面向未来的传输综合网管系统演进研究

乔爱锋

摘要：随着电信运营商企业战略转型的不断深入，传输网络依据行政分级、网络分段、专业分工的传统规划建设和维护管理模式已不能完全满足运维体制和网络技术的发展要求，因此分析了传统传输综合网管系统存在的问题，结合网络技术、IT技术、网管系统未来发展趋势，阐述了传输综合网管系统演进目标和关键技术应用，提出了新一代传输综合网管系统体系架构及其演进发展路径。

关键词：传输综合网管系统 软件定义网络 网络功能虚拟化

1 引言

目前，电信运营商对传输网络采用一干、二干、本地网三级网管维护管理模式，在总部或省份建设传输综合网管系统，同时省际干线、省内二干和本地网传输网络存在OTN网管、WDM网管、SDH/ASON网管等多套不同厂家的EMS网管，形成以网元-EMS-NMS体系构建的网元-厂家网管-綜合网管体系，实现了对传输网元设备的监控和管理。长期以来，由于厂家网管系统底层技术私有性，不同厂家跨域跨层次的EMS网管相互独立，网管系统的专业化、综合化和智能化一直是困扰传输综合网管发展的问题。

传统传输综合网管系统在技术架构、管理功能和客户服务能力方面存在的问题主要体现在采用传统IOE技术架构，具有封闭性和私有性，缺乏能力开放、数据共享、系统扩展以及长期演进能力；跨层、跨域、跨厂家的设备管理，业务端到端管理、故障精确定位和自动化运维能力较弱；对于客户的网络和业务需求响应速度慢，面向客户和业务的端到端集中监控与分析能力不足。

为转变传输网统网络运维模式，满足面向客户和业务的端到端集约化、精细化、自动化维护要求，迫切需要根据企业战略转型、业务支撑的需求以及网络和IT技术的发展趋势，从“去电信化”的角度构建满足业务发展和客户服务要求的传输综合网管新架构，实现数据集中和能力开放、操作维护自动化、业务端到端管理、灵活快速的应用部署等各项基础功能，提供面向网络、面向业务、面向客户的差异化运营支撑能力，提高工作效率，降低维护成本，提升对网络和业务的服务保障水平。

2 传输综合网管系统演进目标

新一代传输综合网管系统将在借鉴国际和国内网管系统相关研究成果及标准规范基础上，根据传输网络技术发展和运维管理需要，逐步覆盖OTN/WDM/SDH/ASON等传输网络，从系统整体架构、功能模块、外部接口等方面，充分考虑市场和客户的要求，具备快速灵活地适应市场变化的能力，形成以集中监控和现场维护相结合的网络操作维护模式。新一代传输综合网管系统演进主要包含以下三个目标：

（1）创新网管系统的技术架构

为了更好地满足客户和业务，需要建设一个能力开放的、数据集中共享的、架构灵活扩展的、具备长期演进能力的、满足业务发展和客户服务要求的新一代传输网管系统。

（2）提升面向客户的服务能力

为了满足前端客户需求，需要实现先于客户发现故障、电路端到端全程的监控和管理、客户关注的性能和质量监控、灵活弹性地配置客户对于网络和业务的需求等目标。

（3）提高传输网络的管理效率

为了提高工作效率，降低维护成本，需要实现传输网络跨域、跨层次集约化管理，通过提升系统的自动化水平，实现配置、故障、维护自动化。

3 传输综合网管系统关键技术

目前，企业战略转型和运维管理体制转变，网络技术的不断发展和IT技术的日益成熟已成为传输综合网管系统演进发展的主要驱动力。结合未来技术发展和应用趋势，新一代传输综合网管系统的技术架构和实现方案需要具备前瞻性、先进性、可靠性和实用性，为业务管理创新和突破提供坚实的技术基础。新一代传输综合网管系统关键技术应用主要体现在以下方面：

（1）应用传输网络技术和SDN技术发展理念设计新一代传输网管体系，适应大颗粒100G/OTN设备更强的管理和调度能力，具备更强的跨域、跨层及南向接口管理能力。

（2）采用“去IOE”架构理念，基于云计算技术的基础设施平台构建传输综合网管系统，实现灵活快速的硬件扩展和应用部署。

（3）基于XML接口方式的多协议网元采集适配MTOSI接口，解决不同厂家、不同北向接口标准的统一，提高传输网管数据采集能力和效率。

（4）针对不同数据源存储和处理要求，采用关系型数据库和Hadoop非关系型数据库相结合，实现实时数据、批量数据和交互型数据的存储和处理。

（5）采用面向服务的SOA软件体系架构，通过传输网管服务总线实现与内外部系统的数据共享和能力调用。

新一代传输综合网管系统基于云计算技术，在统一的云平台资源池上集中构建、集中维护，实现硬件和软件的弹性扩展。在“去电信化”的指导下，逐步引入和采用开源的软件架构，并运用大数据技术，实现数据的统一存储和处理，满足应用的查询和分析需要。基于SOA架构对网管核心能力进行标准封装，与内外部系统实现能力共享，复用底层服务能力，达到资源最大化利用的目标。采用标准统一的接口规范，构建采集适配平台，逐步实现不同网元/专业网管的统一接入管理，对数据采集、指令操作统一管控，屏蔽不同网络和设备技术协议的差异。

