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移动传输资源电路调度关键技术研究 摘要 随着通信用户的不断增长，传输网络规模不断扩大，网络种类及 网上传输设备类型日益增多，传输电路数目激增。在大多数电信企业 中，电路调度依赖网络管理人员的经验和网络熟知度，以固定的流程 通过人工调度方式传发到各操作单位来完成。 但是，随着传输网的日趋庞大复杂，传输电路业务的多样化，网 络管理人员已经无法实时、准确地了解全网资源及资源的使用情况， 有效地动态更新资源、提高资源利用率、快速调整网络以实现对市场 需求的快速反应。因此，各大电信运营商渴望借助新技术，改善当前 电路调度方式和复杂度。 本论文以某移动通信公司传输电路资源为数据来源，对人工电路 调度系统进行了探讨，主要对系统功能和调度流程进行了总结归纳。 针对人工调度方式的缺点，在电路调度系统中引入自动搜索算法，研 究与设计出一种自动电路调度系统。通过自动电路调度系统，电信运 营商可以清晰、全面的掌握网络资源状况，尽快的开通电路，完善电 路调度及管理流程，提高网络的有效性和可靠性，向企业内外客户提 供良好的网络组织支持和快捷的调度服务。 在对课题背景进行简述后，本文首先研究了电路调度系统相关技 术。其次，深入分析了电路调度系统的功能和调度流程。接着，文章 给出了基于人工调度算法的电路调度系统设计与实现。然后，结合电 路调度系统的实际应用，文章分析与对比了多种自动搜索算法的性 能，并选择最优算法应用于电路调度系统中。最后，文章总结了应用 自动搜索算法的电路调度系统的特色、不足和优化方法，指出了电信 网传输电路调度管理系统的未来展望和应用前景。 关键词传输电路资源电路调度系统人工调度算法自动搜索算法 t h ek e yt e c h n o l o g yi 己e s e a r c h i nc 己c u 哩td i s p a t c h n 、i gi nt ra n s m i ss i o n r e s o u r c es y s t e m a b s t r a c t a sc o m m u n i c a t i o nc u s t o m e r si n c r e a s e ，t r a n s m i s s i o nn e t w o r ks c a l e e x p a n d sr a p i d l y , n e t w o r kv a r i e t y a n dt h et r a n s m i s s i o n e q u i p m e n t d i v e r s i t yl e a d st oal a r g ea m o u n to ft r a n s m i s s i o nc i r c u i t s i nm o s to f t e l e c o me n t e r p r i s e s ，c i r c u i td i s p a t c h i n gl i e so no p e r a t o r s e x p e r i e n c ea n d n e t w o r kf a m i l i a r i t y , w h i c hi se x e c u t e db yw a yo fm a n u a ld i s p a t c h i n gi na f i x e df l o w h o w e v e r , a st r a n s m i s s i o nn e t w o r ke n l a r g e sc o m p l e xa n dc i r c u i t s e r v i c e sv a r y , n e t w o r ko p e r a t o r sa r en o ta b l et oa c q u i r et h er e s o u r c ea n d s i t u a t i o n so ft h ee n t i r en e t w o r ks i m u l t a n e o u s l ya n da c c u r a t e l y , t ou p d a t e r e s o u r c e sd y n a m i c a l l ya n di m p r o v er e s o u r c e su t i l i z a t i o nr a t i oa n da d j u s t n e t w o r kr a p i d l y t h e r e f o r e ，t e l e c o mo p e r a t o r sa r ee a g e rt or e f o r mc u r r e n t d i s p a t c h i n gm e t h o da n dc o m p l e x i t yb yn e wt e c h n o l o g y t h ep a p e ri sb a s e do nt h et r a n s m i s s i o nc i r c u i tr e s o u r c e sd a