（企业管理专业论文）基于移动综合告警系统的跨专业告警关联研究.pdf

摘要 现代通信网通常由传输、接入、交换、数据、动力等专业系统和网络组成， 对多专业网络环境的综合管理是目前网络管理领域研究的重点。其中，网络综合 故障管理作为通信网络日常维护的基础，对网络正常运行起着举足轻重的作用。 当网络出现故障时，各专业网会产生一系列告警，只有对这些告警事件进行 相关性分析，才能确定网络故障发生的根本原因。 但是，由于多专业通信网络环境的复杂性，及时、深入、准确地进行告警相 关性分析相对复杂。首先，一个专业网络中某处故障不仅会引发同一专业网络下 其他设备产生告警，而且可能引发关联专业网络产生告警，产生滚雪球式的爆发 性告警数量增长现象。同时，这种告警数量的加大会导致大量无用和重复的告警 产生，不仅没有增加故障处理所需的有效信息量，而且干扰了维护人员的分析视 线，致使分析网络告警相关性、确定告警的根本原因、进行故障定位的难度加大。 因此，迫切需要找到一种多专业网络环境下告警相关性分析的有效方法。 本文在分析了多专业网络结构和多专业告警分类的基础上，提出了一种适用 于多专业网络环境下的告警相关性分析方法，即基于模型的分析方法，并在多专 业网络环境下建立了分析模型。最后，设计和实现了多专业网络告警相关性分析 系统，对所提出的方法进行了实践验证。 关键词：多专业通信网：故障管理；告警相关性分析；分析模型；跨专业告 警关联 a b s t r a c t m o d e mc o m m u n i c a t i o nn e t w o r ki sv e r yc o m p l e x , a l w a y si n c l u d i n gt r a n s m i s s i o n ， a c c e s s ，e x c h a n g e ，d a ma n dp o w e rs y s t e ma n dn e t w o r k t h em u l t i p l es p e c i a l i t y i n t e g r a t e dn e t w o r km a n a g e m e n ti st h ek e y s t o n eo fn e t w o r km a n a g e m e n tf i e l d a st h e b a s i so fn e t w o r kd a i l ym a i n t e n a n c e ，f a u l tm a n a g e m e n th o l d st h eb a l a n c eo fn e t w o r k o r d i n a r yr u n n i n g af a u l ti nn e t w o r km a yr e s u l ti nas e r i e so fa l a r m s ，b u tn o ta l lo ft h ea l a r m s i n d i c a t et h ef a u l t s oi ti sn e c e s s a r yt oa n a l y z et h ea l a r mr e l a t i v i t y , i no r d e rt oc o n f i r m t h er o o tc a u s eo ft h ef a u l t h o w e v e lb e c a u s eo ft h ec o m p l e x i t yo fm u l t i p l es p e c i a l i t yn e t w o r k , t h et i m e l y , d e e pa n de x a c ta l a r mc o r r e l a t i o na n a l y s i si sa c c o r d i n g l yc o m p l e x f i r s t l y , af a u l ti na k i n do fs p e c i a l i t yn e t w o r km a yr e s u l ti nn o to n l ya l a r m so fo t h e re q u i p m e n t si nt h e s a m en e t w o r k , b u ta l s oa l a r m so fo t h e rr e l a t i v es p e c i a l i t yn e t w o r k s ，w h i c hb r i n g st h e i n c r e a s i n go fa l a r m s a tt h es a m et i m e ，t h en u m b e ro fa l a r m si n c r e a s i n gb r i n g sl o t so f u s e l e s sa n dd u p l i c a t ea l a r m s ，w h i c hd o e sn o ti n c r e a s et h ev a l i di n f o r m a t i o nf o rf a u l