专利名称：传输网络性能分析方法及取得网络预期背景误块的方法
技术领域：
本发明涉及电信网的管理领域，尤其是一种传输网络性能分析方法。另外，本发明还包括一种取得网络预期背景误块的方法，它是本发明传输网络性能分析方法的技术的核心部分，是实现传输网络性能分析方法最关键的技术，其本身也具有技术效果，故包括在本申请文件中。
随着通信事业的迅速发展，人们对电信网的依赖越来越大，一旦电信网发生严重拥塞或故障，就会给人们带来不便，甚至造成十分严重的后果。网络管理就是对网络进行监视，对网络的状态和负荷能力进行不断的监视和测试，并在必要时采取措施来控制业务流量，以保证在各种情况下使网络得到最有效的利用。网络管理功能提供性能管理、故障管理、配置管理、帐务管理、安全管理功能。故障管理是对电信网和电信设备的异常情况进行监测、隔离和校正的一组功能。配置管理完成设备运行保障功能、状况和控制功能等。帐务管理是测量网中各种业务的使用情况及费用。安全管理是保证正在运行中的网络安全的一系列功能。性能管理负责监视网络的性能，完成收集传送网中通道和有关网元实际运行的质量数据，为管理人员提供评价、分析、预测传输性能的手段。
在进行传输网络和传输系统的规划设计和评定时，要用到网络性能指标(NPO)，又称参考性能指标(RPO)，简称性能指标。它以主观评定或其他性能评价经验为依据，以向用户提供满意的服务为目标，并以统计量(诸如平均值、标准差或超过某损伤值的概率不大于给定值等)来描述。性能指标并不要求在全部时间内都满足，只要求超标的概率不大于某一预先确定的数值即可。
现有传输网络性能分析方法是这样的，如
图1现有技术传输网络性能分析方法的流程图所示(1)网管系统获取网络的SDH设备背景误块和背景误块比的信息；(2)网管系统将获取的背景误块比和背景误块与ITU-T和中国SDH网络误码指标规定的背景误块比和背景误块的限值进行比较，在限值之内则网络可用，在限值之外则网络不可用。
下面给出了ITU-T的相关性能指标ITU-T将数字链路等效为全长27500km的假设数字参考链路，并为链路的每一段分配最高误码性能指标，以便使主链路各段的误码情况在不高于该标准的条件下连成串之后能满足数字信号端到端(27500km)正常传输的要求。
性能指标主要有背景误块和背景误块比指标。下面我们主要介绍一下这两种指标。对于传输网络来说，我们把将客户层特征信息适配到服务层网络路径功能的端点定义为A端，将已经适配的信息恢复的端点定义为Z端。这样，对于在A端和Z端之间的传输网络，SDH设备在发送每个块时在A端生成段开销和通道开销，该段开销和通道开销有检测误码的作用，在Z端解出段开销和通道开销，如发现与A端生成的段开销和通道开销不一致，则认为是一个误块。在该段时间内扣除设备不可用时间和设备严重误码的时间的范围内，统计出有多少误块，作为该段时间内的背景误块。将背景误块除以在该段时间内扣除设备不可用时间和设备严重误码的时间的范围内共发送的块数，即该时间小段的背景误块比。
因为背景误块和背景误块比指标是相互关联的，所以我们下面只给出ITU-T规定的420km、280km、56km数字段应满足的背景误块指标对于420km数字段，速率155520kbit/s、622080kbit/s、2488320kbit/s所对应的背景误块比限值都是2.31×10-6；对于280km数字段，速率155520kbit/s、622080kbit/s、2488320kbit/s所对应的背景误块比限值分别是3.08×10-6，1.54×10-6，1.54×10-6；对于56km数字段，速率155520kbit/s、622080kbit/s、2488320kbit/s所对应的背景误块比限值分别是5.5×10-7，2.7×10-7，2.7×10-7。
