光传输网管理解决方案
作者: 刘彦
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1 关于
基于一种开创性的光传输网虚拟化方法（），致力于提供从网络规划、网元管理、故障管理，到业务发放的全生命周期系列解决方案——。
区别于现有的特征在于：其面向用户呈现的所有网络元素，仅与网络规划有关，与厂商设备无关。通过，我们期望光传输网络的建设、维护和业务发放能够得到质的提升，其响应速度将接近网络，从而得到真正可运营的光传输网。
具体收益包括：
1、 在断纤故障下，30分钟内结合保护情况确定所有受影响业务，并找到恢复链
路；
2、 在业务发放场景下，通过技术向设计院在线提供实时链路资源分布，为业务发
放流程打通创造条件；
3、 利用链路和端口资源预警功能及时扩容，可以将长途电路响应时间从2个月缩
减到5工作日以内，同时扩容更加有针对性，提升资源利用率至少10%； 4、 基于完全中立的建模技术，得到严谨和高可读性的分层信号流图，降低了运维
技术难度，消除了引入不同厂商所带来的培训代价，降低了人员技术要求，减少了人力成本。
2 功能介绍 2.1 (总体)
系统接口 服务端软件系统 服务端硬件配置 ，可定制()、、 ， 、 8G ，40G硬盘， I5 1.80，100M网口，支持虚拟机 3 / 14
兼容浏览器 部署方式
1) 独立运行；2) 集成到现有系统 在这个信息驱动的新时代，我们在网络上的所有活动，如看视频、玩游戏、网购，不管使用哪种终端，最终都会转换成光信号在网络上传输。光传输网络就是我们这个信息社会的底层基础。大多数人并不知道光传输网络的存在，它就像空气一样，无处不在，无比重要，却又难以感知。
100M 已经得到普及，当前光传输网构成了网络带宽提速的关键瓶颈。就好像人们驾驶汽车，虽然奔驰宝马性能优异，如果路面拥堵，那还是发挥不出来。要解决这个问题，就需要大幅提升光传输网的响应能力。目前根据电信的指标，开通一个波长业务需要2个月，而开通一个长途业务，由于资源的不确定性，甚至需要更长的时间。这一方面导致光传输网应用门槛非常高，无法普及；另一方面，虽然运营商投入大量资金建设光传输网络，传输资源总量很大，但是由于无法根据需求变化灵活调度，还是有大量结构性资源不足。
基于技术中立模型，致力于解决上述两方面问题。能够从不同厂家或者不同设备类型抽象出各种符合标准建议定义的信号连接和功能模块，形成多个完全解耦、功能完整的抽象网络，并按照网络功能重新组合。通过独有的光传输网建模技术，实现光传送网的全网协同与弹性化管理，通过快速响应解决了突发性的网络拥塞问题。消除了不同设备厂商、不同传输技术、不同地域之间的阻隔。使得网络流量每成本下降2倍以上。同时通过分权分域管理，实现光传输网的业务化运营，提升了运营商资金周转效率。
的光层模型
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的电层模型
产品能够给客户带来的收益非常多，而且具有无限的扩展能力。通过，复杂的物理设备与逻辑功能之间的多对多关系得到简化，原来异构多域的网络变成了多个相互正交的功能模块。根据运维的上下文，用户可以选择特定的功能模块操作，屏蔽其它无关因素的干扰。这种逻辑抽象不因厂家提供的软件模型差异而不同，采用相同传输技术的不同厂家组成的网络可以拼接到一起统一优化管理，解决了厂商域碎片化的问题。同时，由于每次只需要关注网络的一个逻辑切片，减少了软件处理的信息量。实际网络对比，通过改进算法，我们只需要生成厂商网管1/10的波分链路，就可以完成相同的网络管理功能。这意味着同等计算能力的硬件平台，可以加载更大范围内地理区域的网络进行管理，也解决了地域碎片化的问题。根据测算，一家典型的综合运营商全国地级市以上的波长总数在15万到20万波长（按10G当量）之间。通过我们的逻辑抽象，全国所有波长可以统一在一台典型配置的服务器上集中
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可视化管理，实现子波长级别的资源监控，甚至路由规划。这种突破带来的最大价值，就是改变光传输网在整个电信网络体系中的定位。通过全网可视化监控，光传输网碎片之间的“裂缝”能够被实时监测到，通过带宽优化填补这些裂缝，业务落地转接的情况将会消除，网络上无谓的穿通流量消耗也将大幅减少，从而降低对昂贵的高性能核心路由器的依赖，同时降低电能消耗等维护成本。
