［李文輝 王梅春 李士紀(jì)］

1 概述

ODN（Optical Distribute Network，光分配網(wǎng)）是基于PON（Passive Optical Network，無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)）的光纜網(wǎng)絡(luò)，其作用是在OLT（Optical Line Terminal,光線路終端設(shè)備）和ONU（Optical Network Unit，光纖網(wǎng)絡(luò)單元）間建立光信息傳輸通道，其具有無(wú)源的物理特征。隨著互聯(lián)網(wǎng)寬帶用戶逐年增長(zhǎng)，因啞資源的無(wú)源性以及傳統(tǒng)ODN 分布廣，光分配網(wǎng)資源難以在線監(jiān)控，目前主要為人工現(xiàn)場(chǎng)管理，采用傳統(tǒng)的紙質(zhì)標(biāo)簽，不論是錄入數(shù)據(jù)或維護(hù)資源都存在定位困難、工作量大的問(wèn)題，甚至?xí)霈F(xiàn)由于數(shù)據(jù)偏差導(dǎo)致的故障錯(cuò)誤，導(dǎo)致維護(hù)工作效率低下，無(wú)法及時(shí)更新維護(hù)信息，新增刪減資源等得不到有效管理，無(wú)法快速獲取網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及啞資源的相關(guān)信息[1]。

用戶弱光也是目前ODN 網(wǎng)絡(luò)所面臨的痛點(diǎn)之一。由于光纖接頭松動(dòng)、污垢以及多級(jí)分光導(dǎo)致用戶弱光，又因光分配網(wǎng)的資源不準(zhǔn)、建設(shè)不精準(zhǔn)，光交連接關(guān)系不清晰，影響擴(kuò)容及上站排障效率，導(dǎo)致弱光定位難，需要多組人員逐段排查并且平均排障周期長(zhǎng)、弱光排障誤判率高、無(wú)法提前識(shí)別潛在質(zhì)差等問(wèn)題。從而引發(fā)客戶感知差，體驗(yàn)感不足以至于客戶滿意度低下。

ODN“啞資源”數(shù)據(jù)不準(zhǔn)一直是運(yùn)營(yíng)商面臨的主要難題，傳統(tǒng)運(yùn)維方式依賴人工，存在多種問(wèn)題，必須有強(qiáng)流程和規(guī)范保障，才能提高資源管理準(zhǔn)確率。

《數(shù)字中國(guó)建設(shè)整體布局規(guī)劃》指出，要夯實(shí)數(shù)字中國(guó)建設(shè)基礎(chǔ)。打通數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施大動(dòng)脈，整體提升應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施水平，加強(qiáng)傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化、智能化改造。基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)是數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基石，ODN 是寬帶建設(shè)的重要部分，實(shí)現(xiàn)ODN 網(wǎng)絡(luò)的數(shù)智化轉(zhuǎn)型勢(shì)必先行。數(shù)智化ODN 方案依托高精度的光路數(shù)據(jù)采集能力和光虹膜映射技術(shù)，識(shí)別主干、配線、入戶段，使得光路故障拓?fù)淇梢?，從而完成故障精?zhǔn)定界定位[2]。

2 光虹膜技術(shù)

“光虹膜技術(shù)”是實(shí)現(xiàn)數(shù)智化ODN 網(wǎng)絡(luò)的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。光虹膜即是給光纖創(chuàng)造一個(gè)唯一性的標(biāo)簽，通過(guò)超高精度的加工技術(shù)，在比頭發(fā)絲還要細(xì)的光波導(dǎo)上，雕刻出特殊的微環(huán)結(jié)構(gòu)，相當(dāng)于給經(jīng)過(guò)不同支路的光打上了不同的標(biāo)簽。擁有這樣標(biāo)簽的光纖中的光便攜帶了包括“出發(fā)地”和“目的地”在內(nèi)的地址信息，借助這個(gè)信息，運(yùn)維人員可以輕松實(shí)現(xiàn)對(duì)ODN 光纖資源的管理，大大簡(jiǎn)化了運(yùn)維，也縮短了故障定位的時(shí)間，幫助運(yùn)營(yíng)商加速光纖寬帶部署，減少30%的資源浪費(fèi)，降低20%的運(yùn)營(yíng)成本，以此來(lái)完成光虹膜的操作技術(shù)。

基于圖像識(shí)別技術(shù)的數(shù)智化ODN 技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)FTTH 物理端口的自動(dòng)化錄入、管理和維護(hù)，但是無(wú)法解決運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維過(guò)程中的狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控、故障預(yù)知和故障診斷等問(wèn)題。因此基于光虹膜技術(shù)的數(shù)智化ODN 應(yīng)運(yùn)而生。

