光駐地網光路開通優化方案的研究和應用

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絡資源中心 廣州510630）

1 引言

隨著FTTx技術的廣泛應用，2011年中國電信開始大力推進“光進銅退”發展戰略，2013年3月以來，光駐地網工程光路開通需求量以2012年底峰值產能的2～3倍激增，在錄入、開通各環節施工力量沒有增加的情況，頻繁沖刺、加班狀態難以為繼，迫切需要從系統優化、流程優化等方面尋求突破，以實現效能的迅速提升。

2 一二級光路開通模式優化

2.1 光駐地網工程光路

FTTx技術盛行，廣泛應用目前的電信開通業務。光覆蓋面越來越廣，FTTx光路要基本覆蓋滿足光纖接入的商業樓宇及部分小區。光駐地網工程光路作為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。

光駐地網工程光路中，95%的光路場景結構單一、路由簡單（點到點）、規則清晰（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、光交等光交設施中，具體由現場情況決定。由于一、二級分光器放置的位置較近，所以路由較短，路由結構簡單；按照光路路由的跳點數主要可分為：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雜，跳點較多，需要人工判斷配置。

2.2 一二級光路調度開通模式

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。設計出圖紙，施工現場布放光纜、分光器，完工后施工方提交資料給設計錄入（不含覆蓋地址），由監理單位將光通路表、錄入資料整合為光需求單并提交光單，再經過資源審核、配置后，到現場跳纖，最后施工方再次將完工資料提交給設計錄入（含覆蓋地址、光路編碼）。

2.2.2 流程分析與自動調度功能的提出

為提高整個開通流程的效能，本文運用流程優化的方法之一——ECRS分析法對各個環節工序進行分析。ECRS分析法，即取消（eliminate）、合并（combine）、調整順序（rearrange）、簡化（simplify），用于對生產工序進行優化，以減少不必要的工序，實現更高的生產效率。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現象，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，使現行方法盡量簡化，以最大限度地縮短作業時間，提高工作效率。

結合本文一二級光路開通流程，下光需求單前，監理單位要將設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；后續還需流經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化方案，優化流程如圖2所示。取消流程中監理提交光單、資源審核及配置環節，合并兩次錄入，在光纜和分光器的完工資料錄入后，實現系統批量自動生成光路，即光路自動調度。這樣，在錄入單位工作量基本不變的前提下，減少了設計單位制作光通路表、監理單位整合光路需求單、資源中心下單配置的3個環節（3日）。同時，減少了工單受理、施工單位SPS系統回單等操作，避免了系統、接口卡單的風險。

圖1 原有開通流程

圖2 擬優化開通流程

3 一二級光路自動調度系統的功能實現

3.1 光自配系統簡介

中繼光網自配系統簡稱光自配系統，即智能化自動搜索滿足條件的光網業務需求，實現光路路由方案最優化路徑選擇的配置系統；光自配系統以其特有的“點面結合”方式，將廣州本地光網中繼網（是一個具有1.8萬個光節點的網狀網，結構復雜，是全國最大、最復雜的本地網之一）架構資源全部囊括其中，眾多光網節點按照網狀層級及其關聯狀態網狀分布于各個層級之中。

3.1.1 光自配系統實現的網絡模型

建立快速收斂的3層網絡模型，如圖3所示。系統根據業務特性和組網特性將網絡抽象分層，在此基礎上，合并出入度小于3的網絡節點，再通過原子機房力度對資源進行匯聚，大大降低了網絡節點的數量級，形成自適應能力強、檢索效率高的光網絡物理模型。

圖3 網絡模型

3.1.2 光自配系統實現的基本算法

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號迭代的過程。

設點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，且網絡起點Vs的標號為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）根據集合B，計算K（i,j）=B（i）+Cij；

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

光自配系統采用基于Dijkstra算法以及點面結合搜索策略，并自主研發出“爬樓梯”算法，使系統性能提高1倍，且生成的路由更合理、更準確。以點帶面，搜索面與面之間的大路；同一面內，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；點面結合，在30 s內，快速計算出網狀網中任意兩點的全程路由方案。

