通信实务—8.电信支撑网

一、信令网

1.信令与信令网的基本概念

信令是通信网中的控制指令，在终端与交换机之间、交换机与交换机之间进行传递，用以保障终端、交换系统和传输系统的协同运行，并维护通信网络的正常运行。在通信网中， 承担信令控制的软件系统和硬件设备的集合即为信令系统，对通信网起重要的支撑作用。

1.1 信令的分类

(1)按信令的工作区域划分。按信令的工作区域，可将信令分为用户线信令和局间信令两类。

①用户线信令：在终端与交换机之间的用户线上传输，根据用户线的类型又分为模拟用户线信令和数字用户线信令。用户线信令是用户电话机与电话局交换机之间传送的信令，这类信令与交换设备的类型以及电话网的结构无关。

②局间信令：传递于交换机与交换机之间以及交换机与业务控制节点之间，在局间中继线(或长途电路)上传送。局间信令的功能比用户线信令丰富且复杂，是信令系统中最重要的内容。

(2)按信令所完成的功能划分。按信令所完成的功能，可将信令分为监视信令、路由信令和维护管理信令 3 类。

①监视信令：用于监视用户线和中继线的状态变化。

②路由信令：具有选择路由的功能，也称选择信令。

③维护管理信令：表示线路拥塞、计费以及故障告警等信息。

(3 )按传送方向划分。按传送方向，可将信令分为前向信令和后向信令。

①前向信令：主叫方发往被叫方的信令。

②后向信令：被叫方发往主叫方的信令。

(4) 按信令信道与用户信息传送信道的关系划分。按信令信道与用户信息传送信道的关系，可将信令分为随路信令和公共信道信令。

①随路信令：是由话路本身来传递信令信息的方式。在随路信令方式中，各话路所传送的信令只为本话路服务。我国电话网络曾经使用过的随路信令称为"中国1号信令"， 它是根据我国电话网实际情况规范的随路信令。目前，我国公众电话网已经广泛使用公共信道信令， 但部分专用网还使用随路信令。

②公共信道信令：与随路信令完全不同，公共信道信令方式是将话路信道和信令信道分开， 话路信道只传送语音信号， 信令信息在专门设置的信令信道中传送。由于信令信息量小， 一条信道可以传送多个话路的信令信息，这种方式就称为公共信道信令方式，简称共路信令方式。

1.2 信令方式

(1)编码方式。编码方式包括未编码方式和己编码方式。未编码方式的信令主要用在模拟电话网的随路信令系统中，编码容量小、传输速度慢， 目前已不再使用。己编码方式包括模拟编码方式、二进制编码方式和信令单元方式。

①模拟编码方式：有起止式单频编码、双频二进制编码和多频编码方式。其中，多频编码方式使用最多， 具有自检能力， 可靠性较好， 曾广泛用于随路信令系统。

②二进制编码方式：其典型代表是数字型线路信令， 使用 4bit 二进制编码来表示线路的状态信息。

③信令单元方式：采用不定长分组形式， 用由工进制编码的若干字节构成的信令单元来表示各种信令。这种方式编码容量大、传输速度快、可靠性高、可扩充性强，是公共信道信令系统广泛采用的方式， 其典型代表是 No.7 信令系统。

(2)传送方式。信令的传送方式包括端到端方式、逐段转发方式和混合方式。

①端到端方式：将长途区号和用户号码分别发送。 发端局先向转接局只发送所需的长途区号，并逐级转发直至到达收端局，完成到收端局的接续；然后发端局再发送用户号码，建立发端到收端的接续。这种方式的特点是发码速度快， 拨号后等待时间短，全程采用同样的信令系统，发端信令设备占用周期较长。

②逐段转发方式：对信令逐段进行接收和转发，被叫号码整体进行逐段转发。其特点是对链路质量要求不高，每段链路的信令形式可以不同， 信令传输速度慢， 连接建立的时间较长。

③混合方式：实际中常常根据链路的传输质量将上述两种信令传送方式混合使用。例如， 在劣质链路上采用逐段转发方式，在优质链路上采用端到端方式。 No.7 信令系统对两种方式都支持。

(3)控制方式。控制方式指控制信令发送过程的方式， 可分为非互控方式、 半互控方式和全互控方式。

①非互控方式：发端不需要等待收端确认反馈。控制机制简单，发码快，适用于误码率很低的数字信道。

②半互控方式：发端必须收到收端的确认反馈后，才能发下一个信令。前向信令的发送受控于后向证实信令。

③全互控方式：收发两端都在收到对方的确认反馈后才能发下一个信令消息，是一种不间断的连续互控方式，抗干扰能力强，可靠性好，但设备复杂，发码速度慢，目前在公共信道方式中己不再使用。

