（应用数学专业论文）辽宁移动通信网网管系统业务管理子系统的研究和应用.pdf

东北大学硕士学位论文摘要 辽宁移动通信网网管系统业务管理子系统的研究与应用 摘要 随着社会经济的发展和科学技术的进步，我国移动通信业务的发展也取得了 令世人瞩目的成就。到2 0 0 1 年年底中国移动通信集团已经成为【 = 界第一大移动 通信公司。但是与世界上先进的移动通信运营商相比，中国移动通信在网络管理、 设备维护、业务管理和维护等方面仍存在着相当大的差距。移动通信网需要强大 而完善的支撑系统一高水平的网管系统。在这种背景下，我们丌始了辽宁移动通 信网管系统的建设工作；本文认真细致地介绍了辽宁移动通信网的网管系统的总 体结构和业务管理子系统的设i = 卜平i j l ：发的研究和应川。 在系统的设计和开发过程中，我们采用了腆型的层次化、模块化、分确i 式、 基于协议消息的先进设计思想，并用软件工程学的先进理论来指导我们的建模 和设计工作，使系统具有很高的稳定性和重用性，很好的满足了用户需求。尤其 在系统的流程解析和配置模块的设计和实现过程中，我们采用了基于编译器和虚 拟机的设计思想，很好的解决了业务解析配置和控制之间的矛盾，实现了业务解 析配置和业务管理的分离。从而为现有移动通信业务的修改和新业务的添加提供 了方便，缩短了新业务的开发周期，节省了7 f ：发费用，具有很高的实用价值，产 生了很好的经济效益。 在篇章结构上，本文在第一章首先说明了研究辽宁移动网管系统的目的和课 题研究的内容，然后分析了辽宁移动通信网和网络管理的现状，以及移动通信网 综合网管系统的建设思想。在第二章中，给出了辽宁移动网管系统的总体体系结 构，并针对其中的业务管理子系统的设计在第三章中给出了详细的设计方案，在 第四章中从软件工程的角度详细的介绍了业务管理子系统的流程解析和配置模 块的设计过程并就解析和配置功能给出来两个主要函数的开发代码。同时对开 发中用到的软件工程方法一面向对象技术方法、建模工具一u m l 等进行了分析。 第五章中，给出了系统的总体评价，指出了系统的优点和不足，给出了系统进一 步完善的展望。 关键词：网管系统，业务管理，软件工程，面向对象，u m l 一一 东北大学硕士学位论文英文摘要 o nt h eb u s i n e s sm a n a g e m e n t s u b s y s t e m i nt h el i a o n i n gm o b i l e c o m m u n i c a t i o nn e t w o r k m a n a g e m e n t a b s t r a c t m o b i l ec o m m u n i c a t i o nh a sb e c o m eo n eo ft h em o s tr a p i d l yg r o w i n gi n d u s t r i e si n c h i n ai nr e c e n t y e a r s b y2 0 0 1 ，c h i n e s em o b i l ec o m m u n i c a t i o nh a sb e c o m et h e b i g g e s t m o b i l ec o m m u n i c a t i o n c o m p a n y o ft h ew o r l d b u tc h i n e s em o b i l e c o m m u n i c a t i o ni sv e r yp o o ri nn e t w o r km a n a g e m e n t ，e q u i p m e n t sm a i n t e n a n c ea n d b u s i n e s sm a n a g e m e n ta n dm a i n t e n a n c e s oi ti sv e r yn e c e s s a r yt oc o n s t r u c tt h em o b i l e c o m m u n i c a t i o nn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m i nt h et h e s i sw e c a r e f u l l yi n t r o d u c et h e r e s e a r c h i n g a n d a p p l y i n go f t h eb u s i n e s s m a n a g e m e n ts u b s y s t e m i nt h em o b i l e c o m m u n i c a t i o nn e t w o r km a n a g e m e n t w e a d o p tt h ea d v a n c e dd e s i g n i n gi d e aw h i c h i sa b o u th i b e r a r c h y , m o d u l a r i z a t i o n ， d i s t r i b u t i o na n db a s e