孟翔，劉曉杰

（中國廣電山東網(wǎng)絡(luò)有限公司濰坊市分公司，山東 濰坊 261061）

在“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代背景下，社會(huì)中的業(yè)務(wù)數(shù)量也在快速增長，對于網(wǎng)絡(luò)傳輸效率、傳輸質(zhì)量也提出了新要求。集群光傳送網(wǎng)便是在集群多子框架技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的新型網(wǎng)絡(luò)，將其應(yīng)用到OTN 設(shè)備管理系統(tǒng)中，有助于各項(xiàng)業(yè)務(wù)的不斷拓展，持續(xù)提升系統(tǒng)的業(yè)務(wù)承載能力，以提高設(shè)備管理過程的及時(shí)性與可靠性。

1 集群基礎(chǔ)內(nèi)容概述

集群是一種用于集團(tuán)調(diào)度指揮通信的移動(dòng)通信系統(tǒng)，主要應(yīng)用在專業(yè)移動(dòng)通信領(lǐng)域，該系統(tǒng)具有的可用信道可為系統(tǒng)的全體用戶共用，具有自動(dòng)選擇信道功能，它是共享資源、分擔(dān)費(fèi)用、共用信道設(shè)備及服務(wù)的多用途、高效能的無線調(diào)度通信系統(tǒng)。此類架構(gòu)在應(yīng)用中的突出特征便是使用信道動(dòng)態(tài)分配模式來完成通信，用戶具有不同的優(yōu)先級與特殊功能，可在同時(shí)間內(nèi)完成多渠道通信，提高設(shè)備的執(zhí)行效率?，F(xiàn)階段，市場中流通的集群技術(shù)包括TETRA、iDEN、GoTa、GT800 等。

2 基于集群架構(gòu)OTN 設(shè)備管理系統(tǒng)建設(shè)要點(diǎn)

2.1 數(shù)據(jù)管理模塊

2.1.1 數(shù)據(jù)采集模塊

確保設(shè)備管理效果的基礎(chǔ)保障，便是采集豐富且完善的應(yīng)用數(shù)據(jù)。在該模塊的具體工作中，所采集的數(shù)據(jù)信息類型如下：（1）設(shè)備故障庫數(shù)據(jù)，其內(nèi)容包括設(shè)備定義數(shù)據(jù)、設(shè)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、設(shè)備常見故障數(shù)據(jù)庫等，以此來作為建立設(shè)備故障樹的重要參考，來源于設(shè)備的日常運(yùn)營信息。（2）設(shè)備歷史故障數(shù)據(jù)，此類數(shù)據(jù)主要來源于設(shè)備缺陷記錄和設(shè)備以往的檢修清單，這些數(shù)據(jù)也會(huì)在故障模式下進(jìn)行概率計(jì)算，同時(shí)，也會(huì)對故障停機(jī)時(shí)間、修復(fù)時(shí)間等內(nèi)容進(jìn)行記錄，便于故障檢修規(guī)律的探索。（3）建立評價(jià)模型對設(shè)備結(jié)構(gòu)與故障模式重要性展開分析，這也確定了故障檢修時(shí)的優(yōu)先級排序，以提高所建立模型的利用價(jià)值。（4）故障概率修正參數(shù)作用是可以用來對各個(gè)設(shè)備層故障概率進(jìn)行修正，便于設(shè)備養(yǎng)護(hù)計(jì)劃的及時(shí)擬定。此類數(shù)據(jù)的主要來源是役齡與修復(fù)性事件中所整理的數(shù)據(jù)。