圖4 自動調度系統功能實現

3.2 基于光自配系統實現一二級光路調度開通功能

3.2.1 一二級光路自動調度的基本思路

前文已介紹，光自配系統實現了通過3層網絡模型將廣州本地網嵌入系統中，將本地網中的各網絡節點按照局向串聯起來。一二級光路自動調度的基本思路是：目前開發的錄入效能提升二期功能模塊化，錄入的需求中已實現模塊化批量生成光交接設施（光交接箱、ODF、OTB等）、OBD、光纜段、成端和機房，在現有光自配系統下，系統根據各網絡節點、局向光纖、系統參數和一定的配置規則自動生成此類光路，并可根據工程信息查詢并批量導出調度單，作為現場施工的依據。此舉旨在原有FTTx光路開通模式下，在錄入環節自動生成光路，省去監理上單和調度兩個環節，即實現一二級光路自動調度。

3.2.2 基于光自配系統實現一二級光路自動調度開通功能

（1）一二級光路自動調度的光路生成規則

當工程錄入二級分光器的所屬設施存在局向光纜時，系統自動搜索出其上聯節點是否存在一級分光器。若存在，則系統自動生成兩者之間的工程光路，省去原有開通模式中的監理上單和配置調度兩個環節，即實現一二級光路自動調度。

同時，根據二級分光器所屬光交接設施選擇局向、按順序選擇對端光交接設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；如果局向對端光交接設施有多個一級分光器，則按照順序占用分光器及下聯端口。

（2）一二級光路自動調度系統功能實現

根據一二級光路自動調度的光路生成規則，本文在光自配系統平臺上實現了自動調度的功能，具體流程如圖4所示，即在錄入生成局向光纖后，系統校驗二級分光器的所屬光交設施，若存在所屬光交設施且設施的光纖局向單一，則判斷光纜對端光交設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端口，并分配纖芯、生成光路。

3.2.3 一二級光路自動調度的優缺

（1）一二級光路自動調度的優點

流程簡化：在新流程下，由于省去原有開通模式中的監理上單和配置調度環節，使得新流程更加簡化，有利于節省開通時間。

節省時間：首先，一二級光路自動調度能根據錄入資料的需求，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，節約施工時間。

Dijkstra算法的有限運用：Dijkstra算法廣泛應用于有向圖的網絡規劃中，當有向圖節點繁多時，需多次迭代運算，尋求最優解。在一二級光路自動調度中，系統限制只根據局向光纖做一次路徑查詢，能在合理利用光自配網絡結構的架構下，有限縮減光路的生成時間。

（2）一二級光路自動調度的缺點

雖然一二級光路自動調度實現了無跳點的光路生成，但跳點數大于1的一二級分光器之間的光路依然無法生成；此外，當二級分光器的所屬設施關聯的局向光纜不止一條時，系統也無法判斷其上聯分光器，導致無法自動生成光路。

4 自動調度試點應用成效

一二級光路自動調度系統功能實現后，于2012年8月28日起一二級分光器光路自動調度功能在海珠片區試點，在為期4周的試點期中，海珠區共65個節點（47個節點屬純自動調度，18個節點屬自動調度+直連）應用自動調度，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，達到預期目標。

圖5 海珠試點光路自動調度統計

按單節點100條光路評估，光路生成平均耗時10 min/節點，相比人工調度上單、審單、配置加系統環節流轉至少要4 h/節點，效率大大提升；按批量常規開通場景，90%的駐地網光路適用此功能，節約監理下單、資源配置時限1.5天。

同時，自動調度光路纖芯序由系統順序分配，與現場施工習慣一致，從源頭上杜絕人工調度不順序分配容易導致的現場不按單施工問題。現場按單施工率可由95%提升至100%。

5 結束語

從試點區域的成功經驗看，一二級光路自動調度系統功能解決了光駐地網工程光路中近70%的需求問題，有效節省了開通時間。通過在海珠、番禺區域的試點，該系統功能有望向更廣的區域擴展。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功能，進而提升光駐地網光路的開通效率。

1 李玉萍，徐東，彭于彪.上市·策.北京:清華大學出版社,2008

2 熊偉.運籌學.北京:機械工業出版社,2005