EPON故障智能研判系统的设计与实现.docx

EPON故障智能研判系统的设计与实现摘要：为解决EPON网络现有故障管控系统中无法自动溯源等问题，设计并实现了故障智能研判系统根据可定制的研判条件配置和智能研判算法，系统自动溯源定位故障位置利用广度优化算法，提供故障节点的网络拓扑呈现，实现故障的快速调度和解决系统试运行结果显示平均网络故障解决时间降低了67%[关键词]以太网无源光网络智能研判广度优化拓扑呈现1引言EPON〔EthernetPassiveOpticalNetwork，以太网无源光网络〕经过多年的开展，已演化为成熟的接入网技术它因本钱低、带宽高，而受各运营商青睐但由于规模庞大、功能复杂，它也为网络运营维护带来了新挑战现有的网络故障管控只能定位到发出告警的设备，存在设备本身正常，告警是上级设备故障导致的情况，即故障管控无法准确定位故障设备另外，由于EPON网络特点，经常会出现批量设备故障情况，例如OLT〔OpticalLineTermination〕端口故障会引发下带的所有ONU〔OpticalNetworkUnit〕的超量告警由于缺乏警告关联和溯源分析软件，网络维护人员需要花费大量的时间分析和解决网络故障为缩短故障处理时间，提高故障处理的效率，急需开发一个系统，对告警进行自关联定位，压缩超量事件，精准定位故障根因。

本文开发的智能研判系统通过网络资源关联关系，并根据研判配置，逐级分析，对告警进行溯源，最终准确定位故障设备同时使用广度优先算法，生成故障网络拓扑图该系统能有效减少网络维护人员工作量，提升工作效率和用户满意度2系统总体设计系统采用B/S〔浏览器/效劳器〕模式，其模块设计如图1所示效劳器端包括数据库、数据同步模块、智能研判模块和通知模块其中，数据库存储EPON网络节点所有告警数据，它通过数据同步模块与外部数据源进行实时同步智能研判模块提供告警研判算法，根据设定的研判条件，对故障事件进行关联运算并给出故障根本原因通知模块提供短信和邮件接口，用于将研判结论及相关信息发送到网络管理员;浏览器端包括告警呈现、研判条件配置、研判结论呈现和网络拓扑呈现其中，告警呈现模块提供告警过滤和显示功能研判条件配置模塊为智能研判模块提供研判输入条件，方便管理员根据不同情况设置相应的研判逻辑研判结论呈现模块负责汇总研判结论以及展现与研判结论相关的详细信息网络拓扑呈现模块提供故障节点网络拓扑的展现，方便管理员快速调度和解决故障3关键模块的详细设计3.1智能研判算法的设计智能研判为本系统重点功能模块，它根据故障研判的条件配置，逐级分析，对告警进行溯源，最终准确定位故障设备。

智能研判算法如"F：〔1〕假设网络结构共有三级，包括ONU、OLT、BNG〔BroadbandNetworkGateway〕，在拓扑溯源研判条件配置中，同一个OLT下出现超过4个ONU告警那么认为该OLT设备故障，同一个BNG下出现超过3个OLT告警那么认为该BNG设备故障，图2为智能研判例如，其中红色框为具有重大告警状态的设备，如编号为D的OLT;绿色框为正常设备〔2〕第一次溯源：图2中A下挂ONU故障数为3，认为设备正常;B下挂ONU故障数为4，C下挂ONU故障数为5，E中下挂ONU故障为4，那么认为B、C、E设备故障故第一次溯源结果如图3所示，橙色实心框B、C、E为第一次溯源结果〔3〕第二次溯源：图3中BNG1下挂OLT故障数为3，满足了门限3，故认为BNG1设备故障;BNG2下挂OLT故障数仅为1，故认为BNG2正常;第二次溯源结果如图4，橙色实心框BNG1为第二次溯源结果〔4〕经过两轮溯源得到研判结论如下：1.A1、A2、A3研判结论为：自身故障;2.B1、B2、B3、B4研判结论为：由BNG1设备故障引起;3.C1、C2、C3、C4、C5研判结论为：由BNG1设备故障引起;4.D1、D2研判结论为：自身故障;5.E1、E2、E3、E4研判结论为：由E设备故障引起：6.D研判结论为：BNG1设备故障引起;3.2故障网络拓扑呈现的设计EPON网络主要由三局部组成，OLT、ODN〔OpticalDistributionNetwork〕和ONU，如图5所示。

