探讨网络管理技术在第三代移动通信中的应用


1 电信网络管理的基本概念
1.1 电信网络管理的定义
对电信网络本身的性能、品质和运行状态以及对电信网络所提供的电信业务进行控制和管理的过程。
1.2 电信网络管理的目的
最大限度地利用电信网络资源,提高网络的运行质量和效率,使运营商能够花费较小的成本,为用户提供良好的通信服务。
1.3 电信网络管理的范围
狭义的理解:仅仅包括电信网络本身的管理。
广义的理解:和电信运营有关的一切事务均属于网络管理的范围。
1.4 电信网管系统的基本功能
TMN对电信网及电信业务提供的管理功能进行了划分,主要有以下五种管理功能:配置管理、性能管理、故障管理、帐务管理、安全管理。
2 传统的TMN网管技术
2.1 TMN的提出
TMN是最早是由ITU-T提出的关于电信网和电信业务的规划、配置、安装、操作及组织的系统化解决方案。ITU-T的M.3010中对TMN的定义是:提供一个有组织的网络结构,以取得各种类型的操作系统(OSs)之间、操作系统与电信设备之间的互连.它是采用具有标准协议和信息的接口进行管理信息交换的体系结构。
2.2 TMN的物理结构
TMN中含有5种物理实体:OS(运行系统),NE(网络单元),QA(Q适配器),WS(工作站),MD(中介装置)。
TMN简化的物理体系结构如下:

2.3 TMN的功能结构和参考点
TMN含有5种功能实体: OSF,NEF,QAF,WSF,MF 。功能结构中的参考点映射为物理结构中的接口。TMN有6种参考点:q3、qx、x、f、g、m。
TMN的参考点如下所示:

2.4 TMN的管理结构
TMN的管理结构依照ITU-T M.3010从上到下划分为:事务管理层(BML)、业务管理层(SML)、网络管理层(NML)、网元管理层(EML)、网元层(NEL)五层。各层管理职责不同,上一层通过下一层实现其管理任务。
2.5 TMN的标准化问题
网管系统的标准化是不同网管系统之间进行互操作与建立统一网管平台的前提。Q3接口是TMN标准化的一个重大贡献。Q3接口是q3参考点在物理结构中的映射,是基于TMN提出的用于互连、互通、互操作的标准接口,其规范比较成熟,是解决多厂商问题及确保多种网管和运行支持系统互操作的一条有效途径,但是目前主要应用在网元管理层(EML)和网元层(NEL)之间和网络管理层(NML)和网元管理层(EML)之间,对于其它几层的管理TMN并没有给出好的建议。
3 基于CORBA的网管技术
3.1 概述
CORBA是OMG为了解决分布式处理环境中软件系统互联问题而定义的一种分布式处理体系结构。它是基于对象构件的,因此其天生具有面向对象和客户机/服务器结构的特性。
确切地说,它不算一种网络构架,而是许多分布式网络管理构架需要使用的一种技术。
CORBA采用IDL进行对象建模,是在抽象对象模型基础上提出的一种具体的对象模型(OMA参考模型)。
CORBA体系结构图如下所示:
 
