1、通信网网的支撑网网高级计算机网络24.2 数字同步网数字同步网 4.2.1 同步的基本概念同步的基本概念 在数字通信网中，数字信号的接收、复用和交换过程中都要实现同步，同步是保证通信质量的必要技术措施，是指通信双方的定时信号频率相等且相位保持某种特定关系。任何数字通信系统都是以某种数据格式来传输数据的，比如在 PCM通信系统中，是以帧的形式传输数据，它又可以分为位同步(比特同步)、帧同步和网同步三种情况。3 数字通信系统中的同步种类：载波同步、码元同步、群同步和网同步。（1）载波同步：又称载波恢复。目的：在接收设备中产生一个和接收信号的载波同频、同相的本地振荡，用于相干解调。方法：接收信号中有
2、载频分量时：需要调整其相位。接收信号中无载频分量时：需从信号中提取载波，或插入辅助同步信息。4（2）码元同步：又称时钟同步或时钟恢复。对于二进制信号，又称位同步。目的：得知每个接收码元准确的起止时刻，以便决定积分和判决时刻。方法：从接收信号中获取同步信息，由其产生一时钟脉冲序列，使后者和接收码元起止时刻保持正确关系。或插入辅助同步信息。码元同步方法分类：外同步法：它是一种利用辅助信息同步的方法，需要在信号中另外加入包含码元定时信息的导频或数据序列。自同步法，它不需要辅助同步信息，直接从信息码元中提取出码元定时信息。显然，这种方法要求在信息码元序列中含有码元定时信息。5 外同步法 常用的外同步法
3、：在发送信号中插入频率为码元速率（1/T）或码元速率的倍数的同步信号。在接收端利用一个窄带滤波器，将其分离出来，并形成码元定时脉冲。优缺点：优点是设备较简单；缺点是需要占用一定的频带宽带和发送功率。插入码元同步信号的方法 时域：连续插入 增加“同步头”频域：在信息码元频谱之外占用一段频谱用于传输同步信息 利用信息码元频谱中的“空隙”处，插入同步信息 外同步法目前采用不多。6群同步：又称帧同步。目的：将接收码元正确分组。方法：通常需要在发送信号中周期性地插入一个同步码元，标示出分组位置。群同步码的种类：集中插入适用于要求快速建立同步的地方，或间断传输信息并且每次传输时间很短的场合。信息码组同步码
4、组信息码组信息码组信息码组同步码组同步码组7 分散插入适用于连续传输信息之处，例如数字电话系统中。信息码组信息码组信息码组同步码元同步码元同步码组同步码元同步码元8 分散插入法原理：通常，分散插入法的群同步码都很短。例如，在数字电话系统中常采用“10”交替码，即在同步码元位置上轮流发送二进制数字“1”和“0”。这种有规律的周期性地出现的“10”交替码，在信息码元序列中极少可能出现。因此在接收端有可能将同步码的位置检测出来。在接收端，为了找到群同步码的位置，需要按照其出现周期搜索若干个周期。若在规定数目的搜索周期内，在同步码的位置上，都满足“1”和“0”交替出现的规律，则认为该位置就是群同步码元
5、的位置。至于具体的搜索方法，由于计算技术的发展，目前多采用软件的方法，不再采用硬件逻辑电路实现。9同步电路的状态：1）捕捉态：在捕捉态时，确认搜索到群同步码的条件必须规定得很高，以防发生假同步。2）保持态：一旦确认达到同步状态后，系统转入保持态。在保持态下，仍须不断监视同步码的位置是否正确。但是，这时为了防止因为噪声引起的个别错误导致认为失去同步，应该降低判断同步的条件，以使系统稳定工作。10 软件搜索方法软件搜索方法 移位搜索法 系统开始处于捕捉态。对接收码元逐个考察，若考察的第一个接收码元就发现它符合群同步码元的要求，则暂时假定它就是群同步码元；在等待一个周期后，再考察下一个预期位置上的码
6、元是否还符合要求。若连续n个周期都符合要求，就认为捕捉到了群同步码。若第一个接收码元不符合要求或在n个周期内出现一次被考察的码元不符合要求，则推迟一位考察下一个接收码元。直至找到符合要求的码元并保持连续n个周期都符合为止；这时捕捉态转为保持态。11 在保持态，同步电路仍然要不断考察同步码是否正确，但是为了防止考察时因噪声偶然发生一次错误而导致错认为失去同步，一般可以规定在连续n个周期内发生m次(m n)考察错误才认为是失去同步。这种措施称为同步保护。在下图中画出了上述方法的流程图。12Y初始化开始同步状态移一位是同步码？记数器A记到n？记数器A加1N状态转换YYN置0是同步码？记数器B加1记数