t d e a l i n g ，b u td i s t u r bt h en e t w o r km a i n t e n a n c e s oi t i s h a r dt o a n a l y z ea l a r m c o r r e l a t i o na n dc o n f i r mf a u l t s n o wi ti sv e r yn e c e s s a r yt of i n dav a l i dm e t h o do f a l a r mc o r r e l a t i o na n a l y s i si nm u l t i p l es p e c i a l i t yn e t w o r k b a s e do na n a l y z i n gm u l t i p l es p e c i a l i t yn e t w o r ks t r u c t u r ea n da l a r mc l a s s i f i c a t i o n ， t h i sp a p e rb r o u g h tf o r w a r dam e t h o do fa l a r mc o r r e l a t i o na n a l y s i si nm u l t i p l e s p e c i a l i t yn e t w o r k , w h i c h i sm o d e l b a s e da n a l y s i sm e t h o d ，t h e ns e tu pa l a r m c o r r e l a t i o na n a l y s i sm o d e l s ，f i n a l l yd e s i g n e da n di m p l e m e n t e da na l a r mc o r r e l a t i o n a n a l y s i ss y s t e mt ov e r i f yt h em e t h o d k e y w o r d s ：m u l t i p l es p e c i a l i t yc o m m u n i c a t i o nn e t w o r k ；f a u l tm a n a g e m e n t ；a l a r m c o r r e l a t i o na n a l y s i s ；a l a r mc o r r e l a t i o na n a l y s i sm o d e l ；m u l t i d i s c i p l i n a r y a l a r mc o r r e l a t i o n 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得叁鲞蠢堂或其他教育机构的学位或证 书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：多匙李 签字日期： 2 矿口7 年5 月砂日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解墨洼盘鲎有关保留、使用学位论文的规定。 特授权鑫鲞盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名：秋孥 导师签名： 签字日期：幻彬，年5 月2 日 彳勿伤纲 签字日期：z 彩产g 月日 第一章绪论 第一章绪论 1 1 研究背景、目的和意义 随着中国电信业迅猛发展，以及国内3 大通信运营商重组和3 g 牌照的发放， 国内各通信运营商面对越来越激烈的竞争。为了提高市场竞争力，国内运营商开 始将经营重点由重视网络规模建设逐步转向重视网络管理体系建设，以实现面向 客户、面向业务的优质服务。 国内各通信运营商的传统网络运维管理模式是按专业组成监控班组，各负责 某一专业若干网管，该模式已经不能满足市场需求，具体表现在：多专业、多厂 商、多平台网管分散管理，造成人力资源浪费，运维成本增加；缺乏对告警数据 进行集中处理的方式和手段，存在漏警和误警，响应速度慢、服务质量差，难以 提升网络运营效益；告警没有和客户及资源关联，难以实现告警关联、业务及客 户影响分析，以及对不同客户的差异化服务；告警与故障处理流程没有关联，不 利于实现故障处理的“一点受理、闭环管理”，难以对运维工作和人员进行电子 化管理与考核；各专业网管系统的告警信息各自分离，形成多个“信息孤岛”， 难以对运维质量分析、改进以及对后台支撑和前台业务提供有效的信息支持。 面向通信行业的综合化集中维护系统可以很好地解决上述问题，其功能框架 大体上与专业网管系统类似，只是在全网的层面上运行，并在此基础上提供一定 的服务和管理支持手段。综合化集中维护系统能够把一个异构的分散管理的网络 系统统一管理起来，实现对现有异构的软件系统、硬件系统的集成应用，提升了 通信行业的运维效率，降低了行业运行成本；并且日益成熟的相关软件技术也为 综合化集中维护系统的有效实施提供了可靠的技术保证。 