2.1.2 查詢/預(yù)警模塊

在OTN 設(shè)備管理系統(tǒng)的應(yīng)用中，需要定期查詢各個(gè)設(shè)備的查詢與預(yù)警性能是否可以正常使用，而設(shè)備在收到指令后則會(huì)對相關(guān)性能進(jìn)行自查，根據(jù)得到的反饋數(shù)據(jù)了解目前設(shè)備工作狀態(tài)的穩(wěn)定性，針對存在的異常問題，也會(huì)及時(shí)作出處理，以保證設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的穩(wěn)定性。一般情況下，系統(tǒng)不會(huì)主動(dòng)下達(dá)輪詢命令，一般都是工作人員通過網(wǎng)管上的“同步告警/性能”按鈕來下達(dá)查詢命令，設(shè)備在接收到命令后開始進(jìn)行自檢。而過程中的相關(guān)數(shù)據(jù)需要通過協(xié)議緩沖區(qū)封裝后，再直接將數(shù)據(jù)包傳遞給網(wǎng)管，而性能數(shù)據(jù)則是利用文件傳輸協(xié)議直接上傳給網(wǎng)管，最后會(huì)由子框框控盤來對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和整合，直接上報(bào)給主控盤展開進(jìn)一步處理。

2.2 框間管理模塊

2.2.1 擴(kuò)展子框管理

在OTN 設(shè)備管理系統(tǒng)的框間管理模塊的設(shè)計(jì)上，需要做好擴(kuò)展子框管理工作，在主控盤接收到相關(guān)數(shù)據(jù)后，會(huì)根據(jù)采集的框號來判斷出其是否屬于本框單盤，若是判斷出并不是本框上的信息，則會(huì)基于集群技術(shù)將其輸送到對應(yīng)位置。而且主框位置處也會(huì)配置相應(yīng)信息，對于各類子框告警信息也將直接發(fā)送到各類子框框控盤，由各個(gè)框盤來完成告警燈點(diǎn)亮的操作。并且在集散架構(gòu)的支持下，也會(huì)在整個(gè)結(jié)構(gòu)中增設(shè)擴(kuò)展子框功能，以此完成各類信號的管理工作和運(yùn)轉(zhuǎn)工作。另外，在整個(gè)子框的應(yīng)用中，系統(tǒng)也能夠支持設(shè)備進(jìn)行共同組網(wǎng)，以滿足各類信息的處理要求，提高信息處理結(jié)果的可靠性。

2.2.2 主備框配置同步

結(jié)合集群架構(gòu)來對設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)行過程進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，也需要做好主備框配置同步設(shè)計(jì)工作，并且在設(shè)備主備框工作期間，也需要定期檢測的方式來判斷對方工作狀態(tài)是否處于正常狀態(tài)。而且備框結(jié)構(gòu)也會(huì)定期向主框結(jié)構(gòu)發(fā)出配置校驗(yàn)，并請求結(jié)構(gòu)可以同步，通過同步校驗(yàn)幀中篩選出存在未同步的配置數(shù)據(jù)，而此時(shí)主框主控盤也會(huì)將自身配置借助通道直接同步到備框的框控盤中，而此狀態(tài)下，主框控盤和備框控盤也需要進(jìn)行同步處理，保證所有傳遞信息的同步性，滿足信息序列的傳遞要求。

2.2.3 框間切換

在整個(gè)工程應(yīng)用活動(dòng)中，如果主控盤出現(xiàn)了運(yùn)行故障，將會(huì)造成整個(gè)主框與站點(diǎn)處于托管的狀態(tài)，而且也將帶來整個(gè)環(huán)路出現(xiàn)托管的情況。對此，依托集群架構(gòu)來處理此問題時(shí)，可以在系統(tǒng)中增設(shè)主備框切換功能，而用到切換方式如下：（1）進(jìn)行手動(dòng)切換，在網(wǎng)管下達(dá)切換命令給備框后，此時(shí)，備框也會(huì)在接收到命令后自動(dòng)切換成主框，而原來的主框結(jié)構(gòu)則變成備框，那么，在此情況下，新的主框也會(huì)將切換事件直接上傳到網(wǎng)管，并且向網(wǎng)管提交相應(yīng)的申請配置。（2）自動(dòng)切換，此類切換方式在應(yīng)用中，主要通過對心跳數(shù)據(jù)的檢測來判斷主框是否處于正常運(yùn)行狀態(tài)，備框在運(yùn)行中會(huì)定期向主框結(jié)構(gòu)發(fā)送心跳數(shù)據(jù)，主框在收到相關(guān)信號后會(huì)進(jìn)行應(yīng)答，若是累積三次沒有出現(xiàn)應(yīng)答，則表示主框出現(xiàn)運(yùn)行問題，那么此時(shí)備框則自動(dòng)升級為主框。反之，主框在發(fā)現(xiàn)自身無法向備框進(jìn)行應(yīng)答時(shí)，主框結(jié)構(gòu)也會(huì)自動(dòng)切換成備框，完成切換處理后，新的主框也會(huì)將事件上報(bào)到網(wǎng)管處進(jìn)行備份。

