光驻地网光路开通优化方案的研究和应用

程 丹，王顺强，黄海燕，陶珠凤

（中国电信股份有限公司广州分公司网络资源中心 广州510630）

1 引言

随着FTTx技术的广泛应用，2011年中国电信开始大力推进“光进铜退”发展战略，2013年3月以来，光驻地网工程光路开通需求量以2012年底峰值产能的2～3倍激增，在录入、开通各环节施工力量没有增加的情况，频繁冲刺、加班状态难以为继，迫切需要从系统优化、流程优化等方面寻求突破，以实现效能的迅速提升。

2 一二级光路开通模式优化

2.1 光驻地网工程光路

FTTx技术盛行，广泛应用目前的电信开通业务。光覆盖面越来越广，FTTx光路要基本覆盖满足光纤接入的商业楼宇及部分小区。光驻地网工程光路作为FTTx光路开通中的重要组成部分，主要包含二级分光器（OBD）—一级分光器（OBD）—光线路终端（OLT）之间的工程光路。

光驻地网工程光路中，95%的光路场景结构单一、路由简单（点到点）、规则清晰（基本是新建资源，按照空闲纤芯顺序占用即可），但需求量大，自2011年FTTx工程光路呈现井喷之势后，目前仍保持约11 700条/月的需求量，其中二级分光器（OBD）—一级分光器（OBD）仍保持月均10 000条左右，一级分光器（OBD）—光线路终端（OLT）约1 700条/月。

本文中一二级光路特指二级分光器（OBD）—一级分光器（OBD）之间的工程光路，一、二级分光器由于靠近用户端，一般放置在靠近用户端所在楼宇的弱电井、光交等光交设施中，具体由现场情况决定。由于一、二级分光器放置的位置较近，所以路由较短，路由结构简单；按照光路路由的跳点数主要可分为：单跳点，一二级光路是直连光路，中间路由无需多次跳纤，一、二级分光器可通过所属机房的光纤直达，本文中就是应用此种场景；多余1个跳点，一二级光路路由中还存在至少1个跳接点，此种光路相比于前者路由复杂，跳点较多，需要人工判断配置。

2.2 一二级光路调度开通模式

2.2.1 原有一二级光路开通流程

目前，一二级光路开通整个流程如图1所示。设计出图纸，施工现场布放光缆、分光器，完工后施工方提交资料给设计录入（不含覆盖地址），由监理单位将光通路表、录入资料整合为光需求单并提交光单，再经过资源审核、配置后，到现场跳纤，最后施工方再次将完工资料提交给设计录入（含覆盖地址、光路编码）。

2.2.2 流程分析与自动调度功能的提出

为提高整个开通流程的效能，本文运用流程优化的方法之一——ECRS分析法对各个环节工序进行分析。ECRS分析法，即取消（eliminate）、合并（combine）、调整顺序（rearrange）、简化（simplify），用于对生产工序进行优化，以减少不必要的工序，实现更高的生产效率。其中，取消即考虑某项工序有无取消的可能性，若非必要且不影响进度，这便是最有效的改善；合并就是将两个或两个以上的对象变成一个，合并后可以有效地消除重复现象，能取得较大的效果；重组也称为替换，通过改变工作程序，使工作的先后顺序重新组合，以达到改善工作的目的；经过取消、合并、重组之后，再对该项工作做进一步更深入的分析研究，使现行方法尽量简化，以最大限度地缩短作业时间，提高工作效率。

结合本文一二级光路开通流程，下光需求单前，监理单位要将设计单位制作的光通路表和录入单位提供的录入资料表整合为需求表，耗时2日且容易出错；后续还需流经资源中心对需求单进行审核、配置，耗时需1～2日。并且，录入单位也需进行两次资料录入。

因此，本文提出了光路开通的优化方案，优化流程如图2所示。取消流程中监理提交光单、资源审核及配置环节，合并两次录入，在光缆和分光器的完工资料录入后，实现系统批量自动生成光路，即光路自动调度。这样，在录入单位工作量基本不变的前提下，减少了设计单位制作光通路表、监理单位整合光路需求单、资源中心下单配置的3个环节（3日）。同时，减少了工单受理、施工单位SPS系统回单等操作，避免了系统、接口卡单的风险。

图1 原有开通流程

图2 拟优化开通流程

3 一二级光路自动调度系统的功能实现

3.1 光自配系统简介

中继光网自配系统简称光自配系统，即智能化自动搜索满足条件的光网业务需求，实现光路路由方案最优化路径选择的配置系统；光自配系统以其特有的“点面结合”方式，将广州本地光网中继网（是一个具有1.8万个光节点的网状网，结构复杂，是全国最大、最复杂的本地网之一）架构资源全部囊括其中，众多光网节点按照网状层级及其关联状态网状分布于各个层级之中。

3.1.1 光自配系统实现的网络模型

建立快速收敛的3层网络模型，如图3所示。系统根据业务特性和组网特性将网络抽象分层，在此基础上，合并出入度小于3的网络节点，再通过原子机房力度对资源进行汇聚，大大降低了网络节点的数量级，形成自适应能力强、检索效率高的光网络物理模型。

图3 网络模型

3.1.2 光自配系统实现的基本算法

Dijkstra算法的基本思想是：若起点Vs到终点Vt的最短路径经过点V1,V2,…,Vn，则V1到Vt的最短路径为P1t{V1,V2,…,Vn,Vt}，V2到Vt的最短路径为P2t{V2,…,Vn,Vt}，依 次 类推；具体计算是在有向图上进行标号迭代的过程。

