下一代網絡的管理體系架構

2007/04/03

1、引言
　　由于市場、業(yè)務和競爭的驅動，電信運營企業(yè)紛紛開始企業(yè)轉型。網絡作為支撐運營商實施全面業(yè)務轉型的重要基礎設施，其轉型與演進成為必然，網絡演進的下一個目標就是下一代網絡。ITU-T在建議Y.2001中對NGN的定義如下：“NGN是基于分組的網絡，能夠提供電信業(yè)務；利用多種寬帶能力和有QoS保證的傳送技術；其業(yè)務相關功能與其傳送技術相獨立；NGN使用戶可以自由接入到不同的業(yè)務提供商；它支持通用移動性，使用戶體驗到業(yè)務的連續(xù)性和一致性。”網絡向NGN的演進將涉及到從核心到邊緣、從無線到有線的各個網絡層面和部分。具體說來，當前網絡轉型的主要方面包括接入網、交換網、互聯(lián)網、移動網、傳送網和增值業(yè)務網絡。
　　由于NGN由固定網、移動網、IP網和接入網等多種網絡和技術組成，這導致了網絡和業(yè)務管理的復雜性與挑戰(zhàn)性，也吸引了各標準組織投入研究力量來完善和增強NGN網絡管理的體系，定義適用于NGN要求的基本網絡管理業(yè)務和接口，應用新的網絡管理體系架構和概念、新的網絡管理技術實現對NGN網絡與業(yè)務的有效管理。因此，如何運營、管理和維護由下一代網絡技術提供的網絡和業(yè)務，提出一套合適的管理體系和標準是網絡管理相關標準組織近期的研究熱點之一。
2、NGN體系架構
　　NGN的目標是不斷提高對各種業(yè)務的創(chuàng)建、實現和管理的能力。要做到這一點，就需要把業(yè)務創(chuàng)建和實現的基礎設施與傳送基礎設施分離。這種分離充分體現在NGN的體系架構中，即業(yè)務層和傳送層的劃分。圖1是NGN的體系架構概要及管理范圍。NGN的主要特征體現在14個方面：

圖1　NGN體系架構

• 傳送分組化。


• 業(yè)務提供松耦合，通過開放接口互聯(lián)。


• 具有端到端業(yè)務質量控制的寬帶能力。


• 具有移動性。


• 多種識別方式。


• 支持“最后一公里”接入技術的多樣性。


• 實現業(yè)務功能與低層傳送技術無關。


• PSTN/ISDN仿真業(yè)務。


• Internet接入業(yè)務。


• 其他業(yè)務，主要指由NGN網絡提供的基于分組網絡的多種數據業(yè)務，如虛擬專網業(yè)務。

　　NGN傳送層實現NGN中對等實體之間的信息傳送，建立實體之間動態(tài)或靜態(tài)的關聯(lián)，控制信息在實體之間準確地傳送。這些關聯(lián)可以是短期、中長期（幾分鐘）或長期的（小時、天或更長），詳情可參閱ITU-T建議Y.2011。
　　NGN管理平面包含業(yè)務層管理平面和傳送層管理平面，也可能包括一些聯(lián)合管理功能，如一些對兩個層中的實體都要用到的管理功能和輔助功能。
3、NGN管理標準活動現狀與路標
　　在ITU-T組織中涉及研究NGN相關課題的研究組有：SG4、SG11、SG13、SG15、SG16和SG19。為了協(xié)調和加快研究，2004年5月又成立了一個臨時性的工作組——下一代網絡焦點組（focus group over next generation network，FGNGN），它隸屬于SG13，主要從業(yè)務需求、體系架構、服務質量、控制和信令能力、安全、網絡演進、未來基于分組的網絡7個領域進行研究，而傳送、管理、協(xié)議、終端等內容由其他研究組進行研究。FGNGN已于2005年11月結束，轉由NGN-GSI（global standards initiative）繼續(xù)協(xié)調SG2、SG4、SG9、SG11、SG13、SG15、SG16、SG17、SG19等工作組之間的NGN標準化工作。
　　應ITU-T FGNGN的要求，ITU-T SG4于2004年9月在其下成立了下一代網絡管理焦點組（next generation networks management focus group，NGNMFG）。管理焦點組的目的是要以一種集中的組織方式就NGN Release1所要求的NGN管理規(guī)范進行工作，側重開發(fā)NE-OS、OS-OS之間的接口規(guī)范。目前還有其他標準或論壇組織在開展NGN管理相關的標準研究。SG4牽頭協(xié)調相關規(guī)范的研究，其中包括確認其他標準組織在這個領域里的輸出結果，如TMF、3GPP、ETSI等研究成果，從而協(xié)調整個規(guī)范體系的開發(fā)方向、計劃與進程，鼓勵各組織之間的協(xié)作以及為填補某些空白規(guī)范投入研究資源。SG4 2006年北京會議的輸出文件《NGN管理規(guī)范路標2.0》（NGN management specifiCAtion roadmap v2.0）描述了有關標準的現狀和開發(fā)思路，文件中的標準體系結構如圖2所示。其中包括高層需求（目標1）、管理框架（目標2）、原則與體系架構（目標3）、協(xié)議無關接口規(guī)范和協(xié)議相關接口規(guī)范（目標4）。圖2中每一個方框都代表包含一個或多個規(guī)范的規(guī)范組。高層需求規(guī)范是NGNMFG的輸入文件，主要來自FGNGN，如NGN總體概要（Y.2001）、NGN網絡總體原則與參考模型（Y.2011）、NGN功能需求與體系結構（Y.NGN-FRA）等。