NO.7 信令系统中主要采用非互控方式，且没有完全取消后向确认反馈，以保证更好的可靠性。

2.NO.7 信令及信令网

2.1 NO.7 信令系统结构和信号单元格式

(1) NO.7 信令系统结构

按基本功能可划分为公共消息传递部分和用户部分。

①公共消息传递部分。公共消息传递部分是各种用户的公共处理部分，它作为一个公共传送系统，为正在通信的用户功能位置之间提供可靠的传递信号消息。

②用户部分。这里所说的用户部分是指使用消息传递部分的各功能部分，如电话用户部分、数据用户部分。每个用户部分都包含它特有的用户功能或与其有关的功能。如电话呼叫处理、数据呼叫处理、网络管理、网络维护及呼叫计费等功能。当需要增加某种功能时，只要增加相应的模块即可，因为系统结构的模块是按功能考虑的。 由于各用户部分的功能都要在信号说明中加以规定，所以各用户部分也是公共信道信令系统的一部分。虽然不同的用户部分具有不同的功能，但也存在一些相同之处。

(2) NO.7 信令系统的功能分级

NO.7 信令系统按功能来划分的结构如图 ，其消息传递部分又进一步分为 3 个功能级，将用户部分设置为第 4 功能级。

①第 1 功能级一一信令数据链路级。该级定义了一条信令数据链路的物理、电气和功能特性以及接入方式。它是一个双向传输的信令通道，包括工作速率相同的两个数据通道，可以有数字和模拟两种信令数据链路。 对于数字的信令数据链路，常采用速率为 64kbit/s 的数字通路，对于模拟的信令数据链路，常采用速率为 4.8bit/s 的调制解调器的模拟通路。

②第 2 功能级一一信令链路功能级。该级定义了在一条信令链路上信令消息的传递和与其传递有关的功能和过程。这一级与第 1 级信令数据链路一起，为在两点间进行信令消息的可靠传递提供信令链路。 由上级传来的信号消息以不同长度的信令单元在信令链路上传送。为使信令链路能正常工作，信令单元除包含信令消息的信息内容以外，还包含一些传递时的控制信息。

③第 3 功能级一一信令网功能级。该级原则上定义了传送的功能和过程，这些功能和过程对每条信令链路都是公共的，而与这些链路的工作无关。 信令网功能级主要包括信令消息处理功能和信令网管理功能。

④第 4 功能级一一用户部分。该级由不同的用户部分组成，每一用户部分规定系统内某种用户专用的信令系统的功能和过程。

不同用户的用户部分功能可以大不相同。在整个系统中，典型的"用户部分"有电话用户部 分、 ISDN用户部分、数据用户部分、运转和维护用户部分、遥控用户部分、集中计费用户部分、 话务员座席用户部分等。随着通信网和信令技术的发展，还会出现新的"用户部分"类型。

(3) NO.7 信令的信令单元

在 No.7 信令方式中，信令消息是借助于信令单元在信号链路上传送的。针对不同业务， 信令单元的长度不同：电话业务的信令单元长度为 80bit，数据业务的信令单元长度为 120bit， 移动电话业务的信令单元长度为 140bit。由此可见， No.7 信令采用可变长信令单元，共有 3 种 不同的信令单元格式。

①消息信令单元。消息信令单元由"用户部分"产生，用于承载用户信息，使信息从源点经过信令链路到达目的地。

②链路状态信令单元。链路状态信令单元是根据链路状况提供的，用来运载信令链路状态信息。

③填充信令单元。当链路上没有消息信令单元或链路状态信令单元传送时，就传送填充信令单元。

2.2 NO.7 信令网

(1) NO.7 信令网的组成。 NO.7 信令网由信令点、信令转接点及它们之间的信令链路组成。

(2) 信令网的工作方式。信令网的工作方式是指信令消息的传送路径与消息所属的信令关系之间的对应关系。如果两个信令点的用户之间有直接的通信，则称这两个信令点存在信令关系。

