（通信与信息系统专业论文）gsmr综合网络管理系统研究与实现——故障管理.pdf

韭塞窑逗太鲎亟堂焦逾塞虫毫蝤墨 中文摘要 摘要：g s m r 是一种基于目前世界最成熟，最通用的公共无线通信系统g s m 平台上 的、专门为满足铁路应用而开发的数字式的无线通信系统。g s m r 通信系统在我国 铁路系统中的应用越来越广泛，为了进一步提高通信系统的可靠性和安全性，因 此，建立g s 卅r 综合网络管理系统也显得越来越必要。本论文就是围绕g s m r 综 合网络管理系统中的故障管理展开研究。 论文首先在介绍了电信管理网( t 洲：t e l e c o 珊u n i c a t i o n sm a n a g e m e n t n e t w o r k ) 和综合网络管理系统的概念和体系结构，然后从功能和体系结构两方面 入手，提出了g s m r 综合网络管理系统的结构模型。 在深入分析g s m - r 通信系统在故障管理的功能需求基础上，论文给出了告警 信息处理流程、告警功能模块的具体设计方案。 在允绍和分析q 3 接口基本概念和接口管理对象的描述方法基础上，论文提出 了g s m r 网络管理系统中q 3 接口的数据采集层告警信息采集器的设计，并给出了 采集器主要模块的实现。 关键词：g s m _ r ；t m n ；综合网络管理；q 3 接口 分类号：t p 3 9 3 0 7 韭峦窑适塞堂砸：髦位迨塞垦s ! b ! a b s t r a c t a b s t r c r ：g s m - ri sad i g i t a lw i r e l e s sc o m m u n i c a t i o ns y s t e mt om e e tt h en e e d so f m i l w a yd e v e l o p m e n t i t | sb a s e do ng s m ，w h i c h 括t h em o s tm a t u r ca n dm o s tc o m m o n p u b l i cw i r c l e s ss y s t e m a p p l i c a t i o no fg s m ri nr a i l w a yi se x p a n d e dq u i c k l yi nc h i n a i ti sm o r ea n dm o r ei m p o n a l l tt 0s e tu pas y s t e mt om a n a g eg s m ri n t e 伊a t e dn e t w o r k f o rc r c d i b i l i t ya n ds e c u r i t yo ft h es y s t e m b e c a u s eo ft h i s ，t h i sp a p e ri sm a j o ri nf h u l t m a n a g e m e n tr e s e a r c ho fg s m ri n t e g r a t e dn e 憎o r km a n a g e m e n ts y s t e m t h i sp a p e rf i r s ti n t r o d u c et h ec o n c c p ta n dm o d e io ft m n ( t e l e c o m m u n i c a t i o n s m a n a g e m e n tn e 押o r k ) s y s t e m ，t h e n ，a f t e rr e s e a r c h i n gt h ef i i n c t i o nm o d e ia i l ds t r u c t u r e m o d e lo f 删，am o d e lo f g s m rn e t w o f km a n a g e m e n ts y s t e mi sd i s c l l s s e d a f i e ra n a i y z i n gt h ef a u l tm a n a g e m e mn e e d so fg s m rn e m o r kt h ep a p e fd c s i 印 t h ep r o c e d u r e0 fa l a 吼p r o c c s sa n dt h ef l l n c t i o nm o d e i i ni t 0 ni n t t o d u c i n ga n da n a l y z i n gt h ec o n c 印to fq 3i n t e r f a c ea n dl i l a n a g e do b j e c t d e f i n i n gm e t h o d ，t h ep a p c rd i s c l i s s e sh o wi od c s i 印a n di m p l e m e n tl h ec o i l e c t o r0 f a l a r mi n f b 彻a t i o n k e y w o r d s ：g s m r ：t m n ： t n t e g r a t e dn e t w o r km a n a g e m e n t ； q 3i n t e r f a c e c l a s s n o ：卯3 9 3 0 7 致谢 本论文的工作是在我的导师李红辉高工的悉心指导下完成的，李红辉高工严谨的治学态 度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢三年来李红辉老师对我的关心 和指导。 