设点i至点j的长度 为Cij，Vi至Vj的最短 路径记为Pij，最短路长记为Lij。令B（j）表示起点Vs到点Vj的最短路长，且网络起点Vs的标号为B（s）=0；令K（i,j）=B（i）+Cij，则：

（1）找出所有从起点Vi到点Vj的最短路径，用集合B={(i,j)|Vi,Vj}表示；

（2）根据集合B，计算K（i,j）=B（i）+Cij；

（3）当B（z）=min{K（i,j）|(i,j)∈B}，则在临时终点Vz处标号B（z），同时返回步骤（1）；依次迭代，最多通过n（有向图的点数）轮计算得到最短路径。

光自配系统采用基于Dijkstra算法以及点面结合搜索策略，并自主研发出“爬楼梯”算法，使系统性能提高1倍，且生成的路由更合理、更准确。以点带面，搜索面与面之间的大路；同一面内，按点划分为核心层、接入层、用户层，并采用“爬楼梯”算法，搜索点与点之间的小路；点面结合，在30 s内，快速计算出网状网中任意两点的全程路由方案。

图4 自动调度系统功能实现

3.2 基于光自配系统实现一二级光路调度开通功能

3.2.1 一二级光路自动调度的基本思路

前文已介绍，光自配系统实现了通过3层网络模型将广州本地网嵌入系统中，将本地网中的各网络节点按照局向串联起来。一二级光路自动调度的基本思路是：目前开发的录入效能提升二期功能模块化，录入的需求中已实现模块化批量生成光交接设施（光交接箱、ODF、OTB等）、OBD、光缆段、成端和机房，在现有光自配系统下，系统根据各网络节点、局向光纤、系统参数和一定的配置规则自动生成此类光路，并可根据工程信息查询并批量导出调度单，作为现场施工的依据。此举旨在原有FTTx光路开通模式下，在录入环节自动生成光路，省去监理上单和调度两个环节，即实现一二级光路自动调度。

3.2.2 基于光自配系统实现一二级光路自动调度开通功能

（1）一二级光路自动调度的光路生成规则

当工程录入二级分光器的所属设施存在局向光缆时，系统自动搜索出其上联节点是否存在一级分光器。若存在，则系统自动生成两者之间的工程光路，省去原有开通模式中的监理上单和配置调度两个环节，即实现一二级光路自动调度。

同时，根据二级分光器所属光交接设施选择局向、按顺序选择对端光交接设施的一级分光器的空闲端口，并选择空闲局向纤芯按顺序自动生成光路；如果局向对端光交接设施有多个一级分光器，则按照顺序占用分光器及下联端口。

（2）一二级光路自动调度系统功能实现

根据一二级光路自动调度的光路生成规则，本文在光自配系统平台上实现了自动调度的功能，具体流程如图4所示，即在录入生成局向光纤后，系统校验二级分光器的所属光交设施，若存在所属光交设施且设施的光纤局向单一，则判断光缆对端光交设施是否有一级分光器，若存在一级分光器，则按照顺序依次占用分光器的下联端口，并分配纤芯、生成光路。

3.2.3 一二级光路自动调度的优缺

（1）一二级光路自动调度的优点

流程简化：在新流程下，由于省去原有开通模式中的监理上单和配置调度环节，使得新流程更加简化，有利于节省开通时间。

节省时间：首先，一二级光路自动调度能根据录入资料的需求，批量生成光路，大幅缩减配置时间；其次，与人工配置相比，一二级光路自动调度生成的光路按照局向光纤的纤芯序和分光器的端口序顺序生成，此类光路有利于施工人员跳纤，节约施工时间。

Dijkstra算法的有限运用：Dijkstra算法广泛应用于有向图的网络规划中，当有向图节点繁多时，需多次迭代运算，寻求最优解。在一二级光路自动调度中，系统限制只根据局向光纤做一次路径查询，能在合理利用光自配网络结构的架构下，有限缩减光路的生成时间。

（2）一二级光路自动调度的缺点

虽然一二级光路自动调度实现了无跳点的光路生成，但跳点数大于1的一二级分光器之间的光路依然无法生成；此外，当二级分光器的所属设施关联的局向光缆不止一条时，系统也无法判断其上联分光器，导致无法自动生成光路。

4 自动调度试点应用成效

一二级光路自动调度系统功能实现后，于2012年8月28日起一二级分光器光路自动调度功能在海珠片区试点，在为期4周的试点期中，海珠区共65个节点（47个节点属纯自动调度，18个节点属自动调度+直连）应用自动调度，每日单量如图5所示，共1 221条光路。覆盖面达90%以上，异常率0.3%。试点成功，达到预期目标。

图5 海珠试点光路自动调度统计

按单节点100条光路评估，光路生成平均耗时10 min/节点，相比人工调度上单、审单、配置加系统环节流转至少要4 h/节点，效率大大提升；按批量常规开通场景，90%的驻地网光路适用此功能，节约监理下单、资源配置时限1.5天。

同时，自动调度光路纤芯序由系统顺序分配，与现场施工习惯一致，从源头上杜绝人工调度不顺序分配容易导致的现场不按单施工问题。现场按单施工率可由95%提升至100%。

5 结束语

从试点区域的成功经验看，一二级光路自动调度系统功能解决了光驻地网工程光路中近70%的需求问题，有效节省了开通时间。通过在海珠、番禺区域的试点，该系统功能有望向更广的区域扩展。同时，对于存在跳点的一二级分光器之间光路、一级分光器（OBD）—光线路终端（OLT）之间的光路，也需要进一步拓展及完善系统功能，进而提升光驻地网光路的开通效率。

1 李玉萍，徐东，彭于彪.上市·策.北京:清华大学出版社,2008

2 熊伟.运筹学.北京:机械工业出版社,2005