GSM網管性能資源數據質控系統的設計

董裕藝，黎春強，陸昕為，何凱青

（①中國移動通信集團廣西有限公司梧州分公司，廣西 梧州 543002；②中國移動通信集團廣西有限公司，廣西 南寧 530022）

0 引言

隨著移動運營商3G全業務運營的全面開展，業務規則的變化、新入網網元的增多以及系統軟件不斷升級改版等諸多因素造成的影響，依靠網絡維護人員純被動式管理的話務網管系統越來越不能滿足本級和上級集團公司的運維部門、業務部門對數據質量日益提高的需求，且統計數據質量保障難度持續增大，統計數據發生延遲、缺失、異常、不一致等故障日漸增多，網管支撐系統與各網元、業務平臺數據不一致的矛盾現象凸顯。因此，對于某自治區級移動公司網管運營部門來說，依據中移動集團公司2009年《中國移動OneOSS2.0規劃文檔-數據質量管理系統規范V1.0》里首次提出的數據質量概念，參照國際新一代運營系統和軟件（NGOSS，New Generation Operation System and Software）理念設計一種新的性能資源數據稽核監控方法，建立全面的性能資源數據質量監控系統，實現對性能資源數據質量全程自動管理顯得極為緊迫。

1 NGOSS簡介

下一代網絡（NGN，Next Generation Network）是基于國際互聯網協議第 6版（IPv6，Internet Protocol Version 6），支持多種業務，能夠實現業務與傳送分離，控制功能獨立，接口開放，具有服務質量（QoS，Quality of Service）保證和支持通用移動性的分組網[1]。當前電信業務和網絡正由單一業務運營到全業務運營轉化、核心網IP化、軟交換技術大規模應用等NGN演變，運營商現有的運營支撐系統(OSS，Operation Support System)已經難以適應市場變化。電信管理論壇（TMF，TeleManagement Forum）對長久以來主導著電信領域網絡管理建設的由國際電信聯盟（ITU，International Telecommunication Union）所提出的電信管理網（TMN，Telecommunication Management Network）管理層次模型進行了深入研究，發現ITU對TMN標準化的活動是從網元管理到業務管理，導致目前在電信運營商管理層面的標準匱乏，在NGN時代難以直接應用于完全支撐電信業務整體解決方案。NGOSS是TMF為克服TMN不足而提出的新一代OSS體系，具備系統標準化、過程能逐步演化、信息開放化、產品高度自動化、互聯互操作、端到端管理等特點[2]。NGOSS是基于組件面向客戶對象的分布式運營支撐系統，對智能網技術、業務和網元的通用管理、業務的快速開發、實時計費，建立面向用戶的WEB接口、分布式管理、綜合性加密安全等有著良好的支持，因此它是滿足 NGN管理的運營支撐系統。

2 某自治區級移動公司網管系統概況

某自治區級移動公司現有的網管系統監控著全區承載各種業務的所有設備信息，包括全球移動通訊系統（GSM，Global System for Mobile Communications）網的移動交換中心（MSC，Mobile Switching Center）、操作維護中心（OMC，Operations and Maintenance Center），智能網的業務控制點（SCP，Service Control Point）、業務管理點（SMP，Service Management Point）等，網管系統通過若干張自定義報表，按照2G、3G、語音、短信、數據、互聯互通、智能網等不同業務分類，以不同的時間維度和地理粒度呈現，滿足集團對其業務的發展情況進行分析的需求。運營分析所需的性能資源數據由網管系統采集解析相關網元原始數據得到[3]。性能數據是話務網管系統里面最重要的數據，它能夠反映各種業務的業務量情況，為運營商決策層制定運營策略提供必要參考。資源數據是話務網管系統里面次重數據，它反映網絡中各種設備的資源配置和重要參數的設置情況，包括交換、無線、短信、GPRS、智能網等設備的資源。網管性能資源數據從獲取、生成、匯總到上級集團網管呈現，途經多個設備節點和處理環節，而每個節點都存在著網管性能資源數據的缺失、數據不一致或異常的風險。