其中OLT位于局端，向上连接BNG、BRAS〔BroadbandRemoteAccessServer〕等设备;ONU位于用户端，ODN那么由无源分光器组成本系统需要将EPON中的故障节点直观地呈现在网络拓扑中，方便系统维护人员进行故障调度由图5可见，EPON网络是个典型的树形网络结构对于树形网络结构，其拓扑呈现宜采用广度优化算法实现广度优先算法的过程就是从顶点出发，由近到远，依次向下遍历每层与顶点有相通路径的邻接点，层层堵截，从而计算出网络中的所有节点其搜索算法在图2中具体应用如下：〔1〕访问顶点BNG-1;〔2〕访问BNG-1的所有未被访问的邻接点OLT-1，OLT-2;〔3〕依次从这些邻接点出发，访问所有它们下带的邻接点;以此类推，直到图中所有访问过的顶点的邻接点都被访问最终遍历次序为：BNG-1->OLT-1->OLT-2->0NU-1->ONU-2->ONU-3->ONU-4->ONU-5->ONU-6由于广度优先算法按层搜索，逐层向下递进，不存在返回重找路径和回路搜索问题因此对于每一层而言，所有可能路径均被本层顶点遍历且只搜索一次，比照于其它需要重复搜索的算法，其搜索效率具有很大优势。

4系统的实现4.1故障研判的实现故障研判需要对告警进行溯源，溯源前需要进行研判条件配置对网络中各个层级进行配置，当满足配置时，告警向上层溯源，最终找到告警研判结论研判条件配置的实现如图6所示图中配置了一个重大研判告警模板，在10分钟时间内，当含有告警的OLT数量到达门限值3，那么触发智能研判分析逻辑系统根据研判条件配置，对系统告警进行分析研判，最后输出研判结论汇总如图7所示图中每一条记录对应一个智能研判实例，包含预警时间、预警级别、预警对象和智能研判结论等信息双击其中某条记录，会弹出信息对话框，提供智能研判的详细信息，如图8所示4.2故障拓扑呈现的实现在智能研判结果汇总页面中，选中某条研判记录，点击“拓扑呈现"按钮后，系统根据拓扑呈现算法，展示出网络拓撲图，如图9所示图中，黄色节点为研判得出的故障节点，鼠标移到故障节点位置，页面会以提示框的形式显示其节点信息以及故障信息用户双击该节点，可以查看到其下带的所有节点信息，如图10所示5结束语本文介绍了EPON故障智能研判系统的总体设计，并重点讲述了其关键模块设计和实现该系统通过研判条件配置，进行告警自关联定位，压缩超量事件，精准定位故障根因，同时提供故障相关节点的拓扑呈现，实现故障的快速调度和解决。

目前系统已在东莞市家庭宽带EPON网络中试运行，结果显示平均网络故障解决时间降低了67%，下一步方案向集团专线等网络进行推广参考文献【1】陈珂馨，基于EPON的光纤通信接入网研究与设计[J].中国新通信，2021〔01〕：33-33.【2】王宁.EPON配电通信网故障定位与排查[J].设备管理与维修，2021〔01〕：164-165.【3】孙艳秋，基于EPON网络架构的光接入网技术演进探讨[J].数字技术与应用，2021，36〔02〕：36-38.【4】肖坚红，陈驰BPON网络拓扑管理系统[J].计算机系统应用，2021，26〔03〕：44-50.【5】赵冬梅，夏春梅基于广度优先搜索的虚拟网络映射算法分析[J].电脑编程技巧与维护，2021〔22〕：28-30.。