無線遠程協作維護新模式
--移動式遠程維護延伸系統方案介紹

劉軍鋒 楊國新

中國電信股份有限公司常州分公司

0 引言

目前城域網的很多接入設備如OLT、DSLAM、交換機及政企客戶網絡等,由于主控板或上行鏈路故障引起網元脫網、業務中斷，一般需要現場使用筆記本電腦登錄設備進行判斷，若需更換主控板則還得用筆記本電腦在現場進行管理VLAN、管理IP等網管數據的配置才能使設備恢復通信。隨著集約化維護特別是綜合外包維護的推進，一般的現場外包人員難以勝任設備復雜的配置工作，往往設備出了類似故障，要靠核心維護支撐人員驅車趕往現場搶修。然而，一方面由于很多接入點路途遙遠使故障時間延長，另一方面，由于支撐人手有限，趕赴現場搶修加大了核心部門的維護壓力。

以上這些問題，嚴重束縛了原本可以通過網絡進行的遠程維護以及核心部門支撐優勢的發揮，造成了人力成本和建設成本的浪費，也妨礙了綜合維護、建設的進度、增加了對現場綜合化維護人員及第三方建設隊伍人員技能的要求。如果這兩個瓶頸不能及時打破，那么將直接影響通信行業集約化及綜合化維護的深入推進與普及。

1 需求分析

（1）需要一套可以在正常鏈路斷開的情況下，可以臨時建立訪問設備的鏈路。

（2）建立鏈路的過程，可以由各地的代維人員或工程師協助建立，充分利用時下十分普及的智能手機建立通信通道。

（3）需要開發通用型的模塊，可以插在設備上，實現手機與設備的連接。

（4）遠端的維護終端，與設備端連接的手機相連時，希望可以有認證過程，以免造成不安全的訪問。

2 實現方式與整體方案

對網絡設備的運維，通常是建立在傳統的Internet+intranet網絡中，比如利用telnet、rdp、ssh等協議建立數據連接，從而實現對遠端設備的運維。除此類利用網絡對設備進行運維的方式之外，則是在機房利用串口線console或者接通顯示器、鍵盤直接登錄設備進行操作。在遠端網絡設備失聯的情況下，通過遠程與現場的協作來完成應該由遠程人員實施的數據下發和配置等工作。

本方案中，首次提出了利用手機移動通信網絡，通過空中接口建立運維通信通道的思路，該方案可以很好地解決在網絡不可達的情況下，如何建立設備與運維終端建立通信連接，進行數據配置和業務恢復等操作問題。該技術的應用推廣，將極大地方便本地電信乃至兄弟公司的運維管理工作。

2.1 系統架構

系統主要結構分為三大部分，包括遠程維護延伸器（以下簡稱移動終端）、智能手機應用程序和控制服務中心服務器，移動終端和手機組合成空中接口，負責連接被管設備和上層中心維護服務區。結合這幾個部分，利用3G/4G無線網絡，建立起從辦公室到機房的無線連接鏈路。

具體系統結構圖如圖1所示：

圖1 系統結構圖

機房，并不局限于具體的機房形態，這里僅示意作為遠程的設備端，工作人員手持支持藍牙協議的智能手機，連接插在設備上的藍牙串口模塊。

運維辦公區，運維人員B使用筆記本等運維終端，登錄服務器選擇連接相應的手機，獲得認證通過后，可以成功連接到機房的設備，從而形成完整的通信鏈路。

2.2 連接方案實現步驟

（1）空中接口與現場設備進行通信連接，建立空中接口與遠程服務器通過無線網絡的通信連接。

空中接口通過無線網絡發送身份驗證信息至遠程服務器，若身份驗證通過，則遠程服務器通過空中接口實現對現場設備的維護配置；若身份驗證未通過，則遠程服務器發出未連接信息至空中接口。

（2）空中接口與遠程服務器通過無線網絡連接之前還包括確定無線網絡的類型。

若無線網絡為公網地址，則空中接口與遠程服務器進行通信連接。

若無線網絡為私網地址，則遠程服務器獲取私網IP地址并向空中接口發出點對點連接的請求，由遠程服務器通知空中接口對遠程服務器IP地址發起點對點打標記的操作，遠程服務器發起點對點連接流程，建立點對點通道，遠程服務器通過瀏覽器應用界面以點對點連接地址為目標地址，以多線程方式與網元設備進行通信交互。

（3）連接前現場設備類型檢測過程。

所述空中接口通過異步通信接口、以太網接口與現場設備建立連接，還包括檢測現場設備的網元類型，上報現場設備的網元類型是以太網接口型還是異步通信型，并向遠程服務器上報現場設備接口類型，遠程服務器根據接收到的現場設備接口類型生成遠程接口服務功能表（RIF），采用設備接口類型相應的通信協議與空中接口進行通信。

（4）遠程服務器接收空中接口的連接請求。

建立空中設備列表，從空中設備列表中選擇一個要支撐的空中接口，建立從遠程客戶端到空中接口的維護通道并通知空中接口，空中接口將現場設備狀態設置為BUSY，并開始與設備進行VDU交互通信，進行點對點人機命令配置及各種操作。

（5）進一步地，還包括遠程服務器存儲現場設備的配置備份文件。

當現場設備出現故障需要重寫配置時，則在通過空中接口完成網管通道配置之后，通過空中接口發送備份配置文件至現場設備進行現場設備配置恢復；或遠程服務器接收備份配置請求，所述遠程服務器通過空中接口發送備份配置文件至現場設備進行現場設備配置恢復。

