基于PON網(wǎng)絡(luò)的自助裝維支撐系統(tǒng)的研究與開發(fā)

黃國慶 賀超

【摘要】本文介紹如何讓裝維人員能夠非常直觀、簡單地通過手機自助查找PON網(wǎng)絡(luò)裝維過程中的問題，很好地落實國家“寬帶中國”、“光網(wǎng)城市”戰(zhàn)略，讓裝維人員利用3G移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)解決FTTx裝維過程中的問題就是我們研究的課題。

【關(guān)鍵詞】裝維支撐拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)PON技術(shù)

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

裝維人員自動裝維支撐系統(tǒng)是OSS系統(tǒng)的一部分。當(dāng)前基于手機的系統(tǒng)越來越多，但這些系統(tǒng)大都通過手機訪問soap等接口實現(xiàn)與管理有關(guān)的數(shù)據(jù)庫操作，做些簡單的流程變更或?qū)υO(shè)備端口狀態(tài)的查詢或復(fù)位等功能。

要真正實現(xiàn)PON網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的裝維人員自助故障定位要滿足幾大要求：（1）裝維人員不帶任何筆記本電腦，光功率儀，只要一個帶有瀏覽器的基于Android或iPhone的智能手機。（2）裝完設(shè)備后能立即判斷PON網(wǎng)絡(luò)光路接通與否；檢測光功率、光衰耗、PON口有無接錯；對PON口開關(guān)測試；一、二級分光器光路故障判斷等。（3）安裝段落的ONU業(yè)務(wù)是否開通；語音、寬帶業(yè)務(wù)是否正常；新開設(shè)備進行帶業(yè)務(wù)測試；（4）維護中能對故障點做快速定位，如斷電、斷纖、一二級分光器故障，光功率情況等。

實現(xiàn)以上四大要求，必須要有一個強大的后臺支撐系統(tǒng)的支持。

一、PON網(wǎng)絡(luò)要素的組成及問題的提出

從圖中可以看出，裝維人員要負(fù)責(zé)從局端OLT的PON口開始到用戶入戶的整個開通及維護。由于從OLT到用戶入戶安裝可能有幾公里甚至幾十公里的距離，中間必須經(jīng)過一級分光器和二級分光器，每個設(shè)備之間采用光纖連接，其中分光器是無源的，也就是說是不可監(jiān)控的。

（1）新建網(wǎng)絡(luò)過程中，從新開PON口到用戶入戶會涉及到多個部門及多個施工隊伍多道工序，上道工序如何保證合格的質(zhì)量交到下個環(huán)節(jié)，（2）維護中，單個用戶故障可能會涉及PON口、光纖、一二級分光器，斷電及OLT上聯(lián)設(shè)備故障等多種因素。（3）由于裝維段落多，往往要求裝維人員攜帶筆記本電腦或光功率儀反復(fù)地奔波或者派發(fā)工單給相關(guān)的維護人員。往往一個故障將牽動很多部門和很多人，對提高運維質(zhì)量和維護效率很不利。

鑒于以上原因，如何能保質(zhì)保量完成PON網(wǎng)絡(luò)的安裝和維護，手段是提升效率的根本。要實現(xiàn)如何讓裝維人員僅帶一部手機就能解決以上一系列的問題，系統(tǒng)的核心模型非常重要。

二、系統(tǒng)架構(gòu)

作為電信級的PON網(wǎng)絡(luò)裝維支撐系統(tǒng)，一個合理可靠的系統(tǒng)核心設(shè)計非常重要。

2.1系統(tǒng)技術(shù)體系架構(gòu)

系統(tǒng)采用三層結(jié)構(gòu)：數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)處理層、數(shù)據(jù)應(yīng)用層。

數(shù)據(jù)采集層：負(fù)責(zé)被管對象的網(wǎng)管信息采集與控制，按接口規(guī)范要求采集并傳遞管理信息給數(shù)據(jù)處理層，能適應(yīng)各種網(wǎng)管協(xié)議，支撐多廠商多機型接入。

數(shù)據(jù)處理層：對數(shù)據(jù)采集層取到的管理信息進行規(guī)約、分析和處理，以統(tǒng)一的信息格式與上層交互。

數(shù)據(jù)應(yīng)用層：提供對各類被管對象的屏幕展現(xiàn)，包括拓?fù)鋱D、網(wǎng)絡(luò)樹圖、以及各種統(tǒng)計報表等。系統(tǒng)主要特色是支持手機終端應(yīng)用，有效地擴展了應(yīng)用對象和應(yīng)用場合。

系統(tǒng)以面向?qū)ο蠹夹g(shù)和軟總線技術(shù)為核心，實現(xiàn)對各類協(xié)議的支持，為實現(xiàn)異構(gòu)系統(tǒng)的互聯(lián)提供了極為有效地手段。