本地通信网综合化集中维护系统的总体目标是构建一个统一的技术处理平 台，汇集各专业网管系统的数据，实现只需在一个值班席位上，就能掌握各专业 所有网元的运行状况，采用图形、人声、文字、短信等多种方式对故障自动告警， 自动生成电子工单并进行调度，实现电子工单的自动受理、流转和执行，建立起 实用、有效的综合化集中监视与调度管理平台：实现综合性本地通信网或专业通 信网运行状态的集中监视、集中告警、性能分析，故障的一点受理、集中调度、 集中维护、闭环管理、统计考核，创建一种全新的通信网综合化集中维护模式。 本地通信网是由大量设备与链路相互连接组成的，其中一个部件的故障可能 关联多个设备和链路，从而引发大量衍生的告警。同时相关的网络监控中心又必 第一章绪论 须在最短的时间内准确定位故障点，根据故障原因发布故障单，并派遣维修人员 修复故障。因此，为保证快速、准确的发现、定位并处理故障，必须应用先进的 计算技术，研究和开发告警相关性分析机制，通过告警相关性分析生成告警树， 快速、准确地分析出衍生告警和根告警，这是建设本地通信网综合网管的核心任 务之一。 1 2 国内、外研究综述 国外通信行业起步较早，早在多年前国外就已经正式进入了3 g 网络商用阶 段。其对相应的技术及管理手段都已经相对比较成熟。在故障管理方便，国外早 已进行了深入研究。并在告警关联研究上结合了数据仓库，数据挖掘，及高效的 数学分析模型，在告警关联乃至跨专业关联方面都取得了不错的效果，为运营商 的日常运维工作提供了有效保障。进一步优化了管理流程，节约了运维开支。 国内通信业起步相对较晚，对应的技术及管理普遍上相对国外存在较大差 距。我们需要进一步研究中国国情下的管理特殊性问题，形成有中国特色的管理 流程体系，寻找适合的技术解决方案。为中国电信业快速发展提供有力保障。随 着国内通信业快速发展，简单的故障集中管理已经难以适应今后的管理要求，为 了实现故障快速定位，提高故障处理效率，为用户提供高效的服务，各专业间的 告警研究显得格外重要，实现跨专业故障管理应用，将进一步提升告警系统的智 能化运维程度，提升企业综合竞争力。 1 3 研究思路与创新点 本文首先对各专业告警特点进行分析，深入了解各专业告警特性。通过长时 间生产实际调研，以业务为主体，总结出适合实际管理需要的应用方案。 本文创新性的提出了在综合告警基础上，结合各专业告警自身特点及各专业 资源信息。挖掘各专业资源信息的相互关系，建立跨专业资源关系模型，打破各 专业告警之间无法关联的壁垒，实现以跨专业资源模型为依托，跨专业告警关联 在综合告警系统上的应用。 第二章移动通信网与网管 2 1 通信网 2 1 1 通信网定义 第二章移动通信网与网管 通信网是为公众提供信息服务完成信息传递和交换的通信网络，通信网所提 供的信息服务也就是通常所说的通信服务。 2 1 2 通信网分类 通常把通信网分为业务网、传输网和支撑网。其中，业务网面向公众提供通 信业务，包括公共电话交换网、分组交换网、帧中继网、数字数据网、综合业务 数字网、i p 网、智能网等；传输网可以通过光纤、微波和卫星等传输方式为不 同服务范围的业务之间传送信号；支撑网支持业务网和传输网的正常运行，包括 信令网、同步网和管理网。业务网、传输网和支撑网间的关系如图2 1 所示n 3 。 图2 一l 业务网、传输网和支撑网间的关系 第二章移动通信网与网管 2 2 通信网组成 通信网是由一定数量的节点和连接节点的链路相互有机地组合在一起，以实 现两个或多个规定节点间信息传输的通信体系比1 。现代通信网按专业划分为五种 主要系统和网络：传输网、接入网、交换网、数据网和动力系统。由五大专业网 络系统的一种或几种，结合上层业务系统就构成了目前常见的复杂的多专业混合 的通信网络。多专业混合通信网拓扑结构复杂，网络间关联关系密切，下面分别 分析几大专业网以及专业网间的关系。 2 2 1 传输网分析 2 2 1 1 传输网网络结构 由传输链路及传输设备组成的传递信息的网络称为传输网。 目前发展最快，应用最广的是s d h 传输网。s d h 传输网是由一些s d h 传输设 备组成，在光纤上进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的网络。 s d h 传输网的网络分层结构如图2 - 2 所示： 图2 - 2s d h 传输网分层结构图 传输线路位于传输网的最底层，是传输数据的介质。传输线路之上运行着各 种传输设备，s d h 网传输设备有终端复用器( 1 m ) 、分插复用器( a d m ) 、再生中继 器( r e g ) 和同步数字交叉连接设备( d x c ) 等。这些传输设备具有数据信号放大、复 用、再生等功能，并且能够实现支路之间的交叉连接。最上层的电路负责处理传 输网的业务逻辑。 第二章移动通信网与网管 传输网的三层结构中，下层网元对上层网元都是一种承载关系。承载层网元 出现故障会影响被承载层网元的正常运行。 根据传输网的网络结构，可以分析出传输网可能的故障产生源以及故障产生 对本网络的影响，最终分析出传输网告警根原因判定的基础。 2 2 1 2 传输网可能的故障产生源 由s d h 传输网网络结构可知，s d h 传输网可能的故障产生源为传输线路( 光 纤) 和各种传输设备。 