1、通信網網的支撐網網現代通信網技術24.2 數字同步網數字同步網 4.2 .1 同步的基本概念同步的基本概念 在數字通信網中，數字信號的接收、復用和交換過程中都要實現同步，同步是保證通信質量的必要技術措施，是指通信雙方的定時信號頻率相等且相位保持某種特定關系。 任何數字通信系統都是以某種數據格式來傳輸數據的，比如在 PCM通信系統中，是以幀的形式傳輸數據，它又可以分為位同步(比特同步)、幀同步和網同步三種情況。 3 數字通信系統中的同步種類：載波同步、碼元同步、群同步和網同步。 （1）載波同步：又稱載波恢復。 目的：在接收設備中產生一個和接收信號的載波同頻、同相的本地振蕩，用于相干解調。 方法：

2、接收信號中有載頻分量時：需要調整其相位。接收信號中無載頻分量時：需從信號中提取載波，或插入輔助同步信息。4（2）碼元同步：又稱時鐘同步或時鐘恢復。 對于二進制信號，又稱位同步。 目的：得知每個接收碼元準確的起止時刻，以便決定積分和判決時刻。 方法：從接收信號中獲取同步信息，由其產生一時鐘脈沖序列，使后者和接收碼元起止時刻保持正確關系。或插入輔助同步信息。 碼元同步方法分類： 外同步法：它是一種利用輔助信息同步的方法，需要在信號中另外加入包含碼元定時信息的導頻或數據序列。 自同步法，它不需要輔助同步信息，直接從信息碼元中提取出碼元定時信息。顯然，這種方法要求在信息碼元序列中含有碼元定時信息。 5

3、 外同步法 常用的外同步法：在發送信號中插入頻率為碼元速率（1/T）或碼元速率的倍數的同步信號。在接收端利用一個窄帶濾波器，將其分離出來，并形成碼元定時脈沖。 優缺點：優點是設備較簡單；缺點是需要占用一定的頻帶寬帶和發送功率。 插入碼元同步信號的方法 時域： 連續插入 增加“同步頭” 頻域： 在信息碼元頻譜之外占用一段頻譜用于傳輸同步信息 利用信息碼元頻譜中的“空隙”處，插入同步信息 外同步法目前采用不多。6群同步：又稱幀同步。 目的：將接收碼元正確分組。 方法：通常需要在發送信號中周期性地插入一個同步碼元，標示出分組位置。 群同步碼的種類： 集中插入適用于要求快速建立同步的地方，或間斷傳輸信

4、息并且每次傳輸時間很短的場合。 信息碼組同步碼組信息碼組信息碼組信息碼組同步碼組同步碼組7 分散插入適用于連續傳輸信息之處，例如數字電話系統中。信息碼組信息碼組信息碼組同步碼元同步碼元同步碼組同步碼元同步碼元8 分散插入法原理：通常，分散插入法的群同步碼都很短。例如，在數字電話系統中常采用“10”交替碼，即在同步碼元位置上輪流發送二進制數字“1”和“0”。這種有規律的周期性地出現的“10”交替碼，在信息碼元序列中極少可能出現。因此在接收端有可能將同步碼的位置檢測出來。 在接收端，為了找到群同步碼的位置，需要按照其出現周期搜索若干個周期。若在規定數目的搜索周期內，在同步碼的位置上，都滿足“1”和

5、“0”交替出現的規律，則認為該位置就是群同步碼元的位置。至于具體的搜索方法，由于計算技術的發展，目前多采用軟件的方法，不再采用硬件邏輯電路實現。 9同步電路的狀態： 1）捕捉態：在捕捉態時，確認搜索到群同步碼的條件必須規定得很高，以防發生假同步。 2）保持態：一旦確認達到同步狀態后，系統轉入保持態。在保持態下，仍須不斷監視同步碼的位置是否正確。但是，這時為了防止因為噪聲引起的個別錯誤導致認為失去同步，應該降低判斷同步的條件，以使系統穩定工作。10 軟件搜索方法軟件搜索方法 移位搜索法 系統開始處于捕捉態。 對接收碼元逐個考察，若考察的第一個接收碼元就發現它符合群同步碼元的要求，則暫時假定它就是

