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电力系统通信技术建设电力通信网络管理系统
摘要：分析了电力系统专用通信网管理要求，针对网络管理层次多、设备种类多、网络结构复杂特点，从技术角度提出了建设电力通信网网络管理系统基础要求及处理方案。方案以tmn为基础兼容其它网管系统标准，强调接口开放性，强调系统一体化和独立性，强调网络化和对多种体系结构兼容性。为网管系统设计和方案选择提供部分有益提议。
关键词：电力系统； 通信网络； 网络管理系统； q3适配器； snmp； tmn

0引言
多年来伴随通信技术发展，为了满足电力系统安全、稳定、高效生产需求及电力企业运行走向市场化需求,电力通信网发展十分快速。很多新通信设备、通信系统，比如sdh、光纤环路、数字程控、atm等，全部纷纷涌入电力通信网，使网络面貌日新月异。新设备大量涌入表现出通信网智能化水平不停提升，功效日益强大，配置、应用也十分复杂。层出不穷新产品、新功效、新技术及技术经济效益等很多原因影响，使可选择设备越来越多，造成电力通信网中设备种类复杂化。技术发展使一些旧观念有了根本改变，计算机网络技术和通信技术相互交融。传统通信网络交换、传输等领域引入了计算机网络设备，比如路由器、网络交换、atm设备等。一些传统通信业务经过计算机网络实现，比如ip电话等。今天通信网和计算机网界限已越来越模糊。电力通信业务已从调度电话、低速率远动通道扩展到高速、数字化、大容量用户业务，比如计算机互联网、广域网、视频传送等。电力通信网结构也已从单一服务于调度中心简单星形方法发展到今天多中心网状网络，以确保能为日益增加电力信息传输需求服务。
另外，因为网络规模限制，电力通信网实际上是一个小而全网络。小是指网络业务量不大；全是指作为通信网全部步骤一样不少，而且电力通信网地域广大、数量繁多。因为规模原因，电力通信网管理传统上一直全部是不分专业统一管理，每一位通信管理维护人员全部必需管理包含网络中传输、交换、终端各个步骤上设备，还包含电源、机房、环境等网络辅助设备，同时还要管理电路调配等网络业务。
因为电力系统行政划分各级全部设置电力调度，电力通信网又被人为划分成不一样等级、不一样隶属关系网络。通常来说，电力通信网分为主干网、地域网；主干网分国家、网局、省局、地域4级；地域网又分为地域、县级网。各个等级网络依据隶属关系互联，各行政单位所属网络管理、维护关系独立。而且因为传统原因，上级网络设备维护工作多由通信设备所在地域下级网络通信管理人员负责。网络设备管理和维护分离，集中运行，分散维护。
面对这么一个复杂网络，这么部分苛刻管理要求，唯一也是十分有效方法就是建立含有综合业务功效、综合接入功效电力通信网络管理系统（简称网管系统）。
早期电力通信网管理方法简单，因为通信设备功效单一、智能化水平不高，自动化管理表现为监控系统，含有监视通信设备运行状态，实时通告设备告警和运行异常信息，远程实时控制设备主、备切换等功效。伴随电力通信网发展，作为新一代通信网基础智能化设备出现后，产生了网元管理系统，它除了对设备故障监控功效外，还包含对设备性能、配置及安全管理。时至今日，网元管理系统应用在通信网运行管理过程中已随地可见。伴随通信设备智能化水平提升和通信业务需求增加，通信组网灵活性越来越大，通信网规模也越来越大，网络管理系统应运而生。
1电力通信网络管理设计标准
1.1全方面采取tmn体系结构
tmn是国际电信联盟itu—t专门为电信网络管理而制订若干提议书［1］，关键是为了适应通信网多厂商、多协议环境，处理网管系统可连续建设问题。tmn包含功效体系结构、信息体系结构、物理体系结构及q3标准互联接口等项内容。经过多年来不停完善和发展，tmn已走向成熟。国际上很多大企业（比如sun,hp等）全部开发出tmn应用开发平台，以支持tmn标准；越来越多国际、中国通信设备制造厂商也宣告接收q3接口标准，并在她们设备上配置q3接口。中国公用网、部分专用通信网全部有利用tmn来建设网管系统成功范例，比如：全国长途电信局利用hptmn平台ovdm建设全国长途电信三期网管；无线通信局利用sunsem平台建设tmn网络管理系统［2］。tmn优点在于其成熟和完整性，是现在国际上被广泛接收体系中最为完整通信网管标准体系；tmn不足在于其复杂性和单一化接口。这些问题在网管系统建设中应该加以考虑。
