譚欽紅，陳 菊，曹懿樂，郭英超

(1.重慶郵電大學(xué)信號與信息處理重慶市重點實驗室，重慶 400065;2.上海欣諾通信技術(shù)有限公司，上海 201613)

在三網(wǎng)融合的趨勢下，有線電視網(wǎng)絡(luò)光進(jìn)銅退，其傳輸光網(wǎng)絡(luò)不斷從骨干網(wǎng)絡(luò)向接入網(wǎng)延伸，不僅要滿足各種業(yè)務(wù)高帶寬需求，而且對其可靠性和網(wǎng)絡(luò)生存能力也提出了越來越高的要求[1]。光纖線路保護(hù)(Optical Line Protection，OLP)是通過對光路層的保護(hù)與恢復(fù)，實現(xiàn)無阻斷通信，對構(gòu)建光網(wǎng)絡(luò)生存能力具有非常重大的意義。

簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議(Simple Network Management Protocol，SNMP)的簡單性和適應(yīng)性使得它為廣大用戶所使用，它可以支持絕大多數(shù)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。對OLP系統(tǒng)終端設(shè)備來說，采用SNMP協(xié)議設(shè)計網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)是解決整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)有效、可靠、穩(wěn)定工作的合理可行的方法。

1 OLP系統(tǒng)分析

OLP系統(tǒng)應(yīng)用于光纖通信傳輸領(lǐng)域，其工作原理是通過實時監(jiān)測主、備路光纜線路的功率變化來發(fā)現(xiàn)線路故障，一旦發(fā)現(xiàn)光纖線路上的光功率值低于預(yù)先設(shè)定的切換閾值時(出現(xiàn)物理線路故障)，便自動把主用光路(工作光纖)切換至備路(保護(hù)光纖)上，以快速恢復(fù)正常通信，從而實現(xiàn)對光傳輸線路的保護(hù)。

圖1為OLP系統(tǒng)圖，根據(jù)光保護(hù)系統(tǒng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以1+1保護(hù)方案為例，光傳輸設(shè)備SDH/DWDM和光線路保護(hù)設(shè)備都存放在機(jī)房內(nèi)，屬于局端設(shè)備。發(fā)送端(主路為T1，備路為T2)采用光分路器分離光信號，光分路器一般采用50∶50比例，實際根據(jù)光纖和路由采用不同分光比的光分路器，光信號在分離之后分別在主用路由光纖和備用路由光纖并發(fā)傳送。在接收端(主路為R1，備路為R2)采用光通道選擇器件選擇接收主用路由光纖和備用路由光纖的光信號。當(dāng)主用路由光纖發(fā)生故障時，接收端自動選擇從備用路由光纖接收光信號[2]。

圖1 OLP系統(tǒng)組網(wǎng)圖

圖1中Tx表示傳輸設(shè)備發(fā)送端口;Rx表示傳輸設(shè)備接收端口;R表示傳輸設(shè)備側(cè)光線路保護(hù)設(shè)備接收端口;T表示傳輸設(shè)備側(cè)光線路保護(hù)設(shè)備發(fā)送端口;T1表示工作光纖側(cè)光線路保護(hù)設(shè)備發(fā)送端口;T2表示保護(hù)光纖側(cè)光線路保護(hù)設(shè)備發(fā)送端口;R1表示工作光纖側(cè)光線路保護(hù)設(shè)備接收端口;R2表示保護(hù)光纖側(cè)光線路保護(hù)設(shè)備接收端口。

網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)是OLP系統(tǒng)必不可少的一部分，在OLP系統(tǒng)終端設(shè)備上，需要實時監(jiān)控線路狀態(tài)的操作維護(hù)終端，即網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，通過網(wǎng)管系統(tǒng)客戶端，可以直觀地觀察各個路由光纖的光功率變化值，設(shè)定配置信息，選擇手動或者自動切換模式，并及時地發(fā)現(xiàn)故障并定位到具體路段。

2 SNMP協(xié)議分析

SNMP是TCP/IP協(xié)議族中的一部分，實現(xiàn)于UDP，IP協(xié)議之上[3]。SNMP網(wǎng)絡(luò)管理模型包含4個關(guān)鍵元素:管理基站、被管代理、管理信息庫和網(wǎng)絡(luò)管理工具，如圖2所示。

圖2 SNMP 管理模型[4]

管理基站是1組運(yùn)行于PC上的程序，通過SNMP協(xié)議對管理站中的MIB的訪問進(jìn)行控制。被管代理是用于管理基站和被管設(shè)備(本文的被管設(shè)備就是OLP終端設(shè)備)通信的橋梁，它是監(jiān)測被管設(shè)備狀態(tài)和接收管理基站請求的程序，對管理基站發(fā)來的請求進(jìn)行處理，如果監(jiān)測到被管設(shè)備發(fā)生異常，及時產(chǎn)生陷阱(trap)，并通知管理基站。管理信息庫(MIB)中存儲著被管設(shè)備的所有需要被管理的信息，以對象或者變量的形式存在，包括網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)、設(shè)備配置信息等內(nèi)容。網(wǎng)絡(luò)管理工具即SNMP協(xié)議，支持著管理基站和被管代理之間的通信。