t af r o ma m o b i l ec o m m u n i c a t i o n c o r p o r a t i o n i t t a l k sa b o u tm a n u a lc i r c u i t d i s p a t c h i n gs y s t e m ，m a i n l ys u m m a r i z i n g a n d c o n c l u d i n gs y s t e m f u n c t i o n sa n dd i s p a t c h i n gf l o w s i na l l u s i o nt ot h ed i s a d v a n t a g eo f m a n u a ld i s p a t c h i n gm e t h o d ，t h i sp a p e rd e s i g n sa na u t oc i r c u i td i s p a t c h i n g s y s t e mb yi m p o r t i n ga u t os e a r c h i n ga l g o r i t h m a f t e ru s i n gt h i ss y s t e m ， t e l e c o mo p e r a t o r sc a ng r a s pt h en e t w o r kr e s o u r c e sc o m p r e h e n s i v e l ya n d c l e a r l y , a n dt h e no p e np o r t si nt i m e ，a n di m p r o v ec i r c u i td i s t r i b u t i o na n d p r o c e s sm a n a g e m e n tt oa d v a n c et h ee f f e c t i v e n e s sa n dr e l i a b i l i t y o f n e t w o r k a nt h e s ea i mt oo f f e ri n t e m a la n de x t e m a lc l i e n t st h eb e s t n e t w o r ks u p p o r ta n df a s td i s p a t c h i n gs e r v i c e t h e) a p e r , f i r s t l 。 a o fr e s e a r c hb ack,undp e r ,tlrstly,givess u m m a r y0 a c k g r o u n 0 a f t e r w a r d s ，i tr e c o u n t sc i r c u i td i s p a t c h i n gs y s t e ma n dr e l a t e dt e c h n o l o g y a sf o l l o w s ，i ta n a l y z e ss y s t e mf u n c t i o n sa n dd i s p a t c h i n gf l o w si n d e p t h t h e n ，w i t ha c t u a la p p l i c a t i o ni nc i r c u i td i s p a t c h i n gs y s t e m ，i ta n a l y z e s a i l dc o m p 撇s t h ep e r f o r m a n c eo fs o m ca u t os e a r c h i n g a l g o r i t h m ，a n d a p p l i e st h eb e s to n et ot h es y s t e m f i n a l l y , t h ea d v a n t a g e ，d i s a d v a l l t a g e a n dm l p r o v e m e n to ft h e s y s t e mu s i n ga u t os e a r c h i n ga l g o r i t h ma r e s u m m a r i z e d ，a n dt h e p r o s p e c to ft h et e l e c o mt 啪s m i s s i o nc i r c u i t 锄 哕 g曲 砒 叩 m m础= 耄 d 培赋昭= 嘲咖一；苦薹| 岫l | 蜘 m g & 劬 胁 洲 o mw 甜吖籼 k m 独创性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他 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。 申请学位论文与资料若有不实之处， 本人签名：舔咀细 本人承担一切相关责任。 