GSM网络管理系统及其设计.doc

GSM网络管理系统及其设计摘要 本文首先介绍了TMN的原理,然后给出了从通用接口标准继承产生具体接口标准以及用GDMO和ASN.1描述管理信息模型的方法,最后举例说明了如何设计GSM网管系统。关键词 电信管理网移动通信网网络管理GSM1前言 电信管理网(TMN)是一种用于通信网络管理的系统,它非常适合多种设备类型、多种业务、开放式的环境。目前国际电信联盟已通过一系列关于TMN的建议,并已给出了同步数字传输体系(SDH)、宽带综合业务数字网等领域的TMN标准 但尚未给出移动通信方面的相关标准;而欧洲电信标准协会(ETSI)却已于1994年通过了用于GSM(全球移动通信系统)网络管理的GSM12系列标准。本文将介绍如何根据TMN和GSM12系列标准来设计GSM网络管理系统。2 GSM移动通信网GSM是数字蜂窝移动通信系统的一种主要制式,它的主要功能元素有:移动台(MS)、基站子系统(BSS)、移动业务交换中心(MSC)、归属位置寄存器(HLR)、访问位置寄存器(VLR)、设备标识寄存器(EIR)、鉴权中心(AUC)、操作维护中心(OMC).由于数字移动通信网比固定网和模拟移动通信网复杂,因此管理和维护更为重要.GSM网需要通过网络管理中心(NMC)来实施集中管理,统筹整个网络.这样GSM网络才能更好地发挥自身的潜能,并与其它网络协同工作,这就要用到TMN的管理思想. 3电信管理网 首先,TMN是一个网,也就是说管理工作由一个网络系统完成;其次,TMN将管理网和电信网分开,再通过数字通信网(DCN)将它们连接。TMN的结构源于开放系统互连(OSI)结构,OSI将资源分为管理系统和被管理系统两部分,管理功能分布在管理系统的管理进程和被管理系统的代理进程中,由它们协同工作完成管理任务。从图1可以看出,管理进程实施控制、指示和监视,它向代理进程发出执行操作的请求,也接收代理进程送来的通知;代理进 程被指定控制和监视,它接受管理进程的请求,并给管理进程送通知。管理进程和代理进程之间通过OSI七层协议通信,交换管理信息。TMN继承和发展了OSI,在功能结构上有运行系统功能(OSF)、网络单元功能(NEF)、协调功能(MF)等功能块和各种参考点。把功能结构映射到物理结构上,于是就有了运行系统(OS)、网络单元(NE)、各种接口、协调器及Q适配器等。在参考点上,各功能块之间交换管理信息,从参考点向两边看,各种资源都被模型化,用面向对象的信息描述方法建模,管理信息模型(MIM)是TMN的基础和关键。总之,TMN运行系统功能采用逻辑分层结构分为5层:网络单元层(EL)、网络单元管理层(EML)、网络管理层(NML)、业务管理层(SML)、事务管理层(BML)实现了OSI的5个管理功能:性能管理(PM)、配置管理(CM)、故障管理(FM)、安全管理(SM)和账务管理(AM)。 用TMN管理电信网的优势在于:可以用统一的思想和体系管理各种电信网,而且可以覆盖电信网的整个生命周期,既能支持传统电信网,又能支持不断融入新技术、提供新业务的新型电信网,如GSM网. 4 GSM网络管理系统的设计 GSMMS(GSM网络管理系统)是管理GSM网的网管系统,它工作在前面谈到的NMC上,与GSM中的各个OMC协同工作。下面就具体介绍一下我们设计GSMMS的具体步骤。要设计某种电信网的管理系统,首先要遵循TMN的概念和标准,如图2所示,从图中可以看出 各种运行系统功能(如配置管理功能、性能管理功能)、各种网络单元功能(如基站控制器网元功能、移动业务交换中心网元功能等)、协调功能以及它们之间的关系。其次要考虑实际网络的特点,我们在设计GSMMS时,考虑到移动通信网的移动用户管理(MSM)功能,把它放在TMN的配置管理中。