广电FTTH自动激活系统的设计与实现

《科技传播》
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作者简介：赵伟，工程师，江苏省广电有线信息网络股份有限公司苏州分公司，研究方向为接入网网络规划和新业务。

沈鑫，江苏省广电有线信息网络股份有限公司苏州分公司。

广电FTTH自动激活系统的设计与实现
赵 伟，沈 鑫
摘 要 文章通过对FTTH 自动激活系统的设计，实现FTTH 网络下公客+集客全业务自动化配置管理：通过对FTTH
网络逻辑资源统一规划、调度和配置，实现基于BOSS 产品的多样化配置模板管理和精准分发，降低了复杂业务环境下网络运营人工参与度和业务开通成本，提高网络稳定性。

关键词 FTTH ；统一规划；全业务；自动化；精准分发
中图分类号 G2 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2021）277-0145-03
随着FTTH 相关设备规模化部署，以及各类增值业务的快速增长，FTTH 业务开通中逐步浮现出一系列问题，例如：人工参与度过高带来的配置易出错问题，规模化部署后网络无法统一规划造成的网络运营成本高问题，由于可开通的业务类型单一带来的无法承载多类型业务的问题，以及由于缺乏统一系统来管理相关设备和用户数据带来的数据报表提取困难的问题等。

面对上述情况，本文通过FTTH 自动激活系统的设计，达到运营智能化、管理流程化、业务多样化的综合目标。

1 系统定位
FTTH 自动激活系统负责OLT、ONU 的业务配置和管理下发，能够通过TL1对接厂商EMS 网管下发配置，也能通过SNMP 方式读取OLT 配置信息和ONU 数量信息等，具备统一、标准的接口规范，支持B/S 架构。

支撑苏州地区入围PON 设备厂商的OLT 及ONU 设备的FTTH 业务激活、去激活的快速化、标准化受理、配置、流程管控及结果呈现。

具体包括：
1）具备对OLT 和ONU 配置自动下发能力：支持根据TL1告警和ONU 状态变更自动触发ONU 配置自动下发功能，支持对入网OLT 配置下发功能；
2）具备对公客和集客业务的支撑能力：对FTTH 的多种业务，如公客、应急广播、小区机房监控、组播等集客业务的资源规划和配置模板定制功能；
3）具备与BOSS 系统对接能力：可通过LDAP 方式读取BOSS 中接入终端的相关字段；
4）具备跨厂家EPON 设备的统一集中管理功能；
5）具体日常查询、维护和报表统计分析等
功能。

2 系统设计
2.1 系统架构设计
图1 FTTH自动激活系统架构
如图1所示，系统采用容器化、微服务架构，分为应用层、能力层、数据层、采控层和系统管理5个部分。

采用前后端分离模式，前端使用VUE 框架开发，后端基于Java+Spring Cloud 开发，数据库为PostgreSql 和Redis。

采控层：使用连接池/长连接，支持业务激活并发和高效下发；通过TL1方式与不同厂家EMS 系统对接，通过TL1方式接收EMS 的TRAP 告警，通
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过TL1方式对EMS 下的OLT 和ONU 下发相关配置指令；通过SNMP 定期读取OLT 相关信息和OLT 下ONU 的相关信息。

数据层：提供数据存储、缓存服务、搜索引擎等服务。

能力层：提供基础服务能力以及微服务能力。

应用层：基于基础服务能力实现系统的上层应用，具备资源管理与规划能力，根据南向接口和北向接口信息，结合自身资源规划能力，主动触发ONU 的配置下发；针对不同的业务，定制不同的配置模板，并实现ONU 配置自动下发；对下发的配置全流程可查。

外部接口：通过LDAP 方式实时读取BOSS 系统中ONU 的相关信息，通过LDAP 方式根据ONU 时间戳定时读取BOSS 系统中ONU 的相关信息，通过数据库方式定期主动同步BOSS 系统详细ONU 信息。

2.2 激活逻辑实现
用户在营业厅开户后，BOSS 将用户ONU MAC 同步至BOSS 数据库，ONU 安装上电后MAC 地址在OLT 中以TRAP 方式与所在PON 端口一起上报至自动激活系统，自动激活系统通过LDAP 方式到BOSS 系统查询ONU 的相关数据，确认ONU 为合法用户后，根据逻辑资源规划，匹配相应的配置模板后，自动为ONU 下发相应的配置，支持并覆盖新装、移机、
变更、停机、拆机多种业务逻辑。

