3.6 管理平面

管理平面是ASON的最高层管理者，管理平面与控制平面互为补充，实现对网络资源的配置、故障管理、性能管理、安全管理与计费管理等。

管理平面有三个管理器，即控制面管理器、传送面管理器与资源管理器。利用网络管理接口NMI对控制平面、传送平面进行管理，并协调它们之间的工作。

3.6.1 管理平面的分层结构

ASON管理平面的主要管理对象是传送平面和控制平面。管理平面与传送平面和控制平面之间通过NMI接口进行信息交互。NMI接口包括传送平面的网络管理接口（NMI-T）和控制平面的网络管理接口（NMI-A）。ASON网络管理的分层结构从逻辑功能上可划分为三层：网元层、网元管理层和网络管理层。

网元层主要指不同的物理网元设备，一般情况下接受网元管理层的管理，但网元本身也具有一定的管理功能。

网元管理层主要完成不同网元设备的管理，网元管理系统（EMS）属于网元管理层。EMS对上层的NMS提供管理接口。

网络管理层主要面向ASON网络，负责所辖管理区域内的网络的监控管理。网络管理系统（NMS）属于网络管理层，它可以给网络运营商一个全局的网络概念。网络操作者通过NMS管理所辖区域内的端到端网络连接。

3.6.2 网元管理层的管理要求

一般TMN的功能可以划分为5个功能区。对ASON而言，需要增加的功能主要集中在网络故障管理、配置管理和性能管理上。其中故障管理包括对网络异常状态的检测、隔离和校正；配置管理包括点到点和点到多点的光连接的建立功能、保护倒换和网络单元内部的资源控制；性能管理包括性能数据的收集和分析。

1.故障管理

1）故障模式

ASON中包括各种光的有源器件和无源器件。一般来讲固定封装的无源器件性能比较稳定，发生故障的几率很小。因此，ASON的故障模式主要指各种有源器件可能出现的故障。下面介绍ASON中可能遇到的一些故障类型：

· 光纤故障，只由于自然或人为的原因，光缆线路遭到破坏，导致光纤被截断；

· 发送端机故障，激光器或驱动电路损坏引起的发送端机故障；

· 接收端机故障，光滤波器、监测器、接收电路损坏引起的接收端机故障；

· 光放大器故障，由于信号丢失、泵浦激光器损坏、放大器的光通道或光监视通道损坏等原因引起的故障；

· 光交叉故障，有源的光交换单元出现故障；

· 波长转换器故障，波长转换器的饱和吸收器失效、信号丢失、光通道被破坏等原因导致波长转换器故障。

2）故障检测

为实现对ASON的有效维护和管理，首先要规定光信号的故障检测指标。类比SDH告警信号的定义，提出光告警信息：

· 光信号丢失（相当于SDH的LOS告警信号）；

· 光频率同步丢失（相当于SDH的帧丢失信号）；

· 光信号恶化。

2.性能管理

为了获取有关网络运行状况的数据，及时发现和响应各种故障信息，要求建立对光网络的性能监视功能，并把它作为网络传送处理功能的一个组成部分。性能监视的具体内容包括：

· 信道频率监视；

· 光功率监视，多通道信号和单通道信号；

· 信号质量监视，脉冲形状检测，信噪比检测等。

关于光网络性能监视和管理的实现方案，目前提出了两种不同的策略：一种策略是监视开销通道的误码性能，但是通过开销信道得到的性能数据和结论并不能简单地用于分析净负荷信道，因此这种方案的应用受到限制；另一种策略是把所有的信号均看作模拟方式，通过测量信噪比参数，或对数字观测眼图的张开程度，作为光网络的性能监视指标，近似反应实际信号的质量。目前，广泛应用的是测量信噪比参数。

