段玉圃

中國移動通信集團設(shè)計院有限公司重慶分公司 重慶 401147

1 ODN特性及需要解決問題

隨著近年3G、4G通信系統(tǒng)建設(shè)速度的加快，小區(qū)寬帶FTTH接入在全國城區(qū)及鄉(xiāng)鎮(zhèn)全面鋪開，通信光纜線路規(guī)模數(shù)量增加非常迅速、通信線路分布也越來越廣，其在資源管理及維護運營中暴露出的問題越來越多。常用ODN網(wǎng)絡(luò)如圖1所示。

圖1 常用ODN網(wǎng)絡(luò)示意圖

由于目前ODN網(wǎng)絡(luò)屬無源網(wǎng)絡(luò)，而無源網(wǎng)絡(luò)目前只有簡單、原始的管理措施，現(xiàn)有管理系統(tǒng)中一般只保存銅線、光纖、管道、配線架等信息，在業(yè)務(wù)開通、維護過程中只能調(diào)用這些信息，這種網(wǎng)絡(luò)特點及管理方式主要表現(xiàn)在以下方面[1]。1)數(shù)量大：大量的無源節(jié)點設(shè)備，海量的光纖端口；2)分布廣：遍布在城市的每個角落；3)變動大：城市改造，房屋拆遷，短租客戶多，導致外線拆裝頻繁；4)現(xiàn)有的管理手段落后：紙質(zhì)標簽，人工記錄。

正是以上特點，導致通信運營商在維護及運營上效率低下、缺點諸多。在維護上主要體現(xiàn)為：1)被動響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)故障，客戶滿意度低；2)用戶報障以后，端口查找困難，故障點定位難，排障時間長。在運營上主要體現(xiàn)為：1)效率低下的紙質(zhì)工單；2)資料不準，導致的業(yè)務(wù)發(fā)放速度慢[2]；3)業(yè)務(wù)發(fā)放流程復雜；4)資源普查費時費力，并且新增資源不能及時更新。

2 iODN功能及解決方案

iODN的核心思想是在不改變ODN無源網(wǎng)絡(luò)特性的前提下，為網(wǎng)絡(luò)增加一定的智能特性，例如光纖連接的識別和管理、光纖智能指示、分光器智能管理等，同時，在解決方案中引入現(xiàn)場工具PDA(手持終端)。在PDA的配合下，通過廣域無線網(wǎng)絡(luò)或有線寬帶網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)ODN網(wǎng)絡(luò)與存量管理系統(tǒng)實時互通；通過USB接口，PDA與iODN實現(xiàn)互通，并為iODN提供臨時電源，iODN功能及解決方案如圖2所示。在iODN解決方案中，ODN產(chǎn)品新增了光纖ID管理、端口狀態(tài)收集、端口查找指示、可視化工具PDA這些智能特性。

圖2 iODN功能及解決方案

1) 光纖ID管理。在iODN產(chǎn)品的光纖連接器內(nèi)嵌入一個eID，通過讀取插入光纖的eID信息，實現(xiàn)對光纖的智能管理。eID類似于MAC地址，是具有全球唯一性的識別碼，它里面存儲了該段光纖的全面信息，包括光纖路由、光纖在光纜中的序列位置，以及連接到這根光纖的分光器或配線模塊的信息。通過管理eID，就能實現(xiàn)對整個ODN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各光纖鏈路的管理，比如自動生成拓撲、自動進行光纖連接校驗等。iODN產(chǎn)品結(jié)構(gòu)如圖3所示。

2) 端口狀態(tài)收集。iODN產(chǎn)品可以讀取所有端口的光纖連接狀態(tài)，并通過USB上報給PDA，從而實現(xiàn)資源狀態(tài)的自動收集和上報[3]。

3) 端口查找指示。iODN產(chǎn)品的每個端口都集成了一個LED指示燈，通過管理模塊點亮需要查找的光纖端口，從而為現(xiàn)場維護提供可視化指引[4]。

