智能ODN在中國聯通光纖接入網領域的研究與應用

趙燕，豐子杰，胡春，陳碩

（北京中網華通設計咨詢有限公司，北京 100070）

智能ODN在中國聯通光纖接入網領域的研究與應用

趙燕，豐子杰，胡春，陳碩

（北京中網華通設計咨詢有限公司，北京 100070）

針對目前中國聯通傳統ODN網絡資源管理人工化、效率低的缺陷，結合近年接入網技術的發展，提出采用具有電子化標簽的智能ODN管理技術，使得傳統ODN網絡具有智能化、系統化且管理高效。通過結合該技術在各運營商的推廣情況以及中國聯通西雙版納分公司首次試運行的效果，對該技術目前的優劣勢進行分析，并研究其在中國聯通ODN網絡推廣的可行性，同時結合網絡演進，展望了智能ODN技術的應用前景。

智能化 ODN 電子化標簽 管理體系

1 引言

隨著中國聯通全業務運營能力的提升，光纖接入將成為公共信息化平臺、政府管理信息化平臺的重要支撐與保障，對服務民生、促進社會信息化發展、處理指揮應急事件都起到了關鍵作用。但從目前的網絡技術來看，中國聯通現有的光纖管道資源管理和業務發放能力還不能充分滿足自身及用戶的需求。針對這種情況，本文將對智能ODN（Optical Distribution Network，光配線網絡）系統進行介紹，討論其在中國聯通光纖接入網絡資源管理方面的應用前景。

2 智能ODN技術

ODN是基于PON（Passive Optical Network，無源光纖網絡）設備的FTTH（Fiber To The Home，光纖到戶）光纜網絡，在管理方式上存在人工錄入導致數據錯誤率高、手工操作導致運維效率低兩大缺陷。

針對傳統ODN的缺陷，隨著PON設備、光終端的不斷更新，提出了新的iODN（intelligent Optical Distribution Network，智能ODN）技術。智能ODN的核心思想是在不改變ODN無源網絡特性的前提下，為網絡增加一定的智能特性。既可以實現ODN光纖連接信息的自動錄入和管理，保證存量系統信息的準確無誤和及時同步，又能實現光纖自動化查找、精確操作，極大地提高運維效率，從而實現ODN網絡的高效運營和維護。

2.1 智能ODN系統結構及組成

智能ODN主要由智能托盤、架管理器、智能連接器、智能管理終端PDA（Personal Digital Assistant，掌上電腦）、智能管理平臺等組成。目前各廠家智能ODN系統組成大同小異，以華脈廠家為例，智能ODN系統的組織結構如圖1所示：

圖1 智能ODN系統結構示意圖

2.2 智能ODN系統的引入及標準

相對于傳統ODN系統，智能ODN引入新的智能管理體系，增加一定的智能特性。同時，結合目前運營商對ODN網絡的使用現狀制定一系列標準，如：光纖ID管理、端口狀態收集、端口查找指示、可視化工具PDA等。

此外，基于智能ODN架構，在存量系統基礎上可以開發出多種增值應用，實現施工、運維全流程自動化。

總之，借助智能ODN，未來可以完全實現ODN網絡從施工到維護過程的端到端電子化、自動化和智能化，以達到高效運維、保護ODN投資的目的。

2.3 各大運營商ODN系統對比分析

相比于中國聯通傳統ODN系統的建設滯后，其競爭對手在ODN系統建設中更新換代，幾年前已引入智能ODN系統。中國移動、中國電信于2013年開啟智能ODN系統的招投標工作，并確定各自的建設需求和標準，2014年開始試用，至2015年初向全國各省份逐步推廣；而中國聯通僅于2015年底在云南省西雙版納州（以下簡稱版納）進行試點建設。

由此可見，在智能ODN系統建設領域，中國移動、中國電信已領先中國聯通。三大運營商ODN網絡現狀和發展對比如表1所示。

綜上所述，中國電信、中國移動已經將智能ODN系統進行投建并推廣，在引入智能ODN系統后，光纜線路管理模式由傳統的人工記錄、手工錄入轉為電子化、精細化、自動化的智能模式。在應用中，針對現有系統功能的不足，使用者根據實際需求，對廠家進行反饋，促進系統更加完善?？梢哉f智能ODN系統在中國移動、中國電信的使用和運行越來越成熟。

另一方面，中國聯通目前對于智能ODN系統只處于試用階段，對該系統的特點僅限于相關產品資料，沒有深入接觸。當下，中國聯通應充分了解其他運營商智能ODN系統建設情況，學習經驗，避免建設及試用過程中出現問題。