李红辉老师莽 杨芳南老师悉心指导我们完成了实验室的科研工作，在学习上和生活上都 给予了我很大的关心和帮助，在此向李红辉老师和杨芳南老师表示衷心的谢意。 杨芳南老师对于我的科研工作和论文都提出了许多的宝贵意见，在此表示衷心的感谢。 住实验室： 作及撰写论文期间，刘开、黎永强、陈永杰，张方勇、李宁，王海滨、杨超 等同学以及刘真谤士对我论文中的研究工作给予了热情帮助。在此向他们表达我的感激之情。 另外也感谢家人，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业。 e复窑道太空亟堂位迨塞 i矗 1 引言 1 1论文背景 在我国，铁路是连接主要城市和偏远她区最为经济适用的货运和客运方式， 长期以来在我国交通运输体系中发挥着骨干作用。为了适应经济高速发展的需要， 我国提出了铁路跨越式发展的战略，目标是建设一个发达的铁路网，到2 0 2 0 年实 现铁路的信息化，使主要技术装备达到发达国家水平，从而为社会和经济的发展 提供可靠的后备支持。 近十年以来，我国铁路经历了重载运输、电气化改造、既有线提速、秦沈客 运专线建设等一系列的技术进步，推动了通信信号技术的发展。截至2 0 0 2 年底， 我国铁路营业里程已达7 1 9 0 0 k m ，位居世界第三位。在这样庞大的铁路交通运输网 中，要想大幅度提高铁路复线率、电气化率、自动闭塞比重，实现主要繁忙干线 客货分线运输，只能选择一种新的铁路数字移动通信技术。我国铁路正在朝高速 铁路、客运专线方向发展。经过几年的不断提速，我国铁路已形成1 3 0 0 0 k m ，速度 达1 2 0 1 6 0 k m h 的快速铁路网，广深线已达2 0 0 k m h ，秦沈客运专线运营速度达到 2 5 0 k m h 以上。未来5 至1 5 年，我国快速铁路和高速铁路将会有很大的发展。铁 路提速和客运专线网络化、智能化、综合化的行车调度指挥系统需要高度可靠、 高度安全、快速绥入的综合移动通信系统，以及透明、双向，大容量的车地问安 全和调度指挥的信息传输通道，而g s m - r 就能满足上面要求的一种移动通信系统。 g s 卅r 是一种专门为铁路设计的专业无线数字通信系统，是我国首次从欧洲引 进的移动通信铁路专用系统。最初开发g s 妒r 的原因是无线频率的利用效率较低， 铁路两络之同不同的通信系统的互操作性有限。1 9 9 2 年，欧洲铁路的主管组织u i c ( 国际铁路联盟) 认为，g s m 正在逐渐成为移动通信的实用标准，并发现g s m 的功 能能够为铁路的新型数字通信系统提供一个理想的平台。1 9 9 5 年，姗r a n e ( 欧洲 铁路移动无线电通信) 项目启动，e i r e n e ( 欧洲铁路综合数字移动通信网络) 制 定的标准得到认可，丌始生效。“1 g s m r 通信系统在我国铁路系统中扮演越来越重要的角色，是和它本身的价值 有关： ， 1 ) 通过采用开放的标准技术降低运营成本 使用最新的基于标准的g s i f r 设备，运营商能够大大减少基站的部署数量。一 些g s i r 的运营商在从模拟技术向g s m r 演进的过程中，已经实现了在基站数量减 少的前提下，可使用业务资源反而成倍的增加。标准的接口推动了g s m - r 网络之间 的互联互通，以及g s m _ r 运营商之间商务和运营规程的融合。基站的减少、运营效 7 e 塞 銮 适太 堂亟 堂僮造塞! 壶 率的提高为铁路运营带来了成本的节约。 2 ) 通过重复使用大量市场验证的技术降低投资成本 因为g s m r 是基于公众g s m 蜂窝通信技术，g s m r 的终端的价格远远低于纯粹 的专网无线技术( p m r p r i v a t em o b i i er a d j o ) 采用的终端。类似的成本节约通 用适用于g s m r 的网络平台，网络平台采用了大量市场验证过的产品，同对完全 适合铁路使用。这是选择g s m - r 技术建设新型铁路数字无线通信平台的决定性因 素。 3 ) 采用可持续发展的系统，为铁路设计用于铁路运营 采用g s m 的基础平台，欧洲电信联盟( e t s i ) 和欧洲综合铁路无线增强型网 络e i r e n e ( e u r o p e a ni n t e g r a t e dr a i l w a yr a d i oe n h a n c e dn e t w o r k ) 斗辱g s m r 特殊的接口进行了标准化工作，创建了开放的和全面互通的国际标准。与原有的 模拟系统相比，这给g s m _ r 带来了更具有竞争力的环境。推动着铁路运营成本的 节约。 