引言
網絡管理系統(EMS)就管理的層次而言，可分為業務管理層、網絡管理層、子網管理層、網元管理層、網元層。網元管理層和網元層是上層網絡管理系統的基礎，直接影響網管系統的功能、性能和穩定性。網元層實際上是網元管理系統的組成部分，內置于通信設備，一般采用嵌入式技術設計，本文稱之為網元管理單元(EMU)。一個網絡管理系統從邏輯上可抽象為網管工作站、被管代理、網管協議和網絡管理信息庫四部分。EMU承擔被管代理的作用。
本文簡要介紹了EMS的系統結構和嵌入式系統，著重討論了用于EMS的基于MPC860處理機的嵌入式管理者/代理(Manager/Agent)——EMU的設計。
EMS的功能模型
與EMS系統功能結構對應的物理結構如圖1所示。
以光傳輸設備和光接入設備為例，EMS系統可抽象為圖2所示的功能模型。
圖2中的EMU是內置于設備中的管理者/代理，一方面它接收網管工作站(WS/OS)的管理命令，將命令解釋后下發給相應的被管對象（MO)，同時它采集MO的數據發給網管工作站。EMU可以通過以太網物理接口與網管工作站連接，也可以通過RS-232物理接口與本地維護終端連接。EMU還通過SDH的嵌入式通道ECC與網絡上的其它站點的EMU通迅。
相對于網管工作站而言，EMU是代理，網管工作站是管理者。在一個傳輸網絡中，各EMU通過ECC組成了一個分布式計算機網絡。為了實現分區管理和管理業務量的均衡，也要在這些EMU中設置若干管理者。所以某EMU相對于其它EMU而言，需要根據傳輸網絡拓樸，通過軟件靈活地設置為管理者或代理。從網元管理的角度，可將整個網絡拓撲抽象為如圖3所示的模型。圖中虛線框部分簡要地表示了一個網型拓撲，也可以是星型、鏈型、樹型、網格型等各種網絡拓撲。本文重點討論的是內置于設備中的M/A(即EMU)的設計。
嵌入式系統
典型的嵌入式系統構成包括硬件系統和軟件系統。
硬件系統由嵌入式處理器及各種外圍接口電路構成。嵌入式處理器部分是硬件電路的核心，主要分為四類：嵌入式微處理器、嵌入式微控制器、嵌入式DSP和嵌入式SoC。外圍電路包括ROM/FLASH、RAM以及各種通訊接口，如HDLC、USB、UART等。
RTOS主要強調任務執行和切換的確定性，以適應工業應用的需要，同時由于RTOS提供了對硬件系統的高度抽象，上層所有的軟件開發都與硬件細節無關，從而大大提高了軟件的可移植性，加快開發速度。
網絡協議軟件為更高層的應用軟件提供網絡服務，具有相對的獨立性，完成數據的傳輸、糾錯、網絡元素和拓樸的自種發現、路由的選擇和重構等功能。可以采用OSI TP4 協議,也可采用TCP/IP協議或其它網絡協議。
針對特定的應用需求開發的軟件運行于操作系統和網絡協議棧之上，完成嵌入式系統的主要功能，如命令的解析、數據的處理等。將嵌入式技術應用于EMS的M/A設計，為實現EMS的強大功能和高穩定性提供了基礎。
物理層設計
基于MPC860處理器的嵌入式M/A硬件電路框圖如圖4所示。
1) MPC860處理器子系統：它主要負責完成初始化、執行應用代碼、存儲管理、智能通信。
2) 存儲子系統：它包括BOOTROM、SDRAM和FLASH。BOOTROOM用于存儲通用的啟動引導程序BOOT，存儲網絡和節點的配置。FLASH用于存儲應用程序，支持軟件遠程下載。SDRAM作為緩存。
3) 通迅接口子系統：MPC860T的SCC1口工作于以太網方式，經過接口變換后，作為程序下載口。MPC860T的SCC2口用作MBUS口，完成對異構總線設備的管理，比如對PDH設備的管理。MPC860T的SCC3口工作在HDLC方式，作為SVB總線，來管理本子框/子架內的所有MO。MPC 860T的SMC1口工作在UART方式，用于DEBUG口的調試；SMC2口也工作在UART方式，用于f口，經過接口變換后，可與本地維護終端LCT連接。MPC860T的PD口用于100BASE-T口，作為F口，經過接口變換后，可接網管工作站。MPC860T的SPI口與數字測溫器件配合，用來控制設備風扇的運轉。
4) PCI橋及多通道HDLC控制器子系統：完成多通道的HDLC通迅，比如可以用于與來自多個光方向的DCCR和DCCM通迅。
軟件設計
軟件構成
嵌入式M/A軟件從下到上依次由RTOS、協議棧和MAF三個主要模塊構成，如圖5所示。
嵌入式RTOS模塊
嵌入式RTOS模塊是整個軟件的基礎，包括實時內核及用戶特定的BSP，它介于硬件系統及上層軟件之間，為所有的上層軟件提供一個多任務的實時操作系統環境及一整套API。VxWorks支持所選CPU MPC860的所有功能，包括片內數據及指令cache等，協議豐富、可擴展性強，具有豐富的系統功能，包括系統調用數量、調度策略和優先級反轉防護等。此外，嵌入式Linux也是嵌入式開發者的一個不錯選擇。
協議棧模塊
協議棧是本軟件的基本構件之一，其主要設計目標是：實現相關標準在網元管理方面建議采用的協議棧；采用分層及模塊化的設計思想， 為應用層軟件提供統一的API接口；采用標準的傳輸層協議，為應用層提供要求的傳輸服務；采用標準的路由協議，使網元能自動適應網絡拓樸結構的變化。
協議棧模塊既可采用ITU-T建議的OSI協議棧，以實現與現有網管的兼容，也可采用基于IP協議的協議棧。兩種協議棧各有其特點，OSI協議有良好的QoS性能，而IP協議棧自身的開銷比較小。采用的OSI協議棧如表1所示，采用的IP協議棧如表2所示。
應用程序－MAF模塊的設計
MAF即管理應用功能模塊。以傳輸設備為例，MAF主要實現SDH網管系統所要求的各種M/A功能，例如配置管理、故障管理、性能管理等。對內實現對所有MO的管理，對外通過DCC信道實現與其他網元的互聯，通過以太網口接受網管工作站的管理，通過RS-232串口接受LCT的管理。具體的管理應用功能完全符合YDN 037-1997的要求。
通過軟件選擇MAF模塊運行于管理或代理模式。M/A軟件設計適用于各種管理層次。當被指定為A時，它只收集、處理本NE中各MO的性能、告警/故障和狀態數據，接收和響應從管理者來的與本NE有關的各種命令和操作；當為M時，它除了代理本端的對象外，還要代理其管轄范圍內的遠端對象，其管理功能主要體現在對這些遠端對象的維護上。
嵌入式管理應用MAF系統框架如圖6和7所示。
結語
本文所討論的基于MPC860處理機的嵌入式Manager/Agent EMU的設計具有較高的網元節點處理速度、強大的多通道處理能力、豐富健壯的聯網協議、較完善的網管應用解決方案的特點。本文的應用以光傳輸網絡為例，但也適用于其它通信網絡，具有廣泛的應用前景。