日期： 逊2 ：兰：压 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即： 研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借 阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它 复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书。非保密论 文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 本人签名：丛盟纠 日期：五理3 ，兰：匿 导师签名： ：= = ：i日期：立霉2 11 i 要”耄 f， 1 1 研究背景 第一章绪论 通信网络在现代社会中占据着重要的地位。各种形式的通信网，如电信网， 为社会提供了必要的信息基础环境，在人们的生活中发挥着日益重要的作用。目 前我国各电信运营商大都拥有一个规模宏大的电信网络，如本地程控交换网、长 途和国际交换网、本地光缆网、s d h 和p d h 传输网、接入网、帧中继网、分组交 换网、d d n 网、智能网、i s d n 网、a t m 宽带业务网、p h s 网、多媒体通信网以及 互联网等多种电信网络。基于电信网络的规模日益发展及网络业务的多样性，针 对各类网络的管理，己产生了电话网、传输网、数据网等各类专业网络管理系统。 然而，各类专业网管由于前期大多从网络性能维护的角度出发，仅考虑设备的故 障监视和测试维护工作，缺乏对网络资源的使用与业务前台需求相结合的考虑， 难以对电信网络资源的调配和提供进行及时动态的管理。 网络管理系统在电信网中占有关键性的地位，具有全程全网，牵一发而动全 局的特性。电信网络管理的目标就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，向用户提供良好的通信服务。 因此，各电信运营商对网络资源的管理及其运营系统的建设非常重视和投 入。中国移动根据网络分层管理的情况，进行长途网、本地网两个层面的资源管 理系统建设工作。网络资源的管理，重点突破在于传输资源的管理和动态调配， 以满足客户需求传输电路的及时开通和使用。传输资源管理系统通过对传输资源 的统一集中管理，提供了一种统一、规范、直观、快捷的管理方式，网络管理部 门通过使用传输资源管理系统，可以直观地了解传输资源的利用情况，降低运营 成本，合理规划、调度，利用现有资料，合理的新建、扩建传输网络，提高资料 的利用率和电信业务的综合服务质量。 电路调度系统，主要解决系统中具体的电路网络调度、割接及各类电信资源 管理，实现省调度中心和地区调度中心以及相关分公司之间开放电路的自动管 理。电路调度管理逻辑上相对独立于资源管理系统，完成电路通道的闭环调度 流程，然后根据调度单的执行状况，自动对电路资料进行修改和数据同步，并能 根据调度单执行情况，统计考核各地区公司的电路调度任务的执行情况。 1 2 研究内容及目的 目前国内运营商的电路调度系统大多采用人工电路调度方式，操作过程比较 复杂，需要操作人员特别熟悉电路调度系统的相关概念及使用方法。这在一定程 度上提高了操作人员的门槛，成为电路调度系统使用的瓶颈。 本文主要提出一种自动搜索算法，研究如何设计一种自动电路调度方式。这 种方案能够适用于电路调度系统中，简化电路调度操作过程。本文着重于自动搜 索算法的研究及在电路调度系统中的具体应用。 1 3 本课题来源 本文依托于某移动通信公司的动资管理系统，整个系统由设备管理子系统、 组网管理子系统、电路调度子系统等几个子系统组成。本课题来源于其中的电路 调度子系统，主要采用了传输电路资源的数据和系统设计实例。 本课题的范围是人工调度算法和自动搜索算法在电路调度系统的应用研究 与设计。通过本次研究，期望能够达到以下目标： 1 总结人工调度算法在电路调度系统中的应用。 2 提出多种适合的自动搜索算法，比较各算法的性能。结合电路调度系统 这一典型应用，选择出性能最佳的自动搜索算法。 3 将自动搜索算法应用于电路调度系统中，比较人工调度方式与自动调度 方式各自的特色，得出自动调度的优势。 1 4 论文的主要内容 论文共分为六章。组织如下： 第一章为绪论，主要阐述了课题研究的背景和意义，主要研究内容以及本文 的组织结构。 第二章为网络资源管理系统相关概念与关键技术说明。分别阐述电信网络管 理系统、资源管理系统、端到端管理系统、传输资源管理系统、电路调度系统的 组成和原理。 第三章具体分析电路调度系统相关概念，系统业务、功能分析及设计。 第四章具体分析人工调度算法及其在电路调度系统中的应用。 第五章详细分析了几种自动搜索算法，将它们的性能作比较，选择最优性能 的算法应用于电路调度系统。再将使用自动搜索算法的电路调度系统与使用人工 调度算法的电路调度系统作对比，得出各自的特色及优缺点。 第六章总结电路调度系统的特色，分析系统使用自动搜索算法后存在的问 题，提出进一步优化的设想，并展望自动搜索算法的应用前景。 2 1 概述 第二章网络资源管理系统概述 传输运营支撑系统( o s s ) 由多个子系统组成，它可分为两类，一类是面向 网络设备的厂商网管系统，另一类是以面向网络管理业务和管理流程为主、集网 络资源于一身的传输网资源管理系统。