基于PON網絡的自助裝維支撐系統的研究與開發

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網絡裝維過程中的問題，很好地落實國家“寬帶中國”、“光網城市”戰略，讓裝維人員利用3G移動互聯網技術解決FTTx裝維過程中的問題就是我們研究的課題。

【關鍵詞】裝維支撐拓撲發現PON技術

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是OSS系統的一部分。當前基于手機的系統越來越多，但這些系統大都通過手機訪問soap等接口實現與管理有關的數據庫操作，做些簡單的流程變更或對設備端口狀態的查詢或復位等功能。

要真正實現PON網絡環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）裝完設備后能立即判斷PON網絡光路接通與否；檢測光功率、光衰耗、PON口有無接錯；對PON口開關測試；一、二級分光器光路故障判斷等。（3）安裝段落的ONU業務是否開通；語音、寬帶業務是否正常；新開設備進行帶業務測試；（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。

實現以上四大要求，必須要有一個強大的后臺支撐系統的支持。

一、PON網絡要素的組成及問題的提出

從圖中可以看出，裝維人員要負責從局端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，中間必須經過一級分光器和二級分光器，每個設備之間采用光纖連接，其中分光器是無源的，也就是說是不可監控的。

（1）新建網絡過程中，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量交到下個環節，（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上聯設備故障等多種因素。（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地奔波或者派發工單給相關的維護人員。往往一個故障將牽動很多部門和很多人，對提高運維質量和維護效率很不利。

鑒于以上原因，如何能保質保量完成PON網絡的安裝和維護，手段是提升效率的根本。要實現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，系統的核心模型非常重要。

二、系統架構

作為電信級的PON網絡裝維支撐系統，一個合理可靠的系統核心設計非常重要。

2.1系統技術體系架構

系統采用三層結構：數據采集層、數據處理層、數據應用層。

數據采集層：負責被管對象的網管信息采集與控制，按接口規范要求采集并傳遞管理信息給數據處理層，能適應各種網管協議，支撐多廠商多機型接入。

數據處理層：對數據采集層取到的管理信息進行規約、分析和處理，以統一的信息格式與上層交互。

數據應用層：提供對各類被管對象的屏幕展現，包括拓撲圖、網絡樹圖、以及各種統計報表等。系統主要特色是支持手機終端應用，有效地擴展了應用對象和應用場合。

系統以面向對象技術和軟總線技術為核心，實現對各類協議的支持，為實現異構系統的互聯提供了極為有效地手段。

PON裝維支撐系統核心基于linux操作系統平臺，運用結構化、分層化設計理念，采用C++以及跨平臺的、面向對象化的java編程技術。采集層采用UNIX進程調度等機制，兼容多種網管接口技術，達到系統的高效、可靠。系統充分運用配置最小、效率最高為系統開發目標，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裝維運行支撐系統技術體系架構如下圖2所示。

2.2采用的通信協議

網絡管理模型一般有CORBA-II、SNMP MIB-II、Q3、非標的TCP/IP協議等幾種協議模型。

PON網絡采集主要基于SNMP協議開發，城域核心網采用SNMP及TELNET協議開發，與第三方或上層NMS網管采用CORBA iiop協議實現接口。

三、實現原理

3.1系統采集

（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協議對網元進行管理。（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（斷電、斷纖）等實時信息。（3）準實時采集OLT設備的PON口端口信息、上聯口、VLAN、QOS信息及透傳信息。（4）實時將已注冊的ONU信息與M-BOS的相關信息如一、二級分光器的名稱、編號及用戶編號等信息關聯。（5）實時發現OLT至上聯設備（BRAS、SR或匯聚交換）的拓撲結構關系。（6）準實時發現城域網核心網的動態路由拓撲結構及各網元及端口的狀態及流量情況。

3.2快速網元收斂協議（SmartDiscovery-P Protocol）的研究

為實現ONU即插即發現的功能，采集實時性是一個關鍵問題，由于本地網部署有上千個OLT，都有幾十萬個ONU。如果不能在3分鐘之內實現全網ONU的發現及數據的完整采集，系統的可用性就受到影響，為此我們采用了Smart Discovery-P快速拓撲收斂協議

3.2.1采集問題。

（1）被采集網元多，被采信息量大，傳統單/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包轉發等能力的矛盾。（2）掃描速度要求“高”，對ONU的信息必須在幾十秒至3分鐘內完全發現和入庫。（3）簡單多線程、多進程并發機制受采集機瓶頸影響，消耗大量主機系統資源，系統將非常慢。（4）數據庫對比入庫等事務處理消耗大量的時間。（5）線程并發機制及并發數的均衡動態分配。

3.2.2采集機進程調度管理

采集機采用多進程調度組管理線程池的模塊化管理機制。充分利用Unix的進程調度及同步機制，實現各功能模塊協同處理，以節省各不同環節的時間開銷，通過并發調度、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，通過采集組調度進程協調同步等機制與數據預處理、數據入庫修等進程的完美結合確保快速完成拓撲收斂，并使整個系統的運行在采集機的能力可控的范圍之內。

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協議或HTTP協議實現實時獲取相關的測試信息及對網元的控制等功能。

四、結束語

目前FTTH逐漸進入人們生活，該系統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、業務測試、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、資源核查等有效工具。

參考文獻

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