铁路通信承载网资源管理系统设计

王艳芹

（中国铁路南宁局集团有限公司 科学技术研究所，工程师，广西 南宁 530029）

1 引言

随着铁路网络规模不断扩大，通信承载网占用的空间资源越来越多，其网络本身设备类型多种多样，设备板卡、端口、时隙、链路、线路等数以万计，逻辑及业务资源更是海量。现阶段通信承载网的专业网管只是能够对网络设备状态及链路状态进行展示，当有设备故障或链路中断时提示告警信息，不能对网络资源进行有效管理，资源管理仍处于纸质台账管理模式，落后的管理手段导致工作效率低，不利于资源合理运用和承载能力提升。研究建立一套完善的资源管理系统，能实现通信传输网和数据通信网的网络动态数据管理及智能化数据采集分析，从而实现对铁路通信承载网资源科学化、精细化管理。

2 设计方案

2.1 设计原则

资源管理系统实时采集专业网管动态数据，通过该系统构建功能模块，一是网络资源运用和设备性能得以动态呈现，自动生成各类相关数据和图形报表，有利于做好各类分析，提升资源合理运用和承载能力；二是可通过数据导入校对功能，日常资源调配合理性、准确性大大提高，通过该系统提高日常维护效率。在设计中，遵循以下原则：先进性、可行性、可扩展性、安全性、经济性、易用性。

2.2 主要技术指标

①通过动态数据的采集，实现网络拓扑图、设备面板图、板卡、端口的运行状态、业务路径图（包含跨网络业务路径）、时隙图的展示，实现与专业网管的关联分析、同步更新、IP动态管理等功能。

②按照铁总资源管理相关规范以及南宁局的实际传输网和数据网管理规范，实现各类数据的增、删、改、查和导入/导出等管理操作。

③实现承载网网元、单板、端口、时隙等资源统计和预警信息，生成统计分析报表等，定期生成资源运用数据和光功率性能等检修数据，对于超过设定门限的资源进行预警提示。

④实现对录入系统的电路工单路径信息，与实际资源对比校对，筛选出不可用的时隙、路径，辅助电路设计。

⑤系统具备其它安全管理、系统日志管理、系统数据备份与恢复、系统自身监控管理等功能。

2.3 设计内容

2.3.1 数据采集技术 传输网方面采用CORBA 技术研究，通过专业网管北向接口同步实现传输网管资源、性能、配置管理的各类接口，解析不同类型结构体，完成传输网数据采集。

数据网方面采用SNMP 技术研究，通过访问MIB 中每个对象的一个特定实例；解析接口返回的报文，完成数通设备数据采集。

2.3.2 资源分析模型 连纤模型主要研究网元之间连接关系，分析整个链路上网元数量和端口使用情况。时隙模型主要研究端口使用率，研究VC-12、VC-4、VC-3使用情况，百分比显示。

2.3.3 指标预警策略 通过数据采集，动态观测指标数值变化，与阈值进行比对，将波动范围较大的指标重点显示，发出告警，自动关联具体业务，提醒用户对涉及业务重点关注。

2.3.4 可视化技术 基于Twaver 实现各类图谱，在网元、线路、通道、端口上添加操作事件，实现业务级联。

2.3.5 自定义报表技术 基于raqsoft 专业报表工具，定制光功率计表、端口台账、时隙运用台账；开发表头无限扩展算法，满足用户特定需求。

3 系统架构

3.1 系统架构

铁路通信承载网资源管理系统应具有易用、安全、良好扩展的特点。为保证系统间数据和功能共享便利，系统结构采用B/S架构（即Web页面方式），系统设计采用分层、模块化结构，具备良好的扩展能力。系统整体架构如图1 所示，包括采集层、数据层、服务层和应用层。

采集层：实现数据的采集，通过统一接口上传到应用层，本系统采集层分别通过Corba接口SNMP技术适配不同厂商专业网管，采集网管的资源数据、配置数据、性能数据等；

数据层：接收采集层上报的原始数据，将不同数据类型分表存入关系库中，非关系型数据存入mongodb中；并使用缓存技术缓存元数据；

图1 系统架构图

服务层：预处理服务、定时任务管理服务、网络资源抽取服务、报表查询服务、统计分析服务、拓扑服务；

应用层：负责对系统数据进行处理，包括资源信息管理、拓扑管理、统计分析、报表管理，根据不同的业务逻辑分发给相应的操作界面，通过灵活配置实现具体功能。

3.2 系统数据结构和管理功能

根据网络资源属性和用途，将资源归纳为五类：空间资源、管线资源、设备资源、逻辑资源、业务资源；将系统分为六大板块：采集管理、配置管理、拓扑管理、资源关联分析、统计与报表、安全管理。

系统利用传输、数据网资源基础数据和网管运行数据，分别建立传输、数据网资源使用分析体系及管理平台，通过图形化展示和综合分析工具，支撑铁路通信运维部门进行网络资源快速查询、统一调度、统一分析，实现传输、数据网资源信息共享，提升通信网资源管理效率，减轻运维人员工作量，保障铁路传输、数据网运行的安全可靠。

3.2.1 传输网资源管理系统 铁路承载网资源管理系统传输网部分功能主要有：首页展示、空间资源管理、设备信息管理、业务资源管理、拓扑管理、资源调度、资源统计、配置管理。传输资源管理系统功能界面如图2所示。

图2 传输资源管理系统界面

3.2.2 数据网资源管理系统 铁路承载网资源管理系统数据网部分功能主要有：拓扑展示、网元单板管理、单板性能采集、端口性能采集、IP 地址核查、IP地址搜索、空闲IP地址统计。数据网资源管理系统功能界面如图3所示。

图3 数据网资源管理系统界面

4 系统应用实施

本项目系统实现分别对不同厂家传输和数据网的统一管理，使得网络资源运用和设备性能得以动态呈现，切实提高维护人员工作效率。

传输资源系统突出优势：（1）实现资源统计和预警：主要包括资源使用率、性能预警、光功率统计、端口台账及时隙运用台账查询统计，形象直观的看出资源使用情况，对网络优化提供直观帮助。（2）资源调度功能：包括路由核查和施工监察两部分，通过此模块可以及时了解电路开通情况，尤其跨系统电路查询核验，工单安排方便快捷，工单追踪详细直观。（3）实现精准远程指挥功能：通过设备面板图显示及跨系统网管径路展示，网管指挥更精准、便捷，可避免因指代不明产生的误操作隐患。

数据网资源系统突出应用：（1）实现IP 地址复用功能，有利于标准化建设，及时整治复用、冗余、异常IP地址；（2）动静态IP查询功能，及时排查出业务地址路由来源，有利于故障处理时路由追踪；（3）台账整理及预警功能，电子台账及时更新，方便维护；资源预警形象显示。

5 结论

铁路通信承载网资源管理系统是着重研究、开发和解决现阶段通信承载网资源管理问题，可实现对承载网资源的集中管理、集中监控、统一协调、共享查询，保障网络资源使用合理和有效利用，为运维人员提供快速、准确服务；其他承载网管理工作可围绕资源管理系统展开，可强化承载网物理资源和逻辑资源的科学合理管理，实现传输网管理和组织优化，有利于提高铁路通信的经济效益。