光駐地網(wǎng)光路開(kāi)通優(yōu)化方案的研究和應(yīng)用

程 丹，王順強(qiáng)，黃海燕，陶珠鳳

（中國(guó)電信股份有限公司廣州分公司網(wǎng)絡(luò)資源中心 廣州510630）

1 引言

隨著FTTx技術(shù)的廣泛應(yīng)用，2011年中國(guó)電信開(kāi)始大力推進(jìn)“光進(jìn)銅退”發(fā)展戰(zhàn)略，2013年3月以來(lái)，光駐地網(wǎng)工程光路開(kāi)通需求量以2012年底峰值產(chǎn)能的2～3倍激增，在錄入、開(kāi)通各環(huán)節(jié)施工力量沒(méi)有增加的情況，頻繁沖刺、加班狀態(tài)難以為繼，迫切需要從系統(tǒng)優(yōu)化、流程優(yōu)化等方面尋求突破，以實(shí)現(xiàn)效能的迅速提升。

2 一二級(jí)光路開(kāi)通模式優(yōu)化

2.1 光駐地網(wǎng)工程光路

FTTx技術(shù)盛行，廣泛應(yīng)用目前的電信開(kāi)通業(yè)務(wù)。光覆蓋面越來(lái)越廣，F(xiàn)TTx光路要基本覆蓋滿足光纖接入的商業(yè)樓宇及部分小區(qū)。光駐地網(wǎng)工程光路作為FTTx光路開(kāi)通中的重要組成部分，主要包含二級(jí)分光器（OBD）—一級(jí)分光器（OBD）—光線路終端（OLT）之間的工程光路。

光駐地網(wǎng)工程光路中，95%的光路場(chǎng)景結(jié)構(gòu)單一、路由簡(jiǎn)單（點(diǎn)到點(diǎn)）、規(guī)則清晰（基本是新建資源，按照空閑纖芯順序占用即可），但需求量大，自2011年FTTx工程光路呈現(xiàn)井噴之勢(shì)后，目前仍保持約11 700條/月的需求量，其中二級(jí)分光器（OBD）—一級(jí)分光器（OBD）仍保持月均10 000條左右，一級(jí)分光器（OBD）—光線路終端（OLT）約1 700條/月。

本文中一二級(jí)光路特指二級(jí)分光器（OBD）—一級(jí)分光器（OBD）之間的工程光路，一、二級(jí)分光器由于靠近用戶端，一般放置在靠近用戶端所在樓宇的弱電井、光交等光交設(shè)施中，具體由現(xiàn)場(chǎng)情況決定。由于一、二級(jí)分光器放置的位置較近，所以路由較短，路由結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；按照光路路由的跳點(diǎn)數(shù)主要可分為：?jiǎn)翁c(diǎn)，一二級(jí)光路是直連光路，中間路由無(wú)需多次跳纖，一、二級(jí)分光器可通過(guò)所屬機(jī)房的光纖直達(dá)，本文中就是應(yīng)用此種場(chǎng)景；多余1個(gè)跳點(diǎn)，一二級(jí)光路路由中還存在至少1個(gè)跳接點(diǎn)，此種光路相比于前者路由復(fù)雜，跳點(diǎn)較多，需要人工判斷配置。

2.2 一二級(jí)光路調(diào)度開(kāi)通模式

2.2.1 原有一二級(jí)光路開(kāi)通流程

目前，一二級(jí)光路開(kāi)通整個(gè)流程如圖1所示。設(shè)計(jì)出圖紙，施工現(xiàn)場(chǎng)布放光纜、分光器，完工后施工方提交資料給設(shè)計(jì)錄入（不含覆蓋地址），由監(jiān)理單位將光通路表、錄入資料整合為光需求單并提交光單，再經(jīng)過(guò)資源審核、配置后，到現(xiàn)場(chǎng)跳纖，最后施工方再次將完工資料提交給設(shè)計(jì)錄入（含覆蓋地址、光路編碼）。

2.2.2 流程分析與自動(dòng)調(diào)度功能的提出

為提高整個(gè)開(kāi)通流程的效能，本文運(yùn)用流程優(yōu)化的方法之一——ECRS分析法對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)工序進(jìn)行分析。ECRS分析法，即取消（eliminate）、合并（combine）、調(diào)整順序（rearrange）、簡(jiǎn)化（simplify），用于對(duì)生產(chǎn)工序進(jìn)行優(yōu)化，以減少不必要的工序，實(shí)現(xiàn)更高的生產(chǎn)效率。其中，取消即考慮某項(xiàng)工序有無(wú)取消的可能性，若非必要且不影響進(jìn)度，這便是最有效的改善；合并就是將兩個(gè)或兩個(gè)以上的對(duì)象變成一個(gè)，合并后可以有效地消除重復(fù)現(xiàn)象，能取得較大的效果；重組也稱為替換，通過(guò)改變工作程序，使工作的先后順序重新組合，以達(dá)到改善工作的目的；經(jīng)過(guò)取消、合并、重組之后，再對(duì)該項(xiàng)工作做進(jìn)一步更深入的分析研究，使現(xiàn)行方法盡量簡(jiǎn)化，以最大限度地縮短作業(yè)時(shí)間，提高工作效率。

