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南京理工大学硕士学位论文c o r b a 在w c d m a 故障管理中的应用研究 摘要 移动通信已经迈入了3 g 时代，w c d g , a 作为3 g 的三个标准中最早，最完善的标准为3 g 运营商所广泛选用。目前我国也即将发放3 g 牌照，因此w c d m a 网管系统的开发具有很强的 观实意义。在网管系统的功能中，故障管理是很重要的一个方面，越来越受到网络管理 人员的重视，逐渐成为网络管理的一大领域。 w c d m a 核一t l , 网是一个非常复杂的电信网络，为了合理有效的管理其核心网的网元，依 据t m n 的逻辑分层体系，分别实现网元管理、网络管理。其网管系统作为一个大型分布式 异构环境的集成需要解决的问题如下：跨平台，跨操作系统，跨语言，跨协议，跨版本。 c o r b a 作为一项比较成熟的分布式面向对象技术，是用来解决以上五个跨越问题的理想方 案。本文遵循中移的故障管理接口规范，参照规范制定的标准i d l 接口文件，采用c o r b a 技术设计了w c d m a 故障管理a g e n t 模块。实现了不同运营商的上级网管( n m s ) 通过操作维 护中一1 1 , ( 0 m c ) 对w c l 3 m a 核心网网元进行故障管理的目的。完成t i n 故障管理的功能要求。 实现了t i n 故障管理相关的操作功能和消息上报。 关键词：w c d m a 、c o r b a 、电信管理网( r y n ) 、故障管理、北向接口 摘要硕士论文 a b s t r a c t m o b i l ec o m m u n i c a f t o nh a se n t e r e di n t o3 ga g e ，a st h ee a r n e s ta n dt h eb e s ts t a n d a r d ， w c d m ah a sb e e nu s e db yt h em o s to f3 go p e r a t o r s i ns o m ey e a r s ，3 gl i c e n s ew i l lb e r e l e a s e db yo u rg o v e r n m e n t h e n c e h o wt om a n a g et h ec o r en e t w o r ko fw c d m aw i l l b e c o m et h ei s s u eo ft h er e s e a r c h a sav e r yi m p o r t a n tf u n c t i o no fn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m , f a u l tm a n a g e m e n th a sb e e np a y e dm o r ea n dm o r ea t t e n t i o n t h ec o r en e t w o r ko fw c d m ai sav e r yc o m p l e xn e t w o r k t om a n a g ei te f f e c t i v e l y , w e r e a l i z en e t w o r km a n a g e m e n ta n de l e m e n tm a n a g e m e n tr e s p e c t i v e l y a sai m e g r a t i o no f d i s s i m i l a re n v i r o n m e n ta n dd i s t r i b u t e ds y s t e m ，t h en e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e mm u s tr e s o ! l e t h ef o l l o w i n gi s s u e ：i ts h o u l db ei n d e p e n d e n to fo s ，l a n g u a g e ，v e r s i o n ，p r o t o c 0 1 s of a r , c o r b ai s t h eb e s tw a yt or e s o l v et h e s ei s s u e f o l l o w i n gt h ei n t e r f a c ec r i t e r i o no fc h i n am o b i l ea n dt h e s t a n d a r di d lf i l e s ，w ed e s i g n e dt h ea g e n tm o d u l eo ff a u l tm a n a g e m e n tw i t hc o r b ai nt h i sp a p e r t h em o d u l ea saa g e n tb e t w e e nn m s ( n e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e