do n p r o t o c o l m e s s a g e ，w h e nw ed e s i g na n dd e v e l o pt h em o b i l e c o m m u n i c a t i o nn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m w e a d o p t s o f t w a r e e n g i n e e r i n g t o d i r e c t i n go u rm o d e l i n ga n dd e s i g n i n g s oo u rs y s t e mi sv e r ys t e a d ya n dc a nb eu s e d r e p e a t e d l y e s p e c i a l l y w ea d o p tt h ea d v a n c e d d e s i g n i n g i d e aw h i c hi sb a s e do n c o m p i l e ra n dv i s u a lm a c h i n e t os o l v et h ec o n t r a d i c t i o nb e t w e e nt h ef l o wp a r s i n ga n d c o n f i g u r i n ga n df l o wc o n t r o l l i n g o u rs y s t e mc a nr e d u c et h ed e v e l o p m e n tc y c l eo f n e wb u s i n e s s ，e c o n o m i z et h ed e v e l o p m e n tc o s ta n dh a v ev e r yh i g h l ya p p l i e dv a l u e a n de c o n o m yb e n e f i t i nc h a p t e ro n ew ei n t r o d u c et h em o t i v ea n dt h er e s e a r c hb a c k g r o u n do ft h em o b i l e c o m m u n i c a t i o nn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m p a r tt w oi sr e l a t i o nt ot h es y s t e m c o n s t r u c t i o no ft h em o b i l ec o m m u n i c a t i o nn e t w o r k m a n a g e m e n ts y s t e m s u b s e q u e n t l yw ei n t r o d u c et h ed e s i g n i n go ft h eb u s i n e s sm a n a g e m e n ts u b s y s t e mi n t h em o b i l ec o m m u n i c a t i o nn e t w o r km a n a g e m e n ti n d e t a i l c h a p t e r f o u ri sa b o u t d e s i g n i n ga n dd e v e l o p m e n to ff l o wp a r s i n ga n dc o n f i g u r i n gm o d u l ei nt h eb u s i n e s s m a n a g e m e n ts u b s y s t e mi nt h em o b i l ec o m m u n i c a t i o nn e t w o r km a n a g e m e n t f i n a l l y w es u m m a r i z ea l lo u rj o b k e yw o r d s ：n e t w o r km a n a g e m e n t ，b u s i n e s sm a n a g e m e n t ，s o f t w a r ee n g i n e e r i n g ， o b j e c t o r i e n t e d ，u m l i l l - - 东北大学硕士学位论文声明 声明 本人声明所呈交的学位论文是在导师的指导卜- 完成的。沦文中取 得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含j 他人已经发表或 撰写过的研究成果，也不包括本人为获得j l 他、产位l n j 他川过的材料。 与我同r 作的同志对本研究所做的任何贡献均已花论文中作了明 确的况1 月并表示谢意。 本人签名： 姆j ：2 d d 乎。2 7 东北大学硕士学位论文第一章绪言 第一章绪言 1 1 课题研究背景 随着社会经济f i ：j 发展和技术f 门进彬，找旧移动通信、i k 务的发展也墩得了令呲 人瞩目的成就。