基于OTDR+GIS的光纤故障智能化定位系统

        400G OTN网络承载巨量的业务，而光纤是400G OTN光网络的核心载体，光纤故障对用户业务的影响面很大，修复效率直接影响着最终用户的体验。

        引起光纤故障的原因很多，比如工程施工被挖断、刮风下雨被树枝挂断，或路面因载重货车重压变形而造成光纤劣化故障。当光纤故障引起OTN网络出现线路中断或劣化越限告警，传统处理流程是：OTN系统上报告警，通过声光告警提醒维护人员；维护人员发现告警，并判断故障原因；确定是光纤故障后，通知外线维护人员前往故障光缆两端的任一机房；外线维护人员用OTDR（optical time-domain reflectometer）仪表进行故障点测距，根据测距结果，结合外线光缆信息，人工分析大致定位故障区域；前往定位区域，寻找故障点并修复。这种传统的处理方式，故障定位不及时，定位准确度不够，很难做到快速修复光缆、恢复业务。

        为实现光纤故障定位的全自动化，加快修复效率，中兴通讯开发了基于OTDR+GIS（geographic information system）的光纤故障智能化定位系统。该系统方案主要包括智能化网管、OTDR单板、GIS地图三个主要要素，其中智能化网管是整个系统方案的核心和大脑。OTDR负责故障点距离的检测，GIS地图提供地图信息，智能化网管负责告警和数据的运算和分析，并把最终定位结果在可视化地图中呈现（见图1）。

        当光纤出现故障后，该系统的运作流程如下：

        - 检测和分析告警。光纤故障会引起各服务层以及所有经过的业务故障，此时会上报大量告警。系统一开始并不能判断是光纤故障，也可能是激光器故障、单板故障等。智能化网管系统收到告警后首先通过声光告警提示维护人员，同时启用规则和经验，通过AI智能判断，分析各类告警之间的关联性，定位根原因，确定为光纤故障。

        - 启动OTDR检测。网管系统确定光纤故障后，立即触发OTDR单板对故障线路光纤进行检测。OTDR单板通过光的散射和反射等特性，对光纤故障点的相对距离进行检测。

        - 智能分析和结果显示。OTDR检测出的是OTDR到故障点的距离，还无法精确定位故障点，需要智能化网管系统进一步分析处理。网管系统根据OTDR测试结果和OTN网络的拓扑信息，综合光纤光缆信息、标石信息、绕纤盘纤补偿信息等，通过AI智能分析和计算，得出光纤故障点的经纬度，并结合GIS地图信息，把光纤故障点在地图中显示（见图2）。

        - 故障修复。外线维护人员根据准确的故障点定位信息，快速到位，完成修复。

        光纤故障智能定位系统解决了运维的及时性和效率两方面的问题，定位效率提升90%以上。以运营商某市公司为例，光纤故障智能定位系统部署前，每次故障发生后，网管中心维护人员大约10分钟分析和判断故障，然后通知外线维护人员前往对应机房测量。外线维护人员平均需要40分钟才能到达机房开展测试，10分钟左右完成测试并分析出光纤大致故障位置，总体定位耗时1小时左右。光纤故障智能定位系统部署后，故障发生后约5分钟内就完成故障分析，自动分析出具体故障点位置并通知维护人员，定位全程节约了55分钟左右，定位效率提升90%以上。外线维护人员不用去机房测试，直接奔赴故障点，加快了抢修效率。同时，也节省了大量的车辆使用，测试仪表维护、折旧等运维费用。方案部署后，该市一级线路每年光缆线路故障约30次，每年节省车辆使用，测试仪表的维护、折旧及人力成本等超过10万元。

        OTDR单板类似普通业务单板，可以插在任何通用槽位，再增加网管软件功能包和GIS地图数据，不需要改造网络就可以实现光纤智能化故障定位功能，可以快速复制部署到OTN网络。该功能的广泛应用，能全面加快光网络线路故障的恢复，提升网络的健壮性，降低运维成本，助力运营商给用户提供更优质的服务体验。