2.3 維修管理模塊

在設(shè)備日常運(yùn)營中，受到人為因素、環(huán)境因素、設(shè)備因素的影響，容易帶來設(shè)備運(yùn)行故障問題，威脅到設(shè)備的使用壽命。因此，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，需要做好維修管理模塊設(shè)計(jì)，以降低設(shè)備故障帶來的影響，延長設(shè)備的使用壽命。在該模塊的運(yùn)行中，主要包含以下幾個(gè)階段：（1）維修響應(yīng)階段，根據(jù)系統(tǒng)上傳的相關(guān)數(shù)據(jù)來確定設(shè)備是否存在故障，并且在故障發(fā)生后也會(huì)借助在線故障定位技術(shù)，確定設(shè)備故障的具體位置。隨后通知維修人員前往現(xiàn)場進(jìn)行維修。（2）維修進(jìn)行階段，借助5G通信技術(shù)建立現(xiàn)場直播，對設(shè)備實(shí)際故障數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，錄入系統(tǒng)中，會(huì)對故障出現(xiàn)原因進(jìn)行分析，對比數(shù)據(jù)庫中以往的故障檢修內(nèi)容，來確定對應(yīng)的設(shè)備維修方案。（3）完成故障維修后，開始進(jìn)行維修總結(jié)與細(xì)化分析，同時(shí)，對整個(gè)維修過程進(jìn)行論證，所得到的論證結(jié)果會(huì)直接錄入數(shù)據(jù)庫中，作為下次檢修時(shí)的方案參考。

2.4 統(tǒng)計(jì)報(bào)表模塊

基于集群架構(gòu)所建立的OTN 設(shè)備管理系統(tǒng)管理著多組設(shè)備，為了便于管理體系的不斷完善，在實(shí)際應(yīng)用中也需建立統(tǒng)計(jì)報(bào)表模塊，用作各類數(shù)據(jù)的優(yōu)化整理，提升所整理數(shù)據(jù)的應(yīng)用價(jià)值。利用系統(tǒng)來整理設(shè)備日常運(yùn)行記錄、設(shè)備維修記錄和設(shè)備變動(dòng)記錄等內(nèi)容，在系統(tǒng)中也會(huì)自動(dòng)生成各類報(bào)表與趨勢圖，常見的圖表類型包括設(shè)備總效率報(bào)表、故障動(dòng)態(tài)統(tǒng)計(jì)報(bào)表、故障停機(jī)率報(bào)表、設(shè)備MTTR 和MTBF 報(bào)表、設(shè)備利用率報(bào)表、設(shè)備完好率報(bào)表及設(shè)備閑置率報(bào)表等各種報(bào)表和趨勢圖，依據(jù)時(shí)間、分類來對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，從而為設(shè)備管理者提供更加直觀的決策數(shù)據(jù)，以提高所統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的科學(xué)性與合理性。

