新一代的衛(wèi)星通信網(wǎng)管技術(shù)

新一代的衛(wèi)星通信網(wǎng)管技術(shù)（甘仲民）
    衛(wèi)星軟件產(chǎn)業(yè)已成為整個(gè)衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)的一個(gè)重要支柱。在衛(wèi)星通信和電視廣播系統(tǒng)中，軟件
是先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)管彈系統(tǒng)的叢礎(chǔ)。作為衛(wèi)星應(yīng)用系統(tǒng)的運(yùn)營者和廣大用戶，在重視硬件設(shè)勢更新
的同時(shí)，不可不關(guān)注軟件的發(fā)展和應(yīng)用。實(shí)際上，新一代的網(wǎng)管、網(wǎng)控軟件和設(shè)勢已紛紛登場。
如美國的M&C系統(tǒng)公司、Integral System公司、Oracom公司等分別推出了虛擬載波監(jiān)視系統(tǒng)
（VCMS），對衛(wèi)星和地面設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制的軟件模塊EPoch2000，他球站和網(wǎng)絡(luò)管理軟件
（OraView）等，它們凸現(xiàn)出功能強(qiáng)、標(biāo)準(zhǔn)化、易操作等一系列優(yōu)點(diǎn)。例如，Epoch2000適用于
任何衛(wèi)星，利用它可對100顆衛(wèi)星進(jìn)行跟蹤、監(jiān)視和控制；又如Integral Sys．公司近幾年來采
用含有簡單的網(wǎng)管協(xié)議（SMNP）的軟件模塊，為用戶安裝了15個(gè)GEO控制中心，其交付時(shí)間僅為
6個(gè)月，而通常要用兩年才能完成這一計(jì)劃；冉如DirectTV公司通過M&C系統(tǒng)軟件的支持，操作
者可遙控衛(wèi)星上的2200個(gè)零、部件，另外，位于洛杉肌的廣播中心（LABC）管轄的什務(wù)包括5條
獨(dú)立的DBS上燈鏈路系統(tǒng)和一條HDTV上行鏈路設(shè)備，下行鏈路則有4個(gè)獨(dú)立的、轉(zhuǎn)動(dòng)受限的天線
系統(tǒng)，一副可同時(shí)鏈接來自35個(gè)不同軌道位置的多饋源雙頻段饋電的橢圓天線，系統(tǒng)龐大而復(fù)
雜，管理則是高度自動(dòng)化、智能化的，如此等等，都充分顯示出先進(jìn)的網(wǎng)管、網(wǎng)控系統(tǒng)的地位
和作用。出臺背景
    當(dāng)今，衛(wèi)星通信與廣播電視產(chǎn)業(yè)方興未艾，蓬勃發(fā)展。無論是衛(wèi)星的數(shù)量、質(zhì)量和功能，
還是地球站的水平，都是前所未有的。但是，使系統(tǒng)產(chǎn)生“倍增效應(yīng)”的則是其核心一一網(wǎng)絡(luò)
管理技術(shù)的進(jìn)步。事實(shí)上，隨著衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)數(shù)量與種類的增長，產(chǎn)生了各種管理的需要，
成為新一代網(wǎng)管開發(fā)的拉動(dòng)力。僅就利用衛(wèi)星提供Internet服務(wù)而言，它要求網(wǎng)管系統(tǒng)能動(dòng)態(tài)
地優(yōu)化帶寬利用，降低下載時(shí)間，增加靈活性，提高服務(wù)速度，并保證高的可靠性等。以往，
這些需要是通過設(shè)備制造商或系統(tǒng)運(yùn)營者用各種特定的解決方法來滿足的，有如“八仙過海，
各顯神通”，結(jié)果便造成了管理程序、方法的不兼容性和設(shè)備的復(fù)雜性，而且往往代價(jià)很高。
另一方面，不間的通信系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)之間互聯(lián)，是社會信息化的人趨勢。衛(wèi)星通信網(wǎng)是所有
通信網(wǎng)組成的一部分，并且是其中的一小部分。為能融合到“大系統(tǒng)”、“大網(wǎng)絡(luò)”中去，網(wǎng)