3.配置管理

配置管理是通过对网元设备的监控和管理，实现光通路连接的建立能力、保护倒换和资源调度等内容。

当检测到网络出现某种异常情况时，必须对网络进行恢复操作。具体的恢复机制主要包括两种：一种是保护倒换功能，即执行由工作实体到保护实体的切换；另一种是利用各结点间所有可用的容量对负荷重选路由。在保护倒换情况下，由于相关实体间协议控制的自动保护倒换方案具有较快的恢复响应时间，因此要区分路径保护和子网保护及备用实体的应用方式之间的差别。

对网络实施保护倒换功能时，首先应当确定在网络的哪一层上进行切换动作。在ASON中包括3种可能的保护倒换方式，分别对应于光传输段层、光复用段层和光通路层。从设备利用的角度考虑，光复用段层是一种最佳的选择。

3.6.3 网络管理层的管理要求

网络管理层负责对所辖区域内的所有网元行使管理职能，其主要功能有：

· 从全网的观点来控制和协调所有网元；

· 提供、中止或修改网络的能力来为用户提供服务；

· 维护自我的能力；

· 维护网络的统计数据、运行记录和其他数据，并与服务管理层就性能、使用和可用性等进行交互处理。

以下列举了有关光信道层、光复用段层和光传输层网络的管理能力需求。

1）连续性监视

连续性监视是指检测路径连续性和完整性的一组过程。检测连续性丢失用来作为连续性过程。通常某一服务层的链路连接失效信息将通过一些服务器信号失效指示的形式来通知上层。由于光物理媒质层没有有源器件，在物理层之上的光传输层的路径宿终端得不到服务器失效指示，因此光传输层必须自己去检测光路媒质层的故障。

导致光连续性丢失的因素包括光纤终端、光收发端机和光放大器故障。其中光收发端机属于器件故障，可在网元层进行检测。

当光传输段层路径宿终端检测到合成的光路信号丢失时，它将通知光复用段层，如果遇到光复用段路径宿的高端检测到服务器信号失效的情况时，它也将向光信道层发服务器信号失效。

在光传输层，光器件失效将导致丢失光信道而不是丢失光监视信道，它将产生服务器失效信号给复用段层，同时在光传输层内产生前向故障指示。当然有可能在复用段路径宿终端中检测到光复用段路径的连续丢失，而在光传输层路径中并没有检测到连续性的丢失，也有可能在光信道层路径宿终端检测到光信道层路径连续性丢失，而光复用段层和光传输层路径保持连续，这时相应操作则与检测到服务信号丢失时一样。注意：如果只丢失了光监视信道的连续性，并不会对客户信号产生响应操作。

2）连通性监视

连通性监视用来监视源路径终端和宿路径终端之间的路由连接的完整性。在连接建立过程中，如果想保证源和宿的路径终端之间采取正确的路由连接，就必须使用连通性监视。此外，连通性监视也用来确保在连接建立后，维持连通性。可以采用路径跟踪识别来实现连通性监视。当发现连通性故障后，所采取的响应操作和识别出连续性丢失后的操作一样。

3）维护指示

维护指示是用来指示路径中的连接故障的一组操作。

前向故障指示（FDI）用来指示下游在上游已经能够发现故障的情况。它可抑制冗余故障报告。

后向故障指示（BDI）用来在路径宿终端将路径的状态信号发回至远端路径宿终端，此外，BDI还支持双向性能检测所需的实时性要求。

FDI、BDI可以用来进行故障定位，在光信道层、光复用段层和光传输层，它们都是适用的。

4）信号质量监视

信号质量监视是指用来检测连接性能的一组操作。

信号质量监视的一般处理过程包括参数的检测、收集、过滤和处理。从网络层的管理角度来说，信号质量监视需要用来管理信道和复用信道。因此需要在光信道层和光传输层来检测性能参数。

5）适配管理

适配管理是指用来管理客户层网络与服务层网络适配的一组操作。这个过程需要用来保证在连接建立中客户层被分配一个适合的源和宿的适配器。如果在源或宿适配器中检测到净荷载类型标识符失配，将会指示所提供的客户层与光信道服务层的适配器不正确或被改变了。

