面向電力通信網絡的運行性能及態勢分析

薛文婷，王寧，李揚，陳亮，黃俊樺，楊雪蓮

摘 ?要： 基于大數據技術的專業網管運行性能及態勢分析研究，旨在為電力通信網提供運維支撐。通過分析大數據技術在電力通信網中的理論研究和系統應用價值，構建專業網管運行性能及態勢分析的研究方向和預期目標。圍繞性能數據自動監視與性能數據分析應用兩個方面展開研究，基于性能大數據對SDH網元相關指標進行監視，并實現通信網可靠性分析和故障輔助處置。實踐結果表明，通過大數據技術可直觀量化展示電力通信網性能態勢的分析結果，實現智能監控、狀態檢修、輔助決策等運維支撐功能，提高電力通信網的安全穩定運行能力。

關鍵詞： 電力通信網;專業網管;大數據;態勢分析;故障定位及處理

中圖分類號： TP302.7 ? ?文獻標識碼： A ? ?DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2019.12.038

本文著錄格式：薛文婷，王寧，李揚，等. 面向電力通信網絡的運行性能及態勢分析[J]. 軟件，2019，40（12）：171173

Operating Performance and Situation Analysis of Power Communication Network

XUE Wen-ting*， WANG Ning， LI Yang， CHEN Liang， HUANG Jun-hua， YANG Xue-lian

（State Grid Information & Telecommunication Branch， Beijing 100761， China）

【Abstract】： The operation performance and situation analysis of professional network management based on big data technology aims at providing operation and maintenance support for power communication network. By analyzing the theoretical and application value of big data technology in power communication network， the research direction and expected goals of professional network management are constructed. The research mainly focuses on automatic monitoring and analysis of performance data. Based on big data technology， the monitoring of SDH network elements related indicator， reliability analysis and fault assistant disposal have been realized. Practical results show that the big data technology can display the analysis results of power communication network performance situation visually and quantitatively， while realizing the operation and maintenance supports such as intelligent monitoring， condition maintenance and assistant decision-makings， which improve the safe and stable operation ability of power communication network.

【Key words】： Power communication network; Professional network management; Big data; Situation analysis; Fault location and disposal

0 ?引言

電力通信網是構建統一堅強智能電網和企業信息化的基礎支撐，為整個電力系統中的電網調度、自動化、繼電保護、安全自動控制、電力市場交易以及企業信息化等提供安全的信息傳輸通道，它的優質化管理是整個電網保持順暢的關鍵[1-2]。隨著云計算、大數據、移動終端等現代信息技術的廣泛應用，傳統電網向智能電網的全面升級已成必然[3]。近年來，隨著國家電網公司信息通信調度集約化的實施，信息通信網絡及其承載的業務系統得到迅猛發展，網絡規模不斷擴大、設備類別快速增多、拓撲結構日趨復雜、業務數量不斷增長，對信息通信的管理水平提出了更高要求，不再只局限于第一時間發現和解決已上報的告警和故障，把控整張電力通信網的運行狀態，主動發現系統存在的薄弱環節及分析系統運行態勢成為電力通信網調度運維的趨勢[4-5]。

對電力通信行業大數據分析的探索，開展基于專業網管的大數據分析研究，以期通過基于專業網管的大數據分析系統研究，實現對電力通信光傳輸SDH網的配置、性能數據提取分析，以圖表等直觀量化的形式展現網絡性能態勢的更多有意義的分析結果，實現對通信網絡運維的智能監視、狀態檢修、輔助決策等。有助于以有限的人力獲得更安全穩定的通信網絡質量，從而全面提升通信網絡建設水平，特別是隨著調度集約化工作的持續深入開展，網管集中監視和運維已經成為發展趨勢。

進行大數據技術在電力通信傳輸網的運維支撐應用研究，研制電力通信傳輸網設備性能態勢分析工具，實現底層流量到上層業務的全面監測。

1 ?性能態勢分析研究價值

本文重點是進行大數據技術在電力通信傳輸網的運維支撐應用研究，構建規范化的大數據質量評估方法，研制電力通信傳輸網設備性能態勢分析工具，完成網絡運行數據和通信業務數據的融合，實現底層流量到上層業務的全面監測;建立電力通信網運行質量指標體系，研究基于大數據的網絡態勢分析、性能趨勢分析、故障預警分析等智能化分析技術，研發基于大數據的網絡態勢分析和趨勢分析輔助工具，提高風險預警與防范水平;進而研發通信傳輸網絡智能分析系統，確保電力通信運行方式安全可靠運行。

其研究價值包括理論研究價值及系統應用價值兩個方面，具體如下：

1.1 ?理論研究價值

（1）提高多元異構數據的關聯度、準確性和完備性，為大數據分析提供數據基礎。

（2）提高對網絡運行趨勢的預見能力，提升電力通信網的安全可靠性。

1.2 ?系統應用價值

（1）通過研究實現電力通信網性能態勢，可實現通信網絡設備運行狀態的自動監視和分析，促進網絡運行質量由定性分析向定量分析的轉變，提升網絡運維的精細化水平。

（2）可有效支撐運維人員及時發現網絡運行瓶頸、風險和缺陷，為通信網絡優化、系統改造和設備大修提供科學的數據依據，提高對通信網絡運行質量劣化的風險預警能力。

2 ?性能態勢分析研究內容

2.1 ?性能數據自動監視

性能態勢分析以及時準確的數據反映網絡運行現狀及進行前瞻性預測，用于系統可靠性分析、運行態勢預估與實踐應用，主動發現問題，進而將問題解決在故障發生前的“主動式監控”能力的要求日益緊迫突出，提高通信監控的智能化水平[6-7]。

