統一接口平臺在中國電信WDM綜合網絡管理系統中的應用

梁頤涵 ，周 函 ，王井龍 ，李 飛

（1.中國電信集團公司網絡運行維護事業部 北京 100010；2.中通服軟件科技有限公司 上海 200127）

1 引言

中國電信WDM綜合網絡管理系統 （以下簡稱WDM綜合網管）是建立在各傳輸設備的網元管理系統（EMS）或子網管理系統（SNMS）上的網絡管理系統（NMS），能夠在統一的平臺上實現對多廠商、多制式DWDM設備的集中監控和性能分析，從網絡層和面向維護的角度對眾多廠商的傳輸設備進行統一的管理，提高網絡的運行質量和效率。WDM綜合網管的管理范圍包括阿爾卡特、朗訊、NEC、北電、西門子、華為技術、中興通訊、烽火通信和愛立信等眾多廠商的不同制式的DWDM系統，隨著網絡系統的不斷升級，所管理的對象也從始建時主要集中在骨干DWDM傳輸網（以下簡稱一級干線）不斷深化到幾乎全國所有省份的省內DWDM傳輸網（以下簡稱二級干線）。

隨著3G的發展，4GLTE的推進，底層的數據傳輸網目前正處于大發展時期，一方面從傳統的2.5Gbit/s、10 Gbit/s DWDM波分設備向著容量更大的40 Gbit/s、100 Gbit/s方向發展，另一方面向著具備光/點交叉能力、調度配置能力更強的OTN、ASON方向發展。

2 現有北向接口模式的問題

WDM綜合網管作為一種多廠商網管系統，并不是廠商網管系統功能的簡單重復，而是通過廠商網管系統的北向接口，對管理信息進行過濾、抽象與整理，掌握整個傳輸網的全局信息，從而實現對全網的管理。而現實中，在北向接口問題上，設備廠商和運維人員的立場相差頗遠。在廠商方面，網管功能的開發落后于設備的研發，向上網管接口的開發又滯后于網管功能的開發，并且很不完善。部分廠商的網管功能改進依賴于運維人員的要求。廠商面向設備做的網管功能開發是廠商的專長，其通用性好，可以面向全世界的用戶，而要求廠商面向一個用戶開發的北向接口，則成本問題就比較突出。以前解決接口標準化有兩條途徑：其一是按國際標準執行；其二是由用戶提標準，由廠商實施。隨著WDM綜合網管的不斷深化，在中國電信集團公司的指導和支持下，各廠商均對EMS北向接口做了符合某類規范（如TMF規范）的研發工作，在一定程度上緩解了成本、開發周期以及向上適配的問題，但并沒有從根本上解決網絡設備不斷升級甚至廠商網管版本經常升級所帶來的上述矛盾。例如，某廠商的不同版本網管之間的配置數據方面存在差異或者某條新建干線引入了新制式的設備，雖然這些升級后的EMS仍然符合某種規范（如TMF規范），但對上層綜合網管卻帶來了適配困難，這部分涉及雙方的開發、流程的協調，導致設備不能及時納入管理，已管理的設備不能正常監控，此類沖突的存在最終帶來的是網絡升級和新設備引入后的管理難題。

3 統一接口平臺的提出

為了緩解并逐步消除如上所述的矛盾，由中國電信主導，中通服軟件科技有限公司（以下簡稱中通服軟件）和各主要設備廠商共同研究制定WDM系統統一接口平臺，在功能上規范各廠商北向接口的協議和模型，消除廠商版本差異。接口規范的實施將有效減少版本頻繁變動帶來的調整工作，按照統一的接口規范要求，不同廠商的北向接口可以更好地發揮WDM綜合網管的優勢，省去綜合網管廠商對于各個廠商接口的適配開發以及接口符合性驗證測試工作，加快新建網絡設備納入WDM綜合網管集中監控的進度。

在已有TMF 814標準的基礎上，總結電信網內傳輸各設備廠商北向接口的差異，繼承和吸收了對WDM監控管理的經驗成果，涵蓋公共管理、告警管理、配置管理和性能管理4個重要模塊，并充分考慮了OTN/ASON等新技術網絡的引入，完成包括以TMF 814為藍本的北向接口擴充規范的制定，并最終完成一套為全網絡多廠商多制式的WDM綜合網管提供強有力支撐的統一接口平臺。