6、群同步碼元； 在等待一個周期后，再考察下一個預期位置上的碼元是否還符合要求。若連續n個周期都符合要求，就認為捕捉到了群同步碼。 若第一個接收碼元不符合要求或在n個周期內出現一次被考察的碼元不符合要求，則推遲一位考察下一個接收碼元。直至找到符合要求的碼元并保持連續n個周期都符合為止；這時捕捉態轉為保持態。 11 在保持態，同步電路仍然要不斷考察同步碼是否正確，但是為了防止考察時因噪聲偶然發生一次錯誤而導致錯認為失去同步，一般可以規定在連續n個周期內發生m次(m n)考察錯誤才認為是失去同步。這種措施稱為同步保護。在下圖中畫出了上述方法的流程圖。12Y初始化開始同步狀態移一位是同步碼？記數器A記到

7、n？記數器A加1N狀態轉換YYN置0是同步碼？記數器B加1記數器B記到m？N記數器C加1Y記數器C記到n？置0保持態捕捉態將同步狀態設為捕捉態將各記數器置013 網同步 網同步目的：使全網各站能夠互連互通，正確地接收信息碼元。 網同步方法分類： 單向通信系統：一般由接收設備調整自已的時鐘，使之和發送設備的時鐘同步。 雙向通信系統： 同步網：全網各站具有統一時間標準 異步網或準同步網：容許各站的時鐘有誤差，但是通過調整碼元速率的辦法使全網能夠協調工作現代通信網技術144.2.1 滑碼及滑碼率的計算滑碼及滑碼率的計算 1、滑碼的產生、滑碼的產生在數字網中，為了準確地進行時隙交換、復接和接收，從各個

8、節點來的數字信號流的一幀中的首位和末位應在同一時間內開始和結束，即各個節點的信號之間必須幀定位。由于各個局之間的頻率存在偏差，加上傳輸介質延時的影響，要做到這一點是很難的。為解決這個問題，一般在接收信號入口設置緩沖器，通過對脈沖同時讀出，來吸收來自不同節點信號的相位差別。如圖4.14所示。圖4.14 數字網節點輸入設置緩沖器的示意圖現代通信網技術15 圖中， ， 分別為緩沖器的寫入時鐘頻率，是從PCM碼流中提取的脈沖信號，而 則為讀出時鐘頻率，是本地時鐘源信號。當 和 之間的誤差積累到一定程度時，在數字信號流中產生滑碼。而產生滑碼的快慢及滑動一次丟失的碼元數，取決于時鐘頻率之間的差別及緩沖器存

9、貯容量的大小。 首先以緩沖器的容量為1bit為例 來討論滑碼的產生。 當 時，將會造成存貯器溢出 所產生一次漏讀現象，這時將丟失 一個碼元，如圖4.15（a）所示。 當 時，將會造成存貯器重讀 而產生一次重讀現象，這時將增加 一個碼元，如圖4.15(b)所示。afbfcfafbfcfafcfbfcf圖4.15 緩沖器容量1bit時的滑碼示意圖現代通信網技術16 這種數碼的丟失或增加則稱為滑碼，滑碼是一種數字網的同步損傷，影響通信質量，當滑碼速率過大時，會使通信中斷。 為了減小滑動的次數和防止幀失步，一般緩存存貯器的容量取為一幀或大于一幀，這時產生一次滑碼丟失或增加一幀碼字，這種滑碼一次丟失或增

10、加一個整幀的碼元常稱為滑幀，由于滑碼一次丟失或增加的碼元數是確定的，也常稱其為受控滑碼。圖4.16增加或丟失1幀的滑幀示意圖現代通信網技術17 3、滑碼速率對通信系統的影響、滑碼速率對通信系統的影響 (1) 對PCM編碼的語音信號，即對電話業務的影響，由于對語音信號的PCM編碼冗余度較高，因此，對滑動的敏感度很低。 (2) 對于隨路信令，滑動將導致5ms的短時中斷，在重新實現復幀定位之后，才能溝通正確的隨路信令通路。 (3) 對于數據傳輸，在故障發生時可用糾錯碼檢出受到影響的數據塊，一經檢出就重新發送這些數據塊最終表現為產生了一定的時延。在數字數據鏈路上，由于滑動發生時數據必須重發故降低了數據