自身的维护门槛非常低，用户不需要任何额外输入，仅凭从厂商网管上采集到的基本存量，就能完成网络拓扑构建和各种逻辑资源的生成，拓扑节点的类型（、、电子架）都是自动计算得到的，不需要用户指定，也不会以厂商网管上手工指定的类型为准。例如，在同一个物理设备上，可以存在3个业务方向的，然后同时完成第4、第5业务方向之间的功能，用户不需要任何人为的槽位划分，系统会根据光纤连接生成两个逻辑节点：一个含3个方向的节点，和一个节点，就好像这里有两台物理设备一样。
还可以根据从网络采集到的业务配置自动计算所有层次的业务径，包括、、、，不需要用户在上“做业务”。并且这些路径层次与网络规划是一致的，在站点内部不会由于光放或者合分波单元之间的级联而产生多余的层次。路径同样秉持这一原则，只有实际影响业务路由的交叉调度才会产生路径，其它的中间层次都隐含在路由信息中，一般不需要管理。用户可以在实际使用中仔细体验这些革新所带来的影响。这种智能运算能力确保了逻辑数据与网络存量配置的实时一致性，是实现其它高级别应用功能的基础。
2.2 资源管理系统
资源管理系统包括三个部分：波道资源、时隙资源、客户侧光口资源。
2.2.1 波道资源
? 光层逻辑视图
波道资源全部位于光层视图中。光层视图的每个节点代表一个或者，节点之间的连线代表或者之间的。
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点击连线，从详细信息窗口可以进入该承载的所有波长列表。如下图所示，564到562
的承载了4个波长，颗粒均为3。
节点左上角的扇形标识该节点采用了或者的方式上下波长，扇形中的数字表示用于上下波长的方向数量。
? 波道平面视图
左侧的格栅状标尺一共有80个刻度，与系统波道数对应，最上方的刻度表示，下方每个刻度从192.10到196.05，表示每个波道平面的波长资源使用情况。没有开通任何波长的波道平面，刻度为纯白色，开通了波长的波道平面，用色块长度对应表示该平面的波道资源占用情况。如下所示，选中最下方刻度，右侧视图中黑色的线表示该跨段开通了196.05的波长资源，灰色的线表示该跨段的196.06波道是空闲的。
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? 波道分配图
波道平面图适用于描述化的网络中每个波道资源的使用情况，如果按环链规划的网络，当然传统的波道分配图会更加适合。在启动波道分配图之前，会根据波长路径的走向自动拆分环链，如果是按环链组织的网络，拆分的站点成员和先后顺序是严格匹配的，不需要人工干预。在网络中，如果波长分布变化较大，则环的结构可能发生变化。如下图是一个网络的拆分结果。
波道分配图支持首列首行冻结平移。点击环15进入波道分配图：
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? 详细视图
点击光层逻辑视图的每个节点，可以进入其详细视图，查看该节点上的波长调度情况。 具有两个方向的连接节点详细视图：
视图用一个圆圈表示位于站点597的该，圆圈上的5个刻度位置分别代表各个光方向。以华为设备为例，每个光放向由一组、光放、色散补偿、合分波单元组成。在厂商网管上管理时，用户习惯手工将这些单板编作一组，并且在的光口上标注对端站点名称，在中，我们根据光纤连接关系，自动计算出对端站点名称，作为该光放向的名称，即上图中分别为595、585、578的三个方向。另外两个方向用于本地波长上下，所以名称均为。光方向之间的红色弧线表示这两个光方向之间存在光交叉，弧线的粗细代表了交叉数量的多少。这些光交叉也是基于设备中的实时交叉信息分段组合计算得到的。上图中，当前选中的595方向有两条红线分别连接到一个和578方向，右侧的页显示与之间有2个交叉连接，与578之间有3个交叉连接，展开后可以看到其频率值分别是192.85、195.7、195.75。
基于当前的技术，组建一个的光方向就需要一子架，一个节点所需的设备可以摆满一个
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10平米的房间。基于传统的管理技术，厂商网管只能呈现这上百块板卡之间的光纤连接关系，由用户清理其中的信号走向。而通过智能化计算，得到的结果就好像我们拥有一块与交叉芯片类似的“光交叉芯片”，基于这块虚拟芯片所得到的虚拟设备的管理方式与设备的管理方式也是类似的，从而进一步构成的网络也能获得与类似的效率。