光虹膜ODN 由管理平臺(tái)、OAI（相位接收模塊）單板、OSU（光開(kāi)關(guān)）和光虹膜分光器組成。管理平臺(tái)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)OAI 上傳的光路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的采集、綜合分析和加工，還原客戶ODN 網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)（如端口狀態(tài)、故障點(diǎn)位置等），并將以上光路數(shù)據(jù)以標(biāo)準(zhǔn)文件格式及標(biāo)準(zhǔn)北向接口上傳到客戶的OSS 資管系統(tǒng)。OAI 用于發(fā)射基于光虹膜的光信號(hào)，接收光虹膜的返回光信號(hào)，并對(duì)光信號(hào)進(jìn)行采樣、檢測(cè)和分析，隨后通過(guò)OSU 將OAI 單板的光虹膜信號(hào)和PON單板的業(yè)務(wù)光進(jìn)行合波，以達(dá)到在ODN 網(wǎng)絡(luò)同時(shí)傳遞的目的。而光虹膜分光器將OLT 光信號(hào)等分，通過(guò)分光器微環(huán)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)差異化調(diào)制，實(shí)現(xiàn)輸出口的光信號(hào)的差異化調(diào)制，增加特定的光虹膜唯一標(biāo)識(shí)。

光虹膜ODN 利用ODN 中1xN 分光器的光學(xué)微結(jié)構(gòu)，在光信號(hào)中引入獨(dú)特的差分相位變化，實(shí)現(xiàn)了無(wú)源光器件的智能化，使得傳統(tǒng)ODN 具備了可識(shí)別的“光ID”，并通過(guò)圖像識(shí)別將“光ID”與實(shí)際物理拓?fù)浣壎ǎ坏珜?shí)現(xiàn)光路拓?fù)渥詣?dòng)還原，端口資源準(zhǔn)確率達(dá)到95%，而且實(shí)現(xiàn)了故障遠(yuǎn)程檢測(cè)定位，平均故障定位時(shí)間從3 小時(shí)縮短到15 分鐘，故障點(diǎn)定位精度小于2m，從根本上解決傳統(tǒng)ODN 痛點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)光纖基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)數(shù)智化轉(zhuǎn)型。

3 ODN 網(wǎng)絡(luò)數(shù)智化轉(zhuǎn)型方案

3.1 數(shù)智化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

通過(guò)接入網(wǎng)啞資源網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的改造升級(jí)、網(wǎng)管功能部署、應(yīng)用能力融合生產(chǎn)流程，支撐“精準(zhǔn)建設(shè)”，“質(zhì)量提升”，“高效運(yùn)維”三大業(yè)務(wù)場(chǎng)景，支撐啞資源網(wǎng)絡(luò)向數(shù)字化轉(zhuǎn)型，實(shí)現(xiàn)啞資源資源可視、可管、可控。依托啞資源數(shù)智化平臺(tái)+流程+現(xiàn)場(chǎng)核查，構(gòu)建啞資源沙盤，如圖1 所示，實(shí)現(xiàn)啞資源端到端可視可管。

圖1 啞資源數(shù)智化沙盤

3.2 光纖網(wǎng)絡(luò)硬件智能化改造

為打造接入啞資源網(wǎng)絡(luò)可視、可管、可控，光纖網(wǎng)絡(luò)硬件智能化改造將以一級(jí)分光器為中心圓點(diǎn)，端到端拓?fù)溥€原PON 到ONU 網(wǎng)絡(luò)定為設(shè)計(jì)思路，對(duì)在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，從而實(shí)現(xiàn)向數(shù)智化方向的轉(zhuǎn)型。當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖2 所示。

圖2 當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

改進(jìn)后網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與邏輯網(wǎng)絡(luò)還原圖對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖3所示。

圖3 改進(jìn)后網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

3.3 數(shù)智化分析平臺(tái)

構(gòu)建數(shù)智化分析平臺(tái)，端到端實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析與數(shù)據(jù)應(yīng)用融入生產(chǎn)流程中。

（1）數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)采集功能的實(shí)現(xiàn)主要由現(xiàn)場(chǎng)工程師更換光虹膜分光器，將分光器名稱及標(biāo)識(shí)、分光器經(jīng)緯度、標(biāo)簽打印及拍照等信息錄入到管理平臺(tái)，OLT 將更換后光虹膜分光器資源數(shù)據(jù)、性能數(shù)據(jù)回傳到管理平臺(tái)，現(xiàn)場(chǎng)工程師1 次上站，通過(guò)數(shù)字化手段實(shí)現(xiàn)接入網(wǎng)啞資源數(shù)據(jù)持續(xù)保鮮。如圖4 所示。