3 OTN 設(shè)備管理系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例分析

3.1 基礎(chǔ)內(nèi)容概述

本次招標(biāo)標(biāo)的共新建40×10G OTN 密集波分系統(tǒng)9個(gè)，覆蓋162 個(gè)節(jié)點(diǎn)（包含9 個(gè)中心局點(diǎn)），投標(biāo)時(shí)按照全需求進(jìn)行投標(biāo)，本項(xiàng)目將根據(jù)網(wǎng)絡(luò)情況分期建設(shè)。在方案建設(shè)中，各段都需要保留適當(dāng)余量，而光纜的衰減值則根據(jù)0.3db/km 來進(jìn)行計(jì)算。

3.2 節(jié)點(diǎn)業(yè)務(wù)需求

在此次系統(tǒng)的建設(shè)中，各個(gè)節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)需求情況如下：（1）在線路容量的設(shè)計(jì)上，該覆蓋區(qū)域的所有縣鄉(xiāng)環(huán)網(wǎng)需參考40 波×10G 系統(tǒng)來進(jìn)行布置，而且各個(gè)節(jié)點(diǎn)位置的設(shè)備，需要滿足不低于5 個(gè)波的接入能力，同時(shí)需要具有較強(qiáng)的擴(kuò)展能力，在需要的情況下，可擴(kuò)展成單波40G、100G。（2）設(shè)置可靠保護(hù)方式，在網(wǎng)絡(luò)保護(hù)方式的設(shè)計(jì)中，需要利用光通道1+1（線路側(cè)端口1+1）光來進(jìn)行保護(hù)，若是光纖資源出現(xiàn)了中斷問題，那么，另一組網(wǎng)絡(luò)能夠在50ms 內(nèi)完成替換，維持系統(tǒng)正常運(yùn)行。（3）科學(xué)設(shè)置節(jié)點(diǎn)設(shè)備，在區(qū)域的中心點(diǎn)位置需要布置OTN 傳輸設(shè)備，該設(shè)備使用-48V 直流來進(jìn)行供電，同時(shí)需要在鄉(xiāng)鎮(zhèn)節(jié)點(diǎn)位置布置較為緊湊的OTN 傳輸設(shè)備，這些設(shè)備需要使用220V 交流來進(jìn)行供電。（4）合理布置光模塊，所有布置的光模板都需要使用固定波長來傳遞信號，而GE/10GE 客戶側(cè)則需要設(shè)置單模光模塊，確保信息的穩(wěn)定傳輸。

3.3 系統(tǒng)內(nèi)容概述

3.3.1 系統(tǒng)基礎(chǔ)內(nèi)容

在此次設(shè)計(jì)的OTN 設(shè)備管理系統(tǒng)應(yīng)用中，主要借助C/S 結(jié)構(gòu)或B/S 結(jié)構(gòu)來進(jìn)行信息傳輸管理，所使用到的系統(tǒng)運(yùn)行協(xié)議為ITU-T 協(xié)議，硬件方面則使用了G.774 系列和M3100 系列。而且該系統(tǒng)的其他細(xì)節(jié)如下：（1）該系統(tǒng)具有開放度較高的接口，而布置的網(wǎng)管系統(tǒng)在應(yīng)用中則提前設(shè)置了兼容性接口，能夠滿足多數(shù)信號的傳輸要求。（2）所布置的網(wǎng)管系統(tǒng)擁有較為先進(jìn)的應(yīng)用功能，可以提供清晰的用戶界面，同時(shí)，提供了軟件下載功能，利用系統(tǒng)后期擴(kuò)展。（3）此系統(tǒng)在應(yīng)用中共有集中式管理和分布式管理兩種模式，前者是在設(shè)備檢測時(shí)下達(dá)統(tǒng)一指令，進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度；后者則是在日常工作時(shí)，以各個(gè)縣鄉(xiāng)為管理節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行系統(tǒng)工作狀態(tài)管理。（4）設(shè)置的系統(tǒng)對網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過程，可以給予在線監(jiān)督，而且在波分網(wǎng)元管理系統(tǒng)（EM）輔助下，可滿足系統(tǒng)管理需求。