i n ) a n do m c ( o p e r a t i o n s m a i n t e n a n c ec e n t r e ) h a sr e a l i z e da l lt h ef u c t i o no ft m nf a u l tm a n a g e m e n t i n c l u d i n ga l a r m o p e r a t i o n sa n da l a y l nr e p o r t s ，e t c k e y w o r d s ：w c d m a ，c o r b a ，t n m ，f a u l tm a n a g e m e n t ，l t fn 声明 本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在 本学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发 表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学 历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均 已在论文中作了明确的说明。 研究生签名： 叁塞鳃 3 p 巧年歹月西曰 学位论文使用授权声明 南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阕 或上网公布本学位论文的全部或部分内容，可以向有关部门或机构送 交并授权萁保存、借阅或上网公布本学位论文的全部或部分内容。对 于保密论文，按保密的有关规定和程序处理。 研究生签名： 盘塞鳃 u 巧年5 日如日 南京理工大学硕士学位论文c o r b a 在w c d m a 故障管理中的应用研究 1 绪论 1 1 引言 随着社会信息化进程的加快，移动通信日益受到青睬。所谓移动通信就是移动体之 间韵通信，或移动体与固定体之间的通信，移动体可以是人，也可以是汽车、火车、轮 船、飞机等在移动状态中的物体。移动通信的发展可以从1 8 9 7 年马可尼作的移动体和固 定体之间无线通信试验开始算起。 第一代移动通信系统采用频分多址( f d m a ) 的模拟调制方式，频分多址( f d 姒) 是把 通信系统的总频段划分成若干个等间隔的频道分配给不同的用户使用，这些频道互不交 叠，其宽度应能保证传输一路话音信号，且相邻频道之间没有超出允许的串扰信号。f d m a 制式的优点是技术比较成熟和易于与模拟系统兼容。缺点是系统中同时存在多个频率的 信号，容易形成互调干扰，因此通信质量较差，保密性较差，系统容量小。 第二代移动通信系统主要采用时分多址( t d m a ) 的数字调制方式，时分多址( t d m a ) 是 通信技术中基本的多址技术之一，在g s m 移动通信系统中被采用。时分多址技术是把时间 分割成周期性的帧( f r a m e ) ，每一个帧再分割成若干个时限向基站发送信号，在满足定时 和同步的条件下，基站可以分别在各时限中接收到各移动终端的信号而不混扰。同时， 基站发向多个移动终端的信号都按顺序安排在预定的时隙中传输，各移动终端只要在指 定的时限内接收，就能在多路的信号中把发给它的信号区分并接收下来。t d m a 与f d m a 相比，具有通信信号质量高、保密较好、系统容量较大等优点，但它必须依靠精确的定 时和同步来保证移动终端和基站间正常通信，技术比较复杂。 发展至今，移动通信已经迈入了第三代移动通信阶段，即3 g 时代“。第三代移动通 信系统( 3 r dg e n e r a t i o n3 g ) 是向未来个人通信演进的一个重要发展阶段，具有里程碑和 划时代的意义。3 g 系统采用c d 凇技术和分组交换技术，它能够将语音通信和多媒体通信 相结合，其可能的增值服务将包括图像、音乐、网页浏览、视频会议以及其他一些信息 服务。3 g 意味着全球适用的标准、新型业务、更大的覆盖面以及更多的频谱资源，以支 持更多用户。 3 g 系统与现有的2 g 系统有根本的不同。3 g 系统采用c d k a 技术和分组交换技术，而不 是2 g 系统通常采用的t d 姒技术和电路交换技术。在电路交换的传输模式下，无论通话双 方是否说话线路在接通期间保持开通，并占用带宽。与现在的2 g 系统相比，3 g 将支持 更多的用户，实现更高的传输速率。 硕士论文 由于移动通信在未来的信息化社会占有举足轻重的作用，发达国家的政府部门电信 运营商和制造商均不遗余力地积极参与有关第三代移动通信的标准制定和研发工作，以 期在未来的竞争中占据有利地位。我国相关政府部门也非常重视第三代移动通信的标准 化研究和产业化发展，中国无线通信标准委员会c w t s 组织专门对3 g 标准进行跟踪和研究， 并参与国际3 g 标准化的工作。 目前国际电联( i t u ) 接受的3 g 标准主要有以下三种：w c d g a 、c d k a 2 0 0 0 与t d s c d m a 。 w c d m a 全称是w c d e b a n dc d m a ，中文译名为“宽带分码多工存取”，这是基于g s m 网发展出 来的3 g 技术规范，是欧洲提出的宽带c d y l a 技术。