沈超鵬 康健 王文彬 錢(qián)克蒼 汪文明

摘要：本文基于SDH體制運(yùn)載火箭地面測(cè)發(fā)網(wǎng)絡(luò)，提出了一種基于SNMP的SDH集中管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)SDH設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一管理、統(tǒng)一配置和統(tǒng)一路徑保護(hù)，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)智能化管理及集中運(yùn)維，能夠適應(yīng)多種業(yè)務(wù)模式下的自動(dòng)切換，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)或者業(yè)務(wù)通道失效時(shí)的保護(hù)路徑自動(dòng)規(guī)劃功能。

關(guān)鍵詞：SDH；地面測(cè)發(fā)網(wǎng)絡(luò)；集中管理

中圖分類(lèi)號(hào)：TP391.4文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1008-1739（2022）12-52-6

0引言

SDH技術(shù)體制主要用于有線(xiàn)光纖傳輸通信網(wǎng)絡(luò)，采用字節(jié)間插的復(fù)用方式，通過(guò)同步的、靈活的光傳送體系來(lái)運(yùn)載各種不同速率的數(shù)字信號(hào)。SDH的內(nèi)容包括傳輸速率、接口參數(shù)、復(fù)用方式和高速SDH傳送的操作維護(hù)管理。

基于SDH通信體制組成的網(wǎng)絡(luò)，其網(wǎng)絡(luò)管理通常依靠對(duì)所有節(jié)點(diǎn)的每一臺(tái)SDH設(shè)備進(jìn)行獨(dú)立配置實(shí)現(xiàn)，在由SDH組成的大型運(yùn)載火箭地面測(cè)發(fā)網(wǎng)絡(luò)中，如果仍然采用逐個(gè)節(jié)點(diǎn)單臺(tái)設(shè)備逐一配置的方式，包括SDH業(yè)務(wù)端口、SDH光接口、光時(shí)隙和帶寬，網(wǎng)絡(luò)管理效率及人工配置的復(fù)雜度將特別困難，對(duì)網(wǎng)絡(luò)管理的專(zhuān)業(yè)化要求程度較高，在一定程度上不利于網(wǎng)絡(luò)的管理和運(yùn)維。

由SDH體制組成的大型運(yùn)載火箭地面測(cè)發(fā)網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)業(yè)務(wù)需求需要適應(yīng)多種不同業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)模式下的組網(wǎng)需求和通信需求。當(dāng)業(yè)務(wù)模式發(fā)生變化時(shí)，需要對(duì)全網(wǎng)所有涉及的SDH設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)配置，如果沒(méi)有統(tǒng)一的自動(dòng)配置手段，將無(wú)法適應(yīng)業(yè)務(wù)模式自動(dòng)切換的需求。在該種地面測(cè)發(fā)網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的某個(gè)節(jié)點(diǎn)失效時(shí)，如果通過(guò)人工的方式實(shí)現(xiàn)重新組網(wǎng)和路徑規(guī)劃，網(wǎng)絡(luò)再次開(kāi)通將造成巨大的延后。因此，如何實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)SDH設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一管理、統(tǒng)一配置和統(tǒng)一路徑保護(hù)顯得尤為重要。

通常由SDH體制組成的大型運(yùn)載火箭地面測(cè)發(fā)網(wǎng)絡(luò)，在網(wǎng)絡(luò)管理中存在以下問(wèn)題：

①采用逐個(gè)節(jié)點(diǎn)單臺(tái)設(shè)備逐一配置（包括SDH業(yè)務(wù)端口、SDH光接口、光時(shí)隙和帶寬）的方式，網(wǎng)絡(luò)管理效率低、人工配置復(fù)雜度、網(wǎng)絡(luò)管理運(yùn)維效率低下；

②當(dāng)不同業(yè)務(wù)模式發(fā)生變化時(shí)，需要對(duì)全網(wǎng)所有涉及的通信設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)配置，沒(méi)有統(tǒng)一的自動(dòng)配置手段，無(wú)法適應(yīng)各種不同業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)模式下的自動(dòng)組網(wǎng)需求和通信需求；

③當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的某個(gè)節(jié)點(diǎn)失效時(shí)，需要通過(guò)人工的方式重新進(jìn)行組網(wǎng)和路徑規(guī)劃，網(wǎng)絡(luò)再次開(kāi)通存在巨大的延后性。