7、器B记到m？N记数器C加1Y记数器C记到n？置0保持态捕捉态将同步状态设为捕捉态将各记数器置013 网同步 网同步目的：使全网各站能够互连互通，正确地接收信息码元。网同步方法分类：单向通信系统：一般由接收设备调整自已的时钟，使之和发送设备的时钟同步。双向通信系统：同步网：全网各站具有统一时间标准 异步网或准同步网：容许各站的时钟有误差，但是通过调整码元速率的办法使全网能够协调工作高级计算机网络144.2.1 滑码及滑码率的计算滑码及滑码率的计算 1、滑码的产生、滑码的产生在数字网中，为了准确地进行时隙交换、复接和接收，从各个节点来的数字信号流的一帧中的首位和末位应在同一时间内开始和结束，即各个
8、节点的信号之间必须帧定位。由于各个局之间的频率存在偏差，加上传输介质延时的影响，要做到这一点是很难的。为解决这个问题，一般在接收信号入口设置缓冲器，通过对脉冲同时读出，来吸收来自不同节点信号的相位差别。如图4.14所示。图4.14 数字网节点输入设置缓冲器的示意图高级计算机网络15 图中，分别为缓冲器的写入时钟频率，是从PCM码流中提取的脉冲信号，而 则为读出时钟频率，是本地时钟源信号。当 和 之间的误差积累到一定程度时，在数字信号流中产生滑码。而产生滑码的快慢及滑动一次丢失的码元数，取决于时钟频率之间的差别及缓冲器存贮容量的大小。首先以缓冲器的容量为1bit为例 来讨论滑码的产生。当 时，将
9、会造成存贮器溢出 所产生一次漏读现象，这时将丢失 一个码元，如图4.15（a）所示。当 时，将会造成存贮器重读 而产生一次重读现象，这时将增加 一个码元，如图4.15(b)所示。afbfcfafbfcfafcfbfcf图4.15 缓冲器容量1bit时的滑码示意图高级计算机网络16 这种数码的丢失或增加则称为滑码，滑码是一种数字网的同步损伤，影响通信质量，当滑码速率过大时，会使通信中断。为了减小滑动的次数和防止帧失步，一般缓存存贮器的容量取为一帧或大于一帧，这时产生一次滑码丢失或增加一帧码字，这种滑码一次丢失或增加一个整帧的码元常称为滑帧，由于滑码一次丢失或增加的码元数是确定的，也常称其为受控滑
10、码。图4.16增加或丢失1帧的滑帧示意图高级计算机网络17 3、滑码速率对通信系统的影响、滑码速率对通信系统的影响 (1)对PCM编码的语音信号，即对电话业务的影响，由于对语音信号的PCM编码冗余度较高，因此，对滑动的敏感度很低。(2)对于随路信令，滑动将导致5ms的短时中断，在重新实现复帧定位之后，才能沟通正确的随路信令通路。(3)对于数据传输，在故障发生时可用纠错码检出受到影响的数据块，一经检出就重新发送这些数据块最终表现为产生了一定的时延。在数字数据链路上，由于滑动发生时数据必须重发故降低了数据传送的质量，由于滑动会造成严重的通信质量降低，对加密数据而言，因每次滑动都要求加密密码重新传送
11、，这就严重影响了信息的传送并降低了加密的可靠性。高级计算机网络184.2.3 数字网同步的方法图4.17 各种同步方法示意图目前提出的网同步的方式有两大类：即准同步方式和同步方式，同步又可分为主从同步、等级主从同步、外基准同步和互同步方式，互同步又可分为单端控制法和双端控制法，各种同步方法如图4.17所示。高级计算机网络19 1.准同步方式 准同步方式是网络中各节点的时钟信号是相互独立的，且互不控制。各节点依靠采用高精度的时钟彼此工作接近于同步状态。准同步网中常用的时钟为稳定度很高的原子钟(如铯钟、铷钟)，它的频率精度在频率精度在1 1 。由于网中各节点的时钟是相互独立的，因而，滑码是不可避免