近年来，传输网所承载的业务从量上和质 上都发生了较大变化，它对传输网管理效率提出了更高要求。如何充分利用传输 网络资源，保证高质量高效率地运行，以及在出现问题时，如何迅速地加以解决， 保证业务的畅通，是各电信运营商提高自身竞争实力，为更多的用户提供优质服 务的重要保障手段。目前进行网络维护一般是通过设备厂商自带的网管系统对本 厂家的设备加以维护和管理，无法满足综合、统一的管理需求。作为传输o s s 组成部分的传输网资源管理系统就是在这种背景下提出的。一个功能完善、应用 灵活的传输网综合网络管理系统除了将各设备厂家的传输设备和传输资源统一 管理起来以外，还需要更多地考虑业务层面的功能实现问题，以真正发挥使用人 员和网管系统紧密结合而产生的效益。 本章将分别介绍电信网络管理系统、资源管理系统、端到端管理系统、传输 资源管理系统、电路调度系统，逐级细化，为下章详细分析电路调度系统作铺垫。 2 2 电信网络管理系统 电信网络管理的含义是实时或近实时地监视电信网络的运行、必要时采取控 制措施，以达到在任何情况下，最大限度地利用网络中一切可以利用的设备，完 成尽可能多的通信需求，并达到电信业务质量要求。 电信运营商所拥有的网络资源包括管道、杆路、电缆网、光缆网、机房等物 理媒质。在电信基础设施上，建立了传输网、交换网、数据网、移动网、智能网、 d c n 网等专业电信网络；通过对网络的调度和配置，形成了通道、电路、号码等 逻辑资源，逻辑资源之间的关系又形成复杂的多层次拓扑结构。以上网络资源为 电信运营商提供电信服务奠定了实现的基础。 电信网络管理的方式经历了人工方式到现代化自动方式的演变。特别是随着 电信网技术和计算机技术的飞速进步，网络管理技术得到了较快发展。网络管理 系统的发展经历了人工的分散管理方式、自动的集中管理方式、分离的多系统管 理方式和电信管理网( 删) 方式。 电信网络管理的目的就是要保证电信网络正常、经济、可靠和安全地运行。 首先，网络管理系统是目前电信网络的一个重要组成部分，没有网管系统，网络 就不能正常地运行并提供各项业务。其次，网络管理系统不仅仅是保证网络正常 运行的基本条件之一，为了保证通信网“经济 地运行，也需要网管系统的支持。 网管系统可以合理的管理网络，从而提高网络的运行效益。第三，通信网本身提 供的可靠性，主要是提供设备级的可靠性。网管系统可以在不增加设备复杂性的 条件下，提高网络生存性的质量，同时也降低了网络的总成本。最后，安全是网 络运行的一个重要指标，保证网络安全，主要是要基于网络管理。 2 3 资源管理系统 资源管理系统的主要特点包括以下2 个方面：1 、它的底层数据是实际网络 资源的完整映射，当然包括那些非智能设备的网络特征数据；2 、厂商网管系统 的网络资源数据存在多样性问题，即使能够得到各厂商网管数据，那么从整体网 络角度对它进行统一表示或使之达到数据的一致性要求也是相当困难的。资源管 理系统避开了多样性问题的缠绕，网络数据的构造本着面向业务的原则，摈弃与 设备有关的物理细节，数据具有网络管理以上层面的抽象特征，换言之，资源管 理系统以自己的方式做到了对一个整体网络数据的统一表示。 在资源管理系统平台上既可以开发整体网络端到端管理功能，也可以开发具 有运营商个性的传输网运营业务流程管理功能。合理地利用资源管理系统提供的 功能，可以达到事半功倍的效果。例如，在传输网运营中，利用资源管理系统可 以完成跨越若干网络层面的端到端电路配置过程。首先，根据业务要求，将端到 端的源、宿客户电路变成端定位、电路级别( 带宽) 和辅助要求提供给资源管理 系统的端到端电路配置模块，在该模块运行后给出的几种路由中，以人工方式确 定一种合适的路由方案，让配置模块自动形成该路由所经过的各站点设备的物理 配置，它应包括相关网元的时隙交叉表、d x c 的时隙交叉表和d d f 跳线交叉表。 然后，将这些可实际操作的方案通过运营业务流程管理模块以任务的形式下达给 相关的执行部门，实时网管部门在相应的各厂商网管平台上完成所有的时隙交叉 操作，站点维护部门完成各相应站点的d d f 跳线交叉操作。 资源管理系统作为业务运营支撑系统的重要组成部分，目的在于围绕资源管 理数据库，建立跨专业、跨厂商的资源管理平台，实现网络资源的集中管理、统 一配置、动态调度。 资源管理系统的基础是资源数据库。资源数据库是通过科学的数学模型，客 观完整的描述网络资源，通过对资源数据的清理、采集、录入、维护，把现实的 网络资源，包括物理资源和逻辑资源等 基础上，实现资源的配置、调度、查询 在数据库中建立对应的数据映像。在此 报表等功能。 囤2 1 资泺管理系统在网络管理系统中的位置 资源管理系统在传输网运营中具有举足轻重的核心作用。运营商提供传输业 务的质量和网络运营的成本与资源管理系统的完善程度息息相关，它是目前复杂 网络环境和激烈的市场竞争环境下支撑传输网运营的有力工具。在网络趋于复杂 化、网管技术发展多元化和电信业务市场化环境中，需求将驱使资源管理系统走 向进一步完善。资源管理系统应将端到端管理作为自己发展和完善的核心功能。 端到端管理系统有别于一般的数据库系统。对于它的开发，应将主要精力放在系 统分析阶段，采取科学和务实的态度，紧密结合传输网的特点，完成好信息模型 的构造。 