不知你是否曾经留意过马路边的电杆、路面上的人井、还有路边不知道里面装的是什么的大箱子,稍微观察一下其实就会发现,这些设施上都会刻有产权归属单位,比如中国移动、中国电信、中国联通等等。那么,这些运营商的基础设施都是用来做什么的,运营商又是如何管理这些设施的呢?我们就以光分配网络(ODN)为切入点来介绍一下本篇文章的主角——“哑资源”的资源管理。
通常来说,一条家庭宽带的开通就是典型的光纤到户案例,其依赖的ODN就是从通信中心机房的光线路终端(OLT)到达用户侧的光网络单元(ONU)或光网络终端设备(ONT,俗称光猫)所经由的光传输通道。ODN 网络设施位于中心机房和用户侧的中间,由多种无源设施、器件组成,主要聚焦于设施点、光缆路由、光缆纤芯这三大类资源,其中设施点就包括我们平时看到的电杆、管井、光交接箱、光分纤箱等,组成ODN网络的这些无源设施通常称为“哑资源”。
光分配网络(ODN)管线承载光缆关系示意图
前世
施工师傅在拿到ODN施工图纸准备施工时,往往感觉与现实情况差距较大,只能凭借个人经验进行建设维护,通常以手工台帐为主,线下Excel记录即可,资源管理系统的信息更新更是滞后,口口相传的资料维护又使数据的准确性大打折扣。
后来,运营商开始意识到这个问题,尝试使用信息化的手段来解决,但大部分的解决方案都是围绕GIS展开。这种方案可以理解为,利用地图的可视化特性,将哑资源作为一种图层呈现在地图底图上,构建光缆GIS地图,使“哑资源的情况只有经常维护该片区的施工师傅最了解”这一状况得到改善,也为运营商沉淀了一批基于地理位置的企业内部数据资产。但这也有一个弊端,哑资源的上图动作是资源系统的资料管理员在地图上差不多的地方点选生成,与实际的坐标也会有较大偏差。
哑资源信息流向示意图
积重
哑资源之所以“哑”,是因为设施建设地点、设施情况等无从得知,不像插电的有源设备可以通过电信号获取网管信息进而知晓设备的运行情况。上面我们只举了设施点资源的简单例子,光纤通信下的光缆网管理更是重中之重。相对而言,用户装机和运维阶段纤芯关系变化的管理和配线设施端口变化的管理难度更高。关于哑资源的数据治理一直是运营商的热门话题,也是投资建设的重点方向。我们归结一下哑资源管理的难点:
- 资源不准确,信息错乱缺失,准确度一般仅30%-60%,光纤端口资源依赖人工管理,不可控。
- 业务开通难,拆机不拆线、端口虚占,资源沉默率可达10%-20%。
- 定障效率低,排障难,65%故障后上门,运营成本高。
- 拓扑构建难,网络拓扑、节点间连接关系主要依靠人工方式获取,缺少信息验证手段,对后期业务开通、链路优化等工作造成困难。
哑资源存在的一系列问题需要数字化、智能化方案解决,数智化技术已成为ODN的重要关键技术。
今生
哑资源管理问题既有现状性问题也有过程性问题。解决现状性问题就是要解决存量资源的问题,解决过程性问题就是要解决增量资源问题和动态更新问题。其中,解决增量资源问题是解决哑资源管理的根本。
通过更加科学的管理手段,打通规划、设计、建设各个环节的断点,对生产活动从需求分析、规划、建设、验收、运营、维护实现端到端闭环管理衔接。同时与硬件厂商打通接口,借助物联网、AI等技术实现,补齐哑资源的短板,通过全生命周期的管理流程,实现哑资源的可视可管。
01 网络建设需求洞察,自动计算规划方案
基于汇聚的资源、业务、GIS等数据,结合人工录入方式,分析挖掘,发现网络潜在问题,针对网络问题根据规则自动计算资源方案,进行价值分析、排序,同时针对分析出的问题清单,分类派发地市任务,经人工确认后转换为正式的建设需求。
在洞察分析的过程中,数据的质量问题严重制约着分析结果的合理性。我们梳理常见的GIS坐标错误的问题,从空间维度和业务维度建立了质检规则体系,并提供了API级别的稽核和修复能力,可以批量快速校正GIS数据问题,修复显而易见的不合理的脏数据。
02 在线设计录入一体,线上维护施工资料
确定建设需求并立项后,需要进行设计出图,以便指导施工。我们将线下的管理工作搬到线上,以GIS化的操作风格,集成了大量的绘图工具控件,并通过流程的闭环管理,将外勘、设计、施工、数据入库几个环节有机的串联在一起,端到端地指导在资源就绪阶段的体系化管理。
在线设计的五个特点:
- 手机端GIS勘察逐步替换线下勘察,降低户外勘察频率和难度。
- 设计时就在GIS上完成资源的初步录入,减少重复工作。
- 设计时充分利用在线生产数据,使资源利用最大化。
- 图形化拖拉拽完成设计任务,在线生成CAD并支持导出查看,在线修改的数据可以实时重新生成图纸,减少设计工作量和返工率。
- 根据设计资料系统自动计算概预算信息,即时获取主材、建设等工程费用。
值得一提的是,在设计完成进行提交时,系统自动对设计的数据进行审核,审核规则包含孤立点原则、成端原则、定额规则、复用原则等,比如同一路由段如有满足条件的利旧光缆,则不允许设计新建。审核不通过的任务通过列表显示,设计人员可以针对这些数据进行修改,这将大大的减少由于疏忽大意而导致的失误。
