SNMP在OLP系統(tǒng)中的應(yīng)用

譚欽紅，陳 菊，曹懿樂(lè)，郭英超

(1.重慶郵電大學(xué)信號(hào)與信息處理重慶市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶 400065;2.上海欣諾通信技術(shù)有限公司，上海 201613)

在三網(wǎng)融合的趨勢(shì)下，有線電視網(wǎng)絡(luò)光進(jìn)銅退，其傳輸光網(wǎng)絡(luò)不斷從骨干網(wǎng)絡(luò)向接入網(wǎng)延伸，不僅要滿(mǎn)足各種業(yè)務(wù)高帶寬需求，而且對(duì)其可靠性和網(wǎng)絡(luò)生存能力也提出了越來(lái)越高的要求[1]。光纖線路保護(hù)(Optical Line Protection，OLP)是通過(guò)對(duì)光路層的保護(hù)與恢復(fù)，實(shí)現(xiàn)無(wú)阻斷通信，對(duì)構(gòu)建光網(wǎng)絡(luò)生存能力具有非常重大的意義。

簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議(Simple Network Management Protocol，SNMP)的簡(jiǎn)單性和適應(yīng)性使得它為廣大用戶(hù)所使用，它可以支持絕大多數(shù)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。對(duì)OLP系統(tǒng)終端設(shè)備來(lái)說(shuō)，采用SNMP協(xié)議設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)是解決整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)有效、可靠、穩(wěn)定工作的合理可行的方法。

1 OLP系統(tǒng)分析

OLP系統(tǒng)應(yīng)用于光纖通信傳輸領(lǐng)域，其工作原理是通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)主、備路光纜線路的功率變化來(lái)發(fā)現(xiàn)線路故障，一旦發(fā)現(xiàn)光纖線路上的光功率值低于預(yù)先設(shè)定的切換閾值時(shí)(出現(xiàn)物理線路故障)，便自動(dòng)把主用光路(工作光纖)切換至備路(保護(hù)光纖)上，以快速恢復(fù)正常通信，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)光傳輸線路的保護(hù)。

圖1為OLP系統(tǒng)圖，根據(jù)光保護(hù)系統(tǒng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以1+1保護(hù)方案為例，光傳輸設(shè)備SDH/DWDM和光線路保護(hù)設(shè)備都存放在機(jī)房?jī)?nèi)，屬于局端設(shè)備。發(fā)送端(主路為T(mén)1，備路為T(mén)2)采用光分路器分離光信號(hào)，光分路器一般采用50∶50比例，實(shí)際根據(jù)光纖和路由采用不同分光比的光分路器，光信號(hào)在分離之后分別在主用路由光纖和備用路由光纖并發(fā)傳送。在接收端(主路為R1，備路為R2)采用光通道選擇器件選擇接收主用路由光纖和備用路由光纖的光信號(hào)。當(dāng)主用路由光纖發(fā)生故障時(shí)，接收端自動(dòng)選擇從備用路由光纖接收光信號(hào)[2]。

圖1 OLP系統(tǒng)組網(wǎng)圖

圖1中Tx表示傳輸設(shè)備發(fā)送端口;Rx表示傳輸設(shè)備接收端口;R表示傳輸設(shè)備側(cè)光線路保護(hù)設(shè)備接收端口;T表示傳輸設(shè)備側(cè)光線路保護(hù)設(shè)備發(fā)送端口;T1表示工作光纖側(cè)光線路保護(hù)設(shè)備發(fā)送端口;T2表示保護(hù)光纖側(cè)光線路保護(hù)設(shè)備發(fā)送端口;R1表示工作光纖側(cè)光線路保護(hù)設(shè)備接收端口;R2表示保護(hù)光纖側(cè)光線路保護(hù)設(shè)備接收端口。

