因子分析法的波分網絡擴容預測策略

駱璇

摘 要：城域網波分網絡規劃建成后，后續面對的主要問題是對現網升級擴容，如何科學升級擴容網絡，對網絡需求進行合理預測，以及對勘察當中采集的數據進行科學的分析匯總，為運營商提供合理的規劃、咨詢意見。本文結合因子分析方法提出了一種新的波分網絡升級擴容的指導方法，可以做到合理分配波道，減少資源浪費，提高工作效率。

關鍵詞：因子分析；波分網絡；擴容；預測

波分網絡是一套傳輸系統，在實際工程中由一類功能相同的具備波分傳輸功能的通信設備和光纖組成。這些波分設備成環組網，從高到低可分成多層環狀結構。高層環狀波分網絡匯聚下層環狀網絡流量。一個地區的波分網絡可覆蓋本地區，并且承載本地區各種業務類型在波分系統內傳輸。

1 因子分析法

因子分析法是研究相關矩陣或者協方差矩陣的內部依賴關系的方法，它可以把多個變量降維成少數幾個因子向量，可以直觀從大量數據中挖掘出各因子之間的相關關系。它是數據挖掘方法的一種。現代通信機房的勘察、設計、規劃當中，會產生很多機房內的實際數據。如何高效準確利用勘察中得到的數據，并從大量數據中挖掘出可用于通信網規劃的知識和經驗，才能使這些數據更好的服務于實際工程。現在假設波分網絡機房的幾個基本指標：x1：當前在用波道數，x2：OLT設備數，x3：BBU設備數，x4：IPRAN設備數，x5：OLTPON口數，x6：OLT實際開通PON口數，x7：調度ODF成端口數，x8：集客設備數。從波分承載網絡的知識可以知道，這八個指標是機房內實際承載的業務類型分配的。OLT、IPRAN、集客業務，因此這八個指標至少有三個公共因子對他們有影響。分別用F1、F2、F3表示這三種業務公共因子，考慮以下線性模型：

xi=ai1F1+ai2F2+ai3F3+ei，i=1，2…，5， （1）

其中F1、F2、F3是對xi（即機房勘察基本數據單元）起作用的公共因子，系數ai1、ai2、ai3為因子載荷，表示xi在三個公共因子上的體現，ei是變量xi特有的特殊因子。A=（aij），aij為因子載荷。因子載荷aij的數學意義是第i個指標與第j個因子的相關系數。載荷越大說明相關系數也越大，即第i個指標與第j個因子的相關程度越密切；反之載荷越小，相關程度越疏遠。

2 因子分析法的結論與擴容方法

第一步：對所有波分環內波分房進行勘察，采集所有機房內的數據，每個機房的數據可以表示成 ：X1=[x1，x2...xi..]

X1矩陣代表了一個機房內勘察得到的所有數據，小x1..xi...代表機房內具體采集的數據，比如調度側ODF成端端口數，OLT PON端口數，BBU數量，IPRAN 設備情況等等各種數據。

然后可以獲得機房數據矩陣A：

A=X1X2...Xn

機房數據矩陣A的優點是數據非常全，但缺點也是數據太全太多。要想利用A去決策，判斷，制定方案，只能憑借多年工作經驗或者一點一點去篩選有用數據。

第二步：采用因子分析法，就是一個降維的過程。

上面用的思想是聚類的思想，通過相關程度把數據聚在了一起，聚類是一種分析方法，聚類的方法很多，根據不同的方法可以把數據進行聚類。聚類就是物以類聚。比如我們可以根據每個機房的距離遠近，在地圖上把距離近的機房聚到一起，這樣顯然沒什么意義。在這里我們通過業務的相關程度，把業務進行了聚類，這是有意義的。其實也可以根據業務情況把機房聚類，就是把X這個變量進行聚類。

到現在可以定量的描述各業務對波分的依賴程度。我們得到的結果，是對數據的分析而產生的，沒考慮不確定情況。

通過以上分析可以發現，通過因子分析法，可以把勘察中得到的錯綜復雜的各種數據進行提取挖掘。找到波分環中各個業務與波分網絡的依賴關系。波分網絡的實質是傳輸通道，網絡的擴容其實是業務的增長。科學的對波分節點機房的勘察，得到真實的數據，通過因子分析方法挖掘出各個業務在波分網絡當中的承載現狀，才能合理的對波分網絡的波道擴容提出科學的規劃和設計。這是因子分析方法在波分網絡擴容中的指導意義。通過因子分析方法，科學利用勘察的數據制定合理的網絡規劃方案，可以減少波道浪費，優化網絡結構，減少工程投資，提高工程技術人員和管理人員的工作效率。

通過以上分析，得到波分網絡擴容的主要步驟如下：

（1）勘察波分節點機房，獲取詳細節點機房數據。

（2）通過因子分析方法找到主要承載業務與次要承載業務。

（3）召集各業務專業人員分析需求。優先采納主要承載業務的需求情況。

（4）適當考慮次要承載業務的未來需求。

（5）根據業務需求合理分配各個節點網絡波道。

本文首先根據實際工程中波分網絡組網和承載業務情況，提出了因子分析法用于波分網絡擴容，給出了因子分析法的詳細計算過程，最后總結了利用因子分析法的波分網絡擴容工作步驟。