基于PON网络的自助装维支撑系统的研究与开发

黄国庆 贺超

【摘要】本文介绍如何让装维人员能够非常直观、简单地通过手机自助查找PON网络装维过程中的问题，很好地落实国家“宽带中国”、“光网城市”战略，让装维人员利用3G移动互联网技术解决FTTx装维过程中的问题就是我们研究的课题。

【关键词】装维支撑拓扑发现PON技术

PON network-based research and development of Self-loading and maintenance support system

HUANG Guo-qing，HE Chao

（Telecom Corporation of Jiangsu Province， Changzhou Branch）

Abstract： The subject of paper describes how to self-find problems in PON loading and maintenance automatically and visually by technical methods. Take advantage of the 3G technology to solve problems in the FTTx loading and maintenance is the subject of our study.

Key Words：Maintenance、OSS、Discovery、PON technology

装维人员自动装维支撑系统是OSS系统的一部分。当前基于手机的系统越来越多，但这些系统大都通过手机访问soap等接口实现与管理有关的数据库操作，做些简单的流程变更或对设备端口状态的查询或复位等功能。

要真正实现PON网络环境下的装维人员自助故障定位要满足几大要求：（1）装维人员不带任何笔记本电脑，光功率仪，只要一个带有浏览器的基于Android或iPhone的智能手机。（2）装完设备后能立即判断PON网络光路接通与否；检测光功率、光衰耗、PON口有无接错；对PON口开关测试；一、二级分光器光路故障判断等。（3）安装段落的ONU业务是否开通；语音、宽带业务是否正常；新开设备进行带业务测试；（4）维护中能对故障点做快速定位，如断电、断纤、一二级分光器故障，光功率情况等。

实现以上四大要求，必须要有一个强大的后台支撑系统的支持。

一、PON网络要素的组成及问题的提出

从图中可以看出，装维人员要负责从局端OLT的PON口开始到用户入户的整个开通及维护。由于从OLT到用户入户安装可能有几公里甚至几十公里的距离，中间必须经过一级分光器和二级分光器，每个设备之间采用光纤连接，其中分光器是无源的，也就是说是不可监控的。

（1）新建网络过程中，从新开PON口到用户入户会涉及到多个部门及多个施工队伍多道工序，上道工序如何保证合格的质量交到下个环节，（2）维护中，单个用户故障可能会涉及PON口、光纤、一二级分光器，断电及OLT上联设备故障等多种因素。（3）由于装维段落多，往往要求装维人员携带笔记本电脑或光功率仪反复地奔波或者派发工单给相关的维护人员。往往一个故障将牵动很多部门和很多人，对提高运维质量和维护效率很不利。

鉴于以上原因，如何能保质保量完成PON网络的安装和维护，手段是提升效率的根本。要实现如何让装维人员仅带一部手机就能解决以上一系列的问题，系统的核心模型非常重要。

二、系统架构

作为电信级的PON网络装维支撑系统，一个合理可靠的系统核心设计非常重要。

2.1系统技术体系架构

系统采用三层结构：数据采集层、数据处理层、数据应用层。

数据采集层：负责被管对象的网管信息采集与控制，按接口规范要求采集并传递管理信息给数据处理层，能适应各种网管协议，支撑多厂商多机型接入。

数据处理层：对数据采集层取到的管理信息进行规约、分析和处理，以统一的信息格式与上层交互。

数据应用层：提供对各类被管对象的屏幕展现，包括拓扑图、网络树图、以及各种统计报表等。系统主要特色是支持手机终端应用，有效地扩展了应用对象和应用场合。

系统以面向对象技术和软总线技术为核心，实现对各类协议的支持，为实现异构系统的互联提供了极为有效地手段。

PON装维支撑系统核心基于linux操作系统平台，运用结构化、分层化设计理念，采用C++以及跨平台的、面向对象化的java编程技术。采集层采用UNIX进程调度等机制，兼容多种网管接口技术，达到系统的高效、可靠。系统充分运用配置最小、效率最高为系统开发目标，为运营商提供灵活实用、功能强大的PON装维运行支撑管理解决方案。

PON装维运行支撑系统技术体系架构如下图2所示。

2.2采用的通信协议

网络管理模型一般有CORBA-II、SNMP MIB-II、Q3、非标的TCP/IP协议等几种协议模型。

PON网络采集主要基于SNMP协议开发，城域核心网采用SNMP及TELNET协议开发，与第三方或上层NMS网管采用CORBA iiop协议实现接口。

三、实现原理

3.1系统采集

（1）实时的采集未注册的ONU的SN、MAC地址、型号、版本号等实时信息，通过OAM协议对网元进行管理。（2）实时的采集已注册的ONU的SN、MAC地址、型号、版本号、ONU编号、IP地址、故障状态（断电、断纤）等实时信息。（3）准实时采集OLT设备的PON口端口信息、上联口、VLAN、QOS信息及透传信息。（4）实时将已注册的ONU信息与M-BOS的相关信息如一、二级分光器的名称、编号及用户编号等信息关联。（5）实时发现OLT至上联设备（BRAS、SR或汇聚交换）的拓扑结构关系。（6）准实时发现城域网核心网的动态路由拓扑结构及各网元及端口的状态及流量情况。

3.2快速网元收敛协议（SmartDiscovery-P Protocol）的研究

为实现ONU即插即发现的功能，采集实时性是一个关键问题，由于本地网部署有上千个OLT，都有几十万个ONU。如果不能在3分钟之内实现全网ONU的发现及数据的完整采集，系统的可用性就受到影响，为此我们采用了Smart Discovery-P快速拓扑收敛协议

3.2.1采集问题。

（1）被采集网元多，被采信息量大，传统单/多进程或线程无法解决速度与采集机能力、IO、CPU资源消耗及IP包转发等能力的矛盾。（2）扫描速度要求“高”，对ONU的信息必须在几十秒至3分钟内完全发现和入库。（3）简单多线程、多进程并发机制受采集机瓶颈影响，消耗大量主机系统资源，系统将非常慢。（4）数据库对比入库等事务处理消耗大量的时间。（5）线程并发机制及并发数的均衡动态分配。

3.2.2采集机进程调度管理

采集机采用多进程调度组管理线程池的模块化管理机制。充分利用Unix的进程调度及同步机制，实现各功能模块协同处理，以节省各不同环节的时间开销，通过并发调度、空闲资源（IO、CPU等）检测分配、垃圾回收、SNMP包丢包情况，合理分配采集工作，通过采集组调度进程协调同步等机制与数据预处理、数据入库修等进程的完美结合确保快速完成拓扑收敛，并使整个系统的运行在采集机的能力可控的范围之内。

3.3手机与后台模型之间的接口

手机与后台信息模型之间通过SOAP协议或HTTP协议实现实时获取相关的测试信息及对网元的控制等功能。

四、结束语

目前FTTH逐渐进入人们生活，该系统以为运行商各技能的装维人员提供在多场景下的全过程快速、简单、易用的自助安装、维护、业务测试、诊断等功能的智能手段为目的。利用该手段，装维人员装维效率将起到事半功倍效果，也为客服、资源等部门提供周到服务、资源核查等有效工具。

参考文献

[1] J.D.Case，M. Fedor，M. Schoffstall，J.Davin. RFC 1157-A Simple Network Management Protocol（SNMP）. 1990.5

[2] Peter Kuo等. UNIX开发使用手册.机械工业出版社. 1999

[3] W.Richard Stevens. unix环境高级编程.机械工业出版社. 2006