数智化ODN网络解决方案蓝皮书

略，引领全球经济快速发展。特别是疫情以来，5G、千兆光纤网络在经济社会光分配网络（ODN）是连接通信机房和用户设备的实体设施，是千兆光纤网络后期运维难度大，给网络质量的稳定和进一步020304 223466677050607 5.3综合业务区光路连接健康监控225.4综合业务区光路在线识别和监控功能需求2426 11数字化、智能化的浪潮正深刻地改变着人们的生产生活方式，经济社会正加速向数字经济议通过的《中共中央关于进一步全面深化改革推进中国式现代化的决定》明确指出，要健全促进实体经济和数字经济深度融合制度，加快构建促进数字经济发展体制机制，加快新一代信息技术全方位全链条普及应用，打造具有国际竞争力的数字产业集群，同时要适度超前部署新型基础设施建设，扩大高技术产业和战略性新兴产业投资，持续激发民间投光纤网络的覆盖水平和支撑大数据、云计算、人工智能、工业互联网等信息基础设施发挥网络建设升级，到2025年底，边疆地区县城、乡镇驻地实现千兆光网通达，行政村、20发展转向高质量发展，高可靠性和高效资源管理是宽带网络提供长期稳定高性能服务的关数智化方向演进，以其提升接入网络建设效率、增强光纤资源管理能力、缩短平均故障恢复时间等重要特性，越来越成为高质量宽带网络的重要支撑，将有力推动我国城乡地区宽2数智化ODN网络技术演进传统ODN网络的施工中，主干光缆、配线光缆和入户段光缆采用现场开剥或成端的光缆理主要采用传统纸质标签、人工现场记录的方式，因而在数据录入及资源维护阶段存在着定位难、维护信息更新不及时、工作量大、效率低等问题，甚至会出现由于数据信息偏差导致的故障错误。随着宽带接入网络规模越来越大，传统的ODN在运用中面临着一系列传统ODN网络中配线设备设施内的光端口连接状态和关系通常会在端口跳接位置设置标签并在箱/盒体内附记录表，由装维人员现场手工记录并事后将连接关系录入系统。长期 另外，由于传统ODN配线设备设施的光端口没用户申请退网后无法将光端口释放的信息及时反馈给资源管理系统，导致经常出现用户拆机不拆线的情况。部分国外运营商资源沉默率高达10%~20%，浪费了前期建设投资。甚至部分主干光缆、配线光缆也存在类似的资源静默后的光缆重复建设问题，影响了光缆网接关系不清晰等问题，大大增加了弱光定位难度，通常需多组人员逐段排查，造成平均排障周期长、弱光排障误判率高、无法提前识别潜在质差，最终影响客户的感知和体验，导存在多种问题，必须有强流程和规范保障，才能提高资源管理准确率。2.2ODN网络数智化演进需求2.2.1哑资源连接端到端可视备之间连接关系查看的功能。支持数据分层可视，提供不同设施点，光缆在不同地图缩放层级的呈现功能，支持在GIS图层（或进一步在立体空间位置图层）上通过勾选实时查看2.2.2哑资源健康端到端可视ODN哑资源工程质量可视，ODN大部分都是外线施工，涉及的工程场景复杂，施工人员2.2.3哑资源连接异常变动可感知可远程感知ODN哑资源在正常的工单之外发生的连接变动，包括光路业务线路的变更、光缆线路的割接、光交端口的切换等，派单进行现场或者远程确认，防止实际线路数据与2.2.4哑资源连接关系自动更新2.3数智化ODN代际演进 现场ID识别。基于AI的图像识别、电子标签，可快速获取ODN设备和线缆连接关系，生成完整的ODN资源关联信息并映射在GIS地图上，便于资源同步和位置管理。但由于2.3.2数智化ODN2.0——健康数智化、拓扑可视当端口、纤芯资源和连接关系发生变化时，通过光路标签自动感知技术，数智化ODN可3、健康状态在线可视。数智化ODN可自动测量分析、告警分析，实现光路状态实时可视和动态预警预测，包括光路路由、光路4、故障定界定位。