網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)是OLP系統(tǒng)必不可少的一部分，在OLP系統(tǒng)終端設(shè)備上，需要實(shí)時(shí)監(jiān)控線路狀態(tài)的操作維護(hù)終端，即網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，通過(guò)網(wǎng)管系統(tǒng)客戶(hù)端，可以直觀地觀察各個(gè)路由光纖的光功率變化值，設(shè)定配置信息，選擇手動(dòng)或者自動(dòng)切換模式，并及時(shí)地發(fā)現(xiàn)故障并定位到具體路段。

2 SNMP協(xié)議分析

SNMP是TCP/IP協(xié)議族中的一部分，實(shí)現(xiàn)于UDP，IP協(xié)議之上[3]。SNMP網(wǎng)絡(luò)管理模型包含4個(gè)關(guān)鍵元素:管理基站、被管代理、管理信息庫(kù)和網(wǎng)絡(luò)管理工具，如圖2所示。

圖2 SNMP 管理模型[4]

管理基站是1組運(yùn)行于PC上的程序，通過(guò)SNMP協(xié)議對(duì)管理站中的MIB的訪問(wèn)進(jìn)行控制。被管代理是用于管理基站和被管設(shè)備(本文的被管設(shè)備就是OLP終端設(shè)備)通信的橋梁，它是監(jiān)測(cè)被管設(shè)備狀態(tài)和接收管理基站請(qǐng)求的程序，對(duì)管理基站發(fā)來(lái)的請(qǐng)求進(jìn)行處理，如果監(jiān)測(cè)到被管設(shè)備發(fā)生異常，及時(shí)產(chǎn)生陷阱(trap)，并通知管理基站。管理信息庫(kù)(MIB)中存儲(chǔ)著被管設(shè)備的所有需要被管理的信息，以對(duì)象或者變量的形式存在，包括網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)、設(shè)備配置信息等內(nèi)容。網(wǎng)絡(luò)管理工具即SNMP協(xié)議，支持著管理基站和被管代理之間的通信。

管理基站和被管代理進(jìn)行通信，提供管理員接口，有分析網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)并呈現(xiàn)給用戶(hù)，自動(dòng)或通知用戶(hù)手動(dòng)處理故障的功能，可以把獲取的數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)，隨時(shí)查看歷史信息，作為配置數(shù)據(jù)等的參考。

SNMP規(guī)定了5種SNMP報(bào)文，分別對(duì)應(yīng)圖2中管理進(jìn)程發(fā)往代理進(jìn)程的1～5個(gè)數(shù)據(jù)報(bào):

1)get－request:從管理進(jìn)程發(fā)出的獲取代理進(jìn)程處存儲(chǔ)的設(shè)備數(shù)據(jù)。

2)get－next－request:從管理進(jìn)程發(fā)出的獲取代理進(jìn)程處當(dāng)前數(shù)據(jù)的下一個(gè)數(shù)據(jù)。

3)set－request:從管理進(jìn)程發(fā)出的設(shè)置代理進(jìn)程的1個(gè)或者多個(gè)參數(shù)值。

4)get－response:代理進(jìn)程對(duì)前3個(gè)操作的響應(yīng)，返回?cái)?shù)據(jù)值。

5)trap:代理進(jìn)程主動(dòng)向管理進(jìn)程發(fā)出的異常信息。

3 OLP網(wǎng)管設(shè)計(jì)方案

OLP設(shè)備具有以太網(wǎng)接口，可采用本地維護(hù)終端(Local Craft Terminal，LCT)或基于PC的網(wǎng)管系統(tǒng)進(jìn)行管理。

對(duì)于OLP系統(tǒng)終端設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，可以分模塊來(lái)設(shè)計(jì)，最主要的有3個(gè)模塊:實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控、配置管理、告警管理。具體設(shè)計(jì)如圖3所示。

