城市光網智能化運維支撐平臺的開發與應用：上海“城市光網”技術創新和應用實踐之十

汪國榮，陳 赟

（1.中國電信股份有限公司上海分公司 上海200120；2.上海阿爾卡特網絡支援系統有限公司 上海200122）

1 引言

在中國電信集團向綜合信息服務提供商轉型的戰略指導下，中國電信股份有限公司上海分公司（以下簡稱上海電信）把“智慧城市”建設作為轉型信息服務的重要抓手，取得了豐碩成果。作為“智慧城市”最關鍵的信息基礎設施，“城市光網”正在發揮強有力的助推器作用。上海電信積極拓展光網信息應用，打造了有線、無線融合的泛在城市光網。截至2012年10月底，上海電信城市光網覆蓋用戶達到662萬戶，實際光網用戶超過230萬戶，互聯網接入平均帶寬達到16 Mbit/s以上，云計算、物聯網、車聯網等信息新技術廣泛應用。

要支撐網絡、業務的飛速發展，傳統的運維思路和方式已經無法與之匹配，業務保障、成本壓力、運維效率、維護技能等方面的需求對運維工作提出了新的要求，因此探索建立光網絡時代智能化運維支撐平臺已經成為上海電信提升競爭力的重要手段。

2 光網絡時代網絡運維面臨的挑戰

（1）接入網光纖化，ODN故障定位難

采用基于PON技術的FTTx接入網，其基于多級分光的P2MP架構，使得從局端發起的ODN故障定位成為難題。局端部署OTDR的解決方案成本太高，而且從國內試點情況來看還存在不少問題，在短期內不具備大規模部署的條件。運維人員迫切需要一種能夠快速部署、準確定位ODN故障的手段。

（2）網絡接入多樣化，管理監控要求高

光網絡時代，FTTx寬帶接入網實現了話音、數據、IPTV、大客戶專線等多種業務的綜合接入。由于設備多樣化，亟需制定統一的接口規范，實現集中化的管理監控。同時，網管人員需要較以往采集更加精確和海量的信息，還要具備全方位、多維度、細粒度的各種分析能力，才能得到更為直觀、準確的分析結果。

（3）競爭白熱化，客戶服務質量已成為提升企業核心競爭力的關鍵

接入網光纖化是固網運營商突破傳統銅纜接入網帶寬瓶頸的最佳選擇。隨著網絡帶寬的不斷提升，各大運營商競相將高速上網、視頻等帶寬型業務推向市場。為在競爭中求發展，除了積極地進行業務創新，如何在現有的OSS基礎上實現互聯協同，從而為用戶提供優質、高效的服務，已成為體現差異化、提升企業核心競爭力的關鍵。

3 平臺開發總體思路

為適應光網絡時代網絡運維的特點和要求，上海電信提出了城市光網智能化運維支撐平臺的建設目標，新一代智能運維平臺要靈活適應業務的發展戰略、重點業務和產業鏈上的其他各個環節。關于智能化運營支撐平臺，目前業界并無統一的架構和標準，上海電信通過不斷探索優化，體現中國電信集團OSS一體化建設戰略，滿足全網一體化OSS架構互聯互通的要求，適應業務快速變化，為中國電信“創新與服務雙引擎，支撐企業規模發展”的整體戰略服務。

上海電信城市光網智能化運維支撐平臺開發的總體思路包括以下4個方面。

（1）平臺部署集中化

建設一套省內集中部署的光網運維支撐平臺，提供集中化的故障診斷、設備和性能管理、集中告警、服務激活等應用。

（2）系統接口標準化

在規劃階段即著手進行標準化工作。對于不同廠商、不同設備，要求通過標準化接口實現互聯互通，要求各廠商通過規范統一的北向接口，實現與光網智能化運維支撐平臺的對接。

（3）流程自動化、智能化

用自動化流程替代傳統需要多崗位人工操作的工作。運用知識庫等手段，以最簡單的操作方式封裝最復雜的技術細節，提高流程智能化。

（4）實現跨系統協同

以規范化接口實現系統互聯，以自動化、智能化流程貫通不同系統，聚焦服務質量，關注客戶體驗，在OSS內重點支撐服務前移。

4 系統架構與應用

4.1 系統架構

上海電信城市光網智能化運維支撐平臺，基于多層分布式架構方法設計，采用標準化服務，其建設避免了“煙囪”式的系統重復建設，同時由于采用了低耦合度的系統架構，更適應新網絡的發展，滿足更多新的需求，如圖1所示。