数智化ODN管理系统支持ODN线路段的故障责任划分，支持分2.3.3数智化ODN3.0——资源变化自动更新、ODN光缆网数动感知资源变化并刷新资源管理数据库，保证数据库数据和现场数据的一致性。实现资源变化自动更新的关键是远程光层ID识别等自动采集技术。基于光层标签可快速获取ODN33数智化ODN网络概述数智化ODN是利用数字化技术，如光纤通信、图像识别和人工智能等，来优化和管理ODN网络。它在规划、建设、验收、运维全ODN网络数据流无纸化，资源变化自动采集，光路状态可视化。不仅可以快速发放无源定期巡检，能够识别并准确定位潜在的光路故障，如光路连续衰减、光路异常衰减等，并系统也支持用户启动临时故障定位。系统能够在分钟级内识别用户投诉是否由光路质量引3.2数智化ODN在接入网络中的位置）， 3.3数智化ODN系统模型分析能管理系统、哑资源采控模块组成。支持与第三方OSS系统对接。数智化ODN网络的参3.4数智化ODN功能实体3.4.1物理标签3.4.2数智化ODN设备3.4.2.1数智化预制光缆组件 数智化光纤连接器：光纤线路的端子器件，用于光纤之间，实现光路的联通和灵活配接，数智化光纤连接器在工厂内预制在光缆上，具备可靠的物理标签和光路标签。在现网安装3.4.2.2数智化光节点设备数智化光节点设备由带物理标签的数智化箱/盒（如ODF、光交箱、接头盒、数智化箱/盒：光纤线路的管理节点，承担光纤接续、分光和配线功能，其外部具备唯一为了能够在现场实现免开盒快速施工，数智化箱/盒通常采用预连接方案，当为了能够实3.4.2.3数智化光纤适配器数智化光纤适配器是一种带有光路标签的光纤适配器。其内部预埋有一段能够对特定波长将数智化光纤适配器接在无数智化特性的光节点设备上，可将光节点设备升级为数智化光3.4.3智能光路感知设备智能光路感知设备需要对点到多点或者点到点拓扑光路的散射、反射等光路信息进行智能感知和分析，识别其光路连接关系和健康状态，并按需上报给智能管理系统的设备。通过空间路由类的智能光路感知设备能通过探测光纤中的瑞利散射回波信号，实现对整个光纤长度上对沿光纤分布的振动/声音环境参数进行测量，从而感知光纤所在光缆经过的空间3.4.4智能管理终端智能管理终端是一种带有光路管理软件的便携式设备，配备管理操作界面，可实现对数智3.4.5智能管理系统智能管理系统主要通过智能光路分析设备或智能管理终端实现对被监测光网络和数智化3.4.6哑资源采集控制模块哑资源采集控制模块是一整套哑资源数字化采集系统，实现对光缆建设、管理及运维全生命周期的覆盖，进行资源管理和实时监控，解决资源数字化、可视化管理需求。采控模块可包含：端口数智化、资源点数字化、路由数字化、光路健康数智化（光路损耗、故障/ 44数智化ODN解决方案简介数智化ODN系统从下到上分别由物理OLT侧部署智能光路感知设备、光路切换设备（OSW）和光耦合器，OSW和光耦合器也ODN：FTTH物理网络基础部件，负责从CO端到用户家庭的端到端光纤连接。数智化数据，AI大数据分析，光路检测设备等，实现对ODN网络的可视化、智能化管理，提升ODN网络的运维运营效率。数智化ODN哑资源采集控制模块：具有哑资源设备数字化采集、数据处理、任务管理、辅助管理、安 4.2数智化ODN组网4.2.1传统ODN组网的数智化在OLT侧部署智能光路感知设备、光路切换设备（OSW4.2.2预连接ODN组网的数智化对于预连接ODN组网，在新建场景，每一条链路由HubBox（内置数智化分光器）和多步骤与传统预连接设备相同，不增加额外工序和要求。