11、傳送的質量，由于滑動會造成嚴重的通信質量降低，對加密數據而言，因每次滑動都要求加密密碼重新傳送，這就嚴重影響了信息的傳送并降低了加密的可靠性。 現代通信網技術184.2.3 數字網同步的方法圖4.17 各種同步方法示意圖目前提出的網同步的方式有兩大類：即準同步方式和同步方式，同步又可分為主從同步、等級主從同步、外基準同步和互同步方式，互同步又可分為單端控制法和雙端控制法，各種同步方法如圖4.17所示。現代通信網技術19 1. 準同步方式 準同步方式是網絡中各節點的時鐘信號是相互獨立的，且互不控制。各節點依靠采用高精度的時鐘彼此工作接近于同步狀態。準同步網中常用的時鐘為穩定度很高的原子鐘(如銫鐘

12、、銣鐘)，它的頻率精度在頻率精度在1 1 。由于網中各節點的時鐘是相互獨立的，因而，滑碼是不可避免的，但由于采用高精度的時鐘，使得滑碼的頻率保持在可以接受的范圍內，比如采用銫鐘，當碼流為基群速率時，滑碼率為每72天滑動一次。同時，為了提高可靠性，一般設置3臺原子鐘，使其處于自動切換狀態，如下圖所示。 準同步方式中為保證滑碼的速率要求，要采用高精度的時鐘源，而高精度的時鐘源代價高（比如原子鐘不僅價格昂貴，而且壽命較短），因此，一般在國際通信網和大國的國內一級通信網中使用。1110高級計算機網絡20圖4.20 三套銫鐘及其相應的配套裝置現代通信網技術21 2. 主從同步方式 主從同步是在目前通信網

13、中得到廣泛應用的一種同步方式。這種方式是在一個交換節點設立一高精度的基準時鐘，通過傳輸鏈路把此基準時鐘信號送到通過傳輸鏈路把此基準時鐘信號送到網中各個從節點，各個從節點利用鎖相環技術把本地時鐘頻率鎖定在基準時鐘網中各個從節點，各個從節點利用鎖相環技術把本地時鐘頻率鎖定在基準時鐘頻率上，頻率上，從而實現網內各節點之間的時鐘信號同步。當基準時鐘到有些從節點沒有直達鏈路時，傳輸采用逐級傳遞方式，傳輸鏈路是樹狀結構。 從節點時鐘系統的基本結構 是一個帶有變頻振蕩器的數字 鎖相環，如圖4.18所示。從較 高一級來的定時信號輸入到相 位比較器，鎖相環中的變頻振 蕩器根據比較器的輸出產生新 的時鐘信號。 圖

14、4.18 主從同步鎖相環示意圖相位 比較器濾波 器壓控振蕩器（VCXO）輸入輸出現代通信網技術22主從同步的主要優點可歸納如下：（1）在主從同步的區域內形成一個全同步網，從而避免了準同步網中固有的周期性滑動和波動。（2）在主從同步網中絕大多數的節點是從節點，從節點的時鐘處于跟蹤基準時鐘狀態，因而對從節點的壓控振蕩器（VCXO）只要求有較低的精度，并且級別越低，要求就越低。 （3）從節點的控制過程較為簡單，適用于樹形或星形網絡，這與當前的通信網絡的結構是一致的。現代通信網技術23當然從同步也有其缺點，主要有：（1）一但與主節點的基準時鐘或定時信號之間的傳輸鏈路發生故障，將會導致系統或局部系統喪失

15、同步能力，因此，必須設置多重備份設備。（2）當系統采用單端控制時，定時信號在傳輸鏈路上的擾動將會導致定時基準信號的擾動，這會在一定程度上影響時鐘同步的穩定性。 現代通信網技術24 3. 互同步方式 在互同步網中，交換節點無主從之分，每一個節點都有自己的時鐘源，但這些時鐘源都是受控的，在網內各局相互連接時，它們的時鐘是相互影響的，相互控制的，各局都設置多輸入端的加權加權控制控制鎖相環電路，在各局時鐘的相互控制下，如果網絡參數選擇適當，則全網的時鐘頻可以達到一個統一的穩定的頻率，從而，實現網內時鐘的同步。圖4.19 互同步網示意圖現代通信網技術25圖4.19 互同步方式中一個局的時鐘系統構成框圖現

