——太原移动城域光纤网智能化探索与实践

引言

近年来，太原移动光纤网络增长迅速，经过十余年的发展，已经具有较大规模。由于传统光纤物理网络的无源性及厂商工程服务水平的限制，使得光纤网络资源及建设运维缺乏有效管理。这是运营商普遍存在的问题，在太原移动也有明显体现。

存在的问题

问题一：资源缺乏有效管理

在工程实施阶段，因资源信息未得到准确管理、及时反馈，为后期运营维护埋下隐患，造成资源浪费（因数据不准造成误派单、倒装机，资源不能有效利用或需要付出额外成本才能利用起来）。在运行维护阶段，资源的迁改数据得不到有效同步，闲置资源不能及时进
行二次利用，在50.6％的已用资源中，这样的情况占10％。资源数据不准确导致投资浪费在20％以上（包括光缆纤芯、无源设备端口、管道占用等浪费），这种浪费直接导致在原有规划建设和投资预算基础上，需增加额外的投资才能支撑等量的业务。

问题二：故障定位耗时长

随着运行年限的增加，部分老旧光缆开始出现质量恶化、衰减增大等问题，经常出现光缆通信故障，而且太原近年来城市建设、改造频繁，需进行大量的光缆迁改工作，且经常发生光缆故障。由于缺乏有效的光缆监测手段，故障发生后，赶到基站测试断点需30～40min，然后再排查断点，难以快速找到故障点，导致故障处理时间长。

问题三：业务调度效率低

城域网光纤业务复杂，涉及局间、基站业务和大客户数据专线以及FTTH（B）等业务接入。目前太原移动一年光路调度量达5000单，相关工程和维护成本约60万。目前平均每单开通约2.4人·日，跨主干配线环的中间路由跳接平均1.9次。随着电路使用率日趋减少，光路日趋增多，城域业务的调度量将进一步增长，中间跳接量也会大大增加。保守估计，城域业务调度量将以每年20％以上递增，人工调度成本将逐年递增。

随着全业务的快速发展，以上问题愈来愈凸显，光纤基础网的智能化成为必然趋势。2011年底，太原移动开始部署智能光纤管理系统城域光纤基础网络试点建设，对核心到汇聚建设试点环网，并建立基本的智能管理系统。2012年11月，完成一枢纽、兴华、迎泽、平阳和二枢纽等核心机房，敦化坊、风雨衣等汇聚机房规模建设，并将17个机房共计15000余芯光纤割接入网，目前系统运行稳定。

通过系统建设及优化管理，太原移动实现如下新功能。

资源可视化管理：设备面板可视化，资源端口可视化，40余条大芯数光缆路由占用情况清晰可见。

运维施工智能化：无纸化施工、LED指示灯智能施工。

实时准确资管系统：结合资源管理系统，通过实时监控管理，自动回单，资源变动自动告警实现端口资源的智能管理，并保证资源信息100%准确。

预配置光缆云： 通过光缆预配置方案，在不同站点之间构建虚拟光缆，实现“光缆云”方案部署。

GIS实景呈现：配合太原G I S地图，将光缆信息、设备地理信息在GIS地图上显示。

太原移动城域核心机房iODF组网如图1所示。

图1 太原移动城域核心机房iODF组网

解决办法

太原移动从以下三个方面实现光纤网智能化的应用。

方法一：资源可视，让“沉默、闲置资源”说话此项目最基本的是建立和呈现准确的资源信息数据。项目中完成智能ODN网管系统基本功能部署和GIS地图集成，所有节点和管线资源信息都可通过地图清晰呈现，如端口占用情况、光纤网络拓扑一目了然。

目前，这17个机房相关纤缆信息已经全部在网管呈现，可实现光纤全部由网管调度，并已应用于日常光网络调度。这样光纤资源管理从原来分散管理变成对所有管线资源和设备端口在网管上的集中管理；从原来对单个链路的管理，变成对整个光纤链路的管理；资源调度由原来的人工、手工调度，变成运用网管分配调度、无纸化调度。该方案可大量节省因资源数据不准导致的投资浪费和人力浪费。智能ODN网管和GIS界面如图2所示。

