面向全光网络的端到端无源链路智能管控

贾永华，马文学，于丽嘉

（1.中国联合网络通信有限公司北京市分公司网运中心，北京 100025；2.一体化指挥调度技术国家工程实验室，北京 100192）

面向全光网络的端到端无源链路智能管控

贾永华1，马文学2，于丽嘉1

（1.中国联合网络通信有限公司北京市分公司网运中心，北京 100025；2.一体化指挥调度技术国家工程实验室，北京 100192）

1 引言

近年来落实“光进铜退”、宽带提速、“360服务”及网速不达标赔偿承诺等重大举措，这是运营商发展“宽带中国”战略、满足宽带市场需求、应对宽带市场竞争的必然选择，也是提升客户感知、强化客户保有、提升宽带客户有效发展率的有力措施。为配合上述发展战略，在运维服务保障上则强化面向用户、强化全程管控、强化集约模式，致力于全业务全程模式的CRIS客户响应智能支持体系应运而生。

2 国内外“全光网的端到端”智能管控发展

2.1 国外的发展

光通信技术最早在日本、韩国、加拿大等国家大规模应用，各国组网特点和技术情况虽有所不同，但一致采用OTDR作为集中光测量的技术手段，实现光纤线路实时监控和故障精确判定。

1991年，日本NTT为实现光网络竣工验收的有效性，日常维护的主动性，故障排查的准确性，开始建立集中光测量系统，该系统在确保光通信服务质量方面发挥着举足轻重的作用。

日本NTT在所有ODN光纤线路上都部署了合波器模块和终端反射器，全部实现了不中断业务的在线测试，其中承载重要业务的光纤处于实时监测状态。

2.2 国内的发展

国内生产商针对国内光网络的发展现状，综合考虑建设成本及运行维护需求，提出多种解决方案：离线监测或在线监测、OTDR监测和光功率监测。

图1 OTDR在线监测原理

2.2.1 OTDR在线监测OTDR在线监测也称做主动（Active Fiber）测试。RTU所测试的光纤即为业务光纤。RTU传送测试信号到使用者正在传输的光纤上，并收集反射（Back-Scatting）的信号加以分析及计算。

2.2.2 OTDR离线监测

图2 OTDR离线监测原理

OTDR离线监测也称为备用（Spare Fiber）测试或暗线（Dark Fiber）测试。所测试的光纤并非使用者用以传输信号的使用中的光纤，而是相同一段光缆中的备用光纤。理论上来说，在相同光缆里的光纤，不论是使用中或备用的光纤，都会有相同物理特性，受外部应力时；例如：大弯曲（MarcoBending）﹑小弯曲（Micro Bending）﹑湿气渗透。受潮的线路﹑或断损的线路等。所以，使用RFTS测试备用光纤或主动光纤的结果极为相似。

2.2.3 光功率离线监测

图3 光功率离线监测原理

在备纤上采用发光模块及光功率检测告警模块，在离线测试架构下，监测备用光纤，并达到光功率实时告警监测。

2.2.4 光功率在线监测

图4 光功率在线监测原理

通过WDM将测试光源耦合到业务光纤，采用光功率检测告警模块实时监测业务纤损耗质量。

2.2.5 混合型离线监测

图5 混合型离线监测原理

同样采用光功率告警模块，在离线测试架构下，监测备用光纤，并达到光功率实时告警监测。由于监测备纤，所以没有来自传输设备的信号源，故此种测试架构必须在监测路由的末端加入一个光源，向备纤发送光信号，然后同样在头端（RTU端）进行光功率检测。当芯线异常时光源信号会被阻断或减弱，系统立即激活测试该芯线，进行精确的故障判断与定位。

2.2.6 混合型在线监测

图6 混合型在线监测原理

使用光功率告警模块，透过分光器在接收端将光传输设备（光终端机）的传输光源分出5%实时加以监测，可随时检测光功率值，监视传输质量的变化，异常时系统立即激活测试该芯线，进行精确的故障判断与定位。

2.2.7 各种形式的优缺点分析

表1 各种形式的优缺点分析

综合考虑价格与性能，OTDR在线监测系统虽然造价较高，但是它适应全光网络的发展的需要；让全光网络的建设、维护、运营等各个环节的“哑资源”说话；为全光网络智能化发展奠定技术基础。

3 OTDR在线监测系统在“端到端的智能管控方面的应用

OTDR在线监测系统无缝融入运营商网络建设、日常的客户响应、网络检测等运维支撑体系才能真正发挥价值。基于此，本项目模拟了光网络从工程建设到维护管理的各类工作场景的所需测试，形成七大应用。下面将对OTDR在线监测系统在各环节的具体应用做具体的研究：

3.1 工程报竣

全光网质量的保证必须从源头开始。光网的建设从部署光分的工程开始，良好的施工质量这是后续光网维护工作的基础。目前的工程工作规范中虽然有对质量的确认环节，但是无有效手段支撑，而且大部分无源设备也无法在网管中监控，这就导致工程质量很难保证，为后续装机、维护等均带来极大隐患和成倍工作量。利用OTDR在线监测系统，只需在工程作业中，增加一个报竣前的测试环节，测试系统自动完成、自动判别，测试数据自动存档，可以大大减少工程报竣工作中的人为干预及工作量。