圖2　下一代網絡管理規(guī)范體系架構

　　與NGN管理相關的規(guī)范分為4類：第1類是與NGN管理總體需求相關的規(guī)范（如ETSI TS 188 004，NGN management，OSS vision；ITU-T M.3060，clause 7，management of next generation networks）。第2類是在NGN管理領域里重用的通用管理規(guī)范（如ITU-T M.3050 series，eTOM；M.3016 series，security of the management plane）。第3類是與NGN功能實體（業(yè)務層、傳送層、客戶網絡）相關的管理規(guī)范（如ITU-T G.7718/Y.1709，framework for ASON management；3GPP TS 32.111-1 to-4，fault management IRP for IMS）。第4類是其他相關的規(guī)范。

跨管理域的運營商流程（如業(yè)務開通保障等）。

在實現這些流程的邏輯功能之間設立業(yè)務提供者參考點和消費者參考點。

支持邏輯功能的信息模型概念。如使用通用的網絡模型概念，就可能對不同的設備、網絡和業(yè)務實現通用的管理功能。

　　ITU-T定義了5種通用的管理功能：故障管理（F）、配置管理（C）、賬務管理（A）、性能管理（P）、安全管理（S），簡稱FCAPS。在M.3050中定義的企業(yè)流程和在M.3400中定義的管理功能域FCAPS被視為NGN網絡與業(yè)務管理的抽象結構。在管理框架內信息交換的分類在使用上相互獨立，但必須注意在電信網絡管理領域，網絡與業(yè)務是一組互相合作的系統(tǒng)。NGN的管理原則與目標包括：

• 通過管理融合和智能報告，使在不同網絡技術之間適配工作最小化。


• 管理信息流量的負載最小化。


• 提供隔離機制讓安全風險最小化。


• 改善對客戶的業(yè)務幫助和交互能力。


• M.3050中定義的業(yè)務流程，如何在NGN得到應用。

　　NGN管理目的是通過管理信息的交互使NGN管理功能能夠監(jiān)視和控制NGN業(yè)務（如流媒體等）、NGN的業(yè)務資源（如媒體服務器等）和傳送資源（如IP帶寬等）。管理信息交互通過NGN的資源與管理系統(tǒng)之間、NGN輔助管理系統(tǒng)之間、NGN組件與終端業(yè)務提供者之間、網絡服務提供者之間的接口實現。具體的NGN管理功能需求如下： 　　
• 提供對NGN系統(tǒng)物理和邏輯資源的整個生命周期管理，具體包括核心網（如IMS）、接入網、互連部分、客戶網絡及終端等。


• 支持在業(yè)務能力基礎之上（包括來自多業(yè)務提供者）NGN終端用戶進行業(yè)務管理和個性化業(yè)務生成的能力。


• 確保授權的用戶對管理信息（包括客戶與用戶信息）的安全訪問與使用。


• 基于商業(yè)角色（客戶/業(yè)務提供者/中介/供貨商等）支持價值網絡（value network）。


• 支持提供NGN業(yè)務組織之間的B2B流程。


• 支持運營商根據網絡資源使用情況對計費數據進行收集，用于離線計費處理（offline charging）或是進行在線計費（online charging）和批價應用。