圖3 OLP網(wǎng)管主要設(shè)計(jì)模塊圖

實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控通過(guò)網(wǎng)管管理端實(shí)時(shí)獲取MIB庫(kù)中存儲(chǔ)的信息實(shí)現(xiàn)，采用輪詢(xún)的方式去獲取，可以遠(yuǎn)程、實(shí)時(shí)、在線監(jiān)測(cè)主用和備用光纜中光纖的光功率變化，了解光纖運(yùn)行狀況，監(jiān)控中心的人員可實(shí)時(shí)觀察收端光功率值，分清線路故障和設(shè)備故障。

配置管理是對(duì)系統(tǒng)的配置信息如光功率告警閾值進(jìn)行查看、修改和保存等操作。即使是錯(cuò)誤操作使設(shè)備無(wú)法正常運(yùn)行，也可以通過(guò)恢復(fù)默認(rèn)配置的方法來(lái)解決問(wèn)題。當(dāng)實(shí)際狀態(tài)值超出配置中的告警閾值時(shí)，告警就會(huì)出現(xiàn)，并及時(shí)上報(bào)。

告警管理是檢測(cè)、定位和排除網(wǎng)絡(luò)設(shè)備故障。代理進(jìn)程通過(guò)trap的形式將設(shè)備產(chǎn)生的告警發(fā)送給管理基站，管理基站以報(bào)警燈或者警報(bào)聲等方式通知用戶(hù)，用戶(hù)進(jìn)行確認(rèn)并作出相應(yīng)的處理。告警分為當(dāng)前告警和歷史告警，方便用戶(hù)隨時(shí)查看告警狀況，了解網(wǎng)絡(luò)信息。

4 網(wǎng)管的實(shí)現(xiàn)流程說(shuō)明

管理基站和被管代理通過(guò)SNMP協(xié)議進(jìn)行交互，管理進(jìn)程發(fā)出get或set請(qǐng)求，代理進(jìn)程接收請(qǐng)求并響應(yīng)請(qǐng)求，并在被管設(shè)備出現(xiàn)異常的時(shí)候發(fā)出trap信息給管理進(jìn)程。所有獲取信息的過(guò)程都是通過(guò)讀取MIB信息來(lái)實(shí)現(xiàn)，修改信息通過(guò)設(shè)置MIB庫(kù)對(duì)應(yīng)的對(duì)象值，trap信息則是設(shè)備出現(xiàn)故障信息時(shí)自動(dòng)上報(bào)給代理端，存儲(chǔ)在MIB庫(kù)里，管理端只需要接收并判斷此告警所對(duì)應(yīng)的唯一標(biāo)識(shí)符就可以知道是什么故障。實(shí)現(xiàn)流程如圖4所示。

以配置管理中的告警閾值為例，如果Tx(發(fā)射光功率)告警閾值在 MIB 中定義的標(biāo)識(shí)為“.1.3.6.1.4.1.33369.1.1.6.0”，那么獲取 Tx 告警閾值代碼如下:

5 小結(jié)

本文根據(jù)三網(wǎng)融合的趨勢(shì)下光纖網(wǎng)絡(luò)的逐步擴(kuò)大提出了一種適合于光纖通信傳輸領(lǐng)域的的OLP系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，采用SNMP協(xié)議，通過(guò)MIB獲取實(shí)現(xiàn)了OLP終端設(shè)備與網(wǎng)管系統(tǒng)客戶(hù)端之間的通信，從而達(dá)到對(duì)OLP系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、配置、故障告警等的管理目的。

[1]三網(wǎng)融合[EB/OL].[2012－04－25].http://baike.baidu.com/view/21572.htm.

[2]YD/T 1617.1—2007，智能化光保護(hù)系統(tǒng)第一部分:光線路保護(hù)系統(tǒng)[S].2007.

[3]陳躍輝.SNMP在 EPON 系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代電信科技，2009，39(1):42－45.

[4]羅雅過(guò).基于SNMP的MIB庫(kù)訪問(wèn)實(shí)現(xiàn)研究[J].西安文理學(xué)院學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2010，13(4):75－76.