光駐地網(wǎng)光路開通優(yōu)化方案的研究和應(yīng)用

程 丹，王順強，黃海燕，陶珠鳳

（中國電信股份有限公司廣州分公司網(wǎng)絡(luò)資源中心 廣州510630）

1 引言

隨著FTTx技術(shù)的廣泛應(yīng)用，2011年中國電信開始大力推進“光進銅退”發(fā)展戰(zhàn)略，2013年3月以來，光駐地網(wǎng)工程光路開通需求量以2012年底峰值產(chǎn)能的2～3倍激增，在錄入、開通各環(huán)節(jié)施工力量沒有增加的情況，頻繁沖刺、加班狀態(tài)難以為繼，迫切需要從系統(tǒng)優(yōu)化、流程優(yōu)化等方面尋求突破，以實現(xiàn)效能的迅速提升。

2 一二級光路開通模式優(yōu)化

2.1 光駐地網(wǎng)工程光路

FTTx技術(shù)盛行，廣泛應(yīng)用目前的電信開通業(yè)務(wù)。光覆蓋面越來越廣，F(xiàn)TTx光路要基本覆蓋滿足光纖接入的商業(yè)樓宇及部分小區(qū)。光駐地網(wǎng)工程光路作為FTTx光路開通中的重要組成部分，主要包含二級分光器（OBD）—一級分光器（OBD）—光線路終端（OLT）之間的工程光路。

光駐地網(wǎng)工程光路中，95%的光路場景結(jié)構(gòu)單一、路由簡單（點到點）、規(guī)則清晰（基本是新建資源，按照空閑纖芯順序占用即可），但需求量大，自2011年FTTx工程光路呈現(xiàn)井噴之勢后，目前仍保持約11 700條/月的需求量，其中二級分光器（OBD）—一級分光器（OBD）仍保持月均10 000條左右，一級分光器（OBD）—光線路終端（OLT）約1 700條/月。

本文中一二級光路特指二級分光器（OBD）—一級分光器（OBD）之間的工程光路，一、二級分光器由于靠近用戶端，一般放置在靠近用戶端所在樓宇的弱電井、光交等光交設(shè)施中，具體由現(xiàn)場情況決定。由于一、二級分光器放置的位置較近，所以路由較短，路由結(jié)構(gòu)簡單；按照光路路由的跳點數(shù)主要可分為：單跳點，一二級光路是直連光路，中間路由無需多次跳纖，一、二級分光器可通過所屬機房的光纖直達，本文中就是應(yīng)用此種場景；多余1個跳點，一二級光路路由中還存在至少1個跳接點，此種光路相比于前者路由復(fù)雜，跳點較多，需要人工判斷配置。

2.2 一二級光路調(diào)度開通模式

2.2.1 原有一二級光路開通流程

目前，一二級光路開通整個流程如圖1所示。設(shè)計出圖紙，施工現(xiàn)場布放光纜、分光器，完工后施工方提交資料給設(shè)計錄入（不含覆蓋地址），由監(jiān)理單位將光通路表、錄入資料整合為光需求單并提交光單，再經(jīng)過資源審核、配置后，到現(xiàn)場跳纖，最后施工方再次將完工資料提交給設(shè)計錄入（含覆蓋地址、光路編碼）。

2.2.2 流程分析與自動調(diào)度功能的提出

為提高整個開通流程的效能，本文運用流程優(yōu)化的方法之一——ECRS分析法對各個環(huán)節(jié)工序進行分析。ECRS分析法，即取消（eliminate）、合并（combine）、調(diào)整順序（rearrange）、簡化（simplify），用于對生產(chǎn)工序進行優(yōu)化，以減少不必要的工序，實現(xiàn)更高的生產(chǎn)效率。其中，取消即考慮某項工序有無取消的可能性，若非必要且不影響進度，這便是最有效的改善；合并就是將兩個或兩個以上的對象變成一個，合并后可以有效地消除重復(fù)現(xiàn)象，能取得較大的效果；重組也稱為替換，通過改變工作程序，使工作的先后順序重新組合，以達到改善工作的目的；經(jīng)過取消、合并、重組之后，再對該項工作做進一步更深入的分析研究，使現(xiàn)行方法盡量簡化，以最大限度地縮短作業(yè)時間，提高工作效率。