2.4 云南網絡現狀及版納智能ODN建設簡介

由于尚未引入智能ODN系統，目前中國聯通云南分公司（以下簡稱云南聯通）光纖接入資源管理模式較為傳統，即啞資源+簡易管理，其缺點主要體現如下：

（1）無法實時監控

傳統光纜網絡以無源設備為主，無法實現信息的采集、傳遞、監控與管理，光纜故障需業務網反饋問題后才能發現。同時，由于對光纜纖芯使用情況無法進行實時監測，光纜剩余資源數據不能及時更新，實際施工中有可能會遇到問題。

（2）資源管理混亂

在運營維護中，由于傳統光纜網絡資源缺乏完整的管理體系，后臺管理依托紙質或者簡易電子文檔，手工錄入資料錯誤率高，運維人員變更時資料可能遺失。

表1 三大運營商ODN網絡現狀和發展對比

（3）光纜衰耗不清

傳統無源光網絡無法監控光纜衰耗等各項指標，不僅影響后期運營維護，甚至影響前期建設。由于部分纖芯衰耗高等因素，導致建設過程中發現問題，需要重新調整方案或消耗人工維護時間。

由此可見，如果能夠對整個光纜網絡進行監控管理，則可以在故障隱患發生時及時應對，將損失降到最少。針對這種情況，云南聯通將版納作為試點，對智能ODN網絡的實用性進行測試。

2.5 版納聯通智能ODN系統介紹

（1）版納ODN系統現狀

中國聯通西雙版納分公司（以下簡稱版納聯通）本地光纖接入網絡隨著多年的建設和發展，現2縣1市共有ODN終端185個（折合纖芯數140 304芯），其中ODF（Optical Distribution Frame，光配線架）共82架，折合纖芯數67 416芯，光交箱（含主干和接入）共103個，折合纖芯數72 888芯。版納聯通于2015年底進行智能ODN系統試點建設，針對這185個ODN終端進行新建和改造。

（2）版納ODN系統建設

目前，智能ODN系統在工程建設中主要有四種建設模式，具體如表2所示。

版納聯通于2015年12月起實施智能ODN網絡建設，采用華脈公司ODN產品（包括ODN端口監控模塊、網管系統、手持PDA、智能ODN配線架等），對版納聯通本地網185個ODN終端進行改造和監控。其主要工作量如表3所示。

在實際施工過程中，由于該產品的監控模塊只能安裝于標準的ODF架和標準光交接箱的熔纖配纖單元上，要求所有ODN節點部署ODF單元/ODF架/OCC。

此外，智能ODN系統的建設實際上是對傳統ODN系統資源的整理和監控，產品安裝后，版納聯通與設備商、施工單位相互協作，在2個月的時間內完成全州城區各類業務、光纜共計140 304芯的割接。

（3）建設效果分析

◆整潔化：簡化施工流程，便于維護。具體如圖2所示。

表2 智能ODN系統建設模式簡介及舉例

表3 版納聯通iODN項目主要工作量

圖2 傳統ODF與智能ODF施工效果對比

◆無紙化：采用電子標簽，無需手工錄入，不易損毀。具體如圖3所示。

◆電子化：電子工單可實現圖形化直觀顯示，減低出錯率。具體如圖4所示。

◆可視化：智能ODF上直接顯示端口信息，降低施工難度，提高工作效率。具體如圖5所示。

◆軟件化：自動收集信息，生成Excel，減少人工操作。具體如圖6所示。

在傳統ODN系統終端的端口信息資料整理過程中，無論哪家運營商，均以手工錄入xls等其他電子文檔為主，受更新頻率等因素影響，準確率不高；而采用智能ODN系統后，通過電子標簽等智能器件的管理，無論是資料錄入還是工單實施，準確率都能達到100%，且可以根據系統指導現場施工，同時也可以進行業務開通指導。

（4）應用實例

◆接入層業務開通

以版納聯通為例，引入iODN技術前，各類接入層業務（如基站、集客專線、FTTH接入等）開通的流程如圖7所示。

由圖7可見，當光纜資源充足，接入層業務直接跳接開通時，由于設計階段無法確定光纜和各跳接點衰耗情況，導致建設過程中存在因光衰不足無法開通的風險。而常規處理方式是反復逐段排查衰耗原因，再重新制定建設方案，這一過程共耗時13至17小時，其中排查光衰弱所耗工時和成本較高，甚至出現多次制定方案后光纜質量仍無法滿足開通要求的情況。

圖3 紙質標簽與電子標簽對比

圖4 紙質工單與電子工單對比

圖5 傳統施工與智能指示施工對比

圖6 人工跳纖記錄與電子跳纖記錄對比

如圖8所示，使用智能ODN系統后，因對所有光纜現狀及衰耗都有監控和管理，在制定方案前通過智能ODN系統就能調取相關光纜資源，由系統智能化制定方案生成工單，確保一次性施工，從而避免無法開站而耗時費力的風險，從方案制定到施工調測結束、開通業務，耗時僅需3至7小時，大大提高了工作效率。此外，該系統還能完整地獲取光纜纖芯使用情況，可以避免建設過程中相同段落重復施工的風險，間接降低成本。

