全国长途干线ＰＤＨ传输网网管系统

恋々风

一、开发背景
    中国电信集团是我国最大的电信运营企业，拥有世界第二大传输网，其中ＰＤＨ传输系统（含光缆和微波）国家一级干线就有２８条，全长达３万多公里。这些ＰＤＨ光缆传输系统是由１４家生产厂商提供的，它们具有互不兼容的监控系统，没有哪家的监控系统能够管理其它厂商的设备。中国电信从电信网的运营角度出发，希望能够实时、直观地观察全国ＰＤＨ一级干线的运行状况，及时了解故障发生地点及受影响电路，以便进行电路调配与协调工作；集中进行数据的统计、处理、分析，提高获取数据的及时性、准确性。基于此，中国电信决定建设“全国长途干线ＰＤＨ传输网网管系统”，北京奥普泰通信技术有限公司（和记奥普泰通信技术有限公司前身）具体承担系统开发与工程建设任务。
    本网管系统的目标是参照ＴＭＮ相关标准进行开发，能够高效地管理现有的全国ＰＤＨ一级干线（微波和光缆），提供必要的告警、性能、电路映射功能；适应多厂商设备环境；具有可扩展性，可以方便地增加／减少被管干线数目；具有必要的接口，在各省需要时，可以提供ＰＤＨ一级干线的相关数据。

二、网管系统拓扑结构
    本网管系统是可以管理全国所有ＰＤＨ一级干线的计算机网络系统，从以下几个方面考虑，进行了分层管理：
    １．适应中国电信传输网的当前管理体制，提供行政使用上的灵活性。我国的电信资源管理以省划界，对于ＰＤＨ一级干线，通常各省分管维护本省疆界内的线路。因此，在省级对应设置相应的功能层次，有利于数据的采集和省内的维护管理，同时也有利于今后省内二级干线数据的接入。这样，在中央就可监视一、二两级干线，减少了二次开发，避免了资源浪费。
    ２． 符合分布式设计原则。将数据采集、操作控制分散化，从而整个系统的可靠性高、实时响应快、针对性强，并为系统重组带来了方便（可扩展性），灵活性好。
    ３．参照ＴＭＮ的功能体系结构。按照ＩＴＵ Ｍ３０１０中的描述，在ＴＭＮ功能模块的物理体现中，有ＯＳ（操作系统）、ＷＳ（工作台）、ＭＤ（中介设备）和ＤＣＮ（数据通信网）等功能模块，与之相对应，在本设计方案中，也设置了相应的功能模块，尽管现阶段还没有实现功能模块间的标准化ＴＭＮ接口，但在设计中考虑了今后在ＯＳ模块和ＭＤ设备中实现向上提供Ｑ３接口的可行性。
    ４． 提高性能价格比。考虑到功能分摊、数据分储和设备重用，可以提高检索速度，降低购置费用，因此，提高了性能价格比。
    目前，根据需要设定三个管理层次，如图１所示。                  
    中央管理中心（ＣＡＣ）对全国ＰＤＨ一级干线进行集中管理。它从各ＡＤＳＣ获取数据，通过友好的图形用户界面，反映整个ＰＤＨ传输网的运营情况。同时，在ＣＡＣ的设计中还考虑向上级网管系统提供Ｑ３接口，直接将本网管系统纳入未来的电信管理网（ＴＭＮ）中。中央管理中心具有重要数据存储与备份功能。
    辅助数据存储中心（ＡＤＳＣ）起协调、中介作用。按ＣＡＣ的要求，暂存部分数据，将ＣＡＣ要求的重要数据上报。否则，让大量的原始数据直接进入ＣＡＣ，可能导致它过载，至少会影响它的检索性能。同时，在ＡＤＳＣ的设计中也考虑向上级网管系统与省级网管系统提供Ｑ３接口，可以直接将本网管系统纳入未来的省级电信管理网（ＴＭＮ）中。
    一种协议转换点（ＰＣＰ）对应一家的监控设备，其主要功能就是针对特定传输监控系统，按照它的特殊通信协议及数据结构，收集全线的告警、性能数据，并将它们转换为本系统认可的格式。
    协议转换点的设置原则是以干线为对象，一般位于线路的端点。从可靠性进行考虑，可能情况下（如该线具备两个或两个以上的数据采集点），每条干线设两个协议转换点。
    ＰＣＰ与原厂家监控系统并接，即将ＰＣＰ做成Ｙ型三通结构，如图２所示。
    网管系统逻辑拓扑结构如图３所示。
    ＣＡＣ采用客户机／服务器结构，构成一个以太网，具有较好的可靠性和可扩展性。所有数据存储在服务器上，服务器自身具有数据保护功能，提供给客户端工作站（ＷＳ）数据共享服务。ＷＳ面向用户使用，主要是提供用户友好、易用的操作界面。ＷＳ的数目可以有多个，具体可视用户需要设置，并选择适当处理能力的以太网和服务器。
    ＡＤＳＣ参照ＣＡＣ的形式，结构类同。ＡＤＳＣ与ＣＡＣ之间通过电总ＤＣＮ／ＤＤＮ通信。
    ＰＣＰ与相关的ＡＤＳＣ大多位于一处，此时，ＡＤＳＣ与ＰＣＰ可以采用以太网通信；若一地的某ＰＣＰ距离ＡＤＳＣ较远，可以采用ＤＤＮ专线通信。