图2 激活系统实现逻辑图
如图2所示，系统实现逻辑组件包括告警接收单元（AR）、工单处理单元（OP）和配置下发单元（CD）三部分。

自动激活处理过程如下：
告警接收单元（AR）建立EMS 连接，并实时接收OUN 上线告警。

告警接收单元（AR）实时处理并解析告警，获
取ONU 上线信息。

工单处理单元（OP）通过OLT/PON 口/ONU 信息，对接BOSS 系统查询业务数据。

工单处理单元（OP）关联获取规划的VLAN 等信息进行工单配置下发。

配置下发单元（CD）通过对接EMS 或OLT 下业务配置（如果同一个OLT 上配置，需要保持串行控制）。

配置下发单元（CD）反馈处理结果至工单处理单元（OP），工单处理单元（OP）根据激活处理结果
信息同步维护工单管理数据。

图3 系统业务变更轮训图
如图3所示，自动激活业务变更轮训处理过程
如下：
工单处理单元（OP）定期轮训需要更新的业务工单。

工单处理单元（OP）根据工单同步BOSS 信息。

工单处理单元（OP）发现业务套餐内差异时，记录需要变更工单。

配置下发单元（CD）通过对接EMS 或OLT 发下业务配置。

工单处理单元（OP）根据配置变更信息同步维护工单管理数据。

2.3 连接池控制
针对自动激活业务特点，处理工单的回单时间要求较高，系统对实时性要求较高，因此考虑采用基于会话的工作模式，基于TL1接口长连接，通过会话管理方式实现连接池队列管理与连接池调用。

在每个场景服务中按照EMS 数量建设队列，保障单个EMS 执行效率低时不会影响整个激活拥塞，实现对工单的分EMS、多线程处理，避免工单处理的积压，提高处理效率，详细流程见图4。

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图4 系统会话创建流程图
2.4 智能化分析模型
通过常态化数据积累，构建TRAP 事件与激活工单数据湖，采用大数据处理技术实，引入机器学习算法及数据建模技术，实现业务及工单的自动分类、分析及自动化处理；同时通过构建自动更新的智能化分析模型，通过不断更新的数据进行常态化学习优化和验证。

2.5 主要功能实现
1）实现与BOSS 系统对接。

自动激活系统支持通过LDAP 方式读取BOSS 系统中ONU 的相关信息，支持通过数据库访问方式定期同步ONU 详细信息。

支持为每个已注册成功的ONU 建立时间戳，每隔12小时向BOSS 同步此ONU 的信息，确定是否有业务需更改。

系统支持添加主备LDAP 地址，当主LDAP 访问不通时，自动切换至备LDAP 地址进行访问。

2）实现数据查询处理。

开通指令管理：支持指令模板的管理，指令生成调度和生产交互等。

开通服务管理：支持业务配置激活建模，网络配置建模等。

数据存储查询：业务自动激活系统存储合法ONU 的MAC 地址信息，能够提供数据同步、查询和增删查改界面。

3）网元配置自动下发。

OLT 配置管理：支持通过TL1方式与EMS 网管对接，通过EMS 间接配置OLT 或通过SSH 方式直接配置OLT，包括网元指令采集、翻译和下发等；支持实现与各入围厂商的OLT 设备兼容对接；支持OLT 设备建模，对OLT 板卡的变化能按照模板自动发现和配置；按照VLAN 规划自动完成入网OLT 的VLAN 配置，实现vlan 建模和自动配置管理下发。

ONU 配置管理：支持通过OLT 对OUN 终端进行vlan 配置下发和远程重启及终端复位等；ONU 接入OLT 后通过TRAP 方式上报ONU 的MAC 地址，业务开
通系统可对接EMS 或直接对接OLT 获取TRAP 信息；
根据ONU 所在OLT 设备及端口自动分配下发对应的内外层vlan。

指令模板管理：提供指令配置模板管理功能，基于命令参数、命令子集、按不同过程灵活配置指令模板，指令模版可以由多个命令子集组合而成，即可以把针对某一个设备多个配置操作进行集成，调用业务模版一次性下发即完成对设备的所有配置操作。

4）实现系统基础管理。

外部系统对接：支持与BOSS、EMS、FTTH 网管系统等外部系统的接口对接。

数据字典管理：针对不同厂家、不同设备、不同版本设备的指令形成数据字典，通过参数的字典式管理，便于指令下发过程中参数的灵活分配和快速调用。

用户权限管理：针对不同级别用户账号进行分权分域管理。

系统日志管理：提供指令和工单执行等相关日志以供查询。

5）实现报表统计分析。

工单查询统计：支持工单状态统计数及详细列表。

日常报表分析：支持图形报表方式展现业务开通情况相关统计信息。

设备状态查询：支持OLT 设备和ONU 终端当前状态的查询。

3 系统应用
本文设计的FTTH 自动激活系统已实现对FTTH 局端和入户终端的智能化、自动化配置。

目前苏州分公司公客业务的OLT 设备均通过自动激活系统实现入户终端业务配置下发、套餐自动更换、自动移机和销户等。

FTTH 自动激活系统已实现对多业务的支撑。

目前苏州分公司应急广播业务和小区机房监控业务均通过自动激活系统实现业务配置的自动下发。

4 结束语
通过FTTH 自动激活系统的实施，可以使ONU 上线、漫游，移机、拆机等均不需要人工干预，因此极大简化了开户时间，节约人力成本，提高用户体验。

在满足FTTH 业务自动化开通的同时，为广电FTTH 未来在承载各类新型业务以及与多运营商互惠合作上提供了有力的支撑，也为广电FTTH 网络的全业务标准化运营上提供了有力的抓手。

参考文献
[1]张雪霞，吕旭东，侯惠玲.FTTH业务自动服开的实现[J].中
国管理信息化，2020（1）：192-193.
[2]王文科.浅谈有线电视网络FTTH宽带光纤接入系统的设计与
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