传输线路受环境突发的破坏事件的影响会出现线路中断故障。 传输设备经常会发生设备宕机和运行异常等故障。如，设备所处环境的温度、 湿度等条件变化都可能会导致设备宕机或出现异常；设备供电中断也会导致设备 出现宕机；维护人员的误操作也可能导致设备出现异常。 2 2 1 3 传输网告警类型 根据通信网告警分类标准，并结合告警相关性分析的需要，可将传输网告警 进行如表2 1 的分类： 表2 - i传输网告警类型表 通信网告警标准类型传输告警类型 服务质量告警 设备告警 通信告警 环境告警 处理错误告警 服务质量告警 传输设备宕机告警 传输设备异常告警 通信中断告警 通信异常告警 环境告警 动力中断告警 动力异常告警 处理错误告警 1 服务质量告警 传输网中的服务质量告警是指传输数据过程中的性能指标没有达到或超 过预先定义指标值时的所产生的告警事件，表明传输网服务质量下降。 2 设备告警 为了便于告警相关性分析，在传输网中，可将标准设备类型告警细分为 第二章移动通信网与网管 两类： a ) 传输设备宕机告警 传输设备宕机告警是指传输设备故障导致设备停止工作产生的告警。这 类告警一般能够直接标识故障。 b ) 传输设备异常告警 传输设备异常告警是指传输网中设备运行异常产生的告警。常见的传输设 备异常告警有c p u 告警、时钟告警等。 3 通信告警 为了告警相关性分析的需要，在传输网中可将标准通信告警细分为两类： a ) 通信中断告警 通信中断告警指传输网传输电信号或光信号过程中发生中断产生的告 警。 b ) 通信异常告警 通信异常告警指传输网传输电信号或光信号过程中发生异常产生的告 警，常见的通信异常告警有信号丢失、信号劣化、帧丢失、帧失步、复帧丢 失、帧定位丢失、误码率越限等。 4 环境告警 可将传输网中的标准环境类告警细分为三类： a ) 环境告警 环境告警是指传输网网络设备或线路所处的环境的温度、湿度、烟感等 指标超过要求的数值时产生的告警。这些环境指标出现超标时会影响网络的 正常运行。常见的告警有温度告警、湿度告警、烟感告警等。 b ) 动力中断告警 动力中断告警是指传输网电源供给中断所产生的告警。这类告警通常由 传输设备电源故障或动力传输线路故障导致。 c ) 动力异常告警 动力异常告警是指传输设备电源运行异常所产生的告警，常见的动力异常 告警有电压过高、电压不足、电流过高、电流不足、负载过高等。 5 处理错误告警 传输网中的处理错误告警是指传输系统软件处理错误所产生的告警。 2 2 1 4 传输网故障对本网络的影响 当传输线路出现中断故障时，其承载的传输设备必然会出现通信中断，并且 会间接导致上层网络业务发生中断。 第二章移动通信网与网管 例如，当传输设备出现宕机故障时，信号无法传输，上层的网络业务必然出 现中断；当传输设备出现运行异常时，信号可能会中断，也可能会部分丢失，导 致上层的网络业务出现中断或异常。 2 2 1 5 传输网告警根原因判定的基础 由以上对传输网可能的故障产生源和故障产生对本网络的影响分析，可以得 到传输网告警根原因判定的基础： 其一，当传输线路上出现告警时，由于传输线路是故障产生源，可以判定此 告警为根原因告警，可以进行故障定位。 其二，当传输设备卜出现告警时，此告警叮能是根原因告警也可能不是。需 要首先判断告警是否由传输设备本身故障导致，如果是，则判定此告警为根原因 告警，如果不是，需要分析承载它的传输线路上是否发生故障，确定根原因。 其三，当电路层出现告警时，由于它不是故障产生源，所以可以判定此告警 不是根原因告警，需要分析承载它的传输设备和传输线路上是否发生故障，以确 定根原因。 2 2 2 接入网分析 2 2 2 1 接入网网络结构 接入网包括本地交换机与用户端设备之间的所有实施设备与线路，通常由业 务接入设备、用户传输线等部分组成。接入网负责将电信业务透明地传送到用户， 即用户终端通过接入网的传输，能灵活地接入到不同的电信业务节点上。接入网 的网络结构如图2 - 3 所示： l 旺卜 i a e t 、 传移 接入设备 l l 旺r ne t i 图2 - 3 接入网网络结构图 在图2 - 3 中，t e 为各种业务的用户终端设备，e t 为本地交换机；业务接入 设备负责接收交换或数据网中的各种电信业务数据，并将业务数据分类整理，再 第二章移动通信网与网管 传递给各个用户终端：用户传输线负责传输业务数据。 接入设备和用户传输线之间是一种承载关系，用户传输线承载着接入设备， 是接入设备和业务网络以及用户终端通信的媒介。处于承载层的用户传输线的故 障会影响到被承载层的接入设备的正常运行。 根据接入网网络结构，可以分析出接入网可能的故障源和故障产生对本网络 的影响，最终推断出接入网告警根原因判定的基础。 2 2 2 2 接入网可能的故障产生源 由接入网网络结构可知，接入网可能的故障产生源为接入设备和用户传输 线。 接入设备经常发生的故障包括设备宕机和运行异常。由于设备所处环境的温 度、湿度等条件变化，可能会导致设备宕机或出现异常；设备供电中断会导致设 备出现宕机；维护人员的误操作也可能导致设备出现异常。 用户传输线受环境突发破坏事件的影响会发生中断故障。 