智能化光网络哑资源管理系统研究

智能化光网络哑资源管理系统研究
宋继恩;李杰;夏芸
【摘要】通过对当前光网络哑资源结构特点及目前同类系统的研究概况分析,提出了一种切合市场需求的低成本光网络哑资源管理系统解决方案,可应用于光网络哑资源标准、智能、全周期的精细化管理,旨在提升网络建设、管理的全面性、实时性、准确性与效率,降低网络全生命周期的综合成本.
【期刊名称】《邮电设计技术》
【年(卷),期】2018(000)002
【总页数】5页(P79-83)
【关键词】光网络哑资源;资源管理系统;二维码;全生命周期
【作者】宋继恩;李杰;夏芸
【作者单位】华信邮电咨询设计研究院有限公司,浙江杭州310014;华信邮电咨询设计研究院有限公司,浙江杭州310014;华信邮电咨询设计研究院有限公司,浙江杭州310014
【正文语种】中文
【中图分类】TN913
0 前言
光纤基础网络包括管道、杆路、光缆以及人手井、光交箱、ODF等支撑设施，它们都属于无源资源，通常称之为哑资源。

哑资源的无源特性使得难以对它们进行电
子自动化管理，目前主要依靠人工管理，往往存在网络资源使用情况不清、准确度不高、更新滞后等问题。

同时，光网络资源经历需求、规划、设计、施工、验收、使用、维护、退网等各个环节，但各个环节间数据衔接性较弱，依靠人工管理难以对资源从创建到退网进行全生命周期的管理，这种管理模式必然导致资源的形成、运维、退网等信息的不透明、不共享，形成资源参与方之间的壁垒和信息孤岛，造成的最终结果是没有人能够清楚掌握资源的整体情况，对资源的监控能力弱［1］。

因此，建立数据集中、标准统一、全生命周期的系统，对光网络哑资源进行精细化资源管理模式，为网络资源提供实时、准确、可靠的智能化平台，为网络建设方案规划提供科学合理的依据，保证光网络哑资源建设运营的高效率和低成本，已成为当前的迫切需求。

1 光网络哑资源结构特点
光网络哑资源可分为点资源和线资源两大类，它具有数量庞大、细节信息丰富、无源等特点。

表1给出了光网络哑资源种类及资源间的关联关系，从表中可以看到
光网络哑资源涉及的种类众多，且各层次资源数据间的关联关系较为复杂，同一种资源在不同的场景下可能与不同的资源进行关联，如ODF端子根据不同的应用场景可分别和ODF、综合柜、ODF子框、分纤箱、终端盒、光交箱等关联。

表1中每个资源在管理中都存在数个甚至数十个资源属性，同时表中仅是静态情
况下的哑资源及其之间的关系。

在实际网络中，将会涉及到规划、设计、施工、验收、调度、维护、退网等阶段，各个阶段又划为多个步骤，每个步骤涉及到管理、技术等不同单位、部门、人员对资源的操作，这样在资源之间、资源与人员之间形成复杂的信息流，就为资源管理赋予了极为复杂的动态关系，因此，光网络哑资源管理往往难以厘清。

资源的这种庞大规模、复杂关系决定了现有类机械化的管理模式、技术方法已不能适应今后精细化管理的趋势，需要构建一套精细、准确、及时的智能化资源管理体系，从而实现快速、准确、高效、低成本的网络建设运营管理。

2 目前同类研究分析
哑资源管理是一项重要的基础性工作，早在2000年左右各家运营商就开始部署哑资源管理系统，但只具有后台支撑属性，持续更新很容易被忽视。

并且哑资源管理由于其复杂度高、投入大、技术手段有限，难以享受一个重要的地位，使得哑资源数据日积月累，其管理也积重难返，目前哑资源管理系统能够发挥实质性效用的更是凤毛麟角。

哑资源管理系统的数据平台是一个复杂的系统化工程，主要由数据采集系统、数据管理平台、数据分析平台三大部分组成。

2.1 数据采集技术系统分析
目前对于智能化光网络哑资源管理系统的研究主要集中在对智能ODN系统的研究［1-10］，该系统主要包含端口ID识别系统、数据采集与监控系统、网络资源管理系统与控制中心三大部分，其中ID识别系统主要包含RFID射频识别、eID电子识别以及二维码标签识别等。

