源自：通信世界网
原文标题：高精度同步网SDN统一管控平台研究与应用
源自：通信世界全媒体
通信世界网消息（CWW）随着5G uRLLC等协同业务对精度、时间同步要求的提升，更多小型化时间同步节点设备开始下沉部署，每个本地网内将不止有一主一备两套设备，这使得不同厂家时间同步节点设备统一管控的问题日益突出。
一方面，目前各厂家时间同步节点设备均由各自的管控系统管理，系统接口和功能无统一标准，多个系统部署复杂，运维和操作不便；另一方面，部分厂家的管控系统价格昂贵，采购部署成本居高不下。
因此，运营商迫切需要一个统一的同步网管控平台，解决现有各厂商管控系统“烟囱式”部署、采购成本高昂、功能和接口私有化导致严重的运维不便等诸多问题，以降低投资成本、提升运维效率。
中国联通于2014年自主创新提出的基于最优频率的1588v2同步状态传递机制，分别于2015年和2018年被CCSA行业标准和ITU-T G.8275.1国际标准采纳。除了在设备层面改进之外，管控层面也需要能直观体现同步状态传递机制为网络提供更高时间精度的优势。
高精度同步网SDN管控目标架构
面向运营商对5G高精度同步网集中管控的迫切需求，中国联通提出了高精度同步网SDN管控目标架构，如图1所示。其中，高精度同步网SDN统一管控平台处于管控层，南向接口对接各厂家时间同步节点设备，实现统一纳管；平台、分组承载网管控系统、OTN/WDM管控系统的北向接口分别对接协同器；协同器在协同层拉通同步网节点设备与移动回传网络的同步状态传递机制。通过对频率及与时间同步关联的资源、告警、性能的自动化分析，实现端到端时间和频率传递路径的可视化、同步状态和性能监测分析以及故障定位等运维功能。
图1 高精度同步网SDN管控目标架构
高精度同步网集中管控平台设计研发
基于以上背景，中国联通研究院结合同步网统一运维的迫切需求，自主设计和研发了高精度同步网SDN统一管控平台，该平台统一纳管多厂商、多类型同步网节点设备，实现对不同厂商多类型设备进行集中同步功能配置、智能运维管理、全方位多指标性能监测及快速的故障定位和查询等功能，支持云化部署和容器化部署。
平台总体架构
在技术选用原则上，高精度同步网SDN统一管控平台采用B/S架构，功能技术选择满足以下5个原则。
一是实用性，最大可能地满足用户的需求，做到操作方便、界面友好、可即时更新，能适应不同层次用户的需求。
二是先进性，信息技术发展迅速，系统设计尽可能采用先进的技术标准和技术方法。
三是灵活性，采用开放的体系架构，基于开放源代码的技术框架和数据库系统。
四是易维护性，主要考虑两个层面：一是对于开发人员而言，系统编码容易调整，可适应需求的变化和调整；二是对于系统管理维护人员而言，能够对系统进行便捷的维护和管理。
五是安全可靠性，选择安全可靠的技术框架和软硬件运行平台，着重关注系统的安全控制和执行效率，提供相应的安全防护功能，保证系统具有较高的安全性和可靠性，充分考虑系统安全、数据管理安全、网络安全，保证用户权限、数据安全和系统的稳定性。
基于技术选用原则，高精度同步网SDN统一管控平台选择了集成多款成熟的开源框架和中间件、前后端分别以Vue脚本语言和Java语言为主的技术路线。前端技术栈：Vue+Vue-Router+Vuex+ElementUI；后端关键技术：Java+SpringBoot2+Mybatis+druid+ActiveMQ+MySQL。
在总体技术架构方面，该平台严格遵守高内聚、低耦合的分层设计思想，将平台划分为展示层、逻辑层、数据层。高精度同步网SDN统一管控平台总体技术架构如图2所示，该图呈现了各层的功能职责及在系统中的位置。
图2 高精度同步网SDN统一管控平台总体技术架构
展示层也称“系统接入层”，直接面向最终用户，采用Vue+ElementUI技术开发。主要用来拓扑呈现、实时展示设备告警、性能动态监控和设备管理与运维等。展示层与业务层之间的通过HTTP请求进行信息交互。
