北向接口業(yè)務(wù)開通功能的設(shè)計與實現(xiàn)

馮 穎，張宏進

(1.光纖通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)管理領(lǐng)域，SNMP體系結(jié)構(gòu)由于其設(shè)計簡單，易于實現(xiàn)而得到眾多廠商的支持和廣泛應(yīng)用［1］。但如何對這些廠商的網(wǎng)管進行統(tǒng)一管理就成為了運營商亟待解決的問題，TL1北向接口協(xié)議正是在此情況下應(yīng)運而生。北向接口用于網(wǎng)元管理系統(tǒng)EMS與電信運營支撐系統(tǒng)OSS(Operation Support System)或電信網(wǎng)絡(luò)關(guān)系系統(tǒng)NMS(Network Management System)的對接。通過北向接口，實現(xiàn)OSS或NMS對EPON/GPON FTTX寬帶、IPTV和VoIP業(yè)務(wù)的開通和維護功能。業(yè)務(wù)自動開通功能模塊是接入網(wǎng)網(wǎng)管模塊中的一個，用于為北向接口提供服務(wù)支持，負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)自動開通功能的實現(xiàn)。

圖1 北向接口的位置

1 北向TL1接口業(yè)務(wù)開通介紹

成。業(yè)務(wù)的自動開通是指在電信用戶進行了業(yè)務(wù)辦理申請之后，電信運營商的第3方工單系統(tǒng)將用戶的業(yè)務(wù)辦理請求以EMS網(wǎng)管系統(tǒng)北向接口命令的形式下發(fā)到EMS網(wǎng)管系統(tǒng)，然后由EMS網(wǎng)管系統(tǒng)負(fù)責(zé)自動完成最終的用戶業(yè)務(wù)開通、業(yè)務(wù)變更或業(yè)務(wù)撤銷功能。業(yè)務(wù)自動開通功能最大限度地利用電信網(wǎng)絡(luò)資源，提高網(wǎng)絡(luò)運行的質(zhì)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(tǒng)和PON EMS網(wǎng)管之間的通信接口，解析上層系統(tǒng)生成的XML工單文件，向下連接傳輸廠商網(wǎng)［2］，管具體位置如圖1所示。

PON EMS業(yè)務(wù)開通接口(I1)是PON EMS與自動激活系統(tǒng)間的接口［3］，主要實現(xiàn)PON EMS與自動激活系統(tǒng)間業(yè)務(wù)配置信息的交互，業(yè)務(wù)自動開通功能通過此接口完

2 業(yè)務(wù)開通的框架設(shè)計

2.1 網(wǎng)管北向接口的總體設(shè)計方案

在實際應(yīng)用中，第3方網(wǎng)管經(jīng)常調(diào)用EMS網(wǎng)管來實現(xiàn)業(yè)務(wù)的下發(fā)等操作，為了減少重復(fù)開發(fā)設(shè)計的工作量，本文開發(fā)了一套北向I1接口的實現(xiàn)方案，即在原有架構(gòu)上增加自動開通模塊，不需要其他模塊做出功能實現(xiàn)上的大量改動，網(wǎng)管的總體設(shè)計方案如下圖2所示。

圖2 網(wǎng)管TL1總體設(shè)計方案

在圖2中，業(yè)務(wù)開通模塊是北向接口業(yè)務(wù)自動開通的核心模塊，屬于網(wǎng)管后臺服務(wù)的一部分。它以RCF Server(遠程調(diào)用框架)動態(tài)庫的形式與ANServer(接入網(wǎng)網(wǎng)管的核心數(shù)據(jù)處理部分)運行于同一個進程當(dāng)中。它對上(北向)通過RCF遠程調(diào)用接口為外部的北向接口提供服務(wù)，支持并發(fā)操作;對下(南向)調(diào)用ANServer的設(shè)備命令發(fā)送接口向設(shè)備發(fā)送命令。

2.2 業(yè)務(wù)開通的架構(gòu)方案

為了使模塊之間的結(jié)構(gòu)更加清晰更加合理，本文將業(yè)務(wù)自動開通軟件功能劃分為表示層、邏輯層和數(shù)據(jù)層3個部分，如下表1所示。