4 传输综合网管系统体系架构

新一代传输综合网管系统将在统一规划、统一标准、统一的信息模型之上，成为具备统一网管标准化服务能力和端到端运营管理的智能化系统，实现网络运营数据的集中管理与共享、网管能力的标准封装与网管服务的对外开放、新业务新应用的灵活构建、产品与业务的快速加载与综合分析、网络控制的智能决策与联动。

新一代传输综合网管系统体系架构分为场景应用层、核心能力层、运营数据层和采集适配层，系统体系架构如图1所示。

场景应用层：具有直接与用户交互的所有功能，是系统的使用界面和视图，可快速灵活定制，满足各种维护场景和维护人员的需要，并具备网管统一门户功能。

核心能力层：具有丰富的原子能力和组装能力，实现对网络的智能感知、控制、管理、分析及对业务的支撑，供场景/应用层灵活调用。

运营数据层：实现海量网络运行数据的集中存储、集中管理和集中应用，支撑企业决策层集中掌握全网整体运行情况。

采集适配层：具备强大的多专业、多技术接口的数据采集和转换能力，以及对网元的操作指令快速翻译能力，可分布式部署，具备灵活的扩展能力，是网络管理的基础。

传输综合网管系统按照统一的北向和南向接口规范，实现与传输集中EMS系统对接，其中北向接口采集配置、性能、告警等信息，南向接口实现业务的一点集中配置。系统通过基于SOA架构的网管服务总线分别与资源管理系统、综合告警系统、IP综合网管系统、省级传输网管等系统等其他IT系统对接。

5 传输综合网管系统演进路径

传输综合网管系统按照“横向整合，纵向集中”的融合化、扁平化发展思路，遵循分阶段逐步实施的原则，随着客户需求、业务发展和关键技术应用，突破传统网管系统体系架构，实现模块松耦合和接口标准化，构建数据共享、能力开放、灵活扩展、平滑演进的新一代传输综合网管架构。传输综合网管系统演进路径可以分为近期、中期、远期三个阶段。

（1）近期：将传统综合网管功能分为业务应用、专业应用与适配层，其中业务应用将融合到面向客户的场景应用层，专业应用与适配层分别将融入到核心能力层和采集适配层，实现场景应用层、核心能力层、采集适配层解耦，由核心能力层通过网管服务接口总线提供标准化的API接口，为场景应用层提供应用开发能力。采集适配层与厂家EMS网管通过标准MTOSI接口实现南向操作维护和北向数据采集功能。传输综合网管系统的近期演进目标体系架构如图2所示。

（2）中期：将厂家EMS网管分为应用功能层、数据管理层和基础管理层，其中与传输综合网管应用功能相同或相近的厂家EMS网管应用层将被融入场景应用层，数据管理层将融入到核心能力层，实现能力封装与数据标准化，基础管理层的功能并入到采集控制器，为上层提供单一的网络访问入口。厂家EMS网管原有的智能被简化，业务应用和专业能力集中到新一代传输综合网管系统，采集适配层与采集控制器通过标准MTOSI接口实现南向操作维护和北向数据采集功能。传输综合网管系统的中期演进目标体系架构如图3所示。

（3）远期：采用SDN/NFV技术引入业务协同编排和网络智能控制，实现所有传输网元以及相应的能力都由上层的业务应用管控，通过专业适配层建立传输专业的统一数据源和能力提供层，在专业适配层与业务应用层之间采用开放性好、互操作性高的通用Restful API接口协议，实现上层应用的灵活、快速开发。传输综合网管系统的远期演进目标体系架构如图4所示：

6 结束语

新一代传输网管系统基于成熟先进的技术，采用传统网管增强方案，实现适应网络技术和运营管理发展要求的系统演进，可以解决传统网管端到端业务集中监控和分析、业务的自动化部署等问题，但是在实现快速业务创新和简化网络架构方面能力明显不足。未来网络以实现业务灵活提供、提高运营效率为目标，颠覆性的网络重构和运营重构成为必然发展趋势。未来网络变革将依赖SDN/NFV技术，SDN和NFV相互结合和补充，实现网络的软件化和灵活调度。一方面，基于通用硬件实现网元功能，支持网元功能的标准化和开放；另一方面，基于转控分离，实现对不同业务网络的集中管控，支持网络资源的灵活调度。

传统网管增强方案和SDN/NFV技术方案是实现网络管控的两种技术路线，解决网络发展不同阶段的不同业务需求。SDN/NFV是适应技术和业务创新发展要求的网络重构技术，支持用户实时在线的自助化服务，将网络能力通过软件编程接口方式支撑业务创新，实现业务快速开通和自动化部署以及故障的快速定位和处理，通过集约化运营降低建设维护成本和提高资源的利用效率。随着网络变革、技术发展和产品标准化程度的不断深入，SDN/NFV技术方案将成为未来传输综合网管系统演进发展的研究和应用方向。

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