2 2 2 3 接入网告警类型 根据通信网告警分类标准，并结合告警相关性分析的需要，将接入网网告警 进行如表2 2 的分类： 表2 - 2接入网告警类型表 通信网告警标准类型接入告警类型 服务质量告警 设备告警 通信告警 环境告警 处理错误告警 服务质量告警 传输设备宕机告警 传输设备异常告警 通信中断告警 通信异常告警 环境告警 动力中断告警 动力异常告警 处理错误告警 1 服务质量告警 接入网中的服务质量告警是指接入网数据或话音业务传输过程中的性能 指标没有达到或超过预定义的指标值所产生的告警事件。常见的服务质量告 第二章移动通信网与网管 警有话音干扰告警、视频信号不清告警等。 2 设备告警 为了便于告警相关性分析，接入网中，可将标准设备类型告警细分为两 类： a ) 接入设备宕机告警 接入设备宕机告警是指接入设备故障导致设备停止工作产生的告警。这 类告警一般能够直接标识故障。 b ) 接入设备异常告警 接入设备异常告警指接入设备运行异常产生的告警。常见的设备异常告 警有c p u 告警、时钟告警等。 3 通信告警 为了便于告警相关性分析，接入网中，可将标准通信告警细分为两类： 通信中断告警和通信异常告警。 a ) 通信中断告警 通信中断告警是指接入网传输业务数据过程中发生中断而产生的告警， 常见的通信中断告警有语音中断、数据信号中断等。 b ) 通信异常告警 通信异常告警是指接入网传输业务数据过程中发生异常产生的告警，常 见的通信异常告警有信号丢失、信号劣化、帧失步、复帧失步、对端帧失步 等。 4 环境告警 为了便于告警相关性分析，在接入网中，可将标准环境类告警细分为三 类： a ) 环境告警 环境告警是指接入网网络设备或线路所处的环境的温度、湿度、烟感等 指标超过要求的数值时产生的告警，这些环境指标出现超标时会影响网络的 正常运行。常见的告警有温度告警、湿度告警、烟感告警等。 b ) 动力中断告警 动力中断告警是指接入网电源供给中断所产生的告警。这类告警通常由 接入设备电源故障或动力传输线路故障导致。 c ) 动力异常告警 动力异常告警是指接入设备电源运行异常所产生的告警，常见的动力异 常告警有电压过高、电压不足、电流过高、电流不足、负载过高等。 5 处理错误告警 。 第二章移动通信网与网管 接入网中的处理错误告警是指接入系统软件处理错误所产生的告警。 2 2 2 4 接入网故障对本网络的影晌 当用户传输线出现中断故障时，以其为数据传输媒介的接入设备必然发生通 信中断，间接导致用户终端发生通信中断。 当接入设备出现宕机故障时，业务数据无法传递到用户终端设备，导致用户 终端设备发生通信中断；当接入设备出现运行异常时，业务数据可能无法传输， 也可能会丢失部分数据，导致用户终端设备可能会出现通信中断或通信异常。 2 。2 2 5 接入网告警根原因判定的基础 由以上对接入网可能的故障产生源和故障产生对本网络的影响的分析，可以 得到接入网告警根原因判定的基础： 其一，当用户传输线出现告警时，由于用户传输线是可能的故障产生源，可 以在本网络内判定此告警为根原因告警。 其二，当接入设备上出现告警时，需要首先判断告警是否由接入设备本身故 障导致，如果是，则判定此告警为根原因告警，如果不是，需要分析承载它的用 户传输线上是否发生故障，确定告警根原因。 其三，当用户终端设备出现告警时，由于它不是故障产生源，所以可以判定 此告警不是根原因告警，需要分析与其相连的用户传输线或接入设备是否发生故 障，确定根原因。 2 2 3 交换网分析 2 2 3 1 交换网网络结构 交换网是指传统的电话交换网，网络中传输的是话音业务。交换网由本地交 换机、汇接交换机及它们之间的中继链路群构成，网络结构如图2 - 4 所示： 第二章移动通信网与网管 图2 - 4 交换网网络结构图 在交换网网络结构中，本地交换机连接接入网或用户终端，汇接交换机连接 不同的交换子网，当通信网覆盖多个省市乃至更大范围时也称为长途交换机，交 换机之间的线路称为中继链路。 中继链路承载着各个交换机，负责交换机之间的数据通信：本地交换机与汇 接交换机之间通过中继链路互连。 根据交换网网络结构，可以分析出交换网可能的故障产生源以及故障产生对 本网络的影响，进而最终推断出交换网告警根原因判定的基础。 2 2 3 2 交换网可能的故障产生源 由交换网的网络结构可知，交换网可能的故障产生源有本地交换机、汇接交 换机和交换中继链路。 本地交换机或汇接交换机经常会发生设备宕机或运行异常等故障。当交换机 供电中断时，会出现宕机故障；当交换机所处的环境条件发生恶劣变化时，如温 度过高或湿度过大，可能会导致交换机出现宕机故障或运行异常；维护人操作也 可能导致交换机出现异常。 交换中继链路受环境突发破坏事件的影响会出现链路中断故障。 2 2 3 3 交换网告警类型 根据通信网告警分类标准，并结合告警相关性分析的需要，可将交换网告警 进行如表2 3 分类： 第二章移动通信网与网管 1 服务质量告警 交换网中的服务质量告警是指交换网话音业务传输过程中性能指标没有 达到或超过预定义的指标值所产生的告警。 2 设备告警 为了便于告警相关性分析，在交换网中，可将标准设备类型告警细分为 两类： a ) 交换设备宕机告警 交换设备宕机告警是指交换设备发生故障导致设备宕机产生的告警。这 类告警一般能够直接标识故障。 b ) 交换设备异常告警 交换设备异常告警是指交换设备运行异常产生的告警。