6）保护控制

保护控制是指用来为路径或子网络连接的保护倒换提供控制的信息和一组操作。保护倒换的控制是基于本地标准的，而标准是由路径或子网络的连接监视和电信管理网的操作系统产生的。

7）管理通信

有两种类型的管理通信过程已被确认：

· 能支持数据通信网络的消息信道；

· 能支持语音和语音宽带数据通信的辅助功能。

为支持与OTN相关的数据通信，在光传输段层必须有消息信道，而在光信道层，消息信道是不需要的。

3.6.4 与控制平面相关的管理要求

1.与控制平面相关的配置部分的管理要求

1）网元配置

作为网元初始化配置的一部分，管理平面需要为结点中控制平面相关的参数进行适当的配置。包括结点上必须的参数配置、结点控制器及ID和地址的配置、信令和路由协议参数配置、控制平面通信的配置等。这些功能需要在调用控制平面功能之前就完成。

2）结点配置

管理平面必须能够在网元配置其控制平面功能所需要的参数。管理平面需要配置一个结点的结点ID，并对结点ID进行管理，还需要支持结点名称和结点ID之间的相互转换。结点ID是一个域内全局唯一的IP地址，对结点ID的管理包括ID在一个运营商网络内的唯一性。

3）传送网络资源和SNP链路配置

控制平面也需要进行特定资源标识符的管理和分配，包括管理UNI传送资源地址，这些地址用来识别网络中UNI连接终端点，它们可能对应一个或多个连接UNI-C和UNI-N的SNP链路。具体要求如下：

· 管理平面必须能够分配UNI传送资源地址；

· 管理平面应该处理UNI传送资源地址的管理，以确保每个地址在网络中是全局唯一的；

· 如果UNI传送资源地址用于多个SNP链路，管理平面必须指定一个逻辑端口标识符；

· 为配置逻辑端口标识符,管理平面必须保证逻辑端口标识符与物理端口一一对应并在结点内唯一；

· 管理平面必须能够配置UNI-C和UNI-N逻辑标识符之间的映射；

· 管理平面应该能够配置端口级特征，包括链路类型、信号类型、透明等级等；

· 管理平面应该能够配置分离路由所要求的参数；

· 管理平面必须根据适当的参考点为每个端口或一组端口配置或重新分配控制平面模式；

· 管理平面必须能够为每个端口或一组端口配置控制平面协议控制器；

· 管理平面应该能够分配或删除控制平面下的资源；

· 管理平面应该能够禁止控制平面利用某些传送资源来建立连接。

4）域配置

在光网中有控制域、路由域、恢复域和管理域等各种不同的域。管理平面需要对域的ID、分层体系及域会聚和分割进行管理。

5）协议控制器配置

管理平面必须能够对网元上的路由和信令协议特性进行配置。这包括控制平面在端口上的特性配置和对特定路由或信令协议的特定参数的配置。管理平面必须能够对控制平面资源进行配置。这包括在建立和拆除呼叫时所涉及的资源，以及控制平面的特定资源。管理平面还必须能够对每个协议控制器的通信参数进行配置，多个协议控制器可以共享通信信道。具体包括：

· 管理平面必须能够为每个信令协议控制器配置控制信道选项（带内、光带外等）；

· 管理平面必须能够配置每个协议控制器，具体包括给定系统支持的协议控制器的特定协议、版本号、协议控制器地址等；

· 管理平面必须能够处理控制器地址的管理，包括唯一性和地址与相应端口名称之间的对应关系等；

· 管理平面必须能够为每个端口或一组端口配置信令参数使其正常工作，特定的参数要求信赖于选择的信令协议；

· 管理平面必须能够为每个端口或一组端口配置路由参数使其正常工作，特定的参数要求信赖于选择的路由协议。

2.控制平面发现能力的管理要求

管理平面需要处理新目录的加入。此外，新目录上任何容量的激活也需要管理平面来进行。控制平面提供的自动发现机制将会有助于容量激活过程的进行。

1）目录发现

网络资源发现和目录数据库更新对管理平面的要求包括：

· 网元在激活后的自动发现；

· 在现有网元中新传送目录网元的增加、删除和升级的发现；

· 控制平面网元的增加、删除和升级的发现等。

2）拓扑发现

管理平面也必须支持控制平面的资源发现和邻居发现功能。发现功能向管理平面报告链路上新创建的容量，帮助激活容量。管理平面必须能够从控制平面接收拓扑通知信息，也必须维护域拓扑。具体包括：