1 | l c d g a 由于技术的先进性，所以与以前的 g s g 等移动通信方式相比，具有以下的技术特点。更大的系统容量，更多的业务种类，更 高的数据速率，更好的无线传输，更高的语音质量，更低的传送功率。 在3 g 的三个标准中，v c d m a 是其中最早，也是最完善的首选空中接口，并为欧洲，亚 洲和美洲的3 g 运营商所广泛选用。在全球已经发出的共1 1 6 张3 g 牌照中，w c d g a 占儿4 张， c d m a 2 0 0 0 仅占两张。我国也即将于今明年发放3 g 牌照，因此研发- c d m a 商用系统具有很强 的现实意义，以期在中国3 g 市场到来之时同步推出具有完整自主知识产权的全套w c d g a 设备，使民族通信产业跟上国际通信技术的发展步伐。 1 2 研究背景 目前各电信运营商大都拥有一个规模宏大的电信网络。随着网络规模印不断扩大， 网上设各的种类和数量也不断地增规，整个网络的复杂性日益提赢，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。面对日益复杂的电信网络及多种电信业务，传统的电信网络管理系统没有标准的 互联接口，相互之间难以协调互通，难以共享网络及信息资源，已经不能适应现代电信 网络运营管理的需要。 针对上述电信网络管理的现状，各电信运营商都希望能够在目前网络管理的基础上 建立综合网管系统，以实现全网的综合管理。这就产生了综合网络管理系统的需求，即 把现有的独立存在的各专业网络系统综合成一个功能齐全、面向未来的综合网络管理系 统。综合网管系统通过一个网管工作站就能够对互连的不同网络实旎各种管理和控制， 从而实现对全网的综合管理，包括全网故障分析和故障定位、全网性能综合分析等功能。 这样既便于维护、使用，也可以提高该系统的利用率。而且更重要的是，以后新的网管 需求将可以直接纳入该综合网络管理系统之中。在这种情况下，国际电信联盟i t u 提出了 对电信网实行统一的综合维护管理的新手段电信管理网( t m n ) 的概念。 南京理工大学硕士学位论文c o r b a 在w c d m a 故障管理中的应用研究 w c d m a 网络包括无线接入网和核心网两部分，因此w c d m a 网管可划分为无线侧的网 管和核心网侧的网管两部分。无线侧的网管负责对无线设备r n c ( 3 g 的无线网络控制单 元) j f l j n o d e b ( b t s ) 提供管理维护工作，核心网侧的网管设备负责对核心网侧的设备 m s c v l r 、i - i l r a u c 、s g s n 、g g s n 提供管理维护工作。w c d m a 核心网是一个非常复 杂的电信网络，包含有多种核心网网元，如何克服多厂商跨平台，跨操作系统，跨语 言，跨协议，跨版本等问题，合理有效的管理其核心网的网元。是w c d m a 网管系统的一个 难点。因此在w c d m a 的网管系统研发中，将严格遵从t 州的定义。采用统一的接口标准和 规范，实现各电信运营商对w c d m a 网元的综合管理。但是t m n 是i t u f l ；t j 订的电信网络管理标 准，对于如何构造管理系统以及管理系统之间如何实现互操作，t m n 并未深入研究。为了 解决j 二述问题，在w c d m a 网管系统的开发中引入了对象管理组织o m g 的c o r b a ( t h ec o m m o n o b j e c tr e q u e s tb r o k e ra r c h i t e c t u r e 通用对象请求代理结构) 作为实现对分布式管理 对象访问的设施。 c o r b a 是一种异构平台下的语言无关的对象互操作模型。c o r b a 的设计是独立于平台 和语言的，因此c o r b a 可以在任何平台上运行，可以定位在网络的任何地方，能够使用任 何有i d l ( i n t e r f a c ed e f i n i t i o nl a n g u a g e ) 映射的语言。c o r b a 是很有应用前景的系 统集成标准，它提供了面向对象应用的互操作标准。c o r b a 目前已经是一项比较成熟的分 布式面向对象技术，c o r b a 非常适用于开放的电信市场环境下业务的快速构造及资源和业 务的有效管理。t m n s n c o r b a 技术相结合的方式是目前构建w c d m a 综合网管系统最为理想的 一种解决方案。 1 3 本文的工作及其组织结构 本课题来自中兴通讯移动事业部网管部的w c d m a 商用网管系统的开发任务。目前我国 即将发放3 g 牌照，因此w c d m a 网管系统的开发具有很强的现实意义。根据t m n 分层管理的 思想，为了满足电信运营商的上级网管( n m s ) 通过操作维护中心( o m c ) 对w c d m a 核心网 网元进行故障管理的目的。本文采用c o r b a 技术设计了w c d m a 故障管理a g e n t 模块。w c d n a 故障管理a g e n t 模块做为上级网管( n m s ) 和操作维护中心( 0 m c ) 之间的接口，遵循中移 的接口规范，参照规范制定的标准i d l 接口文件。