g s m _ r 是为铁路设计的，并为铁路服务的系统。它开放的接口结构能够保证市 场上多厂家的产品能够集成为一个完整的系统。在公众移动网开发的新功能可以 很容易地集成到g s m r 系统中，而不需要额外的专用解决方案。这保证了投资的 安全性，同时保证了g s m r 系统与电信市场同步发展。 4 ) 提高高速铁路的安全性 g s m r 向铁路运营商提供了量身定做的系统，满足话音和数掘业务的通信需 求，并大大提高了高速铁路( 最高5 0 0 公里小时) 运营的安全性。g s m r 改善了 铁路职工的工作条件，增强了日常工作的安全性，运营商能够同时运营更多的列 车，提高列车的运行速度，减少列车晚点的情况，提高乘客的满意度。 同时，为了进一步提高通信系统的可靠性和安全性，建立g s 卅r 网络管理系 统也显得越来越必要。 1 2 论文研究内容及结构 论文第一章对论文背景进行介绍引出了撰写此篇论文的实际意义。 论文第二章主要介绍了g s 汁r 通信系统结构及其系统业务和相关网络规划。 论文第三章首先介绍了电信管理网( t 沁：t e l e c o m u n i c a t i o n s 、i a n a g e m e n t n e t w o r k ) 和综合网络管理系统的概念和体系结构，然后从功能和体系结构两方面 入手，提出了g s m r 综合网络管理系统的结构模型。 论文第四章在深入分析g s m - r 通信系统在故障管理的功能需求基础上，论文 8 j b峦銮逗 叁堂亟堂垃途塞 i l矗 给出了告警信息处理流程、告警功能模块的具体设计方案。 论文第五章在介绍和分析q 3 接口基本概念和接口管理对象的描述方法基础 上，论文提出了g s m r 网络管理系统中q 3 接口的数据采集层告警信息采集器的设 计，并给出了采集器主要模块的实现。 论文第六章对全文内容进行了总结。 1 3 论文期间的工作 在研究生论文期间，我参加了武嘉线综合告警系统和四川联通传输网综合网 络管理系统等工程项目的开发，并参与g s m r 综合网络管理系统等科研项目的工 作。深入学校网络管理的相关理论知识，阅读了大量关于t 涨和接口协议的资料 文章。 在四川联通传输网综合网络管理系统项目中，我主要负责告警数据处理及故 障业务规则等相关工作，积累了故障管理工作的经验。在g s m - r 综合网络管理系 统的科研项目中，我积极的学习和跟踪中q 3 接口协议的发展，尤其是q 3 接口技 术在移动网管中的应用进行了深入地研究和中肯的分析归纳。 通过多个网管系统项目的实践，使我不仅在理论上，增强了对t 姒的认识， 更重要的是积累了对大量的实际项目的开发经验。 9 e 峦銮道盘堂亟 掌位淦童l 呈l = _ 量l 生j 乞j 强 2 g s m r 通信系统 2 1系统结构概述 g s m r 系统由下列七个子系统组成：交换予系统( s s s ) 、基站子系统( b s s ) 、 通用分组无线业务系统( g p r s ) 、移动智能网系统( i n ) 、固定用户接入交换机( f a s ) 系统、运行与维护子系统( o m c ) 及终端子系统。如图2 一l 臣三 匝固回 m s c 圈回，圄 面习 倒 + 回围 困圈 囤囤网网 j 持设备等fi 持设备等j 图2 一lg m s r 系统结构示意图 2 1 1交换子系统( s s s ) 交换子系统s s s 包括：网关移动交换中心( g m s c ) ，移动交换中心( m s c ) 、访 问位置寄存器( v l r ) 、归属位置寄存器( h l r ) 、鉴权中心( a u c ) 、组呼寄存器( g c r ) 、 网络互联功能模块( 1 w f ) 、短消息中心( s m s c ) 、确认中心( a c ) 等设备。 2 1 2 基站子系统( b s s ) 基站子系统b s s 包括基站收发信机( b t s ) 、基站控制器( b s c ) 以及编译码和 1 0 硌| | 国一 臣 一 拳一 一甲p 警一 j e 塞銮通太堂亟堂僮论塞 qs 丛= b 遒造丞统 速率适配单元( t r a u ) 和小区广播短消息中心( c b c ) 等设备。 2 1 3通用分组无线业务子系统( g p r s ) g p r s 系统包括网关业务支持节点g g s n 、业务支持节点s g s n 、分组控制单元 p c u 、边界网关( b g ) 、计费网关( c g ) 、域名服务器d n s 、r a d i u s 服务器等设备。 2 1 4 移动智能网子系统( i n ) g s m r 智能网系统包括业务交换点( s s p ) 、智能外设( i p ) 、业务控制点( s c p ) 、 业务管理系统( s m s ) 等设备。 2 1 5 固定用户接入交换机( e a s ) 子系统 g s m r 固定用户接入交换机包括铁道部f a s 、铁路局f a s 、铁路分局f a s 及站 段f a s 。 2 1 6 运行与维护子系统( 0 m c ) o m c 包括无线网络管理子系统( o m c - r ) 、交换网络管理子系统( o m c s ) 、g p r s 网络管理子系统( 0 m c d ) 、直放站管理子系统( 0 j c 1 ) 、f a s 网络管理系统( o m c - f ) 。 