16、代通信網技術26 目前數字同步主要采用主從同步方式主從同步方式，在主從同步網中，時鐘源可分兩大類：一類是提供基準信號的基準時鐘源，另一類是受上級時鐘控制的受控時鐘源，對這兩類時鐘源的要求不同，其組成和性能參數也是不同的。 4.2.4 時鐘源1. 基準時鐘源 在數字同步網中，高穩定的基準時鐘源是全網最高級的時鐘源，其指標要求是長期頻率偏離低于1 10-11 。符合這一要求的基準時鐘源目前主要有：銫源子鐘和美國衛星全球定位系統(GPS)。 我國目前采用分布式多基準時鐘源方式，在北京設立一個基準時鐘源，向中原地區提供時鐘源，在武漢設有一個基準時鐘源，向中南地區提供基準時鐘源，在上海設立一個基準時鐘源

17、，向華南地區提供時鐘源，在蘭州設立一個基準時鐘源，向西北地區提供時鐘源。 現代通信網技術27 3、 時鐘的技術指標 （1）抖動 抖動是指數字信號相對于理想位置的瞬時偏離。瞬時的含義是指相位振蕩的頻率大于或等于10Hz。 偏離包括超前和滯后，是指定時信號以它自身的頻率圍繞著理想位置前后擺動，偏離的幅度通常用UI，ns,ms來表示，UI表示一個比特的脈沖寬度，在PCM基群2048kbit/s的TI系統中，UI等于488ns。對于偏離的頻率，以10Hz為界限，10Hz以上的偏離為抖動，10Hz以下的偏離為漂移。圖4.24定時信號的抖動示意圖 （2）漂移 漂移是數字信號相對于理想位置的緩慢偏離，緩慢是

18、指其相位振蕩的頻率小于10Hz，而10Hz意味著漂移是通過極點頻率為10Hz的等效低通濾波器進行測量的。 漂移主要是由組成時鐘源的元器件溫度溫度變化而引進的，溫度升高，漂移會增大，尤其是受控時鐘源中的壓控振蕩器，它直接影響受控時鐘源的精度，因此，在受控時鐘源中，VCXO常采用恒溫槽來減少溫度變化對時鐘精度的影響，以減少漂移，從而提高受控時鐘源的精度。 （3）時鐘的準確度和穩定度 時鐘頻率準確度是衡量時鐘信號頻率相對于理想值或定義頻率值的長期偏離或符合程度的技術指標，它可表示為： 現代通信網技術28時鐘準確= ddfff式中：f是時鐘實際頻率值； 是時鐘理想或定義的頻率值。 df現代通信網技術2

19、9 從上式可以看出，時鐘的準確度也就是時鐘的相對誤差，是衡量時鐘準確程度的一個常用指標。常用來表征對時鐘的要求。例如，對基準時鐘的要求為相對誤差小于1 。時鐘的穩定度是衡量時鐘隨時間變化的另一技術指標，當考察時鐘穩定度時，仍可用上述公式來估算，但公式中的 表示時鐘的期望值而不是理想值。 1110df現代通信網技術30 4.2.5 通信樓綜合定時供給系統通信樓綜合定時供給系統(BITS) 隨著數字通信技術的發展，局內各種數字通信設備不斷地增加，在這種多通信設備的環境中，解決同步問題的有效方法是引入綜合定時供給系統，簡稱BITS(Building Integrated Timing Supply)

20、。BITS是一種承上啟下的能溝通整個同步網的設備。一方面受上一級時鐘的控制，輸出信號鎖定于上一級基準信號，另一方面它又作為一個時鐘源系統，向局內的各種數字通信設備提供統一的定時時鐘信號。 1. BITS的時鐘供給范圍 目前BITS可以向下列設備提供時鐘定時信號 (1) 各種數字設備(電路交換、分組交換、ATM交換等)； (2) 各種PDH和SDH數字傳輸設備； (3) 各種數字交叉連接設備(傳輸網、DDN中的DXC等)； (4) 7號信令網設備、智能網設備；現代通信網技術31BITS的時鐘供給范圍的時鐘供給范圍 (5) 向下級BITS或專用BITS提供定時基準時鐘信號用的專線。BITS的引入不

