GSM网管性能资源数据质控系统的设计

董裕艺，黎春强，陆昕为，何凯青

（①中国移动通信集团广西有限公司梧州分公司，广西 梧州 543002；②中国移动通信集团广西有限公司，广西 南宁 530022）

0 引言

随着移动运营商3G全业务运营的全面开展，业务规则的变化、新入网网元的增多以及系统软件不断升级改版等诸多因素造成的影响，依靠网络维护人员纯被动式管理的话务网管系统越来越不能满足本级和上级集团公司的运维部门、业务部门对数据质量日益提高的需求，且统计数据质量保障难度持续增大，统计数据发生延迟、缺失、异常、不一致等故障日渐增多，网管支撑系统与各网元、业务平台数据不一致的矛盾现象凸显。因此，对于某自治区级移动公司网管运营部门来说，依据中移动集团公司2009年《中国移动OneOSS2.0规划文档-数据质量管理系统规范V1.0》里首次提出的数据质量概念，参照国际新一代运营系统和软件（NGOSS，New Generation Operation System and Software）理念设计一种新的性能资源数据稽核监控方法，建立全面的性能资源数据质量监控系统，实现对性能资源数据质量全程自动管理显得极为紧迫。

1 NGOSS简介

下一代网络（NGN，Next Generation Network）是基于国际互联网协议第 6版（IPv6，Internet Protocol Version 6），支持多种业务，能够实现业务与传送分离，控制功能独立，接口开放，具有服务质量（QoS，Quality of Service）保证和支持通用移动性的分组网[1]。当前电信业务和网络正由单一业务运营到全业务运营转化、核心网IP化、软交换技术大规模应用等NGN演变，运营商现有的运营支撑系统(OSS，Operation Support System)已经难以适应市场变化。电信管理论坛（TMF，TeleManagement Forum）对长久以来主导着电信领域网络管理建设的由国际电信联盟（ITU，International Telecommunication Union）所提出的电信管理网（TMN，Telecommunication Management Network）管理层次模型进行了深入研究，发现ITU对TMN标准化的活动是从网元管理到业务管理，导致目前在电信运营商管理层面的标准匮乏，在NGN时代难以直接应用于完全支撑电信业务整体解决方案。NGOSS是TMF为克服TMN不足而提出的新一代OSS体系，具备系统标准化、过程能逐步演化、信息开放化、产品高度自动化、互联互操作、端到端管理等特点[2]。NGOSS是基于组件面向客户对象的分布式运营支撑系统，对智能网技术、业务和网元的通用管理、业务的快速开发、实时计费，建立面向用户的WEB接口、分布式管理、综合性加密安全等有着良好的支持，因此它是满足 NGN管理的运营支撑系统。

2 某自治区级移动公司网管系统概况

某自治区级移动公司现有的网管系统监控着全区承载各种业务的所有设备信息，包括全球移动通讯系统（GSM，Global System for Mobile Communications）网的移动交换中心（MSC，Mobile Switching Center）、操作维护中心（OMC，Operations and Maintenance Center），智能网的业务控制点（SCP，Service Control Point）、业务管理点（SMP，Service Management Point）等，网管系统通过若干张自定义报表，按照2G、3G、语音、短信、数据、互联互通、智能网等不同业务分类，以不同的时间维度和地理粒度呈现，满足集团对其业务的发展情况进行分析的需求。运营分析所需的性能资源数据由网管系统采集解析相关网元原始数据得到[3]。性能数据是话务网管系统里面最重要的数据，它能够反映各种业务的业务量情况，为运营商决策层制定运营策略提供必要参考。资源数据是话务网管系统里面次重数据，它反映网络中各种设备的资源配置和重要参数的设置情况，包括交换、无线、短信、GPRS、智能网等设备的资源。网管性能资源数据从获取、生成、汇总到上级集团网管呈现，途经多个设备节点和处理环节，而每个节点都存在着网管性能资源数据的缺失、数据不一致或异常的风险。

