基于奧維地圖可視化仿真?zhèn)鬏斁W(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整的研究

俸麗琴

（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)云南有限公司西雙版納分公司，云南 西雙版納 666100）

引言

目前通信運(yùn)營(yíng)商的設(shè)備網(wǎng)管只能呈現(xiàn)出設(shè)備開通的上下游關(guān)系，以及設(shè)備是在環(huán)上還是鏈上，并不具備判定網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是否是同路由，網(wǎng)絡(luò)物理結(jié)構(gòu)是否存在安全隱患等。通信運(yùn)營(yíng)商也有自己的資源管理系統(tǒng)，但傳輸內(nèi)線和外線資源并沒(méi)有很好的融合在一起形成合力。如想知道一個(gè)機(jī)房?jī)?nèi)有些什么資源，需要導(dǎo)出很多表，然后再根據(jù)其中的關(guān)鍵字段互相匹配關(guān)聯(lián)，才能得出想要的數(shù)據(jù)，過(guò)程數(shù)據(jù)較多且容易遺漏。其次，通信運(yùn)營(yíng)商外線資源系統(tǒng)主要采用的是GIS 地圖呈現(xiàn)，戶外缺乏對(duì)標(biāo)參照物，不能很好的輔助網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化等維護(hù)工作。借助奧維地圖的可視化呈現(xiàn)將所有資源進(jìn)行整合，可以很直觀的判斷出網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)是否合理，是否存在同路由隱患等，進(jìn)而為現(xiàn)網(wǎng)組網(wǎng)優(yōu)化調(diào)整提供輔助，降低隱患梳理排查的難度、提高工作效率，輔助提高網(wǎng)絡(luò)安全性。

1 傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整

1.1 傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)介紹及常規(guī)優(yōu)化思路

目前通信運(yùn)營(yíng)商的傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要由環(huán)形和支鏈組成見圖1，最理想的狀態(tài)是所有的設(shè)備均成環(huán)，這樣的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是最可靠的[1]。但在實(shí)際組網(wǎng)過(guò)程中，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際以及運(yùn)營(yíng)成本、自然環(huán)境等諸多因素，有些設(shè)備是沒(méi)有辦法組成環(huán)的。而且隨著設(shè)備越來(lái)越多，組網(wǎng)拓?fù)湟?guī)模越來(lái)越大，組網(wǎng)方式難免會(huì)出現(xiàn)不合理、設(shè)備間連接混亂、距離不合理等情況。因此，需要定期對(duì)網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)安全性進(jìn)行排查和梳理，確保網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)的安全，避免因同路由、組網(wǎng)不合理等原因?qū)е掳l(fā)生重大故障，引起業(yè)務(wù)大面積中斷的情況。

圖1 運(yùn)營(yíng)商4G 主流的PTN 承載網(wǎng)組網(wǎng)方式

通信運(yùn)營(yíng)商常規(guī)的優(yōu)化思路是先在網(wǎng)管上排查設(shè)備互聯(lián)的情況，然后根據(jù)維護(hù)經(jīng)驗(yàn)或與一線了解獲得設(shè)備間聯(lián)絡(luò)光纜以及光纜大致的路由走向的情況，再判斷設(shè)備組網(wǎng)是否合理，這種優(yōu)化過(guò)程缺乏可靠的信息進(jìn)行支撐，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)圖全憑維護(hù)人員自行腦補(bǔ)，并不能很好的直觀的展現(xiàn)出來(lái)，可靠度不高。而通信運(yùn)營(yíng)商的資源管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)較為分散，查看起來(lái)也比較耗時(shí)、凌亂，針對(duì)特定場(chǎng)景下的優(yōu)化需求不能很好的支撐，導(dǎo)致維護(hù)人員現(xiàn)場(chǎng)跑動(dòng)核實(shí)多、花費(fèi)大量的時(shí)間和費(fèi)用成本，往往優(yōu)化效果也不理想。