在短短的十q - m ，r i ：l 移，山已经建立起覆盖全罔范围的t a c s 和 g s m 两种制式的移动通信网，g p i s 系统、智能网、短信和其它数据业务也正在 大规模的推广。中国移动通信网单就州络规模而言，到2 0 0 1 年年底中国移动通 信集团的移动通信网网络容量达到了亿四千万门，成为世界第一大网络、世界 第一大移动通信公司。但是与世界l ：先进的移动通信运营商相比，中国移动通信 在网络管理、设备维护、业务管删年维护等方面仍存在着相当大的差距，在管理 和运行维护手段上仍很落后，移动p 司管的建设和应用仍很薄弱；而目前移动通信 技术仍在不断发展，新的技术、新的i j ： 衙、新的业务不断出现，又使得移动通信 网的维护和管理变得只趋复杂；随着- 日加入w t o ，移动通信将面临激烈的市场 竞争，而移动通信企业的核心竞争j 来自于优秀的网络质量。在现在通信网建设 超前，管理网建设滞后的情况f ，没有强大而完善的支撑系统，没有高水平的网 管系统，就根本无法保证现在移动通f ? i 网络f 内优辨；这一切都迫切要求要认真细 致地研究移动通信网的网络管理问题，l q j n 快网管系统的建设叭2 1 。为了适应这 一形势，我们丌始了辽宁移动综合网管系统的研究。 正如全国形势样，辽宁移动通信出取得了辉煌的成绩。短短几年的时间， 辽宁移动已经建立起覆盖全省范围的g s m 通信网，新的设备类型、新的技术、 新的业务不断涌现，网上用户迅速增加，网络规模不断扩大，到2 0 0 2 年年底网 络容量达到四百五十万。但随着联通、网通的先后成立，市场竞争目趋激烈。为 使辽宁移动通信在日益激烈的市场竞争中立于不败之地，公司各部门都在进一步 加强管理力度，不断推 l j 新q k 务政僻服务质量，提商用户满意度。所有这些郝 取决于网络的质量，只有以优秀的网络质量作为强有力的支撑，才能更好地发展 各种新业务，满足广大片j 户的需要，树立良好的移动通信企业形象。提商移动通 信的网络质量和管理水平，迫切呼唤着一套智能化网络管理平台的出现。辽宁移 动网络综合管理系统正是在这一形势下，根据中国移动集团总公司中国移动通 一l 一 东北大学硕士学位论文第一章绪言 信省级话务网网管规范和辽宁移动通信公司辽宁移动网管功能需求来建设 的综合性智能化的省级移动通信网络综合钨：理系统。 1 2 省级网管系统的地位和作用 1 9 9 9f 川，i 蚓移动g s m 网网管定为二、= 二级混合结构，u | j 省级g s m 州管刷本地 网网管，但随着运营体制改革的深入和新业务的不断引入，同叫山。j ：2 0 0 0 年绝 大部分省还未建设移动本地网网管，所以在进行省级刚管二： l j j 扩容h , j ，中国移动 集团决定将省级话务网网管系统的架构定为两级结构。同时考虑到钳能网、g p r s 系统、短信0g s l 网的关系及管理的需要，将智能刚、( ；隙s 系统、( ；洲嘲纳入到 统的j f 台进行锊理。省级移动网络管理系统对应移动通信网的例络组织和分级 原堤l j ，负责对全省的移动通信网络进行运行维护管理，i ：为程建设管l ! e 工作提 供支持。管i ! h 范i _ l ! i 包括全省的t m s c i 、t m s c 2 、g s m 端j r “m , s c 、c 槲智能网、 g p r s 系统设备。省级移动网络管理系统在移动通信管理网络叶- 所处的位置f b 图 1 1 所示： n e，( n e 一( n e j ln e -n e、n e 图1 1 省级网管系统在移动通信舒理! 网络的t i t 付售! f i g u r e1 1t h ep o s i t i o no f t h ep r o v i n c i a ln e h v o r km a n a g e m e n t s y s t e m i nm o b i l ec o m m u n i c a t i o nn e t w o r k 东北大学硕士学位论文第一章绪言 省级移动网络管理系统作为中国移动二级网管体系的重要组成部分，重点负 责对省内二级干线网和省内本地网进行网络层的管理，完成其性能、配置、告警 业务管理等管理工作。加强对省内通信网络的网络性能、话务流量流向、不同业 务的话务分布模型、不同本地网间的话务分布、网问话务以及网络质量的分析； 掌握新业务加入对网络及其话务量的影响，逐步添加面向用户的业务管理，如省 内i n 、w a p 、i p 用户话务特性、时间特睦的管理；逐步实现全网集中配置，即网 络、业务配置、路由设置链路调整、局数据修改、资源调整以及重大故障和告警 的监管。 省级移动网络管理系统是架构在省、市各级移动网络管理人员与移动网络设 备之间的一座桥梁，它从全省的角度对移动网络进行全面的优化处删，集配置、 故障、性能、安全等功能模块于一体，负责对网元进行配嚣、敞障、性能等方面 网络运行维护管理、业务管理及安全管理，同时还负责网管自身的管理及建设， 并且结合网管工作的实际流程进行告警处理、工单处理等事务管理，为进行运行 维护、网络资源管理、网络性能分析、计划建设决策、业务管理等业务的省、市 各级人员提供服务。