（1）基礎平臺

包括PON EMS、ITMS、AAA和各業務平臺。這些平臺通過標準化的北向接口對外提供服務。其中，城市光網智能化運維支撐平臺與各廠商PON EMS之間的接口，采用中國電信PON EMS北向接口規范實現。

（2）主要功能

關于“售中”的主要功能包括業務資源比對、業務自動激活等，這些功能以自動化流程的形式加以封裝，為上層系統提供各類光網業務自動化開通服務。關于“售后”的主要功能包括故障診斷、設備及性能管理、集中告警等，這些功能以智能化流程的形式加以封裝，為上層系統提供各類光網業務智能化故障診斷、網絡設備性能分析、重要客戶故障主動發現、大面積故障識別等服務。

（3）客戶體驗

運用自動化、智能化流程，維護人員通過本平臺，可以便捷地進行各項復雜操作。同時，通過服務前移，用戶可以通過訪問門戶網站查詢或者發起測速，也可以撥打10000號進行業務申請和故障申告。

4.2 ODN故障定位新技術的應用

上海電信城市光網ODN為P2MP架構，對于公眾客戶一般采用兩級分光、1∶64分光比，若采用局端外接OTDR設備的方案，現階段既無法解決光分后故障精確定位的問題，又存在成本高、管理困難等現實情況。

為解決ODN故障定位這一難題，經過大量實驗研究，發現光網絡在建設后，其OLT端發送光功率、ONU端接收光功率等光模塊指標相對恒定。通過讀取PON局端、用戶端光模塊數據包括溫度、電壓、偏置電流、發送光功率、接收光功率，進行分析可監測PON線路狀況。與資源數據結合，可實現故障分段定位。具體原理如圖2所示。

當一根光纖發生問題時，會直接反映在光功率數值上，體現為衰減突然增大。結合資源數據，可實現對同一光分下多個用戶的光功率檢測。如同一光分下用戶均出現衰減增大的情況，則可推斷為該級光分以上段落的光纖故障；而當同一光分下未見其他用戶出現衰減增大的情況時，則可判斷為光分路器至該用戶終端之間的光纖故障。

如圖3所示，采用光功率檢測法結合資源數據，可將障礙分段定位到ODN在資源數據中所呈現的不同段落。按照已有資源數據，該方法目前能定位到主干光纖、一級到二級光分之間的光纖以及二級光分以下的入戶光纖3個段落，實現PON中ODN故障的分段定位能力，基本滿足實際故障處理工作中的需求。

基于以上研究成果，上海電信在業界創新地提出光功率檢測與資源數據結合的測試方法并已申請專利。與局端部署OTDR設備相比，該定位方法具有成本低、管理方便、對現網影響小的特點。

在實際應用過程中，上海電信光網項目組通過跟蹤現網用戶的障礙處理過程，分析測試結果和實際故障原因，不斷調整優化判障邏輯和策略，提升ODN判障的準確率。

（1）ONU認證失敗的判障邏輯優化

在平臺初期上線后的現網應用過程中，會將用戶認證失敗誤判為尾纖斷。原因是用戶認證失敗，其狀態為LOS，與一般的尾纖斷沒有區別。經研究，項目組建議集團增加PON口下非法ONU注冊的查詢命令來解決該問題。該建議被集團采納。

（2）ODN障礙的判障邏輯優化

初期，對ODN主干或一二級光分之間的光纖故障，在現網應用中有一些誤判。通過案例分析發現，雖然平臺獲取了ONU設備的狀態，但是沒有獲取ONU設備產生該狀態的時間。例如，一個二級光分下的3個ONU設備狀態均為LOS，但如果LOS時間各不相同，那么一級到二級之間光分斷的可能幾乎沒有了。如果獲取不到LOS時間，僅憑狀態，系統只能判斷為一級到二級光分斷。