常见的设备异常 告警有c p u 告警、时钟告警等。 2 通信告警 为了便于告警相关性分析，交换网中，可将标准通信告警细分为两类： a ) 通信中断告警 通信中断告警是指交换网话音传输过程中发生中断产生的告警。 b ) 通信异常告警 通信异常告警是指交换网话音传输过程中发生异常产生的告警，常见的 通信异常告警有语音信号丢失、语音信号劣化等。 3 环境告警 为便于告警相关性分析，在接入网中，可将标准环境类告警细分为三类： 第二章移动通信网与网管 a ) 环境告警 环境告警指交换网网络设备或线路所处的环境的温度、湿度、烟感等指 标超过要求的数值时产生的告警，这些环境指标出现超标时会影响网络的正 常运行。常见的告警有温度告警、湿度告警、烟感告警等。 b ) 动力中断告警 动力中断告警是指交换网电源供给中断所产生的告警。这类告警通常由 交换设备电源故障或动力传输线路故障导致。 c ) 动力异常告警 动力异常告警是指交换设备电源运行异常所产生的告警，常见的动力异 常告警有电压过高、电压不足、电流过高、电流不足、负载过高等。 4 处理错误告警 交换网中的处理错误告警是指交换系统软件处理错误所产生的告警。 2 2 3 4 交换网故障对本网络的影响 当交换网中继链路出现中断故障时，以其为数据传输媒介盼交换机必然发生 通信中断，导致交换网所承载的业务发生中断。 当交换机出现宕机故障时，此交换机关联的交换网段上的业务会发生中断， 间接可能导致相关交换网段业务发生中断。 当交换机出现运行异常时，此交换机负责交换的业务数据可能会出现丢失或 通信中断现象。 2 2 3 5 交换网告警根原因判定的基础 由以上对交换网可能的故障产生源和故障产生对本网络的影响的分析，可以 得到交换网告警根原因判定的基础： 其一，当交换中继链路出现告警时，由于中继链路是可能的故障产生源，可 以在本网络内判定此告警为根原因告警。 其二，当交换机上出现告警时，此告警可能是根原因告警也可能不是。需要 首先判断告警是否由交换机本身故障导致，如果是，则判定此告警为根原因告警， 如果不是，需要分析承载它的中继链路是否发生故障，确定告警根原因。 其三，当交换网业务节点出现告警时，由于业务节点不是故障产生源，所以 可以判定此告警不是根原因告警，需要分析承载这些业务节点的交换机和中继链 路上是否发生故障，确定根原因。 2 2 4 数据网分析 第二章移动通信网与网管 2 2 4 1 数据网网络结构 数据网是指数据交换网，链路上传输的是数据业务。目前最常见的数据交换 网有a t m 交换网和i p 交换网。 a t m 交换网将用户信息组织成固定长度的信元，并采用异步传输方式。i p 交 换网是在a t m 网上传送i p 分组的网络，它将i p 分组封装成a t m 信元在a t m 网中 传输。 以a t m 网为例，与传统的电路交换网相似，a t m 网也是由一系列交换机和中 继链路组成。网络结构如图2 - 5 所示： 图2 - 5a t m 网网络结构图 本地a t m 交换机也称为接入交换机，作为用户数据接口，负责把用户数据转 化为a t m 信元，以便在a t m 网络中快速传输。汇接a t m 交换机也称为节点交换机， 在广域a t m 网络中交换数据，同时也作为不同a t m 子网的连接设备。交换机之间 通过数据网中继链路进行数据传输。 数据网中继链路与交换机之间是一种承载关系，中继链路承载着交换机之间 的数据通信：交换机之间是一种互连关系。 根据数据网网络结构，可以分析出数据网可能的故障产生源，以及故障产生 对本网络的影响，最终能够分析出数据网告警根原因判定的基础。 2 2 4 2 数据网可能的故障产生源 由数据网的网络结构可知，数据网可能的故障产生源有本地数据交换机、汇 第二章移动通信网与网管 接数据交换机和数据网中继链路。 本地数据交换机或汇接数据交换机经常会发生设备宕机或运行异常等故障。 当数据交换机供电中断时，会出现宕机故障；当数据交换机所处的环境条件发生 恶劣变化时，如温度过高或湿度过大，可能会导致交换机出现宕机故障或运行异 常；维护人员的误操作也可能导致交换机出现异常。 数据网中继链路受环境突发破坏事件的影响会发生链路中断故障。 2 2 4 3 数据网告警类型 常见的数据网是a t m 网和i p 网，本文以a t m 网为例介绍数据网常见告警 类型。根据通信网告警分类标准，并结合告警相关性分析的需要，将a t m 网告 警进行如表2 - 4 的分类： 表2 - 4a t m 网告警类型表 通信网告警标准类型a t m 告警类型 服务质量告警 设备告警 通信告警 环境告警 处理错误告警 服务质量告警 a t m 交换设备宕机告警 a t m 交换设备异常告警 通信中断告警 通信异常告警 环境告警 动力中断告警 动力异常告警 处理错误告警 1 服务质量告警 a t m 网中的服务质量告警是指传输业务数据过程中的性能指标没有达到 或超过预先定义指标值时的所产生的告警。 2 设备告警 为了便于告警相关性分析，在a t m 网中，可将标准设备类型告警细分为 两类： a ) a t m 交换设备宕机告警 a t m 交换设备发生故障导致设备宕机产生的告警。这类告警一般能够直 接标识故障。 