12、的，但由于采用高精度的时钟，使得滑码的频率保持在可以接受的范围内，比如采用铯钟，当码流为基群速率时，滑码率为每72天滑动一次。同时，为了提高可靠性，一般设置3台原子钟，使其处于自动切换状态，如下图所示。准同步方式中为保证滑码的速率要求，要采用高精度的时钟源，而高精度的时钟源代价高（比如原子钟不仅价格昂贵，而且寿命较短），因此，一般在国际通信网和大国的国内一级通信网中使用。1110高级计算机网络20图4.20 三套铯钟及其相应的配套装置高级计算机网络21 2.主从同步方式 主从同步是在目前通信网中得到广泛应用的一种同步方式。这种方式是在一个交换节点设立一高精度的基准时钟，通过传输链路把此基准时钟
13、信号送到通过传输链路把此基准时钟信号送到网中各个从节点，各个从节点利用锁相环技术把本地时钟频率锁定在基准时钟网中各个从节点，各个从节点利用锁相环技术把本地时钟频率锁定在基准时钟频率上，频率上，从而实现网内各节点之间的时钟信号同步。当基准时钟到有些从节点没有直达链路时，传输采用逐级传递方式，传输链路是树状结构。从节点时钟系统的基本结构 是一个带有变频振荡器的数字 锁相环，如图4.18所示。从较 高一级来的定时信号输入到相 位比较器，锁相环中的变频振 荡器根据比较器的输出产生新 的时钟信号。图4.18 主从同步锁相环示意图相位 比较器滤波 器压控振荡器（VCXO）输入输出高级计算机网络22主从同步
14、的主要优点可归纳如下：（1）在主从同步的区域内形成一个全同步网，从而避免了准同步网中固有的周期性滑动和波动。（2）在主从同步网中绝大多数的节点是从节点，从节点的时钟处于跟踪基准时钟状态，因而对从节点的压控振荡器（VCXO）只要求有较低的精度，并且级别越低，要求就越低。（3）从节点的控制过程较为简单，适用于树形或星形网络，这与当前的通信网络的结构是一致的。高级计算机网络23当然从同步也有其缺点，主要有：（1）一但与主节点的基准时钟或定时信号之间的传输链路发生故障，将会导致系统或局部系统丧失同步能力，因此，必须设置多重备份设备。（2）当系统采用单端控制时，定时信号在传输链路上的扰动将会导致定时基准
15、信号的扰动，这会在一定程度上影响时钟同步的稳定性。高级计算机网络24 3.互同步方式 在互同步网中，交换节点无主从之分，每一个节点都有自己的时钟源，但这些时钟源都是受控的，在网内各局相互连接时，它们的时钟是相互影响的，相互控制的，各局都设置多输入端的加权加权控制控制锁相环电路，在各局时钟的相互控制下，如果网络参数选择适当，则全网的时钟频可以达到一个统一的稳定的频率，从而，实现网内时钟的同步。图4.19 互同步网示意图高级计算机网络25图4.19 互同步方式中一个局的时钟系统构成框图高级计算机网络26 目前数字同步主要采用主从同步方式主从同步方式，在主从同步网中，时钟源可分两大类：一类是提供基准
16、信号的基准时钟源，另一类是受上级时钟控制的受控时钟源，对这两类时钟源的要求不同，其组成和性能参数也是不同的。4.2.4 时钟源1.基准时钟源 在数字同步网中，高稳定的基准时钟源是全网最高级的时钟源，其指标要求是长期频率偏离低于1 10-11 。符合这一要求的基准时钟源目前主要有：铯源子钟和美国卫星全球定位系统(GPS)。我国目前采用分布式多基准时钟源方式，在北京设立一个基准时钟源，向中原地区提供时钟源，在武汉设有一个基准时钟源，向中南地区提供基准时钟源，在上海设立一个基准时钟源，向华南地区提供时钟源，在兰州设立一个基准时钟源，向西北地区提供时钟源。高级计算机网络27 3、时钟的技术指标 （1）
17、抖动 抖动是指数字信号相对于理想位置的瞬时偏离。瞬时的含义是指相位振荡的频率大于或等于10Hz。偏离包括超前和滞后，是指定时信号以它自身的频率围绕着理想位置前后摆动，偏离的幅度通常用UI，ns,ms来表示，UI表示一个比特的脉冲宽度，在PCM基群2048kbit/s的TI系统中，UI等于488ns。对于偏离的频率，以10Hz为界限，10Hz以上的偏离为抖动，10Hz以下的偏离为漂移。图4.24定时信号的抖动示意图高级计算机网络28（2）漂移 漂移是数字信号相对于理想位置的缓慢偏离，缓慢是指其相位振荡的频率小于10Hz，而10Hz意味着漂移是通过极点频率为10Hz的等效低通滤波器进行测量的。漂移