实现了不同运营商的n m s 通过o m c 间接对 w c d g l a 核心网网元进行故障管理的目的。 本文首先介绍了移动通信的发展，阐述了移动通信各个阶段的核心技术和优缺点以 及第三代移动通信( 3 g ) 的w c d y 瞄, 技术。接着分析了当前电信网络管理的现状，引出了t 涮 概念，提出在w c d m a 网 管系统的研发中应当采用统一的接口标准和规范，将t m n 和c o r b a 硕士论文 技术相结合实现各电信运营商对w c d m a 网元的综合管理。 第二章详细介绍了电信管理网( t m n ) 的概念以及管理功能和管理层次，重点阐述了 t m n 故障管理功能，最后是对t m n 优缺点的理解。针对t m n 并未深入研究如何构造管理系统 以及管理系统之间如何实现互操作问题，提出采用对象管理组织o m g 的c o r b a 技术作为实 现对分布式管理对象访问的设施。 第三章分析了c o r b a 的原理和体系结构，重点阐述了事件服务和通告服务。针对c o r b a 的技术特点分析t c o r b a 在t 心中应用的必要性和优越性。为第四章模块设计提供了技术 基础。 第四章是本文的重点，由于w c d m a 在我国尚未商用，因此其网管系统还处于研究阶段， 尚无前人的经验可参考。本文提出将t m n 和c o r b a 技术相结合，全新的设计了w c d m a 故障管 理a g e n t 模块。实现了不同运营商的上级网管( n m s ) 通过操作维护中心( o m c ) 对w c d m a 核心网网元进行故障管理的目的。主要内容包括框架设计，开发说明，模块功能概述。 以及故障管理相关操作功能和消息上报的具体实现等内容。 摄后是本文的总结。 4 南京理工大学硕士学位论文c o r r a 在w c d m a 故障管理中的应用研究 2 电信管理网与故障管理 近十几年来，在全世界范围内，电信市场在不断迅速扩大。为降低网络成本，网络 运营商引入多厂商设备，在得到利益的同时，也使得电信网络管理的复杂程度增大。网 络中的设备越来越多样，同样的设备由多家厂商提供，设备的不断更新又使相同设备具 有不同的版本，所有这些使得通信网越来越复杂。同时，为向用户提供高质量高可靠性 的电信服务，增强企业竞争力，有效降低网络运营成本，电信运营商必须采用先进的技 术和自动化的管理手段。因此，电信网络运行维护管理的重要性也就日益突出。 面对日益复杂的电信网络及多种电信业务，传统的电信网络管理系统已经不能适应 现代电信网络运营管理的需要。在这种情况下，国际电信联盟i t u l 于1 9 8 8 年提出了电信 管理网t 心( t e l e c o m m u n i c a t i o nm a n a g e m e n tn e t w o r k ) 的概念 2 1t m n 的概念口】【8 】 电信管理网( t m n ) 的基本概念是提供一个有组织的网络结构，以取得各种类型的运 行系统( 0 s ) 之间、运行系统与电信设备之间的互连，是采用商定的具有标准协议和信息 的接口进行管理信息交换的体系结构。提出t 嘲体系结构的目的是支撑电信网和电信业务 的规划、配置、安装、操作及组织。从技术和标准的角度来看t 删是一组原则和为实现 原则中定义的目标而制定的一系列的技术标准和规范；从逻辑和实施方面考虑，t 埘是一 个由各种不同管理应用系统，按照t m m 的标准接口互连而成的网络。这个网络在有限的点 上与电信网接口，与电信网的关系是管与被管的关系，是管理网与被管理网的关系。 图2 1 1t m n 与电信网的一般关系 电信管理网与故障管理硕士论文 t m m 为电信网络和业务的管理提供信息传送、存储和处理的手段。t 删可由各种管理 部门、运营代理、客户和其他机构管理所运营的电信网络构成，当这些网络互相连接时， t m m 可以提供管理端到端的电信业务所需要进行的信息交换的手段，所有类型的电信网和 网元，如模拟网、数字网、公众网和专用网中的交换系统、传输系统、电信软件、网络 的逻辑资源( 如电路、通道或由其它资源支持的电信业务) 都可能是一个电信管理网的管 理对象。理论上对于t m n 应用领域并不限制，因为t m m 的建议还在不断的开发之中，但是 许多应用领域的实际憎况会限制t 心的实施。 2 2t m n 管理功能和管理层移 t m n 的各类管理功能支持t m l n 的管理业务的实现，满足对被管理网络的操作、维护和 管理的需要。管理人员通过人机接口与管理应用交互，通过t m n 提供的管理功能对被管理 网络进行各项管理操作活动。 t n m 为电信业务提供一系列的管理功能，t m n 的管理功能按照使用范围可划分为性能 管理、故障管理、配置管理、帐务管理和安全管理5 个功能域。 ( 1 ) 性能管理 性能管理提供对电信设备的性能或n e 的有效性进行评价和提出报告的功能。它的作 用是收集有关的统计数据，以便监测和校正网络、n l ( 或设备的性能及有效性，并帮助进 行规如和分析。 ( 2 ) 故障管理 故障管理能够对不正常的电信网运行状况或环境条件进行检测、隔离和校正操作。 ( 3 ) 配置管理 配置管理涉及网络的实际物理安排，主要实施对n e 的控制、识别和数据交换。 ( 4 ) 帐务管理 帐务管理能够度量网络服务的使用量及其费用，主要是收集帐日记录和设置使用服 务的计费参数。 ( 5 ) 安全管理 安全管理是指保证电信网络运行安全的一系列功能，包括监视网络的危险情况，一 旦发生危险就立刻进行隔离，力争把危险情况控制在最小范围之内，也包括口令管理， 限制无权人员进行操作。 为适应多厂家产品的电信网络环境，t m n 采用了分层管理的思想。t m n 的管理结构包 含运营管理层( n m c ) 、中介设备层( 如o m c ) 及网络单元( n e ) 三个层次。网络单元( n e ) 南京理工大学硕士学位论文 c o r b a 在w c d m a 故障管理中的应用研究 层是最终实现通信的底层设备。中介设备层( 尬0 m c ) 则完成监视、控制不同n e 单元向 上层提供底层运营状况信息的功能。运营管理层( n m c ) 则是对整个电信网的运行进行监 视、管理的部分。它获得所有中介设备层提供的信息并进行统一的处理，得出整体网络 运行信息。它也是监视用户所直接面对的部分。在这三个层次之间，t m n 提供了相互通讯 的标准接口与协议。通过这三个层次之间的相互协作，t m n 实现对整个电信网络的统一管 理。 t m n 的管理层次分为五层，从低到高依次为：网元层( n e l ) 、网元管理层( e 也) 、 网络管理层( i w i l ) 、业务管理层( s m l ) 和事务管理层( b m l ) 。其中网元层属于被管理 层，其他四层属于管理层。 t m n 的 图2 2 1t 删的管理功能和管理层次 2 3t m n 故障管理 在网管系统的功能中，故障管理是很重要的一个方面，越来越受到网络管理人员的 重视，逐渐成为网络管理的一大领域。 故障管理包括故障的监测、处理、定位、查询等一系列功能，故障的检测是使维护 人员及时了解设备和网络出现的异常情况，以便及时处理，保证网上设备的正常和有效 电信管理网与故障管理硕士论文 的运行。故障的处理包括故障的诊断，并给操作人员建议性的信息。 网络中发生的故障可以分成以下几类： 1 ) 硬件失效，n e 中的某些物力资源发生故障。 2 ) 软件问题，例如软件b u g ，数据库不一致。 3 ) 功能性故障，n e 中的某些功能性资源失效并且并非硬件的问题。 4 ) 因为过负载，网元的某种性能部分或全部失去。 5 ) 两个n e 之间、n e 和运营系统之间以及两个运营系统之间的通讯失败。 任何一种情形下，作为故障引发的后果，网络实体应该产生适当的告警，这些告警 涉及到受故障影响的硬件或逻辑资源。 2 3 1 故障检测 当任何一种上面所讨论的故障在3 g 网络里发生时，受到影响的网络实体应能够立刻 探测到。 完成探测任务的网络实体使用完全自主的自我检测电路程序，对网元来说包括观察 测量结果、计数和阀值。阀值测量可以由制造商预先定义并在网元内自主执行，或者基 于由网元管理者( e m ) 执行的性能测量。如上定义的故障检测机制应该覆盖网络实体的 活动和备用组件。 大多数故障应该具有定义，确切的表明其发生或没有发生的条件，即故障发生和故障 清除的条件。所有这样的事件在本文中称为a d a c 故障( 自动探测自动清除) 。当一个先 前探测到的a d a c 故障消失，即故障清除时，网络实体必须发觉，而且是采用与探测故障 发生相同的机制。某些故障没有清除条件。按照本文的意思这些故障称为a d m c ( a u t o m a t i c a l l yd e t e c t e da n dm a n u a l l yc l e a r e d ) 故障。一个例子是，因为发生某种 不一致，网络实体必须重启一个软件进程然后才能重续正常操作。这种情况下尽管该不 一致被清除了，但问题的原因并没有得到更正。系统操作员的人工干预对清除a d m c 故障 来说是必需的，因为按照定义这类故障网络实体是不能自动清除的。 某些故障不需要任何的应急行动，既不需要系统操作员的也不需要网络实体自身的， 因为故障条件只持续很短时间就消失了。一个例子是，n e 探测到某些观察中的阀值被超 越，而在下一个采样时刻观察值又回到限定范围。 对每个故障，故障探测程序应该提供以下信息： 1 ) 设备资源文件功能体最小可更换单元，如下所示： a ) 对于硬件故障，最小可更换单元是故障体 r 南京理工大学硕士学位论文c o r b a 在w c d m a 故障管理中的应用研究 b ) 对软件故障，受影响的软件组件例如混乱的文件或数据库或软件代码： c ) 对功能性故障，是受影响的功能体 d ) 对过负荷引起的故障，是过负荷原因的信息 e ) 对于所有以上故障，所有情形下部要提供受到故障影响的物理和逻辑资源的 标识，如果可能还要提供关于受影响资源所丧失的能力的描述。 2 ) 故障类型( 通讯类，环境类，设备类，处理错误类，服务质量类) 3 ) 故障的严重程度( 不确定，警告，此要，主要，严重) 4 ) 故障的可能原因 5 ) 发生故障的网络实体探测到故障的时间 6 ) 故障的性质，岔i j a d a c 或a d m c 7 ) 任何其它能帮助理解异常情形原因和位置的信息 对某些故障，也许需要其它手段如诊断和测试特征来获取想要的细节。 2 3 2 告警的产生 对每个探测到的故障，发生故障的网络实体将产生适当的告警，不管是a d a c 还是a d m c 故障。