3 GSM网管性能资源数据概述

3.1 GSM系统简介

GSM网络由交换系统（SS，Switching System）和基站系统（BSS，Base Station System）组成，SS负责呼叫处理和用户相关功能，BSS负责所有无线功能。OSS属管理单元，OSS与SS和BSS相连，执行网络的运行维护和管理工作，OSS逻辑上分为网络管理中心（NMC，Network Management Center）和OMC两层。

3.2 爱立信OSS系统简介

某自治区级移动公司 GSM系统的网元管理系统是OSS，它是通过连接移动网中各网元输入输出模块IOG/APG的V.35或TCP/IP高速接口，达到监控网元的目的。OSS系统功能包括配置管理、故障管理、性能管理和操作维护管理等，其应用是图形化用户界面，一般的操作使用比较方便。OSS系统是基于UNIX的系统，稳定性和安全性都满足网管需求。

OSS系统里和话务统计相关的数据库有以下四个：

1）Basic Database，简称 bsddb，bsddb对交换机出来的统计数据可以进行时间聚合或筛选出最大最小值，统计数据经过bsddb的聚合，有可能出现入库数据缺失不全。

2）Complementary Database，简称 csddb，csddb的数据皆是原始数据，没有经过整合，数据入库通常比较正常。

3）Administrative Database，简称 asddb，主要存储资源类的数据。

4）Data Transfer Database，简称 bufferdb，是临时存储数据库，当数据全部传送到csddb后就释放。

用于话务统计的数据库来源于bsddb和csddb。GSM的 OMC侧网元性能数据是通过第三方软件METRICA进行采集获取的，话务网管获取 METRICA解析的数据后还要经过加工才能得到用于呈现的具体报表。METRICA是一个解析程序，就是将话务统计文件解析成为数据库字段，主要实现的功能是将爱立信OSS的统计文件进行解析入库，然后呈现给话务网管，其机制如下：OMC在每个测量周期在OMC侧/var/opt/ericsson/sgw/outputfiles/apgfiles/sts目录下生成网元原始话统文件，其中包含各个被管理网元在每个测量周期的原始话统数据；METRICA采集程序定期检测 OMC侧/var/opt/ericsson/sgw/outputfiles/apgfiles/sts目录下是否有新产生的网元原始话统数据文件，如果有新的文件产生，则FTP 至METRICA采集服务器，服务器根据解析规则，按照网元定义的测量进行解析，生成网元测量后完成采集入库。OSS的网元性能数据库也可从自己的统计文件解析得到，现时日常网优所需性能指标基本由OSS直接提取的，这样直接取OSS数据库的数据，至少可以比使用METRICA提前半个小时得到统计结果，时效性高。

某自治区级移动公司现时爱立信话务网管的性能数据从METRICA得到，爱立信OMC的资源数据基本从OSS的数据库得到。

3.3 性能资源数据和话统指标数据的关系

1）两者的统计维度不一样。话务网管的统计粒度包含有BSC、MSC、县市、本地网、省等粒度，一般无小区和基站级别的粒度，而无线网优话统指标的统计粒度则包括小区和BSC级别的粒度。无线网优话统指标的粒度具有小区级别，这是它比话务网管优秀的地方，但是再往上层统计表来看无线网优话统指标就没有话务网管这样丰富。

2）话务网管呈现的指标范围与无线网优话统不一样。

3）话务网管呈现的是经算法计算的上层统计指标，适合给领导做经营决策参考。无线网优话统呈现的是计数器级更细腻的指标，为无线网络优化工程师提供计数器级的底层指标。

简而言之，话务网管指标和无线网优话务统计指标都是根源于各个网元的原始话统数据，两者有着同根同源的关系。

4 稽核型的性能资源数据质控系统设计

4.1 系统机理

稽核监控机制的首要重点是保障性能资源数据质量，而为保证数据监控质量需将监控要点贯穿在数据采集汇总的整个过程当中。性能资源数据质量监控的首先是要保障数据及时、完整地到达上层网管才能进一步推进到数据的一致性和波动性、异常情况的监控和分析，新型性能资源数据质控系统就是要满足对网管性能资源数据从网元产生到网管呈现的全程稽核，清晰地呈现话务网管性能资源数据流向，以及数据在采集层、汇总层、应用层等各个环节的及时性、完整性、准确性和一致性。此外，在数据质量监控过程中，问题以告警显示、报表报送、短信通知等方式呈现，实现即时发现问题、马上反馈问题、尽快处理解决问题，同时为满足数据及时性、完整性、一致性、波动异常性的不同要求，设定相应阀值定制自动派单，对相关部门进行派发。另外，为保障数据稽核工作的常态化，有效地降低网管运维工作人员的维护工作量，提供工作效率，还需实现监控过程的自动化处理。

