面向未來的傳輸綜合網(wǎng)管系統(tǒng)演進研究

喬愛鋒

摘要：隨著電信運營商企業(yè)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型的不斷深入，傳輸網(wǎng)絡(luò)依據(jù)行政分級、網(wǎng)絡(luò)分段、專業(yè)分工的傳統(tǒng)規(guī)劃建設(shè)和維護管理模式已不能完全滿足運維體制和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展要求，因此分析了傳統(tǒng)傳輸綜合網(wǎng)管系統(tǒng)存在的問題，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、IT技術(shù)、網(wǎng)管系統(tǒng)未來發(fā)展趨勢，闡述了傳輸綜合網(wǎng)管系統(tǒng)演進目標和關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用，提出了新一代傳輸綜合網(wǎng)管系統(tǒng)體系架構(gòu)及其演進發(fā)展路徑。

關(guān)鍵詞：傳輸綜合網(wǎng)管系統(tǒng) 軟件定義網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化

1 引言

目前，電信運營商對傳輸網(wǎng)絡(luò)采用一干、二干、本地網(wǎng)三級網(wǎng)管維護管理模式，在總部或省份建設(shè)傳輸綜合網(wǎng)管系統(tǒng)，同時省際干線、省內(nèi)二干和本地網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)存在OTN網(wǎng)管、WDM網(wǎng)管、SDH/ASON網(wǎng)管等多套不同廠家的EMS網(wǎng)管，形成以網(wǎng)元-EMS-NMS體系構(gòu)建的網(wǎng)元-廠家網(wǎng)管-綜合網(wǎng)管體系，實現(xiàn)了對傳輸網(wǎng)元設(shè)備的監(jiān)控和管理。長期以來，由于廠家網(wǎng)管系統(tǒng)底層技術(shù)私有性，不同廠家跨域跨層次的EMS網(wǎng)管相互獨立，網(wǎng)管系統(tǒng)的專業(yè)化、綜合化和智能化一直是困擾傳輸綜合網(wǎng)管發(fā)展的問題。

傳統(tǒng)傳輸綜合網(wǎng)管系統(tǒng)在技術(shù)架構(gòu)、管理功能和客戶服務(wù)能力方面存在的問題主要體現(xiàn)在采用傳統(tǒng)IOE技術(shù)架構(gòu)，具有封閉性和私有性，缺乏能力開放、數(shù)據(jù)共享、系統(tǒng)擴展以及長期演進能力；跨層、跨域、跨廠家的設(shè)備管理，業(yè)務(wù)端到端管理、故障精確定位和自動化運維能力較弱；對于客戶的網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)需求響應(yīng)速度慢，面向客戶和業(yè)務(wù)的端到端集中監(jiān)控與分析能力不足。

為轉(zhuǎn)變傳輸網(wǎng)統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)運維模式，滿足面向客戶和業(yè)務(wù)的端到端集約化、精細化、自動化維護要求，迫切需要根據(jù)企業(yè)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型、業(yè)務(wù)支撐的需求以及網(wǎng)絡(luò)和IT技術(shù)的發(fā)展趨勢，從“去電信化”的角度構(gòu)建滿足業(yè)務(wù)發(fā)展和客戶服務(wù)要求的傳輸綜合網(wǎng)管新架構(gòu)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)集中和能力開放、操作維護自動化、業(yè)務(wù)端到端管理、靈活快速的應(yīng)用部署等各項基礎(chǔ)功能，提供面向網(wǎng)絡(luò)、面向業(yè)務(wù)、面向客戶的差異化運營支撐能力，提高工作效率，降低維護成本，提升對網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的服務(wù)保障水平。

2 傳輸綜合網(wǎng)管系統(tǒng)演進目標

新一代傳輸綜合網(wǎng)管系統(tǒng)將在借鑒國際和國內(nèi)網(wǎng)管系統(tǒng)相關(guān)研究成果及標準規(guī)范基礎(chǔ)上，根據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展和運維管理需要，逐步覆蓋OTN/WDM/SDH/ASON等傳輸網(wǎng)絡(luò)，從系統(tǒng)整體架構(gòu)、功能模塊、外部接口等方面，充分考慮市場和客戶的要求，具備快速靈活地適應(yīng)市場變化的能力，形成以集中監(jiān)控和現(xiàn)場維護相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)操作維護模式。新一代傳輸綜合網(wǎng)管系統(tǒng)演進主要包含以下三個目標：

（1）創(chuàng)新網(wǎng)管系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)