这样,GSMMS的5个功能就具体为:配置管理对GSM的设备配置和小区配置进行监视和管理以及负责移动用户的注册、查询等;性能管理负责采集、分析处理BSC、BTS、MSC等的测量数据,并根据结果采取必要的管理;故障管理包括对BSS、VLR等的告警监视、状态监视和故障检测;账务管理包括对移动用户主、被叫及漫游的计费和费率管理;安全管理包括对MSC、EIR等的安全监测、安全控制和安全告警。 第三,采用管理功能实体化方法,对应5个功能域,共设计5个管理功能实体。另外考虑到系统有效管理和通用性,设计若干个支撑功能实体,如数据库管理功能、通信接口功能、系统安全注册功能等。功能实体化之后,可以灵活地配置在不同的物理实体中,如PM、FM、SM可放于一个物理实体,各物理实体通过数字网相连。 第四,系统中的信息交换至关重要,于是在管理信息模型中引入管理对象(MO)的概念。MO实际上是从管理的角度出发,用共同的、抽象的观点看待资源,它采用封装技术,对外而言,只有边界是可见的,其执行部分是隐藏的,通过界面来表示资源的功能及行为。管理和代理之间的所有通信,用一致的操作和通知进行。为了适应各种技术,TMN的管理信息模型既通用又灵活。GSMMS中用到OSI管理信息模型定义的管理对象类(MOC)、TMN通用网络信息模型定义的适用于各种电信技术和业务的MOC以及用于GSM的具体的MOC。第五,采用继承的方法定义具体的MOC。这与面向对象技术(OO)的继承思想一致,子类继承其父类的属性、操作等,并扩展自身的一些特性。继承为管理信息建模提供了一种强有力的机制,有利于实现信息重用和维护信息一致性。继承的对象类通过管理对象定义准则(GDMO)中的MOC模板定义。GDMO中共有9种模板: MOC模板、包模板、行为模板、属性模板、属性组模板、通知模板、动作模板、参数模板和命名链模板。最后用抽象文法表示ASN.1对属性、动作、通知进行文法描述。下面仅以配置管理为例说明上述方法。 在GSM系统开始安装和初始化时,配置管理功能把所有NE介绍给OS,为各种功能提供初始化数据和相应软件。在系统投入运行后,运营者不断得到各种反馈信息,如业务量与当前网络的设计不相符合、某些参数要调整或要安装新设备等,这时运营者就需要修改系统配置。另外,为了对网络配置有总的了解,还需要进行配置监视以及对配置的变化进行记录。为了完成这些功能需要定义许多MOC。管理信息库(MIB)中有表示GSM硬件配置的gsmEquipment、软件配置的rePlaceSoftwareUnit等、逻辑配置的gsmManagedFuction、bts、frequen cyHoppingSystem等,这些用于GSM的具体的MOC都是从OSI和TMN的MOC中继承产生的,图3是与GSM配置管理有关的MOC继承树。做到这一步,即完成了数据类型描述,再加上处理流程描述,实际上就设计出GSMMS。若要真正实现,还需要在某些软件平台上,借助一些标准接口、编译器等,辅助人工编码,再经过测试,最后就能得到一个实用系统。 这样设计出的GSMMS由于采用先进的国际 标准,保证了本系统与其它采用相同标准的系统的 互通、互连、互操作,这是实施全网综合管理的基 础。另外,还采用了先进的面向对象(OO)技术,从现 实事务中抽象出对象及对象类,易于重用及维护;采 用基于SNMP(简单网络管理协议)或CMIP(公共 管理接口协议)的网管平台,保证了系统应用软件的 质量,提高了开发效率;系统模型设计采用功能实体 设计;软件设计采用层次结构,方便实现并便于维 护。 但GSMMS毕竟只是我们应用TMN概念和 标准于GSM移动通信网的一个尝试,值得研究的 问题还很多,这里介绍的一些思想和方法,仅供大家 参考。