24 端到端管理系统 随着城域网建设规模的扩大，传输网中增加了核心层网络，再生段层速率普 遍由25 g b i t s 上升到l o g b i t s ，加之汇聚层和子网层网络的扩展，传输网层次增 加，网层分割增加，客户端业务跨越核心层和数个层分割区域已司空见惯。因此， 为了保证所提供的服务，端到端管理已成为传输网管理的基本需求。国际网管标 准组织将网络的端到端管理作为网络管理层和服务管理层的核心内容，它包括端 到端路径配簧、性能监测、保护，恢复策略、端业务告警指示、带宽租赁和计费 等管理。 从资源管理系统豹作用、面向业务的网络管理思路和端到端网络管理基本需 求看，资源管理系统应具备以下功能： l 、端到端配置，具有端到端电路预配置方案，包括增加和拆除电路的配置； 2 、故障管理，包括故障电路端到端查询、登录和统计； 3 、性能管理，包括电路性能、区分业务等级和计费： 4 、业务流程管理、工单管理等； 5 、资源管理，包括设备统计、清点； 6 、提供营销和决策部门的接口； 7 、网络规划和优化。 上述功能需求从技术实现上看有些苛刻，特别是端到端配置和网络优化功能 对信息模型和数据的完整性、一致性要求很高。开发和使用经验表明：许多系统 起初并不是没有考虑这些要求，而是缺乏对它科学、深入和有效认识，系统分析 过于草率，结果积重难返，关键的端到端配置和网络优化功能被拒之i - j # b 。 端到端配置功能在o s s 里的积极意义是显而易见的，除此之外，它还有利 于资源管理系统维护和生存的良性循环。在有端到端配置功能的资源管理系统 里，配置是由系统生成的，人工确认后即完成了资源管理系统这一“虚拟网的 配置，余下的是按配置方案对实际网络进行配置操作。而在缺乏端到端配置功能 的资源管理系统里，配置由人工参照“虚拟网一拟定，然后分别对“虚拟网和 实际网络进行配置操作。后一种配置过程多了两项人工干预，存在出错机率，如 不及时发现和纠正错误，“虚拟网”和实际网络就会失去一致性关系，端到端配 置失去参照，资源管理系统维护和生存就容易陷入僵局。从系统可靠性方面考虑， 在传输o s s 里应尽量减少复杂人工处理环节，端到端配置功能显然提高了整个 系统的自动化程度。因此，无论是作为o s s 内部维护，还是作为和o s s 一起提 供快速业务支撑，端到端配置功能是必不可缺的。然而，端到端管理功能的开 发难度是客观存在的，在系统分析阶段应把握好以下几点。 l 、数据的完整性要求。数据能全面反映应有网络的资源特征，不遗漏，不 重复。 2 、数据的一致性要求。数据的表示应遵守事先预定的一套规则，数据具有 唯一性，无歧义。数据的表示一般不能因时间、地点和人为意志而改变。规则可 以将部标、业界约定俗成和g 7 7 4 的标识名系统三者结合起来考虑、制定。 3 、资源数据的分类。分类的目的一是具体落实数据的完整性和致性要求， 使之形成完整的体系；二是减少存储冗余和计算开销，有利于各功能模块的开发 和运行。资源数据大致可分为三类，即物理设备数据、逻辑数据和业务数据。物 理设备数据描述的是传输网赖以生存的物理基础，或理解为“有什么，包括站 点名、设备名及其物理特性和定位等：逻辑数据是从信息传送角度描述资源，它 具有抽象性，体现了网络的传送逻辑，如v c - 4 时隙通道、1 5 1 0 n m 通道等；业 务数据包括电路、客户和计费等。实际系统的资源数据分类还要细，但没有必要 按照m 3 0 10 和g 7 7 4 被管对象类去硬套。资源数据分类应从资源管理系统应完 成的功能出发，否则会纠缠不清。 4 、端到端管理信息模型。端到端管理是从网络传送逻辑的角度进行的资源 管理，它的实际意义是非常明显的。在系统分析阶段，重要的是从资源数据中提 取逻辑数据、确定逻辑数据表示和建模。建模可以遵循这样的思路：将具体的传 输网抽象成以传送逻辑表达的信息链路组织，进一步可以将一个整体传输网看成 以逻辑数据表达的、由几个逻辑元件构成的组织，如复用器、链路和交叉器三种 基本逻辑元件。链路种类可以是v c 1 2 、v c - 4 、e l 、s t m 1 、s t m - 4 、s t m 1 6 和s t m 6 4 等；交叉器种类可以有v c 1 2 、v c - 4 ( 智能型) 和e 1 、s t m 1 、s t m - 4 、 s t m 1 6 、s t m 6 4 光、电配线架( 非智能型) 等。这些逻辑元件构成了服务地域 的各层网络，从每一层看，网络是由若干点点相连的链路和站点内的若干交叉 器有规则的连接，端到端配置就是在现有的逻辑资源上对交叉器进行操作。例如 将v c - 4 时隙层网络视图映射为矩阵，反之亦然。这样的模型有利于计算处理和 端到端管理模块的开发、设计，也为后续的网络优化模块开发创造了有利条件。 此外，建立逻辑数据与物理设备数据的关联也是非常重要的，它是一个抽象与具 体的关联。它有利于将抽象的时隙或链路配置方案转换成实际可参照的设备施工 配置方案，有利于通过厂商设备模板的数据输入形成相应的逻辑元件和物理设备 元件。【3 1 2 5 传输资源管理系统 目前传输网的工作重点正在逐步由工程建设向维护管理过渡，但各种制式设 备的多样化，使得传输网系统非常复杂，同时又由于标准接口问题，国内一直没 有成功地建立一套传输维护网络管理系统。