寬帶接入網(wǎng)無源故障的主動(dòng)發(fā)現(xiàn)和定位研究

蔡林峰 戴斌 王亮 中國(guó)電信股份有限公司江西分公司云網(wǎng)支撐事業(yè)部 南昌市 0029

萬宏謀2 中國(guó)電信股份有限公司江西分公司云網(wǎng)運(yùn)營(yíng)部 南昌市 330029

1 問題描述

傳統(tǒng)寬帶故障的監(jiān)控定位，基于寬帶PON網(wǎng)管實(shí)現(xiàn)，定位最小顆粒是寬帶接入設(shè)備的端口--PON口，但每個(gè)PON口通常接無源分光器OBD 4-8個(gè)，每個(gè)OBD可接入4-8個(gè)用戶，即一個(gè)PON口下有16-64個(gè)用戶。其中單個(gè)OBD的故障或OBD的光路故障，在PON口上并不產(chǎn)生告警，網(wǎng)管無法監(jiān)控定位。實(shí)際上，OBD故障（含連接它的主光路）占寬帶片障的比例比較大（約47%），對(duì)客戶感知影響大。基于PON網(wǎng)管監(jiān)控的寬帶故障定位，顆粒大，在以3個(gè)用戶寬帶同源故障即為片障的監(jiān)測(cè)方面，存在較多的遺漏。

2 解決過程

通過對(duì)所有單個(gè)寬帶、ITV用戶的申告信息的實(shí)時(shí)AI分析處理，實(shí)現(xiàn)OBD顆粒級(jí)別的故障主動(dòng)發(fā)現(xiàn)，要求實(shí)現(xiàn)寬帶故障主動(dòng)發(fā)現(xiàn)精度達(dá)到3個(gè)用戶的級(jí)別。步驟如下：

采用對(duì)所有單個(gè)光寬帶ONU（光貓）的掉線信息的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析處理，實(shí)現(xiàn)了分光器故障主動(dòng)發(fā)現(xiàn)，寬帶3個(gè)用戶以上的片障主動(dòng)發(fā)現(xiàn)率提升到了95%。

2.1 故障發(fā)現(xiàn)

“片障”，是指影響3個(gè)及以上用戶的網(wǎng)絡(luò)故障，因?yàn)轭w粒細(xì)，數(shù)量龐大（每月150萬次）。其中有源故障部分（PON口及以上部分），系統(tǒng)通過將PON網(wǎng)管、IP網(wǎng)管告警信息與資源系統(tǒng)用戶信息關(guān)聯(lián)，可實(shí)時(shí)分析設(shè)備告警影響的用戶情況，生成用戶片障單，進(jìn)行故障管控處理。

對(duì)于寬帶無源部分（PON口以下）的二級(jí)分光故障，通過ONU狀態(tài)關(guān)聯(lián)分析，對(duì)同時(shí)超3個(gè)用戶ONU斷纖、PON口無用戶在線、PON口下不在線用戶超閾值、PON口下同時(shí)申告用戶超閾值進(jìn)行分析及片障發(fā)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)寬帶片障影響的用戶、關(guān)聯(lián)的申告用戶、未關(guān)聯(lián)寬帶片障的潛在申告用戶進(jìn)行監(jiān)控，主動(dòng)處理故障。如圖1所示。

圖1 無源片障分析流程

實(shí)現(xiàn)原理：①系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控處理PON網(wǎng)管中所有ONU離線告警數(shù)據(jù)，在排除PON設(shè)備、板卡級(jí)別的情形、排除PON口告警的情形（主光路中斷）；②對(duì)剩余的掉線ONU進(jìn)行大數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)聚類：是否在同一個(gè)二級(jí)分光器內(nèi)，有3個(gè)ONU同時(shí)斷線。如是，查詢?cè)摱?jí)分光器下ONU在線狀態(tài)，如果是斷纖（LOS），則判該二級(jí)分光器光纖斷；③生成告警，并在告警系統(tǒng)中關(guān)聯(lián)資源系統(tǒng)該二級(jí)分OBD ID，派故障單給服保系統(tǒng)進(jìn)行故障處理。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)原理如圖2所示。

圖2 寬帶二級(jí)分光故障數(shù)據(jù)分析處理流程

2.2 故障恢復(fù)

判定為二級(jí)分光故障后，系統(tǒng)輪詢監(jiān)測(cè)AAA平臺(tái)上故障用戶的上線狀態(tài)（是否上網(wǎng)在線），結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)修障人員通過APP反饋的修復(fù)狀態(tài)，如該二級(jí)分光下的ONU有用戶上線，則認(rèn)為該二級(jí)分光段故障恢復(fù)，釋放故障狀態(tài)，解除跟蹤。

