一种ODN光分资源实时管理及状态监视方法及装置与流程

本发明涉及光分配网络，具体涉及一种odn光分资源实时管理及状态监视方法及装置。

背景技术：

1、odn(optical distribution network，光分配网)网络具有无源的典型特征，作为光通信网的重要基础设施，实现对于该网络设施进行实时自动的管理，是业界一直努力的目标。一种基本的解决方案是遵循物联网的体系框架，该框架划分为感知识别层、网络层、管理平台层。

2、当前的解决解决方案的技术的要点聚焦在感知识别层，例如各种odn网络光器件在反射光后，对自身的物理光学特征的表达；具体包括了新一代光分路器、光波长滤波组件、光栅组件、光功率变化组件等在感知识别层的应用；如使用滤波组件对光的透射反射处理、功率变化组件对反射光功率的调整、对抗干扰光功率变化组件优化等；以及对感知识别层的各级光分路器或者反射组件的反射光波形信息的感知采集等。

3、上述感知信息在物联网关上汇聚，通过物联网的网络层上报给管理平台层。

4、而在现有技术方案中，缺乏管理平台层面的系统级的光分资源及其状态的自动化管理及监视手段，缺乏对海量的反射光波形的感知信息数据的快捷高效的处理。

5、因此，当面向odn现网中存量的数以亿计的光分路器，以及未来新建的光分路器规模将会达到十亿数量级，在odn网络管理平台层提供系统级的管理技术手段势在必行；并且该平台必须能够满足海量反射光波形信息的大数据的高效处理，能够提供光分资源及其状态的实时自动的管理，以实现对odn光分网络的全面动态实时高效管理，进一步为odn光分网络的“自动驾驶”提供管理技术保障。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的缺陷，本发明第一方面提供一种odn光分资源实时管理及状态监视方法，其可以实现对odn光分网络的全面动态实时高效管理。

2、为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

3、一种odn光分资源实时管理及状态监视方法，该方法包括以下步骤：

4、基于采集的一无源光纤网络pon端口下联光分配网odn网络反射光波形数据，完成到三维元波形张量tc的映射、清洗和填充，所述三维元波形张量包括反射光的波长、元波形属性集和位置信息，所述tc为当前时间片光分路器反射点、光分路器反射器反射点及光纤断裂面反射点元波形张量的集合；

5、根据光分端口波长绑定关系和三维元波形张量tc，进行光分路器型号判定及光分路器对象创建、光分路器的端口间拓扑连接创建、端口状态判定；

6、基于三维元波形张量tc和装载的三维元波形张量tl进行求并、求交和求补的集合运算，以及利用运算完毕的子集进行张量的切片、向量之间的筛选、比较、映射逻辑运算，完成存量光分路器对象状态、端口间拓扑连接状态、端口状态数据的更新，所述tl为上一时间片光分路器反射点、光分路器反射器反射点及光纤断裂面反射点元波形张量的集合。

7、一些实施例中，三维元波形张量包括通过空间三维分布表示的第0轴方向元素、第1轴方向元素和第2轴方向元素；

8、所述第0轴方向元素表示同一位置的多个波长的反射波的元波形的向量的序列；

9、所述第1轴方向元素表示同一波长的反射波的所切割及补充后的元波形的属性项的向量，所述元波形的属性项包括pon端口号、时序、波长、距离、波形值、反射点型号、上行端口号、拓扑结点级别、上联设施id、波形特征类型、状态和设施id；

10、所述第2轴方向元素表示在空间分布的不同位置上的某个波长反射波形的多个元波形的属性集。

11、一些实施例中，所述基于三维元波形张量tc和装载的三维元波形张量tl进行求并、求交和求补的集合运算，以及利用运算完毕的子集进行张量的切片、向量之间的筛选、比较、映射逻辑运算，完成存量光分路器对象状态、端口间拓扑连接状态、端口状态数据的更新，包括：