省级移动网络管理系统充分适应移动网络规模不断扩大，网 元类型持续增加，i n 、g p r s 等新设备、新业务不断增加的特点，系统功能能够 不断扩展、演变，内容丰富，功能强大。既能满足各方面目前的要求，又具有高 度的适应性、灵活性，是一个动态的可扩展的管理平台。既能作为及时准确、全 面地掌握网络状况的工具，又能作为网络性能分析的有力助手，还能作为灵活的 操作控制通信网络的法宝：既能作为建设部门投资决策的参考，又能成为网络资 源、业务管理工作的辅助手段。 省级移动网络管理系统建于省网管中心，通过从各厂家o m c 提取全省网元 的原始数据，进行统一的分析处理，实现对全省多厂家设备组成的移动通信网的 网络层管理。各城市的维护人员及网络管理人员通过远程i n t r a n e t 网接入系 统，了解网络运行情况、设备告警情况等，完成对所属地市网元的管理与维护。 在辽宁移动通信网中，全省共有各厂家o m c 系统1 6 个，分前j 在省内5 个城市 及省中心，利用辽宁综合业务管理系统项目中建设的m d c n 网，组成了一个覆 盖全省的网管传输网络，实现分布于全省的各个o m c 系统与网管系统之间以及 各地市用户终端与网管系统之间的传输通道。 东北大学硕士学位论文第一章绪言 1 3 网管系统的管理功能 按照t m n 对网管系统管理功能的定义，管理功能主要包括：配置管理、性 能管理、故障管理、安全管理、业务管理和计费管理等功能3 + 4 , 5 1 。依集团公司省 级话务网管规范的要求，省级话务网网管系统应实现t m n 的要求，但省级话务 网网管系统不实现汁费管理。 通过我们对辽宁移动综合网管系统需求的研究与分析，我们得出在省级网管 系统中除了实现性能管理、配置管理、告警管理、安全臀娌瓤t ：, l k 务管理外，还要 实现网管自身管理功能，此外还要包括报表系统、拓扑图系统、地理信息g i s 系 统、网络树图管理、仿真终端系统、信息查询统计发御等公共f - 系统。省级话务 网网管系统的主要管理功能包括： 1 、对省内二级干线网络层的管理功能： 省级话务网的网络性能分析，包括话务流量流阳、不嗣业务话务分布、 不同本地网间的话务分布等情况的分析，及对各本地俐网络维护的考核。 分析新业务的引入( 如i p 电话、g p r s ) 对网络的影响以及对传统业务的影 响。对新业务发展、扩容规划、与其他运营商互联甄通的分析。实现对二 级干线网( t m s c 2 、智能网、g p r s 系统) 网络层的性能管理： 实现对二级干线网的集中配置和管理：包括业务配授、网络配置、路由 设罱、链路调配、局数据修改、增减节点等等工作。 实现对二级干线网络规划及具备相应的决策支持功能。 2 、对省内各本地网络层的管理功能主要有： 本地网内交换网网络性能分析，对话务流量流向、不同业务话务分布的 分析。 分析新业务的引入( 如i p 电话、g p r s ) 对网络的影响以及对传统业务的影 响。为本地新业务发展、网络扩容、网络规划提供支持，具备相应的决策 支持功能。 本地网内无线网络性能分析，对无线网络优化提l j t - + l i 应的支持。 负责对互联互通的网络节点和业务的管理，为网络调整提供依据和建议。 面向用户的业务管理。为业务经营部门提供相关信息。 _ 4 一 东北大学硕士学位论文第一章绪言 本地网设备的集中配置和管理：包括业务配置、网络配置、蹄由世置、 链路调配、局数据修改、增减节点等等工作。 全网告警的集中监视管理( 对告警的处理，可与本地网进行分时管理) 。 具备对所有网元设备的集中操作、维护管理工作的能力。 东北大学硕士学位论文 第二章网管系统的总体结构 第二章网管系统的总体结构 系统的总体结构分为数据采集层、数据处理层、数据应用层三层的体系结构， 数据采集层负责采集各设备厂家原始数据，通过解析处理后装载到各设备厂家自 己的原始数掘库一h 数扪处：f 1 1 1 层负贵将作设箭家胍始数抓通过过滤、- i i i i l 跃、捉 炼、整合、汇总等处理后形成统一格式的数据装载至i j i j - i 一化数据库中，以达到对 原始数据进行统一对比分析；数据应用层主要实现对归一化数据做性能分析、生 成报表、网络优化等在线事务分析( o l a p ) 和配胃、告警数据呈现等。系统总 体架构图见图2 1 。 蹦2 i 辽宁移动综台嘲管系统体系结构 f i 9 2 - i t h e f r a m e w o r k o f l i a o n i o g m o b i l e i n t e g r a t i o n n e t w o r k m a n a g e m e n t s y s t e m - - 6 一 东北大学硕士学位论文 第二章网管系统的总体结构 在系统总体结构的研究与设计中，遵循了以下的原则： ( 1 ) 采用多层c 1 i e n t s e r v e r 网络体系结构 不同层之间采用通用的基于t c p i p 的开放的网络通信协议，如采集层与数据 处理层之间采用统一接1 3 方式，前台客户端表现逻辑与服务器端业务逻辑之 间采用t c p i p ，w e b 方式与服务器之问采用i r r t p 方式。 ( 2 ) 采用t m n 思想中多层次多粒度的软件复用技术 在系统实现的各个层面上以不同的重用粒度实现软件的复用，从而保证系统 的可靠性，提高管理应用的质量、缩短，l ：发进度，更好地支持叫。持续性发展。 ( 3 ) 采用统一的遵循t m n 的管理信息模型 进入系统的不同类型的数掘最终都以统一的g d m o 标准信息模型进行管理。 ( 4 ) 遵循t m n 的管理功能模型 按照t m n 的管理功能划分，将网管系统的应用层从功能【：分为性能管理、配 罱管理、告警管理、宣全管理、业务管理、系统自身管理几大功能模块。 2 1 网管系统软件总体结构 我们对网管系统软件的总体结构的研究参照了集团公司省级话务网网管系 统中对软件结构的要求，同时也遵从了系统的总体结构。经过研究我们认为，网 管系统软件从功能结构上也分为数据采集层、数据处。：l 。l ，。- ：j - i i 数据应用层三层结 构，通过这三层结构完成对网络运行状况的获取以及对网络设备的操纵和控制。 图2 2 为系统软件总体结构。 2 1 1 数据采集层结构 数据采集层利用不同的接口将辽宁省内六个厂家七种不同类型设备的性能 数据、配置数据、告警数据接入原始数据库。在目前各厂家的接口并未完全统一 的情况下，每种数据格式设置一个独立的接口模块，接口模块之间为相互独立的 关系，与上层的处理层之间采用统一的数据接口。这样使得将来增加接口数量、 改变单个接口结构非常方便，升级和扩容非常平滑。同时为用户提供图形界面， 设置采集时间、周期、及手工控制功能。 数据采集层与数据处理层间采用统一的标准接口，不同类型的数据采集服务 一7 一 东北大学硕士学位论文 第二章网管系统的总体结构 都通过这一接口传递到数据处理层：利用不同网络协议采集来的不同类型的数 据，但共用统一的文本解析模块对数据格式进行解析。 通过用户界面用户可控制数据采集形式和设置各种采集参数，而且当设备升 级时通过修改数据解析规则达到系统平滑升级的目的。通过各个通用接口模块不 系统接 s i 腱 i 伽盹 【摹攮开垃接口为曩它摹境拄 一务， i 一 | | j r ( ；p i p i 零i 霄晨 ：- 性嘲m ：搏t 符曩 一i l 围困i ；圈围网网； t ；圈ii 圈；网 | 阍 i i i + | h d o il h ：童垒骨理n 竹矗：旺秀冒毒s ， 。归 t ；圃囤i 圃圈i ；圆圈i 慷t f |磨、 c t u p l l 押| = i | 圈 ；圃| | | 硎i ； ， ；： ： t b c 1 f l 丽 f l o ， - i s p ! 登二! s 广一 e i 韩它i ， 脯酉e j n f 廿 r 一 s o 嘲2 2 系统软件总体结构 f i g 2 2t h es t r u c t u r eo f s y s t e ms o f t w a r e 仅使得管理网与被管理网络之间网络通信协议的多样性、复杂性完全被隔绝，而 且使管理网与被管理网之间的复杂的数据类型也被初步统一了。 2 1 2 数据处理层结构 数据处理层的主要任务是将各厂家不同的数据内容转换为统一的格式，并将 其保存在归一化数据库中。数据库接入模块、数据存储与管理控制模块是处理层 的可重用公共组件。数据库接入模块作为应用层与处理的接口同样适用于原始数 据库和归一化数据库，用户可以直接利用应用层的应用服务获取信息，也可以直 - - 8 - - 东北大学硕士学位论文 第二章网管系统的总体结构 接利用数据接入模块提供的通用数据库接口方式直接访问数据获取普通应用中 所无法得到的信息。 处理层的主要任务是将各厂家不同的数据内容转换为统一的格式，并将其保 存在归一化数据库中。因为每次设备版本升级的时候，数据内容都有很大的改变， 所以要求处理层能够动态地容纳这种变化。我们的对策是采刷一- 7 , 1 , 标准的解释语 言x m l 进行数据转化这样在数据映射关系发生变化时，用，、可以通过修改x m l 文件解析规则来完成这些任务。 处理层还为用户提供了改变归一化规则( 映射关系) 的应用服务，设鼹原始 数据和归一化数据备份、删除、恢复的叫州表参数的应用服务。 2 1 3 数据应用层结构 应用层从层次结构上可以分为服务方的业务逻辑层和客户方( 或为 w e b s e r v e r ) 的表现逻辑层。系统的业务逻辑包括：性能管理应用模块、配置 管理应用模块、故障管理应用模块、安全管理应用模块、业务管理应用模块等管 理应用功能模块。这些功能模块是基于一些基本公共组件构建的。公共组件包括： 日志管理基本单元、区域管理基本单元、事件前向鉴别器( e f d ) 基本单元、告 警管理基本单元、注册管理基本单元等。 图2 3 网管系统硬件结构图 f i g2 3t h es t r u c t u r eo f s y s t e mh a r d w a r e ，9 一 东北大学硕士学位论文第二章网管系统的总体结构 表现逻辑层由各种可视化应用系统组件构成，每个组件可以实现一个单独的 可视化业务功能，系统应用可以通过这些业务功能灵活搭建，实现界面个性化设 置、系统应用灵活组装。系统提供以基本视图单元的方式建立起来的可以提供业 务的虚拟网络( 即基本业务平台) 操作者可以以此方便地构造新的应用。 