因子分析法的波分網(wǎng)絡擴容預測策略

駱璇

摘 要：城域網(wǎng)波分網(wǎng)絡規(guī)劃建成后，后續(xù)面對的主要問題是對現(xiàn)網(wǎng)升級擴容，如何科學升級擴容網(wǎng)絡，對網(wǎng)絡需求進行合理預測，以及對勘察當中采集的數(shù)據(jù)進行科學的分析匯總，為運營商提供合理的規(guī)劃、咨詢意見。本文結(jié)合因子分析方法提出了一種新的波分網(wǎng)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(guān)鍵詞：因子分析；波分網(wǎng)絡；擴容；預測

波分網(wǎng)絡是一套傳輸系統(tǒng)，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(shè)備和光纖組成。這些波分設(shè)備成環(huán)組網(wǎng)，從高到低可分成多層環(huán)狀結(jié)構(gòu)。高層環(huán)狀波分網(wǎng)絡匯聚下層環(huán)狀網(wǎng)絡流量。一個地區(qū)的波分網(wǎng)絡可覆蓋本地區(qū)，并且承載本地區(qū)各種業(yè)務類型在波分系統(tǒng)內(nèi)傳輸。

1 因子分析法

因子分析法是研究相關(guān)矩陣或者協(xié)方差矩陣的內(nèi)部依賴關(guān)系的方法，它可以把多個變量降維成少數(shù)幾個因子向量，可以直觀從大量數(shù)據(jù)中挖掘出各因子之間的相關(guān)關(guān)系。它是數(shù)據(jù)挖掘方法的一種。現(xiàn)代通信機房的勘察、設(shè)計、規(guī)劃當中，會產(chǎn)生很多機房內(nèi)的實際數(shù)據(jù)。如何高效準確利用勘察中得到的數(shù)據(jù)，并從大量數(shù)據(jù)中挖掘出可用于通信網(wǎng)規(guī)劃的知識和經(jīng)驗，才能使這些數(shù)據(jù)更好的服務于實際工程。現(xiàn)在假設(shè)波分網(wǎng)絡機房的幾個基本指標：x1：當前在用波道數(shù)，x2：OLT設(shè)備數(shù)，x3：BBU設(shè)備數(shù)，x4：IPRAN設(shè)備數(shù)，x5：OLTPON口數(shù)，x6：OLT實際開通PON口數(shù)，x7：調(diào)度ODF成端口數(shù)，x8：集客設(shè)備數(shù)。從波分承載網(wǎng)絡的知識可以知道，這八個指標是機房內(nèi)實際承載的業(yè)務類型分配的。OLT、IPRAN、集客業(yè)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(yè)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(shù)據(jù)單元）起作用的公共因子，系數(shù)ai1、ai2、ai3為因子載荷，表示xi在三個公共因子上的體現(xiàn)，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(shù)學意義是第i個指標與第j個因子的相關(guān)系數(shù)。載荷越大說明相關(guān)系數(shù)也越大，即第i個指標與第j個因子的相關(guān)程度越密切；反之載荷越小，相關(guān)程度越疏遠。

2 因子分析法的結(jié)論與擴容方法

第一步：對所有波分環(huán)內(nèi)波分房進行勘察，采集所有機房內(nèi)的數(shù)據(jù)，每個機房的數(shù)據(jù)可以表示成 ：X1=[x1，x2...xi..]

X1矩陣代表了一個機房內(nèi)勘察得到的所有數(shù)據(jù)，小x1..xi...代表機房內(nèi)具體采集的數(shù)據(jù)，比如調(diào)度側(cè)ODF成端端口數(shù)，OLT PON端口數(shù)，BBU數(shù)量，IPRAN 設(shè)備情況等等各種數(shù)據(jù)。

然后可以獲得機房數(shù)據(jù)矩陣A：

A=X1X2...Xn

機房數(shù)據(jù)矩陣A的優(yōu)點是數(shù)據(jù)非常全，但缺點也是數(shù)據(jù)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(jīng)驗或者一點一點去篩選有用數(shù)據(jù)。

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(guān)程度把數(shù)據(jù)聚在了一起，聚類是一種分析方法，聚類的方法很多，根據(jù)不同的方法可以把數(shù)據(jù)進行聚類。聚類就是物以類聚。比如我們可以根據(jù)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(yè)務的相關(guān)程度，把業(yè)務進行了聚類，這是有意義的。其實也可以根據(jù)業(yè)務情況把機房聚類，就是把X這個變量進行聚類。

到現(xiàn)在可以定量的描述各業(yè)務對波分的依賴程度。我們得到的結(jié)果，是對數(shù)據(jù)的分析而產(chǎn)生的，沒考慮不確定情況。

通過以上分析可以發(fā)現(xiàn)，通過因子分析法，可以把勘察中得到的錯綜復雜的各種數(shù)據(jù)進行提取挖掘。找到波分環(huán)中各個業(yè)務與波分網(wǎng)絡的依賴關(guān)系。波分網(wǎng)絡的實質(zhì)是傳輸通道，網(wǎng)絡的擴容其實是業(yè)務的增長。科學的對波分節(jié)點機房的勘察，得到真實的數(shù)據(jù)，通過因子分析方法挖掘出各個業(yè)務在波分網(wǎng)絡當中的承載現(xiàn)狀，才能合理的對波分網(wǎng)絡的波道擴容提出科學的規(guī)劃和設(shè)計。這是因子分析方法在波分網(wǎng)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(shù)據(jù)制定合理的網(wǎng)絡規(guī)劃方案，可以減少波道浪費，優(yōu)化網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，減少工程投資，提高工程技術(shù)人員和管理人員的工作效率。

通過以上分析，得到波分網(wǎng)絡擴容的主要步驟如下：

（1）勘察波分節(jié)點機房，獲取詳細節(jié)點機房數(shù)據(jù)。

（2）通過因子分析方法找到主要承載業(yè)務與次要承載業(yè)務。

（3）召集各業(yè)務專業(yè)人員分析需求。優(yōu)先采納主要承載業(yè)務的需求情況。

（4）適當考慮次要承載業(yè)務的未來需求。

（5）根據(jù)業(yè)務需求合理分配各個節(jié)點網(wǎng)絡波道。

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