4) 可視化工具PDA。PDA在iODN解決方案中實現(xiàn)三個功能。①給iODN產(chǎn)品提供臨時電源。施工、維護時把PDA插到iODN設(shè)備上，PDA通過USB接口提供電源，并激活iODN設(shè)備上的管理模塊。②作為iODN設(shè)備與存量管理系統(tǒng)互通的橋梁。iODN向存量管理系統(tǒng)上報數(shù)據(jù)以及存量管理系統(tǒng)向iODN下發(fā)信息，都通過PDA進行交互。③作為施工、維護的主要工作界面，實現(xiàn)工單管理、操作指引、信息查詢等功能，加上圖形化的設(shè)計，為工程師提供可視化協(xié)助。iODN設(shè)備層可視化界面如圖4所示。

iODN解決方案可以實現(xiàn)ODN光纖連接信息的自動錄入和管理，保證存量系統(tǒng)信息的準確無誤和及時同步。同時，通過PDA的可視化軟件及iODN設(shè)備上的智能LED指示，可以實現(xiàn)光纖自動化查找、精確操作，極大地提高運維效率，實現(xiàn)ODN網(wǎng)絡(luò)的高效運營和維護。

圖3 iODN產(chǎn)品結(jié)構(gòu)介紹

圖4 iODN設(shè)備層可視化

此外，基于iODN架構(gòu)，在存量系統(tǒng)基礎(chǔ)上可以開發(fā)出多種增值應(yīng)用，實現(xiàn)施工、運維全流程自動化。例如，工單中自動生成需要攜帶的物料和工具，自動創(chuàng)建物料申領(lǐng)流程等[5]；也可以結(jié)合地圖信息系統(tǒng)(GIS)，實現(xiàn)ODN站點的GPS自動導航。工程師接到任務(wù)后不需要做任何站點信息分析，PDA能自動把工程師引導到現(xiàn)場?？傊?，借助iODN，未來可以完全實現(xiàn)ODN網(wǎng)絡(luò)從施工到維護過程的端到端電子化、自動化、智能化，達到高效運維、保護ODN投資的目的。光纜網(wǎng)拓撲管理及資源查找示意圖如圖5所示，施工流程的簡化、閉環(huán)示意圖如圖6所示。

圖5 光纜網(wǎng)拓撲管理及資源查找

圖6 施工流程示意圖

3 傳統(tǒng)ODN改造

3.1 設(shè)備改造模式

傳統(tǒng)ODN改造主要針對已有ODN的ODF架、光交箱等部件進行改造替換。

設(shè)備改造模式一：部件替換改造+網(wǎng)管管理(標準托盤場景)，其改造分以下幾個步驟進行，其改造圖解示意如圖7所示。1)進行傳統(tǒng)ODN資源信息梳理，實現(xiàn)跳纖配對數(shù)據(jù)的初始化。2)更換熔配盤上蓋，保留配線、熔接模塊，減少改造成本和時間。3)利舊尾纖/跳纖，在接頭上套上eID，無需記錄既有光路由。4)增加MPU管理單元，增加連線，改造完畢一鍵式收集連接關(guān)系。

圖7 部件替換改造+網(wǎng)管管理改造示意圖

設(shè)備改造模式二：雙ID配對改造+網(wǎng)管管理(大多數(shù)復雜場景)，其改造分下幾個步驟進行，其改造圖如圖8所示。1)進行傳統(tǒng)ODN資源信息梳理，實現(xiàn)跳纖配對數(shù)據(jù)的初始化。2)按次序逐個粘貼托盤ID、端口ID及跳纖ID。3)利用iField工具依次獲取對應(yīng)的端口ID和跳纖ID，錄入數(shù)據(jù)。4)網(wǎng)管對接資管系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的配對工作。

