統(tǒng)一接口平臺在中國電信WDM綜合網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)中的應(yīng)用

梁頤涵 ，周 函 ，王井龍 ，李 飛

（1.中國電信集團(tuán)公司網(wǎng)絡(luò)運行維護(hù)事業(yè)部 北京 100010；2.中通服軟件科技有限公司 上海 200127）

1 引言

中國電信WDM綜合網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng) （以下簡稱WDM綜合網(wǎng)管）是建立在各傳輸設(shè)備的網(wǎng)元管理系統(tǒng)（EMS）或子網(wǎng)管理系統(tǒng)（SNMS）上的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)（NMS），能夠在統(tǒng)一的平臺上實現(xiàn)對多廠商、多制式DWDM設(shè)備的集中監(jiān)控和性能分析，從網(wǎng)絡(luò)層和面向維護(hù)的角度對眾多廠商的傳輸設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一的管理，提高網(wǎng)絡(luò)的運行質(zhì)量和效率。WDM綜合網(wǎng)管的管理范圍包括阿爾卡特、朗訊、NEC、北電、西門子、華為技術(shù)、中興通訊、烽火通信和愛立信等眾多廠商的不同制式的DWDM系統(tǒng)，隨著網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的不斷升級，所管理的對象也從始建時主要集中在骨干DWDM傳輸網(wǎng)（以下簡稱一級干線）不斷深化到幾乎全國所有省份的省內(nèi)DWDM傳輸網(wǎng)（以下簡稱二級干線）。

隨著3G的發(fā)展，4GLTE的推進(jìn)，底層的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)目前正處于大發(fā)展時期，一方面從傳統(tǒng)的2.5Gbit/s、10 Gbit/s DWDM波分設(shè)備向著容量更大的40 Gbit/s、100 Gbit/s方向發(fā)展，另一方面向著具備光/點交叉能力、調(diào)度配置能力更強的OTN、ASON方向發(fā)展。

2 現(xiàn)有北向接口模式的問題

WDM綜合網(wǎng)管作為一種多廠商網(wǎng)管系統(tǒng)，并不是廠商網(wǎng)管系統(tǒng)功能的簡單重復(fù)，而是通過廠商網(wǎng)管系統(tǒng)的北向接口，對管理信息進(jìn)行過濾、抽象與整理，掌握整個傳輸網(wǎng)的全局信息，從而實現(xiàn)對全網(wǎng)的管理。而現(xiàn)實中，在北向接口問題上，設(shè)備廠商和運維人員的立場相差頗遠(yuǎn)。在廠商方面，網(wǎng)管功能的開發(fā)落后于設(shè)備的研發(fā)，向上網(wǎng)管接口的開發(fā)又滯后于網(wǎng)管功能的開發(fā)，并且很不完善。部分廠商的網(wǎng)管功能改進(jìn)依賴于運維人員的要求。廠商面向設(shè)備做的網(wǎng)管功能開發(fā)是廠商的專長，其通用性好，可以面向全世界的用戶，而要求廠商面向一個用戶開發(fā)的北向接口，則成本問題就比較突出。以前解決接口標(biāo)準(zhǔn)化有兩條途徑：其一是按國際標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行；其二是由用戶提標(biāo)準(zhǔn)，由廠商實施。隨著WDM綜合網(wǎng)管的不斷深化，在中國電信集團(tuán)公司的指導(dǎo)和支持下，各廠商均對EMS北向接口做了符合某類規(guī)范（如TMF規(guī)范）的研發(fā)工作，在一定程度上緩解了成本、開發(fā)周期以及向上適配的問題，但并沒有從根本上解決網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不斷升級甚至廠商網(wǎng)管版本經(jīng)常升級所帶來的上述矛盾。例如，某廠商的不同版本網(wǎng)管之間的配置數(shù)據(jù)方面存在差異或者某條新建干線引入了新制式的設(shè)備，雖然這些升級后的EMS仍然符合某種規(guī)范（如TMF規(guī)范），但對上層綜合網(wǎng)管卻帶來了適配困難，這部分涉及雙方的開發(fā)、流程的協(xié)調(diào)，導(dǎo)致設(shè)備不能及時納入管理，已管理的設(shè)備不能正常監(jiān)控，此類沖突的存在最終帶來的是網(wǎng)絡(luò)升級和新設(shè)備引入后的管理難題。