No.7 信令网采用直联和准直联两种工作方式。

①直联工作方式。即两个信令点之间的信令消息，通过直接连接两个信令点的信令链路来传送。

②准直联工作方式。属于某信令关系的信令消息， 要经过一个或几个信令转接点来传送，但通过信令网的消息所取的道路在一定时间内是预先确定和固定的。

③信令网的结构。信令网的结构有无级信令网和分级信令网两种，分级信令网又分为二级信令网和三级信令网。

(a) 无级信令网。无级信令网是指未引入信令转接点的信令网，即全部采用直联工作方式的直联信令网。

从对信令网的基本要求来看，信令网中每个信令点或信令转接点的信令路由尽可能多， 信令接续中所经过的信令点和信令转接点的数量尽可能少。无级网中的网状网虽可以满足上述要求，但当信令点的数量比较大时，网状网的局间信令链路数量会明显增加。如果有N个信令点，采用网状网连接时所需的信令链路数是 N (N-1) /2 条。所以，虽然网状网具有信令路由多、信令消息传递时延短的优点，但限于技术上和经济上的原因，不能适应较大范围的信令网的要求，所以无级信令网没有得到实际的应用。

(b) 分级信令网。分级信令网是使用信令转接点的信令网，按等级又可划分为以下两种。

• 二级信令网：由一级 STP 和 SP 构成。

• 三级信令网：由高级信令转接点 、低级信令转接点 和 SP 三级构成。

二级信令网相比三级信令网的优点是：经过信令转接点少及信令传递时延短。通常在信令网容量可以满足要求的条件下，都是采用二级信令网。但是对信令网容量要求大的国家， 当信令转接点可以连接的信令链路数量受到限制而不能满足信令网容量要求时，就必须使用三级信令网。 分级信令网中，当信令点之间的信令业务量足够大时，可以设置直联信令链路，以使信令传递快、可靠性高，并可减少信令转接点的业务负荷。

3.我国的信令网

3.1 我国信令网的结构

我国地域广阔、交换局多，信令网采用三级结构。第一级是信令网的最高级，称为 HSTP， 第二级是 LSTP，第三级为 SP。 第一级 HSTP 通常设在各省(自治区)、省会(首府)及直辖市，成对设置。 HSTP 间采用 AB 平面连接方式，如图所示，它是网状连接方式的简化形式。

第二级 LSTP 通常设在地级市，成对设置。 LSTP 至 LSTP 以及未来用二级信令网的中心城市本地网中的第三级 SP 至 LSTP 间，采用分区固定连接方式。大、中城市两级本地信令网的 SP 至 LSTP 可采用按信令业务量大小连接的自由连接方式，也可采用分区固定连接方式。

第三级 SP 是信令网传送各种信令消息的源点或目的点，各级交换局、运营维护中心、 网管中心和单独设置的数据库均分配一个信令点编码。

3.2 信令点编码

信令点编码用以识别信令网中各信令点及信令转接点，供信令消息在信令网中选择路由使用。信令网与话路网在逻辑上相对独立，信令点编码与电话号码没有直接联系。信令点编码依据信令网的结构及应用要求，实行统一编码，同时要考虑信令点编码的唯一性、稳定性和灵活性，要有充分的容量。根据信令消息的始末点相应地称为源信令点编码 OPC 和目的信令点编码 DPC。
(1)国际信令网信令点编码。编码长度为 14 位。编码容量为 2¹⁴=16384 个信令点。采用大区识别、区域网识别和信令点识别的 3 级编号结构。

(2)我国的信令网编码。我国 No.7 信令网的信令点采用统一的 24 位编码方案，编码在结构上分为 3 级。

我国以省、直辖市为单位(个别大城市也列入其中）划分成若干主信令区(对应 HSTP)， 每个主信令区再划分成若干分信令区(对应 LSTP)，每个分信令区含有若干个信令点。必要时一个分信令区编码和信令点的编码可相互调换使用。 国际接口局应分配国际(14bit) 及国内 (24bit)两个信令点编码。

3.3 信令路由及其选择

两个信令点间传送信令消息的路径称为信令路由。信令路由选择自 MTP-3 中的信令消息处理部分完成，通过检查信令单元的路由标记及有关信息字段决定消息的传送方向。

①信令消息处理功能:完成消息鉴别、消息分配和消息选路。

②信令路由选择.一般原则如下。

• 首选正常路由，当正常路由出现故障时，再选择迁回路由。

• 具有多个迁回路由时，按优先级高低依次选择。

• 相同优先等级的迁回路由 (N) 采用负荷分担方式，各承担整个信号负荷的1/N。

二、数字同步网

1.数字同步网的基本概念

1.1 同步的基本概念

在数字通信网中，传输、复用及交换等过程都要求实现同步，即信号之间在频率或相位上保持某种严格的特定关系。按照同步的功能和作用，数字通信中的同步可以分为位同步、 帧同主任和网同步。

(1)位同步。数字通信中最基本的同步就是位同步，即收发两端的位定时信号频率相等且满足一定的相位关系。位同步的目的是使接收端接收信号的频率与发送端保持一致，并在正确的时刻对收到的电平进行判决以正确地识别每一位码元。