表1 業(yè)務(wù)自動開通功能的層次劃分

表示層的功能由系統(tǒng)外部的北向接口服務(wù)完成，負(fù)責(zé)翻譯第3方工單系統(tǒng)下發(fā)的TL1命令。業(yè)務(wù)自動開通功能的業(yè)務(wù)邏輯層及數(shù)據(jù)層的功能均由業(yè)務(wù)自動開通模塊實現(xiàn):業(yè)務(wù)邏輯層的功能包括用戶設(shè)備(ONU)管理、業(yè)務(wù)配置管理、業(yè)務(wù)配置實現(xiàn)等;數(shù)據(jù)層的功能包括設(shè)備協(xié)議數(shù)據(jù)包的構(gòu)造、設(shè)備協(xié)議數(shù)據(jù)包的解析等。

2.3 業(yè)務(wù)開通的模塊劃分和功能

與軟件功能的層次劃分相對應(yīng)，業(yè)務(wù)自動開通模塊由業(yè)務(wù)配置管理、業(yè)務(wù)配置實現(xiàn)、設(shè)備操作接口、多線程配置下發(fā)管理4共個子模塊組成，其中，業(yè)務(wù)配置實現(xiàn)模塊為原網(wǎng)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(yè)務(wù)配置功能，只需要對業(yè)務(wù)配置實現(xiàn)和設(shè)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(yè)務(wù)配置管理模塊。為外部調(diào)用者提供了業(yè)務(wù)配置管理的統(tǒng)一接口，完成TL1語義的解析、ONU的鑒權(quán)、ONU離線和在線時的配置管理。

2)業(yè)務(wù)配置實現(xiàn)模塊。負(fù)責(zé)處理業(yè)務(wù)邏輯并調(diào)用設(shè)備操作接口的函數(shù)完成設(shè)備上各項業(yè)務(wù)的配置工作。

3)設(shè)備的操作接口模塊。它提供與設(shè)備協(xié)議相對應(yīng)的設(shè)備操作接口以完成對設(shè)備的操作。

4)多線程配置下發(fā)管理模塊。采用并行的方式下發(fā)業(yè)務(wù)配置，保證在網(wǎng)元數(shù)目較多的情況下預(yù)配置下發(fā)能夠及時完成。

3 業(yè)務(wù)開通各子模塊的設(shè)計與實現(xiàn)

3.1 業(yè)務(wù)配置管理模塊

業(yè)務(wù)配置管理主要是對OLT(光線路終端)、ONU(光網(wǎng)絡(luò)單元)設(shè)備參數(shù)進行配置［5］。該模塊的設(shè)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(fā)的業(yè)務(wù)配置命令中ONU標(biāo)識是否合法，并將配置命令中的ONU邏輯標(biāo)識或物理標(biāo)識轉(zhuǎn)換為網(wǎng)元設(shè)備所使用的ONU號，對于需由網(wǎng)管實現(xiàn)ONU離線配置的網(wǎng)元設(shè)備，ONU管理子模塊負(fù)責(zé)維護離線ONU列表，并在離線ONU轉(zhuǎn)變?yōu)樵诰€狀態(tài)的時候通知配置管理子模塊下發(fā)存儲在數(shù)據(jù)庫中的ONU預(yù)配置。

配置的管理都是OLT對ONU進行管理，ONU在網(wǎng)管上不作為網(wǎng)元出現(xiàn)，網(wǎng)管對ONU的管理命令均發(fā)送給ONU所屬的OLT，然后由OLT轉(zhuǎn)發(fā)給ONU。OLT對ONU管理能力直接影響到業(yè)務(wù)配置管理的流程，業(yè)務(wù)配置管理實現(xiàn)的流程圖如圖3所示。

圖3 業(yè)務(wù)配置管理流程圖(程序框內(nèi)字不要壓線)

若ONU在線，配置直接由網(wǎng)管下發(fā)到OLT即可。若ONU不在線，則配置管理的邏輯要分為由網(wǎng)管實現(xiàn)ONU離線配置管理和由設(shè)備實現(xiàn)ONU離線配置管理兩種方式。

3.2 業(yè)務(wù)配置實現(xiàn)模塊

業(yè)務(wù)配置實現(xiàn)的流程圖如圖4所示。

圖4 業(yè)務(wù)配置實現(xiàn)流程圖

局?jǐn)?shù)據(jù)配置檢查的目的是檢查設(shè)備上業(yè)務(wù)自動開通的前提條件是否已滿足，用戶局?jǐn)?shù)據(jù)是指配置于局端，但又是與遠端設(shè)備上的用戶配置存在關(guān)聯(lián)的配置數(shù)據(jù)，遠端設(shè)備上的用戶配置通過配置用戶業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)完成，在成功完成設(shè)備上的業(yè)務(wù)配置工作之后，需要進行各項業(yè)務(wù)配置數(shù)據(jù)的格式轉(zhuǎn)換及存庫工作，即業(yè)務(wù)配置保存。