3 統(tǒng)一接口平臺的提出

為了緩解并逐步消除如上所述的矛盾，由中國電信主導(dǎo)，中通服軟件科技有限公司（以下簡稱中通服軟件）和各主要設(shè)備廠商共同研究制定WDM系統(tǒng)統(tǒng)一接口平臺，在功能上規(guī)范各廠商北向接口的協(xié)議和模型，消除廠商版本差異。接口規(guī)范的實施將有效減少版本頻繁變動帶來的調(diào)整工作，按照統(tǒng)一的接口規(guī)范要求，不同廠商的北向接口可以更好地發(fā)揮WDM綜合網(wǎng)管的優(yōu)勢，省去綜合網(wǎng)管廠商對于各個廠商接口的適配開發(fā)以及接口符合性驗證測試工作，加快新建網(wǎng)絡(luò)設(shè)備納入WDM綜合網(wǎng)管集中監(jiān)控的進(jìn)度。

在已有TMF 814標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，總結(jié)電信網(wǎng)內(nèi)傳輸各設(shè)備廠商北向接口的差異，繼承和吸收了對WDM監(jiān)控管理的經(jīng)驗成果，涵蓋公共管理、告警管理、配置管理和性能管理4個重要模塊，并充分考慮了OTN/ASON等新技術(shù)網(wǎng)絡(luò)的引入，完成包括以TMF 814為藍(lán)本的北向接口擴(kuò)充規(guī)范的制定，并最終完成一套為全網(wǎng)絡(luò)多廠商多制式的WDM綜合網(wǎng)管提供強有力支撐的統(tǒng)一接口平臺。

如圖1所示，中國電信一級干線和大部分二級干線通過各設(shè)備廠商的EMS/SNMS提供的接口，對一級/二級干線及部分本地DWDM傳輸設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一的管理或者監(jiān)控（圖1中的接口1位置）。部分省份已經(jīng)將本省內(nèi)的各廠商EMS/SNMS納入本地網(wǎng)綜合監(jiān)控系統(tǒng)，則可以直接將省級的綜合監(jiān)控系統(tǒng)接入集團(tuán)WDM綜合網(wǎng)管，以減輕設(shè)備廠商的壓力，提高綜合網(wǎng)管系統(tǒng)的使用價值（圖1中的接口2位置）。另外綜合網(wǎng)管系統(tǒng)可以與橫向的綜合資源系統(tǒng)、綜合監(jiān)控系統(tǒng)、電子工單系統(tǒng)建立接口（圖1中的接口3位置）。本文的統(tǒng)一接口平臺主要是規(guī)范接口1和接口2。

圖1 中國電信WDM網(wǎng)絡(luò)管理結(jié)構(gòu)

4 統(tǒng)一接口平臺的特點

以下將統(tǒng)稱WDM綜合網(wǎng)管系統(tǒng)為網(wǎng)管系統(tǒng)，統(tǒng)稱設(shè)備廠商的EMS/SNMS或者省級的WDM綜合監(jiān)控系統(tǒng)為被管系統(tǒng)。網(wǎng)管系統(tǒng)與被管系統(tǒng)之間將實現(xiàn)公共管理、故障管理、配置管理、性能管理四大功能模塊，如圖2所示。

圖2 總體功能示意

4.1 強化對廠商EMS的監(jiān)控

為了使上層網(wǎng)管系統(tǒng)更好地了解下層設(shè)備網(wǎng)管的連接和上報情況，被管系統(tǒng)應(yīng)支持網(wǎng)管系統(tǒng)的心跳監(jiān)測功能，以實時了解整個網(wǎng)絡(luò)管理器的狀態(tài)，同時要求上報Heartbeat（心跳事件）作為另一監(jiān)控途徑。

在強化通知上報的功能中，要求被管系統(tǒng)向網(wǎng)管系統(tǒng)上報如下類型的通知事件。

·與配置管理相關(guān)的事件：對象創(chuàng)建事件、對象刪除事件、對象狀態(tài)改變事件和對象屬性值的改變事件。

·與故障管理相關(guān)的事件：設(shè)備告警事件、環(huán)境告警事件、通信告警事件、處理錯誤告警事件、服務(wù)質(zhì)量告警事件等所有設(shè)備或EMS可檢測到的故障。

· 與性能管理相關(guān)的事件：性能越限（TCA）事件。

·心跳上報事件：心跳上報事件，按一定的頻率上報心跳，可表示事件上報的通道連接正常。

4.2 統(tǒng)一配置模型

配置管理功能模塊主要提供網(wǎng)絡(luò)配置資源的存量查詢功能，是故障定位和性能數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)。主要的配置對象包括：網(wǎng)元、機(jī)架、機(jī)框、槽道、插盤、端口、子端口CTP、拓?fù)溥B接、內(nèi)部交叉以及保護(hù)組等對象。統(tǒng)一接口平臺要求各廠商的北向接口在提供配置數(shù)據(jù)時具備模型統(tǒng)一性和信息完備性，即使遇到廠商設(shè)備、北向接口升級，只要保證配置模型的一致性，該平臺都可以輕松地進(jìn)行統(tǒng)一管理。配置模型的要求主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

