基于非接触式智能标识的光分配网络管理技术研究

［欧月华 任艳］

1 引言

伴随着FTTH的规模建设，光分配网络将变得更加庞大且复杂，基于纸质标签的传统ODN存在很多问题已经不能满足运营的需求，比如说大量节点的资源录入主要靠人工进行查找、标记、抄录和盘点，不仅工作量大，而且数据差错率高，多次施工后数据信息无法及时更新，影响资源利用率；人工依照工单操作，缺乏有效的校验手段，一旦发生错误，很难有效识别等。另外虽然智能光分配网络可以实现基于端口的可感知以及可视化管理能力，但是智能光分配网络系统设计复杂，成本较高，且需要新建有源ODN配线设施或者改造原有设施，在实际应用中碰到很多困难，一直无法大规模使用，难以解决上述光分配网络中的实际问题。

为了解决以上问题，本项目中研究基于非接触式的智能标识的光分配网络，下文所说的智能标识指的都是非接触式的智能标识，与网络管理技术相结合，对光纤网络资源进行智能化管理的方式，具有成本低廉、操作简单、不需要改动成有源光配线设施和部署便捷等优势。

2 ODN对智能标识的基本要求

ODN主要作用是为网络侧OLT和用户侧ONU提供光媒质传输通道，按照不同的位置ODN的设施分为局端配线设施（比如光纤配线架）、光分配点设施（比如光纤配线架、光缆交接箱、光缆分纤盒和光缆接头盒等）、光用户接入点设施（比如光缆分纤盒、光缆接头盒和光缆终端盒等）、用户端接设施（比如光缆插座盒），还有上述设施中使用的光分路器、跳纤、跳缆以及不同点设施之间连接起来的光缆等。ODN设施组网示意图如图1所示。

图1 ODN设施组网示意图

基于非接触式智能标识的光分配网络主要是采用非接触式智能标签技术识别ODN上述设施和设施的端口，结合能读写标签和通信的手持式终端和后台的ODN网管实现设施和端口的可感知以及可视化ODN管理能力，并进一步结合相关装维流程，实现ODN智能化运维管理。

ODN智能标识的基本目标包括：

（1）不改变ODN网络的无源特性；

（2）目的不是对ODN进行智能化改造，更不是将现有ODN网络推翻重来，而是对ODN进行智能化管理；

（3）智能标识与光纤配线架、光缆接头盒、光缆交接箱、光缆分纤箱等ODN设施以及ODN设施端口和光纤的连接关系等等智能管理融为一体，能够提供一套整体的ODN智能管理解决方案；

（4）无论对存量ODN网络、还是新建ODN网络都能提供兼容的解决方案。

3 智能标识的光分配网络方案

3.1 方案实现原理

基于智能标识的光分配网络中，可以在不中断业务的情况下，使用机器可读取的智能标签标识ODN中无源设施和ODN的光纤连接关系信息。

方案中实现原理包括ODN设施、设施中端口和光纤连接器等都要设置一个智能标签（设施端口和对接该端口的光纤连接器可在系统形成一一配对关系），通过手持式终端的读写模块完成各种标签载体的标签信息读写，得到设施、端口、光纤连接器和光纤连接关系等信息，并且在手持式终端中将该信息上报到ODN网管；同时这些信息在ODN网管中统一管理，与运维施工流程结合，通过手持式终端上实现各种智能化的操作，如图2所示。

图2 智能标识应用于ODN

3.2 系统架构

基于智能标识的光分配网络系统包括智能标签载体、手持式终端和ODN网管，系统架构如图3所示。

图3 基于智能标识的光分配网络系统架构

（1）智能标签载体：安装了智能标签的光纤连接器、ODN设施等产品，智能标签记录这些产品的相关信息，并被读写器读写（RFID）或者被扫码获取。

（2）手持式终端：主要作用包括两个方面：一是对无源的智能标签信息进行读写，实现标签信息的上报到ODN网管的功能；二是用于现场施工或装维指导，通过手机或者平板电脑安装相关ODN智能管理应用来实现。

（3）ODN网管：ODN网管支持对智能标识的ODN设施和光纤进行管理，通过智能标签信息产生光纤路由。ODN网管可与OSS中的资源管理系统、装维调度系统和业务开通系统等互通信息，实现的管理功能包括识别ODN设施和光纤连接关系、校准光纤资源信息、辅助光纤施工和发现光纤故障等，最终实现ODN资源的有效管理和施工运维的智能化、电子化操作。

4 4ODN智能标识技术

4.1 主要技术分析比较

在ODN中要实现对ODN设施的识别并且不改变设施设施无源的状态，主要实现的非接触式的标签技术有二维码标签和电子标签RFID，对ODN光纤资源进行唯一“身份标识”，结合运维管理流程实现ODN智能化管理。