1.2兼容其它网管系统标准
在接收tmn同时，兼容其它流行网管系统标准以处理tmn接口单一问题，对电力通信网管系统建设十分有好处，尤其在强调技术经济效益今天，这一点更为关键。
snmp简单网路管理协议所组成网络管理是现在应用最为广泛tcp/ip网络管理标准，snmp网络管理系统实际上也是现在世界上应用最为广泛网络管理系统。不仅计算机网络产品厂商，现在越来越多通信设备制造厂商全部支持snmp标准。所以电力通信网管系统应该将snmp简单网路管理协议作为网络管理标准之一，尤其在通信网和计算机网界限越来越模糊今天，其效益是显而易见。
另外，现在出现了新发展网管体系和标准，比如对象管理组织omgcorba体系、基于web网管体系、分布式网络管理技术等，这些新技术全部应该引发我们重视。总而言之，对于电力通信网这种组织结构分散网络来说，网管系统对多种体系兼容性很有必需。
1.3采取高水平商用tmn网管开发平台作为开发基础
网络管理是一个巨大、复杂工程，包含面广，难度大，尤其是像tmn这么系统，而综合业务及综合接入功效要求又增加了系统难度。依据标准提议书从基础开发做起方法不管从时间、经济角度来说全部是不可取。高层网管应用开发平台是世界上含有相当实力厂商，投巨款历时多年开发出来商用系统，现在比较成熟有sun企业sem、hp企业open view、imbnetview等［3］。每一个商用系统全部为建设通信网络管理系统提供了一整套管理、代理、协议接口及信息数据库开发工具和方法。利用商用tmn网管平台作为关键来构筑电力通信网管系统，屏蔽了tmn网管系统复杂性，可大大降低开发难度，缩短开发时间，提升分开成功率。对电力通信网管系统建设来说不失为一个经济有效方法。
当然，商用化高层网管应用开发平台成本相对比较高，所以对于规模小、层次低通信网，采取部分专用自行开发网络管理系统平台可能更为实际。
1.4网管系统网络化
网管系统互联组成网管网络这一点是不言而喻。从长远见解来讲，电力通信网管应接收异构网互联观念，即不一样层次、不一样厂商甚至不一样体系结构系统之间应不受阻碍互联，组成一个含有广泛容纳性网管网络。
要求一个或多个统一标准互联接口作为系统互联限制约定是现在网管系统之间互联最可行方法，如采取cmipq3接口、snmp简单网络管理协议作为网管之间互联标准协议接口。当然伴随技术发展这种限制可能会有所改变，比如：corba技术应用会对现在情况产生影响。即使统一接口有系统花费大不足，不过统一接口在数据互联中优点是显而易见。
网管系统数据共享和可互操作性机制是网管系统互联基础。完善安全机制是网管系统互联成功保障。网管系统还应支持和网管系统以外信息管理系统互联，实现数据共享。
1.5综合接入性
网管必需满足多种通信网络、通信设备接入要求，兼容多种制式、各个厂商产品。
tmn网管系统本身支持标准接口有限，能够直接接入tmn网管系统通信系统、通信设备并不多，大量通信设备接入依靠网管系统提供代理转换机制，网管系统经过协议适配器这么网管部件，将通信设备上五花八门管理数据接口转换成统一网管系统支持标准接口（比如q3适配器，snmp prox等），实现网管对通信设备接入。对于设备种类繁多电力通信网，这个步骤尤为关键。
对于网络层次多、设备分布广、智能水平低电力通信网，假如全盘依据tmn代理方案，势必造成代理系统十分庞大，整个网管系统变得很不经济。所以，选择一个综合接入能力强、成本低网管系统直接面向大量通信设备，将通信设备集中转换，再经过标准接口送入tmn高层次网管。建立综合接入网管系统来完成接入任务对电力通信网不失为一个经济可行方案。
对于大量中等以下规模网络完全能够依靠综合接入网管系统功效来管理网络，既可实现通信设备综合接入，又建立了网络分层管理，一举两得，而且这种方案经济效益十分可观。对于系统已经在建大量监控、网元管理系统来说，也能够采取先将其改造成综合接入网管系统再接入高层tmn网管方案。
1.6完善应用功效及用户应用接口开放性