随着网络规模和业务种类的不断增 加，各层电信管理者对网管的需求也与日俱增，迫切要求开始进行传输网网管系 统的建设工作，致力于建立一套功能完善的传输维护网络管理系统。 传输资源管理系统遵循i s o 、i t u t 、中国电信、中国联通、中国移动等的 传输网管的标准和技术规范。传输资源管理系统管理的范围包括：区域、局站 机楼、机房、管道资源、电缆资源、光缆光纤资源、传输设备( p d h 、s d h 、 d w d m ) 、连接设备( d d f o d f 等) 、用户终端设备、工程等各种涉及网络的数 据；既包括各种物理数据，也包括传输通道、接入端口等逻辑数据和电路路由、 光缆路由、时隙等业务数据。 从传输网络本身来看，由于业务环境的变化，要把按基础设施建设的下层资 源直接包装成重要的业务推向市场，除了市场营销部门要建立业务层管理系统， 对网络层的管理功能也提出了更高的要求。这表现在以下几个方面：1 、必须和 厂商的网管系统接口或同步数据；2 、层次之间必须接口调度才能开通跨越骨干 网、省内网、本地网的端到端电路；3 、必须管到传输网络层的所有设备。不仅 是s d h 、p d h 、w d m 、微波、卫星设备，而且有d d f 、o d f 、光交接箱、光缆等“哑 设备。以前的做法是基于各种技术做网络层的综合，然后再综合各种技术的网络， 但是在s d h 多厂商接口上就碰到了困难。当时只考虑了各种复用的智能设备，忽 视了“哑 设备这些重要的资源，而后者恰巧是电路调度中的瓶颈。“1 传输资源管理系统的功能主要分为以下几个方面： l 、传输资料管理 提供对机房空间资源、管道资源、电缆资源、光缆光纤资源、传输设备( p d h 、 s d h 、d w d m ) 、连接设备( d d f o d f 等) 、用户终端设备等资源的增加删除 修酣统计查询等功能。提供备品备件资源的管理，全面管理运行维护中备品备 件、仪器仪表的管理。另外系统对工程信息相关资料的管理，包括对各种工程的 图纸( 设计图、竣工图、平面图) 的增加修改删除管理( 包括对图形进行转换) 等。 2 、调度管理 主要包括电路调度和光路调度，提供自动调度手工调度紧急调度割接调度 等调度方式，每一种调度方式均遵循不同的调度原则。整个调度流程清晰、规范， 便于管理，同时对调度单提供查询的功能。 3 、故障派单管理 对传输网络的故障派单，同时与传输资料相互关联协调，对故障可以提供系 统建议的处理方法( 根据历史故障处理情况) 。系统提供与厂商网管和综合网管 的接口，同时提供e m a j l 通知和短消息通知的接口。 4 、集中监控管理 配置管理：系统收集和存储配置数据，包括网络拓扑结构、传输线路资料、 设备的名称、位置、机盘配置、主次时钟配置、保护倒换设置等。并根据设备的 配置修改，对数据进行更新；故障管理：故障管理功能以对网络设备和电路的监 视为核心，包括对告警数据的采集、存储，实现告警定位、告警过滤、告警显示、 告警统计等功能；性能监测：系统收集和存储设备和线路的性能参数，以供分析 和统计。采集和监视的性能参数包括：误码秒( e s ) 、严重误码秒( s e s ) 、不可 用秒( u a s ) 、背景误码块( b b e ) 、码违例( c v ) 等指标。 5 、统计查询管理 综合查询和统计分析按照一定的目标，对网络资源进行查询显示，根据既定 的规则，对网络资源的利用情况进行统计和分析，作为网络调整的依据。 决 策 层 6 、g i s 管线资源管理 g i s 管线资源管理主要对各类管线资源，包括管道资源、电缆资源及光缆资 源的集中统一管理，为方便维护人员使用，系统提供基于g i s 系统的管线资源 管理，主要管理范围包括：地理资源管理、管道资源管理、电缆资源管理、光缆 资源管理。【5 】 2 6 电路调度系统 图2 - 2 传输系统在资源系统中的位置 在传输资源管理系统中，资源调度中的电路调度是重要的组成部分。电路调 度管理根据通道电路资源管理子系统提供的电路调度方案或电路拆除方案，生成 电路调度单，实行在网管中心、各地执行部门直至机房操作单位之间的交互，实 现电路的闭环调度流程，并能够根据调度单的执行情况，自动对网管系统中电路、 通道、设备端口占用情况等资料进行修改和数据同步，还支持对各地电路调度任 务执行情况的统计考核。网管系统提供对电路调度单的录入、修改、查询、统计 等功能，跟踪每条电路的处理过程。在网络资源数据的基础上，电路调度可通过 多种原则进行，如最短路径原则、最小转接次数原则、负荷均衡等原则，这些原 则均可对全网的资源进行统一规划和处理，防止网络资源出现瓶颈现象。 电路调度系统，主要解决系统中具体的电路网络调度、割接及各类电信资源 理 管理。实现调度中心和地区调度中心以及相关分公司之间开放电路的自动管理。 调度过程完成后，可自动完成资料的修改工作。电路调度管理逻辑上相对独立于 资源管理系统，完成电路通道的闭环调度流程，然后根据调度单的执行状况， 自动对电路资料进行修改和数据同步，并能根据调度单执行情况，统计考核各地 区公司的电路调度任务的执行情况。 电路资源管理子系统支持在网络组织图上生成电路调度方案，用户根据需要 确定电路起点和终点后，自动生成两个局站之间的电路路由组织图，由管理人员 选定电路路由并生成电路调度方案。