分析：用户能根据组合条件对性能数据进行统计分析。统计结果以报表、图等多种形式表示。

2．故障（或维护）管理

故障（或维护）管理是指能够对不正常的电信网运行状况进行检测、隔离和校正的一系列功能。故障管理的过程是：检测故障信号～收集故障信号～识别故障信号～故障定位～告警。故障管理主要具有以下功能：

（1）告警监视

告警监视对网络运行中出现的事件和状况进行检测和报告，包扩网元、单板，输入信号等。告警指示这些事件和状况的结果。告警严重程度设置利用操作系统管理员可以设置告警严重程度。需要选择网元、检测点、单板、严重程度等。告警严重程度可分为五级：·紧急告警(critical)：指使业务中断并需要立即采取故障检修的告警；·主要告警(major)：指影响业务并需要立即采取故障检修的告警；·次要告警(minor)：指不影响现有业务，但需要采取故障检修以防止恶化的告警；·提示告警（warning)：指不影响现有业务，但有可能成为影响业务的告警，可根据需要采取故障检修；·清除（cleared)：指不影响业务可以予以清除的告警。(3)告警屏蔽

告警屏蔽是操作系统管理员通过设置屏蔽掉某个不需要告警的事项，阻止其不停地告警。

(4)历史告警监视

历史告警监视包括：告警记录的浏览；查询某一时间段、某些网元、某些单板的告警记录；故障信息汇总。3．配置管理

配置管理涉及网络的实际物理安排，主要实施对NE的控制、识别和数据交换，为传送网增加或去掉NE和通道/电路，对NE的状态进行监视和控制，对NE进行配置、检查和测试等功能。它主要包括：

(1)网络拓扑管理：创建、删除网元；创建、删除网元间的连接，描述网络拓扑；系统支持自动发现被管设备；自动处理被管设备从网络拓扑中的移入和移出。

(2)网元安装配置：设置网元属性；设置网元中各单板的类型、工作方式、工作状态等。4．账目管理账目管理能够度量网络服务的使用及其费用，主要是收集账目记录和设立使用服务的计费参数。5．安全管理TMN应该为网络的安全提供周密的安排，一切未经授权的人都不得进入网络管理系统。安全管理的主要内容有：(1)用户管理：系统只允许合法的用户对系统进行操作。具体功能是创建、删除、查询用户信息、更改用户标识、设定用户有效期、失效提示。(2)口令管理：对任一用户，都有惟一确定的口令，可以对用户口令进行设置、更改和清除。(3)操作权限管理：用户登录时将对用户的操作级别进行验证，并根据权限级别赋予其相应的操作权限。不同的用户级别具有不同的权限(4)操作日志管理：系统记录用户所进行的对系统有影响的操作。

8.2OTN管理网OMSN-1OMSN-2OMSN-nOMNTMN

图8-8OMN、OMSN和TMN的关系示例

8.2.1OTN的管理要求

光传送网对网络管理提出了一些特殊要求：(1)由于OTN中客户信号的传送、复用、选路、监视等处理功能主要在光域上进行，因此光传送网的管理方式必须适应光层管理的特点和要求。(2)在光传送网中引入了一些不同于SDH传送网的管理实体，如光放大器（EDFA/SOA）、色散管理（DB）、光交叉连接（OXC)和光分插复用-(OADM)设备等，需要对这些设备进行有效的管理，从而实现光通道的链接。(3)OTN的一个重要优点就是它的协议透明性，即在单一的物理构架中可以同时存在多种形式的协议流，因为无法预知网络使用的协议，所以光传送网需要有自己的管理信息结构和开销方案，其网管应是独立的。(4)OTN的最终目标是实现可以支持各种传送业务的统一的光传送平台，因此OTN的管理需要考虑与现有的SDH网管的配合问题。

8.2.2OTN管理信息的通道---开销通道

1．光监控信道(OSC)

在光传送网中，光监控信道就是在光传输段层的传送实体间传递开销信息的光载波。光监控信道终结于光传输段层，但它可携带多种开销信息，并且某些开销可被其他层网络使用。

光传输段层和光复用段层的所有开销信息都可放到光监控信道中。其优点是可以减少用于网络监视所牺牲的光带宽，同时也避免了在密集波分复用系统中占用净负荷的光带宽。

对于光监控信道，ITU-T建议采用的载波波长是(1510±10)nm。光监控信道的传输速率采用2.048Mbit/s。光监控信道由帧定位信号(FAS)和净负荷组成，如图8-9所示。光监控信道的净负荷可分为两类信息：维护信号和管理消息。

图8-9光监控信道的帧结构为了实现OTN的管理，光传送模块（OTM）是由光信道载波组（OCG）加光监控信道(OSC)所构成，见图4-3OTM的复用映射结构。OTM开销信号(OOS）中的OTS,OMS和OCh开销如图8-10所示。实现通用管理通信的通信通道开销(COMMS-OH)在网元间提供一般的管理通信。值得说明的是OTM中的开销有关联开销和非关联开销两类，其中，关联开销和业务信号一起组帧传送，两者不可分离，如OTUk、ODUk、OPUk的开销就是关联开销；而非关联开销在业务信号帧结构之外，两者分开传送，如OTS,OMS,OCh的开销就是非关联开销。图8-10OOS中的OTS，OMS，OCh开销2.通用通信通道

OTN支持3种通用通信通道(GCC)，分别为：

GCC0，GCC1，GCC2。

GCC0占用光通道传送单元(OTUk）开销的两个字节,见图4-12.在OTUk终端点之间作为一个单独的消息通道传送.

GCC1和GCC2分别占用光通道数据单元(ODUk）开销的两个字节,见图4-9。将在任意两个网元之间作为一个单独的消息通道传送。