如何有效降低POL 全光網(wǎng)絡(luò)的部署和維護(hù)難度

［張翔］

隨著社會快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)對社會的發(fā)展的進(jìn)步，起到不可替代的作用，同時人類對網(wǎng)絡(luò)寬帶的要求越來越高，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)以及無法滿足當(dāng)前高效率的社會發(fā)展節(jié)奏，進(jìn)而國內(nèi)外眾多專家，相繼從如何提高網(wǎng)絡(luò)寬帶的數(shù)據(jù)傳輸效率，如何進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)改造升級，以及如何滿足不同應(yīng)用場景對網(wǎng)絡(luò)的需求等方面開展研究，并取得了不錯的研究成效，在實際應(yīng)用過程中，有效解決了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的傳輸效率慢、投入較大、設(shè)備較多、使用價值不高等問題[1]。因此，本次如何有效降低POL 全光網(wǎng)絡(luò)的部署和維護(hù)難度的研究目的在于，通過了解POL 全光網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢和應(yīng)用場景，掌握POL 全光網(wǎng)絡(luò)基本內(nèi)容，從而提出降低POL 全光網(wǎng)絡(luò)部署和維護(hù)難度的關(guān)鍵技術(shù)，并以實際案例印證本次研究。

1 POL 全光網(wǎng)絡(luò)的基本內(nèi)容

POL 全光網(wǎng)絡(luò)是指傳輸和交換過程全部通過光纖實現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)，因為在網(wǎng)絡(luò)傳輸和交換的過程中信號始終以光的形式存在，省去了中間光電轉(zhuǎn)換和電光轉(zhuǎn)換的環(huán)節(jié)，可大大提高網(wǎng)絡(luò)帶寬[2]。

1.1 優(yōu)勢

POL 全光網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在其結(jié)構(gòu)上，如圖1 所示。此種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不僅體現(xiàn)的較高的穩(wěn)定性，同時在投入成本和部署管理方面，都體現(xiàn)出較高的性價比，內(nèi)容如下。

圖1 POL 全光網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖

（1）穩(wěn)定性高

POL 全光網(wǎng)絡(luò)在搭建過程中，將會利用單點連接多點的方式，提高該網(wǎng)絡(luò)運行時的可靠性。其中OLT 自帶的在線業(yè)務(wù)軟件升級功能，在各種的軟件更新和優(yōu)化過程中，不會影響到其他場景內(nèi)各項業(yè)務(wù)的運行，知識該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)長期保持在高穩(wěn)定狀態(tài)下。

（2）投入成本較少

POL 全光網(wǎng)絡(luò)在設(shè)計過程中，達(dá)到的平滑性技術(shù)要求后，該網(wǎng)絡(luò)就可以在控制投入的同時，對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行更新。由于網(wǎng)絡(luò)傳輸光纖的實際使用壽命較長，從而只需要對相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行升級，便可滿足應(yīng)用場景對網(wǎng)絡(luò)寬帶的要求。此外，POL 全光網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計方案，不會受到末端介入距離長短的限制，最大限度減少的應(yīng)用場景對機(jī)房的依賴性，有效減少交換機(jī)的數(shù)量，以及空間的使用，并且在一定程度上減少能源的消耗。

（3）部署便捷

POL 全光網(wǎng)絡(luò)在部署過程中，是需要按照部署的要求，對ONU 進(jìn)行預(yù)配置，直到所有的硬件設(shè)備安裝完成后，就可以實現(xiàn)自動化的ONU 添加，從而開始對設(shè)備進(jìn)行管理，大大增加了網(wǎng)絡(luò)管理的效率。此外，POL 全光網(wǎng)絡(luò)部署內(nèi)容較為靈活，能夠適應(yīng)多種不同的部署方式，進(jìn)而按照應(yīng)用場景的實際使用需求，對其進(jìn)行部署，充分發(fā)揮其靈活性的同時，還能加快部署的效率，致使網(wǎng)絡(luò)的布線施工得到簡化，業(yè)務(wù)承載方面也能給予足夠保障。