• 提供主動式的趨勢監(jiān)視能力。


• 提供集成的端到端的業(yè)務配置能力。


• 提供基于業(yè)務質量的網絡運營能力。


• 提供跨越網絡環(huán)境的管理信息互通，如傳送層和業(yè)務層面的界限、管理和控制平面的界限、組織管理區(qū)域（如集團總部、子公司）的界限。


• 管理體系架構、企業(yè)流程以及管理功能應當使業(yè)務提供商減少用于新業(yè)務設計、創(chuàng)建、交付和運營所需時間。


• 具有用一致、適當的方法來描述管理信息。并交付給管理信息用戶使用的能力。

　　NGN管理體系架構分為4個不同的體系架構視圖（如圖3所示），包括：企業(yè)流程視圖（business process view）、管理功能視圖（management functional view）、管理信息視圖（management information view）、管理的物理視圖（management physical view），另外，這4種不同的視圖都要考慮安全管理方面的需求。圖3還表達了一種管理規(guī)范開發(fā)的工作流程：首先確定功能架構，然后提出信息架構，最后確定物理架構。企業(yè)流程會影響整個活動的生命周期，隨著時間的變化，體系架構的各個方面會按需不斷演進。

圖3　NGN管理體系架構
　　企業(yè)流程視圖對業(yè)務提供者的運營活動提供一個參考框架，主要參考eTOM模型（ITU-T M.3050系列）。管理功能視圖確定實現管理應用時所需的功能要求。管理信息視圖確定了在進行管理系統(tǒng)建設時，功能實體之間進行交互時用到的信息模型。管理的物理視圖描述實現各種不同的管理功能可以采用的不同方法，有可能對不同的配置采用不同的管理協(xié)議。安全管理保護企業(yè)的重要資產（建筑、員工、機器、信息等）不受威脅。NGN的安全管理特別關注NGN網絡和管理基礎設施的安全。ITU-T X.805（security architecture for systems providing end-to-end communications）和M.3016（security of the management plane）都是NGN管理安全標準的參考標準。
　　本文由于篇幅所限，不能對每一種視圖展開討論，歸納起來NGN管理體系架構的主要特點有如下幾個方面： 　　
• 與以往的管理體系架構相比，NGN管理體系架構的最大的不同之處就是在傳統(tǒng)的面向網絡和設備管理需求基礎之上，考慮了企業(yè)運營流程的要求，改變了過去ITU-T SG4過于關注網絡管理功能、信息模型與接口的局面，業(yè)務流程以及與業(yè)務相關的管理功能等逐步得到重視。


• NGN管理體系架構通過業(yè)務流程、管理信息模型和管理功能等維度，比較全面地考慮了NGN的管理范圍和功能等，通過多個運營管理系統(tǒng)互通，為NGN提供了具有協(xié)同效應的管理。

　　下一代網絡提供的新業(yè)務，可以讓用戶通過自由的選擇，在任何地點、任何時間、任何（終端）設備上實現。技術的演進對企業(yè)的運營模式和高效率的業(yè)務提供方式帶來了挑戰(zhàn)，靈活、高效的管理系統(tǒng)和流程至關重要，提高客戶滿意度、降低運營成本、支持新的商業(yè)模式需要合理的管理框架。M.3060針對這些需求，提出了NGN的總體管理原則、體系架構，為演進中的NGN運營支撐系統(tǒng)的規(guī)劃、規(guī)范、開發(fā)、建設和部署提供了參考和借鑒。
　　NGN是通信網的未來發(fā)展方向，關注NGN的標準化進展情況，同時也要關注NGN管理標準的發(fā)展動態(tài)。目前國際標準組織已開發(fā)了三、四十種NGN管理相關規(guī)范，但NGN管理標準仍然需要進一步細化，不斷地完善。中國積極參與了NGN管理標準的制定，承擔了包括NGN故障管理需求分析、SLA模板定義指導手冊、NGN業(yè)務管理要求標準的編制，為NGN管理標準的發(fā)展做出了貢獻。

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