现有的这种传输网络性能分析方法的缺点是网管系统获取的是历史的背景误块和背景误块比的信息，然后也是拿历史的背景误块和背景误块比与ITU-T和中国SDH网络误码指标规定的背景误块比和背景误块的限值进行比较，它无法对未来时间的背景误块和背景误块比进行预测，得到一个未来的背景误块和背景误块比的预期，然后再与ITU-T和中国SDH网络误码指标进行比较，因此其结果只能是近似的。也就是说，它没有取得网络预期背景误块的方法，也就只能用历史数据与ITU-T和中国SDH网络误码指标进行比较，使分析结果不精确。
本发明的目的在于提供一种传输网络性能分析方法，由于这种方法提出了一种取得网络预期背景误块的方法，从而也就不再用历史数据，而是用未来的预期数据，与ITU-T和中国SDH网络误码指标进行比较，使分析结果更加精确。
为实现上述目的，本发明的解决方案是一种传输网络性能分析方法，将客户层特征信息适配到服务层网络路径功能的端点定义为A端，将已经适配的信息恢复的端点定义为Z端，对于从A端到Z端的传输网络，a、网络的SDH设备每隔一个时间小段将设备的包含背景误块和背景误块比在内的性能数据上报给网管系统；b、设置一个数据库，将SDH设备上报网管系统的性能数据存储起来；c、网管系统在该数据库中获取该网络A、Z端的前导的一个时间大段中包含的多个时间小段的背景误块和背景误块比数据；d、网管系统判断该网络在该时间大段中是否更换过设备，如果更换过设备，不再进行性能分析，如未更换过继续；e、网管系统判断网络在该时间大段中是否发生过故障，如果发生过故障，不再进行性能分析，如无故障继续；f、网管系统将该时间大段包含的多个时间小段的背景误块比取平均值，得到预期背景误块比；g、根据预期背景误块比得到预期背景误块；
h、网管系统将计算出的预期背景误块比和预期背景误块与ITU-T和中国SDH网络误码指标规定的背景误块比和背景误块的限值进行比较，在限值之内则网络可用，在限值之外则网络不可用。
在步骤a中，网络的SDH设备在发送每个块时在A端生成段开销和通道开销，在Z端解出段开销和通道开销，如发现与A端生成的段开销和通道开销不一致，则认为是一个误块，在该时间小段扣除设备不可用时间和设备严重误码的时间的范围内，统计出有多少误块，作为该时间小段的背景误块，将背景误块除以在该时间小段扣除设备不可用时间和设备严重误码的时间的范围内共发送的块数，作为该时间小段的背景误块比，将背景误块和背景误块比上报给网管系统。
在步骤c中，将该时间大段设置为大于24小时；同时，在步骤d中，网管系统判断网络是否更换过设备的方法是检查在该时间大段内是否连续缺失24小时的历史性能数据，如是则判断为更换过设备，如不是则判断为未更换过设备。
在步骤e中，网管系统判断网络是否发生过故障的方法是检查在该时间大段内是否连续出现1小时的以前的历史性能数据，如是则判断为发生过故障，如不是则判断为未发生过故障。
在步骤g中，根据预期背景误块比计算预期背景误块的方法是，以电路速率乘以设定的时间小段的时间乘以预期背景误块比，得出预期背景误块。
本发明在步骤h之后还可以包括步骤
i、网管系统计算下一个时间小段中的背景误块不超过C个的概率P(下一个时间小段中的背景误块不超过C个)=Σk=0Cλke-λ/k!]]>，其中λ为步骤g计算出的预期背景误块，P()表示概率；j、网管系统计算下N个时间小段中的背景误块都不超过C个的概率将N个时间小段看成N次贝努里实验，P(下N个时间小段中的背景误块都不超过C个)＝P(下一个时间小段中的背景误块不超过C个)的N次方，P()表示概率，网管系统根据下N个时间小段中的背景误块都不超过C个的概率进一步评价网络的性能。