如圖1所示，中國電信一級干線和大部分二級干線通過各設備廠商的EMS/SNMS提供的接口，對一級/二級干線及部分本地DWDM傳輸設備進行統一的管理或者監控（圖1中的接口1位置）。部分省份已經將本省內的各廠商EMS/SNMS納入本地網綜合監控系統，則可以直接將省級的綜合監控系統接入集團WDM綜合網管，以減輕設備廠商的壓力，提高綜合網管系統的使用價值（圖1中的接口2位置）。另外綜合網管系統可以與橫向的綜合資源系統、綜合監控系統、電子工單系統建立接口（圖1中的接口3位置）。本文的統一接口平臺主要是規范接口1和接口2。

圖1 中國電信WDM網絡管理結構

4 統一接口平臺的特點

以下將統稱WDM綜合網管系統為網管系統，統稱設備廠商的EMS/SNMS或者省級的WDM綜合監控系統為被管系統。網管系統與被管系統之間將實現公共管理、故障管理、配置管理、性能管理四大功能模塊，如圖2所示。

圖2 總體功能示意

4.1 強化對廠商EMS的監控

為了使上層網管系統更好地了解下層設備網管的連接和上報情況，被管系統應支持網管系統的心跳監測功能，以實時了解整個網絡管理器的狀態，同時要求上報Heartbeat（心跳事件）作為另一監控途徑。

在強化通知上報的功能中，要求被管系統向網管系統上報如下類型的通知事件。

·與配置管理相關的事件：對象創建事件、對象刪除事件、對象狀態改變事件和對象屬性值的改變事件。

·與故障管理相關的事件：設備告警事件、環境告警事件、通信告警事件、處理錯誤告警事件、服務質量告警事件等所有設備或EMS可檢測到的故障。

· 與性能管理相關的事件：性能越限（TCA）事件。

·心跳上報事件：心跳上報事件，按一定的頻率上報心跳，可表示事件上報的通道連接正常。

4.2 統一配置模型

配置管理功能模塊主要提供網絡配置資源的存量查詢功能，是故障定位和性能數據采集的基礎。主要的配置對象包括：網元、機架、機框、槽道、插盤、端口、子端口CTP、拓撲連接、內部交叉以及保護組等對象。統一接口平臺要求各廠商的北向接口在提供配置數據時具備模型統一性和信息完備性，即使遇到廠商設備、北向接口升級，只要保證配置模型的一致性，該平臺都可以輕松地進行統一管理。配置模型的要求主要體現在以下幾個方面。

· 同一被管網管上的網元名稱不能重復，此網元名稱指的是將通過北向接口的nativeEMSName上報的名稱；被管系統上報的網元名稱要與其在本身界面上顯示的名稱保持一致（即使大小寫也需一致）；在未經允許和批準的情況下不能修改此名稱。網元名稱和設備的內部ID一起構成了網元對象的唯一性約束。

· 被管系統支持網管系統查詢機框配置信息，被管系統上報的機框信息中，必須精確描述設備機框在設備子架的具體位置，比如設備機框shelf=2表示在設備機架rack=1的第二個位置，那么shelf對象EquipmentHolder的值必須為rack=1/shelf=2（對于機框在機架的排列順序與被管網管的表述一致即可），如果不符合此規則，必須在上報機框的附加信息additionInfo中提供Sequence屬性，其取值為1/2（或者 2）。

· 被管系統支持網管系統查詢槽道配置信息，一方面上報對象名稱（name）中的取值 slot=[1,…,n]的 n，表示槽道在機框中的順序號；另一方面可以通過槽道對象中additionInfo.Seqence的取值為槽道編號。

· 插盤上與光纖連接的實體，必須作為端口上報，并且有相應的類型，針對業務類型分為OTS、OMS、OCH、SCH、OSC和OP；對于把同一方向的收發一對端口作為一個端口上報的，在告警上報事件中處于線路側放大器上的告警，必須在附加信息additionInfo 中添加 name=“Location”，而取值 value=“IN”或者“OUT”。

·被管網管支持子端口CTP的查詢，對于無法與光纖一一相對應的端口，或者是物理端口的子端口，或插盤內部為內部交叉而配置的邏輯端口，都作為CTP上報。

· 被管系統支持網管系統查詢保護組信息，附加信息additionInfo屬性中增加對詳細保護類型的描述，定義的name=“DetailPGType”，取值value為具體的保護類型，如 BLSR、MSP、SNCP。

