2024年数智化ODN网络解决方案蓝皮书

组织单位 亚太光纤光缆产业协会 编写单位 中国信息通信研究院中国移动通信集团设计院有限公司中讯邮电咨询设计院有限公司中通服咨询设计研究院有限公司华信咨询设计研究院有限公司华为技术有限公司江苏亨通光电股份有限公司烽火通信科技股份有限公司 编委会 名 誉 主 编： 毛谦主编：高锋执 行 主 编： 韩镝杨天普贺永涛张建峰张艳军黄美金林炎沈梁编写组组长：刘德强编写组成员：王晨韩超卢海萌王迎春戴广翀叶祥王敏泉王波祁彪樊可欣王祖锋史惠萍陈世荣翟睿马志刚户启松李媛媛陈明亮郑飞陈炜肖威余召正李晓梅林卫峰 前言 近年来，以信息基础设施为基石的数字化转型成为全球各主要强国的重要发展战略，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发展和数字化转型中发挥了巨大作用。“云办公”“云会议”“云诊疗”“云课堂”等成为人们工作学习生活的新常态，“云商业”“云服务”更是为人类社会生活提供了巨大便利。 加快新型基础设施建设，是数字化发展的前提和基础。当前，我国已建成全球规模最大的光纤宽带和 5G 网络，正在加快建设以“双千兆”网络、数据中心等为主体的高速泛在、集成互联、智能绿色、安全可靠的新型数字基础设施，网络覆盖能力持续提升，网络质量日益优化，创新能力大幅增强，新兴业态蓬勃发展。 光分配网络（ODN）是连接通信机房和用户设备的实体设施，是千兆光纤网络的关键组成部分。目前，我国 ODN 网络建设广泛采用以现场熔接方式为主的传统建设模式，存在施工难度大，建网速度慢、成本高等问题，并且数字化水平低，后期运维难度大，给网络质量的稳定和进一步提升带来挑战。网络建设运维对质量、效率、成本的需求正在推动 ODN 网络向下一代演进。本蓝皮书结合当前技术发展和建设实践，梳理下一代数智化 ODN 网络关键解决方案和技术，并对未来发展提出展望，期望为我国网络基础设施高质量发展提供支撑和参考。 01 “双千兆”网络发展现状与方向1 数智化 ODN 网络技术演进2 02 2.1 传统 ODN 网络建设和资源管理挑战22.2 ODN 网络数智化演进需求32.3 数智化 ODN 代际演进4 数智化 ODN 网络概述6 03 3.1 数智化 ODN 网络简介63.2 数智化 ODN 在接入网络中的位置63.3 数智化 ODN 系统模型分析73.4 数智化 ODN 功能实体7 数智化 ODN 解决方案简介11 4.1 数智化 ODN 解决方案架构114.2 数智化 ODN 组网134.3 数智化 ODN 管理系统部署144.4 数智化 ODN 关键技术与应用18 04 数智化 ODN 解决方案应用场景扩展20 05 5.1 综合业务区光路识别和监控范围205.2 综合业务区主干光路连接关系识别215.3 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24 数智化 ODN 应用示例266.1 FTTH 家庭宽带场景应用266.2 FTTH 校园网集客专线 / 无线场景应用2906 07 数智化 ODN 未来展望31 “双千兆”网络发展现状与方向 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与实体经济深度融合发展，以“双千兆”网络为代表的新型基础设施为社会数字化、智能化转型提供了坚实的支撑。2024 年 7 月 18 日中国共产党第二十届中央委员会第三次全体会议通过的《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，持续激发民间投资活力。 当前我国已建成了世界最大的光纤宽带网络，历史性实现了“市市通千兆、村村通宽带”，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赋能作用的能力不断提升。截至 2024 年 7 月，我国光纤接入（FTTH/O）端口达到 11.44亿个，占互联网端口总数的 96.7%，具备千兆网络服务能力的 10G PON 端口达到 2648 万。面向 2025 年和“十五五”，按照“适度超前”原则持续提升光纤宽带网络的覆盖深度、巩固提升信息通信业的竞争优势与依靠地位，是我国“双千兆”网络的发展重点。工业和信息化部等十三部门印发《关于加快“宽带边疆”建设的通知》明确提出，要加快县城、乡村宽带网络建设升级，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户以上农村人口聚居区等区域宽带网络覆盖比例达到 100%。 习近平总书记指出，“我们必须牢记高质量发展是新时代的硬道理”。光纤宽带网络从快速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键因素。ODN 是实现宽带网络光纤分配与管理的重要基础设施，当前 ODN 正加速向预连接、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带网络优化升级，加快县城、农村、边疆等地区宽带网络建设和覆盖。 数智化 ODN 网络技术演进 2.1传统 ODN 网络建设和资源管理挑战 光配线网络（ODN）是一种点到多点结构的无源光网络（PON），如图 2-1 所示。ODN 是从通信中心机房（CO）的光线路终端（OLT）到达用户侧数个光网络单元（ONU）所经由的光传输通道。 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进行光纤接续，室外和室内施工需开启节点配线设备箱 / 盒后，进行光缆安装、接续操作。