其工作原理是利用ID识别标签对光纤和无源光器件接头进行标识，通过智能终端将ODN设备中的信息上传到网管系统并进行数据的更新。

此类系统可实现端口状态的收集、端口位置查找、端口实时更新等功能。

表1 光网络哑资源关联关系关联关联关联点资源关联关联关联关联关联关联关联关联关联关联线资源关联关联关联关联人手井直埋标石综合柜分纤箱光交箱盘留点局站管道子管孔架空段直埋段光缆纤芯尾纤关联关联关联关联
目前对RFID射频识别、eID电子识别技术的智能ODN研究较多，且已有较为成熟的产品，如华为的iO⁃DN，中兴的eODN，烽火的sODN等，但尚未得到大规模的商用。

另外其试点应用还只局限在ODF端子及其所连接的光纤方面，对于光网络哑资源包含的其他部分，如管道、光缆、杆路、人手井等还未能进行智能化管理。

智能ODN系统均需要供电，这就需要大规模高成本改造或者只有外部供电时才能发挥智能化优势。

同时，国内外缺乏对智能ODN进行规范的统一标准，不同厂家的产品兼容性和匹配性存在差异，需针对不同厂家的熔配模块进行单独开发，
增加了系统的部署、施工和运维成本。

2.2 数据管理平台分析
从2000年初开始，国内的一些电信运营商及软件开发服务商开始介入网络资源管理系统的研究开发［8-9］。

市场上已有应用的哑资源管理平台基本上都是通过管理人员后台操作进行间接的数据管理，数据的录入通常是由管理人员在工程实施后期通过整理好的工程资料进行手动录入，资源状态的变化也是基于一个时间段进行统计后才能进行更新和修改，数据的管理缺乏实时性和动态性，其应用效果不佳，未能彻底解决光网络哑资源管理的难题。

而且目前国内已研发出的网络资源管理系统，一方面，数据结构较为简单，缺少细节，缺少各层次数据间的关联嵌套，不能反映出实际管网资源间的复杂嵌套关系，不具备追溯机制；另一方面，缺乏统一的数据源，从而导致运营商不同部门间的数据不统一，难以做到有效的统计和评估。

2.3 数据分析平台分析
目前对于资源数据的分析主要集中在对各类资源的统计与利用率方面，面对庞大的哑资源数据，这些简单的统计与分析显然不能充分挖掘数据的潜在价值，不能更深层次地反应网络现状，难以发现潜在的问题，难以在业务支撑能力、客户服务能力、数据质量三方面得到大的提升。

总的来说，现有的光网络哑资源管理系统无法实现一体化、系统和高效的管理目标，难以满足今后网络动态的管理，以及规划、设计上的需求。

3 解决方案
哑资源管理系统是一个复杂的系统化工程，不仅具有数据采集、数据管理、数据分析的功能，期间还需要与项目管理相结合，资源数据间交互融合，形成项目流与资源流的管理流匹配，双管齐下，最终实现智能化的采集、管理与后台数据分析平台。

该系统提出一种全新的哑资源管理方案，通过引入标准编码技术、数据分析技术以
及全生命周期管理理念，利用物联网的“智能感知、识别”技术以及移动互联网的信息实时交互功能，通过标签的识别、移动终端设备与后台数据库的互动（如图1），实现现场操作与资源管理的同步，通过深入的数据分析实现资源的精细化、智能化管理，通过引入全生命周期管理理念实现资源的全跟踪、流程化管理。

图1 系统架构
3.1 基于身份标识实时、准确管理
本系统建立了一套身份标识标准，不同光网络哑资源赋予全网唯一性的身份编码，资源从规划设计到退网均对应唯一标识，形成全生命周期管理的基础。

基于二维码标签的识别技术具有部署快、成本低的优点，选择二维码标签作为“哑资源”的身份标识载体和资源管理的外部接口，可以快速、低成本地实现对传统网络哑资源的管理改造。