跚c s 、o m 争r 、o m c g 、0 m c - t 、删子f 等通过外部接口，统一纳入更高层的管理。 2 1 7 终端子系统 包括固定终端、移动终端等设备。 a 固定终端 固定终端包括：调度终端、车站终端及其他用户电话机。 b 移动终端 移动终端由移动设备和s i 醒卡组成。移动设备包括车载台和手持台。s i m 卡 上存储与用户相关的所有身份特征信息、安全认证和加密信息等。 s 塞銮适叁堂亟堂僮诠塞 q5m = b适值丕筮 2 2系统业务概述 g s m _ r 系统不仅可以提供话音业务，而且可以提供数据业务，将来还可以提 供多媒体业务。 g s m - r 网络可实现的业务如下： 2 2 1 话音业务 点对点呼叫、点对点的紧急呼叫、广播呼叫、组呼叫、铁路紧急呼叫和多方 通话。 2 2 2 数据业务 短消息、电路交换数据传输和分组交换数据传输。 2 2 3g s m r 业务应用 采用g s m r 系统的功能寻址、基于位置寻址、组呼叫、广播呼叫、紧急呼叫 等功能，可以提供铁路运输指挥话音通信业务，包括列车、货运、牵引变电等调 度通信，也可提供站场、应急、施工养护和道口等专用通信。其中，调度通信业 务实现了传统的有线调度和无线调度“两网合一”，优化了网络，提高了性能，方 便了使用。 采用g s m r 电路连接或g p r s 方式的数据传输链路，可以为铁路运输指挥提供 数据通信业务，包括列车控制系统信息传送、机车同步控制信息传送、列尾信息 传送、调度命令传送、调车无线机车信号和监控信息传送、无线车次号传送、进 站停稳信息及接车进路信息的传送等数据通信业务。 系统开通后，还可以根据需求逐步增加旅客列车服务信息、车站编组场综合 移动信息系统、机车工况信息传输、线路监钡4 状态传输和g s m - r 场强监测数据传 输、。区间及站场各类监钡4 信息传输等数据通信业务。 2 】 2 2 4g s m r 网络及业务特征 g s m r 系统属于铁路运输指挥专用调度通信系统，因此其网络和业务具有调 度通信所网络要求的封闭性、安全性、可靠性和实时性特征。与外部通信网络进 j 斑銮遁盘堂亟堂位监塞 qsm ：珏垣壤丕蕴 行有限的互联互通，即为实现铁路运输指挥业务需要，与铁路专用电话网、铁路 各种m i s 信息网络互联互通，与公众通信网络的互联互通受到限制。 并且在g s m r 网络内部，应从技术和管理两方面保证各工种业务的封闭性。 2 3 核心网络规划 g s 卅r 核心网络包括移动汇接网和移动本地网。采用二级网络结构，即设立 移动业务大区汇接交换中心( t m s c ) 、移动交换中心( m s c ) 。如图2 2 ， ， ( m s c )( m s c ) f m s c l 图2 - 2 二级网网络结构图 2 3 1g s m r 移动汇接网规划 f m s c 移动汇接交换中心设置原则： i 、网络结构应尽量简单清晰，便于中继电路组织实施： 2 ，汇接局设置地点应便于话务汇接； 3 、兼顾技术经济的合理性，在采用先进技术的同时，尽量节省投资； 4 、便于维护管理。 2 3 2 移动本地网规划 a 移动本地网的组成 每个g s 肿r 移动本地网由移动交换中心( m s c ) 、网关移动交换中心( g m s c ) 1 3 e 塞奎道盔堂亟堂位诠变 qs 丛：b适篮丞纽 和归属位置寄存器h l r 等设备组成。 m s c 负责疏通移动业务本地网内移动用户的来去话务，g m s c 是g s i r 网络与 其他通信网络互联互通的关口局，可以单独设置，也可以与移动端局m s c 合设。 多个m s c 合用一个h l r 。 b m s c 设置 应结合具体线路g s m r 网络的覆盖范围、业务模型和用户容量等因素，并兼 顾远期相邻线路g s m r 网络建设，合理选择m s c 设置地点，提高交换设备利用率。 容量以初期用户预测为配置容量，远期可以平滑扩容。 本规划在t m s c 及铁路局所在地设置m s c ( 含v l r g c r 1 w f 等设备) ，并根据 实际需要在部分业务量大的分局所在地设置m s c ，预计2 7 个m s c 。具体工程建设 时由铁道部统一归口管理m s c 数量和设置地点。 c g 瞒c 设置 g m s c 与m s c 同址设置，作为与其他通信网问的互联互通点。网络建设初期网 关局由移动端局 i s c 兼任，当网络规模和业务量达到一定程度时，可考虑独立设 置。 d h l r 设置 网络发展初期在北京设置主用 1 l r ，在武汉设置备用 l r ，容量按照全网规划 容量总和的1 0 0 1 2 0 进行配置。 网络发展远期根据需要进行扩容和增设h l r 数量。 e 其他设备 在北京、武汉各设置l 套短消息中心( s m s c ) ，互为备用。与m s c 同址设置l 套确认中心( a c ) 。 2 4 信令网规划 2 4 1 信令网的建设方案 在g s m - r 网络采用n o 7 信令。从信令设备的容量、设备的改造升级及管理等 方面考虑，在g s m r 网络建设初期，采用信令直联方式。