21、僅提高了同步的準確性和可靠性，也降低了對通信設備時鐘準確度的要求，同時減少了進入通信樞紐的傳輸鏈路的數量，而且有利于對整個同步系統進行維護和管理。 2. BITS組成組成 BITS主要由以下四個部分組成：輸入基準控制單元、內置時鐘源、輸出部分、告警和管理部分。組成框圖如圖4.26所示。現代通信網技術32BITS組成組成.圖4.26 BITS組成方框圖現代通信網技術33（1）輸入基準控制單元 基準信號輸入控制單元的基本功能是接收外同步基準信號并實施對接收的基準信號進行處理，以提取系統所需要定時基準信號供給時鐘單元，輸入基準信號一般為24個，大多數BITS系統都裝有GPS系統和無線導航系統接收設備

22、。 對基準信號輸入控制單元的基本要求如下：應設置兩個基準信號輸入單元，一主一備，當主用發生故障時應能自動倒換，并在需要時也可進行人工控制倒換。應具有對輸入基準信號的監測功能，監測的項目應包括信號中斷、幀失步、雙極性破壞及頻率偏差等。當部分或全部基準信號故障或中斷時應能發出告警信號。當全部基準信號故障或中斷時應能使時鐘系統進入保持方式工作，并當輸入信號恢復正常時，時鐘系統應能重新進入基準同步方式。現代通信網技術342時鐘單元內置時鐘單元是BITS系統的核心部件，用以產生所需各類時鐘。根據同步網的要求，BITS系統的內置時鐘可分為3級。(1) 加強型2A級，為受控制銣鐘。(2) 加強型2B級，為高

23、穩定度的晶體振蕩器。(3) 加強型3級，為晶體振蕩器。這三級時鐘源的性能指標如表5.11所示。 種類 特性加強型2A時鐘加強型2B時鐘加強型3級時鐘振蕩器類型 銣鐘振蕩器 高精度晶振普通晶振保持能力（頻率穩定度）8.0 x10-111x10-91x10-8 最低準確度5.0 x10-91.0 x10-75.0 x10-7 牽引范圍1.6x10-84.0 x10-74.6x10-6 相位瞬變150ns t11000s150ns t11000s150ns t11000s現代通信網技術35表4.6 內置時鐘源的性能指標現代通信網技術36（4）維護和管理部分 對輸入基準信號具有監測功能，實時監測基準信

24、號丟失、幀失步、循環冗余校驗、雙極性破壞等。 對輸出信號的某些參數(如最大時間間隔誤差、時間方差等）進行測量并能送出測試報告。 通過專用接口與運行的網管系統相連，通過網管系統實現故障管理、性能管理和配置管理等。現代通信網技術37 4.2.6 我國數字同步網的網絡結構及組網原則 我國數字同步網目前采用分布式多基準方案，即在全國設置若干個基準時鐘，其標稱頻率相等，頻率偏移限制在規定范圍內，以設立的基準鐘為中心，劃分同步區，在同一同步區內采用主從同步，在不同的同步區之間采用準同步。采用這種方式縮小了同步區的范圍，縮短了定時信號的傳輸距離，減少了信號的傳輸損傷，提高了時鐘的準確度和可靠性。我國數字同步

25、網的結構我國數字同步網的結構 由上述可知，我國數字同步網采用分區等級主從同步方式，每一個區內按照時鐘性能可劃分四級。數字同步網的這種等級結構與通信網等級結構相適應。其框圖如圖4.27所示。 主從同步網的基本功能是應能準確地將同步信息從基準時鐘向同步網內的各下級或同級節點傳遞，通過主從同步方式使各從節點的時鐘與基準時鐘同步，各級的時鐘準確度要求是不同的。 現代通信網技術38圖4.27 我國等級主從同步框圖各級的時鐘要求及組成簡述如下： 第一級：基準時鐘一般采用絕原子鐘組實現，并配有GPS按收系統。 第二級：具有保持功能的高穩定度時鐘，設置于C1和C2長途交換中心的BITS系統屬于A類。它通過同步