1.2 打破常規(guī)組網(wǎng)方式

為提高匯聚骨干以上層級(jí)的設(shè)備的安全性，通信運(yùn)營(yíng)商在前期規(guī)劃組網(wǎng)時(shí)均按環(huán)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行組網(wǎng)，理論上，已成環(huán)的網(wǎng)元，如果環(huán)路發(fā)生單邊中斷，正常情況下業(yè)務(wù)會(huì)自動(dòng)觸發(fā)倒換[2]，不會(huì)影響業(yè)務(wù)，但在實(shí)際運(yùn)維過(guò)程中，難免會(huì)出現(xiàn)環(huán)路發(fā)生雙斷的情況，這時(shí)會(huì)導(dǎo)致大量的業(yè)務(wù)發(fā)生中斷，或者環(huán)路上存在鏈路性能值不達(dá)標(biāo)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)2G 業(yè)務(wù)閃斷，以及業(yè)務(wù)無(wú)法進(jìn)行倒換的情況。未避免出現(xiàn)這種情況，可考慮為每個(gè)環(huán)路引入“逃生通道”，即第三路由，主要解決匯聚層以上設(shè)備發(fā)生雙斷引起大量業(yè)務(wù)退服的情況。通過(guò)倒換測(cè)試，可將每個(gè)匯聚環(huán)路的逃生通道進(jìn)行記錄以備發(fā)生環(huán)路雙斷時(shí)能夠快速找到逃生路由恢復(fù)業(yè)務(wù)，避免發(fā)生因業(yè)務(wù)無(wú)法使用觸發(fā)考核以及引起大量客戶投訴的情況發(fā)生。第三路由的選取將基于奧維地圖實(shí)現(xiàn)。第三路由的設(shè)置需要通信運(yùn)營(yíng)商新增投資，布放新的光纜，但整體利是大于弊的，投資的性價(jià)比也較高，值得通信運(yùn)營(yíng)商一試。

1.3 基于奧維地圖可視化優(yōu)化調(diào)整思路

使用常規(guī)的優(yōu)化思路，優(yōu)化效果不理想、可靠性不高，且規(guī)劃的時(shí)間和費(fèi)用成本較高，嘗試借助奧維地圖的可視化圖層將各類資源信息進(jìn)行整合，可解決以上問(wèn)題，簡(jiǎn)化傳輸優(yōu)化工作。主要的解決思路為，將需要排查的環(huán)網(wǎng)、鏈路所在的站點(diǎn)機(jī)房、承載點(diǎn)、光纜路由走向等信息映射到奧維地圖中，然后借助奧維地圖的文件夾隱藏、自定義區(qū)分顏色、自定義圖標(biāo)、Google 衛(wèi)星圖層等功能可以更加高效的進(jìn)行隱患排查并做出優(yōu)化調(diào)整方案[3]，且能保證優(yōu)化效果的合理性和網(wǎng)絡(luò)的安全性見圖2。

圖2 匯聚環(huán)組網(wǎng)外線拓?fù)鋱D

如圖2 所示，我們能很直觀的看出站點(diǎn)B、D、E 是存在出局同路由的，利用測(cè)距工具，還可以測(cè)量出同路由的長(zhǎng)度，便于通信運(yùn)營(yíng)商在考量隱患重要級(jí)別提供參考依據(jù)，同時(shí)打開圖層中的承載點(diǎn)信息，還能看出具體存在同路由的桿號(hào)等等。同時(shí)，我們可以把多個(gè)環(huán)路的圖層打開，判定環(huán)路、鏈路間是否有重疊路由，是否存在同路由隱患的情況、是否存在其他安全隱患，是否存在會(huì)導(dǎo)致大量業(yè)務(wù)中斷的風(fēng)險(xiǎn)。為更好的進(jìn)行隱患排查，在數(shù)據(jù)整理時(shí)，可以將數(shù)據(jù)按環(huán)路分類，結(jié)合奧維地圖文件夾功能，為每一個(gè)環(huán)單獨(dú)建立一個(gè)文件夾，需要顯示時(shí)打開，不需要時(shí)將整個(gè)文件夾隱藏[4]，這樣在排查時(shí)可以大大提高效率。