随着g s m r 时络的建设 和运行，根据实际需要建设独立的g s 卅r 专用n o 7 信令网。 2 4 2 信令网的等级结构 1 4 e 毫交适太堂题兰位途室昼s 丛：适筐丕红 信令网的等级结构主要取决于信令网所要容纳的信令点的数量，以及信令转 接设备的容量，同时还要兼顾经济性、管理灵活等因素。本规划采用二级信令网 ( s t p 和s p ) 结构方式。采用二级信令网结构，网路等级少。减少了信令的转接 次数和信令的传递时延，从而提高了信令的传输质量，因此信令网的质量和可靠 性得以提高。 2 4 3 信令网与g s m r 网的关系 g s m r 信令网与g s m r 移动交换网的汇接交换中心( t m s c ) 、本地移动交换 中心( m s c v l r ) 、移动关口交换中心( g 矾s c ) 归属位置寄存器h l r 、g p r s 网关支 持节点( g g s n ) 、g p r s 业务支持节点( s g s n ) 、智能网业务控制点s c p 等的对应关 系觅图弘3 。 图2 3 信令网与移动交换网的关系 2 5g s m r 网管系统整体建设和规划 倍令 活路 g s m r 的网管系统是铁道部或铁通公司t m n 框架中的一个专业网管，网管系 统的建设应遵照铁道部或铁通t 的相关体制规范。 g s m r 各级网管系统应提供基于标准的网管接口，以满足上级网管系统的网 络管理功能的需要。 2 5 1 网管系统等级结构 j 塞窒适盔堂亟堂垃盈窑 qs 丛：b 踅擅丕缢 建设g s m r 网络的二级网管系统，即铁道部网管中心和本地网管中心。 铁道部网管中心设置在北京。本地网管中心原则上个本地网集中设置一个 本地网管中心，宜与m s c 同址，可以根据需要设置远程维护管理终端。 2 5 2 网管系统的专业划分 a 本地网管中心 对设置在本地的所有网元设备的网元级管理，上发相关的告警信息、性能统 计数据、配置数据信息和有关报表，接受上级网管中心的指令对网元设备操作， 在铁道部网管中心建成之前，负责当地汇接交换机的管理。 0 孵包括无线网络管理子系统( 0 m c r ) 、交换网络管理子系统( o 托- s ) 、g p r s 网络管理子系统( o m c d ) 、直放站管理子系统( o m c - t ) 、f a s 网络管理系统( 0 m c _ f ) 。 无线网络管理子系统( 0 i c - r ) 负责无线子系统设备的性能管理、故障管理及 配置管理。交换网络管理予系统( 0 m c s ) 提供图形化界面( g u i ) ，负责交换子系 统设备的性能管理、故障管理及配置管理。g p r s 网络管理子系统( o m c d ) 主要对 通用分组无线业务g p r s 系统的各网络节点进行管理。直放站管理子系统( o m c _ t ) 采用广域网将所有隧道设备连接起来，负责管理主控单元、中继器、电源单元的 性能，故障报警，业务量统计以及配霞管理等。f a s 网络管理系统( f ) 一f ) 负责 f a s 系统设备的性能管理、故障管理及配置管理。 o m c s 、o m c r 、0 m c d 、o m c - t 、o m c f 等通过外部接口，统一纳入更高层的 管理。 g s m - r 系统所使用的传输网，同步网等支撑网络，由相应的专业网管负责。 b 铁道部网管中心 汇接各本地网管中心上传的主要告警信息，对全网重大网络故障的告警监视。 2 5 3 各级网管系统的通信 1 、 各级网管系统之问通过数据网进行通信。 2 、 本地网管系统与网元设备之间通过数据网或专线电路相连。 3 、各网管系统之间、网管系统和网元设备之间的接口技术规范应符合铁 道部网管系统接口标准。 g s m - r 各级网管系统应提供基于q 3 或c o r b a 的网管接口，并提供相应的网管 1 6 匙峦銮适盔鲎亟堂缱途塞q 墨丛：b迪篮丕统 接口文档，在g s m r 各级网管系统的验收中，网管系统接口的验收也应作为一项 非常重要的内容，对网管接口进行验证，以确保网管接口和相应的技术文档的一 致。 4 、i p 地址统一规划与分配 g s m - r 网络的各级管理系统都是基于t e p i p 的计算机系统，为了保证各网管 系统之间的互联互通，g s 卅r 各网管系统的i p 地址应进行统一的规划和分配。i p 地址的规划和分配应由全路网络管理中心统一负责。 1 7 j 峦銮适厶堂亟竺位迨塞鱼s 丛：8 囝鳌管壁丕统搓型 3g s m r 网络管理系统模型 3 1 电信管理网( t m n ) 3 1 11 m n 概述 电信管理网( t m n ：t e l e c o 砌u n i c a t i o n sm a n a g e m e n tn e t w o r k ) 是现代电信 技术和计算机技术相互渗透和融合的产物。t 州是国际电信联盟( i t u t ， i n t e r n a t i o n a lt e l e c o 砌u n i c a t i o nu n i o n t e l e c o r r 皿u n i c a t i o ns t a n d a r d i z a t i o n s e c t o r ) 提出的关于网络管理系统化的解决方案。 