2.3 判別依據(jù)

在隨機(jī)事例中，有一類現(xiàn)象，只產(chǎn)生兩種互斥的結(jié)果，如某種化驗(yàn)結(jié)果的陽性與陰性，接觸某傳染源的感染與未感染等。這種隨機(jī)事件是只具有兩種互斥結(jié)果的離散型隨機(jī)事件，稱為二項(xiàng)分類變量（Dichotomous Variable）的離散型隨機(jī)事件。它的發(fā)生概率，可以由二項(xiàng)分布（Binomial Distribution）對(duì)這類隨機(jī)事件的規(guī)律性進(jìn)行描述。

一般地，如果隨機(jī)變量服從二項(xiàng)分布，n次試驗(yàn)中正好得到k次成功的概率由二項(xiàng)分布計(jì)算公式給出：

寬帶接入網(wǎng)二級(jí)無源分光器的故障狀態(tài)，只有兩種隨機(jī)狀態(tài)，要么是中斷，要么不中斷。扣除割接、電源故障引起的中斷情況以后，線路中斷、分光器老化引起的故障是隨機(jī)發(fā)生的，因此滿足二項(xiàng)分布。

實(shí)際中OBD上用戶關(guān)聯(lián)（即OBD-ONU關(guān)聯(lián)）的準(zhǔn)確率為68%，當(dāng)3個(gè)ONU故障聚類到同一OBD，同時(shí)發(fā)生中斷，則該OBD發(fā)生故障的概率為：

如上所述，根據(jù)同一OBD以下的3個(gè)ONU同時(shí)斷線，則可判定屬于該二級(jí)分光故障的準(zhǔn)確率為96.7%。

將OBD無源片障定義到（10秒-60秒之間均可）一分鐘內(nèi)同PON口下ONU同時(shí)斷纖大于3且PON設(shè)備本身無故障告警，則判斷為二級(jí)分光故障以后。系統(tǒng)調(diào)取網(wǎng)絡(luò)資源系統(tǒng)數(shù)據(jù)，建立網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖，進(jìn)行OBD可視化展現(xiàn)，便于現(xiàn)場(chǎng)的定位處理，如圖3所示。

圖3 定位到PON以下的二級(jí)分光單元

3 實(shí)施效果

為提升片障主動(dòng)發(fā)現(xiàn)，將智能片障分析的觸發(fā)提前到用戶申告之前，進(jìn)一步開展無源片障主動(dòng)分析工作，通過對(duì)天翼網(wǎng)關(guān)掉線、告警，通過PON口、時(shí)間段等進(jìn)行聚類、觸發(fā)同時(shí)掉線分析，進(jìn)行片障預(yù)警，搶在用戶申告前觸發(fā)片障預(yù)警信息，進(jìn)行申告攔截，發(fā)起主動(dòng)維護(hù)。比申告觸發(fā)的片障分析量提升80%，完整率95%以上。顯著減少了客服10000號(hào)的寬帶、ITV用戶的申告和投訴數(shù)量（全省由每月23.5萬次減少為14.5萬次，下降38%）。

客服系統(tǒng)片障自助攔截量，從每月的2124次，增長(zhǎng)每月17529次，增幅達(dá)8.6倍，說明大量寬帶用戶申告時(shí)故障已經(jīng)在處理當(dāng)中，先于用戶發(fā)現(xiàn)故障，大大縮短了業(yè)務(wù)中斷時(shí)長(zhǎng)，提升了客戶感知。圖4是寬帶無源故障定位功能上線后的申告攔截量增長(zhǎng)情況，圖5是寬帶無源故障主動(dòng)發(fā)現(xiàn)量的占比情況。

圖4 系統(tǒng)月均片障攔截?cái)?shù)量

圖5 無源片障攔截?cái)?shù)量對(duì)比

4 結(jié)束語

關(guān)于寬帶的無源故障定位，武漢郵科院提出了一種部署OBD以下的光分支檢測(cè)信號(hào)，進(jìn)行物理檢測(cè)的方法（專利《一種無源光接入網(wǎng)絡(luò)中支路故障定位的裝置和方法》2018年——CN105577458A），這種方法硬件成本高；華為提出一種終端設(shè)備掉電或者正常關(guān)電時(shí)，判斷是設(shè)備故障還是線路故障的方法（專利《一種無源光網(wǎng)絡(luò)的故障定位方法及系統(tǒng)》2010年——CN101345581A），這種方式可實(shí)現(xiàn)PON口級(jí)別的故障定位，不能進(jìn)行PON口以下的二級(jí)OBD無源故障定位。本文基于數(shù)據(jù)分析的方法具有成本低、準(zhǔn)確率高的優(yōu)點(diǎn)。