因子分析法的波分网络扩容预测策略

骆璇

摘 要：城域网波分网络规划建成后，后续面对的主要问题是对现网升级扩容，如何科学升级扩容网络，对网络需求进行合理预测，以及对勘察当中采集的数据进行科学的分析汇总，为运营商提供合理的规划、咨询意见。本文结合因子分析方法提出了一种新的波分网络升级扩容的指导方法，可以做到合理分配波道，减少资源浪费，提高工作效率。

关键词：因子分析；波分网络；扩容；预测

波分网络是一套传输系统，在实际工程中由一类功能相同的具备波分传输功能的通信设备和光纤组成。这些波分设备成环组网，从高到低可分成多层环状结构。高层环状波分网络汇聚下层环状网络流量。一个地区的波分网络可覆盖本地区，并且承载本地区各种业务类型在波分系统内传输。

1 因子分析法

因子分析法是研究相关矩阵或者协方差矩阵的内部依赖关系的方法，它可以把多个变量降维成少数几个因子向量，可以直观从大量数据中挖掘出各因子之间的相关关系。它是数据挖掘方法的一种。现代通信机房的勘察、设计、规划当中，会产生很多机房内的实际数据。如何高效准确利用勘察中得到的数据，并从大量数据中挖掘出可用于通信网规划的知识和经验，才能使这些数据更好的服务于实际工程。现在假设波分網络机房的几个基本指标：x1：当前在用波道数，x2：OLT设备数，x3：BBU设备数，x4：IPRAN设备数，x5：OLTPON口数，x6：OLT实际开通PON口数，x7：调度ODF成端口数，x8：集客设备数。从波分承载网络的知识可以知道，这八个指标是机房内实际承载的业务类型分配的。OLT、IPRAN、集客业务，因此这八个指标至少有三个公共因子对他们有影响。分别用F1、F2、F3表示这三种业务公共因子，考虑以下线性模型：

xi=ai1F1+ai2F2+ai3F3+ei，i=1，2…，5， （1）

其中F1、F2、F3是对xi（即机房勘察基本数据单元）起作用的公共因子，系数ai1、ai2、ai3为因子载荷，表示xi在三个公共因子上的体现，ei是变量xi特有的特殊因子。A=（aij），aij为因子载荷。因子载荷aij的数学意义是第i个指标与第j个因子的相关系数。载荷越大说明相关系数也越大，即第i个指标与第j个因子的相关程度越密切；反之载荷越小，相关程度越疏远。

2 因子分析法的结论与扩容方法

第一步：对所有波分环内波分房进行勘察，采集所有机房内的数据，每个机房的数据可以表示成 ：X1=[x1，x2...xi..]

X1矩阵代表了一个机房内勘察得到的所有数据，小x1..xi...代表机房内具体采集的数据，比如调度侧ODF成端端口数，OLT PON端口数，BBU数量，IPRAN 设备情况等等各种数据。

然后可以获得机房数据矩阵A：

A=X1X2...Xn

机房数据矩阵A的优点是数据非常全，但缺点也是数据太全太多。要想利用A去决策，判断，制定方案，只能凭借多年工作经验或者一点一点去筛选有用数据。

第二步：采用因子分析法，就是一个降维的过程。

上面用的思想是聚类的思想，通过相关程度把数据聚在了一起，聚类是一种分析方法，聚类的方法很多，根据不同的方法可以把数据进行聚类。聚类就是物以类聚。比如我们可以根据每个机房的距离远近，在地图上把距离近的机房聚到一起，这样显然没什么意义。在这里我们通过业务的相关程度，把业务进行了聚类，这是有意义的。其实也可以根据业务情况把机房聚类，就是把X这个变量进行聚类。

到现在可以定量的描述各业务对波分的依赖程度。我们得到的结果，是对数据的分析而产生的，没考虑不确定情况。

通过以上分析可以发现，通过因子分析法，可以把勘察中得到的错综复杂的各种数据进行提取挖掘。找到波分环中各个业务与波分网络的依赖关系。波分网络的实质是传输通道，网络的扩容其实是业务的增长。科学的对波分节点机房的勘察，得到真实的数据，通过因子分析方法挖掘出各个业务在波分网络当中的承载现状，才能合理的对波分网络的波道扩容提出科学的规划和设计。这是因子分析方法在波分网络扩容中的指导意义。通过因子分析方法，科学利用勘察的数据制定合理的网络规划方案，可以减少波道浪费，优化网络结构，减少工程投资，提高工程技术人员和管理人员的工作效率。

通过以上分析，得到波分网络扩容的主要步骤如下：

（1）勘察波分节点机房，获取详细节点机房数据。

（2）通过因子分析方法找到主要承载业务与次要承载业务。

（3）召集各业务专业人员分析需求。优先采纳主要承载业务的需求情况。

（4）适当考虑次要承载业务的未来需求。

（5）根据业务需求合理分配各个节点网络波道。

本文首先根据实际工程中波分网络组网和承载业务情况，提出了因子分析法用于波分网络扩容，给出了因子分析法的详细计算过程，最后总结了利用因子分析法的波分网络扩容工作步骤。