圖4 ODN 網(wǎng)絡(luò)改造流程圖

（2）數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采集到后由原始數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將改造后的一分光虹膜數(shù)據(jù)（邏輯數(shù)據(jù)）傳遞給ADO 應(yīng)用平臺(tái)，ADO 應(yīng)用平臺(tái)將整合后數(shù)據(jù)（邏輯+物理）及比較結(jié)果回傳給組員管理系統(tǒng)，啞資源數(shù)字化平臺(tái)與資管實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)啞資源網(wǎng)絡(luò)資源賬實(shí)一致。如圖5 所示。

圖5 數(shù)據(jù)分析流程圖

（3）數(shù)據(jù)應(yīng)用

將啞資源數(shù)據(jù)融入業(yè)務(wù)作業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)，支撐家寬業(yè)務(wù)規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)維、優(yōu)化。

3.4 ODN 網(wǎng)絡(luò)數(shù)智化改造后效果

智能化ODN 網(wǎng)絡(luò)改造后實(shí)現(xiàn)了一分資源管理、二分資源管理、光交拓?fù)溥€原、故障快速定位、線路主動(dòng)巡檢以及提供了光路重點(diǎn)保障，提升SLA 并降低了弱光率，大幅度提升了客戶滿意度。主要成果有：

（1）資源管理精準(zhǔn)度提升，實(shí)現(xiàn)光路分光資源管理、光交節(jié)點(diǎn)及光路拓?fù)滟|(zhì)量可視化管理。端口準(zhǔn)確率提高至90%以上，激活17.3%沉默端口。在線資源動(dòng)態(tài)稽查，降低清查成本，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)放號(hào)，降低無(wú)資源退單率，對(duì)三級(jí)分光或1 16 二分組網(wǎng)整改，降低弱光率。

（2）增設(shè)資源沙盤看板，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可視可管，精準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃及建設(shè)。端口狀態(tài)及利用率可視，重載小區(qū)提前擴(kuò)容及規(guī)劃，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可視，提升光纖資源利用率，資源數(shù)據(jù)保鮮，激活沉默資源。

（3）故障定位效率提升，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程一鍵快速故障診斷定界定位，時(shí)長(zhǎng)縮短至15 分鐘。主干斷纖、配線斷纖、入戶斷纖、主干異常損耗故障，遠(yuǎn)程故障診斷，四種類型故障均可準(zhǔn)確定界定位，每次故障診斷用時(shí)從兩三小時(shí)縮短至15 分鐘，效率提升90%；定位精度2 m，減少協(xié)同工單，支撐覆蓋區(qū)域未來(lái)故障問(wèn)題快速閉環(huán)，提高客戶用戶使用體驗(yàn)。

（4）光纖質(zhì)量監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)主干光路主動(dòng)巡檢，性能動(dòng)態(tài)可視，異常損耗主動(dòng)預(yù)警。采用遠(yuǎn)程主動(dòng)巡檢，監(jiān)控線路質(zhì)量趨勢(shì)，對(duì)所有PON 口主動(dòng)巡檢、故障診斷、輸出診斷結(jié)果，主動(dòng)維護(hù)。在不中斷業(yè)務(wù)的情況下，精準(zhǔn)識(shí)別鏈路異常，定位弱光根因，提升光路質(zhì)量，進(jìn)行VIP重保。

4 結(jié)束語(yǔ)

用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的要求越來(lái)越高，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)智化轉(zhuǎn)型迫在眉睫。使用光虹膜技術(shù)的數(shù)智化ODN 網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)啞資源資源可視、可管、可控，并且同時(shí)支撐家寬業(yè)務(wù)規(guī)、建、維、優(yōu)，為用戶和消費(fèi)者提供低等待、零接觸、零故障的更高級(jí)體驗(yàn)。數(shù)智化ODN 網(wǎng)下一步發(fā)展方向要與綜資對(duì)接，以用促改，通過(guò)與綜資數(shù)據(jù)的比對(duì)，給地市維護(hù)人員派單上站整治，逐步提升綜資數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。并且同時(shí)需要與省內(nèi)故障管理平臺(tái)對(duì)接，通過(guò)觸發(fā)光路告警，自動(dòng)分段派發(fā)故障工單，確保光路告警精準(zhǔn)派單。為了數(shù)智化ODN 網(wǎng)能夠支持大規(guī)模部署應(yīng)用，需要集團(tuán)推動(dòng)接入網(wǎng)啞資源數(shù)智化管理技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化以及產(chǎn)業(yè)鏈的規(guī)模化，進(jìn)一步加快ODN 網(wǎng)絡(luò)向數(shù)智化的轉(zhuǎn)型。