北向接口業務開通功能的設計與實現

馮 穎，張宏進

(1.光纖通信技術和網絡國家重點實驗室，湖北 武漢 430074;2.烽火通信科技股份有限公司，湖北 武漢 430074)

在網絡管理領域，SNMP體系結構由于其設計簡單，易于實現而得到眾多廠商的支持和廣泛應用［1］。但如何對這些廠商的網管進行統一管理就成為了運營商亟待解決的問題，TL1北向接口協議正是在此情況下應運而生。北向接口用于網元管理系統EMS與電信運營支撐系統OSS(Operation Support System)或電信網絡關系系統NMS(Network Management System)的對接。通過北向接口，實現OSS或NMS對EPON/GPON FTTX寬帶、IPTV和VoIP業務的開通和維護功能。業務自動開通功能模塊是接入網網管模塊中的一個，用于為北向接口提供服務支持，負責業務自動開通功能的實現。

圖1 北向接口的位置

1 北向TL1接口業務開通介紹

成。業務的自動開通是指在電信用戶進行了業務辦理申請之后，電信運營商的第3方工單系統將用戶的業務辦理請求以EMS網管系統北向接口命令的形式下發到EMS網管系統，然后由EMS網管系統負責自動完成最終的用戶業務開通、業務變更或業務撤銷功能。業務自動開通功能最大限度地利用電信網絡資源，提高網絡運行的質量和效率，降低電信運營的管理成本［4］。

北向TL1接口是運營商OSS系統和PON EMS網管之間的通信接口，解析上層系統生成的XML工單文件，向下連接傳輸廠商網［2］，管具體位置如圖1所示。

PON EMS業務開通接口(I1)是PON EMS與自動激活系統間的接口［3］，主要實現PON EMS與自動激活系統間業務配置信息的交互，業務自動開通功能通過此接口完

2 業務開通的框架設計

2.1 網管北向接口的總體設計方案

在實際應用中，第3方網管經常調用EMS網管來實現業務的下發等操作，為了減少重復開發設計的工作量，本文開發了一套北向I1接口的實現方案，即在原有架構上增加自動開通模塊，不需要其他模塊做出功能實現上的大量改動，網管的總體設計方案如下圖2所示。

圖2 網管TL1總體設計方案

在圖2中，業務開通模塊是北向接口業務自動開通的核心模塊，屬于網管后臺服務的一部分。它以RCF Server(遠程調用框架)動態庫的形式與ANServer(接入網網管的核心數據處理部分)運行于同一個進程當中。它對上(北向)通過RCF遠程調用接口為外部的北向接口提供服務，支持并發操作;對下(南向)調用ANServer的設備命令發送接口向設備發送命令。

2.2 業務開通的架構方案

為了使模塊之間的結構更加清晰更加合理，本文將業務自動開通軟件功能劃分為表示層、邏輯層和數據層3個部分，如下表1所示。

表1 業務自動開通功能的層次劃分

表示層的功能由系統外部的北向接口服務完成，負責翻譯第3方工單系統下發的TL1命令。業務自動開通功能的業務邏輯層及數據層的功能均由業務自動開通模塊實現:業務邏輯層的功能包括用戶設備(ONU)管理、業務配置管理、業務配置實現等;數據層的功能包括設備協議數據包的構造、設備協議數據包的解析等。

2.3 業務開通的模塊劃分和功能

與軟件功能的層次劃分相對應，業務自動開通模塊由業務配置管理、業務配置實現、設備操作接口、多線程配置下發管理4共個子模塊組成，其中，業務配置實現模塊為原網管已有的模塊。這種模塊劃分方法具有良好的拓展性兼容性，如果增加新的業務配置功能，只需要對業務配置實現和設備操作接口進行改動即可，不牽涉其他子模塊。

各模塊的功能:

1)業務配置管理模塊。為外部調用者提供了業務配置管理的統一接口，完成TL1語義的解析、ONU的鑒權、ONU離線和在線時的配置管理。

2)業務配置實現模塊。負責處理業務邏輯并調用設備操作接口的函數完成設備上各項業務的配置工作。

3)設備的操作接口模塊。它提供與設備協議相對應的設備操作接口以完成對設備的操作。

4)多線程配置下發管理模塊。采用并行的方式下發業務配置，保證在網元數目較多的情況下預配置下發能夠及時完成。

3 業務開通各子模塊的設計與實現

3.1 業務配置管理模塊

業務配置管理主要是對OLT(光線路終端)、ONU(光網絡單元)設備參數進行配置［5］。該模塊的設計分為兩個部分，對ONU的管理和對配置的管理。對ONU的管理是指檢查北向接口下發的業務配置命令中ONU標識是否合法，并將配置命令中的ONU邏輯標識或物理標識轉換為網元設備所使用的ONU號，對于需由網管實現ONU離線配置的網元設備，ONU管理子模塊負責維護離線ONU列表，并在離線ONU轉變為在線狀態的時候通知配置管理子模塊下發存儲在數據庫中的ONU預配置。