1.2 應(yīng)用場景

由于POL 全光網(wǎng)絡(luò)自身所具備的優(yōu)勢，使其能夠應(yīng)用到多種不同的場景當(dāng)中，如學(xué)校、醫(yī)院、酒店、企業(yè)等等，尤其是在企業(yè)當(dāng)中，POL 全光網(wǎng)絡(luò)所具備的優(yōu)勢，能夠大大降低企業(yè)經(jīng)營管理過程中的成本投入，提高企業(yè)各項業(yè)務(wù)的運行與開展能力，從而不斷提高企業(yè)的市場競爭優(yōu)勢，幫助企業(yè)得到更高更快的發(fā)展。例如，某企業(yè)的生產(chǎn)車間，原本搭建的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)動態(tài)調(diào)整能力較弱、網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜可靠性較差、車間環(huán)境惡劣、網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)復(fù)雜等問題，在部署POL 全光網(wǎng)絡(luò)后，不僅提高了網(wǎng)絡(luò)的靈活性，致使業(yè)務(wù)實現(xiàn)即開即通，還能夠最大限度減少網(wǎng)絡(luò)后勤維護(hù)費用的投入，甚至在防腐抗擾、平滑演進(jìn)方面都得到極大的提升。

2 降低部署難度的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 光纖布線技術(shù)

在降低POL 全光網(wǎng)絡(luò)部署難度的關(guān)鍵技術(shù)當(dāng)中，光纖布線技術(shù)在應(yīng)用過程中需要滿足三項要求[3]，首先是能夠提供更寬的光譜帶寬用與城域網(wǎng)的光纖，理想中的光纖應(yīng)當(dāng)能容納最大數(shù)目波長；其次是的光前中單位面積上的光功率強(qiáng)度要小，最大限度實現(xiàn)整個線路平均色散向0 值靠經(jīng)；最后是不同波長的群速度色散，變化量，應(yīng)達(dá)到最小陸地長途光纜中的光纖波長，帶快越寬越好，復(fù)雜且昂貴的色散補償器件越少越好。如圖2 所示。

圖2 常見三種光纖波長算損耗圖

2.2 光模塊和設(shè)備的自動化配置技術(shù)

POL 全光網(wǎng)絡(luò)的光模塊和設(shè)備的自動化配置技術(shù)，主要體現(xiàn)在幫助網(wǎng)絡(luò)完成自動化的演進(jìn)。其中以的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、業(yè)務(wù)設(shè)計、業(yè)務(wù)部署、運行維護(hù)、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控等為結(jié)構(gòu)組成，在以統(tǒng)一編排、SDN 架構(gòu)、云原生架構(gòu)和深度機(jī)器學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)處理、高性能數(shù)據(jù)采集為驅(qū)動力實現(xiàn)。如圖3 所示。

圖3 光模塊和設(shè)備的自動化配置技術(shù)結(jié)構(gòu)

2.3 光網(wǎng)絡(luò)管理和監(jiān)控技術(shù)

POL 全光網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)管理與監(jiān)控技術(shù)，是以現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)平臺的兼容性為基礎(chǔ)，利用TMN 實現(xiàn)分層化的網(wǎng)絡(luò)管理結(jié)構(gòu)，同時需要為其提供與其他管理系統(tǒng)的開發(fā)式接口，保證分布式網(wǎng)絡(luò)管理和集中式網(wǎng)絡(luò)管理都可運行，從而使其具備的通用性結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)層和新管理層的快速拓張。

2.4 光纖連接和標(biāo)識技術(shù)

POL 全光網(wǎng)絡(luò)的光纖連接和標(biāo)識技術(shù)，主要依托于儀器完成，首先是光纖連接器的應(yīng)用，光纖連接器包括主軸、外框套和尾套。外框套安裝于主軸；尾套，尾套的一端與外框套連接，尾套的另一端與主軸連接，且尾套能夠相對于主軸和外框套轉(zhuǎn)動，以鎖定或解鎖外框套與主軸的連接，從而增加光纖連接器工作的穩(wěn)定性，并增加光纖連接器的可應(yīng)用場景，進(jìn)而增加光纖連接器的使用性能和適用范圍。其次是光纖標(biāo)識器，包括供網(wǎng)絡(luò)線路安裝的裝置體、手持掃描器，通過LED 燈與RFID 芯片通過電線與線路板相連并接入電流電路，利用手持掃描器輸入編號信息并讀取對應(yīng)RFID 芯片，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)線路的快速尋找。如圖4 所示。