3.2 工程验收工程质量80%的问题会在刚完成的几个月内暴露出来，所以尽管在工程报竣时已经要求外线人员通过手机终端远程进行测试确认，但在管理上仍需要进一步通过光测试资源进行集中工程验收测试并将数据进行对比确认，有问题及时解决以确保工程质量，最终将数据存档。系统在本环节的主要功能是，工程交付前对每个光路全程测试评估达标情况，从管理上确保工程质量、建立质量档案，实现真正意义上的交维，同时也是考核/遴选工程队伍、形成良性循环、节省整体维护成本的重要基础。

3.3 装机确认

目前在装机（部署ONU）后只有测速数据，用户所在光路的质量数据是缺失的。对装机进行验证（不仅能激活而且端到端衰减符合要求），确保用户所在光路无隐患；在装机后第一时间建立用户光路质量档案，作为今后维护的重要基础。

3.4 故障诊断环节

随着光进铜退等战略的实施，光网蓬勃发展、光缆数已至海量，故障数也越来越高。以二区为例，每月故障大约在1.6万件，其中20%左右与光缆有关。光路维护工作量是非常大的，而且这种局面伴随光网的进一步发展将愈演愈烈。

为了实现对故障的高效处理及全程管控，在端到端测试中整合光测试系统、形成完整的智能故障综合判定，切实实现“360”服务要求。

⊙ 系统日常按照设定的规则定期对光路进行实时监测，以便及时发现故障隐患，从而可以与客户交流，在不影响客户使用的状态下，排除隐患，将故障灭杀在摇篮之中，提高MTBF（平均无故障时间）。

⊙ 当发生故障时，及时启动测试系统，对故障进行精确定位，指导外线人员对故障进行快速排除，缩短MTTR（平均恢复时间）。

⊙ 对故障进行流程、工单电子化闭环管理，故障完成后自动测试并进行数据存档、自动消单，为以后维护作数据支撑。

3.5 修机确认环节

使用光测试设备，光网数据资源分享给每一个现场人员，便于查障时查找障碍，修障后确认修复、并更新光路质量档案。

外线人员，可通过“掌上运维”上的“消障测试”功能；当测试OK后，外线人员提交保存；系统将测试结果与原参考自动比对，告知测试人员比对结果；测试人员确认后系统将重新建立修机后的光链路参考。该应用场景是对修机工作的确认，同时也为该被测用户重新建立光链路参考。这一项测试应融入修机流程，与修机考核制度结合。

3.6 光网监测环节

及时发现光网故障/隐患及时告警，主动维护网络质量以提升用户感知。尤其是网络中有一些特别的场景，需要对光缆进行更为实时的主动维护需求，比如：

（1）关键链路监控需求：光网络的到来使得城域网光缆数量不断增加、重要性更加显著。早期铺设的光缆逐渐老化等因素带来网络隐患，需要随时了解劣化情况。

（2）VIP（SLA）监控需求：对于高等级的用户需要有不同的服务等级，如金融机构、政府部门、VIP基站等。

（3）高安全性监控需求：对于安全等级高的用户，需要安全的网络。比如，若光纤弯曲，会有部分光的泄露，从该泄露的光上可被非法进行拦截和窃听。所以需要持续监测来保障安全。

（4）重保区域监控需求：对于两会、奥运、FIFA等重保大事件所涉区域的监控需求。

3.7 质量普查环节

让管理者掌握发展到目前的光网的质量分布、资源潜力、优化方向，为未来的发展提供决策依据。

基于全光网的监测数据，对上述监控对象、监控关键值进行数据挖掘。管理者通过数据，可以从各个关心的维度来掌握光网质量，比如：

⊙ 全光网质量评估。

⊙ 各种业务类型光网质量评估。

⊙ 各行政/维护区域的光网质量排名。

⊙ 结合系统关联的资源信息，进行多维度的统计，如基于设备型号（如分光器）的质量排名、指导设备选型。

⊙ 结合系统关联的楼宇信息，进行重要商圈的质量评估。

在全面掌握光网质量的基础上，为网络建设、维护考核、网络优化、资源挖潜等提供有效数据支持。

4 结束语

本文重点阐述了全光网络条件下的端到端无源链路智能管控技术手段。综合分析、对比了国内外在此领域的技术发展现状和特点，结合光网络传统测试内容，通过在各种应用场景的试验、测试，最终提出了OND无源链路智能管控系统的基本建设思路，在全光网络端到端无源链路上初步实现了“可用、可看、可管”的智能管控，为今后选择最具推广意义的部署方案提供可借鉴的方案。同时，采用此项技术对推广光网络改造传统的铜线网络，对提高全社会资源利具有一定促进作用。

10.3969/J.ISSN.1672-7274.2017.09.002

N915文献标示码：A

1672-7274（2017）09-0004-04