絡(luò)管理統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的問題便顯得十分必要而突出了。
    為解決上述問題，出現(xiàn)了所謂“商用現(xiàn)成產(chǎn)品”（COTS）的解決方案。這是基于以往已經(jīng)
投入了巨大的人力、財(cái)力資源和時(shí)間，開發(fā)了大量的軟件。如Vovager Telecommunications開
發(fā)的自動(dòng)業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)（ATMS），花去了幾年時(shí)間、幾十萬美元。用戶利用此軟件包，其中
80％是開放的、采用標(biāo)準(zhǔn)版本的，只有20％是要專門了做適應(yīng)其特殊要求的。如果用戶要自行
開發(fā)，則即使投入同樣巨大的時(shí)間和金錢，也不可能保證得到間樣的效果。COTS解決方案的突
出優(yōu)點(diǎn)是，用戶可按照自己的需要作任意修改。例如GLOBECOMM系統(tǒng)、IDB系統(tǒng)和Exigent
 International都在進(jìn)行系統(tǒng)的集成和介級，全部工作都足這些系統(tǒng)工程的運(yùn)營者利用COTS軟
件Mewpoint進(jìn)行的。此外，為使網(wǎng)管、網(wǎng)控軟件能對各廠家生產(chǎn)的設(shè)備產(chǎn)生有效作用，在它們
之間設(shè)計(jì)單獨(dú)的接口，即"驅(qū)動(dòng)器"，其間插入“協(xié)議翻譯程序（protocol interpreter）”這
種“協(xié)議翻譯程序”實(shí)際上是一種標(biāo)準(zhǔn)化的軟件塊，它可自動(dòng)地調(diào)節(jié)已有的“驅(qū)動(dòng)器”與現(xiàn)有
的軟件管理系統(tǒng)，以及將舊的驅(qū)動(dòng)器更新。Newpoint Technologies公司開發(fā)了一種“軟件汗
發(fā)者工具箱”，硬件制造商可利用此“工具箱”為其部件設(shè)計(jì)合適的驅(qū)動(dòng)器。這種“工具箱”
對個(gè)體用戶也是適用的，它為每個(gè)用戶獲得新的驅(qū)動(dòng)器提供三條可行的途徑，即：Newpoint，
硬件制造商或用戶自己。
    人們進(jìn)一步希望能有"即插即用”的接口，在此需求的推動(dòng)下，近來，出現(xiàn)了新的標(biāo)準(zhǔn)接口，
即基于公共對象請求代理體系結(jié)構(gòu)（CORBA）。在它的支持下，用戶只要知道對象的模型及對象
名稱或代碼，并給出對象代碼和操作數(shù)據(jù)，而不必關(guān)心對象所處位置或其訪問路徑和訪問方法。
COKBA所帶來的好處是增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)管理應(yīng)用軟件的可移植性，為編程人員提供了與協(xié)議無關(guān)的應(yīng)
用編程接口，在分布式管理方面具有更強(qiáng)的靈活性。就是說，利用CORBA，軟件工程師可將個(gè)同
的軟件包通過接口連接起來，這些軟件包是在不同的平臺或操作系統(tǒng)中出現(xiàn)的，如Unix、
Windows、NT或Sun’s Solaris等。此外，CORBA還能兼容不同的編程語言。
    總之，標(biāo)準(zhǔn)化是網(wǎng)管、網(wǎng)控軟件的未來走向。
基本構(gòu)架
    其重要組成部分包括：
    ＊管理者，又稱管理進(jìn)程（Manager）
    ＊代理（Agent）
    ＊網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議（Network managementprotocol）
    ＊管理信息庫（Management Information base:MIB）
    為便于讀者的了解，將這些組成部分進(jìn)一步介紹如下。
    （1）管理者。管理者實(shí)際上是一個(gè)中心控制臺、工作站或有操作員關(guān)照的PC。它是控制和
向用戶提供信息的軟件或處理功能。至少具有：
    ＊用于數(shù)據(jù)分析、故障恢復(fù)等管理應(yīng)用程序；