圖4 種光纖標(biāo)識器

3 降低維護(hù)難度的關(guān)鍵技術(shù)

3.1 光纖故障定位和修復(fù)技術(shù)

POL 全光網(wǎng)絡(luò)的光纖故障定位和修復(fù)技術(shù)[4]，首先通過部署的OTDR 光纖測試鏈路，以保證得到較為健全的健康事件列表；其次對健康事件列表當(dāng)中的每一事件，進(jìn)行器件類型的標(biāo)準(zhǔn)，并得到不同器件與上一級器件之間的關(guān)系，從而生成對應(yīng)的二維拓?fù)湫畔⒈?；然后再對OTDR 光纖測試鏈路開展故障的測試，獲得對飲的故障事件列表；最后將得到的故障事件列表和健康事件列表進(jìn)行對比，從而查詢到該二維拓?fù)湫畔⒘斜?，獲得單個故障點所在分支情況。

3.2 光網(wǎng)絡(luò)安全和保護(hù)技術(shù)

POL 全光網(wǎng)絡(luò)的光網(wǎng)絡(luò)安全和保護(hù)技術(shù)，首先保護(hù)方面需要對光纖的保護(hù)層進(jìn)行加固處理，防止光纖出現(xiàn)破損和斷裂等問題；其次設(shè)計高安全性的組建與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，進(jìn)一步加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的防攻擊能力；然后網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行攻擊探測，采用統(tǒng)計分析法和特定信號分析法的方式，探測出網(wǎng)絡(luò)在運行時信號運輸狀態(tài)，并將監(jiān)控的信號作為診斷光纖故障和損耗的參考數(shù)據(jù)；最后利用分布式光纖傳感器，對光纖路徑分布的物理參數(shù)開展連續(xù)性的檢測，從而以控制物理層方式保護(hù)光網(wǎng)絡(luò)。

3.3 光網(wǎng)絡(luò)性能監(jiān)測和優(yōu)化技術(shù)

POL 全光網(wǎng)絡(luò)的光網(wǎng)絡(luò)性能監(jiān)測和優(yōu)化技術(shù)，主要利用監(jiān)測設(shè)備的方式進(jìn)行，方法為：（1）構(gòu)建光網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測優(yōu)化仿真平臺，保證平臺能夠仿真出任何拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)，并且平臺上的靜態(tài)業(yè)務(wù)可以任意配置，還可以生成對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)矩陣，并且利用Matlab 軟件的運算能力，迅速完成榮冗余操作；（2）利用該平臺的可視化操作界面，直觀呈現(xiàn)光傳輸網(wǎng)絡(luò)機(jī)優(yōu)化前后的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)，從而生產(chǎn)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測資源對比標(biāo)表；（3）利用得到的仿真數(shù)據(jù)結(jié)果，得出的最佳的監(jiān)測位置。如圖5 所示。

圖5 光網(wǎng)絡(luò)性能監(jiān)測優(yōu)化前后技術(shù)對比

3.4 光纖資源管理和優(yōu)化技術(shù)

POL 全光網(wǎng)絡(luò)的光纖資源管理和優(yōu)化技術(shù)分別為MapX 和Oracle Spatial。前者是一種基于計算機(jī)操作系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)控件，所以大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化的可視化開發(fā)環(huán)境都能應(yīng)用，進(jìn)而利用MapX 能夠簡單且快速的將地圖功能，安裝到不同應(yīng)用軟件當(dāng)中，為其提供可視化的呈現(xiàn)形式；后者則是為了支持空間數(shù)據(jù)的存儲和查詢的一種空間數(shù)據(jù)管理模塊，行過程中能夠很好的處理矢量數(shù)據(jù)出現(xiàn)的數(shù)據(jù)保存問題。