嘲 3 1 概述 第三章电路调度系统 通信网内的任何两个节点之间的通信，都依靠电路来承载。电路至少有两个 端点，它是一种逻辑概念，区别于物理概念的光缆等实体设备。 电路调度系统逻辑上相对独立于资源管理系统，完成电路通道的闭环调度 流程，然后根据调度单的执行状况，自动对电路资料进行修改和数据同步，并能 根据调度单执行情况，统计考核各地区公司的电路调度任务的执行情况。 在某些运营商的电路调度过程中，涉及到跨专业的设备资源，调度过程采用 分段进行，因此需要进行流程控制。电路调度过程分为设计、施工、竣工阶段， 在系统中会反应出来。电路调度是通过对传输网络资源的按带宽( 速率) 大小的 不同进行合理配置、组织，在确定方向( 起点和终点) 后，按一定电路编码规则、 路由生成规则等形成规定格式的电路调度内容，形成工单，并按相关流程完成有 关调度任务的过程。电路调度实际上是针对电路层、通道层、光通道层进行的。 电路调度的特点包括：支持预释放资源的复用；支持多用户同时调电路；支持多 通道并联( 针对m s t p 类型电路) ；支持两端之间批量处理；支持一对多和多对 多网络拓扑模型；图形界面。【1 7 】 电路调度的核心是路由管理和资源状态管理。路由管理是指电路经过了哪些 路由段；每个电路段使用的是什么类型的资源；这类资源的资源名称和端口名称。 资源状态管理包括：l 、设计中使用的资源，应该将其状态置为预占用。进行电 路调度的时候，这些资源将是不可使用的。2 、在施工结束后，应该将其状态置 为实占用。 3 2 系统业务分析 3 2 1 传输资源 3 2 1 1 传输系统 传输系统拓扑结构分为环状和链状。拓扑图如下所示： q 一 田3 - t 传精系统拓扑图 32 12 时障和通道 时隙是指两个相邻设备之间一条可用路由，它是时分复用的基本概念单元。 通道是指任意两个设备之间的一条可用路由，它由多个时隙组成。 时隙和通道都是物理概念，最显著的特点是速率恒定。 时隙和通道结构图如下所示： 图3 - 2 时晾和通道结构圈 3 2 13 传输段 电路传输过程中，两端没有使用传输系统，仅仅是普通连线的路由，称为传 输段。 3214 槽路 电路传输过程中，在传输系统中的路由，称为槽路。槽路的描述信息包括： 槽路基本信息和槽路路由。槽路基本信息包括槽路代号、槽路速率、槽路两端设 备、槽路两端端口。槽路路由包括槽路经过哪个传输系统、槽路经过传输系统的 哪些段时隙。 槽路结构图如下所示： 3 22 电路 图3 - 3 槽路结构图 3 22 1 电路结构图 电路是承载具体业务的路由，按用途分为群次电路、业务电路、数据电路、 出租电路。结构图如下所示： 占 i i p z 图3 - 4 电路结构图 3 222 电路拓扑类型 从拓扑结构上，电路可分为端到端电路、一对多电路、v p n 电路。v p n 电 路可以看作是端到端电路与一对多电路的混合应用。因此，下面主要给出端到端 电路拓扑图和一对多电路拓扑图。拓扑图结下所示： 电卜 q 图3 - 5 端到端电路如扑图 图3 6 对多电路韶扑图 3 2 2 3 电路速率 电路速率分为2 m 、1 5 5 m 、6 2 2 m ( s d h ) 、3 4 m ( p d h ) 、2 5 g 、1 0 g 等。 随着m s t p 等新业务的出现，还包括一些非标准速率( 2 0 m ) 等。 3 2 2 4 电路类型 电路类型包括电路域类型、电路级别、业务类型、调度类型。按电路域类型 划分，电路可分为普通电路、v p n 电路；按电路级别划分，电路可分为一级电 路、二级电路、三级电路；按业务类型划分，电路可分为话务电路、信令电路、 数据电路、网管电路、计费电路、客服电路、杂项电路、g p r s 电路、时钟电路、 专网电路；按调度类型划分，电路可分为基站电路、交换电路、数据电路、网管 电路、计费电路、客服电路、综合电路、g p r s 电路、时钟电路等。 3 2 2 5 电路资源状态 资源状态包括：空闲、实占、预占、预释放、预拆、预占空闲、预占预释 放。一般情况下用到空闲、实占、预占、预释放这四种资源状态。 资源状态转换图如下所示： ， 图3 - 7 资源状态转换图 在新建过程中，所使用的资源状态从空闲 预占用 实占；在调整过程中， 所使用的资源状态从实占- 预释放- 预占用 实占或空闲；在停闭过程中，所使 用的资源状态从实占 预释放 预占用 空闲。实质上就是一个状态机，根据不 同的动作进行转换。 3 2 3 电路调度 在确定通信的双方的起点和终点后，寻找传输过程各个阶段的可用资源，将 线路贯穿的过程，称为电路调度。 3 2 3 1 调度类别分类 电路调度包括新开电路调度、调整电路调度、关闭电路调度。 新开电路调度是指网络( 系统) 中仍不存在，为满足业务，需要通过配置传 输资源新生成的电路并在系统中占用一定槽路( 路由) 而进行的调度。 调整电路调度是指网络( 系统) 中已经存在该电路，但为满足业务的安全可 靠性、或业务终端地址变化等需要，对其原有路由释放并新占用另一个路由等而 进行的调度。 关闭电路调度是指由于业务不需要，而停闭网络( 系统) 中己有电路并释放 该电路占用原路由而进行的调度。 