3 GSM網管性能資源數據概述

3.1 GSM系統簡介

GSM網絡由交換系統（SS，Switching System）和基站系統（BSS，Base Station System）組成，SS負責呼叫處理和用戶相關功能，BSS負責所有無線功能。OSS屬管理單元，OSS與SS和BSS相連，執行網絡的運行維護和管理工作，OSS邏輯上分為網絡管理中心（NMC，Network Management Center）和OMC兩層。

3.2 愛立信OSS系統簡介

某自治區級移動公司 GSM系統的網元管理系統是OSS，它是通過連接移動網中各網元輸入輸出模塊IOG/APG的V.35或TCP/IP高速接口，達到監控網元的目的。OSS系統功能包括配置管理、故障管理、性能管理和操作維護管理等，其應用是圖形化用戶界面，一般的操作使用比較方便。OSS系統是基于UNIX的系統，穩定性和安全性都滿足網管需求。

OSS系統里和話務統計相關的數據庫有以下四個：

1）Basic Database，簡稱 bsddb，bsddb對交換機出來的統計數據可以進行時間聚合或篩選出最大最小值，統計數據經過bsddb的聚合，有可能出現入庫數據缺失不全。

2）Complementary Database，簡稱 csddb，csddb的數據皆是原始數據，沒有經過整合，數據入庫通常比較正常。

3）Administrative Database，簡稱 asddb，主要存儲資源類的數據。

4）Data Transfer Database，簡稱 bufferdb，是臨時存儲數據庫，當數據全部傳送到csddb后就釋放。

用于話務統計的數據庫來源于bsddb和csddb。GSM的 OMC側網元性能數據是通過第三方軟件METRICA進行采集獲取的，話務網管獲取 METRICA解析的數據后還要經過加工才能得到用于呈現的具體報表。METRICA是一個解析程序，就是將話務統計文件解析成為數據庫字段，主要實現的功能是將愛立信OSS的統計文件進行解析入庫，然后呈現給話務網管，其機制如下：OMC在每個測量周期在OMC側/var/opt/ericsson/sgw/outputfiles/apgfiles/sts目錄下生成網元原始話統文件，其中包含各個被管理網元在每個測量周期的原始話統數據；METRICA采集程序定期檢測 OMC側/var/opt/ericsson/sgw/outputfiles/apgfiles/sts目錄下是否有新產生的網元原始話統數據文件，如果有新的文件產生，則FTP 至METRICA采集服務器，服務器根據解析規則，按照網元定義的測量進行解析，生成網元測量后完成采集入庫。OSS的網元性能數據庫也可從自己的統計文件解析得到，現時日常網優所需性能指標基本由OSS直接提取的，這樣直接取OSS數據庫的數據，至少可以比使用METRICA提前半個小時得到統計結果，時效性高。

某自治區級移動公司現時愛立信話務網管的性能數據從METRICA得到，愛立信OMC的資源數據基本從OSS的數據庫得到。

3.3 性能資源數據和話統指標數據的關系

1）兩者的統計維度不一樣。話務網管的統計粒度包含有BSC、MSC、縣市、本地網、省等粒度，一般無小區和基站級別的粒度，而無線網優話統指標的統計粒度則包括小區和BSC級別的粒度。無線網優話統指標的粒度具有小區級別，這是它比話務網管優秀的地方，但是再往上層統計表來看無線網優話統指標就沒有話務網管這樣豐富。

2）話務網管呈現的指標范圍與無線網優話統不一樣。

3）話務網管呈現的是經算法計算的上層統計指標，適合給領導做經營決策參考。無線網優話統呈現的是計數器級更細膩的指標，為無線網絡優化工程師提供計數器級的底層指標。

簡而言之，話務網管指標和無線網優話務統計指標都是根源于各個網元的原始話統數據，兩者有著同根同源的關系。

4 稽核型的性能資源數據質控系統設計

4.1 系統機理

稽核監控機制的首要重點是保障性能資源數據質量，而為保證數據監控質量需將監控要點貫穿在數據采集匯總的整個過程當中。性能資源數據質量監控的首先是要保障數據及時、完整地到達上層網管才能進一步推進到數據的一致性和波動性、異常情況的監控和分析，新型性能資源數據質控系統就是要滿足對網管性能資源數據從網元產生到網管呈現的全程稽核，清晰地呈現話務網管性能資源數據流向，以及數據在采集層、匯總層、應用層等各個環節的及時性、完整性、準確性和一致性。此外，在數據質量監控過程中，問題以告警顯示、報表報送、短信通知等方式呈現，實現即時發現問題、馬上反饋問題、盡快處理解決問題，同時為滿足數據及時性、完整性、一致性、波動異常性的不同要求，設定相應閥值定制自動派單，對相關部門進行派發。另外，為保障數據稽核工作的常態化，有效地降低網管運維工作人員的維護工作量，提供工作效率，還需實現監控過程的自動化處理。