03 物联网AI齐上阵,施工维护即准确
拿到施工图纸后,施工队就开始着手进行施工了。施工过程由流程把控,派单给施工人员后,可以在手机APP上查看建设任务。在实际施工中,针对不同的施工对象,我们采用不同的技术手段辅助。
// 外线施工
针对电杆、人井、光交、铁塔等户外设施,采用张贴NFC标签的方式。通过安装NFC标签,并与任务单中的资源数据进行关联绑定,可以准确的定位资源点的经纬度,避免采集位置以及不同手机的影响带来的采集资源的经纬度误差,准确的纠正设计时录入资源的坐标位置,对竣工资料进行在线更新。
// 跳纤施工
在光交箱、ODF架等重要节点内部部署RFID电子标签,对端口、尾纤进行标识,实现双标签管理。双标即指成端端口一个标签、业务(即尾纤承载的业务)一个标签,通过端口标与业务标两者的绑定关系来进行准确性管理,通常用于分光器上行纤到核心设备成端处。这提供了一种无需现场检查的按单施工检查手段,可以自动判断施工人员有无按单施工。
另外,由于RFID标签能够快速读取、远距离识别、穿透性强等特性,可设置扫码距离枚举值为0-15cm、0-30cm、0-120cm、0-220cm,对架空或管道段光缆、壁挂箱体进行资源摸排时,代维人员可无需登高或打开井盖。通过读卡器可实现批量扫描,系统查询标签绑定的资源数据进行自动核查,并给出“与系统一致、系统有现场无、系统无现场有”三类核查结果,因此RFID在光交巡检、光缆摸排等场景中也发挥了重要作用。
// 光缆施工
光缆直埋敷设是通过挖沟、开槽,将光缆直接埋入地下的敷设方式。这种方式不需要建筑杆路或地下管道,采用直埋方式可以省去许多不必要的接头。因此,目前长途干线光缆线路工程,以及本地传输网光缆线路在郊外的地段大多采用直埋敷设方式。直埋光缆只有达到足够深度才能防止各种外来的机械损伤,而且达到一定深度后地温稳定,会减少温度变化对光纤传输特性造成的影响,通常埋深要求要达到120cm及以上。
通过研发光缆埋深的AI智能识别能力,根据竣工资料中光缆掩埋前的照片,即画面中的卷尺和PVC管进行校验,自动化地对光缆埋深进行识别,最终输出卷尺上坑位深度的数值,自动化地采集和录入光缆埋深信息。
04 故障可视设备互通,施工抢修有效闭环
资源系统接收到故障信息后,针对每一起光缆故障发起现场闭环管理,将光缆故障工单推送至一线维护人员手机上。故障抢修人员根据传输设备的故障端口,在资源系统中查询关联的光路和光缆段,并通过基于OTDR的设备(如光缆巡线分析仪,俗称敲缆仪)在ODF上对光缆进行测试,获取故障点到ODF测量点的纤长数据。找到故障点后,对断纤处使用智能熔纤机进行熔纤处理,通过AI质检纤芯接续是否完整、直埋光缆故障标石是否补种等施工规范,确保抢修质量减少隐患。
// 光缆巡线分析清查
通过光缆声呐等感知分析技术,在光缆起始端机房内,安装敲缆仪测量设备,接入光缆的某一路空闲纤芯中,对光缆段进行初始测量,根据资源APP中展示的光缆路由和经过的支撑设备设施,到达现场之后选择支撑设施,开始进行敲击,通过敲缆仪监测到波形变化,获取敲击点到测量点的距离。逐个敲击,完成光缆的整条路由敲击测试之后,资源系统自动化更新光缆支撑设备设施的位置、光缆段纤芯长度、光缆盘留长度、光缆与人井的关联关系等资料信息,实现“不开井盖找光缆”。
// GIS故障定位
故障发生后,用户在资源APP中输入OTDR反馈的故障点的纤长数据,系统根据上述光缆路由中支撑点已测试过的纤长数据进对比分析,快速定位到故障光缆段两端的支撑设施,并通过前一个支撑设施点到故障点的剩余纤长,减除盘留之后,得到精准的故障点位置,并在GIS地图上进行可视化定位呈现。
// 物联网熔纤机
外线故障主要涵盖光缆外力故障、纤芯故障、连接件故障等3种场景。通过与熔接机厂商合作,在熔接机上安装物联网2G通信模组芯片,制定物联网熔接机接口技术规范,与资源系统建立数据上传和采集通道,实时回传每一芯的熔接数据,系统自动判断是否完整接续、无损接续,解决因接续不完整导致纤芯中断、接续不当带来纤芯弱光的痛点。其中熔接回传的数据主要包含熔接机序列号、SIM卡识别码、熔接芯数、熔接损耗等。
展望
ODN只是运营商庞大网络体系中的冰山一角,网络资源的复杂性也造就了资源管理系统的研发是个浩大的工程。资源系统的数智化管理是必然趋势。同时,哑资源设备提供商也从根源硬件上思考探索出很多新技术,用以根治哑资源“哑”的问题,比如光虹膜技术就是通过超高精度的加工技术给光纤打上唯一性生物标签,实时监控设备状态。无论采用什么方式,最终的目的都是维护线上资源数据的准确,为业务开通和网络维护提供有利保障。
良好的哑资源的数字化管理,可以帮助运营商加速光纤宽带部署,减少资源浪费,降低运营成本,加之智能化技术手段,让哑资源彻底亮起来。作为城市管廊建设的重要一环,这不仅是技术革新的生产应用,更是管理方式的重大变革,构建高度孪生自智的网络基础设施,软硬件厂商群策群力,共同为实现网络强国、制造强国、数字中国的目标贡献绵薄之力。