[科普中国]-网络管理子系统

定义

网络技术的发展使通信速度越来越快，通信范围越来越广，通信可靠性越来越高。可靠的通信是SCADA/EMS系统实现各种功能的最重要条件，当然要十分重视网络技术的应用。网络管理子系统应当具有硬件和软件“隔离”的作用，即当网络硬件升能换代后，系统软件不受影响，整个软件系统不需作任何修改，就能在新的网络环境中运行。这样就可使网络升级时，系统运行不会受到影响。2

网络管理子系统(Network Management Subsystem，NMS)又叫操作与维护中心(OMC--Operation&MaintenanceCenter)，负责网络交换子系统和基站子系统系统的维护管理工作。1

网络管理子系统不仅必须能方便地与其它系统进行联网、通信，例如与电力公司管理信息系统(MIS)交换信息，做到信息资源共享，为办公自动化提供各种数据，还应监视网络运行的工况，对流量进行平衡和控制，同时对网络各硬件设备进行管理。2

主要任务(1)对网络运行进行实时监控，及时处理违规行为，尽快排除故障，保证网络的正常运行。

(2)负责对网络用户的授权，并根据用户的权限，确定网络访问的数据权限等。

(3)保证网络运行中系统和数据的安全，及时纠正数据库存放的错误，防止网络病毒或非法侵入及破坏，及时恢复被毁的数据。3

主要的网络管理子系统右图给出了最重要的基于国际标准化组织建议的网络管理子系统。在实际实现中该子系统由大量已定义好的功能组成，而这些功能借助许多过程和程序的支持。

配置管理是一组控制物理、电气和逻辑的目录、维持销售商的文件和故障清单、支持设备和定单处理、管理变化以及分配软件的中期和长期活动，亦提供目录服务和帮助生成不同的网络。

故障管理为动态地维护网络服务等级而要求的活动收集。这些活动能迅速地鉴别问题和性能降级，当需要时启动控制功能，可能包括诊断、修理、测试、恢复、例行工作和备份，从而获得高效率，同时支持登录控制和信息分发技术。

性能管理规定对网络进行评价，以便核实所保持的服务等级，鉴别实际的和潜在的瓶颈，并建立和报告有关管理决策制定和计划，亦包括建立和维护性能数据库以及营运控制的自动程序。

安全管理借助分析风险，使风险最小，实现网络安全计划，并借助监视战略的成功来进行保护网络的一组功能。特殊功能包括监视安全指示器、隔离、通行字管理以及关于违章警告或告警消息。

计费管理是有关资源用法，面向成本和面向计费信息的收集、解释、处理和报告的过程。具体说，对于话音和数据包括站消息的详细记录(SMDR)处理、账单通知和反向计费等过程。

网络计划是确定最佳网络、以数据为基础的网络性能、业务流量、资源利用、组网要求、技术拆衷方案以及目前和未来应用增长进行估算的过程，建模设备的规模控制和接口亦是计划过程的一部分。4

相关名词全球移动通信系统全球移动通信系统Global System for Mobile Communication就是众所周知的GSM，是当前应用最为广泛的移动电话标准。全球超过200个国家和地区超过10亿人正在使用GSM电话。GSM标准的无处不在使得在移动电话运营商之间签署"漫游协定"后用户的国际漫游变得很平常。 GSM 较之它以前的标准最大的不同是它的信令和语音信道都是数字式的，因此GSM被看作是第二代 (2G)移动电话系统。 这说明数字通讯从很早就已经构建到系统中。GSM是一个当前由3GPP开发的开放标准。

2015年，全球诸多GSM网络运营商，已经将2017年确定为关闭GSM网络的年份。

基站子系统基站子系统(BSS)是移动通信系统中与无线蜂窝网络关系最直接的基本组成部分。在整个移动网络中基站主要起中继作用。基站与基站之间采用无线信道连接，负责无线发送、接收和无线资源管理。而主基站与移动交换中心(MSC)之间常采用有线信道连接，实现移动用户之间或移动用户与固定用户之间的通信连接。

说得更通俗一点，基站之间主要负责手机信号的接收和发送，把收集到的信号简单处理之后再传送到移动交换中心，通过交换机等设备的处理，再传送给终端用户，也就实现了无线用户的通信功能。所以基站系统能直接影响到手机信号接收和通话质量的好坏。

网络交换子系统网络交换子系统由5部分组成，即鉴权中心(AUC)、归属位置寄存器(HLR)、拜访位置寄存器(VLR)、设备识别寄存器(EIR)、移动交换中心局(MSC)组成。

(1)移动交换(中心)局

它是整个系统的心脏，负责呼叫的建立、路由选择控制和呼叫的终止，负责管理MSC之间和MSC内BSC的业务信道的转换(BSS内的业务信道转换由BSC负责)。所以它是对位于它所覆盖区域中的移动台进行控制、交换的功能实体。它除了完成固定网中交换中心所要完成的呼叫控制等功能外，还要完成无线资源的管理、移动性管理等功能。

(2)归属位置寄存器

它是管理移动用户的主要数据库，每个移动用户都应在某归属位置寄存器注册登记，HLR主要存储两类信息数据：登记在该HLR中有关用户的参数，如：MSISDN，IMSI，MS类别，接人优先等级；登记在该HLR中用户所注册的有关电信业务、承载业务和附加业务等方面的数据，用户位置信息。因为移动用户是移动的，为了能正确选择路由，迅速寻呼该用户，故而需要清楚地知道该用户所在的区域，即有关用户目前所处位置的信息，以便建立至移动台的呼叫路由。

(3)拜访位置寄存器

也叫访问者位置登记器，也是一个用户数据库，用于存储当前位于该MSC服务区域内所有移动台的动态信息。即存储与呼叫处理有关的一些数据，如用户的号码、所处位置区的识别、向用户提供的服务等参数，因此每个MSC都有一个它自己的VLR。MSC和VLR除位置信息不同外，其余均相同。当需要寻呼某移动用户时，首先通过入口MSC(GMsu)或网关移动电话交换局。向该用户登记的HLR询问该用户现在的MSC/VlB．位置，然后HLR向该VLR索取该用户在该MSC的移动用户漫游号码(MSRN)，经HLR送至GMSC，这样GMSC局可以根据该用户的漫游号码(删)，确定路由，接至该移动用户现在所处的MSC，然后根据VLR内存储的LA信息，在该位置区域寻呼该移动用户。

(4)鉴权中心

也称确认中心，它是认证移动用户的身份和产生相应鉴权参数随机号码(RAND)，符号响应(SRES)，密钥(KC)的功能实体，即提供用于安全方面的确认参数和加密的密钥，通常是和HLR连在一起的。

(5)设备识别寄存器

也叫设备身份登记。它是存储有关移动台设备参数的数据库。主要完成对移动设备的识别、监视、闭锁等功能。每个移动台有一个唯一的国际移动设备身份标志(IMEI)，以防止被偷窃的、有故障的或未经许可的移动设备非法使用本GSM系统，移动台的IMEI要在EIR中登记。

通常HLR，AUC合设于一个物理实体中，VLR，MSC，EIR合设于一个物理实体中，MSC，VLR，HLR，AUC，EIR也可都设置于一个物理实体中。5