基于上述分析，在查詢ONU狀態的命令上增加了最近一次脫網時間，用以精確判斷干路光纖故障。

通過持續不斷的現網障礙跟蹤分析和對判障邏輯的優化，平臺對ODN故障的定位準確率已達到97%。

4.3 PON EMS北向接口規范的應用

PON EMS北向接口規范標準涵蓋了業務開通、綜合測試、綜合告警、資源查詢等接口，初稿于2010年4月制定發布，并首先在上海電信得到應用。PON IT支撐系統總體架構如圖4所示，PON EMS北向接口包括I1、I2、I3、I5接口，各接口說明如下。

（1）I1 接口

PON EMS與自動激活系統間的接口，共26個功能接口。提供PON業務自動開通功能，主要用于實現PON EMS與自動激活系統間業務配置信息的交互，滿足PON中FTTB、FTTH等不同場景下話音、寬帶、IPTV業務自動開通、拆除、暫停、恢復、修改、移機的需求。

（2）I2 接口

PON EMS與綜合告警系統間的接口，共7個功能接口。提供PON告警主動上報、告警同步等功能。通過該接口上報的告警主要包括網絡層面的各類主要告警（MDU及以上），如OLT設備板卡與電源模塊等各類硬件故障告警信息、MDU軟硬件的嚴重告警、異常掉電告警、主干光纖中斷告警以及MDU的環境參數和相關告警。

（3）I3 接口

PON EMS與服務保障系統（綜合測試）間的接口，共46個功能接口。提供PON業務故障診斷、例行監測等功能。主要用于網絡維護人員對于PON故障的診斷測試、網絡監控人員對于網絡質量的日常監測、10000號對于用戶故障的預判。

（4）I5 接口

PON EMS與服務保障系統間的接口，共16個功能接口。提供PON設備信息、業務配置信息查詢等功能。主要用于10000號、服務保障等OSS查詢PON信息。

PON EMS北向接口規范的應用，為實現城市光網集中化的管理監控打下了扎實的基礎。上海電信城市光網智能化運維支撐平臺基于PON EMS北向接口規范建設，屏蔽了因網絡技術差異而導致的接口差異，不區分EPON和GPON，并全面涵蓋業務開通、故障診斷、綜合告警三大功能；屏蔽了各廠商北向接口的實現差異，輕松管理多廠商設備共存的PON，極大地降低IT支撐系統的對接工作量，縮短了對接周期，促進了業務的快速上市，使IT支撐系統能夠快速完成對接，支撐PON的快速發展。

經過資源整改、流程優化、性能提升等工作，上海電信基于PON EMS北向接口的應用取得了明顯成效。其中，開通激活成功率保持在95%以上：在資源具備的條件下，光網業務開通時間從一兩周縮短到幾小時，改善了用戶體驗；測試成功率達到99%左右，ODN故障定位準確率達到97%以上；通過制定告警關聯、壓縮和屏蔽等策略，原來每月接近百萬次的告警已逐步減少到當前每月20萬次左右。

2011年開始，PON EMS北向接口開始被復制推廣到中國電信其他分公司。隨著實際應用的逐漸深入，PON EMS北向接口在功能方面也暴露出一些不足，如：在開通激活接口中缺少對VLAN的操作命令；在綜合測試接口中缺少部分配置檢查項等。經反饋，這些需求已被修訂入新版本，促進了接口的完善。

4.4 服務前移的應用

城市光網的建設突破了接入網帶寬瓶頸，各大運營商競相推出高速上網、IPTV等高帶寬業務。如何提升客戶服務質量，在業務日趨同質化的當今，已成為體現差異化、提升企業核心競爭力的關鍵。

城市光網智能化運維支撐平臺通過智能化、自動化的流程，實現跨系統協同，整合了后臺OSS的服務能力，并將其前移到客服第一線，提升客服工作效率和質量。平臺支撐服務前移的典型應用包括端到端故障定位和大面積群障攔截。