自動監視監視SDH網元的重要指標，分為三類：光模塊收發光功率、誤碼、板卡溫度，并根據一定的規則升級為性能告警。

（1）網元光模塊收發光功率曲線監視

系統自動記錄設備網元光模塊的收發光功率，形成功率曲線變化圖，直觀體現光模塊收發光性能劣化情況。通過設置預警門限閥值，當收發光功率超出門限值時，系統產生告警，檢修人員可以據此判斷收發光模塊故障、光纜故障或尾纖故障，開展狀態檢修，為用戶及時調整光功率和排查隱患提供有效的參考。

（2）設備誤碼監視

系統自動記錄設備端口誤碼（誤碼秒、嚴重誤碼秒、不可用秒）情況，形成誤碼曲線變化圖，直觀體現板卡、端口性能劣化情況。當出現嚴重誤碼，系統進行預警，檢修人員可以據此開展狀態檢修，為用戶排查隱患提供有效的參考。

（3）板卡溫度監視

系統自動記錄板卡溫度情況，形成溫度曲線變化圖，直觀體現光板卡溫度情況。通過設置預警門限閥值，當溫度超出門限值時，系統產生告警，檢修人員可以據此判斷收外部環境惡劣、動力環境故障或板卡故障，開展狀態檢修，為用戶及時排查隱患提供有效的參考。

2.2 ?性能數據分析應用

（1）分析網絡可靠性

系統提取網管中的網元配置信息、拓撲連接信息，基于光模塊收發光功率性能數據，分析網絡中光路的衰耗情況，設定可靠性梯度范圍，以拓撲圖形式體現整網傳輸能力可靠性，準確診斷評估全網狀態，實現提前檢修，通過獲取大量通信網絡數據，分析識別影響電力通信網安全與可靠性的關鍵因素，建立電力通信網風險評估指標，實現對網絡運行狀態預警[8-9]。

（2）基于性能數據的故障處置分析

基于性能數據的故障處置分析分兩步走，形成對故障處置的有力支撐：

第一步：故障輔助定位分析

通過告警數據可以判斷網絡中發生了故障，但是判斷故障點位置的故障定位過程中告警數據是往往不夠的，需要分析判斷光路兩端的光功率、誤碼等主要性能指標，分析定位是設備問題還是中間光纜問題等。

第二步：故障處理有效性復核

對設備板卡、端口、光纜中斷等故障現場人員對網絡修復后，伴隨的告警可能會清除，但不能以告警的清除作為唯一的依據判斷故障消缺工作是否竣工[10]。需要復核故障設備或光纜相關聯的設備通信質量是否良好，如光纜熔接后是否存在光衰嚴重等現象。因此需要借助性能分析判斷網絡故障處理工作質量。

3 ?主要實踐結果

3.1 ?基于網元多態式監測的狀態檢修

實現基于網元多態式監測的狀態檢修及自動核查，提升對通信網絡運行質量劣化的風險的評估方法及預警能力，具體應用包括：

（1）根據網元功率曲線開展狀態檢修：

系統自動記錄設備網元光模塊的收發光功率，形成功率曲線變化圖，設置門限閥值，當功率超過門限值或功率變化超過門限值時，系統產生告警，檢修人員可以據此判斷收發光模塊故障、光纜故障或尾纖故障，開展狀態檢修。

（2）根據網元誤碼開展狀態狀態檢修：

系統自動記錄設備端口誤碼（誤碼秒、嚴重誤碼秒、不可用秒）性能數據，形成誤碼曲線變化圖，。當出現嚴重誤碼，系統進行預警，檢修人員可以據此判斷板卡故障，開展狀態檢修。

（3）根據網元溫度曲線開展狀態檢修：

系統自動記錄設備網元的溫度，形成溫度曲線變化圖，設置門限閥值，當溫度超過門限值或溫度變化超過門限值時，系統產生告警，檢修人員可以據此判斷網元板卡故障、風扇故障或空調失效，開展狀態檢修。

3.2 ?基于網元多態式監測的狀態檢修

實現性能數據分析應用，提高對電力通信網的運維情況進行專題綜合分析能力，具體應用包括：

（1）實現網絡可靠性評估：

通過傳輸段兩端光口收發光功率及光迅的性能數據做光功率衰耗分析，并在拓撲圖、通道路由圖呈現傳輸段的光功率衰耗情況，完成網絡可靠性可視化呈現。結合設備配置信息，對設備的運行進行評估，分析網絡的薄弱環節。

（2）實現性能輔助故障解決：

通過分析故障關聯的歷史及當前性能數據，分析查看告警設備及相關設備性能性能指標及性能劣化趨勢，輔助判斷故障發生位置[11];施工人員修復故障后，通過下發采集指令采集某資源的性能數據，分析查看告警設備及相關聯設備性能指標判斷故障處理工作質量，及時、準確掌握故障解除情況。

4 ?結論

電力通信傳輸網性能態勢分析研究是基于大數據的電力通信傳輸網性能態勢分析的基礎，基于對電力通信網絡及其網絡管理系統現狀的調研及分析，重點開展了海量數據預處理、設備性能態勢分析方法等關鍵技術理論研究，提高了對電力通信網的運維情況進行專題綜合分析的能力。

參考文獻

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