余興國， 袁 濤， 袁學松

(安徽機電職業(yè)技術(shù)學院, 安徽 蕪湖 241002)

0 引 言

根據(jù)工信部通報，截止2020年3月，我國光纖接入用戶4.24億戶，占固定互聯(lián)網(wǎng)寬帶接入用戶總數(shù)的93%，通過高速光纖上網(wǎng)接入是當前光接入網(wǎng)的最佳選擇[1]。隨著運營商FTTH用戶規(guī)模大幅增加，運營商在開通運營維護的壓力也原來越大，如何提示其維護效率將是運營商一直在探討解決的問題之一。以安徽電信為例，安徽電信FTTH快速發(fā)展，現(xiàn)網(wǎng)已經(jīng)開通大約300萬FTTH終端(光貓)，每月新增量保持在10萬以上。如何提升千兆ONT運行維護水平是我們迫切需要研究的課題。根據(jù)日常維護運營指標數(shù)據(jù)分析，千兆ONT網(wǎng)速不達標是當前網(wǎng)絡常見故障之一。維護技術(shù)人員在實際處理過程中會比較難發(fā)現(xiàn)故障，缺乏相應數(shù)據(jù)支撐。目前在通過控制光信號及功率在光纖里傳輸[2-4]方面研究較多，同時怎樣及時自動發(fā)現(xiàn)監(jiān)測網(wǎng)絡較大隱患和故障也是是網(wǎng)絡運營商一直研究的問題之一[5, 6]。如黃健、王哲等人致力于無源光網(wǎng)絡系統(tǒng)中的長發(fā)光檢測方法研究[7]，孫小強等致力于無源光網(wǎng)絡中突發(fā)光功率計校準方法的研究[8]等。

1 系統(tǒng)構(gòu)架思路

系統(tǒng)從千兆ONT家庭終端入手，通過監(jiān)測PON網(wǎng)絡中幾個特定的指標，圖文化展示給用戶，可以使用戶快速的處理相關(guān)故障和隱患。當前千兆ONT家庭終端廠家眾多，僅僅安徽電信公司終端就有10家左右廠商提供，各設(shè)備廠家均有各自的一套指令系統(tǒng)，這給日常維護帶來了較大的壓力。

設(shè)計的面向千兆ONT家庭終端的管理監(jiān)測系統(tǒng)，通過檢測設(shè)備能力、序列號、收發(fā)光功率、注冊狀態(tài)、業(yè)務狀態(tài)、連接狀態(tài)等指標，經(jīng)過分析處理后，通過圖文化的形式展現(xiàn)，便于維護人員及時發(fā)現(xiàn)和處理故障的目的。

在維護現(xiàn)場手機和光貓的通信問題，如果光貓本身自帶WiFi，則手機可以直接和光貓通信，如果光貓無WiFi功能，可以利用自帶小型無線路由器作為橋梁來，實現(xiàn)了手機和光貓的通信。目前光貓基本都自帶WiFi功能。

整個系統(tǒng)以三大運營商管理內(nèi)網(wǎng)作為系統(tǒng)承載基礎(chǔ)，信息管理平臺采用 B/S 模式，應用服務器采用Tomcat8.0，選用 MYSQL、Oracle 數(shù)據(jù)庫及Web Service構(gòu)成異構(gòu)數(shù)據(jù)庫，用來數(shù)據(jù)處理、交互和呈現(xiàn)。兼容主流設(shè)備商如烽火、華為、中興、等企業(yè)所生產(chǎn)的OTN，通過采集提取設(shè)備能力、序列號、收發(fā)光功率、注冊狀態(tài)、業(yè)務狀態(tài)、連接狀態(tài)等運行質(zhì)量信息指標，應用服務器根據(jù)設(shè)定程序?qū)Σ杉臄?shù)據(jù)進行運算分析，分析后的數(shù)據(jù)最終通過在客戶端頁面呈現(xiàn)，如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)構(gòu)架圖

以采集光貓的收發(fā)光功率為例，光功率大小直接影響到網(wǎng)絡體驗，是影響網(wǎng)速和網(wǎng)絡頻繁掉線最重要的指標。GPON千兆光貓收發(fā)光功率閾值設(shè)定為-14—-28dbm，當收光值大于或者小于此閾值時，會出現(xiàn)網(wǎng)速下降厲害、用戶掉線等故障。當偏離值較小時不影響網(wǎng)絡使用，但是會千兆測速不達標，所以故障較為隱蔽，一般等到主動測速的時候才能發(fā)現(xiàn)。面向千兆ONT家庭終端的管理監(jiān)測系統(tǒng)上線后，同時實時數(shù)據(jù)的提取和主動測速功能就能夠及時的發(fā)現(xiàn)此類故障，通過自動工單下發(fā)來提醒現(xiàn)場維護人員及時處理，做到先于用戶發(fā)現(xiàn)問題，提高整個運營商網(wǎng)絡維護隊伍的工作效率。同時采集到的數(shù)據(jù)又可以作為網(wǎng)絡優(yōu)化和評估的數(shù)據(jù)支撐，能為后期的網(wǎng)絡資源調(diào)度、割接、新建提供數(shù)據(jù)參考。根據(jù)當前千兆ONT的設(shè)備性能特點，需要采集指標的名稱和主要作用如表1所示。