26、鏈路直接與基準時鐘相連。設置于C2和C4長途交換中心的BITS系統的時鐘屬于B類，它通過同步鏈路受A類時鐘控制，間接地與基準時鐘同步。 第三級：具有保持功能的高穩晶體時鐘，通過同步鏈路受控于二級時鐘并與之同步，一般設置于匯接局和本地端局。現代通信網技術39 第四級：一般晶體時鐘，通過同步鏈路受第二級時鐘控制并與之同步。第四級時鐘設置在遠端模塊、數字終端設備和數字用戶交換設備。 全國的數字同步網的結構如圖5.20所示，網絡主要由基準時鐘源、通信樞紐樓的BITS系統和同步信號分配鏈路組成，為網內的主要通信設備提供統一時鐘。 圖4.28 全國數字同步網的構成示意圖現代通信網技術40 網絡的具體組織如

27、下： 全國設置兩個絕鐘，作為一級基準時鐘PRC，分別位于北京、武漢，上海、蘭州設立基準時鐘PRC。 各省中心和自治區首府以上的城市都設置可以接收GPS信號和PRC信號的二級基準時鐘，稱為LPR。當GPS信號正常時，各省中心的二級時鐘以GPS信號為主構成LPR，當GPS信號故障或降質時各省的LPR則轉為經地面數字電路跟蹤PRC，實現全網同步。在有些大區中心及一些邊遠省中心的BITS上增加兩部GPS接收機，使其升級為LPR，以進一步提高整個同步網準確性和可靠性。省內的C1和C3交換中心及本地的同步節點均設置相應的通信樓綜合時供給系統(BITS)。現代通信網技術413. 同步基準信號的傳送方式采用P

28、DH2.048M bit/s專線，即在上、下級的BITS系統之間用PDH2.048M bit/s專用鏈路傳送同步基準信號。采用SDH傳輸系統時，是利用SDH線路的傳送定時基準信號的上級SDH設備已同步于該局的BITS，通過STM-N線路碼傳送到下級SDH設備，從信息系統中提取2.048M bit/s的時鐘信號作為本級BITS的同步基準信號。現代通信網技術42 通信網絡處于迅速的發展和變化之中，與之相配套的網絡管理技術的發展尤為重要。電信網對公眾提供的服務的優劣，一方面與電信網的基礎設施有關，另一方面與電信網的管理有關，因此建設完整、先進和統一的網絡管理系統，對電信網絡進行全面的、有效的管理，從

29、而提高網絡的運行效率，提高對公眾的服務質量，這是在網絡建設過程中必須充分重視的一個方面。 4.3 管理網4.3.1 4.3.1 管理網的基本概念管理網的基本概念1、網絡管理意義網絡管理意義（1）網絡管理的含義 網絡管理是實時或近實時地監視網絡運行，必要時采取控制措施，以達到在任何情況下，最大限度地使用網絡一切可以利用的設備，使其盡可能多的通信得以實現。現代通信網技術43 由此可見，電信網絡管理的目標是最大限度地利用電信網絡資源，提高網絡運行質量和效率向用戶提供良好的服務。為了實現這一目的，除應設置對于各種電信業務網的電信管理系統之外，還應設置針對網絡設備的監控和維護系監控和維護系統統。因此，網

30、絡管理系統應包括業務管理、網絡控制和設備監控和維護業務管理、網絡控制和設備監控和維護。 任何通信業務網的建設，都是根據業務量的發展，在保證一定的服務質量的前提下進行網絡規劃和設計的。為了節省網絡建設費用，一般地，業務負荷在等于或低于設計的負荷值且當網中通信設備正常運行的情況下，能為用戶提供良好的服務。但是當出現過大的業務負荷或者發生重大的故障時，網絡就不能有效地承受加入的負荷，就會造成服務質量的下降，嚴重時甚至會造成網絡網絡混亂混亂。發生這種情況的原因往往是多方面的，主要的有下面幾個三個方面的因素。現代通信網技術44網絡內部因素網絡內部因素：交換系統或傳輸系統發生故障、路由調度或維護工作失誤等