結(jié)合本文一二級(jí)光路開(kāi)通流程，下光需求單前，監(jiān)理單位要將設(shè)計(jì)單位制作的光通路表和錄入單位提供的錄入資料表整合為需求表，耗時(shí)2日且容易出錯(cuò)；后續(xù)還需流經(jīng)資源中心對(duì)需求單進(jìn)行審核、配置，耗時(shí)需1～2日。并且，錄入單位也需進(jìn)行兩次資料錄入。

因此，本文提出了光路開(kāi)通的優(yōu)化方案，優(yōu)化流程如圖2所示。取消流程中監(jiān)理提交光單、資源審核及配置環(huán)節(jié)，合并兩次錄入，在光纜和分光器的完工資料錄入后，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)批量自動(dòng)生成光路，即光路自動(dòng)調(diào)度。這樣，在錄入單位工作量基本不變的前提下，減少了設(shè)計(jì)單位制作光通路表、監(jiān)理單位整合光路需求單、資源中心下單配置的3個(gè)環(huán)節(jié)（3日）。同時(shí)，減少了工單受理、施工單位SPS系統(tǒng)回單等操作，避免了系統(tǒng)、接口卡單的風(fēng)險(xiǎn)。

圖1 原有開(kāi)通流程

圖2 擬優(yōu)化開(kāi)通流程

3 一二級(jí)光路自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)

3.1 光自配系統(tǒng)簡(jiǎn)介

中繼光網(wǎng)自配系統(tǒng)簡(jiǎn)稱光自配系統(tǒng)，即智能化自動(dòng)搜索滿足條件的光網(wǎng)業(yè)務(wù)需求，實(shí)現(xiàn)光路路由方案最優(yōu)化路徑選擇的配置系統(tǒng)；光自配系統(tǒng)以其特有的“點(diǎn)面結(jié)合”方式，將廣州本地光網(wǎng)中繼網(wǎng)（是一個(gè)具有1.8萬(wàn)個(gè)光節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)狀網(wǎng)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，是全國(guó)最大、最復(fù)雜的本地網(wǎng)之一）架構(gòu)資源全部囊括其中，眾多光網(wǎng)節(jié)點(diǎn)按照網(wǎng)狀層級(jí)及其關(guān)聯(lián)狀態(tài)網(wǎng)狀分布于各個(gè)層級(jí)之中。

3.1.1 光自配系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)模型

建立快速收斂的3層網(wǎng)絡(luò)模型，如圖3所示。系統(tǒng)根據(jù)業(yè)務(wù)特性和組網(wǎng)特性將網(wǎng)絡(luò)抽象分層，在此基礎(chǔ)上，合并出入度小于3的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，再通過(guò)原子機(jī)房力度對(duì)資源進(jìn)行匯聚，大大降低了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的數(shù)量級(jí)，形成自適應(yīng)能力強(qiáng)、檢索效率高的光網(wǎng)絡(luò)物理模型。

圖3 網(wǎng)絡(luò)模型

3.1.2 光自配系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的基本算法

Dijkstra算法的基本思想是：若起點(diǎn)Vs到終點(diǎn)Vt的最短路徑經(jīng)過(guò)點(diǎn)V1,V2,…,Vn，則V1到Vt的最短路徑為P1t{V1,V2,…,Vn,Vt}，V2到Vt的最短路徑為P2t{V2,…,Vn,Vt}，依 次 類推；具體計(jì)算是在有向圖上進(jìn)行標(biāo)號(hào)迭代的過(guò)程。

設(shè)點(diǎn)i至點(diǎn)j的長(zhǎng)度 為Cij，Vi至Vj的最短 路徑記為Pij，最短路長(zhǎng)記為L(zhǎng)ij。令B（j）表示起點(diǎn)Vs到點(diǎn)Vj的最短路長(zhǎng)，且網(wǎng)絡(luò)起點(diǎn)Vs的標(biāo)號(hào)為B（s）=0；令K（i,j）=B（i）+Cij，則：