18、主要是由组成时钟源的元器件温度温度变化而引进的，温度升高，漂移会增大，尤其是受控时钟源中的压控振荡器，它直接影响受控时钟源的精度，因此，在受控时钟源中，VCXO常采用恒温槽来减少温度变化对时钟精度的影响，以减少漂移，从而提高受控时钟源的精度。（3）时钟的准确度和稳定度 时钟频率准确度是衡量时钟信号频率相对于理想值或定义频率值的长期偏离或符合程度的技术指标，它可表示为：时钟准确=ddfff式中：f是时钟实际频率值；是时钟理想或定义的频率值。df高级计算机网络29 从上式可以看出，时钟的准确度也就是时钟的相对误差，是衡量时钟准确程度的一个常用指标。常用来表征对时钟的要求。例如，对基准时钟的要求为相
19、对误差小于1 。时钟的稳定度是衡量时钟随时间变化的另一技术指标，当考察时钟稳定度时，仍可用上述公式来估算，但公式中的 表示时钟的期望值而不是理想值。1110df高级计算机网络30 4.2.5 通信楼综合定时供给系统通信楼综合定时供给系统(BITS)随着数字通信技术的发展，局内各种数字通信设备不断地增加，在这种多通信设备的环境中，解决同步问题的有效方法是引入综合定时供给系统，简称BITS(Building Integrated Timing Supply)。BITS是一种承上启下的能沟通整个同步网的设备。一方面受上一级时钟的控制，输出信号锁定于上一级基准信号，另一方面它又作为一个时钟源系统，向局
20、内的各种数字通信设备提供统一的定时时钟信号。1.BITS的时钟供给范围 目前BITS可以向下列设备提供时钟定时信号 (1)各种数字设备(电路交换、分组交换、ATM交换等)；(2)各种PDH和SDH数字传输设备；(3)各种数字交叉连接设备(传输网、DDN中的DXC等)；(4)7号信令网设备、智能网设备；高级计算机网络31BITS的时钟供给范围的时钟供给范围(5)向下级BITS或专用BITS提供定时基准时钟信号用的专线。BITS的引入不仅提高了同步的准确性和可靠性，也降低了对通信设备时钟准确度的要求，同时减少了进入通信枢纽的传输链路的数量，而且有利于对整个同步系统进行维护和管理。2.BITS组成组
21、成 BITS主要由以下四个部分组成：输入基准控制单元、内置时钟源、输出部分、告警和管理部分。组成框图如图4.26所示。高级计算机网络32BITS组成组成.图4.26 BITS组成方框图高级计算机网络33（1）输入基准控制单元 基准信号输入控制单元的基本功能是接收外同步基准信号并实施对接收的基准信号进行处理，以提取系统所需要定时基准信号供给时钟单元，输入基准信号一般为24个，大多数BITS系统都装有GPS系统和无线导航系统接收设备。对基准信号输入控制单元的基本要求如下：应设置两个基准信号输入单元，一主一备，当主用发生故障时应能自动倒换，并在需要时也可进行人工控制倒换。应具有对输入基准信号的监测功
22、能，监测的项目应包括信号中断、帧失步、双极性破坏及频率偏差等。当部分或全部基准信号故障或中断时应能发出告警信号。当全部基准信号故障或中断时应能使时钟系统进入保持方式工作，并当输入信号恢复正常时，时钟系统应能重新进入基准同步方式。高级计算机网络342时钟单元内置时钟单元是BITS系统的核心部件，用以产生所需各类时钟。根据同步网的要求，BITS系统的内置时钟可分为3级。(1)加强型2A级，为受控制铷钟。(2)加强型2B级，为高稳定度的晶体振荡器。(3)加强型3级，为晶体振荡器。这三级时钟源的性能指标如表5.11所示。高级计算机网络35 种类 特性加强型2A时钟加强型2B时钟加强型3级时钟振荡器类型