31、，會使網絡的負荷過大。網絡外部因素網絡外部因素：局部地區出現一些突發事件、舉行大型的活動等使局部網絡通信業務量急劇增加，會出現負荷大大超出設計負荷量。比如，電話呼叫大量增加，阻塞率增大，反復無效的重撥會使電話網中阻塞率進一步提高，如果不采取措施來控制，就會使網絡出現嚴重的阻塞現象。綜合因素綜合因素：人為或自然災害破壞了部分網絡，使局部網絡癱瘓，也會出現異常大的業務負荷。 因此，必須設置電信網絡管理系統，及時發現異常負荷的出現，及時采取措施，以保證電信網能可靠、有效地運行。 現代通信網技術45（2）網路管理技術的發展 網絡管理技術隨著網絡的發展不斷演進，傳統的網絡管理思想是將整個網絡分成不同的“

32、專業網”進行分別管理。如分成用戶接入網、信令網、交換網、傳輸網等分別進行管理。如圖4.29所示，這種管理中心對不同的“專業網絡”設置不同的監控中心，這些監控管理中心只對本專業網絡的設備及運行情況監控和管理。現代通信網技術46 由于這些監控管理中心屬于不同的部門，缺乏統缺乏統一的管理目標一的管理目標；另外這些專業網絡往往又使用了僅用于專業網內的專用管理系統，故這些系統之間很難互通，因此造成各中心不能共享數據和管理信息，而且在一個專業網內出現的故障或降質還可能影響到其它專業網的性能。采用這種專業網絡管理方式會增加對整個網絡故障分析和處理的難度，將導致故障排除緩慢和效率低下。圖4.29 傳統網絡管理

33、結構框圖現代通信網技術47 為了解決傳統網絡管理方法的缺陷，現代網絡管理系統采用系統控制的觀點。把整個電信網絡看作一個由一系列傳送業務的互相連接的動態與系統構成的模型。 網絡管理的目標就是通過實時監控各個系統資源，以確保端到端用戶業務的質量。 電信網絡管理的發展與電信網絡及業務的發展息息相關。電信網絡及業務向智能化、綜合化、標準化、寬帶化、個人化的發展方面決定了電信網絡管理也必然向標準化、綜合化、智能化、自動化、分布式方向發展。 為了適應電信網絡及業務當前和未來發展的需要，ITU-T于80年代末提出了電信管理網電信管理網(TMN)(TMN)的概念，TMN是具有標準結構、接口和協議的管理網，實施

34、對整個電信網絡的操作、管理和維護。 2. TMN的基本概念現代通信網技術48 3 . TMN的組成 ITU-T指出：電信管理網的基本概念是提供一個有組織的網絡結構，以取得提供一個有組織的網絡結構，以取得各種類型的操作系統各種類型的操作系統(OS)之間、操作系統與電信設備之間的互連。之間、操作系統與電信設備之間的互連。它是采用商定的具有標準協議和信息的接口進行管理信息交換的體系結構，提出TMN體系結構的目的是支撐電信網和電信業務的規劃、配置、安裝、操作及組織。 從上述定義可以看出，TMN的基本概念，可有兩個方面的含義： 一方面是，TMN是一組原則和為實現此原則定義的目標而制定的一系列的技術標準和

35、規范； 另一方面是，TMN是一完整的、獨立的管理網絡，是各種不同應用的專門管理系統按照TMN的標準接口互連而成的網絡，這個網絡在有限的點上與電信網接口，與電信網的關系是管理網與被管理網之間的關系。 現代通信網技術49TMN由操作系統(OS)、工作站(WS)、數據通信網(DCN)、網元(NE)組成，其構成示意圖如圖6.2所示。其中操作系統和工作站組成網絡管理中心操作系統和工作站組成網絡管理中心，對整個電信網進行管理；網元是網絡中的通信設備，可以是交換設備、傳輸設備、交叉連接設備、復用設備、信令設備等；數據通信網則提供傳輸網管的數據通道。現代通信網技術50TMN的組成的組成 圖4.30 TMN組成