b ) a t m 交换设备异常告警 第二章移动通信网与网管 a t m 交换设备异常告警是指设备运行异常产生的告警。 3 通信告警 为了便于告警相关性分析，a t m 网中，可将标准通信告警细分为两类：。 a ) 通信中断告警 通信中断告警是指a t m 信元传输过程中发生中断产生的告警。 b ) 通信异常告警 通信异常告警是指a t m 信元传输过程中发生异常产生的告警，常见的通 信异常告警有信元丢失、帧丢失、复帧丢失、复用层告警、光通道层告警、 v c 告警、v p 告警等。 4 环境告警 为了便于告警相关性分析，a t m 网中，可将标准环境类告警细分为三类： a ) 环境告警 环境告警指a t m 网网络设备或线路所处的环境的温度、湿度、烟感等指 标超过要求的数值时产生的告警，这些环境指标出现超标时会影响网络的正 常运行。常见的告警有温度告警、湿度告警、烟感告警等。 b ) 动力中断告警 动力中断告警是指a t m 网电源供给中断所产生的告警。这类告警通常由 a t m 设备电源故障或动力传输线路故障导致。 c ) 动力异常告警 动力异常告警是指a t m 设备电源运行异常所产生的告警，常见的动力异 常告警有电压过高、电压不足、电流过高、电流不足、负载过高等。 5 处理错误告警 处理错误告警是指a t m 设备系统软件处理错误所产生的告警。 2 2 4 4 数据网故障对本网络的影响 当数据网中继链路出现中断故障时，其承载的数据交换机必然发生通信中 断，间接导致数据网所承载的业务发生中断。 当数据交换机出现宕机故障时，此数据交换机关联的数据网段上的业务会发 生中断，间接可能导致相关数据网段的业务发生中断。当数据交换机出现运行异 常时，此数据交换机负责交换的业务数据可能会出现丢失或通信中断现象。 2 2 4 5 数据网告警根原因判定的基础 由以上对数据网可能的故障产生源和故障产生对本网络的影响的分析，可以 得到数据网告警根原因判定的基础： 第二章移动通信网与网管 其一，当数据中继链路出现告警时，由于数据中继链路是可能的故障产生源， 可以在本网络内判定此告警为根原因告警。 其二，当数据交换机上出现告警时，此告警可能是根原因告警也可能不是。 需要首先判断告警是否由数据交换机本身故障导致，如果是，则判定此告警为根 原因告警，如果不是，需要分析承载它的数据中继链路是否发生故障，确定告警 根原因。 其三，当数据网业务节点出现告警时，由于业务节点不是故障产生源，所以 可以判定此告警不是根原因告警，需要分析承载这些业务节点的数据交换机和中 继链路上是否发生故障，确定根原因。 2 2 5 多专业网络关系分析 2 2 5 1 多专业网络网间关系分析 多专业网络的总体结构如图2 - 6 所示。 图2 - 6 多专业网络结构图 从层次上划分，传输网和接入网属于物理层：交换网和数据网属于业务层， 是各种业务的承载主体；动力系统属于支撑层，为各种网络设备提供动力支持。 各种专业网络和业务系统之间主要存在着承载关系和关联关系。具体概括如下： 1 承载关系 ， 传输网为交换网、数据网和接入网提供了数据传输线路，这三种网络架 设于传输网之上，因此传输网和它们是一种承载关系。动力系统为其他专业 网络设备提供电源动力，因此与其他网络之间也是一种承载关系。这种承载 第二章移动通信网与网管 关系的确定有助于分析专业网间的告警相关性，承载层网络发生故障会影响 到被承载层网络的正常运行，这样当被承载层网络中的告警无法在本网络内 确定根原因时，可以在其承载层网络继续寻找根原因。 2 关联关系 接入网与交换网或数据网连接，负责把交换网或数据网中的业务传递给 终端用户，因此接入网和交换网或数据网之间是一种关联关系：交换网中的 话音业务可以转换为数字信号通过数据网传输和交换，这时交换网和数据网 之间也是一种关联关系。这种关联关系的确定同样有助于分析专业网间的告 警相关性，某专业网出现故障在一定条件下会影响到与其关联的专业网，这 样某告警无法在本网络内确定根原因时，可以分析与其关联的专业网，确定 告警根原因。 2 2 5 2 多专业网络网元间关系分析 传输网的传输线路与交换网和数据网的中继链路以及接入网的用户线传输 系统是一种承载关系，是后者的数据传输媒介，负责将低速的电信号转化为传输 网光信号快速传输。处于承载层的传输线路发生故障时会影响到被承载层的中继 链路和用户线传输系统的正常运行，因此当被承载层的中继链路或用户线传输系 统产生告警时，如果在本专业网内不能确定告警根原因，可以分析其承载层的传 输网线路是否发生故障，确定根原因。 交换网中的本地交换机作为接入设备获取交换网业务数据的网关，与接入网 的接入设备是一种互连关系。利用交换网本地交换机和接入设备之间的关系，可 以在交换网和接入网之间分析告警相关性。由于本地交换机的故障会影响到与其 相连的接入设备，所以当接入设备的告警无法在本网络内确定根原因时，可以分 析与其相连的交换网本地交换机是否发生故障。 数据网中的本地数据交换机作为接入设备获取数据网业务数据的网关，与接 入设备是一种互连关系。利用数据网本地交换机和接入设备之间的关系，可以在 数据网和接入网之间分析告警相关性。由于本地数据交换机的故障会影响到与其 相连的接入设备，所以当接入设备的告警无法在本网络内确定根原因时，可以分 析与其相连的数据网本地交换机是否发生故障。 