圖7 傳統ODN網絡下接入層業務開通流程圖

圖8 智能ODN網絡下基站建設流程圖

◆加強資產管理和整合

由于以往各省市聯通分公司在資產管理盤查方面采用原有紙質資料和竣工資料為主，導致部分光纜、光交、ODF等資源盤查不清，資源整合效果差，中國聯通集團曾在2016年初發文要求各地聯通公司考慮試用智能ODN系統，實現對ODN網絡各終端和在用光纜的實施監控管理。版納聯通在智能ODN系統投入使用后開始清理整合資源，截止到2016年9月共清理出未開通業務光纜25段，智能ODN系統的優勢會逐步體現。

（5）智能ODN系統實施的難點

盡管智能ODN系統在版納聯通展現了其監控管理的優點，但在具體實施過程中仍遇到如下難點：

◆纖芯割接工作量大

智能ODN系統的建設實際上是對傳統ODN系統資源的重新整合優化，待智能ODN系統的監控模塊、配線架、軟件安裝后，需重新對相關光纜纖芯割接和業務錄入，無論是工時和人力都相當巨大。但相應的，該系統完成后再無后續投資，因為目前主流廠家的智能ODN產品服務和升級是永久免費的。

◆資金投入成本偏高

版納聯通在本項目投資為316萬元，折合單芯造價為22.52元/芯（包干價形式建設，改造單價19元/芯，新建單價25元/芯），而常見的576芯ODF架的單芯造價11元/芯、1152芯主干光交10元/芯，版納聯通光交的維護協議單價為每年4.5元/芯，具體對比結果如圖9所示。

通過對比可以發現，ODN的造價都較高，即使兩年內能收回建設成本，而維護成本的回收期卻很長，從資金投入成本和回收期來看毫無優勢可言。但如果從節約建設、維護工時的角度來說，智能ODN系統卻能提高工作效率、降低維護難度，大大減少了隱患排查期，并整合現有資源。

◆智能ODN系統對標準ODF架、標準光交箱的依賴性大

無論哪個廠家的智能ODN系統，都是基于標準ODF架、標準光交箱的工藝來生產監控模塊等相關器件，若機房內使用幾個ODF托盤組成的簡易ODF框，甚至是幾個光纜接頭盒或者室外使用簡易的小芯數光交箱，一旦監控模塊等器件無法正常安裝，就不可能建成完整的智能ODN網絡。因此，在前期查勘和現狀排查時，一定要求留意這些非標準的ODF和光交箱。

圖9 智能光交與傳統光交新建單價對比

（6）推廣

整體而言，智能ODN系統初期投資偏高，對現網割接量大，建設存在一定困難，但系統建成后可以大大縮減工程工期，提高網絡安全性。結合版納聯通實際應用經驗，對于智能ODN系統在中國聯通其他本地網推廣提出建議如下：

◆優先在發達區域推廣

由于智能ODN系統投資較高，且工程本身不會直接產生效益，因此建議先行在有一定經濟條件，本地管道、光纜網相對成熟，集客、寬帶、無線潛在客戶較多的地區進行建設。

◆統籌規劃，整體建設

智能ODN是一個功能、結構相對完善的整體，需要結構中各個部件均建設完善才能發揮作用，因此建議一次性建設相對完整的網絡，切莫僅建設系統中某一部分或者只建設光纜網中某一段落。

◆改造建設提前核實資源

在現有ODN網絡進行智能化改造時，盡量對現網OCC、ODF型號進行統計，對現網各纖芯承載業務進行梳理，確保智能化改造可以實施，縮短建設工期，避免業務發生中斷。

◆維護人員培訓

相對傳統ODN，智能ODN系統可以自動生成工單、割接記錄等，大大方便運維人員維護難度。但維護人員需首先學習智能ODN系統原理、使用方法等，以避免誤操作。

（7）小結

綜上所述，智能ODN系統投入試用后，在版納聯通體現的優勢主要如下：

◆在智能ODN系統客戶端即可查到各光纖節點端口狀況及纖芯質量，免去現勘和現場測試光纖等環節，方案確定即可開站。

◆根據業務類型、起始端節點現狀，智能分配業務路徑，只需維護和施工人員到現場跳纖開通即可。

3 智能ODN應用前景

3.1 專業擴展

目前核心匯聚層傳輸網絡基本具備了自愈功能和光層保護，如OTN（Optical Transport Network，光傳送網）系統的OLP（Optical Fiber Line Auto Switch Protection Equipment，光纖線路自動切換保護裝置）保護技術等，當核心匯聚層傳輸網絡出現鏈路故障時，傳輸系統自行采用保護機制，確保系統順利運行。但站在光纜媒介的角度，若備用纖芯長期不用，系統自動切換后無法確定備用纖芯的衰耗、質量等參數是否滿足系統正常運行，甚至會出現切換后不久，系統再次告警的情況發生，同樣會帶來風險，導致保護功能形同虛設。