2 2 网管系统硬件总体结构 辽宁移动网络综合管理系统要为全省的各级网络维护与网络管理人员提供 服务，同时给移动集团总公司的网管系统提供接入方式。上图2 3 是网管系统硬 件结构图。 东北大学硕士学位论文第三章业务管理子系统的设计 第三章业务管理子系统的设计 辽宁移动网络综合管理系统包括性能管理、配置管理、告警管理、安全管理、 网管自身管理、以及业务管理等独立予系统，还包括报表系统、拓扑图系统、地 理信息g i s 系统、网络树图管理、仿真终端系统、信息查询统计发稚等公共予系 统。每个独立子系统在系统建设时将这些公共子系统部分或全部作为本系统数据 应用层的一部分。业务管理子系统是移动网络管理系统中的一个子系统，它主要 功能是通过建设完善的技术支持系统，对移动网中的业务进行统一管理、分析， 从而能对用户需求做出迅速的反应，提供方便的发展新服务的手段和可能，分析 新业务的引入( 如i p 电话) 对网络的影响以及对传统业务的影响，根据辽宁移动 目前业务发展的需要和将来不断增长的业务需求，修改现有业务或添加新业务， 促进和确保业务管理的规范化、统一化。 软件开发是一种高等技术，缺乏科学理论和二r ：程方法的支持，丌发的软件的质 量难以保证，我们采用软件工程的思想和方法来指导业务管理子系统的设计。它 分为以下几个阶段：1 、需求分析2 、概念结构设计3 、体系结构设计4 、模块设 计5 、物理结构设计 3 1 业务管理子系统需求分析 需求分析是系统设计的起点，需求分析的结果是否准确地反映了用户的实际 要求，将直接影响到后面各个阶段的设计，并影响到设计结果是否合理的使用。 对整个移动通信业务发展的理解是进行需求分析的重要工作，首先让我们来看一 看有关移动通信业务发展的隋况。 3 1 1 移动业务的快速发展 随着改革开放的逐渐深入，社会经济和科学技术也得到了长足的发展和进步， 同样我国移动通信业务的发展也取得了令世人瞩目的成就。在短短的十年间，中 国移动已经建立起覆盖全国范围的t a c s 和g s m 两种制式的移动通信网，g p r s 系 统、智能网、短信和其它数据业务也正在大规模的推广。伴随着人们生活水平的 东北大学硕士学位论文第三章业务管理子系统的设计 逐渐提高，人们也不再仅仅满足于当前的生活形式，人们也在逐渐追求更好的娱 乐、生活、工作方式。为了满足人们的需求，各项新的移动业务也逐渐建立起来， 如：语音聊天、电话炒股、手机上网、电话银行等业务。 伴随着移动业务的蓬勃发展，每一个新业务的引入都经导致一个新项目的立 项和研发，由于不能做到项目的代码复用，这最终导致了项目资金和人员的重复 投资大大的浪费了时间和金钱。在这科，背景下，同时伴随着网管系统二期工程 的全面启动，业务管理子系统的开发也就相应的提到了开发日程上来。 3 1 2 业务管理子系统的建设目标 业务管理子系统的建设目标以先进的、成熟的计算机技术为主要手段，建设 成为一个覆盖全省的高质量的、高效率的、高智能的业务网管系统，以推进辽宁 移动通信事业的全面发展。具体体现在以下方面： ( 1 ) 保证移动通信业务经济、安全、f 常运营 及时、全面的掌握移动通信业务的故障、性能、配置、环境信息。 快速、自动反应网上事件，提供处理方案。 系统内部集成对不同业务管理的方法与手段，形成一个统一有效的管理模 式，给管理者提供综合管理方案。 ( 2 ) 维护管理体制 实现网管业务管理功能自动化，业务设备和接口标准化。 实现对操作维护人员的权限鉴别、值班同志功能。 网管系统采用工作流方式，在线完成各种业务，减轻各部门人员的日常工 作量，提高其工作质量和效率。 将大量繁杂的统计、报表、评估、汇报工作由系统自动完成，提高统计准 确度。 提供二次开发工具，方便用户对业务功能的扩展。 ( 3 ) 提高业务话务质量 实现对省内业务网的网络性能分析、话务流量流向、不同业务的话务分析、 不同本地网间的业务话务分析 从全网的角度来协调管理移动通信网，实现全网业务的整体优化 利用网管业务管理系统可以更方便地了解业务运行隋况，对全网进行科学 规范的业务管理，提高业务质量及用户满意度。 ( 4 ) 发展规划的有利工具 一，2 一 东北大学硕士学位论文第三章业务管理子系统的设计 满足辽宁移动目前业务发展的需要和将来不断增长的业务需求，促进和确 保业务管理的规范化、统一化。 建设完善的技术支持系统；能对川户需求做迅速的反映，提供方便发展 新服务的手段和可能。 在拟订新的市场战略和价格政策时，为决策层提供必要的网络数据。 在新的战略出台后，及时反馈新战略刘移动网的实际影响，以验证新战略 的正确性，并在必要时采取修f 措施。 分析新业务的引入( 如i p 电话) 对网络的影响以及对传统业务的影响。 3 1 3 业务管理子系统需求分析 根据业务管理子系统的建设目标可知，业务管理子系统主要是对移动通信网 内的业务进行统一的咖调管理，并实现全网业务的可配冒、可扩展、可调1 7 等功 能。系统不仅要如实地反映出各业务的运行状态，同时根据得到的信息对整个网 络作出适当的调整使得它们能够j 下常的运作，从而实现全网业务的经济、安全、 正常运营。 因此，业务管理子系统的主要业务需求功能如下： ( 1 ) 保证移动通信业务经济、安全、正常运营，及时、全面的掌握移动通信业 务的故障、性能、配置、环境信息。