· 同一被管網(wǎng)管上的網(wǎng)元名稱不能重復(fù)，此網(wǎng)元名稱指的是將通過北向接口的nativeEMSName上報的名稱；被管系統(tǒng)上報的網(wǎng)元名稱要與其在本身界面上顯示的名稱保持一致（即使大小寫也需一致）；在未經(jīng)允許和批準(zhǔn)的情況下不能修改此名稱。網(wǎng)元名稱和設(shè)備的內(nèi)部ID一起構(gòu)成了網(wǎng)元對象的唯一性約束。

· 被管系統(tǒng)支持網(wǎng)管系統(tǒng)查詢機(jī)框配置信息，被管系統(tǒng)上報的機(jī)框信息中，必須精確描述設(shè)備機(jī)框在設(shè)備子架的具體位置，比如設(shè)備機(jī)框shelf=2表示在設(shè)備機(jī)架rack=1的第二個位置，那么shelf對象EquipmentHolder的值必須為rack=1/shelf=2（對于機(jī)框在機(jī)架的排列順序與被管網(wǎng)管的表述一致即可），如果不符合此規(guī)則，必須在上報機(jī)框的附加信息additionInfo中提供Sequence屬性，其取值為1/2（或者 2）。

· 被管系統(tǒng)支持網(wǎng)管系統(tǒng)查詢槽道配置信息，一方面上報對象名稱（name）中的取值 slot=[1,…,n]的 n，表示槽道在機(jī)框中的順序號；另一方面可以通過槽道對象中additionInfo.Seqence的取值為槽道編號。

· 插盤上與光纖連接的實體，必須作為端口上報，并且有相應(yīng)的類型，針對業(yè)務(wù)類型分為OTS、OMS、OCH、SCH、OSC和OP；對于把同一方向的收發(fā)一對端口作為一個端口上報的，在告警上報事件中處于線路側(cè)放大器上的告警，必須在附加信息additionInfo 中添加 name=“Location”，而取值 value=“IN”或者“OUT”。

·被管網(wǎng)管支持子端口CTP的查詢，對于無法與光纖一一相對應(yīng)的端口，或者是物理端口的子端口，或插盤內(nèi)部為內(nèi)部交叉而配置的邏輯端口，都作為CTP上報。

· 被管系統(tǒng)支持網(wǎng)管系統(tǒng)查詢保護(hù)組信息，附加信息additionInfo屬性中增加對詳細(xì)保護(hù)類型的描述，定義的name=“DetailPGType”，取值value為具體的保護(hù)類型，如 BLSR、MSP、SNCP。

·被管系統(tǒng)應(yīng)支持網(wǎng)管系統(tǒng)查詢各種類型的連接信息，連接信息分成兩大類——網(wǎng)元之間或者盤間的光纖連接、盤內(nèi)的交叉連接。

4.3 統(tǒng)一性能模型

統(tǒng)一接口平臺性能模型將從性能檢測、性能數(shù)據(jù)上報、歷史性能數(shù)據(jù)采集和性能門限管理4個方面進(jìn)行規(guī)范化，具體要求主要體現(xiàn)在如下幾點。

（1）統(tǒng)一映射性能參數(shù)，對于運營商的操作維護(hù)人員來說，只需要掌握規(guī)范后的統(tǒng)一性能參數(shù)，而不是數(shù)量繁多，隨不同設(shè)備類型、不同廠商有不同含義的廠商性能參數(shù)。

（2）對于無效的性能參數(shù)值，不是通過一個過大或者過小數(shù)值表示，而是通過下列方式表達(dá)。

· 在性能項 unit填寫 “Maximum”、“Minimum”、“Invalid”等標(biāo)識符號；

· 在性能值value填寫“65 535”或者“—”；

· 在性能項intervalStatus的取值為“Valid”才有效，其他的情況都視為無效。

（3）性能上報的時間以24 h制北京時間為準(zhǔn)，格式為“20121221235828.0”——表示2012年12月21日23點58分28秒。

（4）被管系統(tǒng)支持網(wǎng)管系統(tǒng)對任意指定的設(shè)備和端口進(jìn)行性能監(jiān)測，支持監(jiān)測的性能參數(shù)設(shè)置，這樣可以細(xì)化到確定端口給定參數(shù)的歷史性能數(shù)據(jù)采集，既可以減輕設(shè)備網(wǎng)管的負(fù)載，也可以降低網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，從而提高用戶獲取信息的效率。

（5）被管系統(tǒng)回送準(zhǔn)備好的歷史數(shù)據(jù)有兩種方式：一種是通過查詢操作即時響應(yīng)數(shù)據(jù)；另一種是通過批量數(shù)據(jù)傳送FTP以文件的方式返回。