結(jié)合本文一二級光路開通流程，下光需求單前，監(jiān)理單位要將設(shè)計單位制作的光通路表和錄入單位提供的錄入資料表整合為需求表，耗時2日且容易出錯；后續(xù)還需流經(jīng)資源中心對需求單進行審核、配置，耗時需1～2日。并且，錄入單位也需進行兩次資料錄入。

因此，本文提出了光路開通的優(yōu)化方案，優(yōu)化流程如圖2所示。取消流程中監(jiān)理提交光單、資源審核及配置環(huán)節(jié)，合并兩次錄入，在光纜和分光器的完工資料錄入后，實現(xiàn)系統(tǒng)批量自動生成光路，即光路自動調(diào)度。這樣，在錄入單位工作量基本不變的前提下，減少了設(shè)計單位制作光通路表、監(jiān)理單位整合光路需求單、資源中心下單配置的3個環(huán)節(jié)（3日）。同時，減少了工單受理、施工單位SPS系統(tǒng)回單等操作，避免了系統(tǒng)、接口卡單的風(fēng)險。

圖1 原有開通流程

圖2 擬優(yōu)化開通流程

3 一二級光路自動調(diào)度系統(tǒng)的功能實現(xiàn)

3.1 光自配系統(tǒng)簡介

中繼光網(wǎng)自配系統(tǒng)簡稱光自配系統(tǒng)，即智能化自動搜索滿足條件的光網(wǎng)業(yè)務(wù)需求，實現(xiàn)光路路由方案最優(yōu)化路徑選擇的配置系統(tǒng)；光自配系統(tǒng)以其特有的“點面結(jié)合”方式，將廣州本地光網(wǎng)中繼網(wǎng)（是一個具有1.8萬個光節(jié)點的網(wǎng)狀網(wǎng)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，是全國最大、最復(fù)雜的本地網(wǎng)之一）架構(gòu)資源全部囊括其中，眾多光網(wǎng)節(jié)點按照網(wǎng)狀層級及其關(guān)聯(lián)狀態(tài)網(wǎng)狀分布于各個層級之中。

3.1.1 光自配系統(tǒng)實現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)模型

建立快速收斂的3層網(wǎng)絡(luò)模型，如圖3所示。系統(tǒng)根據(jù)業(yè)務(wù)特性和組網(wǎng)特性將網(wǎng)絡(luò)抽象分層，在此基礎(chǔ)上，合并出入度小于3的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，再通過原子機房力度對資源進行匯聚，大大降低了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的數(shù)量級，形成自適應(yīng)能力強、檢索效率高的光網(wǎng)絡(luò)物理模型。

圖3 網(wǎng)絡(luò)模型

3.1.2 光自配系統(tǒng)實現(xiàn)的基本算法

Dijkstra算法的基本思想是：若起點Vs到終點Vt的最短路徑經(jīng)過點V1,V2,…,Vn，則V1到Vt的最短路徑為P1t{V1,V2,…,Vn,Vt}，V2到Vt的最短路徑為P2t{V2,…,Vn,Vt}，依 次 類推；具體計算是在有向圖上進行標(biāo)號迭代的過程。

設(shè)點i至點j的長度 為Cij，Vi至Vj的最短 路徑記為Pij，最短路長記為Lij。令B（j）表示起點Vs到點Vj的最短路長，且網(wǎng)絡(luò)起點Vs的標(biāo)號為B（s）=0；令K（i,j）=B（i）+Cij，則：