3.3.2 實(shí)驗(yàn)校核內(nèi)容

在實(shí)驗(yàn)校核中，所校核的內(nèi)容如下：（1）預(yù)警功能，在仿真平臺上設(shè)置訓(xùn)練集，訓(xùn)練集中包含1300 個(gè)故障點(diǎn)信息，隨機(jī)抽選150 個(gè)故障點(diǎn)作為實(shí)驗(yàn)組，混入850 個(gè)正常數(shù)據(jù)中，隨后錄入系統(tǒng)中，查看系統(tǒng)是否可以準(zhǔn)確識別出異常信息，并做出預(yù)警動(dòng)作。（2）故障自動(dòng)處理功能，校核發(fā)現(xiàn)故障問題后，系統(tǒng)是否可以根據(jù)已有數(shù)據(jù)信息來自動(dòng)確定故障原因和故障位置，對于可系統(tǒng)自行處理的故障，是否可以自主完成處理。（3）通知方式靈活性，對于發(fā)現(xiàn)的故障問題，是否可以通過多渠道通知到檢修部門，整個(gè)過程的靈活性與及時(shí)性都是考驗(yàn)指標(biāo)。（4）多級用戶分權(quán)管理，系統(tǒng)是否可以根據(jù)預(yù)設(shè)的等級分設(shè)要求，完成用戶的等級劃分，并匹配相應(yīng)權(quán)限。（5）全方位的監(jiān)視功能，是否可以從多個(gè)角度獲取全面的數(shù)據(jù)信息。

3.4 應(yīng)用效果整理

實(shí)驗(yàn)所得的檢測數(shù)據(jù)如下：（1）預(yù)警功能，根據(jù)統(tǒng)計(jì)得到的數(shù)據(jù)可以得知，系統(tǒng)準(zhǔn)確識別出147 個(gè)故障點(diǎn)，準(zhǔn)確率為98%，滿足系統(tǒng)的安全預(yù)警要求。同時(shí)系統(tǒng)在準(zhǔn)確識別出異常信息后，可以及時(shí)作出預(yù)警動(dòng)作，滿足系統(tǒng)安全預(yù)警要求。（2）故障自動(dòng)處理功能，根據(jù)數(shù)據(jù)可以得知，發(fā)現(xiàn)故障問題后，系統(tǒng)可以根據(jù)已有數(shù)據(jù)信息在50ms 內(nèi)做出響應(yīng)，自動(dòng)確定故障原因和故障位置，對于可系統(tǒng)自行處理的故障，會(huì)及時(shí)下達(dá)調(diào)整指令，實(shí)現(xiàn)問題的快速解決。（3）通知方式靈活性，對于發(fā)現(xiàn)的故障問題，系統(tǒng)會(huì)在50ms 內(nèi)通過移動(dòng)端、控制顯示屏、預(yù)警信號燈等方式通知到檢修部門，整個(gè)過程的靈活性與及時(shí)性較高。（4）多級用戶分權(quán)管理，系統(tǒng)能夠根據(jù)預(yù)設(shè)的等級分設(shè)要求，完成用戶的等級劃分和權(quán)限匹配。（5）全方位的監(jiān)視功能，能夠從多角度完成不同監(jiān)測信息采集，利于系統(tǒng)決策活動(dòng)的推進(jìn)。

4 結(jié)語

綜上所述，在OTN 設(shè)備管理系統(tǒng)建設(shè)過程中，集群技術(shù)擁有良好的應(yīng)用價(jià)值，通過整理基于集群架構(gòu)的OTN 設(shè)備管理系統(tǒng)建設(shè)要點(diǎn)，能夠積累相應(yīng)的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，這也為系統(tǒng)下階段開發(fā)活動(dòng)的推進(jìn)奠定了良好的基礎(chǔ)。