·被管系統應支持網管系統查詢各種類型的連接信息，連接信息分成兩大類——網元之間或者盤間的光纖連接、盤內的交叉連接。

4.3 統一性能模型

統一接口平臺性能模型將從性能檢測、性能數據上報、歷史性能數據采集和性能門限管理4個方面進行規范化，具體要求主要體現在如下幾點。

（1）統一映射性能參數，對于運營商的操作維護人員來說，只需要掌握規范后的統一性能參數，而不是數量繁多，隨不同設備類型、不同廠商有不同含義的廠商性能參數。

（2）對于無效的性能參數值，不是通過一個過大或者過小數值表示，而是通過下列方式表達。

· 在性能項 unit填寫 “Maximum”、“Minimum”、“Invalid”等標識符號；

· 在性能值value填寫“65 535”或者“—”；

· 在性能項intervalStatus的取值為“Valid”才有效，其他的情況都視為無效。

（3）性能上報的時間以24 h制北京時間為準，格式為“20121221235828.0”——表示2012年12月21日23點58分28秒。

（4）被管系統支持網管系統對任意指定的設備和端口進行性能監測，支持監測的性能參數設置，這樣可以細化到確定端口給定參數的歷史性能數據采集，既可以減輕設備網管的負載，也可以降低網絡負載，從而提高用戶獲取信息的效率。

（5）被管系統回送準備好的歷史數據有兩種方式：一種是通過查詢操作即時響應數據；另一種是通過批量數據傳送FTP以文件的方式返回。

4.4 統一故障模型

統一故障模型的最大特點在于根據最新TMF規范進一步統一映射廠商告警信息，屏蔽各設備廠商的告警差異性。同時，除了要求被管系統具備主動向網管系統上報告警的功能外，還對告警上報做了如下的規范。

·每個被管系統的告警名稱要規范，不能同樣類型的大小寫不一樣。

·告警上報的數量應該與設備網管上的數量一致，不能漏報，上報的信息應有日志記錄。

·告警上報時間以24 h制北京時間為準，與前文所說的性能要求一致。

統一故障模型的另一特點在于強化告警同步功能，即網管系統獲取被管系統中當前所有的活動告警，可適用于但不限于以下情況：

·當網管系統與被管系統建立管理連接時；

·當網管系統與被管系統出現通信失敗并且恢復后；

·當網管系統出現系統故障并且恢復后；

·當主用網管系統與備用網管系統發生倒換時；

·當用戶對網管系統顯示的告警與被管系統的告警狀態有疑問時。

被管系統應至少支持按EMS和ME兩種粒度同步，且網管上已經結束的告警系統同步時不應再次上報。

5 統一接口平臺的應用

統一接口平臺實施后，改變了目前接口開發的一對多模式，由綜合網管根據各廠商接口的不同，逐個通過適配的模式進行接口開發，不但周期長，而且因為需要各設備廠商的配合才能完成升級，導致不必要的工程成本。統一接口平臺的推出，接口開發模式將變為多對一，各設備廠商在新建干線或者升級干線版本的開發基于統一接口規范實現其接口，實現配置、告警、性能模塊的全部功能，并根據統一接口規范的信息模型和數據模型完成配置、告警、性能的統一映射，完成內部的單元測試和集成測試。統一接口平臺推出的最終目標促進了干線網傳輸設備廠商北向接口在TMF基本標準基礎上全面規范和統一。

平臺的實現使得不但可以快速接入設備進行監控，并且接口的數量快速下降，將來不需要再新增接口，前后對比如表1所示。

表1 統一接口實現前后維護情況對比

在中國電信WDM綜合網管工程中已經進一步就統一接口平臺進行強化應用，所有滿足和符合統一接口規范的廠商EMS北向接口在提供必要的接口描述文件 （一般是Corba平臺所要的IOR文件）后，可視為即插即用，直接可納入上層綜合網管進行監控和管理。在被管網管EMS北向接口提供配置、告警、性能模塊的前提下，相關信息可通暢地被WDM綜合網管獲取，從而保障中國電信維護人員快速高效地監控整個中國電信WDM系統的網絡運行情況。

1 TMFWhite Papers.http://www.tm forum.org

2 Kartalopoulos S V.DWDM:Networks,Devices,and Technology.Hoboken:Wiley-IEEE Press,2003

3 黃璘.國際電信標準組關注傳輸綜合網管建設.電信網技術,2004(14)

4 鄭暉,劉京京.傳輸綜合網管的建設思路.電信科學,2004(5)

5 易武.傳輸網管系統設計及采集適配層南向接口實現.北京郵電大學碩士學位論文,2012

6 鄭永哲.傳輸網管的現狀和發展趨勢研究.企業技術開發,2011(11)