23、 铷钟振荡器 高精度晶振普通晶振保持能力（频率稳定度）8.0 x10-111x10-91x10-8 最低准确度5.0 x10-91.0 x10-75.0 x10-7 牵引范围1.6x10-84.0 x10-74.6x10-6 相位瞬变150ns t11000s150ns t11000s150ns t11000s表4.6 内置时钟源的性能指标高级计算机网络36（4）维护和管理部分 对输入基准信号具有监测功能，实时监测基准信号丢失、帧失步、循环冗余校验、双极性破坏等。对输出信号的某些参数(如最大时间间隔误差、时间方差等）进行测量并能送出测试报告。通过专用接口与运行的网管系统相连，通过网管系统实现故
24、障管理、性能管理和配置管理等。高级计算机网络37 4.2.6 我国数字同步网的网络结构及组网原则 我国数字同步网目前采用分布式多基准方案，即在全国设置若干个基准时钟，其标称频率相等，频率偏移限制在规定范围内，以设立的基准钟为中心，划分同步区，在同一同步区内采用主从同步，在不同的同步区之间采用准同步。采用这种方式缩小了同步区的范围，缩短了定时信号的传输距离，减少了信号的传输损伤，提高了时钟的准确度和可靠性。我国数字同步网的结构我国数字同步网的结构 由上述可知，我国数字同步网采用分区等级主从同步方式，每一个区内按照时钟性能可划分四级。数字同步网的这种等级结构与通信网等级结构相适应。其框图如图4.2
25、7所示。主从同步网的基本功能是应能准确地将同步信息从基准时钟向同步网内的各下级或同级节点传递，通过主从同步方式使各从节点的时钟与基准时钟同步，各级的时钟准确度要求是不同的。高级计算机网络38图4.27 我国等级主从同步框图各级的时钟要求及组成简述如下：第一级：基准时钟一般采用绝原子钟组实现，并配有GPS按收系统。第二级：具有保持功能的高稳定度时钟，设置于C1和C2长途交换中心的BITS系统属于A类。它通过同步链路直接与基准时钟相连。设置于C2和C4长途交换中心的BITS系统的时钟属于B类，它通过同步链路受A类时钟控制，间接地与基准时钟同步。第三级：具有保持功能的高稳晶体时钟，通过同步链路受控于
26、二级时钟并与之同步，一般设置于汇接局和本地端局。高级计算机网络39 第四级：一般晶体时钟，通过同步链路受第二级时钟控制并与之同步。第四级时钟设置在远端模块、数字终端设备和数字用户交换设备。全国的数字同步网的结构如图5.20所示，网络主要由基准时钟源、通信枢纽楼的BITS系统和同步信号分配链路组成，为网内的主要通信设备提供统一时钟。图4.28 全国数字同步网的构成示意图高级计算机网络40 网络的具体组织如下：全国设置两个绝钟，作为一级基准时钟PRC，分别位于北京、武汉，上海、兰州设立基准时钟PRC。各省中心和自治区首府以上的城市都设置可以接收GPS信号和PRC信号的二级基准时钟，称为LPR。当G
27、PS信号正常时，各省中心的二级时钟以GPS信号为主构成LPR，当GPS信号故障或降质时各省的LPR则转为经地面数字电路跟踪PRC，实现全网同步。在有些大区中心及一些边远省中心的BITS上增加两部GPS接收机，使其升级为LPR，以进一步提高整个同步网准确性和可靠性。省内的C1和C3交换中心及本地的同步节点均设置相应的通信楼综合时供给系统(BITS)。高级计算机网络413.同步基准信号的传送方式采用PDH2.048M bit/s专线，即在上、下级的BITS系统之间用PDH2.048M bit/s专用链路传送同步基准信号。采用SDH传输系统时，是利用SDH线路的传送定时基准信号的上级SDH设备已同步
28、于该局的BITS，通过STM-N线路码传送到下级SDH设备，从信息系统中提取2.048M bit/s的时钟信号作为本级BITS的同步基准信号。高级计算机网络42 通信网络处于迅速的发展和变化之中，与之相配套的网络管理技术的发展尤为重要。电信网对公众提供的服务的优劣，一方面与电信网的基础设施有关，另一方面与电信网的管理有关，因此建设完整、先进和统一的网络管理系统，对电信网络进行全面的、有效的管理，从而提高网络的运行效率，提高对公众的服务质量，这是在网络建设过程中必须充分重视的一个方面。4.3 管理网4.3.1 4.3.1 管理网的基本概念管理网的基本概念1、网络管理意义网络管理意义（1）网络管理