搭配OLT侧的智能光路感知设备和对于预连接ODN组网，在现网存量改造场景，因预连接产品外壳不可开启的属性，可以使用外置数智化光缆或者数智化光纤适配器升级现网分光器盒子，使其具备数智化能力，并支持基于数智化的智能运维，支持远程验收和故障定界定位，实现现网改造，如图4-54.3数智化ODN管理系统部署5）提供ODN网络质量监控功能，支持自定义周期自动诊断ODN网4.3.1智能光路器件智能光路器件主要由数智化分光器、智能光路感知设备、光路切换设备（OSW）和光耦合器等组成，实现ODN网络的资源可视和质量可视。借助二级分光器清虚工具，实现二级 数智化分光器安装在一级分光器光交箱中，配合智能光路信息感知设备识别端口状态和连接关系，数智化分光器支持手机APP扫描数字标签录入管理系统，并携带GIS定位信息，便于在线资源管理和用于ODF、光交箱插框的数智化改造，一体化托盘上部署卡扣式采集器，业务标签按需部署，通过采集条自动扫描业务标签，实现标对点到多点或者点到点拓扑光路的信息进行智能感知和分析，识别光路切换设备（OSW），配合智能光路感知设备，使光脉冲在不同的光路之间切换，对多个被测光纤逐一检测。光路切换设备和光耦光耦合器，配合智能光路感知设备，将不同波长或不同功率的光信无源清虚盒式工具，现场将工具临时串联到二级分光器上联链路，4.3.2数智化改造升级配合勘测工具和改造割接工具及数字化升级设备完成4.3.2.1局端设备割接 4.3.2.2外线分光器割接（存量改造）1)在资源管理系统中查询OLTPON口对应的5)更换一级分光器数智化分光器，割接中获取分光器PON口信息，并采集数智化分光器3）选择SubBox/EndBox上要光纤适配器插入空闲端口；如在已安装入户缆端口上进行改造，拔出已安装入户缆，将数4.3.2.3数智化ODN管理平台部署4.4数智化ODN关键技术与应用4.4.1无源光网络拓扑还原在完成安装部署后，提供拓扑还原功能，以实现ODN哑资源清查管理功能，协助提升资(4)支持二级分光器识别和ONT分组4.4.2无源光网络质量监控4.4.3无源光网络故障诊断 (2)支持主干段故障诊断，支持从PON口到一(4)支持入户段故障诊断，支持从二级分光器到ONT段，即(5)以上功能可在一次基于PON口粒度的故障4.4.4二级分光器端口状态虚占清理可使用清虚工具上站随装随清，提供二级分光器端口状态信息，以支持二级分光器哑资源55数智化ODN解决方案应用综合业务区是指为满足基站、WLAN、集团客户专线、家庭宽带等各类业务接入需求，结被中国三大运营商提出后，十余年来一直是业务发展、运营效率提升的关键战场。当前综光纤资源治理混乱影响网络改造和运维效率等挑战。综合业务接入与家庭宽带接入是共机），对光纤故障的管理能力需求迫切。接入机房中布放智能光路感知设备除了能用于P2MP线资源（管道、光缆、光纤、跳纤等）和面资源（管理区域等），通过RFID、N码等标签的部署、无源数据的采集和上层系统的建设与数据互通，完成对上述资源的数智化改造，实现端口之间、端口与跳纤之间的连接关系的识别。随着技术演进，后续将从数综上所述，智能光路感知设备与RFID、NFC、二维码光纤哑资源的连接和健康端到端可视。物理标签技术实现主干设施点和端口名称，以及端口之间、跳纤与端口之间的连接关系识别。智能光路感知设备技术实现光路损耗隐患点和对业务光纤进行管理。因此在综合业务内，可以复用智能光路感知设备在ODN网络的监 5.2综合业务区主干光路连接关系识别通过将RFID标签、NFC标签或二维码标签粘贴或安装在点到点拓扑的主干光路设施点和设备上（重点关注ODF、光交端子和光缆光纤跳纤），可以唯一标识设施点和设备。