快速、自动反应网上事件，提供处理方案。 系统内部集成对不同业务管理的方法与手段，形成一个统一有效的管理模式，给 管理者提供综合管理方案。 ( 2 ) 实现网管业务管理功能自动化，业务设备和接口标准化。实现对操作维护 人员的权限鉴别、值班日志功能。网管系统采用工作流方式，在线完成各种业务， 减轻各部门人员的日常工作量，提高其工作质量和效率。将大量繁杂的统计、报 表、评估、汇报工作由系统自动完成，提高统计准确度。提供二次开发工具，方 便用户对业务功能的扩展。 ( 3 ) 实现对省内业务网的网络性能分析、话务流量流向、不同业务的话务分析、 不同本地网间的业务话务分析；从全网的角度来协调管理移动通信网，实现全网 业务的整体优化；利用网管业务管理系统可以更方便地了解业务运行情况，对全 网进行科学规范的业务管理，提高业务质量及用户满意度。 ( 4 ) 满足辽宁移动目前业务发展的需要和将来不断增长的业务需求，促进和确 保业务管理的规范化、统一化。建设完善的技术支持系统；能对用户需求做出迅 速的反映，提供方便发展新服务的手段和可能。在拟订新的市场战略和价格政策 时，为决策层提供必要的网络数据。在新的战略出台后，及时反馈新战略对移动 东北大学硕士学位论文第三章业务管理子系统的设计 网的实际影响以验证新战略的正确性，并在必要时采取修正措施。分析新业务 的引入( 如i p 电话) 对网络的影响以及对传统业务的影响。 3 2 概念结构设计 将需求分析得到的用户需求抽象为信息结构即概念模型的过程就是概念结构 设计忙i 。它是整个设计过程的关键。在需求分析阶段所得到的应用需求应该首先 抽象为信息世界的结构，才能更好地、更准确地用某一模型实现这些需求。概念 结构的主要特点是： ( 1 ) 能真实、充分地反映现实世界，包括事物和事物之间的联系，能满足用户对数 据的处理要求；这些是对现实世界的一个真实模型。 ( 2 ) 易于理解，从而可以用它和不熟悉计算机的用户交换意见，用户的积极参与是 设计成功的关键。 。袋= 。 么 自一化采 l 。一 “一亿靛 一 一 弋0 ， 为鹰坩晨筒置措衰 l1 l 蛮# - - 敲m i j 幽3 i 业务管理子系统数据流囝 f i g 3 1t h ed a t af l o wo fb u s i n e s sm a n a g e m e n t s y s t e m ( 3 ) 易于更改，当应用环境和应用要求改变时，容易对概念模型修改和扩充。 概念结构是各种数据模型的共同基础，它比数据模型更独立于机器、更抽象， 从而更加稳定。图3 1 是业务管理子系统数据流图。虚线部分划出了系统边界。 3 3 体系结构设计 体系结构设计的任务就是把概念结构设计阶段设计好的数据模型转换为相符 合的体系结构模型 一1 4 一 东北大学硕士学位论文 第三章业务管理子系统的设计 3 3 1 体系结构的设计要求 考虑到通信业务的特殊性：要求高度的稳定性和实时性。在业务管理子系统 的体系结构的设计过程中，我们既要遵循一般软件开发的规律，又要注意通信软 件的特殊性。图3 2 是业务管理子系统的体系结构图。 消息总线 圈3 2 业务管理于系统体系结构图 f i g u r e3 , 2t h es t r u c t u r eo f b u s i n e s sm a n a g e m e n ts y s t e m 在系统的体系结构中，采用了典型的层次化、模块化、分布式、基于协议舒肖 息的网络通讯计算体系，包括a c c e s s 模块、c o n t r o l 模块、o a m p 模块、u c s 模 块、w e bs e r v e r 、d b 、消息总线这些模块，分为信令佼换接入层、高层呼叫控制 层和业务事务处理层，基于双总线的消息分布处理。模块化、层次化的设计思想 一i s 东北大学硕士学位论文 第三章业务管理子系统的设计 使每一个模块可以有自己的备份，这很好的保证了系统的稳定性。分布式、基于 消息协议的网络通信计算体系很好的保证了系统模块问的通信的实时性。双总线 的设计方案更是增加了系统的可靠性。 3 3 2 体系结构的设计思想 业务管理予系统的体系结构的一个重要设计思想是采用了层次化的体系结 构：图3 _ 3 给出了系统的层次结构图，系统层次结构分为接入控制层、呼叫状态 控制层和事务业务层： 3 3 业务管理子系统体系层次结构图 f i g u r e 3 3 t h eh i b e r a r c h y o f b u s i n e s s m a n a g e m e n ts y s t e m 接入控制层：负责与硬件有关的信令接入控制( 包括电话w e b i p 等) 、物理 时隙交换、d s p 资源控制( 包括语音和会议) 、硬件的热插拔控制等； 呼叫状态控制层：负责呼叫状态控制、呼出资源分配( 排队逻辑) 、呼出路由 选择； 东北犬学硕士学位论文 第三章业务管理子系魄的设计 事务业务层：处理与业务有关的事务逻辑，包括数抓乍访l u 、【k 务流氍逻辑、 网管等。 