針對(duì)上述問(wèn)題，本文提出了一種運(yùn)載火箭地面SDH測(cè)發(fā)網(wǎng)絡(luò)集中管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)SDH設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一管理、統(tǒng)一配置和統(tǒng)一路徑保護(hù)，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)系統(tǒng)智能化管理及集中運(yùn)維，能夠適應(yīng)多種業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)模式下的自動(dòng)切換策略，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)或者業(yè)務(wù)通道失效時(shí)的保護(hù)路徑自動(dòng)規(guī)劃功能。

1總體設(shè)計(jì)方案

1.1拓?fù)鋺?yīng)用設(shè)計(jì)

由SDH體制組成的運(yùn)載火箭地面測(cè)發(fā)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中包含多個(gè)節(jié)點(diǎn)，各類(lèi)節(jié)點(diǎn)或設(shè)備部署于不同的地理位置，分布范圍廣。基于SNMP的SDH測(cè)發(fā)網(wǎng)絡(luò)集中管理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)分散的多臺(tái)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程和集中式管理。

典型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用拓?fù)淙鐖D1所示。為滿(mǎn)足不同業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)模式的應(yīng)用場(chǎng)景，A和B1，B2，B3均需部署基于SNMP的SDH測(cè)發(fā)網(wǎng)絡(luò)集中管理系統(tǒng)。

網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)為SDH設(shè)備的自組網(wǎng)，采用獨(dú)立的業(yè)務(wù)通道作為網(wǎng)管業(yè)務(wù)通道，網(wǎng)管網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)相互隔離。SDH測(cè)發(fā)網(wǎng)絡(luò)集中管理系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)管通道和所有的設(shè)備進(jìn)行通信，其邏輯視圖如圖2所示。

SDH測(cè)發(fā)網(wǎng)絡(luò)集中管理系統(tǒng)通過(guò)SDH設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)配置接口接入設(shè)備組成的二層管理網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)中所有SDH設(shè)備的管理。

SDH測(cè)發(fā)網(wǎng)絡(luò)集中管理系統(tǒng)采用分布式部署，部署在不同地理位置的SDH測(cè)發(fā)網(wǎng)絡(luò)集中管理系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作，為地面測(cè)發(fā)系統(tǒng)在不同業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)模式下數(shù)據(jù)的傳輸提供支撐。

SDH測(cè)發(fā)網(wǎng)絡(luò)集中管理系統(tǒng)作為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的子系統(tǒng)，基于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的硬件系統(tǒng)和嵌入式軟件系統(tǒng)，協(xié)助網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)傳輸功能。

SDH測(cè)發(fā)網(wǎng)絡(luò)集中管理系統(tǒng)以靜態(tài)路徑規(guī)劃為核心，提供靈活快速的路徑規(guī)劃能力，輔助構(gòu)建業(yè)務(wù)通道。對(duì)系統(tǒng)中通信資源如業(yè)務(wù)帶寬、路徑等進(jìn)行全局管理，統(tǒng)一分配。從全局的角度進(jìn)行系統(tǒng)業(yè)務(wù)通道（路徑）的建立，解決SDH設(shè)備組網(wǎng)構(gòu)建業(yè)務(wù)通道時(shí)面臨的局限性、復(fù)雜性等問(wèn)題，提升組網(wǎng)效率，減少管理人員工作量。

1.2功能設(shè)計(jì)

SDH測(cè)發(fā)網(wǎng)絡(luò)集中管理系統(tǒng)依賴(lài)于SDH設(shè)備構(gòu)建的通信網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)設(shè)備內(nèi)的網(wǎng)管通道對(duì)全網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行管理。根據(jù)場(chǎng)景實(shí)際部署情況，依據(jù)部署節(jié)點(diǎn)的不同，每套SDH測(cè)發(fā)網(wǎng)絡(luò)集中管理系統(tǒng)具備的管理權(quán)限各不相同，部署于A節(jié)點(diǎn)的擁有最高控制權(quán)限，A節(jié)點(diǎn)不可用時(shí)，根據(jù)業(yè)務(wù)模式切換要求，可以選擇某個(gè)B節(jié)點(diǎn)為最高控制權(quán)限節(jié)點(diǎn)，擁有最高權(quán)限時(shí)，可以規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)、配置網(wǎng)絡(luò)并監(jiān)控全網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)。非最高權(quán)限節(jié)點(diǎn)只能監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中部分設(shè)備的狀態(tài)。