这些告警将含有所有故障探测进程提供的信息，如2 3 1 所述。 为使故障定位和修复容易，发生故障的网络实体应为每个单故障只产生一个单一 告警，即使是当一个单一故障引起网络实体内多个物理或逻辑资源运作性能下降时。一 个例子是，一个硬件故障将不仅影响一个物理资源而且还会降低该硬件所支持的逻辑资 源性能。这种情形下，网络实体应该为发生故障的网络资源( 即应被修理的资源) 产生 单一告警，而为所有受该故障影响的物理逻辑资源产生多个状态管理相关的事件状态， 包括故障体本身。 万一某个网络实体不能识别一个单一故障的不同表现方式，那么该单一故障将被探 测为多个故障而产生多个告警。这种情形下，当故障被修复时网络实体应该探测到全部 故障的修复并清除相应的多条告警。 当一个故障发生在两个n e 或n e 平t 0 s 之间的连接介质上，影响这些n e 0 s 之间的通信能 力，每个受影响的n e 0 s 将探测到该故障并产生与其自身相关的通讯告警发往管理o s 。这 种情形下，o s 有责任将从不同n e 0 s 收到的告警相关联，以可能的最好方式对故障进行定 位。 在每个n e 内部，所有由n e 产生的告警将被放入一个活动告警表。当接到请求时，n e 应能向o s 提供这样一个活动告警表。 9 电信管理网与故障管理硕士论文 2 3 3 告警清除 作为故障结果而产生的告警需要被清除。要清除一个告警必须修复相应的故障a 修 复故障的过程依赖具体实现，因此超出本文的范围，但总体上如下： 1 ) 设备故障的修复是用能正常工作的单元更换故障单元。 2 ) 软件故障的修复是通过部分或全系统的重新初始化，通过软件补丁，通过装载升 级软件。 3 ) 通讯故障的修复通过更换发生故障的传输设备，或者对于干扰过多的情形，通过 去除干扰源。 4 ) 服务质量故障的修复通过消除降低服务质量的原因，或者通过提高系统性能来对 抗可能引起服务质量下降的原因。 5 ) 解决环境问题修复环境故障( 高温，高湿度等) 。 有可能一个p d ) a c 故障自然修复，而不需要操作员的干预( 例如超越阀值的故障) ， 这种情形下n e 的行为类似于操作员修复a d a c 故障。 原理上，n e 使用同样的机制探测一个已修复的故障，和探测故障发生一样。但是对 于a d m c 故障，操作员人工干预以清除故障总是必须的。实践中，存在不同的方法使系统 能探测一个故障被修复，并清除告警和清除引发这些告警的故障。例如： 1 ) 系统操作员间接地请求n e 清除故障，例如：通过对一个新设备的初始化，该新设 备用以替代发生故障的设备。一旦新设备被成功投入服务，该n e 将清除故障。接 着n e 将清除相关告警。 2 ) 系统显式请求清除一条或多条告警。一旦告警被清除，n e 应探测到故障条件已终 止。 3 ) n e 探测到故障设备被一新设备替换，并自动对其初始化。一旦新设备被成功投入 服务，n e 应清除该故障。并接着清除相关告警。 4 ) n e 探测到先前报告的超越阀值告警已不再有效。它将清除对应的活动告警和相关 故障，而无需任何操作员的干预。阀值管理的细节和n e 清除超越阀值告警的确切 条件与具体实现相关，依赖于阀值测量方式的定义。参见2 3 1 。 5 ) 按照定义，a d m c 故障告警不能被n e 自动清除。所以，任何情况下，必须要操作 员发挥作用来请求清除a d a c 告警故障。一旦a d m c 告警故障被清除，n e 应清除相 应的a d a c 故障告警。 这些机制的细节是和具体系统及实现相关的。 每次一告警被清除n e 应产生一个适当的清除告警事件。已清除告警被定义为其严重 1 0 南京理工大学硕士学位论文c o r b a 在w c d m a 故障管理中的应用研究 级别设为“已清除”的告警。己清除告警和活动告警之间的联系通过如下方式建立 1 ) 重复使用一组参数，该组参数唯一标识了某活动告警。 2 ) 在已清除告警中包含活动告警的参考。 当产生一条已清除告警时，对应的活动告警将从活动告警列表中清除。 2 3 4 告警前转和过滤 一旦一条告警被加入活动告警列表或从中去除。告警通知应被该n e 以主动通知的方 式前传。 如果当前不可能前传，如因为通讯故障，则通知应在通讯能力恢复后尽快发出。存储 空间是有限的。存储能力和操作员以及具体实现相关。如果延误的通知数目超出了存储 空间大小，则一个告警同步过程将在通讯能力恢复时运行。 o s 应探测阻碍告警接收和提交适当告警给操作员的通讯故障 如果n 接口( 参见2 3 8 ) 在n e 中实现，那么通知的目的地足n m ( n e t w o r k m a n a g e m e n t ) ， 且该接口应遵守相应约定。如果n 接口在e m 中，前传通知给e m ( e l e m e n tm a n a g e r ) 时可 采用自定方法。 事件报告应该包含各自事件中定义的所有信息，再加上一个产生该报告的n e 的标识 符。 系统操作员应能允许或抑制给每个n e 的告警报告。至少，告警过滤应支持下面这些 过滤标准： 1 ) 产生告警的n e ，即所有有关该n e 的告警消息将被抑制。 2 ) 与该告警相关的设备资源功能 3 ) 告警的严重等级 4 ) 探测到告警的时间，即告警时间 5 ) 以上标准的任意组合 任何修改前传过滤标准的命令的结果应由n e 向发出该请求的操作员进行确认。 