29、的含义 网络管理是实时或近实时地监视网络运行，必要时采取控制措施，以达到在任何情况下，最大限度地使用网络一切可以利用的设备，使其尽可能多的通信得以实现。高级计算机网络43 由此可见，电信网络管理的目标是最大限度地利用电信网络资源，提高网络运行质量和效率向用户提供良好的服务。为了实现这一目的，除应设置对于各种电信业务网的电信管理系统之外，还应设置针对网络设备的监控和维护系监控和维护系统统。因此，网络管理系统应包括业务管理、网络控制和设备监控和维护业务管理、网络控制和设备监控和维护。任何通信业务网的建设，都是根据业务量的发展，在保证一定的服务质量的前提下进行网络规划和设计的。为了节省网络建设费用，
30、一般地，业务负荷在等于或低于设计的负荷值且当网中通信设备正常运行的情况下，能为用户提供良好的服务。但是当出现过大的业务负荷或者发生重大的故障时，网络就不能有效地承受加入的负荷，就会造成服务质量的下降，严重时甚至会造成网络网络混乱混乱。发生这种情况的原因往往是多方面的，主要的有下面几个三个方面的因素。高级计算机网络44网络内部因素网络内部因素：交换系统或传输系统发生故障、路由调度或维护工作失误等，会使网络的负荷过大。网络外部因素网络外部因素：局部地区出现一些突发事件、举行大型的活动等使局部网络通信业务量急剧增加，会出现负荷大大超出设计负荷量。比如，电话呼叫大量增加，阻塞率增大，反复无效的重拨会使
31、电话网中阻塞率进一步提高，如果不采取措施来控制，就会使网络出现严重的阻塞现象。综合因素综合因素：人为或自然灾害破坏了部分网络，使局部网络瘫痪，也会出现异常大的业务负荷。因此，必须设置电信网络管理系统，及时发现异常负荷的出现，及时采取措施，以保证电信网能可靠、有效地运行。高级计算机网络45（2）网路管理技术的发展 网络管理技术随着网络的发展不断演进，传统的网络管理思想是将整个网络分成不同的“专业网”进行分别管理。如分成用户接入网、信令网、交换网、传输网等分别进行管理。如图4.29所示，这种管理中心对不同的“专业网络”设置不同的监控中心，这些监控管理中心只对本专业网络的设备及运行情况监控和管理。高
32、级计算机网络46 由于这些监控管理中心属于不同的部门，缺乏统缺乏统一的管理目标一的管理目标；另外这些专业网络往往又使用了仅用于专业网内的专用管理系统，故这些系统之间很难互通，因此造成各中心不能共享数据和管理信息，而且在一个专业网内出现的故障或降质还可能影响到其它专业网的性能。采用这种专业网络管理方式会增加对整个网络故障分析和处理的难度，将导致故障排除缓慢和效率低下。图4.29 传统网络管理结构框图高级计算机网络47 为了解决传统网络管理方法的缺陷，现代网络管理系统采用系统控制的观点。把整个电信网络看作一个由一系列传送业务的互相连接的动态与系统构成的模型。网络管理的目标就是通过实时监控各个系统资
33、源，以确保端到端用户业务的质量。电信网络管理的发展与电信网络及业务的发展息息相关。电信网络及业务向智能化、综合化、标准化、宽带化、个人化的发展方面决定了电信网络管理也必然向标准化、综合化、智能化、自动化、分布式方向发展。为了适应电信网络及业务当前和未来发展的需要，ITU-T于80年代末提出了电信管理网电信管理网(TMN)(TMN)的概念，TMN是具有标准结构、接口和协议的管理网，实施对整个电信网络的操作、管理和维护。2.TMN的基本概念高级计算机网络48 3.TMN的组成 ITU-T指出：电信管理网的基本概念是提供一个有组织的网络结构，以取得提供一个有组织的网络结构，以取得各种类型的操作系统各