3 t m n 的目标是要最大限度地利用电信网络资源，提高网络的运行质量和效率， 向用户提供良好的电信服务。 t m n 是一种电信网的管理体系结构，包括了对网络的规划、指配、安装、维护、 运行和管理，以及对电信设备、网络及业务的管理等方面。t 心还提供各类管理系 统之| j 以及管理系统与电信网络各部分之闻的通信能力。同时，为了能够充分支 持国际和国内电信网的管理，一个t m n 系统还具备了与其它t m n 或准t 心实体之 间的通信能力。 t m n 的荩本概念就是提供一种有组织的体系结构，以实现各种操作系统( 0 s ， 0 p e r a t i o n ss y s t e m ) 与电信设备管理信息的交换。它们之帕j 的连接采用具备相互 认可的协议和标准接口的信息体系。t 蝌采用了o s i 网络管理的概念和体系结构。 建设f 乜信管理网的目的，就是要加强对电信网及电信业务的管理，实现运行、 维护、经营、管理的科学化和自动化。 3 1 21 m n 模型 t m n 的相关功能一般分为一般功能和应用功能两种。一般功能是传送、存储、 安全、恢复、处理及用户终端支持等。应用功能是指t m n 为电信网及电信业务提 供的一系列管理功能，主要划分为性能管理、故障管理、配置管理、计费管理、 安全管理。 为了便于对复杂的电信网进行管理，t m n 将管理功能划分为不同的逻辑层次结 构，从上到下依次为： 事务管理层( b m l ，b u s i n e s sm a n a g e m e n tl a y e r ) ： 业务管理层( s m l ，s e r v i c em a n a g e m e n tl a y e r ) ； 网络管理层( n m l ，n e t w o r km a n a g e m e n tl a y e r ) ； 1 8 g 塞窑道盘堂亟堂位谂塞 qs 丛：珏圜终簦垄丕笪搓型 网元管理层( e m l ，n e t w o r ke 1 e m e n tm a n a g e m e n tl a y e r ) ： 网元层( e l ，e 1 e m e n tm a n a g e m e n tl a y e r ) 。 如图3 1 图3 一lt 蚪的层次、功能和业务 如果足自上丽下工作，每层都对对下层都提出需求；如果足自下i 面上的工作， 每层都向上一层提供服务。 事物管理层 事物管理层是最高的逻辑功能层，对整个网络运营部门负责，由支持整个企 业决策的管理功能组成，以保证各项管理活动的协调一致。 业务管理层 业务管理层主要为已有的用户提供规定的服务，并为潜在的客户提供所需的 业务。 网络管理层 网络管理层是在网元管理层的基础上对整个网络进行管理，包括独立的和成 组的网元，通过对网络和服务管理层提出的“网络”需求的协调，提供管理网络 的功能。 网元管理层 网元管理层负责管理所有的网元，支持网元层提供的功能抽象。网元管理层 包含一组单元管理进程，各自响应来自网络管理层的调用，管理某一部分网元。 l - 网元层 1 9 b 壅窑适盔堂亟堂位丝塞堡墨丛：b 旦终蟹垄丞统搓型 网元层提供嘲n 所需的网络管理代理功能。 i t u tm 3 4 0 0 为每一层提供结构分析和功能详解。然而，这些确定信息模型 和接口的u - t 标准，主要集中在网元层的管理和连接资源上。直到近些年来， 人们还是很少关注t m n 的接口规范和信息模型。因此，很难在一个完整的业务事 件中应用该标准。 3 2基于1 m n 的综合网络管理系统 3 2 1 综合网络管理系统功能 通信网络管理的基本功能可分为故障管理、配置管理、性能管理、计费管理 和安全管理，实现了对网络管理对象的定义、配置，当前状态收集和监控等基本 内容。 通信网综合网络管理功能中，计费管理功能由运营支撑系统实现，综合网络 管理系统提供最基本的配置数据、故障、性能数据等数据材料，因此，在综合网 络管理系统功能中我们不做专门考虑。同时，在综合网络管理系统中，由于所管 理对象的范围广泛，数量巨大，同时复杂网间关系管理也是综合网络管理系统的 重要部分，因此我们将配置管理划分为配置管理和拓扑管理两部分，配置管理为 拓扑管理提供最基本的对象元素及对象操作功能，同时拓扑管理也为配置、故障、 性能、安全等管理功能提供一个友好盼鹱入方式。 通信网综合网络管理系统的管理功能也可分为五个方面：配置综合管理、故 障综合管理、性能综合管理、拓扑综合管理以及安全管理。虽然功能的名称与普 通专业网网网管系统功能相同，但具体每个功能更加突出了“综合”的特点。 a 配置综合管理 与专业网n m s 的配置管理相比，通信网综合网管系统的最大不同就是可以进 行跨专业网( 子网) 业务电路的管理，包括业务电路的提供，修改、删除等管理 功能。由综合网管系统负责业务电路的高层设计，即通过设计出终端设备、不同 专业网之间的连接链路、中间通过的专业网，来构造出一条端到端的业务电路。 高层设计完成之后下发各专业网n m s 进行专业网内部电路的设计，最终由各专业 网n m s 按照设计方案进行实现，完成跨不同专业网( 予网) 的业务电路的提供。 