常規情況下，為規避上述缺陷帶來的風險，會安排維護人員到現場對光纜進行測試，但無形中會增加維護難度和成本，若有重要業務，耽誤的時間將造成巨大影響。而采用智能ODN系統后，其監控和管理能力得到體現，在光纜終端安裝監控管理模塊，還可對備用段落、中繼站等光纜媒介進行監控管理，并設置各類光纜參數的門限值，可以在參數異常的情況下告警，運營商可根據實際情況盡早安排維護工作，就能盡早規避風險。

傳輸系統對光纜的各類參數依賴性極高，特別是長途傳輸網絡和OTN波分系統，光纜的質量問題影響到通信網絡的穩定性，目前設備側的監控管理已近乎完美，但光纜的監控管理卻是最大漏洞，而運維人員也不可能隨時到各重要節點進行光纜質量排查檢測，因此使用智能ODN系統對光纜和ODN節點進行監控管理就顯得越來越重要。

3.2 功能拓展

目前，全國各地運營商 為了優化資源配置、減少建維難度、提高工作效率，都根據實際情況投入建設智能ODN系統，并對系統提出更高要求。比如，中國移動要求系統在業務開通和割接方面，可以計算出更多路由以備使用，且必須具備纖芯不足等預警功能；中國電信要求與資產管理系統完整對接，確保任何資管部門都能通過該系統實時了解ODN網絡的現狀。在未來，智能ODN廠家傾向于完善光衰監控、路徑最優計算、業務割接模擬、資產清理等功能，為各大運營商提供更完美的監控管理平臺。

4 結束語

本文通過引入具備電子化標簽技術的智能ODN系統，分析其相對傳統ODN的各種優勢，并對三大運營商智能ODN系統建設進度及使用情況進行介紹，說明中國聯通建設該系統的可行性和必要性，最后以版納聯通建設和試運行情況為例，分析該系統在其他區域推廣時的注意事項以及使用成本。

隨著網絡發展和技術革新，運營商通信網絡對智能ODN系統提出越來越高的要求，在提升智能管理、智能監控和資源整合的能力的同時，還應注意到智能ODN系統并沒有完全推廣，實現真正的量產，投入成本高是該系統的一大缺點。智能ODN系統是未來光纖網絡發展的方向，下一步應做到揚長避短，提高現有能力并研發新型功能，且需控制投入成本。

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Research and Application of Intelligent Optical Distribution Network in China Unicom’s Optical Fiber Access Network

ZHAO Yan, FENG Zijie, HU Chun, CHEN Shuo
(Chinacomm Design amp; Consulting Co., Ltd., Beijing 100070, China)

Aiming at the shortcomings of artificial and inefficient resource management of China Unicom’s traditional ODN network, the intelligent ODN management technique with electronic tags was proposed based on the development of access network in recent years. It realized intelligent, systematic and ef fi cient management of traditional ODN network. The advantages and disadvantages were analyzed according to the promotion of different operators and the effect of the first trial operation in the Xishuangbanna branch of China Unicom. In addition, its feasibility of promotion in China Unicom’s ODN network was studied. The application prospects of intelligent ODN technique was descripted combined with the network evolution.

intelligence optical distribution network electronic tags management system

10.3969/j.issn.1006-1010.2017.20.007

TN915.63

A

1006-1010(2017)20-0039-08

趙燕,豐子杰,胡春,等. 智能ODN在中國聯通光纖接入網領域的研究與應用[J]. 移動通信, 2017,41(20)： 39-46.

2017-06-15

責任編輯：袁婷 yuanting@mbcom.cn

趙燕：工程師，學士畢業于電子科技大學，現任北京中網華通設計咨詢有限公司第二設計院副院長，長期從事移動網工程咨詢設計及信息化工程咨詢設計工作。

豐子杰：工程師，學士畢業于河北工業大學，現任北京中網華通設計咨詢有限公司第二設計院云南項目負責人，長期從事移動網工程咨詢設計及信息化工程咨詢設計工作。

胡春：工程師，學士畢業于重慶郵電大學，現任北京中網華通設計咨詢有限公司第二設計院傳輸專業負責人，長期從事移動網工程咨詢設計及信息化工程咨詢設計工作。