同时基于二维码标签的识别技术可以脱离eID技术在操作时必须有源
的限制，以及克服RFID技术受电磁环境影响的问题，只需根据资源所处的环境采用相适应材质的二维码标签，即可广泛应用于光纤基础网络各种哑资源中。

另外，通过二维码体现光网络资源身份，也可实现各种资源的嵌套关联，建立了数据追溯体制，达到追本溯源的目的。

3.2 基于数据分析技术精细化、深入化管理
光网络资源管理系统不仅需要展现各种网络资源，还需提供网络资源的统计和评估能力，如管道（主干、次干、支路）长度、管孔长度、杆路长度、直埋长度、光缆长度、纤芯长度，以及对空闲/已用管孔数、空闲/已用纤芯数、独享/共享纤芯数、空闲/已用ODF端子数等资源的统计。

同时还需提供管道利用率、光缆利用率、
独享/共享纤芯使用率、ODF端子利用率、管道覆盖率、分纤点密度、管道连通度等评估能力，并且需具有资源预警功能，通过设定资源预警阈值，实现直观化的预警展示与提示，方便各个部门提前预知资源建设与使用瓶颈，制定合理的网络增扩容方案，达到精细化、深入化、智能化管理的目标。

另外，可通过光缆与管道、杆
路、直埋的关联关系，分析网络的同路由问题，保证网络的安全性。

3.3 基于全生命周期的流程化管理
全生命周期管理不仅局限于以传统网络管理为代表的网络运营维护阶段，它是指对项目全生命周期内各个阶段的活动进行全过程的管理。

光网络资源生命周期需经过需求、规划、设计、施工、验收、使用、维护、退网等各个环节，每个环节又涉及不同部门、支撑单位，复杂的管理体系，使得目前各部门间存在信息割裂、数据孤立。

在管理流程体系中，目前均是以项目流的形式进行管理，资源流这一更加精细化流程并未在各地（市）专业间、部门间形成。

如何用有效、宏观、精细化的管理来指导网络建设、运营调度，如何最大化地利用资源，以此降低建设运营成本，已成为各运营商重点关注的问题。

要解决此类问题，光网络资源管理系统必须包含资源的整个生命周期，形成闭环式的全生命周期资源管理模式（如图2），并且资源从创建到退网在资源管理系统中需具有清晰统一的流程，形成部门联动，各个部门间要有统一集中的数据，能够在同一系统或不同系统同一数据源下对资源状态进行操作与监控，达到全生命周期管理的目标。

另外，若要实现工程建设方、运行维护方、规划设计方、施工方等在同一系统下对光网络资源进行全生命周期的管理，只有结合MIS+GIS+CAD的系统平台才是最佳解决方案。

最终形成面向建、用、维一体化以及系统、全面、准确的网络资源管理体系。

4应用场景
智能化光网络哑资源管理系统可应用于工程设计、建设、施工、维护等各个环节。

工程建设方利用该系统可实现如下目标。

a）根据潜在客户情况，提早发现基础资源网络分布盲点。

b）准确了解全局基础资源网络，建设优化互补的网络。

c）根据业务需求、城市重点发展区域、市政改造计划，合理建设基础资源网络。

图2 传统管理模式VS全生命周期管理模式
d）充分利用网络资源，避免资源被沉降而造成的浪费。

运行维护方利用该系统可实现如下目标。

a）统筹管理现有海量的基础网络资源。

b）实时更新基础资源网络，精确掌握基础资源网现状。

c）及时发现基础资源网络存在的潜在问题。

d）准确定位故障点位置，做到及时抢修。

规划设计方利用该系统可实现如下目标。

a）全面掌握现有基础资源网络能力，开展基于业务又高于业务发展的基础资源网规划。

b）规划设计快速响应、多业务统一承载的高品质基础资源网。

c）整体规划基础资源网络，设计层次清晰、资源利用均衡的网络。

施工方利用该系统可实现如下目标。

a）及时获取施工信息。

b）快速准确定位施工位置。

c）施工信息快速上传。

5 结束语
智能化光网络哑资源管理系统通过引入信息化、智能化技术，实现精细化的网络建设运营管理，可提高基础资源的利用率，降低基础网络建设、管理和维护的成本。

同时该系统突破在网络维护阶段进行资源管理的现状，将资源管理工作贯穿网络规划、设计、工程、维护等全过程环节，形成完整的自我完善循环体系，保证资源数据的一贯性和连续性，提升资源管理效率和有效性。