為了更好地滿足客戶和業(yè)務(wù)，需要建設(shè)一個能力開放的、數(shù)據(jù)集中共享的、架構(gòu)靈活擴展的、具備長期演進能力的、滿足業(yè)務(wù)發(fā)展和客戶服務(wù)要求的新一代傳輸網(wǎng)管系統(tǒng)。

（2）提升面向客戶的服務(wù)能力

為了滿足前端客戶需求，需要實現(xiàn)先于客戶發(fā)現(xiàn)故障、電路端到端全程的監(jiān)控和管理、客戶關(guān)注的性能和質(zhì)量監(jiān)控、靈活彈性地配置客戶對于網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的需求等目標。

（3）提高傳輸網(wǎng)絡(luò)的管理效率

為了提高工作效率，降低維護成本，需要實現(xiàn)傳輸網(wǎng)絡(luò)跨域、跨層次集約化管理，通過提升系統(tǒng)的自動化水平，實現(xiàn)配置、故障、維護自動化。

3 傳輸綜合網(wǎng)管系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

目前，企業(yè)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型和運維管理體制轉(zhuǎn)變，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和IT技術(shù)的日益成熟已成為傳輸綜合網(wǎng)管系統(tǒng)演進發(fā)展的主要驅(qū)動力。結(jié)合未來技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用趨勢，新一代傳輸綜合網(wǎng)管系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)和實現(xiàn)方案需要具備前瞻性、先進性、可靠性和實用性，為業(yè)務(wù)管理創(chuàng)新和突破提供堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。新一代傳輸綜合網(wǎng)管系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下方面：

（1）應(yīng)用傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和SDN技術(shù)發(fā)展理念設(shè)計新一代傳輸網(wǎng)管體系，適應(yīng)大顆粒100G/OTN設(shè)備更強的管理和調(diào)度能力，具備更強的跨域、跨層及南向接口管理能力。

（2）采用“去IOE”架構(gòu)理念，基于云計算技術(shù)的基礎(chǔ)設(shè)施平臺構(gòu)建傳輸綜合網(wǎng)管系統(tǒng)，實現(xiàn)靈活快速的硬件擴展和應(yīng)用部署。

（3）基于XML接口方式的多協(xié)議網(wǎng)元采集適配MTOSI接口，解決不同廠家、不同北向接口標準的統(tǒng)一，提高傳輸網(wǎng)管數(shù)據(jù)采集能力和效率。

（4）針對不同數(shù)據(jù)源存儲和處理要求，采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫和Hadoop非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫相結(jié)合，實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)、批量數(shù)據(jù)和交互型數(shù)據(jù)的存儲和處理。

（5）采用面向服務(wù)的SOA軟件體系架構(gòu)，通過傳輸網(wǎng)管服務(wù)總線實現(xiàn)與內(nèi)外部系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享和能力調(diào)用。

新一代傳輸綜合網(wǎng)管系統(tǒng)基于云計算技術(shù)，在統(tǒng)一的云平臺資源池上集中構(gòu)建、集中維護，實現(xiàn)硬件和軟件的彈性擴展。在“去電信化”的指導(dǎo)下，逐步引入和采用開源的軟件架構(gòu)，并運用大數(shù)據(jù)技術(shù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一存儲和處理，滿足應(yīng)用的查詢和分析需要。基于SOA架構(gòu)對網(wǎng)管核心能力進行標準封裝，與內(nèi)外部系統(tǒng)實現(xiàn)能力共享，復(fù)用底層服務(wù)能力，達到資源最大化利用的目標。采用標準統(tǒng)一的接口規(guī)范，構(gòu)建采集適配平臺，逐步實現(xiàn)不同網(wǎng)元/專業(yè)網(wǎng)管的統(tǒng)一接入管理，對數(shù)據(jù)采集、指令操作統(tǒng)一管控，屏蔽不同網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備技術(shù)協(xié)議的差異。

4 傳輸綜合網(wǎng)管系統(tǒng)體系架構(gòu)

新一代傳輸綜合網(wǎng)管系統(tǒng)將在統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標準、統(tǒng)一的信息模型之上，成為具備統(tǒng)一網(wǎng)管標準化服務(wù)能力和端到端運營管理的智能化系統(tǒng)，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)運營數(shù)據(jù)的集中管理與共享、網(wǎng)管能力的標準封裝與網(wǎng)管服務(wù)的對外開放、新業(yè)務(wù)新應(yīng)用的靈活構(gòu)建、產(chǎn)品與業(yè)務(wù)的快速加載與綜合分析、網(wǎng)絡(luò)控制的智能決策與聯(lián)動。

新一代傳輸綜合網(wǎng)管系統(tǒng)體系架構(gòu)分為場景應(yīng)用層、核心能力層、運營數(shù)據(jù)層和采集適配層，系統(tǒng)體系架構(gòu)如圖1所示。