4.2 系統框架結構

稽查型性能資源數據質量管控系統整體框架自下至上由外部接口層、數據層、分析處理層、展現層等四層結構組成，各層功能如圖1所示[4]。

圖 1 數據質量管控平臺框架

4.3 系統主要技術方案

系統結構有瀏覽器/服務器（B/S，Browser/Server）模式和客戶/服務器（C/S，Client/Server）模式這兩種模式實現。B/S是WEB興起后的一種網絡結構模式，WEB瀏覽器是客戶端最主要的應用軟件，此模式統一了客戶端，將系統功能實現的核心部分都集中到服務器上，簡化了系統的開發、維護和使用，而客戶機上只需安裝瀏覽器例如 Internet Explorer，服務器安裝 Oracle、Sybase、Informix或 SQL Server等數據庫，瀏覽器即可通過 Web Server同數據庫進行數據交互，這樣大大減輕系統維護與升級的成本和工作量，整體上降低了用戶系統開發和日后運營的總所有成本。C/S系統中的服務器通常采用高性能的PC、工作站或小型機，采用Oracle、Sybase、Informix或 SQL Server等大型數據庫系統，客戶端則需安裝專用的客戶端軟件，其系統優缺點都很鮮明，優點是客戶端性能強，不足在于只適用于局域網環境，且所有客戶端操作系統須一致、客戶端的維護升級成本高。

GSM網管性能資源數據質量管控系統是參照NGOSS的理念進行設計的，滿足NGN管理的運營支撐系統，綜合對比B/S模式和C/S模式兩者特點，決定采用B/S模式，用戶將在Web Server客戶端設置測量方案和閾值，在被監控點部署測量適配器，依據測量方案和閾值設置，對被監控點進行數據和任務核查，一并將結果保存到數據庫表，而同時Web Server從庫表查詢測量結果，以報表等形式呈現給用戶。系統的整體設計還要重點考慮網管系統的信息安全策略需求，防范信息泄露漏洞[5]。

4.4 系統邏輯結構

系統邏輯框架圖如圖2所示。

圖 2 GSM網管性能資源數據質量管控系統邏輯框架

4.5 系統部分程序

系統數據庫使用的是Oracle 10g，數據庫底層數據采集使用具備C語言那樣功能強大且結構靈活的實用報表提取語言（Perl，Practical Extraction and Report Language）[6],上層呈現使用基于.net的web開發。以下是系統查看功能部分的程序：

5 結語

參照NGOSS標準設計的稽查型GSM網管性能資源數據質量管控系統，不但實現了GSM話務網管數據流向的全程透明化全自動監管，而且實現了 GSM話務網管性能資源數據在采集層、匯總層、應用層等環節的數據及時性、完整性、準確性和一致性的高效監控和分析，同時還實現了將相關的告警信息以告警前轉、短信發送、報表呈現等方式及時通知網管運維人員或廠家技術支持人員，有利于網絡KPI指標算法進行常態化準確管理。該系統在進一步完善環境自檢和表環境自檢等功能后，即可實施大規模的推廣應用。

[1] 褚麗莉.NGN綜合網管系統研究[J].通信技術,2009,42(01):202-204.

[2] 云亮.電信運營支撐系統的 NGOSS體系簡介[J].電信技術,2004(11):14-16.

[3] 張繼超,和應民,周春楠.綜合資源管理系統中數據采集的實現[J].通信技術,2011,44(03):116-119.

[4] 黎春強,董裕藝.電信網管性能資源數據管控系統的研究和設計[J].電信科學,2012(03):138-149.

[5] 任曉波.信息安全風險評估在貴州移動的應用[J].信息安全與通信保密,2009(09):140-142.

[6] Sriram Srinivasan.高級Perl編程[M].北京:中國電力出版社,2001:115-159.