2.2.2 子波道资源
? 逻辑视图
逻辑视图的节点代表一个支持交叉的站点，左上角的数字表示该站点中支持的电框数量。节点之间的连线表示两个站点之间存在资源，连线的粗细表示资源数量的相对大小。连线的颜色表示最大颗粒级别，深绿色代表大颗粒，浅绿色代表小颗粒，中涉及颗粒大小的显示方式都遵循这个规则。利用左侧的标尺可以对资源的级别过滤，当选中时，显示所有级别的总带宽，当选择0到4时，显示对应级别的空闲资源。
? 详细信息
所有的资源均来自波长路径，所以每条连线对应一组波长路径（即）。点击一条连线可以查看这些的详细信息。如下图所示，详细信息包括了的源宿光口、颗粒级别、频率值和子层时隙的使用情况。
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进一步展示第一条可以看到该波长的3的第一个2子层时隙被占用了，即占用25%。
? 电框详细视图
与光层详细视图类似，电框详细视图用于展示电框内部的交叉分布情况。点击一个站点，选择一个电框，进入电框详细视图。如下图所示578有两个电框，均存在交叉。
选择进入578的第2个电框，如下图所示：
电框上 光口均按照路径方向分组，所有支路单元分作一组，圆圈上的每个刻度对应一个方向分组。选择593方向，可以看到该方向到585方向有1个交叉，到方向有3个交叉。
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2.2.3 客户侧端口资源
客户侧端口资源指能够接入客户侧业务的光口。客户侧端口资源可以在站点视图中察看。点击站点视图中的一个站点，打开站点详细信息，客户侧端口是按或者电框组织的。在595第2个电框下，可以看到5个客户侧端口，其中有3个是空闲状态，其余2个已经分别连接到597和566。当连接到真实设备时，还可以通过校验收发方向的光功率，检查业务是否真实在线。
2.3 业务维护系统
2.3.1 监控与业务影响分析
在光层视图点击连线可以看到的各个跨段的衰耗分布情况。
所提供的链路是严格意义上与网络规划一致的局向光纤链路，不会处理成级联合波器件之间那种依赖于物理板卡实现的内部链路，也与网络规划一致，站点内部的多级光放之间不会形成。上图中，最上方的标注线是光功率参考值和跨段距离。光功率参考值是在网络调试完成后保存的理想状态快照，距离值是根据上下游站点的光放级数和拉曼遥泵部署情况得到的估算值，距离估算值也用于逐层累加估算最终链路的时延代价。
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如果某个跨段的衰耗值超过了参考值，则该跨段会标注一个警靠标志，默认的衰耗差值门限是1。
在链路中断的情况下，可以通过“ ”得到该承载的所有客户侧路径，当前列出了所有的和路径，分成两个页展示。
承载的路径：
间接承载的路径，也就是上图中所有路径承载的所有路径：
2.3.2 监控与业务劣化
所提供的维护功能，主要针对单波道功率劣化的故障场景。 通过电层视图的详细信息窗口，展开一条路径，然后点击可以检查一个所经过的所有的详细情况。
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在上图中，最上方给出了该的基本信息，包括的源宿光口、光口收发功率、时延估算值。链路上的黑色圆圈表示所经过的波长调度节点数量，这些调度节点可能是，也可能是。链路下方列出了所有的段，段的基础信息和维护界面基本一致。如果段数较多，可以通过链路上的滑块或者链路上的橫向滚动条控制浏览。在这些光路上，如果存在有光谱分析单元（如华为的），会根据分析单元的光纤连接和的频率值取到对应光口对应波道的光功率值，标注在链路的对应位置上，如上图的脉冲符号所示。
2.3.3 路由与时延分析
链路监控主要针对个别链路失效或者劣化的疑难故障场景。 在站点视图中选择状态的端口，可以察看承载了客户侧业务的链路状态。主要的信息包括了的工作/保护路由时延，以及承载的各个段的故障状态。的工作和保护链路分别以1和2表示，选中一条链路时链路上会标注该链路对应的时延代价。如果工作保护路由的时延差异非常大，链路上会有警示信息。如果工作保护路由存在共享的情况，同样会给出警示信息。在链路上点击某个跨段，可以下钻展示该链路的监控信息。
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光传输网管理解决方案（公开版本）