(2)帧同步。帧同步是指收发两端的帧定时信号频率相等且满足一定的相位关系。在数字通信中，数字信号是按照一定的格式组成帧进行传输的，帧同步的作用是使接收端能够确定每一帧的起始位置，从而正确地对每一帧消息进行处理。例如， PCM30/32 路系统中，收端正确识别出偶帧 TS0 时隙的帧同步码后，即可正确区分每一路语音信号。

(3)网同步。网同步是指网中各个节点设备的时钟之间的同步，从而实现各个节点之间的位同步、帧同步。其中，需要同步的节点设备除了数字交换机外，还包括 SDH 传输网、 DDN、 NO.7 信令网和 TMN 等网络中所有需要同步的网元设备。

1.2 数字同步网的概念

为了使通信网内的设备协调一致地工作，必须为其提供统一的时钟参考信号。数字同步网即由节点时钟设备和定时传送链路组成的物理网络， 它能准确地将定时参考信号从基准时钟源向同步网络的各个节点传送，使得整个网络的时钟稳定在统一的基准频率上，从而满足电信网络对于传输、交换及控制的性能要求。

1.3 同步网的技术指标

(1)滑码。数字网中交换局在接收数字比特流时，缓冲器进行写入与读出都需要时钟控制。如果控制写入的时钟与控制读出的时钟在频率上有偏差，就会引起码元的漏读或重读， 导致码元的丢失或增加。这就是滑码，是一种数字网的同步损伤。 滑码对不同的通信业务会产生不同的效果，信息冗余度越高的系统，滑码的影响就越小。 数字网中因滑码产生的传输损伤一般用单位时间内滑码的次数来表示，称为滑码率。滑码率是读写时差超过门限值的速率。

(2) 抖动和漂移。抖动和漂移是同步网定时性能的重要指标，具有同样的性质，分别定义为数字信号的有效瞬间在时间上偏离其理想位置的短期和长期变化，是从频率角度衡量定时信号的变化。通常把往复变化频率超过 10Hz 的状态称为抖动，小于 10Hz 的状态称为漂移。

ITU-T 在建议 G823 中规定了 "基于 2048kbit/s" 系列的数字网中抖动和漂移的控制。

(3)时间间隔误差。时间间隔误差 (TIE) 是指在特定的时间周期内，给定的定时信号与理想、定时信号的相对时延变化，通常用纳秒 (ns)、微秒 (μs) 或单位时间间隔来表示。

在较长的测量周期内， TIE 主要由定时信号的频率误差引起；在较短的测量周期内， TIE 主要由定时信号的抖动和漂移等因素引起。故 TIE 用频率误差和抖动(或漂移)成分的两项内容之和来描述。

1.4 同步网中的几种时钟

(1)铯原子钟。即铯色束原子频率标准，是根据原子物理学和量子力学的原理制造的高准确度、高稳定度的振荡器，在各种频率系统中作为基准频率源使用。

(2)铷原子钟。铷原子钟的基本工作原理与铯原子钟类似。其特点是体积小、预热时间短、短期稳定度高、价格便宜，但准确度差、频率漂移比较大，一般用来作为主从同步网中从节点的时钟源。

(3)全球定位系统。是美国海军天文台设置的一套高精度全球卫星定位系统，提供的时间信号对世界协调时跟踪精度优于 50ns。 收到的信号经处理后可作为本地基准频率使用。 GPS 设备体积较小，其天线可装架在楼顶上，通过电缆引至机架上的接收器，可用来提供 2.048Mbit/s 的基准时钟信号。

(4) 晶体时钟。晶体时钟在同步网中被大量使用，它利用晶体的谐振特性来产生振荡频 率，再通过锁相环路输出所需要的频率。其特点是可靠性高、寿命长、价格低、频率稳定度范围很宽，但长期频率稳定度不好。

2.网同步的方式

2.1 准同步方式

以准同步方式工作时，各局都具有独立的时钟，且互不控制，为了使两个节点之间的滑动率低到可以接受的程度，应要求各节点都采用高精度与高稳定度的原子钟。

准同步方式的优点是简单且容易实现，网络的增设与改动都较灵活，发生故障也不会影响全网。

准同步方式的缺点是：①对时钟源性能要求高、价格昂贵；②以准同步方式工作时，由于没有时钟的相互控制，节点间的时钟总会有差异，所以总会发生滑动。

2.2 主从同步方式

主从同步方式是在网内某一主交换局设置高精度和高稳定度的时钟源，并以其作为主基准时钟的频率控制其他各局从时钟的频率，也就是数字网中的同步节点和数字传输设备的时钟都受控子主基准向步信息。