2 基于奧維地圖的可視化方法

2.1 數(shù)據(jù)整合，形成合力

要將數(shù)據(jù)導(dǎo)入奧維地圖中，數(shù)據(jù)整理是最重要和最關(guān)鍵的，如果通信運(yùn)營(yíng)商的資源管理數(shù)據(jù)較為完善，冗余數(shù)據(jù)較少或基本沒(méi)有的話，那么導(dǎo)出的數(shù)據(jù)在轉(zhuǎn)換成奧維地圖支持的文檔格式也更加簡(jiǎn)便快捷，可直接利用相關(guān)的字段生成目標(biāo)文件后導(dǎo)入奧維地圖即可。反之，如果通信運(yùn)營(yíng)商的資源數(shù)據(jù)存在冗余的數(shù)據(jù)、飛線、承載路由斷頭斷尾，那數(shù)據(jù)整理就尤為重要和復(fù)雜。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)見圖3。

圖3 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

2.2 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理過(guò)程主要包括：（1） 判定桿路的起始點(diǎn)，對(duì)桿路按照正確的順序進(jìn)行排序。（2） 對(duì)飛線進(jìn)行分段處理。（3） 生成軌跡、電桿信息，制作目標(biāo)格式文件。（4） 生成基站、光交信息。（5） 服務(wù)器導(dǎo)入地圖，生成可視化資源信息。（6） 資源數(shù)據(jù)權(quán)限管理。

2.2.1 數(shù)據(jù)處理-判定桿路起點(diǎn)并排序

從通信運(yùn)營(yíng)商自有的資源管理系統(tǒng)中導(dǎo)出傳輸線路數(shù)據(jù)，關(guān)鍵信息為“電桿名稱+經(jīng)緯度”，由點(diǎn)連成線，可以使用Python 編程語(yǔ)言來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行批量處理。通過(guò)讀取單個(gè)傳輸段落excel 文件，如A 段落，根據(jù)以下算法確定桿路起點(diǎn)，最終遍歷指定文件夾下所有段落，完成所有段落的起點(diǎn)判斷。

首先，判定段落是南北走向、還是東西走向。計(jì)算A 段落內(nèi)“最大經(jīng)度至最小經(jīng)度距離- 最大緯度至最小緯度距離”，如經(jīng)度方向距離大，則東西走向、如緯度方向距離大則為南北走向。其次，判定走向后，還得確定傳輸線路起點(diǎn)，傳輸線路走向規(guī)律一般為以城市為中心，向外圍發(fā)散，故判斷方式為：

（1） 當(dāng)為東西走向時(shí)，如果A 段落最大經(jīng)度＜所在地市中心經(jīng)度，則按經(jīng)度降序排列，方向?yàn)橛蓶|向西走向，最大經(jīng)度點(diǎn)為起點(diǎn)，且排序后為第1 個(gè)點(diǎn)。其它情況以最小經(jīng)度點(diǎn)位為起點(diǎn)。（2） 當(dāng)為南北走向時(shí)，如果A 段落最大緯度＜所在地市中心緯度時(shí)，則按緯度降序排列，方向?yàn)橛杀毕蚰?，最大緯度點(diǎn)位為起點(diǎn)，且排序后為第1 個(gè)點(diǎn)。其它情況以最小緯度為起點(diǎn)。此情況判斷準(zhǔn)確率在70%左右。實(shí)際上1 個(gè)段落A-Z 或是Z-A 對(duì)地圖最終展示沒(méi)有決定性影響。這里只為追求最大的準(zhǔn)確性，確保桿路順序與實(shí)際順序一致。