場景應(yīng)用層：具有直接與用戶交互的所有功能，是系統(tǒng)的使用界面和視圖，可快速靈活定制，滿足各種維護場景和維護人員的需要，并具備網(wǎng)管統(tǒng)一門戶功能。

核心能力層：具有豐富的原子能力和組裝能力，實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)的智能感知、控制、管理、分析及對業(yè)務(wù)的支撐，供場景/應(yīng)用層靈活調(diào)用。

運營數(shù)據(jù)層：實現(xiàn)海量網(wǎng)絡(luò)運行數(shù)據(jù)的集中存儲、集中管理和集中應(yīng)用，支撐企業(yè)決策層集中掌握全網(wǎng)整體運行情況。

采集適配層：具備強大的多專業(yè)、多技術(shù)接口的數(shù)據(jù)采集和轉(zhuǎn)換能力，以及對網(wǎng)元的操作指令快速翻譯能力，可分布式部署，具備靈活的擴展能力，是網(wǎng)絡(luò)管理的基礎(chǔ)。

傳輸綜合網(wǎng)管系統(tǒng)按照統(tǒng)一的北向和南向接口規(guī)范，實現(xiàn)與傳輸集中EMS系統(tǒng)對接，其中北向接口采集配置、性能、告警等信息，南向接口實現(xiàn)業(yè)務(wù)的一點集中配置。系統(tǒng)通過基于SOA架構(gòu)的網(wǎng)管服務(wù)總線分別與資源管理系統(tǒng)、綜合告警系統(tǒng)、IP綜合網(wǎng)管系統(tǒng)、省級傳輸網(wǎng)管等系統(tǒng)等其他IT系統(tǒng)對接。

5 傳輸綜合網(wǎng)管系統(tǒng)演進路徑

傳輸綜合網(wǎng)管系統(tǒng)按照“橫向整合，縱向集中”的融合化、扁平化發(fā)展思路，遵循分階段逐步實施的原則，隨著客戶需求、業(yè)務(wù)發(fā)展和關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用，突破傳統(tǒng)網(wǎng)管系統(tǒng)體系架構(gòu)，實現(xiàn)模塊松耦合和接口標準化，構(gòu)建數(shù)據(jù)共享、能力開放、靈活擴展、平滑演進的新一代傳輸綜合網(wǎng)管架構(gòu)。傳輸綜合網(wǎng)管系統(tǒng)演進路徑可以分為近期、中期、遠期三個階段。

（1）近期：將傳統(tǒng)綜合網(wǎng)管功能分為業(yè)務(wù)應(yīng)用、專業(yè)應(yīng)用與適配層，其中業(yè)務(wù)應(yīng)用將融合到面向客戶的場景應(yīng)用層，專業(yè)應(yīng)用與適配層分別將融入到核心能力層和采集適配層，實現(xiàn)場景應(yīng)用層、核心能力層、采集適配層解耦，由核心能力層通過網(wǎng)管服務(wù)接口總線提供標準化的API接口，為場景應(yīng)用層提供應(yīng)用開發(fā)能力。采集適配層與廠家EMS網(wǎng)管通過標準MTOSI接口實現(xiàn)南向操作維護和北向數(shù)據(jù)采集功能。傳輸綜合網(wǎng)管系統(tǒng)的近期演進目標體系架構(gòu)如圖2所示。

（2）中期：將廠家EMS網(wǎng)管分為應(yīng)用功能層、數(shù)據(jù)管理層和基礎(chǔ)管理層，其中與傳輸綜合網(wǎng)管應(yīng)用功能相同或相近的廠家EMS網(wǎng)管應(yīng)用層將被融入場景應(yīng)用層，數(shù)據(jù)管理層將融入到核心能力層，實現(xiàn)能力封裝與數(shù)據(jù)標準化，基礎(chǔ)管理層的功能并入到采集控制器，為上層提供單一的網(wǎng)絡(luò)訪問入口。廠家EMS網(wǎng)管原有的智能被簡化，業(yè)務(wù)應(yīng)用和專業(yè)能力集中到新一代傳輸綜合網(wǎng)管系統(tǒng)，采集適配層與采集控制器通過標準MTOSI接口實現(xiàn)南向操作維護和北向數(shù)據(jù)采集功能。傳輸綜合網(wǎng)管系統(tǒng)的中期演進目標體系架構(gòu)如圖3所示。