主从同步方式中同步信息可以包含在传送信息业务的数字比特流中，采用时钟提取的方法获取，也可以用指定的链路专门传送主基准时钟源的时钟信号。在从时钟节点及数字传输 设备内，通过锁相环电路使其时钟频率锁定在主时钟基准源的时钟频率上，从而使网内各节点时钟都与主节点时钟同步。

主从同步网主要由主时钟节点、从时钟节点及传送基准时钟的链路组成。从连接方式看， 主从同步方式可以分为直接主从同步方式和等级主从同步方式两种，如图

(1)直接主从同步方式。图 (a) 为直接主从同步方式，各从时钟节点的基准时钟信号都由同一个主时钟源节点获驭。这种方式一般用于同一通信楼内设备的主从同步方式。

(2)等级主从同步方式。图 (b) 是等级主从同步方式，基准时钟是通过树状时钟分配网络逐级向下传送的。在正常运行时，通过各级时钟的逐级控制， 可以使网内各节点时钟都锁定于基准时钟，从而达到全网时钟的统一。

等级主从同步方式的优点如下：

①各同步节点和设备的时钟都直接或间接地受控于主时钟源的基准时钟，在正常情况 下，能保持全网的时钟统一，因而可以不发生滑动。

②除了对基准时钟源的性能要求较高之外，对从时钟源的性能要求较低(相比于准同步 方式中的独立时钟源)，可以降低网络的建设费用。

等级主从同步方式的缺点如下：

①在传送基准时钟信号的链路和设备中，如有故障或干扰，将影响同步信号的传送，而且产生的扰动会沿传输途径逐段累积，产生时钟偏差。

②当等级主从同步方式用于较复杂的数字网络时，必须避免形成时钟传送的环路，尤其是在环形或网形的 SDH 传输网中，由于有保护倒换和主备用定时信号的倒换， 同步网的规划和设计变得更为复杂。

2.3 互同步方式

采用互同步方式实现网同步时，网内各同步节点无主、从之分。在节点相互连接时，其时钟是相互影响、相互控制的，即在各节点设置多输入端加权控制的锁相环电路，在各节点时钟的相互控制下，如果网络参数选择适当，则全网的时钟频率可以达到一个统一的稳定频率，从而实现网内各节点时钟的同步。

互同步方式的缺点是各个时钟的锁相环连在一 起，容易引起自激，而且设备较为复杂。实际应用中， 由于高稳定度、高精度的基准时钟的出现，互同步方式很少采用。

3.中国数字同步网

3.1 同步网的等级结构

我国数字同步网采用等级主从同步方式，根据原邮电部《数字同步网的规划方法与组织原则))，数字同步网分为 3 级，各节点的时钟等级和位置设置如表

各级节点的时钟设置方式如下：

(1)第 1 级节点设置 1 级基准时钟。同步网内使用的 1 级基准时钟有以下几种：

①全国基准时钟：由铯原子钟组或铯原子钟与全球定位系统 GPS (或其他卫星定位系统)构成。产生的定时基准信号通过定时基准传输链路送到各省、自治区、直辖市。

②区域基准时钟：由同步供给单元和全球定位系统 GPS (或其他卫星定位系统)构成。其间步供给单元既能接受 GPS 的同步，也能接受 PRC 的同步。

(2) 第 2 级节点设置 2 级节点时钟。要求具有保持功能及高稳定度，由受控的铷钟或高稳定度晶体钟实现。在地、市级长途通信楼和汇接长途话务量大、重要的汇接局(如有图像 业务、高速数据业务、 No.7 信令网的 STP 等）应设置 2 级节点时钟。

(3)第 3 级节点设置 3 级节点时钟。具有保持功能的高稳晶体时钟，其频率稳定度可低 于 2 级时钟，通过同步链路受 2 级时钟控制并与之同步。在本地网内，除采用 2 级节点时钟的汇接局以外，其他汇接局应设置 3 级节点时钟。在端局根据需要(如有高速数据业务、 SDH 设备等）也应设置 3 级节点时钟。

同步区是同步网的子网，可以作为一个独立的实体对待。在不同的同步区内，按同步时钟等级也可以设置同步链路传递同步基准信息以作为备用。目前，我国的同步区是以省、自 治区和直辖市来划分的，各同步区设区域基准时钟源。