（1）找出所有從起點Vi到點Vj的最短路徑，用集合B={(i,j)|Vi,Vj}表示；

（2）根據(jù)集合B，計算K（i,j）=B（i）+Cij；

（3）當(dāng)B（z）=min{K（i,j）|(i,j)∈B}，則在臨時終點Vz處標(biāo)號B（z），同時返回步驟（1）；依次迭代，最多通過n（有向圖的點數(shù)）輪計算得到最短路徑。

光自配系統(tǒng)采用基于Dijkstra算法以及點面結(jié)合搜索策略，并自主研發(fā)出“爬樓梯”算法，使系統(tǒng)性能提高1倍，且生成的路由更合理、更準(zhǔn)確。以點帶面，搜索面與面之間的大路；同一面內(nèi)，按點劃分為核心層、接入層、用戶層，并采用“爬樓梯”算法，搜索點與點之間的小路；點面結(jié)合，在30 s內(nèi)，快速計算出網(wǎng)狀網(wǎng)中任意兩點的全程路由方案。

圖4 自動調(diào)度系統(tǒng)功能實現(xiàn)

3.2 基于光自配系統(tǒng)實現(xiàn)一二級光路調(diào)度開通功能

3.2.1 一二級光路自動調(diào)度的基本思路

前文已介紹，光自配系統(tǒng)實現(xiàn)了通過3層網(wǎng)絡(luò)模型將廣州本地網(wǎng)嵌入系統(tǒng)中，將本地網(wǎng)中的各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點按照局向串聯(lián)起來。一二級光路自動調(diào)度的基本思路是：目前開發(fā)的錄入效能提升二期功能模塊化，錄入的需求中已實現(xiàn)模塊化批量生成光交接設(shè)施（光交接箱、ODF、OTB等）、OBD、光纜段、成端和機房，在現(xiàn)有光自配系統(tǒng)下，系統(tǒng)根據(jù)各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點、局向光纖、系統(tǒng)參數(shù)和一定的配置規(guī)則自動生成此類光路，并可根據(jù)工程信息查詢并批量導(dǎo)出調(diào)度單，作為現(xiàn)場施工的依據(jù)。此舉旨在原有FTTx光路開通模式下，在錄入環(huán)節(jié)自動生成光路，省去監(jiān)理上單和調(diào)度兩個環(huán)節(jié)，即實現(xiàn)一二級光路自動調(diào)度。

3.2.2 基于光自配系統(tǒng)實現(xiàn)一二級光路自動調(diào)度開通功能

（1）一二級光路自動調(diào)度的光路生成規(guī)則

當(dāng)工程錄入二級分光器的所屬設(shè)施存在局向光纜時，系統(tǒng)自動搜索出其上聯(lián)節(jié)點是否存在一級分光器。若存在，則系統(tǒng)自動生成兩者之間的工程光路，省去原有開通模式中的監(jiān)理上單和配置調(diào)度兩個環(huán)節(jié)，即實現(xiàn)一二級光路自動調(diào)度。

同時，根據(jù)二級分光器所屬光交接設(shè)施選擇局向、按順序選擇對端光交接設(shè)施的一級分光器的空閑端口，并選擇空閑局向纖芯按順序自動生成光路；如果局向?qū)Χ斯饨唤釉O(shè)施有多個一級分光器，則按照順序占用分光器及下聯(lián)端口。

（2）一二級光路自動調(diào)度系統(tǒng)功能實現(xiàn)

根據(jù)一二級光路自動調(diào)度的光路生成規(guī)則，本文在光自配系統(tǒng)平臺上實現(xiàn)了自動調(diào)度的功能，具體流程如圖4所示，即在錄入生成局向光纖后，系統(tǒng)校驗二級分光器的所屬光交設(shè)施，若存在所屬光交設(shè)施且設(shè)施的光纖局向單一，則判斷光纜對端光交設(shè)施是否有一級分光器，若存在一級分光器，則按照順序依次占用分光器的下聯(lián)端口，并分配纖芯、生成光路。