12、定义tl的子集tl.d，其表示在tl中已离线的光分路器、光分路器反射器的反射点的元波形张量在第2轴方向切片集合；

13、定义tl的子集tl.l’，其表示在tl.l’中已有的光纤断裂面的反射点的元波形张量在第2轴方向切片集合；

14、定义tc的子集tc.e，其表示在tc中新增上线的光分路器、光分路器反射器的反射点的元波形张量在第2轴方向切片集合；

15、定义tc的子集tc.l，其表示在tc中新增光纤断裂面反射点的元波形张量在第2轴方向切片集合；

16、其中，tc包括了tl中已有上线的子集，tl中未上下线的子集：tc.e和tc.l；tl包括了tc中的持续上线的子集、tc中离线的子集；

17、对tl和tc进行求并、求交和求补的集合运算，以及利用运算完毕的子集tl.d、tl.l’、tc.e和tc.l进行张量的切片、向量之间的筛选、比较、映射等逻辑运算，完成存量光分路器状态、端口间拓扑连接、端口状态数据的更新。

18、一些实施例中，所述基于采集的一无源光纤网络pon口下联光分配网odn网络反射光波形数据，完成到三维元波形张量tc的映射和填充，包括：

19、定义三维元波形张量tc，获取数据缓冲队列对象，其中，反射事件数据的序列、反射波形曲线离散点的序列、波长总数量均为数据缓冲队列的元素的属性项；

20、遍历数据缓冲队列得到一个数据缓冲元素；

21、遍历数据缓冲元素的反射事件数据的序列，得到一个反射事件元素；

22、利用pon端口号、时序、波长和距离对三维元波形张量tc进行反射事件元素赋值；

23、以距离为输入参数查询数据缓冲队列对象，根据光反射波形的曲线离散点的序列反馈的结果，完成到三维元波形张量tc的映射和填充。

24、一些实施例中，所述基于采集的一无源光纤网络pon口下联光分配网odn网络反射光波形数据，完成到三维元波形张量tc的清洗和填充，包括：

25、获取通过同一拓扑结点类型、同一光分路器型号的同一波长的多次反射波形的对应的一组二维坐标点；

26、将所述一组二维坐标点通过人工智能神经网络训练后的网络权重及其偏置项值的特征提取，获取元波形的特征标记值；

27、基于元波形的特征标记值完成到三维元波形张量tc的清洗和填充。

28、一些实施例中，所述基于采集的一无源光纤网络pon口下联光分配网odn网络反射光波形数据，完成到三维元波形张量tc的清洗和填充，包括：

29、在对一种元波形的波形值提取时，计算元波形的波峰左右两侧的波谷高度的平均值，以波峰值与所述平均值之间的差值作为特征标记值；

30、基于元波形的波形值完成到三维元波形张量tc的清洗和填充。

31、本发明第二方面提供一种odn光分资源实时管理及状态监视装置，其可以实现对odn光分网络的全面动态实时高效管理。

32、为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

33、一种odn光分资源实时管理及状态监视装置，包括：

34、数据输入层，其基于采集的一无源光纤网络pon端口下联光分配网odn网络反射光波形数据，完成到三维元波形张量tc的映射、清洗和填充，并装载三维波形张量tl，所述三维元波形张量包括反射光的波长、元波形属性集和位置信息，所述tc为当前时间片光分路器反射点、光分路器反射器反射点及光纤断裂面反射点元波形张量的集合，所述tl为上一时间片光分路器反射点、光分路器反射器反射点及光纤断裂面反射点元波形张量的集合；

35、资源及状态计算处理层，其根据光分端口波长绑定关系和三维元波形张量tc，进行光分路器型号判定及光分路器对象创建、光分路器的端口间拓扑连接创建、端口状态判定；并基于三维元波形张量tc和装载的三维元波形张量tl进行求并、求交和求补的集合运算，以及利用运算完毕的子集进行张量的切片、向量之间的筛选、比较、映射逻辑运算，完成存量光分路器对象状态、端口间拓扑连接状态、端口状态数据的更新；