三、网管系统特性与功能
    本网管系统根据ＩＴＵ的相关标准设计，功能分类基于Ｍ３４００建议，从其五大类功能中选择、实现四类，即告警管理、性能管理、配置管理（通路组织）、安全管理，本系统没有计费管理。另外，根据需要，还增加了一些维护功能和帮助系统等。
    系统特性
    １．高可靠性：为此，在系统设计中采取了以下措施：
    ＰＣＰ的一主一备：针对一条线路，设置两个数据采集点。这样，当线路中间发生故障时，整条线路的数据仍能被ＣＡＣ收到。
    ＤＣＮ的保护：本网管系统的通信网选择电总ＤＣＮ，自身具有选择备用路由的功能，具有较高可靠性。
    ２．标准化：体系结构标准化，采用符合标准的软件、硬件、通信协议、通信接口，构造客户机／服务器体系结构，做到纵向方便升级，横向方便扩展。
    管理功能标准化，按ＴＭＮ的相关标准实现。
    通信协议标准化，采用工业标准ＴＣＰ／ＩＰ。
    ３．可扩展性：以设计上的标准化为基础，在扩充被监控节点或增加监控台时，十分容易实现。
    ４．易学、易用性：提供给用户的是基于大家熟悉的ＷＩＮＤＯＷＳ图形界面，图、表并茂，操作简单、灵活、直观、形象、易学、易懂。
    ５．多厂商环境：本网管系统以协议转换为基础，可以管理多家厂商的传输设备，实现了多厂商环境。
    告警管理功能
    告警管理使得维护人员在ＣＡＣ就可以了解整个ＰＤＨ一级干线传输系统的告警状态，并确定告警的地点，告警定位精度为站点的设备架、框、盘。
    线路告警的严重程度划分为严重告警、一般告警。
    所有告警都是实时图形显示的，用不同的颜色将不同的告警严重程度反映在通路或站点上。红色表示紧急告警，黄色表示一般告警，绿色表示正常。
    所有告警还具有声音指示，也可以被用户屏蔽。
    告警管理的主要内容有：
    １．当前告警的实时显示与查询：系统实时采集并显示用户要求的告警事件内容，如发无光、收无光、１０－３误码门限、群路帧失步、群路入信号断、倒换设备坏等。
    ２．查询历史告警信息：根据用户的选择条件，显示已经消失的、存于告警数据库中的告警内容。
    ３．告警过滤功能：用户可以设定哪些ＰＣＰ上报ＡＤＳＣ、ＣＡＣ告警事件。当用户进行设定后，由于被屏蔽的ＰＣＰ不能上报告警，其对应的告警消失也不能上报，所以程序在执行这些设定前，首先检查数据库中是否有这一类告警，若有，则通知用户暂不能执行过滤功能。也可以通过数据库维护功能，清除这些告警。
    ４．告警的统计与报表：用户可以选择要进行统计的内容，还可设定定时产生报表。
    ５．声音开关：若设置为“开”状态，则当系统收到告警时，以特殊声音警示用户。
    通路组织映射功能
    通路组织管理面向高层管理用户，方便通路的调配，分以下几个方面：
    １．告警实时直接映射到通路：当某条通路涉及的设备发生告警时，告警可以实时反映在该通路上。具体实施时，将通路组织分两个层面显示，第一个层面是全国通路组织图，按干线显示具体的通路信息（绿色），当某设备发生故障时，则其涉及的所有通路在该通路组织图上将变红（严重告警）或黄（一般告警）。第二个层面是详细通路组织列表，按城市列出所有通路（绿色），每一条通路列出其经过的所有端站。当某设备发生故障时，则其涉及的所有通路在该通路列表中将变红（严重告警）或黄（一般告警）。
    ２．通路告警查询功能：查询任意两个城市之间的任意通路的工作状况、该通路的组成、具体的告警信息等。
    ３．根据用户制定的规则在空闲系统中选择用户需要的通路：当用户需要调配一条通路时，用户只需在界面上选择两端的城市，本网管系统将根据一定的调配规则（由用户制定），自动在空闲的通路中选择一条分配给用户使用。
    性能管理功能
    性能管理的目的在于根据性能数据的统计结果，供用户评估ＰＤＨ传输线路的质量，预测将来的系统性能。性能管理以ＩＴＵ Ｇ８２１为基础，统计各项性能参数，如误码率（ＢＥＲ）、误码秒（ＥＳ）、严重误码秒（ＳＥＳ）、不可用时间（ＵＡＳ）等。在程序设计中，采用图形方式显示性能历史数据，给用户一个直观、明了的趋势变化图。
    性能管理的主要内容有观察性能参数、性能参数报表统计、性能参数图形显示、设定性能参数计算时间间隔等。
    安全管理功能
    安全管理的目的是防止未授权用户非法使用本网管系统，避免由此造成的对系统的破坏或重要数据（如通路组织数据）的泄密。从使用的方便性考虑，可以将用户权限分级，目前设定为管理用户、维护用户两级。管理用户具有所有功能，维护用户不具备安全、维护等功能。
    安全管理的主要功能有显示用户标识与权限、增加／删除用户标识、权限及口令、观察操作历史记录、显示当前用户标识等。
    维护管理功能
    维护管理的主要目的是保证系统的正常运行。其主要功能有：
    １．系统初始化：设置网管系统的相关参数，初始化各个数据库，使系统运行起来。
    ２．校对系统时间
    ３．显示系统各部件通信状态

四、网管系统功能模块组成
    本网管系统由ＣＡＣ、ＡＤＳＣ和ＰＣＰ三部分组成。虽然每一部分完成不同的任务，但是它们在功能模块组成上具有共性。下面描述的功能模块组成图是一个全集，ＣＡＣ、ＡＤＳＣ和ＰＣＰ各自具有相应的部分。功能模块组成如图４所示。