管理基站和被管代理進(jìn)行通信，提供管理員接口，有分析網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)并呈現(xiàn)給用戶，自動或通知用戶手動處理故障的功能，可以把獲取的數(shù)據(jù)信息存儲到數(shù)據(jù)庫，隨時查看歷史信息，作為配置數(shù)據(jù)等的參考。

SNMP規(guī)定了5種SNMP報文，分別對應(yīng)圖2中管理進(jìn)程發(fā)往代理進(jìn)程的1～5個數(shù)據(jù)報:

1)get－request:從管理進(jìn)程發(fā)出的獲取代理進(jìn)程處存儲的設(shè)備數(shù)據(jù)。

2)get－next－request:從管理進(jìn)程發(fā)出的獲取代理進(jìn)程處當(dāng)前數(shù)據(jù)的下一個數(shù)據(jù)。

3)set－request:從管理進(jìn)程發(fā)出的設(shè)置代理進(jìn)程的1個或者多個參數(shù)值。

4)get－response:代理進(jìn)程對前3個操作的響應(yīng)，返回數(shù)據(jù)值。

5)trap:代理進(jìn)程主動向管理進(jìn)程發(fā)出的異常信息。

3 OLP網(wǎng)管設(shè)計方案

OLP設(shè)備具有以太網(wǎng)接口，可采用本地維護(hù)終端(Local Craft Terminal，LCT)或基于PC的網(wǎng)管系統(tǒng)進(jìn)行管理。

對于OLP系統(tǒng)終端設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，可以分模塊來設(shè)計，最主要的有3個模塊:實時狀態(tài)監(jiān)控、配置管理、告警管理。具體設(shè)計如圖3所示。

圖3 OLP網(wǎng)管主要設(shè)計模塊圖

實時狀態(tài)監(jiān)控通過網(wǎng)管管理端實時獲取MIB庫中存儲的信息實現(xiàn)，采用輪詢的方式去獲取，可以遠(yuǎn)程、實時、在線監(jiān)測主用和備用光纜中光纖的光功率變化，了解光纖運(yùn)行狀況，監(jiān)控中心的人員可實時觀察收端光功率值，分清線路故障和設(shè)備故障。

配置管理是對系統(tǒng)的配置信息如光功率告警閾值進(jìn)行查看、修改和保存等操作。即使是錯誤操作使設(shè)備無法正常運(yùn)行，也可以通過恢復(fù)默認(rèn)配置的方法來解決問題。當(dāng)實際狀態(tài)值超出配置中的告警閾值時，告警就會出現(xiàn)，并及時上報。

告警管理是檢測、定位和排除網(wǎng)絡(luò)設(shè)備故障。代理進(jìn)程通過trap的形式將設(shè)備產(chǎn)生的告警發(fā)送給管理基站，管理基站以報警燈或者警報聲等方式通知用戶，用戶進(jìn)行確認(rèn)并作出相應(yīng)的處理。告警分為當(dāng)前告警和歷史告警，方便用戶隨時查看告警狀況，了解網(wǎng)絡(luò)信息。

4 網(wǎng)管的實現(xiàn)流程說明

管理基站和被管代理通過SNMP協(xié)議進(jìn)行交互，管理進(jìn)程發(fā)出get或set請求，代理進(jìn)程接收請求并響應(yīng)請求，并在被管設(shè)備出現(xiàn)異常的時候發(fā)出trap信息給管理進(jìn)程。所有獲取信息的過程都是通過讀取MIB信息來實現(xiàn)，修改信息通過設(shè)置MIB庫對應(yīng)的對象值，trap信息則是設(shè)備出現(xiàn)故障信息時自動上報給代理端，存儲在MIB庫里，管理端只需要接收并判斷此告警所對應(yīng)的唯一標(biāo)識符就可以知道是什么故障。實現(xiàn)流程如圖4所示。

以配置管理中的告警閾值為例，如果Tx(發(fā)射光功率)告警閾值在 MIB 中定義的標(biāo)識為“.1.3.6.1.4.1.33369.1.1.6.0”，那么獲取 Tx 告警閾值代碼如下:

5 小結(jié)

本文根據(jù)三網(wǎng)融合的趨勢下光纖網(wǎng)絡(luò)的逐步擴(kuò)大提出了一種適合于光纖通信傳輸領(lǐng)域的的OLP系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，采用SNMP協(xié)議，通過MIB獲取實現(xiàn)了OLP終端設(shè)備與網(wǎng)管系統(tǒng)客戶端之間的通信，從而達(dá)到對OLP系統(tǒng)進(jìn)行實時監(jiān)控、配置、故障告警等的管理目的。

[1]三網(wǎng)融合[EB/OL].[2012－04－25].http://baike.baidu.com/view/21572.htm.

[2]YD/T 1617.1—2007，智能化光保護(hù)系統(tǒng)第一部分:光線路保護(hù)系統(tǒng)[S].2007.

[3]陳躍輝.SNMP在 EPON 系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代電信科技，2009，39(1):42－45.

[4]羅雅過.基于SNMP的MIB庫訪問實現(xiàn)研究[J].西安文理學(xué)院學(xué)報:自然科學(xué)版，2010，13(4):75－76.