在今天这么市场竞争环境下，网管系统应用功效是否完善、丰富，能否满足用户要求、适应网络改变，总而言之网管系统应用功效是否能得到用户认可，是网管系统成败关键。
应用功效设置应该能由用户来选择，用户应用界面应该满足用户要求。这要求网管系统除了含有依据用户要求定制能力外，关键一点是网管系统应用功效接口应含有开放性，应能支持满足应用功效接口第三方应用程序，在不改变基础系统情况下不停推出新应用功效、用户界面，满足用户要求。因为电力通信网采取行政划分管理方法，各级用户管理功效要求不一致性更大，应用功效开放性要求显得更为关键。
1.7网管系统一体化和独立性
网管系统应实现电力通信网一体化管理，即多种功效网络管理系统应用程序统一设计，采取统一界面风格，采取一致名词术语。用统一管理操作界面去操作控制不一样型号、厂家同类功效设备。在同一个平台、界面上监视、处理网络告警，控制网络运行。
真正网络管理系统应含有独立性，系统不应依靠于某个设备制造厂商；网管系统应能确保全部厂商全部得到一样公平和有效支持。这么做目标是为了确保通信系统本身发展，确保不会因网管系统方案选择限制通信系统本身。这一点对于多样化特点十分显著电力通信网尤为关键。
1.8网管系统人机界面
首先，对象化思想应该贯穿在网管界面设计中。将图形上元素及元素组合定义成图形对象，将图形对象和它所表示数据对象、实际通信设备串联起来，实现实物、数据、表示界面统一。这种对象化设计方法确保了网管系统数据和界面统一，确保了网管系统对被管理系统改变适应能力。对象化设计观念应推广到网管系统人机界面各个方面，比如：语音申告、媒体管理等。
其次，网管系统界面应不停采取新技术加以更新、改造。界面是表示一个系统窗口，界面优劣直接影响大家对系统第一印象，影响大家对系统使用。引入新技术，提升系统界面功效、界面可观赏性、系统易使用程度是网管系统成败又一关键原因。
gis是现在实用化和技术经济性能全部比较高一项可视化信息技术，gis采取对象化设计思想，支持地理信息数据，支持多图层控制，采取矢量化图形方法。gis在信息管理系统数据表示界面方面应用广泛，在表示和地理信息相关数据界面时尤其优异，电力通信网管系统能够采取gis技术开发基于地理信息系统网管应用界面。
web是一个影响很广、为大家广泛接收、使用方便数据浏览界面，web支持数据包含文本、图形、图片、视频等，支持数据库浏览，而且支持数据种类和数据格式还在不停丰富。利用web优势作为网管系统信息公布媒介是一个很明智选择。
2电力通信网管系统方案
2.1需求分析
在选择网管系统方案时多种原因全部会影响最终决定，如网络管理要求、通信系统规模、通信网络结构、技术经济指标等。网络管理要求应是确定网管系统方案首要原因。并不是在任何情况下网管配置越高、功效越全越好，假如管理要求只关心对通信设备实时监控，那么最好方案是选择监控系统。在完成监控功效方面，监控系统实时性能、正确程度全部较复杂网管系统要高。一样假如管理要求只关心通信设备信息，只需要建立网元管理系统即可。但假如是一个管理一定规模通信网络而且提供通信服务管理单位，那么就应该选择能够涵盖整个通信网网管系统。
2.2网络设计
早期网管系统通常只重视网络一些部分（如通信设备）管理，其关键原因是通信网管系统在发展早期通常依靠于通信设备生产厂商。真正网络管理系统应包含以下各个层次：
网元数据采集层：网元(设备)数据接入、数据采集系统。
网元管理层：直接管理单个网元(设备)，同时支持上级网络管理层。这一层关键是面向设备、单条电路，是网络管理系统基础内容。其直接结果实现设备维护系统。
网络管理层：在网元管理基础上增加对网元之间关系、网络组成管理。关键功效包含：从网络见解、互联关系角度协调网元(设备)之间关系；创建、中止和修改网络能力；分析网络性能、利用率等参数。网络管理层另一个关键功效是支持上层服务管理。
服务管理层：管理网络运行者和网络用户之间接口，如物理或逻辑通道管理。管理内容包含用户接口提供及通道组织；接口性能数据统计统计；服务统计和费用管理。
业务管理层：对通信调度管理人员相关运行等事项所需部分决议、计划进行管理。对运行人员相关网络部分判定管理。这一层管理往往和通信企业管理信息系统亲密相关。其功效包含：日志统计，派工维护统计，停役、维护计划，网络发展计划等。