同时，数据网本地数据交换机也可以连接交换网本地交换机，将交换网中的 话音信息封装为数据网信元，以便在数据网中快速传输话音业务。由于数据网本 地交换机的故障会影响到与其相连的交换网本地交换机，所以当本地交换机的告 警无法在本网络内确定根原因时，可以分析与其相连的数据网本地交换机是否发 生故障。 第二章移动通信网与网管 动力系统中的电源连接各种专业网络设备，为网络设备提供动力支持。动力 电源故障会导致受其供给的专业网设备的正常运行，基于此，可以在动力系统中 寻找专业网设备的告警根原因。 2 3 传统网管模式 2 3 1 传统网管结构 现代网络管理系统虽然引入了计算机和网络化管理，但仍然处于传统网管思 想指导下，将整个通信网络划分为不同的专业网，并在此基础上建立了如接入网、 传输网、交换网等不同网络的专业网管系统，对各个专业网进行管理。这种管理 理念是通过对不同的专业网设置不同的监控平台，监控与管理本专业网络中的设 备及其运行情况。 2 3 2 传统网管的缺陷 - 由于传统的网管系统是对不同的专业网设置不同的监控管理系统，并只对本 专业网络进行管理，因此缺乏统一的目标。由于系统设计方法的不一致，导致这 些网管间很难完全兼容与互通，造成各网的运行状态数据和管理信息不能共享。 而现代网络间的互通日益频繁，某个专业网中若出现故障，可能会影响其他专业 网络的性能或产生故障。这种传统网管方式使得对整个网络的故障分析与处理有 较大难度，影响全网的协调运行。 其次，随着网络规模的不断扩大，网上设备的种类和数量也不断地增加，整 个网络的复杂性日益提高，多厂商问题非常突出。由于各种网络和设备缺乏统一 的接口标准和规范，给网管系统的建设带来了很大的困难，主要体现在： 一是：由于多厂商设备的异构网络采用各自独立的面向设备的厂商网元管理 系统( e m s ) ，造成管理困难，操作复杂，同时由于各网元管理系统相互独立，互 不兼容，无法实现信息共享，缺乏对数据网进行集中监控的手段。即没有一个可 跨多厂商域和子网的集中视图。对于跨不同厂商设备和跨地区的电路业务的监控 必须分别通过各自的网元管理系统分段进行，过程复杂且效率较低。 二是：传统的网络管理是基于各网元管理系统实现的，在功能上主要实现了 网元管理层的功能，没有面向业务的管理功能，是面向设备的管理而不是以客户 为中心的管理。因此故障信息都是基于设备而无法与业务和客户相关联。在故障 监控方面很难做到主动监控，目前主要还是接受申告的被动维护。 鉴于以上缺陷，现代网络设计思想采用了系统控制的概念，将整个网络视为 第二章移动通信网与网管 一个相互连接与系统构成的模型，其目标就是从更高层次上实时监测网络运行状 态及控制各子网资源。 2 4 通信管理网t m n 2 4 1t m n 的定义及目标 通信管理网的基本概念是提供一个有组织的网络结构，以取得各种类型运行 系统( o s s ) 之间、运行系统与通信设备之间的互连，采用商定的标准协议和信息 接口进行管理信息交换的体系结构。它是一个完整的独立的管理网络，是各种不 同应用的网元管理系统或专业网管系统按照t m n 标准接口互联而成的网络。因此 t m n 是在有限的节点上与通信网接口，与通信网间是管理网与被管理网的关系。 通信管理网的目标是最大限度的利用通信网络资源，提高网络的运行质量和 效率，向客户提供良好的通信服务。它是建立在基础通信网络和业务之上的管理 网络，是实现各种通信网络与业务管理功能的载体。 2 4 2t m n 的组成 删是采用标准协议和信息接口将各类操作系统和通信设备互连起来进行 信息交换，实现其管理功能的网络。由操作系统( 0 s ) 、工作站( w s ) 、数据通信网 ( d c n ) 和代表通信设备的网络单元( n e ) 等组成，t m n 的组成结构如图2 - 7 所示舾1 。 图2 - 7 t m n 的组成及与通信网的总体关系 因此，t m n 的组成从应用角度也可以看作是将通信网上运行的专业网的网管 系统互连起来，构成一个统一的综合网络管理系统，即把电话网、移动通信网、 第二章移动通信网与网管 分组交换网、宽带网、接入网、智能网等不同的网络和业务的管理都纳入到统一 的t m n 管理范畴。 2 4 3t m n 的功能 t m n 的管理功能可以采用功能集来描述。这些功能集形成了网络管理功能的 五大类：配置管理、性能管理、故障管理、帐务管理、安全管理。 1 故障管理 包括告警监控、测试、故障隔离和故障恢复等功能。被监控的告警根据其严 重程度分为不同的级别，告警中还可能包含告警产生的原因。一个新产生的告警 总是处于活跃状态，直到它被清除为止。告警管理能提供当前所有活跃告警的汇 总信息。故障测试包括例行测试和诊断测试。此外，故障的检测和隔离也非常重 要，它使管理系统可以利用告警相关度和分析测试等信息和手段来探察故障可能 发生的位置和原因，以便采取措施去修复故障或减少故障的影响。 2 配置管理 监视和控制资源以及业务的状态，并且在网络上增加删除资源，或是当某 个资源的某些特性改变的时候，由代理向管理者发出事件通知。根据对资源的不 同状态和含义，以及在这些状态之间迁移时可能发出的事件通知，在此基础上调 整网络的配置。 3 性能管理 监视