表1 采集數(shù)據(jù)分析表

2 系統(tǒng)設(shè)計

整個系統(tǒng)分為TL1接口指標數(shù)據(jù)采集，應用服務器數(shù)據(jù)庫運算處理和客戶端頁面呈現(xiàn)幾個層面。

2.1 TL1接口指標數(shù)據(jù)采集

系統(tǒng)在研究各設(shè)備生產(chǎn)廠家的操作指令系統(tǒng)后，在不更改原有的操作系統(tǒng)基礎(chǔ)上，采用人機交互模擬的方式同時對各廠家的千兆光貓進行特定指標數(shù)據(jù)采集。采集數(shù)據(jù)分為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集和特定指標采集兩個部分?；A(chǔ)數(shù)據(jù)包括OTN 注冊狀態(tài)、OTN業(yè)務連接狀態(tài)兩個指標。用于判斷業(yè)務是否正在在線，數(shù)據(jù)配置是否正確，排除因用戶電源、光路中斷等原因?qū)е碌墓收?，采集周期間隔60min。特定指標采集包括OTN流量、光功率、設(shè)備能力3個指標，用于進一步判斷ONT當前運行狀態(tài)。根據(jù)采集閾值管理，剔除狀態(tài)正常的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)異常的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫，結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)進行分析，形成基礎(chǔ)的設(shè)備信息數(shù)據(jù)庫。

2.2 應用服務器運算分析

系統(tǒng)在完成對特定指標數(shù)據(jù)的采集后，在剔除掉無效數(shù)據(jù)后，根據(jù)設(shè)定程序進行分析運算。綜合各個相關(guān)數(shù)據(jù)判斷，給出可能出現(xiàn)故障原因以及解決方案，同時推送至維護人員排除處理，并在系統(tǒng)中和維護人員手機界面進行圖文化展示，系統(tǒng)主程序流程圖如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)主程序流程圖

2.3 系統(tǒng)遠程測速

系統(tǒng)嵌入工信部指定的網(wǎng)速測試平臺，維護人員在完成特定故障處理后，以在工信部網(wǎng)速測試平臺測試網(wǎng)速是否達標為準。系統(tǒng)會在故障工單下發(fā)30min開始自動啟動在線測試網(wǎng)速功能，每隔5min運行一次，若3次測速數(shù)據(jù)達標將自動結(jié)束工單。現(xiàn)場人員也可人工測速，測速達標也可手工結(jié)單。

3 系統(tǒng)測試結(jié)果

系統(tǒng)通過客戶端界面將運算結(jié)果在頁面呈現(xiàn)，呈現(xiàn)數(shù)據(jù)包括ONT在線狀態(tài)、是否存在故障、維護建議、當前測速值四個指標。通過在運營商現(xiàn)網(wǎng)實際運行測試結(jié)果顯示，系統(tǒng)兼容所有的設(shè)備制造商所生產(chǎn)千兆OTN指令，在指定時間完成特定數(shù)據(jù)的采集，運算準確，能夠先于用戶發(fā)現(xiàn)隱患和故障，測試結(jié)果數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 測試結(jié)果數(shù)據(jù)

在當前千兆普通家庭網(wǎng)絡快速推進的關(guān)鍵時期，該系統(tǒng)能準確的發(fā)現(xiàn)和預警現(xiàn)網(wǎng)的網(wǎng)絡質(zhì)量。特別是針對用戶投訴較多的網(wǎng)絡測速不達標的情況，將網(wǎng)速不達標相關(guān)數(shù)據(jù)全部采集和光貓自動測速，供維護技術(shù)人員判斷分析，快速處理故障。相比以前的網(wǎng)絡出現(xiàn)故障或者用戶故障申告后再進行維護的模式，系統(tǒng)幫助維護人員實現(xiàn)了主動化維護網(wǎng)絡。同時還能通過批量故障推測網(wǎng)絡是否存在集體故障。

4 結(jié) 語

從影響千兆ONT性能中幾個特定指標入手，兼容各個設(shè)備生產(chǎn)商所生產(chǎn)的千兆ONT設(shè)備的操作指令系統(tǒng)差異，設(shè)計了一款千兆ONT終端的管理監(jiān)測系統(tǒng)，定時監(jiān)測和運算分析在網(wǎng)的千兆OTN運行狀態(tài)。解決了技術(shù)人員需要研究各個設(shè)備ONT才能上手操作的問題。提升了學習效率和維護效率，向網(wǎng)絡維護集約化、智能化邁出了堅實的一步。后期可在數(shù)據(jù)采集和分析處理方面加入人工智能算法，使結(jié)果更加的人性化和智能化，因此該系統(tǒng)仍存在很大的發(fā)展空間。