34、种类型的操作系统(OS)之间、操作系统与电信设备之间的互连。之间、操作系统与电信设备之间的互连。它是采用商定的具有标准协议和信息的接口进行管理信息交换的体系结构，提出TMN体系结构的目的是支撑电信网和电信业务的规划、配置、安装、操作及组织。从上述定义可以看出，TMN的基本概念，可有两个方面的含义：一方面是，TMN是一组原则和为实现此原则定义的目标而制定的一系列的技术标准和规范；另一方面是，TMN是一完整的、独立的管理网络，是各种不同应用的专门管理系统按照TMN的标准接口互连而成的网络，这个网络在有限的点上与电信网接口，与电信网的关系是管理网与被管理网之间的关系。高级计算机网络49TMN由操作系
35、统(OS)、工作站(WS)、数据通信网(DCN)、网元(NE)组成，其构成示意图如图6.2所示。其中操作系统和工作站组成网络管理中心操作系统和工作站组成网络管理中心，对整个电信网进行管理；网元是网络中的通信设备，可以是交换设备、传输设备、交叉连接设备、复用设备、信令设备等；数据通信网则提供传输网管的数据通道。高级计算机网络50TMN的组成的组成 图4.30 TMN组成示意图高级计算机网络51TMN的功能的功能 TMN的应用功能是指TMN为电信网及电信业务提供的一系列管理功能，主要划分为以下5个方面。（1）性能管理功能 性能管理是提供对电信设备的性能和网络或网络单元的有效性进行评价，并提出评价报
36、告的一组功能，网络单元是指电信设备和支持网络单元功能的支持设备组成，并有标准接口，如交换设备、传输设备、复用器、信令终端等。4.TMN4.TMN的功能的功能 高级计算机网络52（2）故障管理功能 故障管理是对电信网的运行情况异常和设备安装环境异常进行监测、隔离和校正的一组功能。ITU-T对故障(或维护)管理已经有了定义的功能包括三个方面。故障检测功能：故障检测是指在对网络运行状态进行监视的过程中检测出故障信息，在检测到故障后，发出故障告警信息，并通知故障诊断和故障修复部分来进行处理。故障诊断定位功能：故障诊断定位功能是首先启用一个备份的设备来代替出故障的设备，然后启动故障诊断系统对发生故障的部
37、分进行测试和分析，以便能够确定故障的位置和故障的严重程度，启动故障恢复部分排除故障。故障恢复功能：故障恢复是在确定故障的位置和性质以后，启用预先定义的控制命令来排除故障，这种修复过程适用于对软件故障的处理；对硬件故障，需要维修人员去更换故障管理系统指定设备中的有故障的硬件。高级计算机网络53（3）配置管理功能 配置管理是网络管理的一项基本功能，它对网络中的通信设备和设施的变化进行管理，例如通过软件设定来改变电路群的数量和连接。从网管信息模型的角度来讲，就是对网络管理对象的创建、修改和删除。在其它几个管理功能中，对网络中的设备和设施进行控制时，需要利用配置管理功能来实现，例如在性能管理中启动一些
38、电路群来疏散过负荷部分的业务量，在故障管理中需要启用备份设备来代替已损坏的通信设备等。高级计算机网络54（4）计费管理功能 计费管理功能可以采集用户使用网络资源的信息，例如，通话的次数、通话时间、通话的目的地等信息，然后一方面把这些信息存入用户帐目日志以便用户查询，另一方面把这些信息传送到资费管理模块，以使资费管理部分根据预先确定的用户费率计算出费用，也就是说，它对电信业务收费过程提供支持。另外计费管理功能还要支持费率调整、用户查询、根据服务管理规则调整某一功能。（5）安全管理功能 安全管理功能是保护网络资源，使网络资源处于安全运行状态。安全是多方面的，例如有进网安全保护、应用软件访问的安全保
39、护、网络传输信息的安全保护等。安全管理中一般要设置权限、口令、判断非法的条件，利用设置的权限、口令、判断非法的条件对非法入侵者进行防卫，以达到保护网络资源，使网络能安全正常的运行。高级计算机网络554.3.2 电信管理网的结构1 1、TMNTMN逻辑分层结构逻辑分层结构 TMN主要从三个方面界定电信网络的管理，即管理层、管理功能和管理业务，这一界定方式称为TMN的逻辑分层体系结构，具体划分如图4.31所示。图4.31 TMN逻辑分层结构示意图高级计算机网络56TMN管理分层的4个层次的主要功能如下：（1）事务管理层 事务管理层是TMN的最高层功能管理层，这一层的管理通常是由高层管理人员介入。主