（1）找出所有從起點(diǎn)Vi到點(diǎn)Vj的最短路徑，用集合B={(i,j)|Vi,Vj}表示；

（2）根據(jù)集合B，計(jì)算K（i,j）=B（i）+Cij；

（3）當(dāng)B（z）=min{K（i,j）|(i,j)∈B}，則在臨時(shí)終點(diǎn)Vz處標(biāo)號(hào)B（z），同時(shí)返回步驟（1）；依次迭代，最多通過(guò)n（有向圖的點(diǎn)數(shù)）輪計(jì)算得到最短路徑。

光自配系統(tǒng)采用基于Dijkstra算法以及點(diǎn)面結(jié)合搜索策略，并自主研發(fā)出“爬樓梯”算法，使系統(tǒng)性能提高1倍，且生成的路由更合理、更準(zhǔn)確。以點(diǎn)帶面，搜索面與面之間的大路；同一面內(nèi)，按點(diǎn)劃分為核心層、接入層、用戶層，并采用“爬樓梯”算法，搜索點(diǎn)與點(diǎn)之間的小路；點(diǎn)面結(jié)合，在30 s內(nèi)，快速計(jì)算出網(wǎng)狀網(wǎng)中任意兩點(diǎn)的全程路由方案。

圖4 自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

3.2 基于光自配系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)一二級(jí)光路調(diào)度開(kāi)通功能

3.2.1 一二級(jí)光路自動(dòng)調(diào)度的基本思路

前文已介紹，光自配系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了通過(guò)3層網(wǎng)絡(luò)模型將廣州本地網(wǎng)嵌入系統(tǒng)中，將本地網(wǎng)中的各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)按照局向串聯(lián)起來(lái)。一二級(jí)光路自動(dòng)調(diào)度的基本思路是：目前開(kāi)發(fā)的錄入效能提升二期功能模塊化，錄入的需求中已實(shí)現(xiàn)模塊化批量生成光交接設(shè)施（光交接箱、ODF、OTB等）、OBD、光纜段、成端和機(jī)房，在現(xiàn)有光自配系統(tǒng)下，系統(tǒng)根據(jù)各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、局向光纖、系統(tǒng)參數(shù)和一定的配置規(guī)則自動(dòng)生成此類光路，并可根據(jù)工程信息查詢并批量導(dǎo)出調(diào)度單，作為現(xiàn)場(chǎng)施工的依據(jù)。此舉旨在原有FTTx光路開(kāi)通模式下，在錄入環(huán)節(jié)自動(dòng)生成光路，省去監(jiān)理上單和調(diào)度兩個(gè)環(huán)節(jié)，即實(shí)現(xiàn)一二級(jí)光路自動(dòng)調(diào)度。

3.2.2 基于光自配系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)一二級(jí)光路自動(dòng)調(diào)度開(kāi)通功能

（1）一二級(jí)光路自動(dòng)調(diào)度的光路生成規(guī)則

當(dāng)工程錄入二級(jí)分光器的所屬設(shè)施存在局向光纜時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)搜索出其上聯(lián)節(jié)點(diǎn)是否存在一級(jí)分光器。若存在，則系統(tǒng)自動(dòng)生成兩者之間的工程光路，省去原有開(kāi)通模式中的監(jiān)理上單和配置調(diào)度兩個(gè)環(huán)節(jié)，即實(shí)現(xiàn)一二級(jí)光路自動(dòng)調(diào)度。

同時(shí)，根據(jù)二級(jí)分光器所屬光交接設(shè)施選擇局向、按順序選擇對(duì)端光交接設(shè)施的一級(jí)分光器的空閑端口，并選擇空閑局向纖芯按順序自動(dòng)生成光路；如果局向?qū)Χ斯饨唤釉O(shè)施有多個(gè)一級(jí)分光器，則按照順序占用分光器及下聯(lián)端口。

（2）一二級(jí)光路自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

根據(jù)一二級(jí)光路自動(dòng)調(diào)度的光路生成規(guī)則，本文在光自配系統(tǒng)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)調(diào)度的功能，具體流程如圖4所示，即在錄入生成局向光纖后，系統(tǒng)校驗(yàn)二級(jí)分光器的所屬光交設(shè)施，若存在所屬光交設(shè)施且設(shè)施的光纖局向單一，則判斷光纜對(duì)端光交設(shè)施是否有一級(jí)分光器，若存在一級(jí)分光器，則按照順序依次占用分光器的下聯(lián)端口，并分配纖芯、生成光路。

3.2.3 一二級(jí)光路自動(dòng)調(diào)度的優(yōu)缺

（1）一二級(jí)光路自動(dòng)調(diào)度的優(yōu)點(diǎn)