36、结果输出层，其用于实现计算过程中的三维元波形张量tc和tl相关数据的同步更新填充、完成光分路器对象输出、光分端口绑定波长及端口状态输出、以及完成光分端口间连接关系及状态输出。

37、一些实施例中，三维元波形张量包括通过空间三维分布表示的第0轴方向元素、第1轴方向元素和第2轴方向元素；

38、所述第0轴方向元素表示同一位置的多个波长的反射波的元波形的向量的序列；

39、所述第1轴方向元素表示同一波长的反射波的所切割及补充后的元波形的属性项的向量，所述元波形的属性项包括pon端口号、时序、波长、距离、波形值、反射点型号、上行端口号、拓扑结点级别、上联设施id、波形特征类型、状态和设施id；

40、所述第2轴方向元素表示在空间分布的不同位置上的某个波长反射波形的多个元波形的属性集。

41、一些实施例中，所述资源及状态计算处理层基于三维元波形张量tc和装载的三维元波形张量tl进行求并、求交和求补的集合运算，以及利用运算完毕的子集进行张量的切片、向量之间的筛选、比较、映射逻辑运算，完成存量光分路器对象状态、端口间拓扑连接状态、端口状态数据的更新，包括：

42、定义tl的子集tl.d，其表示在tl中已离线的光分路器、光分路器反射器的反射点的元波形张量在第2轴方向切片集合；

43、定义tl的子集tl.l’，其表示在tl.l’中已有的光纤断裂面的反射点的元波形张量在第2轴方向切片集合；

44、定义tc的子集tc.e，其表示在tc中新增上线的光分路器、光分路器反射器的反射点的元波形张量在第2轴方向切片集合；

45、定义tc的子集tc.l，其表示在tc中新增光纤断裂面反射点的元波形张量在第2轴方向切片集合；

46、其中，tc包括了tl中已有上线的子集，tl中未上下线的子集：tc.e和tc.l；tl包括了tc中的持续上线的子集、tc中离线的子集；

47、对tl和tc进行求并、求交和求补的集合运算，以及利用运算完毕的子集tl.d、tl.l’、tc.e和tc.l进行张量的切片、向量之间的筛选、比较、映射等逻辑运算，完成存量光分路器状态、端口间拓扑连接、端口状态数据的更新。

48、一些实施例中，所述数据输入层基于采集的一无源光纤网络pon口下联光分配网odn网络反射光波形数据，完成到三维元波形张量tc的映射和填充，包括：

49、定义三维元波形张量tc，获取数据缓冲队列对象，其中，反射事件数据的序列、反射波形曲线离散点的序列、波长总数量均为数据缓冲队列的元素的属性项；

50、遍历数据缓冲队列得到一个数据缓冲元素；

51、遍历数据缓冲元素的反射事件数据的序列，得到一个反射事件元素；

52、利用pon端口号、时序、波长和距离对三维元波形张量tc进行反射事件元素赋值；

53、以距离为输入参数查询数据缓冲队列对象，根据光反射波形的曲线离散点的序列反馈的结果，完成到三维元波形张量tc的映射和填充。

54、与现有技术相比，本发明的优点在于：

55、本发明中的odn光分资源实时管理及状态监视方法，其依据odn光分网络物理传感器层的采集感知设备所返回的反射光的波形大数据，按照波长映射到三维张量，结合光分路器端口绑定波长2维张量，并完成数据清洗补充；通过相关张量数据的集合及逻辑运算，实现对光分路器对象、光分路器出入端口集合表、光分路器间拓扑连接关系的自动发现，实现对光分路器端口、光分路器间拓扑连接的正常及异常状态的自动监视，能提供给管理系统的用户界面实时显示。