4 實踐案例分析

4.1 案例一：某酒店企業(yè)的POL 全光網(wǎng)絡(luò)的部署和維護(hù)實踐

項目概況：某大型溫泉酒店，客房比較多，且分好幾棟區(qū)域，需要承載語音、寬帶、電視等業(yè)務(wù)。網(wǎng)絡(luò)布線難，帶寬要求高，如何布線？改造前，該酒店的線纜不僅數(shù)量較多，并且由于長時間為整理，整體線路的布置情況非常復(fù)雜，從而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)故障出現(xiàn)的次數(shù)不斷增加，間接性知識后期所投入的維護(hù)成本逐漸增加[5]。如圖6 所示。

圖6 某酒店企業(yè)網(wǎng)絡(luò)及線路布置概況

優(yōu)化后：通過對該酒店實施POL 全光網(wǎng)絡(luò)的部署和維護(hù)后，該酒店的網(wǎng)絡(luò)得到簡化，不但之前的問題得以解決，在一定程度上還提高了該酒店業(yè)務(wù)辦理的效率。如圖7 所示。

圖7 某酒店企業(yè)網(wǎng)絡(luò)及線路布置優(yōu)化后情況

4.2 案例二：某電力企業(yè)的POL 全光網(wǎng)絡(luò)的部署和維護(hù)實踐

項目概況：該電力企業(yè)在企業(yè)內(nèi)部通過部署POL 全光網(wǎng)絡(luò)的方式，與原來的以太網(wǎng)進(jìn)行對比，并且以實際數(shù)據(jù)為主要的對比數(shù)據(jù)[6]，如表1 所示。

表1 某電力企業(yè)傳統(tǒng)以太網(wǎng)和POL 全光網(wǎng)絡(luò)的對比

由表1 可知，相較于傳統(tǒng)的以太網(wǎng)來說，POL 全光網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)帶寬提升了10 倍；承載業(yè)務(wù)數(shù)量增長5 倍；網(wǎng)絡(luò)層級減少了1 層；月度的網(wǎng)絡(luò)故障和安全響應(yīng)次分別減少了4 次。因此，POL 全光網(wǎng)絡(luò)的部署和維護(hù)在實際應(yīng)用當(dāng)中，能夠大大提高網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，強(qiáng)化光纖的保護(hù)能力，致使網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)長期處于高效的運行狀態(tài)，是目前提高企業(yè)經(jīng)營、管理及成本投入的最佳選擇。

5 討論與展望

5.1 討論

綜上所述，本次“如何有效降低POL 全光網(wǎng)絡(luò)的部署和維護(hù)難度”，通過介紹POL 全光網(wǎng)絡(luò)的基本內(nèi)容，為本次研究提供理論支持，之后分別闡述降低部署和維護(hù)難度的關(guān)鍵技術(shù)，從而掌握在不同應(yīng)用場景當(dāng)中，該項技術(shù)的具體操作方式；最后實踐案例分析當(dāng)中，分別以兩各不同領(lǐng)域的企業(yè)為例，印證POL 全光網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)在現(xiàn)實當(dāng)中實際應(yīng)用，致使本次研究具備較強(qiáng)的實踐意義。但是本次研究存在一定的不足之處，其中關(guān)鍵技術(shù)和實例分析方面的闡述不夠詳細(xì)，可在之后研究過程中，重點分析降低維護(hù)和部署難度的關(guān)鍵技術(shù)。

5.2 展望

POL 全光網(wǎng)絡(luò)作為目前網(wǎng)絡(luò)運行及搭建最佳選擇，在未來研究和發(fā)展過程中，設(shè)備及材料方面的優(yōu)化，能夠進(jìn)一步提高該項內(nèi)容的經(jīng)濟(jì)價值和實踐性，因此，POL 全光網(wǎng)絡(luò)在未來發(fā)展和研究過程中，一定還可以找到性價比更高、保護(hù)效率更好的設(shè)備及材料，從而優(yōu)化POL 全光網(wǎng)絡(luò)的部署與維護(hù)。