3.2 全国同步网的结构

我国数字同步网主要由基准时钟源、通信楼综合定时供给 (BITS) 及定时基准信号传送电路构成，如图为分布式多基准主从同步网。

(1)在北京、武汉各设置了一个铯原子钟组以作为高精度的基准时钟源，即 PRC。

(2)各省中心和自治区首府以上城市都设置可以接收 GPS 信号和 PRC 信号的地区基准时钟， 即LPR。 LPR 作为省、自治区内的区域基准时钟源。

(3)当 GPS 信号正常时，各省中心的区域基准时钟以 GPS 信号为主构成 LPR，作为省内向步区的基准时钟源。

(4)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北京或武汉的PRC，实现全网同步。

(5)各省和自治区的区域基准时钟 LPR 均由 BITS 系统构成。

3.3 同步网的组网原则

(1) 在同步网内应避免出现同步定时信号传输的环路。定时信号传输环路如图所示。在 3 级同步网络中，当 5 局和 8 局或者 5 局和 9 局的主用定时链路发生 故障，倒换至备用定时链路时，将在 5、 8、 9、 7 和 10 局之间，或者在 5、 9、 7 和 10 局之间 形成定时信号传输环路。

定时环路的出现所造成的影响如下：

①定时信号传输发生环路后，环路内的定时时钟都脱离了上一级基准时钟的同步控制， 影响了时钟输出信号的准确度。

②环路内时钟形成自反馈，会造成频率不稳。

(2) 选择可用度最高的传输系统传送同步定时基准信号，并应尽量缩短同步定时链路的长度，以提高可靠性。

(3) 主、备用定时基准信号的传输应设置在分散的路由上，以防止主、备用定时基准传输链路同时出现故障。

(4) 受控时钟应从其高一级设备或同级设备获取定时基准时钟，不能从下一级设备中获 取定时基准时钟。

(5) 同步网中同步性能高低的决定因素之一就是通路上介入时钟同步设备的数量，因此， 应尽量减少定时链路中介入时钟同步设备的数量。

三、电信管理网

1.电信网络管理

1.1 网络管理的相关概念

(1)网络管理的定义 。 网络管理是指对网络的运行状态进行监测和控制，用以保证网络能够有效、可靠、安全、经济地提供服务 。 通过监测可了解当前网络运行状态是否正常、是否存在潜在的危险。通过控制可以对网络状态进行合理调节， 提高性能，保证服务质量。

(2)网络管理的目标。 网络管理的根本目标是满足运营者及用户对网络的有效性、可靠性、开放性、综合性、安全性和经济性的要求。

(3)网络管理的范围。 从狭义上说，网络管理的范围指网络本身的配置管理、故障管理和性能管理。从广义上说，网络管理的范围除了包括网络本身的管理外，还包括客户管理、 计费管理、安全管理、业务管理、基础设施管理、运行网络的电信企业的各种事务和商务活动的管理，即与电信运营有关的一切事务。

1.2 网络管理的基本功能

(1)网络管理。 网络管理主要包括体系结构和管理功能。网络管理系统应具备完善的体系结构， 根据系统框架、信息模型和通信协议来完成其构建，通过管理功能实现网络管理。 对于网络管理系统而言，标准化的功能定义是系统定义的基本要求，也是定义管理业务的基础和保证网络管理系统互操作性的基础，但同时管理功能的标准化定义也有很多困难因素，如网络和设备的多样性以及管理功能需求的不确定性等，网络管理系统的管理功能基本上可分为以下 5 个部分。

①确定管理参数。

②管理参数的管理。

③获取网络运行状态。

④分析网络运行状态。

⑤实施对网络的控制。

ITU-T 和 ISO 提出了一组标准化的各种网络管理系统共同的管理功能： 配置管理、性能 管理、故障管理、安全管理和账务管理， 它们都具有两个基本的特性：完整性和无关性。

(2) 配置管理。 配置管理的目的在于管理网络的建立、扩充、改造和提供， 是一个中长期的活动，主要负责提供资源清单管理功能、资源提供功能、业务提供功能和网络拓扑服务功能。 配置管理是最基本的网络管理功能，负责建立配置管理信息库， 配置 MIB 不仅为配置管理服务，还要为其他管理功能服务。

(3)性能管理。网络的运行状态存在各种变化，当发生故障时，网管的故障管理功能发挥作用；网络运行正常，或网络质量、服务质量下降但尚无故障时，主要由网络管理的性能管理负责。 性能管理指标可以分为面向服务质量(有效性、响应时间和差错率）和面向网络效率(吞吐量和利用率)两类。 性能管理保证有效运营网络和提供约定的服务质量， 在保证各种业务服务质量的同时， 要尽量提高网络资源利用率。 性能管理包括性能监视l功能、性能分析功能和性能管理控制功能。 性能管理中获得的性能监测和分析结果反映了当前或即将发生的资源状况，是网络规划和资源提供的重要依据。