    ＊用了網(wǎng)絡(luò)管理者監(jiān)視和控制網(wǎng)絡(luò)的接口；
    ＊將網(wǎng)絡(luò)管理者的要求轉(zhuǎn)換為實(shí)際監(jiān)視和控制網(wǎng)絡(luò)中遠(yuǎn)地網(wǎng)絡(luò)元素的能力；
    ＊從網(wǎng)內(nèi)所有受管理元素?cái)?shù)據(jù)庫中提取網(wǎng)管信息的數(shù)據(jù)庫。
    （2）代理。是利用管理協(xié)議向管理者報(bào)告部件狀態(tài)的系統(tǒng)單元或處理功能。代理可內(nèi)設(shè)于
部件內(nèi)，也可能是單獨(dú)的部件或處理功能，后者稱為委托代理（Proxy agen）。代理使用某種語
言讀、寫部件信息，此外也可發(fā)送“trap”或告警信息給管理者。
    （3）管理試儀。是管理者用來與代理對話的標(biāo)準(zhǔn)語言，如公共管理信息協(xié)議（CMIP），Q3，
簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議（SMNP）等。SMNP是最為廣泛使用的協(xié)議，它基于少量的簡單運(yùn)作：GET，SET
和TRAP。GET是管理者讀取代理者處對象的值；SET是管理者設(shè)置代理者處對象的值；TRAP是代理
者向管理者通報(bào)重要事件。
    （4）管理信息庫（MIB）。提供部件信息的標(biāo)準(zhǔn)化描述。表示有關(guān)部件的結(jié)構(gòu)、狀態(tài)和統(tǒng)計(jì)
信息。
典型示例：
OraView網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)
    Oracom公司推出的OraView地球站和網(wǎng)絡(luò)管理軟件，該軟件系統(tǒng)具有很強(qiáng)的功能，它全部基
于Internet標(biāo)準(zhǔn)，是開放式的，可靠且易干使用。它擺脫了專用的監(jiān)控產(chǎn)品、不靈活的用戶接
口、
指令總線結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)，其突出特點(diǎn)是：
    ＊可伸縮性——網(wǎng)管可從“小”到“大”逐步建立。利用Web瀏覽器來觀察和管理設(shè)備�？�
利用有圖標(biāo)的多層圖系統(tǒng)來表示諸如 HPA、Modem和 LMB等單元，給操作員瞬時(shí)指示事件、問題、
告警或部件狀態(tài)的變化。加上網(wǎng)絡(luò)管理進(jìn)程，可觀察系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)資源配置，其中可顯示狀態(tài)、告
警，系統(tǒng)中每一設(shè)備的詳情，顯示設(shè)備和信號路徑的部位概觀圖；顯示網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌�支持用戶附�?br />設(shè)備、產(chǎn)生圖形等的構(gòu)造，支持多用戶安全保密和通行鑒別等。
    ＊靈活性----采用SNMP產(chǎn)品，如HP OpenViewtm，適用于所有的衛(wèi)星通信設(shè)備產(chǎn)品，無須任
何編程，可支持新的設(shè)備。
    ＊可靠性----每周（7天）每天（24）小時(shí)不間斷運(yùn)行。
    Oracom單元管理器是在由混合的售主出售通信系統(tǒng)中利用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的管理工具的關(guān)鍵設(shè)備，
在通信系統(tǒng)壽命期間，可保證較低的總開銷成本。設(shè)備組成有多協(xié)議中介器（mediator），查詢
工具，功能塊管理器，嵌入的web服務(wù)器，可構(gòu)造Java控制MIB編程器，基于標(biāo)準(zhǔn)的掛號用戶查詢
處理程序----SNMP,CMIP和其他。
    應(yīng)用
    ＊代理有效的網(wǎng)絡(luò)管理
    ＊實(shí)時(shí)查詢
    ＊告警/事件管理
    ＊安全的遠(yuǎn)地接入