（3）遠期：采用SDN/NFV技術(shù)引入業(yè)務(wù)協(xié)同編排和網(wǎng)絡(luò)智能控制，實現(xiàn)所有傳輸網(wǎng)元以及相應(yīng)的能力都由上層的業(yè)務(wù)應(yīng)用管控，通過專業(yè)適配層建立傳輸專業(yè)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)源和能力提供層，在專業(yè)適配層與業(yè)務(wù)應(yīng)用層之間采用開放性好、互操作性高的通用Restful API接口協(xié)議，實現(xiàn)上層應(yīng)用的靈活、快速開發(fā)。傳輸綜合網(wǎng)管系統(tǒng)的遠期演進目標體系架構(gòu)如圖4所示：

6 結(jié)束語

新一代傳輸網(wǎng)管系統(tǒng)基于成熟先進的技術(shù)，采用傳統(tǒng)網(wǎng)管增強方案，實現(xiàn)適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和運營管理發(fā)展要求的系統(tǒng)演進，可以解決傳統(tǒng)網(wǎng)管端到端業(yè)務(wù)集中監(jiān)控和分析、業(yè)務(wù)的自動化部署等問題，但是在實現(xiàn)快速業(yè)務(wù)創(chuàng)新和簡化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)方面能力明顯不足。未來網(wǎng)絡(luò)以實現(xiàn)業(yè)務(wù)靈活提供、提高運營效率為目標，顛覆性的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)和運營重構(gòu)成為必然發(fā)展趨勢。未來網(wǎng)絡(luò)變革將依賴SDN/NFV技術(shù)，SDN和NFV相互結(jié)合和補充，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的軟件化和靈活調(diào)度。一方面，基于通用硬件實現(xiàn)網(wǎng)元功能，支持網(wǎng)元功能的標準化和開放；另一方面，基于轉(zhuǎn)控分離，實現(xiàn)對不同業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的集中管控，支持網(wǎng)絡(luò)資源的靈活調(diào)度。

傳統(tǒng)網(wǎng)管增強方案和SDN/NFV技術(shù)方案是實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管控的兩種技術(shù)路線，解決網(wǎng)絡(luò)發(fā)展不同階段的不同業(yè)務(wù)需求。SDN/NFV是適應(yīng)技術(shù)和業(yè)務(wù)創(chuàng)新發(fā)展要求的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)技術(shù)，支持用戶實時在線的自助化服務(wù)，將網(wǎng)絡(luò)能力通過軟件編程接口方式支撐業(yè)務(wù)創(chuàng)新，實現(xiàn)業(yè)務(wù)快速開通和自動化部署以及故障的快速定位和處理，通過集約化運營降低建設(shè)維護成本和提高資源的利用效率。隨著網(wǎng)絡(luò)變革、技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)品標準化程度的不斷深入，SDN/NFV技術(shù)方案將成為未來傳輸綜合網(wǎng)管系統(tǒng)演進發(fā)展的研究和應(yīng)用方向。

參考文獻：

[1] 中國電信集團公司. 傳輸綜合網(wǎng)管技術(shù)規(guī)范[S]. 2014.

[2] 中國電信集團公司. 中國電信傳輸專業(yè)網(wǎng)管采集控制層接口規(guī)范[S]. 2014.

[3] 中國電信集團公司. 中國電信智能網(wǎng)管規(guī)劃V1.0（征求意見稿）[R]. 2013.

[4] 中國電信集團公司. 中國電信智能網(wǎng)管技術(shù)規(guī)范-總體分冊[S]. 2013.

[5] 中國電信集團公司. 中國電信智能網(wǎng)管技術(shù)規(guī)范-場景應(yīng)用分冊[S]. 2013.

[6] 中國電信集團公司. 中國電信智能網(wǎng)管技術(shù)規(guī)范-服務(wù)能力分冊[S]. 2013.

[7] 中國電信集團公司. 中國電信智能網(wǎng)管技術(shù)規(guī)范-數(shù)據(jù)模型分冊[S]. 2013.

[8] 中國電信集團公司. 中國電信智能網(wǎng)管技術(shù)規(guī)范-采集適配分冊[S]. 2013.

[9] 中國電信集團公司. 中國電信智能網(wǎng)管技術(shù)規(guī)范-技術(shù)架構(gòu)分冊[S]. 2013.

[10] 王永建，張健，張富根. 基于CORBA的傳輸綜合網(wǎng)管接口設(shè)計研究[J]. 通信技術(shù)， 2016，49（1）： 117-122.

[11] 劉北陽，孫新莉. 傳輸綜合網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)的應(yīng)用研究[J]. 電信網(wǎng)技術(shù)， 2014（9）： 6-9.

[12] 張寅，湯億則. 基于MTOSI接口的傳輸綜合網(wǎng)管系統(tǒng)分析和設(shè)計[J]. 信息化研究， 2013（3）： 32-37. ★