ORB:在CORBA规范中处于核心地位,是CORBA对象总线,它定义了异构环境下对象透明地发送请求和接受响应的基本机制,是建立对象之间Client/Server关系的中间件。
应用对象(Application  objects):是一些业务对象和应用系统。
对象服务(Object  Services):是一些IDL描述的系统级服务,用于ORB功能的扩充和完善。在电信网络管理中,主要使用了CORBA的命名服务(Naming Service)、事件服务(Event Service)、日志服务(Log Service)和生命周期服务(Life Cycle Service)等服务。
公共设施(Common  Facilities):它是一些IDL定义的组件框架,定义了可以直接被业务对象使用的水平和垂直应用框架,规定业务对象有效协作所需的协定规则。包括用户界面、信息管理、系统管理和任务管理等水平公共设施和垂直公共设施。
3.2 CORBA在电信网管中的应用前景
OMG把ODP关于网络管理的观点融入到TMN中,并建议采用CORBA作为网元管理层之上的接口。
3.2.1 CORBA在TMN网络管理层的应用
CORBA具备很强的对象建模能力,实现起来代价较低。由于其采用IDL语言,CORBA对被管对象的访问和管理系统内部对象之间的交互都可以一致对待,而且CORBA的动态调用接口(DII)还可以在运行时刻访问被管理系统中新的对象类型。因此,CORBA自然成为网络管理层应用的可供选择的方案之一。
3.2.2 CORBA在TMN业务管理层的应用
CORBA体系结构所支持的对象模型能够满足业务层管理的动态性和复杂性的需要。在TMN业务管理层采用CORBA技术将对电信业务的管理更具开放性、灵活性。TMN已经将CORBA引入到X接口的业务管理层。
下一代网络是业务驱动的网络,核心是软交换。而Parlay API是目前软交换在业务层的主要研究方向之一。采用Parlay作为softswitch(软交换)业务开放接口已经成为业界共识。基于CORBA的Parlay API的实现将是大势所趋。因此探讨如何在今后的移动通信网络管理中采用CORBA技术很有必要。
4 TINA
4.1 概述
TINA(Telecommunication Information Networking Architecture,电信信息网络结构)是一个正在逐步完善的、极有前途的新型电信网络体系结构,它是面向未来宽带、多媒体和信息高速公路时代的电信业务而提出和定义的一个统一、开放的体系结构,它基于开放分布处理ODP概念和分布对象计算技术,是一个架构于任何类型网络之上并考虑了市场运营环境的分布式电信业务及其管理的开放的软件体系结构。
4.2 理论基础
TINA作为新型的体系架构,自有其可行的一套方法学,包括:开放分布处理参考模型(RM-ODP)、被管对象的定义原则的通用关系模型(GDMO-GRM)、对象建模技术(OMT)。
4.3 TINA体系架构的组成
根据用途和相互关系TINA体系架构可以分为网络体系结构、业务体系结构、计算体系结构、管理体系结构。
TINA体系架构图如下所示:

其中TMN中的业务管理体现在业务体系结构中,网元管理和网络管理体现在网络体系结构中,且TINA的管理体系结构遵循TMN的五个功能管理域,计算体系结构为其他三个结构提供了分布处理的基础。
4.4 TINA对电信系统的纵向分层结构
TINA将电信系统自上而下分成四层:
(1)电信应用层:是一些抽象出的具有相互作用的应用对象,以完成电信业务的逻辑处理功能。
(2)分布式处理环境层DPE:提供分布式处理和执行电信业务的支撑软件层。
(3)本地计算与通信环境(NCCE):一些计算系统中的操作系统、通信协议栈和其它支撑软件。
(4)硬件资源层:所有的通信设备和器件,为电信应用提供硬件资源环境。
4.5 TINA今后的研究方向
由于TINA的DPE是基于CORBA的,因此关于TMN和TINA结合的研究主要是研究CORBA与TMN的结合及如何使TMN系统向TINA演化,这无疑给移动通信网的网络管理建设带来了一缕春意。
5 探讨第三代移动通信网络管理的可能架构
目前,我国的电信部门已经建成了包括移动通信网在内的多种专业网管,这为进一步建设好我国的电信管理网TMN打下了很好的基础。作为保护现有投资以及通过考察我国发展电信管理网络的下一步目标,TMN的总体原则应该还是第三代移动通信网络的首选。如前文中所述,TMN作为一种网络管理体制,固然有许多优点,但也存在许多不足之处,尤其是对于业务管理和事务管理方面没有很好的建议。
但是TMN也不是停滞不前的,它也在不断地借鉴好的方法和思路。ITU-T已经同意TMF提出的OSS的概念是对TMN的补充,考虑按照TMF新一代OSS的框架进行事务管理层的建设。而TINA将开放式分布处理ODP的概念应用到了TMN中,为实现电信业务和管理业务的综合定义了一种通用的框架,具有开放性、先进性和向前向后兼容性等特性。同TINA、TMF OSS的思想融合可能代表了TMN未来的发展趋势。
基于以上论述的一种第三代移动通信网络管理的可能架构如下:
在网元管理层之上的纵向接口几乎可以采用CORBA技术进行互联,而在网元管理层和网元层间参见第二代移动通信网络管理的模式进行,即采用Q3接口或者SNMP接口进行互联。在对等的两个TMN的OS实体间也采用CORBA技术进行互联互通。对于事务管理层内的管理流程建议参考TMF的OSS,对于业务管理层、网络管理层、网元管理层的内部架构参考TINA进行演化、部署。