· 管理平面要能够从控制平面接收结点的增加、删除或所创建的域内链路的增加、删除或特性改变等发现通知信息；

· 管理平面要能够从控制平面接收域内拓扑的更新通知信息；

· 管理平面要能够从控制平面接收域间链路的增加、删除或特性改变等通知信息；

· 管理平面还必须能够向控制平面查询在发现期间获得的拓扑信息。

3）业务发现

业务发现对管理平面提出了下列要求：

· 管理平面必须能够在业务发现过程发生故障的情况下，从控制平面接收故障通知，通知必须指示失败原因；

· 管理平面必须能够在业务发现过程成功的情况下从控制平面接收成功的通知。

3.连接和呼叫过程的管理要求

1）管理平面支持连接和呼叫控制功能

业务激活包括跨越网络的连接的建立、释放和查询，对管理平面提出了以下要求：

· 管理平面要能够接收控制平面的建立、拆除和修改通知；

· 管理平面要能够调用控制平面的连接、拆除和重路由功能；

· 管理平面要能够向控制平面查询建立的连接的状态和属性；

· 管理平面要能够在收到请求后显示连接及其属性；

· 管理平面必须能够显示连接经过的端到端的通道；

· 管理平面与控制平面的接口要能够支持控制平面所建立的连接相关的信息交互；

· 管理平面要能够在控制平面内发起保护和恢复过程；

· 管理平面必须知道网络中追寻的呼叫和与呼叫相关的连接。

2）连接管理所需要的控制平面和管理平面之间的交互

管理平面要能够支持以下能力：

· 从控制平面接收连接建立成功的指示，包括完整的通道信息；

· 从控制平面接收连接请求失败的指示，包括指示失败原因的信息码；

· 从控制平面接收连接重选路由成功的指示，包括赛事的通道信息；

· 从控制平面接收连接重选路由失败的指示，包括指示失败原因的信息码，当连接建立或重选路由失败达到门限告警值时，管理平面要产生适当的告警信号；

· 管理平面要能够根据接收到的失败原因信息码，判定失败原因，如传送平面网络故障、控制平面故障、拥塞或容量不足等；

· 管理平面要能够把在两个或多个不同子网域内创建的子网连接联系起来作为一个连接的一部分。

3）呼叫管理

呼叫管理要求管理平面具备管理具有多个连接的呼叫的能力。对每个呼叫，管理平面要能够进行增加、删除或修改连接等操作，并可检索呼叫ID和单个连接的信息。

4.连控制平面的故障和性能管理要求

1）故障管理

控制平面要求ASON具有以下故障管理能力：

· 管理平面应该能够配置控制平面的门限跨越告警值；

· 如果控制平面元件发生故障，故障信息应该通知管理平面，管理平面应该能够识别该故障影响到哪些连接和呼叫；

· 如果发生了与控制平面相关的错误，管理平面要能够进行指示；

· 管理平面不能被控制平面故障所影响，管理平面应该处理每个控制平面元件告警通知中详细的告警信息，包括发生告警的资源、告警发生的时间、可能的原因和告警严重等级等；

· 管理平面应该支持来自控制平面的每个元件的自动告警通知；

· 管理平面应该支持对控制平面中每个控制平面元件的全部或部分当前有效告警进行检索；

· 管理平面应该能够管理资源的告警严重等级；

· 管理平面应该能够查询所有控制平面资源的操作状态；

· 管理平面应该能够查询试图建立的连接数目、连接建立成功或失败的次数和冲突发生率等统计数据；

· 管理平面应该能够查询在发现过程中获得的拓扑信息；

· 管理平面应该能够通过控制平面或直接通过管理平面来拆除控制平面建立起来的连接；

· 管理平面应该能够从控制平面通过连接ID查询连接路由信息；