图2 智能ODN网管和GIS界面示意

光纤资源通过智能ODN网管呈现，并结合传输资源管理系统，实现资源实时管理、实时调度、实时录入，避免资源后补录入出现偏差和遗漏，提高资源录入准确性和关联率。

方法二：“光纤共享”，使得业务实现高效调度，网络架构合理优化

以往光纤跳接全凭资源管理人员通过表格资源安排，维护人员根据路由跳接，并需要实时核对和反馈，不确定性及资源浪费率很高。光网络实现资源管理智能化后，可以确保工单准确派发，系统自动识别每根光纤的使用情况并生成光路由，跳接和调度效率大大提升，调度工时从过去的每单2.4人·日降到0.8人·日，效率提升66%。如果进行全网部署，每年将节省光路调度成本35万元左右。光路调度特性和价值示意如图3所示。

图3 光路调度特性和价值示意

由于传统光纤链路调度缺乏灵活性，向共享为主的建设模式转变需要基于准确的光纤连接信息，在实验网部署光缆时，太原移动通过对共享纤芯进行批量预跳接分配资源，并在网管上进行标识，形成虚拟光缆资源，并根据业务发展需要灵活变更虚拟光缆的芯数、分配、路由等信息，从而形成一朵基于智能光纤基础网的“光缆云”。这样不仅提升调度效率，还大大节省光缆和管道的投入。随着网管功能的不断完善，未来可实现基于共享纤芯的“虚拟光缆＋站点批量预跳接”云调度的特性，这样虚拟光缆在实际业务开通时，业务可以实现“秒级调度”，只需要根据路由工单进行简单的最后一跳操作即可，进一步节省光路开通工时90％以上，成本相应降低。虚拟光缆管理展示如图4所示。

图4 虚拟光缆管理展示示意

方法三：整合模块，提高光纤故障诊断效率

在日常维护中，光纤故障点定位存在困难，延误故障处理，因此太原移动还将环网监测和故障诊断功能整合到智能管理系统之中。首先建立光缆健康档案和台账管理，同时利用业务光和监测光分离的监控方案，通过检测一根光缆中1～2芯空余光纤实现对整根光缆的监测，结合OT DR对光缆段进行实时测试，搜集备用纤芯光功率衰减变化数据，提前预警整根光缆的衰减。

为减少OTDR的数量，太原移动通过级联OSU实现一个OTDR对整个光缆环的监控，当发现故障时，触发OTDR进行故障定位测量，并结合GIS地图在网管上精确显示故障点位置，维护人员可直接查找故障点和原因，故障历时可提升为40～60min，降低对客户的影响及损失。相比传统的故障定位方式，此方案大大减少监控的光纤芯数，节省合波器和OTDR成本，使得低成本链路监控成为现实，同时节省运维工时达55％，并节省维护过程的资源核查工作。因此在整个光缆网20%的核心、汇聚层范围内，环网监测与故障诊断功能每年节省运维成本近100万元。智能网管与故障定位系统、GIS结合的故障诊断方案如图5所示。

图5 智能网管与故障定位系统以及GIS结合的故障诊断方案示意

新技术的应用以及创新方案的实施，需要不断地探索和实践，为了更快速、更高质量地满足用户的需求，太原移动将在智能ODN系统方面持续投入和探索，从以下几个方面进一步开展工作。

(1) 扩大节点部署范围，将智能节点设备从当前的核心机房向汇聚机房延伸，计划在2～3年内对现有2.5Gbit/s以上的汇聚节点逐步完成升级改造。

(2)在新建的综合业务区机房及主干光交环中全部使用iODF及智能光交箱，形成端到端全程全网的节点、路由监控。

(3) 对原有网络进行调整，结合太原市政改造，在重建过程中通过采用图5　智能网管与故障定位系统以及GIS结合的故障诊断方案示意智能ODN设备，达到现网资源的可管可控，同时探索一套盘活机房哑资源的管理方法。

(4) 对功能进行完善，将网管对接、工单调度系统融合，并实现业务流程的融入和优化，提高人员素质，推动软环境的成熟。

结束语

综上所述， 太原移动在光纤网智能化部署方面已迈出第一步，抓住“资源数据准确”这一关键点，初步实现“可视化资源管理＋GIS”系统、环网监测和故障诊断、虚拟光缆管理等功能。未来太原移动将以“光缆云”为目标，逐步优化网络架构，以适应公司业务的快速发展。