配置的管理都是OLT對ONU進行管理，ONU在網管上不作為網元出現，網管對ONU的管理命令均發送給ONU所屬的OLT，然后由OLT轉發給ONU。OLT對ONU管理能力直接影響到業務配置管理的流程，業務配置管理實現的流程圖如圖3所示。

圖3 業務配置管理流程圖(程序框內字不要壓線)

若ONU在線，配置直接由網管下發到OLT即可。若ONU不在線，則配置管理的邏輯要分為由網管實現ONU離線配置管理和由設備實現ONU離線配置管理兩種方式。

3.2 業務配置實現模塊

業務配置實現的流程圖如圖4所示。

圖4 業務配置實現流程圖

局數據配置檢查的目的是檢查設備上業務自動開通的前提條件是否已滿足，用戶局數據是指配置于局端，但又是與遠端設備上的用戶配置存在關聯的配置數據，遠端設備上的用戶配置通過配置用戶業務數據完成，在成功完成設備上的業務配置工作之后，需要進行各項業務配置數據的格式轉換及存庫工作，即業務配置保存。

3.3 設備操作模塊

設備操作模塊接收業務配置實現模塊發送來的數據，將這些配置數據的字段逐個解析，并按照網管和設備之間私有的SNMP協議進行重新組包，完成之后發給ANServer，由ANServer開始直接對設備進行操作。

設備操作模塊支持多設備的處理，為不同類型的設備提供了統一的對上操作接口，以設備協議中的配置命令為單位，與設備的配置命令存在一一對應的關系。

設備操作模塊的實現流程圖如圖5所示。

圖5 設備操作模塊流程圖

3.4 多線程配置下發管理模塊

多線程配置下發模塊負責業務配置管理模塊和業務配置實現模塊之間的交互。本文采用線程池的方式實現多網元間預配置數據的并行處理，保證在一個網元內配置下發是串行的，以避免配置下發順序的改變帶來問題。線程池管理對象擁有一個任務分派線程，這個線程負責從命令隊列中取出命令，然后將該命令交由線程池中的空閑任務執行。

4 仿真結果與分析

在對北向接口的業務開通的框架和模塊進行設計后，進行了相關的測試。測試的對象是烽火AN5516－01的G/EPON混插系統，測試的工具是支持終端仿真程序SecureCRT6.0。測試用例是對 OLT下掛的 ONU進行LAN端口業務的創建和刪除。相應程序段如:

網管提供TCP連接與上層系統進行通信，業務開通使用的通信端口號是3334。測試使用終端仿真工具telnet到網管(IP=17.17.17.19)進行命令的下發。第1條命令是使用用戶名和密碼均為1的賬戶登錄到網管，登陸成功返回No error。第2條命令對ONU的LAN端口進行業務的創建，ONU 的所在的 OLT 地址是17.17.17.20，下掛的業務盤在該OLT的12號槽位，ONU掛在3號PON口且授權ID=7，具體的操作如上所示即對ONU的4號端口配置一條VLAN翻譯的業務，將用戶側的VLAN 101翻譯為200發給OLT，輸入該命令后設備返回No error，操作成功。第3條命令是對第2條命令創建業務刪除，終端仿真工具成功返回No error。

通過對以上測試用例的仿真模擬，成功驗證本文的設計方法達到了企業內部預期的目標，滿足運營商的商用要求。

5 結束語

傳輸網絡的網絡規模、網絡結構、網元類型、業務種類也在不斷地變化，更趨復雜［6］，對于PON接入網也面臨著同樣的問題。在深入學習電信規范并結合現有網管的基礎上，提出了TL1業務自動開通功能的設計方案及具體的實現方法，屏蔽了網元的異構性，并通過仿真工具對該設計方法進行了測試，測試結果表明該方法具有可行性，能夠適用于現網無源光網絡接入系統中，并節省網管的開發工作的重復性。為進一步建立綜合的網絡管理系統提供了基礎［7］。

［1］陳波，劉娜，高秀娥.基于SNMP的多元網絡統一管理模型研究［J］.電視技術，2011，35(10):74－77.

［2］朱佳棟.電信傳輸網綜合業務開通系統研究與開發［D］.上海:上海交通大學，2009.

［3］中國電信.PON EMS北向接口功能及技術規范［S］.2010.

［4］田玉敏.網管系統中TL1北向接口的設計與實現［D］.西安:西安電子科技大學，2005.

［5］楊濤，石堅，劉偉.基于RMI的EPON EMS北向接口的設計與實現［J］.計算機科學與發展，2007，17(5):45－48.

［6］吳克軍，周衛東，于全.基于DSG的傳輸網綜合管理系統研究與實現［J］.電視技術，2005，29(3):56－58.

［7］周峰，元軍峰.接入設備網管系統北向接口的設計與實現［D］.北京:北京郵電大學，2009.