WIMAX技术点对多点的宽带无线接入探讨 第10页
WiMax网络管理系统的设计与实现
5.1 WiMax网管系统模型
基于前面章节中WiMax宽带无线网络架构，本章将介绍无线网络嵌入式网管系统的概念和模型以及基于VxWorks的网管系统在无线网络系统中的地位。
如下图所示是WiMax无线网络的基本结构，基站(BS)、用户站(SS)及其空中接口构成了WiMax宽带无线网络。其中基站和用户站都是嵌入式设备，因此，不同于其他的网络设备，基站和用户站上的网管系统的开发必须是基于VxWorks操作系统实现的嵌入式网管系统，需要在嵌入式开发环境下开发实现。
图5-1:端到端的网管结构
5.1.1 TMN层次结构
基于VxWorks的嵌入式网管系统将依然遵循电信管理网(TMN)分层模型。在TMN分层模型中，网元管理的功能实体与业务提供是相互.独立的。如下图所示:
图5-2:基于TMN分层模型的网管系统架构
如上图所示，本文中提到的网络管理系统主要是指TMN的最下面两层，即网元层(NEL)和网元管理层(EML)。其他的更高层不属于特定网元管理的定义范畴。完整的网管系统首先需要实现NEL，以实现对基站和用户站等网元的监督管理功能，同时，网管系统也必须实现对于基站和用户站的子单元的管理功能，比如空中接口、网络接口等。网管系统还必须包括EML应用程序的实现，来执行对网元单元的监督控制功能。
根据 SNMP协议的Manager/Agent模型，这里的NEL层即是Agent，而EML即是通常所说的Manager。本论文主要介绍Agent的设计与实现。本论文不涉及Manager的实现。我们将使用MG-SOFT-MIB-Browser作为NMS Manager，验证NEL的功能。
WiMax无线网络中网管系统的软件体系结构如图5-3所示。其中PHY是硬件支持的符合WiMax标准的物理层;BSP是板级支持包，提供bootloader和各种驱动并负责目标板启动，同时提供MAC和PHY的接口;MAC是符合WiMax标准的媒体接入控制层;Network则提供到外网的接口并实现各种协议转换功能:NMS即WiMax无线网络设备上的网管系统，该网管系统对基站和用户站实
图5-3: NMS软件体系结构
5.1.2功能域
除了从TMN的分层模型来分解NMS系统外，网管需求还可以通过OSI管理功能域来描述:错误管理，配置管理，计费管理，性能管理和安全管理。即FCAPS。以下对实现每种功能Agent需要做的工作进行简单介绍。
1.错误管理
基站上的NMS系统要求能够监测、隔离并纠正异常状况。
Agent工作:
定义一些被管理对象，这些对象要标识每个网元的单元及其子单元的状态。并且这些对象应该可以通过EML应用程序来轮询。
每个网元要文护一个重要事件日志和错误日志，并且让EML应用程序可以访问。
需要建立门限值，一旦某个被监控的变量超过了某个门限值，网元需要通过Trap消息汇报给EML程序。或者当每个网元的单元及其子单元发生状态变化时，网元也需要通过Trap消息汇报给EML程序。
每个网元需要支持错误隔离和自检测测试。
2.配置管理
基站NMS要求能够标识和控制每个单元的状态和行为。
Agent工作:
定义一些被管理对象，这些对象应该能够标识每一个网元单元及其子单元，甚至其相对拓扑和管理/操作状态。这些对象可以提供给EML应用程序进行读取和设置。
除了一些网元单元需要被静态配置外，NMS应该可以实现对动态定义的单元以及子单元的创建、重配置和删除。
当每个网元的单元及其子单元的配置状态或者配置拓扑发生变化时，网元需要通过Trap消息汇报给EML程序。
3.计费管理
基站NMS要求能够建立、激活并收集使用一记录。这里暂时不考虑计费管理的实现。
Agent工作:
暂不考虑计费管理的实现。
4.性能管理
NMS要求能够衡量和评估单元的行为和有效性。
Agent工作:
定义一些被管理对象，这些对象应该能够标识性能测量点。这些对象还应该包含标识符来标记测量点是否被激活，还应该定义收集和计算策略。
被测量的值应该可以供EML应用程序访问和设置。
性能门限需要被建立，每个网元通过Trap来汇报超过门限值的被监控变量。
5.安全管理
基站NMS要求能够加入访问策略和管理信息保护。
Agent工作:
实现管理策略，保证管理请求需要通过认证和鉴权检查。
往返于Agent和EML之间的信息流需要进行加密处理，以实现最低级别的信息保护。
每个网元要文护安全日志，包括用户试图登陆访问的记录。安全日志的能力状态(使能或禁用)可以通过EML应用程序访问和设置。
5.2 EMS管理端
WiMax网管系统基于简单网管协议实现Manager/Agent模型。其中Mananger利用了EMS开发平台，实现了BEMS网络管理系统的管理端。而Agent则基于嵌入式的EnvoySNMP而设计实现。
5.2.1 BEMS软件结构
EMS有其软件架构，下图说明了EMS中各个实体之间的通信机制。
图5-4:BEMS通信机制
如图所示，BEMS系统的主要功能单元包括通信引擎模块，数据管理模块，数据引擎模块，EMS数据库和用户界面模块。通信引擎是通过网络直接与被管理单元通信的模块，我们将使用SNMP协议实现网络通信。数据引擎直接读写访问EMS数据库。数据管理模块是BEMS系统的核心单元，它需要通过通信引擎和数据引擎来支持来自用户
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