40、要的管理功能包括业务预测、规划、网络的规划、设计、资源的控制和效益的核算等。（2）业务管理层 业务管理层的主要功能是满足和协调用户的要求；按照用户的需求来提供业务，对服务质量进行跟踪以及对服务质量的情况提供报告等。接收从网络管理层来的信息，与网络管理进行交互，与上面的事务管理层进行交互，与服务提供者进行交互。高级计算机网络57（3）网络管理层 网络管理层的功能是对由网元互连组成的网络进行管理，包括网络连接的建立、维持和拆除、网络级性能的监视和网络级故障的发现和定位。通过对网络的控制来实现对网络的调度和保护，同时与上面的业务管理层进行交互。（4）网元管理层网元管理层对各个网元进行管理，包括收集和
41、预处理网元的相关数据、在上面的网络管理层和下面的网元之间提供网关功能，对各个网元进行协调和控制。高级计算机网络58TMN组网结构及设备配置组网结构及设备配置 3.TMN组网结构组网结构及设备设备配置 （1）TMN组网结构及设备从应用角度来看TMN的目标是将电信网上运行的专业网的网络管理系统互相连接起来构成一个统一的综合网络管理系统，即把各种专业网，如电话网、数据网、移动通主网、传输网、分组交换网、同步网、信令网等不同的网络和业务的管理都纳入到统一的TMN管理范畴。要实现TMN综合管理的目标必须要考虑到各种不同管理目的的OS之间的互联，各种不同的业务网的网络管理系统各为TMN的一个子网，子网与子
42、网的互连随管理业务的需要而设置一种逻辑上的连接，从而形成一个综合的网络管理系统，其结构示意图如图4.36所示。高级计算机网络59图4.37 分级网管结构框图 图4.36 按子网划分的TMN结构框图 这就是说TMN的网络结构还与所管理的业务网及其网络管理系统的结构有关。例如，我国电话网的网络结构可分为骨干网、省内二级网和本地网三级。电话网的网络管理系统也分为三级，即全国网管中心，省级网管中心和本地网管中心，这三级网管中心以逐级汇接的方式连接，如图4.37所示。高级计算机网络60（2）TMN的数据通信网(DCN)TMN系统组成中的DCN负责管理信息的传递，具有选路、转接和互通的功能。它位于OS之下
43、，与各个QA、NE以及MD相互连接。DCN涉及到OSI参考模型的下三层功能，即物理层、数据链路层和网络层。从电信管理网的实施来看，首先是综合管理各专业网的网络管理系统。对各专业网的管理系统都需要有一个高效数据通信网络，用以建立NNMC与PNMC的网络系统之间的联系，以及PNMC与本地网管中心之间的联系。DCN就是指建立一个从全国网管中心到各省网管中心的综合数据通信网，为各专业网的网管系统提供公用的传送管理信息的平台，即建立一个可支撑多个专业网的网络管理系统的公共网络传输平台。高级计算机网络61 具体的DCN可以由一系列的相互连接的独立子网共同构成。例如，可以利用现有的电话网、分组交换网以及数字
44、数据网等。对DCN的基本要求如下：快速的通信能力，按需要指配带宽。较大的吞吐量与处理能力。时延小(端到端的时延40ms)。有自动切换迂回路由，避免阻塞。自动校验纠错(误比特率1)。可用度在95%以上。具有多种路由与网管功能选择，可支持多种协议，如DDN，X.25，X.28，X.75，FR及ATM等。支持对DCN本身的网络管理功能。高级计算机网络62根据管理网的等级结构及其电信网的连接关系，DCN网中的信息流基本为汇集型，数据由下向上传送，即各省网管中心向全国网管中心传送数据，但有少部分上级向下级传送的指令性数据等。各省网管中心之间基本上不传递信息，只在必要时传递少量信息。据此，全国网管系统DCN的网络结构为从全国网管中心到各省网管中心之间采用直联的辐射状结构，如图4.38所示。图4.38 DCN网络拓扑结构示意图高级计算机网络63END谢谢观看