另外，本发明还提供了一种取得网络预期背景误块的方法，它是本发明传输网络性能分析方法的核心技术，将客户层特征信息适配到服务层网络路径功能的端点定义为A端，将已经适配的信息恢复的端点定义为Z端，对于从A端到Z端的传输网络，a、网络的SDH设备每隔一个时间小段将设备的包含背景误块和背景误块比在内的性能数据上报给网管系统；b、设置一个数据库，将SDH设备上报网管系统的性能数据存储起来；c、网管系统在该数据库中获取该网络A、Z端的前导的一个时间大段中包含的多个时间小段的背景误块和背景误块比数据；d、网管系统判断该网络在该时间大段中是否更换过设备，如果更换过设备，不再进行预期背景误块的获取，如未更换过继续；e、网管系统判断网络在该时间大段中是否发生过故障，如果发生过故障，不再进行预期背景误块的获取，如无故障继续；f、网管系统将该时间大段包含的多个时间小段的背景误块比取平均值，得到预期背景误块比；g、根据预期背景误块比得到预期背景误块。
由于在本发明中，SDH设备定期上报数据，存放在数据库中，网管系统在该数据库中获取该网络A、Z端的前导的一个时间大段中包含的多个时间小段的背景误块和背景误块比，然后将多个背景误块比取平均值，从而得出未来预期的背景误块比，进而也就得到了背景误块，这些过程形成了一种取得网络预期背景误块的方法，我们通过这种方法可以取得背景误块的预期数据。这样，我们就可以不用历史数据，而是用未来的预期数据，与ITU-T和中国SDH网络误码指标进行比较，使分析结果更加精确。
由于本发明在取得背景误块的预期数据的过程中，对该网络在时间大段中是否更换过设备、是否发生过故障，对这些情况不再进行分析和计算预期背景误块，从而提高了获取预期背景误块急网络性能分析的可靠性。
由于在本发明的进一步改进中，网管系统先利用概率论上的泊松分布，计算出下一个时间小段中的背景误块不超过C个的概率，然后利用N次贝努里实验计算出下N个时间小段中的背景误块都不超过C个的概率。这样，网管系统就可以根据下N个时间小段中的背景误块都不超过C个的概率进一步评价网络的性能。
图1是现有技术传输网络性能分析方法的流程图。
图2是本发明传输网络性能分析方法的流程图。
下面结合附图对本发明的实施例作进一步具体的说明。
在图2中可以清楚地看到本发明传输网络性能分析方法的实现步骤。
(1)网络的SDH设备每隔一个时间小段将设备的包含背景误块和背景误块比在内的性能数据上报给网管系统网络的SDH设备在发送每个块时在A端生成段开销和通道开销，段开销和通道开销具有检测误码的作用，在Z端解出段开销和通道开销，如发现与A端生成的段开销和通道开销不一致，则认为是一个误块，在该时间小段扣除设备不可用时间和设备严重误码的时间的范围内，统计出有多少误块，作为该时间小段的背景误块，将背景误块除以在该时间小段扣除设备不可用时间和设备严重误码的时间的范围内共发送的块数，作为该时间小段的背景误块比，将背景误块和背景误块比上报给网管系统。SDH设备一般有定期上报性能数据的能力，一般是隔15分钟或24小时上报一次。具体是15分钟还是24小时上报一次，则由系统根据需要自行设定。
(2)设置一个数据库，将SDH设备上报网管系统的性能数据存储起来。可以为该数据库自动设定存储多长时间的历史数据，比如2年，超过该时限存放的数据，从数据库中自动删除，这样可以不影响系统的容量。
(3)网管系统在该数据库中获取该网络A、Z端的前导的一个时间大段中包含的多个时间小段的背景误块和背景误块比数据。该时间大段长度可编程控制，时间大段越长，预测的精度越高，消耗的系统资源也越多。该时间大段一般超过24小时。
(4)网管系统判断该网络在该时间大段中是否更换过设备，如果更换过设备，不再进行性能分析，如未更换过继续。
网管系统判断网络是否更换过设备的方法是检查在该时间大段内是否连续缺失24小时的历史性能数据，如是则判断为更换过设备，如不是则判断为未更换过设备。
(5)网管系统判断网络在该时间大段中是否发生过故障，如果发生过故障，不再进行性能分析，如无故障继续。
网管系统判断网络是否发生过故障的方法是检查在该时间大段内是否连续出现1小时的以前的历史性能数据，如是则判断为发生过故障，如不是则判断为未发生过故障。
(6)网管系统将该时间大段包含的多个时间小段的背景误块比取平均值，得到预期背景误块比。该时间大段包含的多个时间小段越多，其计算结果越精确。