t 塞窑堑丕堂亟土 堂位i 金塞鱼苎丛= 基旦鳖耸理瑟统攥型 b 故障综合管理 通信网综合网络管理系统的另一个特点是可以进行各专业网网间故障和性能 数据的相关性分析。综合网管系统实时接收各专业网管系统上报的告警信息和性 能数据，利用各种关联性资源对接收到的告警信息和性能数据进行相关性分析、 处理，对网络中发生的故障进行定位诊断，找出根源故障发生的专业网，进行故 障恢复，降低网络故障对全网运行质量的影响。 故障综合管理包括各专业网故障收集和存储，故障的显示，故障的综合分析 与处理以及故障管理支持。 c 性能综合管理 综合网管系统收到各专业网网管系统上报的性能数据通知后，进行综合分析。 基本的分析方法有统计、摘要、日志等。在基本分析方法的基础上可以建立各种 性能管理的有关模型，进行较高层次上的分析，并将性能分析报告定期或按照要 求上报。 性能异常分析和处理是综合网管系统性能综合管理的重要内容。由于通信网 结构的复杂性，性能异常的分析处理也具有十分高的复杂度。 当一个专业网质量下降时，可能是该专业网自身造成的，也可能是别的专业 网的故障或者性能下降。因此综合网管系统性能异常分析的依据有：故障、性能 数据的关联性规则：连接性数据( 各专业网间的承载、互通关系等) ；告警信息； 性能数据；时间，等等。 d 拓扑综合管理 拓扑综合管理能够将各专业网的拓扑、以及专业网之间的关系以图形化的方 式显示出来，并为配置综合管理、故障综合管理、性能综合管理和安全管理提供 友好的业务接入方式。 拓扑管理能够以树状图、网络拓扑图和地理视图等形式显示所有专业网，能 够清晰地反映各专业网之间的承载、互通关系等。 e 安全管理 由于综合网络管理系统对各专业网管系统之间具有较高的操作权限，为保证 网管系统的正常运行和电信运营商的商业秘密，综合网管系统和各专业网管系统 都应该保证网管接口的安全性，它们之间的交互必须有安全可靠的交互协议，以 峦銮道盔堂亟堂熊途塞 鱼sm ：b 囵终笸理丕缝攥型 保证网管系统之间连接的安全性和网管信息的安全性。 3 2 2 综合网络管理的体系结构 综合网络管理系统是一个建立在1 m n 基础上的、既能满足客户当静需求，又 能满足未来新技术发展要求的网管系统。综合网络管理系统采取典型的三层结构， 如图3 2 所示。 综合网络管理系统 应用寝示层l 等嚣l 翟芝l 凳舞i 等量i ；l ，：性l e 粼处联 l 溅l 麓l 勰1 i l 适配接入堪 0 3 l o r 8 at c i l pjl f i h ，弦l i f 拜豫 i 图3 2 综合网管系统三层结构 1 适配接入层 该层的功能是将数据从下级网管系统或设备中采集到综合网管中。适配层可 将数据从各种网管接口中采集上来，无论该接口是标准接口还是非标准接口。 2 数据处理层 数据处理层完成数据的存储与处理，并实现消息处理等应用功能。 3 应用表示层 应用表示层完成综合网管系统的数据应用处理与表示功能，如拓扑显示、配 置管理、性能管理、各种统计、工单处理等，实现网管系统的用户接口。 2 2 e 塞交道塞堂亟堂位主垒塞堡5 丛= b 旦缝笪堡丕统攥型 3 3g s m r 综合网络管理系统模型 g s m r 的网管系统是铁道部或铁通公司t m n 框架中的一个专业网管，网管 系统的建设应遵照铁道部或铁通t m n 的相关体制规范。 其网络管理系统模型如图3 - 3 。 应用 服务 层 数据 处理 层 数据 采集 层 e m s 拓扑配置 故障性能 管理管理 管理管理 图3 3g s 卅r 网络管理系统模型 4g s m r 故障管理功能需求与设计 4 1g s m r 故障管理功能需求 故障管理是网管系统的基础功能部分之一，主要实现对全省移动通信网的故 障信息进行集中监视和管理。能够实现对告警数据的实时采集和集中监视，辅助 运维人员和值班人员快速地发现网络问题和定位故障，自动生成故障派送工单， 自动或人工向故障工单处理系统( 参见运行维护管理部分) 实现派送故障工单， 便于运维人员在最短的时间内解决网络故障问题。同时提供对告警信息的各种处 理功能，提供对历史告警信息的统计查询功能。 4 1 1 告警信息采集 网管系统支持对告警信息的实时采集，需要采集的告警包括： i ) 网元告警：实时采集h s t p 、l s t p 、t m s c l 、t m s c 2 、m s c v l r 、b s c 、h l r a u c 、 g m s c 、b t s 、s m p 、s c p 、s s p 、v c 等相关的告警： 2 ) 性能告警：当管理对象某项性能指标超出预先设定的范围时，系统将触发 性能越限( 或服务质量) 告警。 3 ) 自身系统告警： 通信连接告警：分两种情况，第一种是当某网元设备持续一定时间 不响应网管系统时，网管系统自动生成该网元设备的通信连接告警； 第二种是省级网管系统局域网内部网管终端与服务器的通信连接告 警： 服务器进程告警：系统进程异常、c p u 负荷过载等； 数据库告警、磁盘空间告警等。 4 1 2 告警显示控制 网管系统应能控制告警信息的显示，根掘用户需求设置告警显示的过滤条件， 只有符合条件的告警信息才显示给用户；应能查询、修改、取消这些过滤条件， 并应具备多条件( 逻辑与、逻辑或) 设置功能。