4.4 統(tǒng)一故障模型

統(tǒng)一故障模型的最大特點在于根據(jù)最新TMF規(guī)范進(jìn)一步統(tǒng)一映射廠商告警信息，屏蔽各設(shè)備廠商的告警差異性。同時，除了要求被管系統(tǒng)具備主動向網(wǎng)管系統(tǒng)上報告警的功能外，還對告警上報做了如下的規(guī)范。

·每個被管系統(tǒng)的告警名稱要規(guī)范，不能同樣類型的大小寫不一樣。

·告警上報的數(shù)量應(yīng)該與設(shè)備網(wǎng)管上的數(shù)量一致，不能漏報，上報的信息應(yīng)有日志記錄。

·告警上報時間以24 h制北京時間為準(zhǔn)，與前文所說的性能要求一致。

統(tǒng)一故障模型的另一特點在于強化告警同步功能，即網(wǎng)管系統(tǒng)獲取被管系統(tǒng)中當(dāng)前所有的活動告警，可適用于但不限于以下情況：

·當(dāng)網(wǎng)管系統(tǒng)與被管系統(tǒng)建立管理連接時；

·當(dāng)網(wǎng)管系統(tǒng)與被管系統(tǒng)出現(xiàn)通信失敗并且恢復(fù)后；

·當(dāng)網(wǎng)管系統(tǒng)出現(xiàn)系統(tǒng)故障并且恢復(fù)后；

·當(dāng)主用網(wǎng)管系統(tǒng)與備用網(wǎng)管系統(tǒng)發(fā)生倒換時；

·當(dāng)用戶對網(wǎng)管系統(tǒng)顯示的告警與被管系統(tǒng)的告警狀態(tài)有疑問時。

被管系統(tǒng)應(yīng)至少支持按EMS和ME兩種粒度同步，且網(wǎng)管上已經(jīng)結(jié)束的告警系統(tǒng)同步時不應(yīng)再次上報。

5 統(tǒng)一接口平臺的應(yīng)用

統(tǒng)一接口平臺實施后，改變了目前接口開發(fā)的一對多模式，由綜合網(wǎng)管根據(jù)各廠商接口的不同，逐個通過適配的模式進(jìn)行接口開發(fā)，不但周期長，而且因為需要各設(shè)備廠商的配合才能完成升級，導(dǎo)致不必要的工程成本。統(tǒng)一接口平臺的推出，接口開發(fā)模式將變?yōu)槎鄬σ?，各設(shè)備廠商在新建干線或者升級干線版本的開發(fā)基于統(tǒng)一接口規(guī)范實現(xiàn)其接口，實現(xiàn)配置、告警、性能模塊的全部功能，并根據(jù)統(tǒng)一接口規(guī)范的信息模型和數(shù)據(jù)模型完成配置、告警、性能的統(tǒng)一映射，完成內(nèi)部的單元測試和集成測試。統(tǒng)一接口平臺推出的最終目標(biāo)促進(jìn)了干線網(wǎng)傳輸設(shè)備廠商北向接口在TMF基本標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上全面規(guī)范和統(tǒng)一。

平臺的實現(xiàn)使得不但可以快速接入設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，并且接口的數(shù)量快速下降，將來不需要再新增接口，前后對比如表1所示。

表1 統(tǒng)一接口實現(xiàn)前后維護(hù)情況對比

在中國電信WDM綜合網(wǎng)管工程中已經(jīng)進(jìn)一步就統(tǒng)一接口平臺進(jìn)行強化應(yīng)用，所有滿足和符合統(tǒng)一接口規(guī)范的廠商EMS北向接口在提供必要的接口描述文件 （一般是Corba平臺所要的IOR文件）后，可視為即插即用，直接可納入上層綜合網(wǎng)管進(jìn)行監(jiān)控和管理。在被管網(wǎng)管EMS北向接口提供配置、告警、性能模塊的前提下，相關(guān)信息可通暢地被WDM綜合網(wǎng)管獲取，從而保障中國電信維護(hù)人員快速高效地監(jiān)控整個中國電信WDM系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)運行情況。

1 TMFWhite Papers.http://www.tm forum.org

2 Kartalopoulos S V.DWDM:Networks,Devices,and Technology.Hoboken:Wiley-IEEE Press,2003

3 黃璘.國際電信標(biāo)準(zhǔn)組關(guān)注傳輸綜合網(wǎng)管建設(shè).電信網(wǎng)技術(shù),2004(14)

4 鄭暉,劉京京.傳輸綜合網(wǎng)管的建設(shè)思路.電信科學(xué),2004(5)

5 易武.傳輸網(wǎng)管系統(tǒng)設(shè)計及采集適配層南向接口實現(xiàn).北京郵電大學(xué)碩士學(xué)位論文,2012

6 鄭永哲.傳輸網(wǎng)管的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢研究.企業(yè)技術(shù)開發(fā),2011(11)