3 2 3 2 调度数量分类 从调度数量上划分，系统支持单路调度和批量调度两种。在对多个具有相同 起始、终止点的同一类资源实施调度方案设计时，为减轻操作人员工作量，调度 方案设计支持批量调度方式。操作人员指定起始、终止点，同时可指定转接局站， 系统应自动为这些调度需求担任调度方案设计，最后输出调度方案。 3 2 3 3 调度方案设计分类 调度方案设计功能接受由调度管理发送来的设计申请单( 设计工单) ，完成 对资源的查询、全程路由方案的设计、资源的预占功能。调度方案设计支持人工 方式、半自动方式和自动方式三种。 ( 1 ) 人工调度方案设计 根据要求的起始、终止点，操作人员通过应用本地网网络资源管理系统的用 户界面，人工逐段地指定需要连接的局站和设备端口，最后输出调度方案。 ( 2 ) 半自动调度方案设计 半自动方式是应用在自动调度方式基础上的半自动调度。操作人员通过应用 传输网资源管理系统的用户界面，在要求的起始、终止点之间指定需要具体的转 接局站，由系统自动从网络资源管理数据库中找出符合调度原则，同时经过这些 转接点的一条或多条路由。操作人员可从中选择合适的一条路由，最后输出调度 方案。 ( 3 ) 自动调度方案设计 根据要求的起始、终止点，由系统自动从网络资源管理数据库中找出符合调 度原则并满足要求的一条或多条路由。操作人员可从中选择合适的一条路由，最 后输出调度方案。【8 】 3 2 3 4 调度方案应用分类 ( 1 ) 正常调度：包括光纤调度和电路调度。光纤调度是建立光缆网中任意 两点之间的光路连接，为直接租用光纤的用户提供业务，电路调度是建立设备与 d d f ，d d f 与d d f 的联系，完成两个终端设备之间的电路连接。 ( 2 ) 应急调度：下面的需求将会引起调度申请：当电路光纤因故障而中断 时，提供临时恢复功能；为重要事件或突发事件提供临时电路、光路。应急调度 要求实现调度时询的最小化，同时当应急调度用于临时恢复发生故障的电路光 路时，网络资源调度管理系统应保证故障恢复后可复原至原先的电路光路。除 上述特征以外，应急调度内容与正常调度相同。 ( 3 ) 割接调度：指对当前正在运行的光缆光纤电路等进行调整。在长途 传输网运营、维护过程中，下面几个原因将会引发割接调度设计申请：设备调整， 如搬迁、调动、p d h 系统拆除等；网络优化导致的光缆光纤电路调整；根据客 户要求，改变链路到另外一端的机房。珊1 3 3 系统功能分析 3 3 1 电路配置 系统能够支持用户根据不同业务类型配置电路资料，包括：国内国际群次 电路；国内国际业务( 数据) 电路；国内国际出租电路。 配置电路的功能需求包括：增加电路时能根据电路的起点，终点和后缀信息 等自动生成电路代号；电路代号在全网唯一；能够提供两点之间电路最大编号内 的所有空闲编号；能够在配置过程中根据权限的控制插入电路的转接站点，或在 电路起点前，终点后再增加站点而不影响原槽路的选择；能够按区域分段对槽路 路由的选择权限进行控制；槽路有手工和智能的路由选择两种方式；系统能够同 时增开多条电路；在开通群次电路后，根据系统模型配置和设备状况，自动生成 低次群槽路； 配置电路时，槽路的选择要求包括：提供给用户相应速率的所有空闲的系统 槽路和电路槽路；提供槽路名称、槽路状态( 一般空闲、群次空闲) 、端口状态 ( 可用、不可用、无设备) 、端口类型( 电口、光口) ；提供传输系统的物理路由 ( 指哪个光缆干线) ，群次电路的路由；可同时选多条槽路，槽路数超过要求开 放的电路数时，系统自动提示等。槽路的选择条件包括：端口类型( 光口、电口) 、 转接次数、必经站点、指定物理路由( 具体传输线路) 、干线级别、空闲路由条 数( 比如群次电路下槽路的占用率) 、系统类型( p d h 、s d h 、d w d m ) 等。 配置系统能够提供对电路调度单的录入、修改、查询、统计等功能，并跟踪 每条电路的处理过程。 3 3 2 电路管理 电路位于整个资源管理系统的最上层，它是整个电信运营商直接提供给用户 的传输资源，它建立在传输逻辑之上。 电路管理模块主要完成对电路信息的配置，包括通道的添加、修改、删除和 电路向上深度查询等功能。 ( 1 ) 添加：主要进行维护电路的基本信息，包括电路的名称、速率、传输 方式、客户名称等。当电路基本信息保存完，自动将电路维护状态改为修改，这 时才可以进行电路路由信息的修改以及电路基本信息的修改。 ( 2 ) 修改：修改包括对电路基本信息和电路路由信息的修改。修改电路时 不能对系统的传输方式、速率、起始和终止站点等信息进行维护。 ( 3 ) 删除：当电路处于空闲状态时，才可以删除电路。 电路由电路路由段组成，对电路路由段的修改，提供以下功能： ( 1 ) 正常添加路由，当电路数据输入完毕后可以根据末尾添加原则将当前 信息写入电路设定的缓冲区，并且将结尾数据写入开始数据中。 ( 2 ) 修改路由，如果修改电路路由信息，当用户移动游标时电路要提示用 户保存数据。如果用户点击保存数据，则可以将现有数据进行直接保存。 ( 3 ) 中间插入一段路由，电路维护提供中间插入一段路由的方式。插入路 由时，将当前段路由的开始节点和插入新节点组成一段新的路由，把新的节点和 后面一段路由组成另外一段路由，再将两段路由合并成新路由。 ( 4 ) 删除一