3.3 設(shè)備操作模塊

設(shè)備操作模塊接收業(yè)務(wù)配置實現(xiàn)模塊發(fā)送來的數(shù)據(jù)，將這些配置數(shù)據(jù)的字段逐個解析，并按照網(wǎng)管和設(shè)備之間私有的SNMP協(xié)議進行重新組包，完成之后發(fā)給ANServer，由ANServer開始直接對設(shè)備進行操作。

設(shè)備操作模塊支持多設(shè)備的處理，為不同類型的設(shè)備提供了統(tǒng)一的對上操作接口，以設(shè)備協(xié)議中的配置命令為單位，與設(shè)備的配置命令存在一一對應(yīng)的關(guān)系。

設(shè)備操作模塊的實現(xiàn)流程圖如圖5所示。

圖5 設(shè)備操作模塊流程圖

3.4 多線程配置下發(fā)管理模塊

多線程配置下發(fā)模塊負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)配置管理模塊和業(yè)務(wù)配置實現(xiàn)模塊之間的交互。本文采用線程池的方式實現(xiàn)多網(wǎng)元間預(yù)配置數(shù)據(jù)的并行處理，保證在一個網(wǎng)元內(nèi)配置下發(fā)是串行的，以避免配置下發(fā)順序的改變帶來問題。線程池管理對象擁有一個任務(wù)分派線程，這個線程負(fù)責(zé)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(wù)執(zhí)行。

4 仿真結(jié)果與分析

在對北向接口的業(yè)務(wù)開通的框架和模塊進行設(shè)計后，進行了相關(guān)的測試。測試的對象是烽火AN5516－01的G/EPON混插系統(tǒng)，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(yè)務(wù)的創(chuàng)建和刪除。相應(yīng)程序段如:

網(wǎng)管提供TCP連接與上層系統(tǒng)進行通信，業(yè)務(wù)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(wǎng)管(IP=17.17.17.19)進行命令的下發(fā)。第1條命令是使用用戶名和密碼均為1的賬戶登錄到網(wǎng)管，登陸成功返回No error。第2條命令對ONU的LAN端口進行業(yè)務(wù)的創(chuàng)建，ONU 的所在的 OLT 地址是17.17.17.20，下掛的業(yè)務(wù)盤在該OLT的12號槽位，ONU掛在3號PON口且授權(quán)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(yè)務(wù)，將用戶側(cè)的VLAN 101翻譯為200發(fā)給OLT，輸入該命令后設(shè)備返回No error，操作成功。第3條命令是對第2條命令創(chuàng)建業(yè)務(wù)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(shè)計方法達到了企業(yè)內(nèi)部預(yù)期的目標(biāo)，滿足運營商的商用要求。

5 結(jié)束語

傳輸網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)元類型、業(yè)務(wù)種類也在不斷地變化，更趨復(fù)雜［6］，對于PON接入網(wǎng)也面臨著同樣的問題。在深入學(xué)習(xí)電信規(guī)范并結(jié)合現(xiàn)有網(wǎng)管的基礎(chǔ)上，提出了TL1業(yè)務(wù)自動開通功能的設(shè)計方案及具體的實現(xiàn)方法，屏蔽了網(wǎng)元的異構(gòu)性，并通過仿真工具對該設(shè)計方法進行了測試，測試結(jié)果表明該方法具有可行性，能夠適用于現(xiàn)網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)接入系統(tǒng)中，并節(jié)省網(wǎng)管的開發(fā)工作的重復(fù)性。為進一步建立綜合的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)提供了基礎(chǔ)［7］。

［1］陳波，劉娜，高秀娥.基于SNMP的多元網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一管理模型研究［J］.電視技術(shù)，2011，35(10):74－77.

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［3］中國電信.PON EMS北向接口功能及技術(shù)規(guī)范［S］.2010.

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

［7］周峰，元軍峰.接入設(shè)備網(wǎng)管系統(tǒng)北向接口的設(shè)計與實現(xiàn)［D］.北京:北京郵電大學(xué)，2009.