RFID技术和二维码技术比较如表1所示。

表1 RFID技术和二维码技术比较

综上表比较，对于ODN来说，存在很多室外的设施，户外环境比较恶劣，RFID在这种情况下应用优势较大，下面重点介绍一下RFID智能标识技术。

4.2 RFID智能标识技术

4.2.1 应用ODN的RFID分析

RFID标签按工作频率可分为低频RFID、高频RFID、超高频RFID，低频、高频、超高频RFID由于技术特性不一样，是不可兼容的，各种频段的RFID体积、相关特性、价格和应用场景如表2所示，并分别在ODN设施密集端口应用中作出分析：

表2 三种频段RFID特性及在ODN系统中的应用分析

4.2.2 RFID标签性能指标建议

考虑到ODN很多户外的应用场景，以及需要识别ODN设施间距比较短的端口，还有ODN设施维护的习惯，本文对应用于ODN的RFID标签的工作温度、通信距离、使用寿命等建议如表4所示。

表4 RFID标签的性能指标建议

4.3 ODN智能标识的电子标签的数据内容

ODN设施和端口的识别需求决定了智能标签的相关数据内容，需要先分析ODN资源数据采集对象，对其进行梳理并分析其属性，包括：

（1）ODN设施包括光纤配线架、光缆交接箱和光缆分纤盒等：对其的识别归结为箱体级别智能标识；

（2）ODN设施内部的机框、盘：对其的识别归结为盘体级别智能标识；

（3）ODN设施内部端口：对其的识别归结为端口级别智能标识；

（4）光分路器、跳纤、跳缆等：对其的识别归结为端口连接级别智能标识。

除了以上的智能标识外，ODN的网络管理中需要利用智能标识技术建立相关的光纤跳接关系：通过手持式终端或者ODN网管对ODN设施的端口和端口连接级别智能标识进行配对和校验。同时为了部署和管理方便，智能标签应具有唯一的编码信息，编码格式应采用统一格式，建议与行标规范的智能ODN电子标签的格式兼容。

4.3.1 箱体级别智能标识

ODN设施上提供电子标签，识别ODN设施并进行物理位置定位。电子标签内容建议：

（1）设施ID，全球唯一，格式“厂家标识+厂商序列号”，其中以SNMP协议OID为唯一厂家标识。

（2）设施类型、设施型号等；

（3）设施物理位置定位信息；

（4）映射规则：设施ID作为OSS的资源管理系统和ODN网管交互的关键标识；

4.3.2 盘体级别智能标识

在ODN设施的机框、盘体上植入智能标签，能够进行机框、盘体在ODN设施上的定位。机框、盘体本身兼容现有的ODN设施，能够直接替换原先无标签的机框、盘体。

盘体级别智能标识内容建议：

（1）包括设施名称（或设施ID）/机框编号/盘体编号。

（2）设施名称：机框、盘体所属的设施名称，或者采用设施ID作为在系统中关联。

（3）机框编号：对于设施有多个机框的情况，对该设施的机框进行编号。

（4）盘体编号：在此机框下盘体的编号。

4.3.3 端口级别智能标识

端口级别智能标识主要通过在ODN设施的端口上植入智能标签，实现端口在ODN设施上的定位标识以及端口的使用状态标识等。

智能标签内容建议：

（1）包含上述的设施名称（或设施ID）/机框编号/盘体编号。

（2）在盘体内通过物理位置和物理排布来唯一确定端口：排列规则、排列方向、位置号、行号、列号等。

4.3.4 端口连接级别智能标识

光分路器、跳纤、跳缆等的连接头处植入电子标签，能够实现连接头详细信息的识别。带有智能标签连接头的盘体需要能够与之前的盘体实现结构兼容。

（1）设施ID ，全球唯一，格式“厂家标识+厂商序列号”，其中以SNMP协议OID为唯一厂家标识。

（2）设施类型、设施型号等；

（3）输入输出端；

（4）端口信息（与光分路器、跳纤、跳缆对接的端口信息在系统中作好匹配后，可以写入光分路器、跳纤、跳缆等连接头处的标签。）

5 应用前景与相关问题

基于非接触式智能标识的光分配网络是网络管理技术与非接触式的智能标识技术的结合，对光纤网络资源进行智能化管理的方式，具有成本低廉，操作简单，不需要增加有源设施、部署便捷等优势，目前已经有多个厂商开发出相关产品，并在运营商网络中进行多个试点和应用，显示出良好的效果。

但是对于基于智能标识的光分配网络系统，各个厂商的产品外观、功能和性能等差异较大，需要对系统关键技术以及相关的产品进行规范，以推进技术发展和产业链的成熟，满足运营商的应用需求，方便运营商装维人员使用，从而提高ODN网络的运营效率。目前CCSA已成立ODN智能标识的行标制定项目，并且逐渐开展相关工作。