SDH測(cè)發(fā)網(wǎng)絡(luò)集中管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的管控，主要由安全管理、故障管理、資源管理、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)配置和系統(tǒng)管理等功能模塊組成。任意2套SDH測(cè)發(fā)網(wǎng)絡(luò)集中管理系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，區(qū)分主次（部署節(jié)點(diǎn)不同），相互配合，協(xié)調(diào)工作，滿(mǎn)足不同的應(yīng)用場(chǎng)景。

1.3軟件設(shè)計(jì)

1.3.1架構(gòu)設(shè)計(jì)

SDH測(cè)發(fā)網(wǎng)絡(luò)集中管理系統(tǒng)使用分層架構(gòu)，主要由應(yīng)用層、數(shù)據(jù)傳輸層和數(shù)據(jù)處理層組成，如圖3所示。

SDH測(cè)發(fā)網(wǎng)絡(luò)集中管理系統(tǒng)采用分層架構(gòu)，降低層與層之間的依賴(lài)，減少系統(tǒng)中各部分的耦合，提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可維護(hù)性，層次描述如下：

①應(yīng)用層：負(fù)責(zé)和用戶(hù)交互并處理業(yè)務(wù)邏輯；

②數(shù)據(jù)傳輸層：負(fù)責(zé)各類(lèi)數(shù)據(jù)的傳輸，通過(guò)消息中間件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的并發(fā)處理；

③數(shù)據(jù)處理層：負(fù)責(zé)設(shè)備信息的采集，并提供應(yīng)用層配置參數(shù)下發(fā)功能。

1.3.2部署設(shè)計(jì)

針對(duì)典型應(yīng)用拓?fù)湎?，A和B1，B2，B3的SDH測(cè)發(fā)網(wǎng)絡(luò)集中管理系統(tǒng)均具備對(duì)全網(wǎng)設(shè)備管控的能力，同一時(shí)刻只有一個(gè)SDH測(cè)發(fā)網(wǎng)絡(luò)集中管理系統(tǒng)擁有最高權(quán)限，可對(duì)全網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行管控。

業(yè)務(wù)模式1下，A節(jié)點(diǎn)的SDH測(cè)發(fā)網(wǎng)絡(luò)集中管理系統(tǒng)工作，擁有最高權(quán)限，采集全網(wǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)，可對(duì)全網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控和配置。B1，B2和B3節(jié)點(diǎn)SDH測(cè)發(fā)網(wǎng)絡(luò)集中管理系統(tǒng)不能對(duì)設(shè)備進(jìn)行配置，只對(duì)節(jié)點(diǎn)自身包含的設(shè)備及其下轄設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。

業(yè)務(wù)模式2下，B1，B2或B3中的一個(gè)升級(jí)，權(quán)限升級(jí)后的SDH測(cè)發(fā)網(wǎng)絡(luò)集中管理系統(tǒng)具備與A節(jié)點(diǎn)同樣的功能，其他B節(jié)點(diǎn)權(quán)限保持不變。

業(yè)務(wù)模式3下，B1節(jié)點(diǎn)不能正常工作時(shí)，B2授權(quán)后，接替B1，B2節(jié)點(diǎn)的SDH測(cè)發(fā)網(wǎng)絡(luò)集中管理系統(tǒng)需監(jiān)控B1節(jié)點(diǎn)下轄設(shè)備，B3保持不變。

部署架構(gòu)及工作方式如圖4所示。

1.3.3工作流程設(shè)計(jì)

1.3.3.1整體工作流程設(shè)計(jì)

針對(duì)典型應(yīng)用拓?fù)湎?，SDH測(cè)發(fā)網(wǎng)絡(luò)集中管理系統(tǒng)的工作流程如圖5所示。

①登錄驗(yàn)證。確保合法用戶(hù)才能操作SDH測(cè)發(fā)網(wǎng)絡(luò)集中管理系統(tǒng)，保證SDH測(cè)發(fā)網(wǎng)絡(luò)集中管理系統(tǒng)使用的安全性。

②系統(tǒng)初始化。主要讀取配置參數(shù)，啟動(dòng)服務(wù)，緩存數(shù)據(jù)。

③權(quán)限判斷。如果有最高權(quán)限，可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和網(wǎng)絡(luò)配置。

④基礎(chǔ)網(wǎng)元規(guī)劃。在邏輯拓?fù)渲刑砑游锢硗ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)中實(shí)際參與的要素，為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浔O(jiān)控提供基礎(chǔ)支撐。

⑤獲取網(wǎng)元參數(shù)。為靜態(tài)路徑規(guī)劃提供基礎(chǔ)。硬件系統(tǒng)部署后，嵌入式軟件會(huì)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化操作，SDH測(cè)發(fā)網(wǎng)絡(luò)集中管理系統(tǒng)可以讀取設(shè)備的參數(shù)信息。