业务层用以响应展示层的用户访问请求，为展示层提供管理设备、监控设备、查询设备，并且为消息、任务和安全等服务提供业务逻辑支撑。业务层与协议层、业务层与数据层之间的交互均通过网管后端内部调用接口实现。
数据层主要实现对数据库中数据的基本操作，提供数据访问的通用接口由上层调用。
平台功能研发
高精度同步网SDN统一管控平台能够实现标准南向接口和集中管控功能，主要功能包括4个。
▲ 网元同步状态质量呈现
该平台能够呈现各网元实时的跟踪状态、跟踪源、频率SSM等级和时间ClockClass质量，契合ITU-T G.8275.1国际标准，从而直观反映设备同步状态质量，实现基于最优频率的同步状态传递机制，如图3所示。
图3 网元同步状态质量跟踪
▲ 机框图及端口状态实时呈现
该平台将不同设备和板卡的真实情况显示在机框图上，能够实时看到每个槽位是否插卡、板卡的在线状态、各端口状态以及端口的详细信息。
▲ 时频配置
该平台针对各厂家不同类型的时间服务器设备进行统一配置，包括卫星配置、时钟配置和时间配置。
近年来，我国高度重视并积极推动北斗产业发展，各运营商都在力推5G+北斗产业深度融合。该自研平台在研发之初，即针对北斗相关功能进行了重点设计。卫星配置方面可以在跟踪北斗/GPS/北斗+GPS模式之间快速切换，并实时查询设备所跟踪北斗卫星的频段、数量，以及各北斗卫星信噪比、时钟状态及性能。
时钟配置包括时钟质量门限、选源标准，以及时钟的状态信息、SSM级别、信号类型、当前系统时钟源信息、频率信号优先级等。
时间配置包括PTP是否使能、PTP的时钟类型、当前系统时间源信息、PTP Clock ID、PTP域号、PTP Profile、报文封装类型、报文发送间隔、时戳发送模式、报文播发类型、PTP Priority1、Priority2、NTP配置等。
▲ 性能管理
该平台能够查询时间性能指标TE和频率性能指标TIE、MTIE、TDEV、FREQ等，能够设置性能门限和性能数据越限显示，如图4所示。
图4TIE性能查询
高精度同步网集中管控平台应用效果
目前，该平台已在运营商的试点省份成功完成落地部署应用，实现省内多地市1588v2高精度时间服务器同步节点设备的快速上线和纳管。在该平台的统一管控下，被管所有同步节点设备目前运行状态正常，输出稳定，已向智能城域网和SDH传送网等业务网提供PTP、1PPS+ToD、2Mbit/s、2MHz等基准时间和频率参考信号，经地面链路逐点传递后，除满足业务网自身及4G/5G无线基站的高精度频率/时间同步需求外，还全面支撑国资委、工信部等提出的5G+北斗融合发展战略要求。
在运行期间，该平台主动发现数例设备问题，提前感知并通知运维人员及时解决，有效规避了因同步网故障而可能引起的网络问题。例如，该平台主动感知某网元时钟为自由振荡状态，进一步查询发现该设备接收的卫星信号信噪比极低，如图5所示；通知运维人员后，经排查确定为该设备馈线插错位置，更换馈线位置后恢复正常，如图6所示。
图5 天线故障修复前状态
图6 天线故障修复后状态
再如，该平台在设备割接入网之前，主动发现某网元的某板卡运行状态为“故障”，及时通知运维人员后，经排查确定为板卡硬件故障，更换板卡后恢复正常，如图7所示。
图7 板卡故障状态
实践效果证明，该平台的研发及应用极大满足了运营商同步网的运维需求，后续项目团队将持续推进该平台的商用开发和迭代升级，并按照高精度同步网SDN管控目标架构，通过北向接口与上层协同器进行对接，实现时钟时间路径及同步状态传递机制端到端可视、同步配置异常巡检、时钟成环及超长链检测、同步根源告警关联追溯等功能，保障同步网的“规建维优”工作。 | 
收藏
分享
淘帖
顶
踩
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
显身卡