2 3 5 罔元告警的存储和恢复 出于故障管理的目的，每个n e 必须存放和保留以下信息 1 ) 一个活动告警表，即所有未被清除的告警。 2 ) 告警历史信息，郎所有与告警发生、清除有关的通知。 电信管理网与故障管理 硕士论文 当管理者获取活动告警信息时应能实施过滤，当n e 保存历史信息以及管理者获取这 些信息时，也是如此。 n e 中告警历史的存储空间是有限的。所以它应被组织成一个循环的缓冲区，也就是 说当缓冲区满时，最老的数据将被新数据覆盖。更多其它的缓冲区满时行为。存储容量 大小以及由此决定的数据存放期和操作员及具体实现相关。 2 3 6 告警恢复 当一个故障被探测到，并且可更换的故障单元已被识别出，为使系统恢复和或复原 ( 由n e e m 自动进行或由操作员人工进行) ，某些管理功能是必须的。 故障恢复功能在故障管理的不同阶段运用： 1 ) 当故障一被探测到，n e 应能评估该故障对电信服务的影响并自动采取恢复动作以 使服务质量下降或受损的程度减到最小。 2 ) 当故障单元一被更换或修复，n m 可能将先前发生故障的单元重新投入服务从而恢 复正常操作。这种转换采取的方式应对当前所提供的电信服务不干扰或只有很小 干扰。 3 ) 任何时候，当操作员发出请求时n e 应能执行恢复动作。操作员也许有多个理由需 要这样的动作；例如，他通过分析和将告警报告关联推断出一种故障条件，或者 他想验证一下n e 能否执行该恢复动作。 当发生故障时n e 所执行的恢复动作取决于故障的性质和严重等级，或者n e 的硬件和 软件性能以及n e 的当前配置。 故障被分作两类：软件故障和硬件故障。发生软件故障时，根据故障严重程度，其 恢复动作可能是系统初始化，激活备用软件，激活回滚软件，下载一个软件单元等。当 发生硬件故障时，其恢复动作依赖于备份资源是否存在及其类型。n e 中提供某些资源的 备份以求容错和提高系统可用性。 如果故障资源没有备份，恢复动作应该如下： 1 ) 将故障资源从服务体系中隔离和剔除，使其不干扰其他正常运转的资源。 2 ) 从服务系统中剔除依赖故障资源的物理的和功能性资源，这就防止了故障从故障 体传播到其他非故障资源。 3 ) 对故障资源和其他受影响或有依赖关系的资源采取与状态管理相关的措施。 4 ) 产生和发送适当的通知以告知0 s 所进行的变动。 如果故障资源有备份，n e 应进行1 ) ，3 ) ，4 ) 动作和与该备份相关的具体恢复步骤。有 1 2 南京理工大学硕士学位论文 c o r b a 在w c d m a 故障管理中的应用研究 多种备份方式( 如热备份，冷备份，双重实现，均衡非均衡，n d n l 或n 加k 备份等) ，对 每一种，当发生故障时有特定的动作步骤。本文阐明了冗余备份与故障管理有关的方面， 但没有定义各种类型冗余备份所对应的恢复步骤。 当一个正在提供服务的资源发生故障，应该立刻开始恢复步骤。在倒换前或倒换中， 短暂而有限的服务中断是可以接受的。对于管理命令，陋应执行该倒换而不降低电信服 务的质量。 详细定义冗余备份管理超出了本文的范畴。如果一个故障导致一个已接通的呼叫中 断，那么该中断的呼叫应被清除，即所有分配给这些呼叫的资源应立刻由系统释放。 2 3 7 告警配置 应能通过命令，依据以下需求对告警动作、阀值、等级进行配置； 操作员应能配置所有导致告警产生和消除的阀值。如果一系列阀值被定义来产生不 同等级的告警，那么对每个告警严重级别，其阀值应能独立配置。 应能修改系统中定义的告警严重等级，例如从主要改为严重。该能力应该在管理者 中实现，但是假如在n e 中实现该功能，那么从n e 传给0 s 的告警和本地m m i 上显示的告警应 有同样的严重级别。 n e 应对这些告警配置命令进行确认，并应将结果告知发出请求的系统操作员。 2 3 8 北向接口( i t f - s ) 网络管理层的运行系统在元素管理层的顶部提供了故障管理服务和功能，这是3 g 运 营商要求的。n 接口连接n m 系统和e m ，或者直接将n m 连接到n e 。这是通过i r p 完成 的。下层实体指e m 或n e ，他们负责支持提供n 接口。该接口使得一个n m 得以监管一个 3 g 电信通讯网( 包括e l m ) 。为给n m 提供故障管理的能力，下层实体必须提供一些和以 下有关的信息。 1 ) 下层实体中发生的事件和故障。 2 ) 与下层实体之间连接发生的事件和故障，以及3 g 网络内部的连接所发生的事件 和故障。 3 ) 网络配置，但这不是故障管理的功能。 因此，为故障管理的目的，下层实体发送通知给n m 指明： 1 ) 告警报告( 指明下层实体内的故障的发生和清除) ，因此相关的告警信息得到更 电信管理网与故障管理硕士论丈 新。 2 ) 状态改变事件报告，因此相关的状态信息能够更新。但这不是故障管理的功能。 这些通知的前传受n m 操作员控制，方法是在下层是体内采用适当的过滤机制。n 接 口还提供方法让n m 操作员在下层实体内存储日志和请求信息的随后评价。获取告警相 关信息的能力与两个方面有关： 1 ) 获取动态信息( 如告警，状态) ，这些信息描述了下层实体内的瞬间告警条件并 且让n m 操作员同步其告警数据。 