(7)根据预期背景误块比得到预期背景误块以电路速率乘以设定的时间小段的时间乘以预期背景误块比，得出预期背景误块。公式为λ＝BT0Pe，其中B电路速率，如2M、155M。
T0时间小段的时间，如15分钟、24小时。
Pe背景误块比的长期平均值。
这样，我们就计算出了下一个时间小段中的预期背景误块λ。由于是进行性能数据的预测，所以可能需要进行迭代运算，即下一个时间点的性能数据需要根据上一次的计算结果进行推算。也就是说，本次计算的背景误块存储在数据库中，作为下一次计算背景误块的历史数据。
系统可以将计算出的预期背景误块传送到显示器进行显示。
(8)网管系统将计算出的预期背景误块比和预期背景误块与ITU-T和中国SDH网络误码指标规定的背景误块比和背景误块的限值进行比较，在限值之内则网络可用，在限值之外则网络不可用。系统可以将网络可用或不可用的信息传送到显示器显示。
(9)网管系统计算下N个时间小段中的背景误块都不超过C个的概率，然后根据此概率进一步评价传输网络性能。可以根据具体情况设置一个指标，即对在下N个时间小段中的背景误块都不超过C个的概率设定一个限值，通过判断下N个时间小段中的背景误块都不超过C个的概率是否超过该限值来评价传输网络性能是否达到需要的标准。
具体步骤是I、计算要预测的下一个时间小段的背景误块的数学期望值λ。方法同(7)。
II、计算下一个时间小段中的背景误块不超过C个的概率。
设事件A＝{一个时间小段中的背景误块不超过C个}，一个时间小段中的背景误块值为随机变量X根据泊松分布，P(A)＝P(X<＝C)=Σk=0Cλke-λ/k!]]>III、将N个时间小段看成N次贝努里试验，一次试验是一个时间小段中的背景误块数是否超过C个。
则可能性P(Y＝N)＝CNN·(P(A))N·(1-P(A))0＝(P(A))N。
另外，本发明所公开的一种取得网络预期背景误块的方法正好对应着上述步骤中的(1)-(7)。因为步骤(1)-(7)在上面已经叙述的比较详细，所以不再赘述。它是本发明一种传输网络性能分析方法的核心技术，传输网络性能分析方法的关键技术特征都在取得网络预期背景误块的方法中得到体现，且单独解决一个部分的技术问题，故与传输网络性能分析方法在同一申请中提出。
权利要求
1.一种传输网络性能分析方法，将客户层特征信息适配到服务层网络路径功能的端点定义为A端，将已经适配的信息恢复的端点定义为Z端，对于从A端到Z端的传输网络，a、网络的SDH设备每隔一个时间小段将设备的包含背景误块和背景误块比在内的性能数据上报给网管系统；b、设置一个数据库，将SDH设备上报网管系统的性能数据存储起来；c、网管系统在该数据库中获取该网络A、Z端的前导的一个时间大段中包含的多个时间小段的背景误块和背景误块比数据；d、网管系统判断该网络在该时间大段中是否更换过设备，如果更换过设备，不再进行性能分析，如未更换过继续；e、网管系统判断网络在该时间大段中是否发生过故障，如果发生过故障，不再进行性能分析，如无故障继续；f、网管系统将该时间大段包含的多个时间小段的背景误块比取平均值，得到预期背景误块比；g、根据预期背景误块比得到预期背景误块；h、网管系统将计算出的预期背景误块比和预期背景误块与ITU-T和中国SDH网络误码指标规定的背景误块比和背景误块的限值进行比较，在限值之内则网络可用，在限值之外则网络不可用。
2.根据权利要求1所述的传输网络性能分析方法，其特征在于在步骤a中，网络的SDH设备在发送每个块时在A端生成段开销和通道开销，在Z端解出段开销和通道开销，如发现与A端生成的段开销和通道开销不一致，则认为是一个误块，在该时间小段扣除设备不可用时间和设备严重误码的时间的范围内，统计出有多少误块，作为该时间小段的背景误块，将背景误块除以在该时间小段扣除设备不可用时间和设备严重误码的时间的范围内共发送的块数，作为该时间小段的背景误块比，将背景误块和背景误块比上报给网管系统。