(4) 故障管理。 故障管理是在产生故障时采取的一系列管理活动，包括管理参数的确定、 故障指标管理、告警监测和故障定位、电路测试和业务恢复。

(5) 安全管理。安全管理的目的是提供信息的保密、认证和完整性保护机制，以便网络中的服务、数据及系统免受侵扰和破坏。 目前，网络安全措施主要包括通信伙伴认证、访问控制、数据保密和数据完整性保护等。 安全管理系统的主要作用有：采用多层防卫手段，将受到侵扰和破坏的几率降到最低；提供迅速检测非法使用和非法初始进入点的手段，核查跟踪侵入者的活动:提供恢复被破坏的数据和系统的手段，尽量降低损失；提供查获侵入者的手段等。显然，安全管理系统不能杜绝所有对网络的侵扰和破坏。一般的安全管理系统包含风险分析功能、安全服务功能、告警、日志和报告功能以及网络管理系统保护功能等。

(6) 账务管理。账务管理是正确地计算和收取用户使用网络服务的费用，以及进行网络资源利用率的统计和网络的成本效益核算，主要提供费率管理功能和账单管理功能。

2.电信管理网

2.1 电信管理网概要

ITU-T 根据 OSI 系统管理框架提出了具有标准协议、接口和体系结构的管理网络一一TMN，为电信网和业务提供管理功能，同时可以提供与电信网和业务进行通信的能力。

TMN的基本思想是提供一个有组织的体系结构，取得各种类型的操作系统 (OS) 之间、操作系统与电信设备间的互联，利用标准协议和信息的接口所支持的体系结构交换管理信息，为管理部门对电信网和电信业务的规划、配置、安装、操作及组织， 以及厂商在开发设备时提供参考。

从理论和技术角度来看， TMN 是一组原则和为实现原则中定义的目标而制定的一系列技术标准和规范；从逻辑和实施方面考虑， TMN 是一个完整、独立的管理网络，是各种不同应用的管理系统按照 TMN 的标准接口互连而成的网络，这个网络在有限的节点上与电信网接口。 TMN 与电信网是管与被管的关系，是管理网与被管理网的关系。

TMN的标准的目标是提供一个电信管理框架。在通用网络管理模型的概念下，采用标准信息模型的标准接口管理异构网络、业务和设备，通过丰富的管理功能跨越多厂商和多技术进行操作，能够在多个网络管理系统和运营系统之间互通，并能够在相互独立的被管网络之间实现管理互通，使得互联与跨网业务都可以得到端到端的管理，以期最大限度地利用电信网络资源，提高网络运行质量和效率，向用户提供良好的通信服务。

TMN 基于 CMIP 体系结构建立，给出了网络管理系统 (NMS) 与网元之间的管理模型、管理信息的定义方法和通信协议，并规范了 TMN 自身的功能体系结构、信息体系结构和物理体系结构。

TMN的的应用可以涉及电信网及电信业务管理的许多方面，从业务预测到网络规划，从电信工程、系统安装到维护、网络组织：从业务控制和质量保证到电信企业的事务管理等，都是它的应用范畴。此外，通过监视、测试或控制设备，管理网还可以管理分散的实体，如电路等。

2.2 TMN 功能体系结构

TMN 功能体系结构包括运营系统功能 (OSF)、网元功能 (NEF)、中介功能 (MF)、工作站功能 (WSF)、 Q 适配器功能 (QAF) 和数据通信功能 (DCF)。功能块之间通过 DCF 进行信息传递，其中， OSF 处理与电信网管理相关的信息，支持和控制电信网管理功能的实现 WSF 提供 TMN 与用户之间的交互能力；MF在 OSF 和 NEF、 QAF 之间进行信息传送， 以保证各功能块对信息模式的要求 QAF 实现 TMN 与非 TMN 网元同 OSF 之间的连接 NEF 向 TMN 传送自身的信息并接受 TMN 的管理，这部分功能是属于 TMN 的，而其通信功能本身处于 TMN 之外。

2.3 TMN信息体系结构

(1)面向对象的方法。 TMN 运用 OSI 系统管理中被管对象的概念表示资源在管理方面的特性抽象视图，被管对象也可以表示资源或资源组合(如网络)之间的关系。

M.3100 建议定义了一组被管对象，由这些被管对象构成了通用网络信息模型。这个模型涵盖了整个 TMN，并可在所有网络中通用，当用 TMN 传送网络设备的更详细的数据时，需要对这个模型进行扩充。

(2) 管理者和代理者。电信网络环境的分散性决定了电信网络管理是一个分散的信息处理过程，监视和控制各种物理逻辑网络资源的管理进程之间需要交换管理信息。 对于一个特定的管理联系，管理进程将担当管理者的角色或代理者的角色。管理者和代理者之间可以是"多对多"的关系。 管理者和代理者之间所有的管理信息交换都要利用 CMIS 和 CMIP 实现。