（6）進一步地，還包括遠程服務器接收設備開局請求。

遠程服務器根據所述開局請求通過空中接口下發開局配置文件至現場設備，實現現場設備開局。

本方案基于無線網絡遠程維護現場設備的系統，包括：

1）空中接口。用于與現場設備進行通信連接，并通過無線網絡建立與遠程服務器的通信連接。空中接口通過無線網絡發送身份驗證信息至遠程服務器。

2）遠程服務器驗證所述身份驗證信息。若身份驗證通過，則遠程服務器通過空中接口實現對現場設備的維護、搶修及開局配置；若身份驗證未通過，則遠程服務器發出未連接信息至空中接口。

（7）進一步地，還包括移動終端，用于向遠程服務器發出配置備份文件請求或開局請求。

當現場設備出現故障需要重寫配置時，則遠程服務器根據移動終端輸出的配置備份文件請求，通過空中接口發送備份配置文件至現場設備進行現場設備配置恢復；遠程服務器根據移動終端輸出的開局請求，通過空中接口發送開局文件至現場設備進行現場設備開局。

3 研究重點及技術創新之處

3.1 新型無線遠程協作維護模式

維護集約化后，很多市公司設備涉及省遠程維護或者縣公司設備由市公司遠程維護，現場人員僅需做相關硬件配合動作。但網絡一旦中斷，遠程人員無法判斷原因，仍需現場人員到場查看。若屬于設備主控板塊故障等問題，即使現場更換板塊，也沒有權限進行數據配置，遠程也仍然連不通。基于本方案的系統可以有效地解決此類常見問題，通過現場人員建立的網絡通道，遠程人員可以快速介入，實現遠程與現場的無縫銜接，滿足省市/市縣協同，故障處理時遠程與現場有如同一人在處理一樣，高效連貫。

基于本方案的系統應用可以擴展到維護中發生的設備斷網等需要現場與遠程配合的應用場景，由現場人員建立起臨時通道，提供給遠程維護人員登錄設備進行核查或配置。因此，針對設備的不同接口類型，已經不僅考慮到做異步口的連接，而且對常用的RJ45網口等標準化和主流接口也都能夠進行連接。系統通過連接鏈路拆分及數據透傳等技術，進行藍牙轉串口/LAN/USB口協議的適配終端開發，滿足各類設備的連接使用。

核密度估計法通常用區域中點密度的空間變化來反映點要素的分布特征[20]。本研究采用四次多項式核函數來分析西江流域廣東段傳統村落在空間上的分散或集聚特征，其公式為：

現場人員將本系統研制的適配轉換終端，連接上設備的管理控制端口，終端與手機建立連接，通過手機無線網絡建立起一條空中通道，提供給遠程維護人員登錄設備管理應用。因此可以擴展到數據IP城域網和寬帶接入網、大客戶專線交換機、交換AG設備、動環現場采集設備等的協作維護。

3.2 研究重點——藍牙轉串口模塊（移動終端）

在上述方案中，多次提到現場需要一個終端，最終完成設備檢測、數據連接、數據下發等任務，該終端也是本方案的核心。其涉及的主要原理和要求如下：

數據轉換接口模塊利用了Bluetooth To RS232藍牙轉串口技術，藍牙轉串口模塊與傳統有線的串口通信方式，主要區別如圖2所示：

在本技術應用中，主要需要實現如下的功能要求：

（1）完成藍牙通信協議軟件的嵌入工作，支持Bluetooth SPP（Serial Port Profile藍牙串行協議），無需在其附著的設備上安裝支持其工作的驅動程序，可在各種具有標準R S 2 3 2串口的設備上使用。

（2）用戶無需了解藍牙通信技術的專業知識，對于用戶來說，還是普通的串口通訊線，與傳統的串行線纜連接并沒有區別，在有線串口連接上移動式遠程維護延伸系統運維終端，即可以使用。

（3）實現一機多能，既可以連接公頭設備，也可以連接母頭設備；既可以作為藍牙從機使用，也可以作為藍牙主機使用。

（4）內置鋰電池和充電電路，可在無外部電源供電的場合使用，其開放空間通信距離分別可達數十米。

（5）硬件可支持提供豐富的AT命令，用戶可以根據手機APP應用程序對適配器的波特率、停止位、校驗方式進行設置，對適配器的藍牙名稱、主從角色、配對密碼進行修改，還可通過AT命令查詢適配器的當前工作狀態。

（6）提供公頭與母頭的切換開關。

遠程維護延伸器實物圖見圖3：

圖3 遠程維護延伸器實物圖

4 達到成效

4.1 實際應用情況

目前本系統已在當地的電信公司得到了覆蓋使用，根據工單系統的實際故障數量、巡檢配置工作量，本系統每個月可以使用的次數大概在80多次。系統主要應用場景為遠端設備無法通過IP網管、ssh/telnet遠程登錄。具體包括：（1）設備ping不通；（2）設備上聯端口down；（3）新開設備布置完畢，等待開通；（4）主控板故障，現場重啟設備后無法恢復；（5）設備故障，更換板卡。

4.2 獲得效益

系統建立了極為方便的臨時通訊鏈路建立機制，從而極大地降低了在處理突發鏈路故障時的人員成本和備件成本，并且可以減少建設獨立的帶外網管所需要的高額費用，單是帶外網管系統建設便可節約數百萬的資金，每年還可以減少車輛損耗費用和大量人力成本。

系統建設后，能夠明顯提升用戶感知，由于將對應故障的處理時間從原來的5-20個小時，縮短到2個小時以內，極大地提升了電信客戶的感知，將更好地獲得用戶的信任，這體現了極高的社會效益。

5 結語

在工作中發現問題和分析問題，并提出合理有效的解決措施，為一線的工作人員提供技術支撐，將技術轉化為生產力，不僅有助于改善工作條件，在解決問題的過程中不斷提高，同時也能形成實用的效益，更是符合國家創新戰略的具體實踐。