流程簡(jiǎn)化：在新流程下，由于省去原有開(kāi)通模式中的監(jiān)理上單和配置調(diào)度環(huán)節(jié)，使得新流程更加簡(jiǎn)化，有利于節(jié)省開(kāi)通時(shí)間。

節(jié)省時(shí)間：首先，一二級(jí)光路自動(dòng)調(diào)度能根據(jù)錄入資料的需求，批量生成光路，大幅縮減配置時(shí)間；其次，與人工配置相比，一二級(jí)光路自動(dòng)調(diào)度生成的光路按照局向光纖的纖芯序和分光器的端口序順序生成，此類光路有利于施工人員跳纖，節(jié)約施工時(shí)間。

Dijkstra算法的有限運(yùn)用：Dijkstra算法廣泛應(yīng)用于有向圖的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中，當(dāng)有向圖節(jié)點(diǎn)繁多時(shí)，需多次迭代運(yùn)算，尋求最優(yōu)解。在一二級(jí)光路自動(dòng)調(diào)度中，系統(tǒng)限制只根據(jù)局向光纖做一次路徑查詢，能在合理利用光自配網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的架構(gòu)下，有限縮減光路的生成時(shí)間。

（2）一二級(jí)光路自動(dòng)調(diào)度的缺點(diǎn)

雖然一二級(jí)光路自動(dòng)調(diào)度實(shí)現(xiàn)了無(wú)跳點(diǎn)的光路生成，但跳點(diǎn)數(shù)大于1的一二級(jí)分光器之間的光路依然無(wú)法生成；此外，當(dāng)二級(jí)分光器的所屬設(shè)施關(guān)聯(lián)的局向光纜不止一條時(shí)，系統(tǒng)也無(wú)法判斷其上聯(lián)分光器，導(dǎo)致無(wú)法自動(dòng)生成光路。

4 自動(dòng)調(diào)度試點(diǎn)應(yīng)用成效

一二級(jí)光路自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)后，于2012年8月28日起一二級(jí)分光器光路自動(dòng)調(diào)度功能在海珠片區(qū)試點(diǎn)，在為期4周的試點(diǎn)期中，海珠區(qū)共65個(gè)節(jié)點(diǎn)（47個(gè)節(jié)點(diǎn)屬純自動(dòng)調(diào)度，18個(gè)節(jié)點(diǎn)屬自動(dòng)調(diào)度+直連）應(yīng)用自動(dòng)調(diào)度，每日單量如圖5所示，共1 221條光路。覆蓋面達(dá)90%以上，異常率0.3%。試點(diǎn)成功，達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

圖5 海珠試點(diǎn)光路自動(dòng)調(diào)度統(tǒng)計(jì)

按單節(jié)點(diǎn)100條光路評(píng)估，光路生成平均耗時(shí)10 min/節(jié)點(diǎn)，相比人工調(diào)度上單、審單、配置加系統(tǒng)環(huán)節(jié)流轉(zhuǎn)至少要4 h/節(jié)點(diǎn)，效率大大提升；按批量常規(guī)開(kāi)通場(chǎng)景，90%的駐地網(wǎng)光路適用此功能，節(jié)約監(jiān)理下單、資源配置時(shí)限1.5天。

同時(shí)，自動(dòng)調(diào)度光路纖芯序由系統(tǒng)順序分配，與現(xiàn)場(chǎng)施工習(xí)慣一致，從源頭上杜絕人工調(diào)度不順序分配容易導(dǎo)致的現(xiàn)場(chǎng)不按單施工問(wèn)題。現(xiàn)場(chǎng)按單施工率可由95%提升至100%。

5 結(jié)束語(yǔ)

從試點(diǎn)區(qū)域的成功經(jīng)驗(yàn)看，一二級(jí)光路自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)功能解決了光駐地網(wǎng)工程光路中近70%的需求問(wèn)題，有效節(jié)省了開(kāi)通時(shí)間。通過(guò)在海珠、番禺區(qū)域的試點(diǎn)，該系統(tǒng)功能有望向更廣的區(qū)域擴(kuò)展。同時(shí)，對(duì)于存在跳點(diǎn)的一二級(jí)分光器之間光路、一級(jí)分光器（OBD）—光線路終端（OLT）之間的光路，也需要進(jìn)一步拓展及完善系統(tǒng)功能，進(jìn)而提升光駐地網(wǎng)光路的開(kāi)通效率。

1 李玉萍，徐東，彭于彪.上市·策.北京:清華大學(xué)出版社,2008

2 熊偉.運(yùn)籌學(xué).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005