4.2 系统框架结构

稽查型性能资源数据质量管控系统整体框架自下至上由外部接口层、数据层、分析处理层、展现层等四层结构组成，各层功能如图1所示[4]。

图 1 数据质量管控平台框架

4.3 系统主要技术方案

系统结构有浏览器/服务器（B/S，Browser/Server）模式和客户/服务器（C/S，Client/Server）模式这两种模式实现。B/S是WEB兴起后的一种网络结构模式，WEB浏览器是客户端最主要的应用软件，此模式统一了客户端，将系统功能实现的核心部分都集中到服务器上，简化了系统的开发、维护和使用，而客户机上只需安装浏览器例如 Internet Explorer，服务器安装 Oracle、Sybase、Informix或 SQL Server等数据库，浏览器即可通过 Web Server同数据库进行数据交互，这样大大减轻系统维护与升级的成本和工作量，整体上降低了用户系统开发和日后运营的总所有成本。C/S系统中的服务器通常采用高性能的PC、工作站或小型机，采用Oracle、Sybase、Informix或 SQL Server等大型数据库系统，客户端则需安装专用的客户端软件，其系统优缺点都很鲜明，优点是客户端性能强，不足在于只适用于局域网环境，且所有客户端操作系统须一致、客户端的维护升级成本高。

GSM网管性能资源数据质量管控系统是参照NGOSS的理念进行设计的，满足NGN管理的运营支撑系统，综合对比B/S模式和C/S模式两者特点，决定采用B/S模式，用户将在Web Server客户端设置测量方案和阈值，在被监控点部署测量适配器，依据测量方案和阈值设置，对被监控点进行数据和任务核查，一并将结果保存到数据库表，而同时Web Server从库表查询测量结果，以报表等形式呈现给用户。系统的整体设计还要重点考虑网管系统的信息安全策略需求，防范信息泄露漏洞[5]。

4.4 系统逻辑结构

系统逻辑框架图如图2所示。

图 2 GSM网管性能资源数据质量管控系统逻辑框架

4.5 系统部分程序

系统数据库使用的是Oracle 10g，数据库底层数据采集使用具备C语言那样功能强大且结构灵活的实用报表提取语言（Perl，Practical Extraction and Report Language）[6],上层呈现使用基于.net的web开发。以下是系统查看功能部分的程序：

5 结语

参照NGOSS标准设计的稽查型GSM网管性能资源数据质量管控系统，不但实现了GSM话务网管数据流向的全程透明化全自动监管，而且实现了 GSM话务网管性能资源数据在采集层、汇总层、应用层等环节的数据及时性、完整性、准确性和一致性的高效监控和分析，同时还实现了将相关的告警信息以告警前转、短信发送、报表呈现等方式及时通知网管运维人员或厂家技术支持人员，有利于网络KPI指标算法进行常态化准确管理。该系统在进一步完善环境自检和表环境自检等功能后，即可实施大规模的推广应用。

[1] 褚丽莉.NGN综合网管系统研究[J].通信技术,2009,42(01):202-204.

[2] 云亮.电信运营支撑系统的 NGOSS体系简介[J].电信技术,2004(11):14-16.

[3] 张继超,和应民,周春楠.综合资源管理系统中数据采集的实现[J].通信技术,2011,44(03):116-119.

[4] 黎春强,董裕艺.电信网管性能资源数据管控系统的研究和设计[J].电信科学,2012(03):138-149.

[5] 任晓波.信息安全风险评估在贵州移动的应用[J].信息安全与通信保密,2009(09):140-142.

[6] Sriram Srinivasan.高级Perl编程[M].北京:中国电力出版社,2001:115-159.