4.4.1 端到端故障定位的應用

根據統計，城市光網用戶故障的70%發生在用戶側，包括家庭網關、機頂盒、PC終端等；20%發生在線路側；其余10%發生在網絡側。

城市光網智能化運維支撐平臺通過與PON EMS、ITMS、寬帶計費認證系統、綜合告警系統、IPTV業務管理平臺、軟交換信令監測系統、IPTV質量監測系統等基礎平臺的對接，全面掌握用戶端、線路側、局端設備和業務平臺的實時狀況，以智能化、自動化流程的形式，提供端到端的故障定位服務。

故障定位的主要應用場景包括用戶申告、售中安裝和重要客戶主動監測。

（1）用戶申告

平臺通過IVR（自動話音應答）測試流程、前置測試界面等方式為10000號提供快速故障定位能力。首先，在IVR流程中集成了話音測試功能，實現對部分用戶的故障自動定位；其次，在座席界面中集成了測試功能，10000號受理人員一鍵式地對用戶申告進行定位。

對確認有障礙的用戶申告，按照測試結果顯示的障礙部位，實現分部門有針對性的派單，提高了故障修理效率。

（2）售中安裝

平臺通過自動測試流程，為安裝人員提供了售中測試手段。安裝人員上門后若無法順利安裝，可利用城市光網智能化運維支撐平臺提供的售中測試服務，通過多種途徑發起測試，定位問題，避免重復上門，提高安裝效率。

（3）重要客戶主動監測

城市光網智能化運維支撐平臺為客戶差異化服務提供了能力，按照普通客戶被動受理、重要客戶實時監測、主動預警的思路，平臺提供了監測線路質量、監測流量異常兩個層面的監控。

通過光功率監測方式可以發現大客戶線路的潛在問題。具體方法為：通過定時檢測線路局端和用戶端PON口的發送及接收光功率數據，判斷PON線路質量及通斷狀況。結合資源數據，可以針對ODN結構，區分主干、一級到二級和支路的預警和故障，主要有光纖劣化趨勢、光纖輕度級劣化、光纖嚴重劣化和光路斷、OLT/ONU設備故障等情況。

通過配置大客戶流量監控視圖可以監控大客戶實時的端口流量數據和業務流量信息，若出現異常，系統會產生告警。

重要客戶主動監測體現了主動服務意識，通過主動監控，幫助運維人員及時發現網絡中的問題，力爭在用戶申告和投訴之前發現和處理各種網絡故障，為維護人員提供了在故障發生前介入處理的機會，有助于減少用戶故障投訴的數量，提高用戶滿意度。

4.4.2 大面積群障攔截的應用

系統整合資源數據、告警信息，通過自動生產、手工添加以及故障升級等幾種方式產生群障單，包含了群障標識、群障類型、群障描述、群障影響范圍、群障開始時間和預計結束時間等信息，產生的群障單匯集成群障池。

將用戶申告與群障池數據做關聯分析，直接將群障信息推送到客戶服務界面。主要有兩種場景：一是IVR流程，系統查詢用戶申告的號碼或寬帶賬號屬于群障影響范圍，根據該群障告警信息的處理建議播放相應的提示話音，系統自動記錄群障日志；二是人工受理流程，客服人員查詢該用戶信息，系統對受當前群障影響的相關用戶做群障標識，便于客服人員與用戶解釋，群障結束后，該標識自動取消。

群障關聯推送功能便于客服人員第一時間了解發生的局端故障，做好大話務量應對和用戶解釋工作，提高了用戶滿意度。

5 結束語

上海電信城市光網智能化運維支撐平臺的上線運行，提供了光網絡時代全新的運維解決方案，特別是運維平臺與網絡建設同步規劃效果顯著，解決了上海電信“城市光網”快速建設、大規模推廣中遇到的難題，特別是光功率監測方案有助于突破PON的發展瓶頸，并將促進 “城市光網”及PON相關產業更加健康、高速地發展。

展望未來發展，城市光網智能化運維支撐平臺在技術領域進一步跟蹤業界最新發展，如智能化ODN、高精度ODN測量等技術。通過不斷引入新的技術，以智能化、自動化優化運維流程，持續提升運維效率和客戶服務質量。

1 中國電信PON EMS北向接口功能及技術規范V1.0，2010

2 CTGMBOSS OSS2.5分總冊規范，2009