2 ) 从目志中获取“历史信息”( 例如过去发生的活动，已清除告警和状态改变) 。这 些信息可用于可能已丢失的事件的评估。例如在一次n 接口故障之后或一次系统 重启之后。 作为上述需求的必然结论，n m 和下层实体应能发起通信。 2 4 t m n 优缺点 t m n 的最大优势在于其信息模型的标准化：统一多厂家设备的规范管理代理信 息存取的标准，统一多厂家系统的被管理信息的标准，统一多厂家平台处理环境的标准。 显然t 心带给我们的不再是孤立的数据处理岛和封闭的电信子网，也不再是各自为政 的“诸侯”式网络管理。子网与子网之间通过共同的信息接口，不仅在数据层上实现共享， 同时也在应用层实现互操作和事务的分布计算。各个管理域之间也能够在共同的目标f 实现合理的目标分解，并互相协作配合以实现电信网络管理的完整统一和协调，并使网 络的效率及性能得到很大的提高。各个专业网之间也可以通过各种在其接口处建立的标 准协议实现数据共享以及互操作。 t m n 实现了综合网管，能够大大地提高网管系统的功能与管理的效率，但也存在着一 些不足。首先，由于t 姒独立于电信网之外，且在管理系统0 s 中集中处理网管数据，使得 o s 数据处理量过大，处理时延较长，造成t m n 的管理方式不能满足一些实时处理的要求， 不能最大限度地利用现有网络的性能。其次，t 心是基于网元立场的，并没有从全程全网 的角度来为系统建模。再者，t 心的管理功能也有限，没有充分利用现有网元强大的处理 能力。此外，t 州对网络管理系统的可靠性要求太高。 电信管理网( t 心) 是为管理电信设备和电信业务而定义的结构化网络体系结构，但是 对于如何构造管理系统以及管理系统之间如何实现互操作，t 凇并未深入研究。为了解决 上述问题，在w c d m a 网管系统的开发中引入了对象管理组织o m g 的c o r b a ( t h ec o m m o n o b j e c tr e q u e s tb r o k e ra r c h i t e c t u r e 通用对象请求代理结构) 作为实现对分布式管理 南京理工大学硕士学位论文c o r b a 在w c d m a 故障管理中的应用研究 对象访问的设施。 c o r b a - - 种异构平台下的语言无关的对象互操作模型。c o r b a 的设计是独立于平台和 语言的，因此c o r b a 可以在任何平台上运行，可以定位在网络的任何地方，能够使用任何 有i d l ( i n t e r f a c ed e f i n i t i o nl a n g u a g e ) 映射的语言。c o r b a 是很有应用前景的系统 集成标准，它提供了面向对象应用的互操作标准。c o r b a 目前已经是一项比较成熟的分布 式面向对象技术，c o r b a 非常适用于开放的电信市场环境下业务的快速构造及资源和业务 的有效管理。 c o r b a 特性以及在网管中的应用研究硕士论文 3c o r b a 特性以及在网管中的应用研究 3 1c o r b a 简介洲1 2 】 c o r b a ( t h ec o m m o no b j e c tr e q u e s tb r o k e ra r c h i t e c t u r e ：通用对象请求代理结构) 是一个分布式的面向对象应用架构规范，它是由o m g 研究组在8 0 年代末提出，在9 0 年代逐 步完善。c o r b a 的开发者0 m g 最初由3 c o m 、a m e r i c a na i r l i n e s 、c a n o n 、d a t ag e n e r a l 、 h e w l e t t - - p a c k a r d 、p h i l i p s 、s u n 和u n i s y s 等八家公司在1 9 8 9 年组建，专门从事公共软 件平台的研究和行业标准的制订，目前已经有8 0 0 多个成员单位加入o m g 。 o m g 组织提出c o r b a 标准，旨在解决开发复杂和费时的分布对象应用。c o p - , b a 使用面向 对象的方法创建软结构，便于今后的重用与共享。对象封装了方法的实现并提供公麸接 口，有利于降低应用开发的复杂性。一次开发的对象，今后还可以使用，从这方面说也 降低应用开发的费用。 图3 1 1 说明客户应用和服务对象是如何交互的。客尸应用不必知道对象服务位于本 机上或者远程的机器上。客户应用只需要知道服务对象的引用( 或者机器名和端口号) 和如何来使用服务对象的公共接口即可。由o r b 来处理发送请求、对象定位和返回结果等 具体问题。 r 一1 图3 1 1c o r b a 基本结构 需要注意的是，o r b 并不是一个单独的进程。它是库函数和网络资源的集合，并且要 与客户程序集成在一起，起定位和方便使用分布对象的作用。 c o r b a 是在当今快速发展的软件与硬件资源的情况下发展出的一种新技术。它可咀让 分布的应用程序完成通信，无论这种应用程序是什么厂商生产的，只要符合c o r b a 标准就 可以相互通信。c o r b a1 1 于1 9 9 1 年由o m g 提出，同时还提出了接口定义语言( i n t e r f a c e d e f i n i t i o nl a n