另外，资源管理系统的应用需要有相应的管理制度，只有具备完善、相适应的管理体制才能发挥资源管理系统最大的价值。

参考文献：
［1］张伟聪.温州移动跨越光纤管理鸿沟［J］.电信技术，2013（5）：14-15. ［2］余勇昌，洪眉，王瑜，等.智能ODN解决方案及应用探讨［J］.通信技术，2012，9（45）：57-60.
［3］阮好凡.试析智能ODN光分配网络的技术应用［J］.通信设计与应用，2014（12）：29-30.
［4］毛雯铭，张毅，沈成彬，等.智能光分配网络技术及其进展［J］.电信科学，2012（8）：17-21.
［5］任艳，欧月华.智能光分配网络中电子标签技术的探究［J］.通信世界，2015（25）：39-40.
［6］段玉圃.iODN在维护及资源管理方面的应用探讨［J］.信息通信技术，2015（1）：85-89.
［7］吕剑锋.Smart ODN基于RFID推动光网智能化［J］.通信世界，2012（24）：34.
［8］王凯，姜建.二维码技术在配网资源中心综合应用平台的应用［J］.电源技术应用，2013（5）：260-261.
［9］曹宇，范红.基于eID的光接入网配线网资源全生命周期管理的研究［J］.光通信技术，2014（2）.
［10］蒋伟民.智能ODN打破“哑资源”窘境［J］.通信世界，2014（32）：44. ［11］房超.走向智能化的光纤基础设施网络［J］.现代电信科技，2014（5）：
23-26.
［12］汪国荣，陈赟.城市光网智能化运维支撑平台的开发与应用［J］.电信科学，2012（12）：108-113.
［13］田俊杰，吕智强.基于GIS与RFID的光纤网络资源管理系统的设计与实现［J］.科技资讯，2013（13）：21-22.
［14］沈铁民.基于GIS的光纤资源管理系统及其在光纤城域网中的应用［J］.科
技资讯，2016，14（13）：8-9.
［15］陈安才.基于GIS的网络资源管理系统［J］.邮电设计技术，2012（10）：75-78.
［16］赵维宁，夏艳红.电信网络资源管理系统建设初探［J］.广东通信技术，2002，22（2）：1-4.
［17］杨立法.电信网络资源管理系统研究与开发［J］.西安邮电大学学报，2004，9（3）：69-75.
［18］屈志毅，王戈，徐蕊.基于GIS组件的通信网络资源管理系统［J］.甘肃科技，2008，24（11）：21-22.
［19］任沂军，覃辉.基于GIS的电信本地网网络资源管理系统解决方案［J］.黑
龙江工程学院学报，2001，15（4）：24-27.
［20］谢光强.电信网络资源管理系统的设计［J］.电脑知识与技术：学术交流，2006（5）：85-86.
［21］吴坚.电信网络资源管理系统与工作流平台相结合的实现方法［J］.电脑知
识与技术：学术交流，2007，2（7）：10-11.
［22］唐红民，张高俊.关于提升通信基础网络哑资源管理能力的研究［J］.科技
与创新，2016（21）：47-48.
［23］汤希玮.网络资源管理系统设计与实现［D］.长沙：国防科学技术大学，2005.
［24］辛学超.网络资源管理系统的设计与开发［D］.济南：山东大学，2016. ［25］于智昊.网络资源管理系统的设计与实现［D］.长春：吉林大学，2006. ［26］赵焕成.网络资源管理系统的设计与实施［D］.北京：北京邮电大学，2014.
［27］张虹.网络资源管理系统设计与实现［D］.武汉：华中科技大学，2006.。