本文为论文精要,原文刊发于《广播与电视技术》2021年第5期。

综合网络管理系统是很多通信厂商在网络管理、设备管理中必须要用到的系统之一,同时也是各运营商网络建设的重难点。尤其是当前各个厂商都有各自的网管系统,不同的网管系统用到的设备种类以及入网接入的方式不尽相同,进一步加大了运营商对网管系统统一管理的难度。随着大数据时代的到来,资源共享,数据整合成为必然趋势,因此,设计基于广电网络的多厂商PON设备综合网管系统日益迫切。

本文作者

邱丰

(浙江华数广电网络股份有限公司,浙江310051)

男,1987年生,网络工程学士,浙江华数广电网络股份有限公司项目管理部项目经理。主要从事全省重大项目的立项、实施建设和验收管理工作,曾参与过TVOS产品项目建设、湖州华数电视转换等重大项目。

1当前网络管理系统的现状与特点

1.1涉及的设备种类多种多样

每个网络运营商都有自己专门的网管系统,设备多种多样,安装维护起来更是繁杂,数据跟信息也互相分割、互不相通。同时造成安装和维护中工作人员巨大的工作量,时效性降低,设备不便维护,跟不上互联网时代的步伐。

1.2用户对于宽带接入要求越来越高

随着用户对宽带接入提出越来越高的要求,现有的宽带接入方式,如ADSL和LAN接入,由于存在传输距离短、接入带宽有限、安全性不高、QoS没有很好的保证等问题,已越来越不能满足用户的需求。

1.3光纤技术的发展

近年来光接入技术快速发展,光纤到户接入方式逐渐成熟,浙江华数在2018年确定以光纤到户(FTTH)作为接入网建设的技术路线。因此,建设一套多厂商接入的,满足安装维护过程中配置自动下发这一主要功能、同时兼顾设备管理与呈现和新技术应用等功能的PON设备综合网管系统就显得尤为重要。

2系统设计

2.1硬件架构设计

定制开发基于广电网络多厂商PON设备综合网管软件系统一套,该系统对接浙江华数2018年PON设备招标入围结果,网管和一线装维人员可以使用手机或PC连接到系统服务端,系统服务端通过对接多个厂商的OTL设备,实现配置管理、资源管理、故障告警管理和设备性能管理等系统功能,系统组网架构如图1所示。

2.2系统设计

整个系统在逻辑功能上进行划分为:应用子系统、HTTP子系统、接口子系统、数据库子系统、APP子系统五个逻辑功能模块。

应用子系统:作为整个系统的控制中心,建立各逻辑功能模块稳定运行的逻辑关系和系统能力。

HTTP子系统:作为整个系统可视化交互窗口,建立基于B/S架构的WEB和WAP应用,建立和管理分权分域多级账号,建立和管理面向手机APP的外部网络接口等功能,支持最新版本谷歌浏览器。

数据库子系统:负责基础数据的存储和管理,负责指令集模板建立,负责系统日志存储和管理等。

接口子系统:对接OLT和网络运行管理系统,采集PON设备配置和在业务下发过程中产生的关键数据和信息,分发针对PON设备的指令,并通过网络运行管理系统相应接口提供OLT相关数据。

APP子系统:通过公网接口与系统服务端进行交互,实现符合现场装维需求(设备注册、业务下发、配置信息和设备状态查询等)的功能。

2.3功能设计

2.3.1配置管理

配置管理,是提供标准化的配置管理界面,提供灵活的业务配置能力。

OLT配置功能:支持新增和删除OLT设备,支持创建开局模板,支持定义缺省模板作为ONU默认配置。

ONU配置功能:支持自动和手动发现新上线ONU设备,支持批量或单个注册新上线ONU设备,支持批量或单个删除已注册ONU设备,支持自定义配置ONU设备(如修改设备名称),支持批量或单个ONU升级。