层次化的结构使得系统层次分叫，垃入联和旰i l 处州层处理哂l k 务尤哭的消 息，而习t 务_ q k 务层处理玎；川关，! l , i i j j l l t i 状态利砸仆逻辑，披入层和呼叫处理层的关 系是一个与硬件有关，个与硬件无关，这样做f 由好处是每层所涉及的模块之问 消息接口可以很清晰，另外业务流程的改变或者接入方式的改变不会影响其它层。 同时使得项目的开发和测试分工明确、条理分明。 系统体系结构的另一个设计思想是基于双消息总线l ! | 勺分加式网络计算体系， 系统体系结构的实现采用了分斫i 式的网络计算体系，一个、务的实现分币j 到多个 消息模块来处理，提高了系统的处理能力，同时也提高了可靠性和稳定性。在这 种消息分发体系巾，我们采用第三方的成熟技术：i 【，c 消息总线。 3 4 业务管理子系统模块设计 根据业务管理予系统的层次化体系结构的设计思想，、l k 务僻l i ! 予系统i 要有 a c c e s s 模块、c o n t r o l 模块、o a m p 模块、u c s 模块、w e bs e r v e r 、d b 、消息总 线模块组成。下面详细介绍各个模块的接口和功能。 3 4 1a c c e s s 模块的功能和接口 a c c e s s 模块是业务管理子系统中的硬件管理模块；是业务管理子系统业务接 入的硬件实现，应用的是n m s 公司生产的语音板一 - - a g 4 0 0 0 。语音板卡主要负 责系统的语音信号的业务接入和识别。在系统运行过程中，用户拨打电话，此时 语音信号首先接入到移动通信网中的某个交换网元上。交换网元对传入的语音信 号进行识别并加以处理，如果是一般的语音信号，交换网元就将此语音信号接入 到相关的局段，接通相应的川，or u 话，使被 il jj 、f u 话振铃，实现了通话功能。 如果l ，、拨打的足特殊的业貉号码，此i l 、t 交换机刑f 入的讲阿价拨入到连接j ，! 移动通信网上n m s 语音板一i - - a g 4 0 0 0 ，语音板卡会根据已写好指令剥。交换机传 入的语音信信号进行处理，并将处理结果返回给交换网元，实现相应的业务功能。 a c c e s s 模块实现的就是实现相应的语音板卡指令，主要束实现信令接入、语音、 交换、会议、话路连接等功能；如： 东北大学硕士学位论文 第三章业务管理于系统的设计 1 s s 7 ( t u p ) 网关，实现七号信令和3 0 b + d 的转换； 2 i s d n 信令接入和呼出： 3 时隙交换； 4 与c o n t r o l 模块的消息通讯； 5 基于本地文件方式的系统数据配置： 6 与o a m p 模块的消息通讯( 包括系统开志) ： 7 时隙和d s p 管理、控制。 为了实现如上功能以及根据业务管理子系统的业务功能需求，a c c e s s 模块主 要实现了如下的儿个板卡控制指令一接受来活a n s w e r c a ll 、挂断来话t l a n g u p 、据 接来话r e j e c t c a l l 、播放语音p l a y v o i c e 、加入会议j o i n c o n f e r e n c e 、连接两路 柬话c o n n e c t c a t l 、呼叫某路通睡c a t l o f t t 等。 它与系统其他模块及系统外部的接口主要有： 1 与c o n t r o l 模块的接口 2 与o a m p 模块的接口 3 与网元及交换机的接口 3 4 ，2c o n t r oi 模块的功能和接口 c o n t r o l 模块是系统的功能控制模块；是与a c c e s s 模块联系最紧密的模块， a c c e s s 模块对通信网中交换网元传入的语音信号进行的处理功能主要由c o n t r o l 模块来控制实现的。a c c e s s 收集到传入的语音信号后，通过系统的消息总线：l l c 传递给c o n t r o l 模块，c o n t r o l 模块储存来话信息一来话的电话号码、接入时隙、 接入时间等信息，并将这些信息通过数据总线l l c 传递给u c s 流程解析和配置 模块，u c s 模块处理信息后将处理结果回发给c o n t m l 模块，c o n t r o l 模块根据处 理结果，将相应指令发给a c c e s s 模块，a c c e s s 模块调用相应的模块指令对来话进 行处理；当系统接入来话过多时，c o n t r o l 还要对来话进行排队，路由选择。因此， c o n t r o l 模块主要实现呼叫状态控制和路由、排队等功能；如： 1 与u c s 的消息通讯； 2 与a c c e s s 的消息通讯； 东北大学硕士学位论文第三章业务管理子系统的设计 3 基于本地文件方式的系统数据配置； 4 与o a m p 的消息通讯( 包括系统日志) 5 系统功能状态控制； 6 产生c d r 记录： 7 呼出通道分配； 8 实现系统路由控制： 9 排队机功能。 它与系统其他模块及系统外部的接口主要有： 1 与a c c e s s 模块的接口； 2 与o a m p 模块的接口： 3 与u c s 模块的接口。 3 4 30 a m p 模块的功能和接口 o t d v i p 模块是系统的网管终端功能，o a m p