网络管理系统应该是全网络，对于面向用户服务规模较大通信网络，管理关键应放在网络、服务、业务等层次管理上。
2.3系统功效
一个完善网络管理系统应含有以下功效。
故障管理：提供对网络环境异常检测并统计，经过异常数据判别网络中故障位置、 性质及确定其对网络影响，并深入采取对应方法。
性能管理：网络管理系统能对网络及网络中多种设备性能进行监视、分析和控制，确保网络本身及网络中各设备处于正常运行状态。
配置管理：建立和调整网络物理、逻辑资源配置；网络拓扑图形显示，包含反应每期工程后网络拓扑演变；增加或删除网络中物理设备；增加或删除网络中传输链路；设置和监视环回，以实施相关性能指标测试。
安全管理：预防非法用户进入，对运行和维护人员实现灵活优先权机制。
2.4系统结构
为了确保网管系统能很好适应电力通信网特点，满足电力通信网管理要求，网管系统应能兼容多机种、多个操作系统；应能设计成冗余结构确保系统可靠性；应能充足考虑系统分期建设要求，充足考虑不一样档次网管系统需求。网管系统组成见图1。

图1网管系统组成框图
fig.1frame of telecommunication
management system
网管系统可采取ip级网络实现系统中各硬件平台之间互联，利用现有多种管理数据网络路由，组织四通八达网管系统网络。
数据服务器：是网管管理信息数据库存放载体，用于存放和处理管理信息。
网管工作站：为网管系统提供人机接口功效。它为用户提供友好图形化界面来操作各被管设备或资源，并以图形方法来显示网络运行状态及多种统计数据，同时运行多种网管系统应用程序。
浏览工作站：经过广域网、internet或intranet网接入网管系统，提供网管系统数据信息浏览功效。
协议适配器：完成网管系统和被管理设备之间协议转换。
前置机代理：经过远方数据轮询采集及网管系统和采集系统之间协议转换，实现对多种通信站、通信设备实时管理。
网管系统软件由管理信息数据库、网管关键模块、若干应用平台、若干网络高级分析程序及数据转换接口程序组成。
管理数据库：负责存放和处理被管设备、被管系统历史数据, 和非实时资料、统计检索结果、报表数据等离线数据。
网管关键模块包含管理信息服务模块、管理信息协议接口及实时数据库；
通信调度应用平台包含系统运行监视、运行管理、设备操作、图形调用、数据查询等功效。
图形系统实现网管系统图形应用界面，包含图元制作工具、绘图工具、图形文件管理工具、数据库维护工具等。
通信运行管理应用平台提供网管系统所需多种管理功效，包含运行计划管理、维护管理、报表管理、权限管理等。
网络高级分析软件包含网络故障分析、性能分析、路由分析、资源配置分析。
3结语
电力通信网络管理系统开发和应用起步比较迟，相对于公用网和其它部分专用网全部落后了一步。现在，在电力通信网中未见真正规模比较大网络管理系统，网络运行管理关键依靠通信监控系统和部分随通信系统和通信设备引进网元、网络管理系统。伴随网络规模、管理水平提升，越来越显示出现在这种情况不适应性。从事电力通信网运行、管理、开发建设者们有能力、有决心处理好这些问题。
作者介绍：焦群，男，高级工程师，长久从事电力通信网监控系统及网管系统研究工作。
作者单位：焦群（电力自动化研究院， 南京 210003）
参考文件：
［1］itu-t m.3010-96.principles for a telecommunication management networks.
［2］胡谷雨(hu guyu).电信管理网及其应用(telecommunication management network and its application).通信工程学院报(journal of ice)，1999，13(2)
［3］谢钧(xie jun).利用tmn综合平台结构多级网络管理系统(building multi-level network management system with tmn platform).通信工程学院报(journal of ice)，1999，13(2)