业务配置功能:支持建立缺省业务配置模板,支持自定义业务配置下发,支持修改业务配置,支持批量或者单个ONU的业务配置下发或修改。

2.3.2资源管理

资源管理,它是提供标准化的资源管理页面,支持对物理资源和逻辑资源的统一管理。

设备信息管理:支持设备装维信息、板卡信息、端口信息、下联设备、业务类型和网络性能指标的统一呈现。

地址管理:支持多级地址管理。

VLAN管理:支持基于地址、业务等多种方式的VLAN管理。

2.3.3拓扑管理

拓扑管理提供物理拓扑和逻辑拓扑两种方式。

逻辑拓扑:显示OLT、ODN和ONU拓扑结构图,并显示相应的报警信息。

物理拓扑:通过地图显示OLT、ONU设备的物理位置,并通过不同颜色的标记显示报警信息。

支持依据配置信息自动生成拓扑。

支持告警和性能信息的呈现。

2.3.4性能管理

性能管理,是对多颗粒度和长周期网络运行质量的监测。

设备运行性能指标:支持对OLT设备CPU利用率(最大、均值、最小)、温度、电源状态和风扇状态的监测和统计。

光功率指标:支持对OLT设备接收光功率(最大、均值、最小)和发送光功率(最大、均值、最小)的监测和统计。

端口流量指标:支持对端口总流量、带宽利用率、接收流量、接收带宽利用率、发送流量和发送带宽利用率的监测和统计。

端口流速指标:支持对峰值速率、均值速率、峰值接收速率、均值接收速率、峰值发送速率和均值发送速率的监测和统计。

端口占用率:支持对端口总数、端口使用数和端口利用率的监测和统计。

2.3.5故障管理

故障管理,是提供全网实时主动故障告警管理机制。

告警类型:支持多级告警类型分类(轻微告警、普通告警、严重告警等),并支持可选处理机制。

故障类型:支持设备掉电、光功率异常、常发光、端口环路、ONU配置恢复状态异常等故障主动上告机制。

ODN网络智能分析:支持对ODN网络质量监测和故障判断功能。

2.3.6日志整理与报表

配置日志可追溯和多维度生成报表功能。

日志:支持按照日期、OLT、区域和账号等多种方式日志追溯功能。

报表:支持按照终端、业务、日期和区域等多维度报表统计功能。

2.3.7手机APP

一线装维人员可使用PON综合网管手机APP自主完成设备注册、业务下发、故障定位、设备更换和信息查询等功能。

设备注册:支持利用PON综合网管APP完成设备发现和注册功能。

业务下发:支持利用PON综合网管APP完成业务下发功能。

故障定位:支持利用PON综合网管APP实现简单故障的定位。

设备更换:支持利用PON综合网管APP实现ONU设备更换功能。

信息查询:支持利用PON综合网管APP实现对ONU设备信息、配置信息和业务类型等的查询功能。

账号绑定:支持PON综合网管APP对分权分域的账号绑定功能。

2.4接口规范

系统提供兼容不同技术架构的数据接口,保证系统与浙江华数的其他系统进行数据交换。制定符合HTTP子系统稳定运行的公网接口规范,服务器统一通过restful方式提供接口。POST和GET请求文本数据结果的API,统一采用UTF-8编码规则和JSON格式响应。对需要进行用户校验的API,统一通过JWT方式进行身份校验。对于敏感数据进行统一加密后传输。数据采集依照SNMP或TELNET的协议。

3技术创新点

3.1集成性

系统设计实现了不同厂家的设备配置、维护、管理,解决了设备多样性带来的安装维护繁杂,数据信息互相分割、互不相通,安装维护人员工作量大,时效性低,设备维护不便等诸多问题。同时,提高了运营效率,简化了日常维护工作。

3.2易用性

目前市面上的网管系统大都是厂商对自己设备开发的网管系统,需要熟练掌握不同厂家的私有命令行进行相关的配置操作,局限性强,对网管人员的要求也高。本系统使用配置模板代替私有命令行,解决了对网管人员要求高的难题,同冗余。

3.3可视化

系统通过配置模板信息自动生成PON设备拓扑结构图,提供OLT、ONU设备的物理位置。灵活定义多级报警,支持对不同厂商型号的故障类别的个性化配置和不同报警级别的处理方式。为网管人员提供直观便利的运维界面,提高故障处理的时效性。

4结束语

面向业务的综合网管体系结构是网络建设行业发展的必然趋势。现阶段建设网管系统要充分考虑到统一、开放的网管结构发展需求。本文设计的综合网管系统,就是将对不同厂家的网络管理从传统分散式管理向开放式综合管理的演进推动,虽然还有很多缺陷,但是更好的做到了以客户需求为导向,以国际标准为基准,以网络设备管理为基础,以全面的综合网管为目标。它的应用大大减少网络运营维护的人力和物力,大幅度降低网络运营维护成本。