PON裝維支撐系統(tǒng)核心基于linux操作系統(tǒng)平臺，運用結(jié)構(gòu)化、分層化設(shè)計理念，采用C++以及跨平臺的、面向?qū)ο蠡膉ava編程技術(shù)。采集層采用UNIX進程調(diào)度等機制，兼容多種網(wǎng)管接口技術(shù)，達到系統(tǒng)的高效、可靠。系統(tǒng)充分運用配置最小、效率最高為系統(tǒng)開發(fā)目標(biāo)，為運營商提供靈活實用、功能強大的PON裝維運行支撐管理解決方案。

PON裝維運行支撐系統(tǒng)技術(shù)體系架構(gòu)如下圖2所示。

2.2采用的通信協(xié)議

網(wǎng)絡(luò)管理模型一般有CORBA-II、SNMP MIB-II、Q3、非標(biāo)的TCP/IP協(xié)議等幾種協(xié)議模型。

PON網(wǎng)絡(luò)采集主要基于SNMP協(xié)議開發(fā)，城域核心網(wǎng)采用SNMP及TELNET協(xié)議開發(fā)，與第三方或上層NMS網(wǎng)管采用CORBA iiop協(xié)議實現(xiàn)接口。

三、實現(xiàn)原理

3.1系統(tǒng)采集

（1）實時的采集未注冊的ONU的SN、MAC地址、型號、版本號等實時信息，通過OAM協(xié)議對網(wǎng)元進行管理。（2）實時的采集已注冊的ONU的SN、MAC地址、型號、版本號、ONU編號、IP地址、故障狀態(tài)（斷電、斷纖）等實時信息。（3）準(zhǔn)實時采集OLT設(shè)備的PON口端口信息、上聯(lián)口、VLAN、QOS信息及透傳信息。（4）實時將已注冊的ONU信息與M-BOS的相關(guān)信息如一、二級分光器的名稱、編號及用戶編號等信息關(guān)聯(lián)。（5）實時發(fā)現(xiàn)OLT至上聯(lián)設(shè)備（BRAS、SR或匯聚交換）的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)關(guān)系。（6）準(zhǔn)實時發(fā)現(xiàn)城域網(wǎng)核心網(wǎng)的動態(tài)路由拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及各網(wǎng)元及端口的狀態(tài)及流量情況。

3.2快速網(wǎng)元收斂協(xié)議（SmartDiscovery-P Protocol）的研究

為實現(xiàn)ONU即插即發(fā)現(xiàn)的功能，采集實時性是一個關(guān)鍵問題，由于本地網(wǎng)部署有上千個OLT，都有幾十萬個ONU。如果不能在3分鐘之內(nèi)實現(xiàn)全網(wǎng)ONU的發(fā)現(xiàn)及數(shù)據(jù)的完整采集，系統(tǒng)的可用性就受到影響，為此我們采用了Smart Discovery-P快速拓?fù)涫諗繀f(xié)議

3.2.1采集問題。

（1）被采集網(wǎng)元多，被采信息量大，傳統(tǒng)單/多進程或線程無法解決速度與采集機能力、IO、CPU資源消耗及IP包轉(zhuǎn)發(fā)等能力的矛盾。（2）掃描速度要求“高”，對ONU的信息必須在幾十秒至3分鐘內(nèi)完全發(fā)現(xiàn)和入庫。（3）簡單多線程、多進程并發(fā)機制受采集機瓶頸影響，消耗大量主機系統(tǒng)資源，系統(tǒng)將非常慢。（4）數(shù)據(jù)庫對比入庫等事務(wù)處理消耗大量的時間。（5）線程并發(fā)機制及并發(fā)數(shù)的均衡動態(tài)分配。

3.2.2采集機進程調(diào)度管理

采集機采用多進程調(diào)度組管理線程池的模塊化管理機制。充分利用Unix的進程調(diào)度及同步機制，實現(xiàn)各功能模塊協(xié)同處理，以節(jié)省各不同環(huán)節(jié)的時間開銷，通過并發(fā)調(diào)度、空閑資源（IO、CPU等）檢測分配、垃圾回收、SNMP包丟包情況，合理分配采集工作，通過采集組調(diào)度進程協(xié)調(diào)同步等機制與數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)入庫修等進程的完美結(jié)合確?？焖偻瓿赏?fù)涫諗浚⑹拐麄€系統(tǒng)的運行在采集機的能力可控的范圍之內(nèi)。

3.3手機與后臺模型之間的接口

手機與后臺信息模型之間通過SOAP協(xié)議或HTTP協(xié)議實現(xiàn)實時獲取相關(guān)的測試信息及對網(wǎng)元的控制等功能。

四、結(jié)束語

目前FTTH逐漸進入人們生活，該系統(tǒng)以為運行商各技能的裝維人員提供在多場景下的全過程快速、簡單、易用的自助安裝、維護、業(yè)務(wù)測試、診斷等功能的智能手段為目的。利用該手段，裝維人員裝維效率將起到事半功倍效果，也為客服、資源等部門提供周到服務(wù)、資源核查等有效工具。

參考文獻

[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開發(fā)使用手冊.機械工業(yè)出版社. 1999

[3] W.Richard Stevens. unix環(huán)境高級編程.機械工業(yè)出版社. 2006