系统以端口-跳纤绑定功能为例，将设施点下设备的端口RFID标签与跳纤（或者尾纤）RFID标签进行绑定，通过智能管理终端（RFID阅读器、带NFC功能的手机等来记录设备端口RFID标签与RFID跳纤标签的绑定和配对关系，从而5.3综合业务区光路连接健康监控5.3.2无线前传光缆业务纤芯连接健康监控 5.3.3主干光交环空闲纤芯连接健康监控数智化ODN方案针对主干光交环光缆断纤故障和自动监控，在局端OLT布放智能光路感独享光纤连接到分光器输入端，输出端每个端口连接到配线光交箱中的一芯空闲光纤，仅5.4综合业务区光路在线识别和监控功能需求5.4.1业务纤芯连接关系和健康监测1、业务光路连接拓扑可视。可识别光交节点、光交之间的光纤距离；通过与物理标签技术前整改。2、业务光路的连接健康管理，在线故障诊断。业务开通过程中持续监控缆的损耗，并支持精确定位到接头损耗。出现故障后基于清晰的主干光交环连接关系，可快速实现故障定位，故障位置可精确至最近设备节点，方便现场查找，大幅提升故障定位4、集团客户光路预开通。将智能光路感知设备连接至高价值客户聚集的区域，预开通5.4.2空闲纤芯连接和健康监测1、主干光交环光路逻辑拓扑可视。包括光交处的主干光缆和支路光缆的逻辑连接关系，识获得资源点的光交编号、端口编号、端口与跳纤连接关系，GIS坐标等，可识别光交环物 3、光缆连接变动异常感知。通过探测光纤/光交节点连接路由和长度的变更，AI分析，5.4.3光路物理拓扑与逻辑拓扑的映射接入网数字孪生层作为光网络智能化运维的重要数字底座，是增强网络管控能力，实现网络资源最大化利用的重要手段。接入网中拓扑连接关系，对应接入网中网元设备，如智能感知设备、光交箱、分光器、光纤等，以及它们之间的连接关系，用于表征物理网络拓扑以及逻辑连接关系。业务路径是对每条业务描述其业务路由以及其业务路由上各承载节点的功能，包括业务连接名称及类型，业务所在端口等。实现光路物理拓扑、逻辑拓扑和业台采集不同的数据，对数据进行处理后，按照物理网络实际关系来管理和存储数据，实现2、实现物理网络和数字孪生网络之间的实时交互映射：通对物理网络进行高效的分析、诊断，进而有效增强光网络智能化运维，全息化呈现网络实66数智化ODN应用示例6.1FTTH家庭宽带场景应用智能管理系统能远程在线批量读取一级分光器和二级分光器端口真实状态、经过的光交数和每段光缆的长度，可按照资源管理系统格式生产一张完整的新资源表，适配资管流程，指导装维完成现场工作，将二级分光器的GIS信息锁定并同新资源表一起完成资管数据的 6.1.2精准改扩业务发放提效通过数智化ODN网络全程衰耗监控功能，对现网中资源老化等原因导致的超过衰耗阈值数智化ODN改造后，完成资源数据协同优化，可以根据街区级（一级分光器）端口使用的数据来校准资管：以8路分光器为例，因需要为未来的扩容和维护需求进行预留，正常楼栋级(二级分光器)哑资源也可实现精准管理。如图6-3所示，数智化ODN识别出34个二级分光器占用超过7个端口，可提前规划扩容；识别有9个二级分光器超过8个6.1.3远程验收远程查看。当断纤故障发生时，OLTLosi告警直接联动触发故障诊断功能，诊断结果能够定界定位，给出故障的位置、距离故障前后节点的距离，故障中6.1.5ODN光路质量监控为避免哑资源质量和客户满意度脱钩，用户流失，无法 6.2FTTH校园网集客专线/无线场景应用集客用户价值高，无线基站接入用户数量多，对网络可靠性要求高，鉴于构成光纤网络的各类基础设施均为无源特性，设备网元难以监控光缆的健康状态提前识别隐患，故障定位依赖人工逐段排查，修复时间周期长，光缆断纤、线路老化等故障导致业务中断长或者丢内，实现集客专线/无线基站BBU到AAU的光路监控，全量监控大学校园内教学楼/体育馆互联网专