鐵路通信承載網資源管理系統設計

王艷芹

（中國鐵路南寧局集團有限公司 科學技術研究所，工程師，廣西 南寧 530029）

1 引言

隨著鐵路網絡規模不斷擴大，通信承載網占用的空間資源越來越多，其網絡本身設備類型多種多樣，設備板卡、端口、時隙、鏈路、線路等數以萬計，邏輯及業務資源更是海量。現階段通信承載網的專業網管只是能夠對網絡設備狀態及鏈路狀態進行展示，當有設備故障或鏈路中斷時提示告警信息，不能對網絡資源進行有效管理，資源管理仍處于紙質臺賬管理模式，落后的管理手段導致工作效率低，不利于資源合理運用和承載能力提升。研究建立一套完善的資源管理系統，能實現通信傳輸網和數據通信網的網絡動態數據管理及智能化數據采集分析，從而實現對鐵路通信承載網資源科學化、精細化管理。

2 設計方案

2.1 設計原則

資源管理系統實時采集專業網管動態數據，通過該系統構建功能模塊，一是網絡資源運用和設備性能得以動態呈現，自動生成各類相關數據和圖形報表，有利于做好各類分析，提升資源合理運用和承載能力；二是可通過數據導入校對功能，日常資源調配合理性、準確性大大提高，通過該系統提高日常維護效率。在設計中，遵循以下原則：先進性、可行性、可擴展性、安全性、經濟性、易用性。

2.2 主要技術指標

①通過動態數據的采集，實現網絡拓撲圖、設備面板圖、板卡、端口的運行狀態、業務路徑圖（包含跨網絡業務路徑）、時隙圖的展示，實現與專業網管的關聯分析、同步更新、IP動態管理等功能。

②按照鐵總資源管理相關規范以及南寧局的實際傳輸網和數據網管理規范，實現各類數據的增、刪、改、查和導入/導出等管理操作。

③實現承載網網元、單板、端口、時隙等資源統計和預警信息，生成統計分析報表等，定期生成資源運用數據和光功率性能等檢修數據，對于超過設定門限的資源進行預警提示。

④實現對錄入系統的電路工單路徑信息，與實際資源對比校對，篩選出不可用的時隙、路徑，輔助電路設計。

⑤系統具備其它安全管理、系統日志管理、系統數據備份與恢復、系統自身監控管理等功能。

2.3 設計內容

2.3.1 數據采集技術 傳輸網方面采用CORBA 技術研究，通過專業網管北向接口同步實現傳輸網管資源、性能、配置管理的各類接口，解析不同類型結構體，完成傳輸網數據采集。

數據網方面采用SNMP 技術研究，通過訪問MIB 中每個對象的一個特定實例；解析接口返回的報文，完成數通設備數據采集。

2.3.2 資源分析模型 連纖模型主要研究網元之間連接關系，分析整個鏈路上網元數量和端口使用情況。時隙模型主要研究端口使用率，研究VC-12、VC-4、VC-3使用情況，百分比顯示。

2.3.3 指標預警策略 通過數據采集，動態觀測指標數值變化，與閾值進行比對，將波動范圍較大的指標重點顯示，發出告警，自動關聯具體業務，提醒用戶對涉及業務重點關注。

2.3.4 可視化技術 基于Twaver 實現各類圖譜，在網元、線路、通道、端口上添加操作事件，實現業務級聯。

2.3.5 自定義報表技術 基于raqsoft 專業報表工具，定制光功率計表、端口臺賬、時隙運用臺賬；開發表頭無限擴展算法，滿足用戶特定需求。

3 系統架構

3.1 系統架構

鐵路通信承載網資源管理系統應具有易用、安全、良好擴展的特點。為保證系統間數據和功能共享便利，系統結構采用B/S架構（即Web頁面方式），系統設計采用分層、模塊化結構，具備良好的擴展能力。系統整體架構如圖1 所示，包括采集層、數據層、服務層和應用層。

采集層：實現數據的采集，通過統一接口上傳到應用層，本系統采集層分別通過Corba接口SNMP技術適配不同廠商專業網管，采集網管的資源數據、配置數據、性能數據等；

數據層：接收采集層上報的原始數據，將不同數據類型分表存入關系庫中，非關系型數據存入mongodb中；并使用緩存技術緩存元數據；

圖1 系統架構圖

服務層：預處理服務、定時任務管理服務、網絡資源抽取服務、報表查詢服務、統計分析服務、拓撲服務；

應用層：負責對系統數據進行處理，包括資源信息管理、拓撲管理、統計分析、報表管理，根據不同的業務邏輯分發給相應的操作界面，通過靈活配置實現具體功能。

3.2 系統數據結構和管理功能

根據網絡資源屬性和用途，將資源歸納為五類：空間資源、管線資源、設備資源、邏輯資源、業務資源；將系統分為六大板塊：采集管理、配置管理、拓撲管理、資源關聯分析、統計與報表、安全管理。

系統利用傳輸、數據網資源基礎數據和網管運行數據，分別建立傳輸、數據網資源使用分析體系及管理平臺，通過圖形化展示和綜合分析工具，支撐鐵路通信運維部門進行網絡資源快速查詢、統一調度、統一分析，實現傳輸、數據網資源信息共享，提升通信網資源管理效率，減輕運維人員工作量，保障鐵路傳輸、數據網運行的安全可靠。

3.2.1 傳輸網資源管理系統 鐵路承載網資源管理系統傳輸網部分功能主要有：首頁展示、空間資源管理、設備信息管理、業務資源管理、拓撲管理、資源調度、資源統計、配置管理。傳輸資源管理系統功能界面如圖2所示。

圖2 傳輸資源管理系統界面

3.2.2 數據網資源管理系統 鐵路承載網資源管理系統數據網部分功能主要有：拓撲展示、網元單板管理、單板性能采集、端口性能采集、IP 地址核查、IP地址搜索、空閑IP地址統計。數據網資源管理系統功能界面如圖3所示。

圖3 數據網資源管理系統界面

4 系統應用實施

本項目系統實現分別對不同廠家傳輸和數據網的統一管理，使得網絡資源運用和設備性能得以動態呈現，切實提高維護人員工作效率。

傳輸資源系統突出優勢：（1）實現資源統計和預警：主要包括資源使用率、性能預警、光功率統計、端口臺賬及時隙運用臺賬查詢統計，形象直觀的看出資源使用情況，對網絡優化提供直觀幫助。（2）資源調度功能：包括路由核查和施工監察兩部分，通過此模塊可以及時了解電路開通情況，尤其跨系統電路查詢核驗，工單安排方便快捷，工單追蹤詳細直觀。（3）實現精準遠程指揮功能：通過設備面板圖顯示及跨系統網管徑路展示，網管指揮更精準、便捷，可避免因指代不明產生的誤操作隱患。

數據網資源系統突出應用：（1）實現IP 地址復用功能，有利于標準化建設，及時整治復用、冗余、異常IP地址；（2）動靜態IP查詢功能，及時排查出業務地址路由來源，有利于故障處理時路由追蹤；（3）臺賬整理及預警功能，電子臺賬及時更新，方便維護；資源預警形象顯示。

5 結論

鐵路通信承載網資源管理系統是著重研究、開發和解決現階段通信承載網資源管理問題，可實現對承載網資源的集中管理、集中監控、統一協調、共享查詢，保障網絡資源使用合理和有效利用，為運維人員提供快速、準確服務；其他承載網管理工作可圍繞資源管理系統展開，可強化承載網物理資源和邏輯資源的科學合理管理，實現傳輸網管理和組織優化，有利于提高鐵路通信的經濟效益。