传统 ODN 网络资源无源性的特点，导致难以对其进行实时监控。目前，传统 ODN 资源管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挑战。 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。长期运维后，存在着标签脱落和褪色严重、端口调度混乱、跳接关系无法梳理等情况，如图 2-2所示。据调研统计，一些国外运营商手动录入的光纤端口准确率低于 70%。 另外，由于传统 ODN 配线设备设施的光端口没有和用户 ONU/ONT 设备进行关联绑定，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，影响了光缆网建设投资效率。 故障定位难、排障时间长也是传统 ODN 网络面临的一个痛点。光纤接头松动、污垢以及多级分光都会导致出现用户弱光情况。然而传统 ODN 网络常常存在资源信息不准确、光交连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，导致客户满意度低下。 ODN 网络连接数据信息不准确一直是运营商面临的主要难题。传统的运维方式依赖人工，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。如何解决传统 ODN网络所面临的痛点问题，将会是数智化 ODN 网络研究的重点。 2.2ODN 网络数智化演进需求 基于传统 ODN 网络建设和健康管理面临的诸多挑战，对下一代 ODN 网络提出数字化与智能化管理需求。 2.2.1哑资源连接端到端可视 可提供 ODN 网络的数据关联展示，提供设施点、设备、板卡、端口层层查看功能，以及设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不同设施点、光缆的功能。可实现端到端资源查询，具备查看设施点、光缆、设备、板卡、端口等信息的功能。 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，施工人员素质参差不齐。在数智化 ODN 设备工程建设阶段，需支持对哑资源安装情况进行质量检查，并记录工程质量事件。哑资源的运维事件可视，包括哑资源故障处理，哑资源巡检等功能。光路分段衰减可视，需支持在线远程还原某一光路端到端拓扑，相邻点资源（机房、光交箱、分光器、光终端）之间的衰减大小可视，对光路质量进行精细化管理。 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规划数据不符。 2.2.4哑资源连接关系自动更新 ODN 哑资源连接发生变动后，不再依赖现场人工查勘，自动感知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。 2.3数智化 ODN 代际演进 ODN 作为光纤基础设施，产品本身复杂度不高，但却是 FTTH 建设投资最大，建设最复杂的环节。如何降低其施工和运维难度一直是行业持续研究的课题，针对数智化 ODN 网络解决方案演进的不同阶段，根据业界共识，定义了如图 2-3 所示的三个代际： 2.3.1数智化 ODN1.0——连接数字化 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。但由于缺乏远程智能感知设备，连接健康状态不可视，缺乏资源变动感知和远程刷新功能。 2.3.2数智化 ODN2.0——健康数智化、拓扑可视 1、现场 ID 识别。基于 AI 的图像识别、电子标签别可快速获取 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。 2、资源变化动态感知。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，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 可远程自动感知，驱动现场重新采集端口状态及连接关系。 3、健康状态在线可视。数智化 ODN 可感知光路状态，支持光纤链路插入损耗端到端远程自动测量分析、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、光路健康状态等。 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，支持分钟级远程故障检测和米级精度故障定位。 2.3.3数智化 ODN3.0——资源变化自动更新、ODN 光缆网数字孪生 1、连接自动更新。在数智化 ODN2.0 动态感知资源变化的基础上，数智化 ODN 3.0 可自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 ODN设备和线缆连接关系，生成完整的 ODN 资源关联信息，实现远程光纤端口标识和远程探测。 2、ODN 光缆网数字孪生。ODN 光路逻辑拓扑、物理拓扑、业务路径相互映射，故障时能够实现光路故障点精准物理 GIS 精准导航，开通业务时能自动规划光路路径。 数智化 ODN 网络概述 3.1数智化 ODN 网络简介 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、运维全生命周期中，构建智能 ODN 管理机制，实现ODN 网络数据流无纸化，资源变化自动采集，光