圖8 雙ID配對改造+網(wǎng)管管理示意圖

3.2 設(shè)備改造問題分析

1) 在上述改造方案中，主要問題集中在對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中的已有ODF、光交箱內(nèi)熔配模塊上蓋的替換上(智能iODN12芯熔配模塊改造見圖9)。因現(xiàn)網(wǎng)中已有ODF、光交箱廠家眾多，目前的熔配模塊尺寸不統(tǒng)一，不同廠家的熔配模塊不能插入其他廠家的ODF、光交箱等內(nèi)部(幾種廠家光交/ODF熔配模塊尺寸見表1)。需要針對不同廠家的熔配模塊開發(fā)不同的iODN熔配模塊上蓋產(chǎn)品，因此，在對現(xiàn)網(wǎng)iODN改造時，需要不同廠家同時供貨，產(chǎn)品采購及施工復雜。

2) 因無跳接光交尾纖在熔配模塊內(nèi)不固定，在有業(yè)務(wù)需要跳纖時，須將尾纖拉出跳纖至對應(yīng)端口，所以對于無跳接光交的熔配模塊iODN改造方式不同于普通光交的改造。

圖9 智能iODN12芯熔配模塊改造后樣圖

表1 幾種廠家光交/ODF熔配模塊尺寸表

3) 網(wǎng)絡(luò)管理上，建議光纜網(wǎng)絡(luò)按照所屬層次進行分層管理，即按照骨干層、匯聚層、接入層進行分層管理。

4 iODN案例

貴州某運營商光纖物理網(wǎng)iODN建設(shè)中，在某個全業(yè)務(wù)區(qū)覆蓋區(qū)域內(nèi)新建一個光纜環(huán)，其環(huán)上有5個光交箱，其中1個光交為已有光交改造成智能光交箱(主要將光交箱內(nèi)已有12芯熔配模塊上蓋替換為iODN化的上蓋)，4個為新建智能光交箱，在機房內(nèi)新增智能ODF架1個，其拓撲圖如圖10、圖11所示，本工程采用某公司的智能光交、ODF產(chǎn)品，其產(chǎn)品外觀結(jié)果如圖12、圖13所示。

圖10 新建iODN接入主干光纜環(huán)配置圖

圖11 新建iODN接入主干光纜環(huán)纖芯分配圖

圖12 智能光交/ODF功能

圖13 普通光交智能改造

通過本光纜環(huán)路的建設(shè)，本環(huán)路所有纖芯、光纜路由、每條光纖及端口分配都可在網(wǎng)管上顯示出來。如任何一個業(yè)務(wù)在本光纜環(huán)路上接入，可在網(wǎng)管上通過分析快速計算該業(yè)務(wù)的接入路由，分配該業(yè)務(wù)可使用的端口及可使用的纖芯，通過工單信息快速下發(fā)給相關(guān)人員實施，維護人員如想要了解某段光纜的纖芯使用情況及該光纜途徑路由，也可通過網(wǎng)管快速計算并給出結(jié)果，引導維護人員快速到達需要維護地點。

本工程單價按照廠家提供的iODN單價為依據(jù)，普通ODN單價為貴州移動公司2013年集采單價，光纜單價為綜合造價(含施工及材料費等)，其投資對比如表2所示，可看出iODN初期投資遠大于普通ODN建設(shè)投資。

表2 iODN與ODN投資分析對比

5 總結(jié)

如果iODN大規(guī)模部署后，智能光交、智能ODF、智能分光箱等設(shè)備單價會大幅下降。特別是FTTH接入的大量部署，以及原有骨干、匯聚及接入光纜的iODN改造，將會有極大的iODN設(shè)備需求量，所以必會帶來設(shè)備單價成本的降低。這些優(yōu)勢將使建設(shè)iODN成本及線路維護、運營成本直線下降，從而給運營商帶來更大的驅(qū)動力進行iODN建設(shè)。iODN也可向光纜云的方向發(fā)展，通過在網(wǎng)管上建立的虛擬光纖網(wǎng)絡(luò)，可基于虛擬光纜的距離最短、損耗最小、跳接最少的最佳路由計算能力及端口狀態(tài)的精確管理，做到光路查詢及工單制定，大大減少人工工時用量，提高效率，所以iODN光纜網(wǎng)絡(luò)建設(shè)是通信運營商發(fā)展的方向。

參考文獻

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