(3)共享的管理知识。管理与被管理双方都理解的信息称为共亭的管理知识。当两个功能块交换管理信息时，功能块必须明晰相交换的 SMK。为此，有时可能需要进行某种形式的协商，以便使双方能够相互理解。

3.我国电信管理网的演进

3.1 我国电信管理网的建设过程

(1)固定电话交换网网络管理系统。固定电话交换网网络管理系统分为长途电话网络管理系统和本地电话网的网络管理与集中监控系统，分别进行长话的话务管理、本地电话网的网络管理和交换机的集中维护与操作。它们互连后逐级汇接形成全国、省级和本地三级网络管理中心结构。

(2) 传输网的监控管理系统。传输网的监控管理系统的目标是对数字传输设备进行集中的监控与管理，根据我国 PDH 与 SDH 两类传输系统并存，且这两类传输系统在技术和管理内容、管理方式、管理手段上有着较大差异的情况，对这两类传输体系分别建立了两类网络管理系统， PDH 体系的监控与网络管理系统和 SDH 体系的监控与网络管理系统。

(3) No.7 信令网的监控系统。 No.7 信令网的监控系统由全国中心和省中心两级构成，旨在对全国 No.7 信令网进行集中监测与控制，在网络管理中心系统上实现对 No.7 信令网的故障管理、性能管理、安全管理等。

(4) 数字同步网的网络管理系统。该系统由全国、省级和本地三级网络管理中心构成， 对数字同步网的正常运行起着重要支撑作用，对同步网中的设备及运行状况进行监控，通过对同步链路和同步时钟的监控与管理，保证同步网的性能和可靠性。

(5 )数字数据网(DDN) 的网络管理系统。 DDN 的管理网分为全国网络管理控制中心和省网络管理控制中心两级，分别负责全国一级干线和本省 DDN 传输网的管理和控制，并经过统一的网络管理，实现对各厂商网络管理系统的接口与兼容。

(6) 移动电话的网络管理系统。该网络管理系统分为全国网络管理系统、省级网络管理系统和操作维护中心系统(OMC) 三级结构，分别完成对全国移动网运行状态的监控，对最高层网络的协调，监控全省移动网的运行状态并完成对话务数据的收集处理，对辖区内移动交换设备和机站设备进行集中监控测试，修改局数据并完成故障的修复等。

随着电信新技术的不断出现与应用，新的业务网与网络管理系统也相应建立。为提高我国电信网络的管理水平，逐步建立并不断完善 TMN，我国通信主管部门和标准机构制定了一系列的标准体系和规范，在进一步完善专业管理网络的过程中，积极稳妥地向具有综合管理功能的 TMN 目标过渡。

3.2 向 TMN 演进

TMN 只解决电信网络管理功能和结构划分的原则、接口的标准与规范，并不涉及网络管理和运行支持系统的任何具体功能的实施。

网络管理系统的实现途径是从网元管理到网络管理。综合的方式是先发展专业网的网络管理功能，然后在相应的管理层次上实现综合。综合网络管理的 OS 是一个与专业网络管理平行的 OS ，它与各专业网络管理系统按标准的规范与接口交换管理信息，形成一个综合的管理界面，实质性的网络管理功能仍然在各专业网络管理系统上实现。因此，需要首先实现专业网络的网络管理功能，再利用 TMN 的原则实现各专业网络的网络管理综合。

TMN 的核心目标是实现管理系统间以及管理系统与电信设备网元之间互连和相互控制操作，利用开放式分布处理技术对电信设备实行集中管理。各种电信设备网元以上的网络管理系统，只要是符合 TMN 的基本原则、遵守公认的标准协议和接口标准、能相互交换管理信息，都可以认为是 TMN 目标网的一部分。在各种专业网络管理系统之上的综合平台，也只能认为是 TMN 架构中的一个 OS，管理功能的实施仍然依赖于各专业网络管理的 OS。 在这样的基础上，综合网络管理的 OS 的实现就较为简单，只解决那些需要综合处理的管理功能和综合的图形用户接口界面。尽管 TMN 及相关标准对管理系统的结构及功能要求日渐明确，但是，从传统的管理应用向 TMN 标准应用的过渡不是短期的，而是一个逐步演进的过程。当各类电信设备及电信、业务的管理系统都按照 TMN 的标准去发展时，最终将演变为一 个完整的符合国际标准的电信管理网——TMN。

2023年7月20日20:29:41—记