· 管理平面应该能够查询路由表更新的数目、控制平面元件通信的时延和元件重启的数目等。

2）性能管理

性能管理要求管理平面能够收集性能管理数据，包括：

· 管理平面必须能够收集呼叫次数、流量等必要的统计数据；

· 管理平面必须能够检索光参数相关的性能数据来确定光网络的性能是否发生了劣化；

· 管理平面必须能够收集与光损伤有关的影响网络中路由选择的性能数据；

· 管理平面必须能够收集利用率数据（包括连接占用时间和有效连接的数目）。

5.管理平面与控制平面的交互管理要求

在管理平面与控制平面的交互方面要求如下：

· 管理平面能够拆除控制平面建立的连接；

· 管理平面中发生故障不能影响已配置并开始运行的控制平面或传送平面的正常运行；

· 如果资源不支持有效连接，管理平面必须能够收回控制平面分配的资源。

6.控制平面通信的管理要求

管理平面也必须对控制平面的通信进行管理，要求如下：

· 管理平面必须能够接收控制信道故障通知，通知中应该有故障原因指示；

· 管理平面必须能够将故障控制信道与相应的数据信道进行关联，了解受影响的连接；

· 管理平面必须能够向控制平面查询特定控制信道的状态。

3.6.5 ASON管理的特定要求

ASON支持三种连接类型，即永久连接、软永久连接和交换连接。其中永久连接和软永久连接均由管理平面发起，所以对于ASON管理添加了一些特定的需求。

1）管理能力

ASON需要有以下一些特殊的管理能力：

· 能跨越任何域和任何网络运营者边界在任意客户接入点间建立光通路，光通路可以是点到点、点到多点连接的分支或部分非对称连接等；

· 维持光通路的性能达到合同规定的水平；

· 可以连续监视和记录所分配光通路的性能；

· 如果性能越限，网络恢复行动应立即激活；

· 一旦网络出现问题，网管系统应能安全地告知其他网络运营者或特殊的域管理系统；

· 有能力提供网络结构的简单远端维护，包括网络内或网络边界处故障设备的识别和定位；

· 可以产生域内和域间网络资源利用信息作为计费处理的输入，这些信息也将帮助实施路由规划和库存控制。

2）路径管理功能

在ASON管理层网络内，主要的管理功能是建立、确认和监视路径，并在需要时保护和恢复。这些管理功能可以利用不同的子网或在不同运营者控制的网络内实施。为了在多运营商环境下实施上述管理功能，必须统一规范路径建立、光通路建立、域内光通路建立、域间光通路建立以及段的建立等。其中，段建立有可能需要人工在光配线架上进行操作。由于目前多数光配线架没有管理接口，因此数据库不含光配线架状况，对控制段建立的任何系统的位置也就没有任何限制。

3）命名和寻址

命名和寻址要求涉及在用户域名和业务提供者域名（如业务提供者识别符）之间，以及层网络名之间生成名结合。通常，名是一串难懂的字符，除了要求有充分的唯一性以外，不具有任何含义。而地址是一种用来选路的字符结构，因此包括附加的含义。

名和地址的值既可以是地址又可以是名，如一个字符串是服务层的地址，又可以被客户层用作名，但会涉及某些私有性和安全性问题。

在ASON环境下的命名和寻址要求主要有：名的独立性、名的唯一性和名的翻译，这些特性既适用于客户—服务层关系，又适用于用户—业务提供者关系。

4）网管平面和控制平面的协调问题

ASON的三种连接类型有的是由网管系统建立的，有的是由信令系统动态建立的，有的是两者共同合作建立的，因此需要研究管理平面和控制平面之间的结合问题。此外，控制平面和管理平面都要维护一定的网络状态信息，它们之间的协调和配合也是一个重要的研究课题。