確定起點(diǎn)后，可基于Python 按距離排序，具體如下：

以起點(diǎn)作為基點(diǎn)，計(jì)算Excel 表中第1 行電桿與第2 行電桿距離、距離為“x”；計(jì)算第1 行電桿與第3 行電桿距離、距離為“y”。如“y＜x”，則說(shuō)明第3 行的電桿比第2 行電桿更接近起始點(diǎn)，則將第3 行電桿與第2 行電桿交換位置。遍歷所有電桿與起點(diǎn)距離，找出最近的電桿，并將其置于第2 行，以此確定第2 棵桿。確定第2棵桿之后，此時(shí)以第2 行作為基點(diǎn)，找出與第2 棵桿最近的桿，做為第3 棵桿。以同樣方法遍歷所有電桿距離，直至結(jié)束?；赑ython 的電桿排序過(guò)程見圖4。

圖4 基于Python 的電桿排序過(guò)程

2.2.2 數(shù)據(jù)處理-基于Python 對(duì)飛線進(jìn)行分段處理

將每段傳輸線路排序完成后，對(duì)存在飛線的段落進(jìn)行分段，生成不相關(guān)的2 個(gè)段落。具體如下：

以段落為單位，計(jì)算兩根相鄰電桿的距離“x”，如“x＞200 m”，判定為存在飛線，以此電桿為截?cái)帱c(diǎn)，生成不相關(guān)的2 個(gè)新段落，生成最終排序文件。

2.2.3 數(shù)據(jù)處理-生成軌跡、電桿信息，制作目標(biāo)格式文件

（1） 讀取文件A，將其中經(jīng)緯度做連接，格式為“經(jīng)度1，緯度1；經(jīng)度2，緯度2……”作為一段傳輸線路的軌跡。（2） 遍歷所有文件夾下所有段落，匯總至1個(gè)csv 格式文件。

2.2.4 數(shù)據(jù)處理-生成基站、光交信息

基站、光交為離散點(diǎn)位信息，可直接生成目標(biāo)格式數(shù)據(jù)。

2.2.5 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)-服務(wù)器導(dǎo)入地圖，生成可視化資源信息

導(dǎo)入服務(wù)器后即生成可視化資源信息，清晰辨別傳輸線路、光交、基站位置信息。可自定義傳輸線路顏色、基站、光交圖標(biāo)、顯示層級(jí)，增強(qiáng)辨識(shí)度[5]。奧維地圖數(shù)據(jù)呈現(xiàn)效果見圖5。

圖5 奧維地圖數(shù)據(jù)呈現(xiàn)效果

2.2.6 數(shù)據(jù)管理-資源權(quán)限管理

根據(jù)實(shí)際需求，可按資源類型設(shè)置訪問(wèn)權(quán)限，也可以選擇按角色設(shè)置訪問(wèn)權(quán)限，將不同的人員權(quán)限進(jìn)行分層級(jí)管理，確保信息以及數(shù)據(jù)的安全。

3 結(jié)論

通過(guò)將傳輸線路、機(jī)房、基站、光交等各專業(yè)信息整合在了一個(gè)界面，網(wǎng)絡(luò)信息不再離散、資源關(guān)聯(lián)性更強(qiáng)，并可以全網(wǎng)同步、解決溝通過(guò)程中信息不對(duì)稱的問(wèn)題，信息整合后在規(guī)劃、維護(hù)過(guò)程中能夠更好的進(jìn)行全局考慮。其次，可以通過(guò)PC 端、APP 兩種形式直觀地展示資源信息，更便于日常維護(hù)及規(guī)劃使用，一線維護(hù)人員也可以隨時(shí)隨地的進(jìn)行信息查找、標(biāo)注。此外，資源顯性化、整合后，為網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化調(diào)整提供了參考依據(jù)，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、優(yōu)化調(diào)整不再過(guò)多的依賴跑現(xiàn)場(chǎng)，減少了時(shí)間和費(fèi)用成本。