36、示意圖現代通信網技術51TMN的功能的功能 TMN的應用功能是指TMN為電信網及電信業務提供的一系列管理功能，主要劃分為以下5個方面。 （1）性能管理功能 性能管理是提供對電信設備的性能和網絡或網絡單元的有效性進行評價，并提出評價報告的一組功能，網絡單元是指電信設備和支持網絡單元功能的支持設備組成，并有標準接口，如交換設備、傳輸設備、復用器、信令終端等。4 . TMN4 . TMN的功能的功能 現代通信網技術52（2）故障管理功能 故障管理是對電信網的運行情況異常和設備安裝環境異常進行監測、隔離和校正的一組功能。ITU-T對故障(或維護)管理已經有了定義的功能包括三個方面。 故障檢測功能：故障

37、檢測是指在對網絡運行狀態進行監視的過程中檢測出故障信息，在檢測到故障后，發出故障告警信息，并通知故障診斷和故障修復部分來進行處理。故障診斷定位功能：故障診斷定位功能是首先啟用一個備份的設備來代替出故障的設備，然后啟動故障診斷系統對發生故障的部分進行測試和分析，以便能夠確定故障的位置和故障的嚴重程度，啟動故障恢復部分排除故障。故障恢復功能：故障恢復是在確定故障的位置和性質以后，啟用預先定義的控制命令來排除故障，這種修復過程適用于對軟件故障的處理；對硬件故障，需要維修人員去更換故障管理系統指定設備中的有故障的硬件。 現代通信網技術53（3）配置管理功能 配置管理是網絡管理的一項基本功能，它對網絡中

38、的通信設備和設施的變化進行管理，例如通過軟件設定來改變電路群的數量和連接。從網管信息模型的角度來講，就是對網絡管理對象的創建、修改和刪除。 在其它幾個管理功能中，對網絡中的設備和設施進行控制時，需要利用配置管理功能來實現，例如在性能管理中啟動一些電路群來疏散過負荷部分的業務量，在故障管理中需要啟用備份設備來代替已損壞的通信設備等。 現代通信網技術54（4）計費管理功能 計費管理功能可以采集用戶使用網絡資源的信息，例如，通話的次數、通話時間、通話的目的地等信息，然后一方面把這些信息存入用戶帳目日志以便用戶查詢，另一方面把這些信息傳送到資費管理模塊，以使資費管理部分根據預先確定的用戶費率計算出費用

39、，也就是說，它對電信業務收費過程提供支持。另外計費管理功能還要支持費率調整、用戶查詢、根據服務管理規則調整某一功能。 （5） 安全管理功能 安全管理功能是保護網絡資源，使網絡資源處于安全運行狀態。安全是多方面的，例如有進網安全保護、應用軟件訪問的安全保護、網絡傳輸信息的安全保護等。 安全管理中一般要設置權限、口令、判斷非法的條件，利用設置的權限、口令、判斷非法的條件對非法入侵者進行防衛，以達到保護網絡資源，使網絡能安全正常的運行。現代通信網技術554.3.2 電信管理網的結構1 1、TMNTMN邏輯分層結構邏輯分層結構 TMN主要從三個方面界定電信網絡的管理，即管理層、管理功能和管理業務，這一

40、界定方式稱為TMN的邏輯分層體系結構，具體劃分如圖4.31所示。圖4.31 TMN邏輯分層結構示意圖現代通信網技術56TMN管理分層的4個層次的主要功能如下： （1）事務管理層 事務管理層是TMN的最高層功能管理層，這一層的管理通常是由高層管理人員介入。主要的管理功能包括業務預測、規劃、網絡的規劃、設計、資源的控制和效益的核算等。 （2）業務管理層 業務管理層的主要功能是滿足和協調用戶的要求；按照用戶的需求來提供業務，對服務質量進行跟蹤以及對服務質量的情況提供報告等。接收從網絡管理層來的信息，與網絡管理進行交互，與上面的事務管理層進行交互，與服務提供者進行交互。現代通信網技術57（3） 網絡管理層 網絡管理層的功能是對由網元互連組成的網絡進行管理，包括網絡連接的建立、維持和拆除、網絡級性能的監視和網絡級故障的發現和定位。通過對網絡的控制來實現