3.2.3 一二級光路自動調(diào)度的優(yōu)缺

（1）一二級光路自動調(diào)度的優(yōu)點

流程簡化：在新流程下，由于省去原有開通模式中的監(jiān)理上單和配置調(diào)度環(huán)節(jié)，使得新流程更加簡化，有利于節(jié)省開通時間。

節(jié)省時間：首先，一二級光路自動調(diào)度能根據(jù)錄入資料的需求，批量生成光路，大幅縮減配置時間；其次，與人工配置相比，一二級光路自動調(diào)度生成的光路按照局向光纖的纖芯序和分光器的端口序順序生成，此類光路有利于施工人員跳纖，節(jié)約施工時間。

Dijkstra算法的有限運用：Dijkstra算法廣泛應(yīng)用于有向圖的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中，當(dāng)有向圖節(jié)點繁多時，需多次迭代運算，尋求最優(yōu)解。在一二級光路自動調(diào)度中，系統(tǒng)限制只根據(jù)局向光纖做一次路徑查詢，能在合理利用光自配網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的架構(gòu)下，有限縮減光路的生成時間。

（2）一二級光路自動調(diào)度的缺點

雖然一二級光路自動調(diào)度實現(xiàn)了無跳點的光路生成，但跳點數(shù)大于1的一二級分光器之間的光路依然無法生成；此外，當(dāng)二級分光器的所屬設(shè)施關(guān)聯(lián)的局向光纜不止一條時，系統(tǒng)也無法判斷其上聯(lián)分光器，導(dǎo)致無法自動生成光路。

4 自動調(diào)度試點應(yīng)用成效

一二級光路自動調(diào)度系統(tǒng)功能實現(xiàn)后，于2012年8月28日起一二級分光器光路自動調(diào)度功能在海珠片區(qū)試點，在為期4周的試點期中，海珠區(qū)共65個節(jié)點（47個節(jié)點屬純自動調(diào)度，18個節(jié)點屬自動調(diào)度+直連）應(yīng)用自動調(diào)度，每日單量如圖5所示，共1 221條光路。覆蓋面達90%以上，異常率0.3%。試點成功，達到預(yù)期目標(biāo)。

圖5 海珠試點光路自動調(diào)度統(tǒng)計

按單節(jié)點100條光路評估，光路生成平均耗時10 min/節(jié)點，相比人工調(diào)度上單、審單、配置加系統(tǒng)環(huán)節(jié)流轉(zhuǎn)至少要4 h/節(jié)點，效率大大提升；按批量常規(guī)開通場景，90%的駐地網(wǎng)光路適用此功能，節(jié)約監(jiān)理下單、資源配置時限1.5天。

同時，自動調(diào)度光路纖芯序由系統(tǒng)順序分配，與現(xiàn)場施工習(xí)慣一致，從源頭上杜絕人工調(diào)度不順序分配容易導(dǎo)致的現(xiàn)場不按單施工問題?，F(xiàn)場按單施工率可由95%提升至100%。

5 結(jié)束語

從試點區(qū)域的成功經(jīng)驗看，一二級光路自動調(diào)度系統(tǒng)功能解決了光駐地網(wǎng)工程光路中近70%的需求問題，有效節(jié)省了開通時間。通過在海珠、番禺區(qū)域的試點，該系統(tǒng)功能有望向更廣的區(qū)域擴展。同時，對于存在跳點的一二級分光器之間光路、一級分光器（OBD）—光線路終端（OLT）之間的光路，也需要進一步拓展及完善系統(tǒng)功能，進而提升光駐地網(wǎng)光路的開通效率。

1 李玉萍，徐東，彭于彪.上市·策.北京:清華大學(xué)出版社,2008

2 熊偉.運籌學(xué).北京:機械工業(yè)出版社,2005