告警显示过滤仅是告警信息的屏 幕显示过滤，在拓扑图上不再显示屏蔽后的当前告警事件，不应影响任何告警事 件的上报及其存储，也不影响对告警事件的查询和统计。 网管系统可查询到的告警信息内容如下表所示： 告警信息参数， s 参数说魄- 告警号 告警记录流水号 告警对象发生告警的对象标识 告警对象类型发生告警的对象类型 告警类型 告警的类型 告警级别告警级别描述 告警原因告警的原因描述 告警原始类型 由网元报上来的告警原始类型 告警原始级别 由网元报上来的告警原始级别 告警原始原因 由网元报上来的告警原始原因 告警发生时间告警发生时间 告警确认时间告警确认时问 告警清除时间告警清除时闻 告警确认者告警确认人用户名 告警清除者告警清除人用户名 是否确认告警是否被确认 活动状态未清除告警为当前告警，已清除告警为历史 告警 告警对象详细说明发生告警的对象告警详细描述 4 1 3 告警处理 告警处理包括：告警查询与统计、告警确认与清除、告警前转、告警重定义、 告警压缩、告警升级、告警相关性分析、告警信息同步、告警存储、备份与删除 以及故障工单自动生成等功能。 a 告警查询与统计 网管系统能根据告警源、告警级别、状态、类型、产生时间等组合条件对告警 信息进行查询和统计。查询统计结果可以报表、图形( 直方图、曲线图、饼图等) 等方式显示，并可将其进行存储和输出打印，应允许用户设置输出条件，输出目 的地和告警输出方式( 如打印机，文件等) 。 e 塞塞适盔翌亟堂僮迨塞 qs 丛：e 敛陛簋垄功能奄盔芝退让 b 告警确认与清除 网管系统应提供告警确认功能，包括自动确认和手动确认两种方式。告警自动 确认包括某些低级别的告警采集上来后自动确认、告警取消时的自动确认等。 同时，网管系统应能给操作员提供根据告警源、告警级别、状态、类型、产生 时间等组合条件对告警信息进行确认的手段，系统应记录手动确认者的身份。 网管系统应提供告警清除功能，包括自动清除和手动清除。网管系统能根据收 到的告警清除信息自动清除对应的活跃告警，还可根据相关性设置决定是否将相 关的低级别告警同时自动清除。 同时，网管系统也可根据告警源、告警级别、状态、类型、产生时间等组合条 件对告警进行手工清除，应记录手动清除者的身份。 告警清除后，当前活跃告警显示窗口中应删除相应记录，历史告警列表增加相 应记录。处于清除状态的未确认的告警，称为锁定告警。锁定告警保留在历史告 警列表中，并应有相应图标显示。 c 告警重定义 为了便于网管系统对网元特定告警信息进行监视、统计和分析，网管系统应支 持用户对告警的重定义功能，包括为告警事件指定告警级别、重新分配告警级别、 重新进行告警分类等功能。网管系统提供界面，可以由用户对告警重定义的条件 进行灵活配置。 d 告警相关性分析 网管系统应支持对告警信息做进一步的综合分析。网管系统能够提供基本的告 警相关性规则或由用户定义相关规则，对入库的告警信息按规则迸行相应的告警 相关性分析。 网管系统可根据告警的关联规则，推测出一组告警中的决定性告警，定位故障 的真正原因和产生点，使用户获知故障所影响的业务情况和设备链路信息，并 形成故障信息记录。网管系统提供对故障信息记录的人工录入、确认、填充功能， 并完成对于故障信息记录的汇总、统计、输出。根据告警相关性分析输出的故障 信息记录可直接用于生成故障工单。 e 告警信息同步 告警同步是把网管系统显示的当前告警状态与被管系统的当前告警状态进行 核准，应有人工和自动两种核准模式。核准结束后，应给出一致性报告，然后由 用户选择与谁同步。在同步操作开始后，应对用户提示执行进度。 f 告警存储备份与删除 网管系统应具有对历史告警信息的存储、备份与删除功能。 网管系统能自动将超过告警保存时间的历史告警记录进行备份和删除。 网管系统也能提供界面，用户可根据告警源、告警级别、状态、类型、产生时 间等组合条件对告警记录进行手工备份和删除。 g 故障工单生成 网管系统应支持自动生成故障工单，用于向故障工单处理系统提供数据，实现 故障工单自动和手工派送。故障工单处理措施参照运行维护管理章节的故障工单 管理部分。 4 2g s m r 故障管理功能设计与实现 4 2 1 告警对象注册 告警流程在配置管理已经完成数据采集和配置的基础上进行。所有子网管系统 的数据通过接口适配器适配后再进入数据库，并进行相应逻辑的处理，划分好对 象的层次关系。由于综合网管系统的数据来自多个子网管系统，各子网管管理的 对象在各自内部唯一的标识在综合网管系统上可能不再唯一，因此在配置数据的 采集过程中所有对象都会分配一个综合网管内唯一的标识。 为了使告警发生时网管系统能获得该告警对象的唯一标识，定位到相应的对象 并在拓扑图上进行显示，所有可能发生告警的对象都应该事先在数据库中的对象 表中注册，告警通知到达时先到对象表中取得该告警对象在综合网管系统内的唯 一标识。 4 2 。2 告警数据采集与原始数据处理 当各子网管下某个设备发生异常或者故障时，子网管提供的接口将产生一个或多个 告警通知，并将通知发送至接口适配服务器。接口适配服务器将对接收到的原始数据进 行处理。因为各子网管的生产厂家不同、通信协议不同，所以其原始数据在格式和信息 量上可能都有一些差别，我们需要在接口适配服务器