3.根据权利要求1或2所述的传输网络性能分析方法，其特征在于在步骤c中，将该时间大段设置为大于24小时；同时，在步骤d中，网管系统判断网络是否更换过设备的方法是检查在该时间大段内是否连续缺失24小时的历史性能数据，如是则判断为更换过设备，如不是则判断为未更换过设备。
4.根据权利要求1或2所述的传输网络性能分析方法，其特征在于在步骤e中，网管系统判断网络是否发生过故障的方法是检查在该时间大段内是否连续出现1小时的以前的历史性能数据，如是则判断为发生过故障，如不是则判断为未发生过故障。
5.根据权利要求1或2所述的传输网络性能分析方法，其特征在于在步骤g中，根据预期背景误块比计算预期背景误块的方法是，以电路速率乘以设定的时间小段的时间乘以预期背景误块比，得出预期背景误块。
6.根据权利要求1或2所述的传输网络性能分析方法，其特征在于在步骤h之后还包括步骤i、网管系统计算下一个时间小段中的背景误块不超过C个的概率P(下一个时间小段中的背景误块不超过C个)=Σk=0Cλke-λ/k!]]>，其中λ为步骤g计算出的预期背景误块，P()表示概率；j、网管系统计算下N个时间小段中的背景误块都不超过C个的概率将N个时间小段看成N次贝努里实验，P(下N个时间小段中的背景误块都不超过C个)＝P(下一个时间小段中的背景误块不超过C个)的N次方，P()表示概率，网管系统根据下N个时间小段中的背景误块都不超过C个的概率进一步评价网络的性能。
7.一种取得网络预期背景误块的方法，将客户层特征信息适配到服务层网络路径功能的端点定义为A端，将已经适配的信息恢复的端点定义为Z端，对于从A端到Z端的传输网络，a、网络的SDH设备每隔一个时间小段将设备的包含背景误块和背景误块比在内的性能数据上报给网管系统；b、设置一个数据库，将SDH设备上报网管系统的性能数据存储起来；c、网管系统在该数据库中获取该网络A、Z端的前导的一个时间大段中包含的多个时间小段的背景误块和背景误块比数据；d、网管系统判断该网络在该时间大段中是否更换过设备，如果更换过设备，不再进行预期背景误块的获取，如未更换过继续；e、网管系统判断网络在该时间大段中是否发生过故障，如果发生过故障，不再进行预期背景误块的获取，如无故障继续；f、网管系统将该时间大段包含的多个时间小段的背景误块比取平均值，得到预期背景误块比；g、根据预期背景误块比得到预期背景误块。
8.根据权利要求7所述的取得网络预期背景误块的方法，其特征在于在步骤a中，网络的SDH设备在发送每个块时在A端生成段开销和通道开销，在Z端解出段开销和通道开销，如发现与A端生成的段开销和通道开销不一致，则认为是一个误块，在该时间小段扣除设备不可用时间和设备严重误码的时间的范围内，统计出有多少误块，作为该时间小段的背景误块，将背景误块除以在该时间小段扣除设备不可用时间和设备严重误码的时间的范围内共发送的块数，作为该时间小段的背景误块比，将背景误块和背景误块比上报给网管系统。
9.根据权利要求7或8所述的取得网络预期背景误块的方法，其特征在于在步骤g中，根据预期背景误块比计算预期背景误块的方法是，以电路速率乘以设定的时间小段的时间乘以预期背景误块比，得出预期背景误块。
全文摘要
一种传输网络性能分析方法，网络的SDH设备定期上报性能数据并存储，网管系统对网络在一段时间是否更换过设备、发生过故障进行判断后，将该段时间中的多个历史背景误块比取平均值，得到预期背景误块比，从而得到预期背景误块，与行业标准进行比较。它用未来的预期数据与行业标准进行比较，使分析结果更加精确。本发明还提出了一种取得网络预期背景误块的方法。
文档编号H04L12/24GK1394035SQ01122539
公开日2003年1月29日 申请日期2001年6月30日 优先权日2001年6月30日
发明者陶虎成 申请人:华为技术有限公司