⑥靜態(tài)路徑規(guī)劃，為路徑的配置提供基礎(chǔ)。路徑為邏輯鏈路，規(guī)劃的靜態(tài)路徑可進(jìn)行編輯，修改和刪除。

⑦生成配置參數(shù)。依賴(lài)于⑥中的操作，生成設(shè)備中嵌入式軟件可識(shí)別的參數(shù)。

⑧配置設(shè)備。SDH測(cè)發(fā)網(wǎng)絡(luò)集中管理系統(tǒng)向規(guī)劃路徑中的所有設(shè)備并行下發(fā)⑦中生成的配置參數(shù)。最終配置的動(dòng)作由每臺(tái)設(shè)備中的嵌入式軟件執(zhí)行。各臺(tái)設(shè)備之間的配置順序不相關(guān)。

⑨生成組網(wǎng)方案。SDH測(cè)發(fā)網(wǎng)絡(luò)集中管理系統(tǒng)和嵌入式軟件進(jìn)行協(xié)作，將常用的組網(wǎng)方案作為配置文件保存下來(lái)；

⑩切換方案。如果SDH測(cè)發(fā)網(wǎng)絡(luò)集中管理系統(tǒng)有最高權(quán)限，可以調(diào)用其他之前生成的組網(wǎng)方案，快速組網(wǎng)，為用戶(hù)提供業(yè)務(wù)通道。

1.3.3.2核心工作流程設(shè)計(jì)

SDH測(cè)發(fā)網(wǎng)絡(luò)集中管理系統(tǒng)的核心功能是業(yè)務(wù)路徑規(guī)劃和網(wǎng)絡(luò)配置，核心工作流程如圖6所示。

①根據(jù)業(yè)務(wù)需求編輯文書(shū)，一個(gè)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃文書(shū)可以對(duì)應(yīng)一種業(yè)務(wù)模式。根據(jù)文書(shū)和從物理網(wǎng)絡(luò)中讀取的設(shè)備信息，可以規(guī)劃組網(wǎng)方案。

②規(guī)劃方案時(shí)，一個(gè)方案中會(huì)包含多條規(guī)劃路徑。規(guī)劃路徑時(shí)，對(duì)帶寬和時(shí)隙資源進(jìn)行統(tǒng)一管理，采用算法對(duì)資源自動(dòng)進(jìn)行分配，自動(dòng)生成路徑。

③路徑規(guī)劃完成后，確定了路徑的帶寬、路徑經(jīng)過(guò)的設(shè)備、設(shè)備間光接口連接關(guān)系、以太網(wǎng)端口與光接口時(shí)隙的交叉情況、路徑兩端設(shè)備的路由配置情況以及路徑優(yōu)先級(jí)，這些信息保存在數(shù)據(jù)庫(kù)。

④配置設(shè)備前，將路徑規(guī)劃時(shí)保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中的路徑信息進(jìn)行處理，封裝成設(shè)備能夠解析的SNMP協(xié)議數(shù)據(jù)包。

⑤保存方案。將規(guī)劃成功的方案以代號(hào)或名稱(chēng)的方式固化下來(lái)，便于快速調(diào)用。此動(dòng)作需要嵌入式軟件進(jìn)行協(xié)作，參與組網(wǎng)的設(shè)備收到保存配置指令后，生成默認(rèn)配置并保存在本地。SDH測(cè)發(fā)網(wǎng)絡(luò)集中管理系統(tǒng)保存規(guī)劃方案中的網(wǎng)絡(luò)配置信息并將其固化成一個(gè)組網(wǎng)方案，默認(rèn)配置和組網(wǎng)方案通過(guò)id相關(guān)聯(lián)。

⑥方案調(diào)用。用戶(hù)根據(jù)使用場(chǎng)景，調(diào)用之前已經(jīng)保存的組網(wǎng)方案。SDH測(cè)發(fā)網(wǎng)絡(luò)集中管理系統(tǒng)和嵌入式軟件均保存了方案信息，業(yè)務(wù)模式切換時(shí)，SDH測(cè)發(fā)網(wǎng)絡(luò)集中管理系統(tǒng)下發(fā)調(diào)用默認(rèn)配置指令到設(shè)備，每臺(tái)設(shè)備收到指令，各自調(diào)用相應(yīng)的本地默認(rèn)配置，達(dá)到快速組網(wǎng)的目的。