無(wú)線遠(yuǎn)程協(xié)作維護(hù)新模式
--移動(dòng)式遠(yuǎn)程維護(hù)延伸系統(tǒng)方案介紹

劉軍鋒 楊國(guó)新

中國(guó)電信股份有限公司常州分公司

0 引言

目前城域網(wǎng)的很多接入設(shè)備如OLT、DSLAM、交換機(jī)及政企客戶網(wǎng)絡(luò)等,由于主控板或上行鏈路故障引起網(wǎng)元脫網(wǎng)、業(yè)務(wù)中斷，一般需要現(xiàn)場(chǎng)使用筆記本電腦登錄設(shè)備進(jìn)行判斷，若需更換主控板則還得用筆記本電腦在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行管理VLAN、管理IP等網(wǎng)管數(shù)據(jù)的配置才能使設(shè)備恢復(fù)通信。隨著集約化維護(hù)特別是綜合外包維護(hù)的推進(jìn)，一般的現(xiàn)場(chǎng)外包人員難以勝任設(shè)備復(fù)雜的配置工作，往往設(shè)備出了類似故障，要靠核心維護(hù)支撐人員驅(qū)車(chē)趕往現(xiàn)場(chǎng)搶修。然而，一方面由于很多接入點(diǎn)路途遙遠(yuǎn)使故障時(shí)間延長(zhǎng)，另一方面，由于支撐人手有限，趕赴現(xiàn)場(chǎng)搶修加大了核心部門(mén)的維護(hù)壓力。

以上這些問(wèn)題，嚴(yán)重束縛了原本可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的遠(yuǎn)程維護(hù)以及核心部門(mén)支撐優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮，造成了人力成本和建設(shè)成本的浪費(fèi)，也妨礙了綜合維護(hù)、建設(shè)的進(jìn)度、增加了對(duì)現(xiàn)場(chǎng)綜合化維護(hù)人員及第三方建設(shè)隊(duì)伍人員技能的要求。如果這兩個(gè)瓶頸不能及時(shí)打破，那么將直接影響通信行業(yè)集約化及綜合化維護(hù)的深入推進(jìn)與普及。

1 需求分析

（1）需要一套可以在正常鏈路斷開(kāi)的情況下，可以臨時(shí)建立訪問(wèn)設(shè)備的鏈路。

（2）建立鏈路的過(guò)程，可以由各地的代維人員或工程師協(xié)助建立，充分利用時(shí)下十分普及的智能手機(jī)建立通信通道。

（3）需要開(kāi)發(fā)通用型的模塊，可以插在設(shè)備上，實(shí)現(xiàn)手機(jī)與設(shè)備的連接。

（4）遠(yuǎn)端的維護(hù)終端，與設(shè)備端連接的手機(jī)相連時(shí)，希望可以有認(rèn)證過(guò)程，以免造成不安全的訪問(wèn)。

2 實(shí)現(xiàn)方式與整體方案

對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的運(yùn)維，通常是建立在傳統(tǒng)的Internet+intranet網(wǎng)絡(luò)中，比如利用telnet、rdp、ssh等協(xié)議建立數(shù)據(jù)連接，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)端設(shè)備的運(yùn)維。除此類利用網(wǎng)絡(luò)對(duì)設(shè)備進(jìn)行運(yùn)維的方式之外，則是在機(jī)房利用串口線console或者接通顯示器、鍵盤(pán)直接登錄設(shè)備進(jìn)行操作。在遠(yuǎn)端網(wǎng)絡(luò)設(shè)備失聯(lián)的情況下，通過(guò)遠(yuǎn)程與現(xiàn)場(chǎng)的協(xié)作來(lái)完成應(yīng)該由遠(yuǎn)程人員實(shí)施的數(shù)據(jù)下發(fā)和配置等工作。

本方案中，首次提出了利用手機(jī)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)空中接口建立運(yùn)維通信通道的思路，該方案可以很好地解決在網(wǎng)絡(luò)不可達(dá)的情況下，如何建立設(shè)備與運(yùn)維終端建立通信連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)配置和業(yè)務(wù)恢復(fù)等操作問(wèn)題。該技術(shù)的應(yīng)用推廣，將極大地方便本地電信乃至兄弟公司的運(yùn)維管理工作。

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)分為三大部分，包括遠(yuǎn)程維護(hù)延伸器（以下簡(jiǎn)稱移動(dòng)終端）、智能手機(jī)應(yīng)用程序和控制服務(wù)中心服務(wù)器，移動(dòng)終端和手機(jī)組合成空中接口，負(fù)責(zé)連接被管設(shè)備和上層中心維護(hù)服務(wù)區(qū)。結(jié)合這幾個(gè)部分，利用3G/4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，建立起從辦公室到機(jī)房的無(wú)線連接鏈路。

具體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示：

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

機(jī)房，并不局限于具體的機(jī)房形態(tài)，這里僅示意作為遠(yuǎn)程的設(shè)備端，工作人員手持支持藍(lán)牙協(xié)議的智能手機(jī)，連接插在設(shè)備上的藍(lán)牙串口模塊。

運(yùn)維辦公區(qū)，運(yùn)維人員B使用筆記本等運(yùn)維終端，登錄服務(wù)器選擇連接相應(yīng)的手機(jī)，獲得認(rèn)證通過(guò)后，可以成功連接到機(jī)房的設(shè)備，從而形成完整的通信鏈路。

2.2 連接方案實(shí)現(xiàn)步驟

（1）空中接口與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行通信連接，建立空中接口與遠(yuǎn)程服務(wù)器通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的通信連接。

空中接口通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送身份驗(yàn)證信息至遠(yuǎn)程服務(wù)器，若身份驗(yàn)證通過(guò)，則遠(yuǎn)程服務(wù)器通過(guò)空中接口實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的維護(hù)配置；若身份驗(yàn)證未通過(guò)，則遠(yuǎn)程服務(wù)器發(fā)出未連接信息至空中接口。

（2）空中接口與遠(yuǎn)程服務(wù)器通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接之前還包括確定無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的類型。

若無(wú)線網(wǎng)絡(luò)為公網(wǎng)地址，則空中接口與遠(yuǎn)程服務(wù)器進(jìn)行通信連接。

若無(wú)線網(wǎng)絡(luò)為私網(wǎng)地址，則遠(yuǎn)程服務(wù)器獲取私網(wǎng)IP地址并向空中接口發(fā)出點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接的請(qǐng)求，由遠(yuǎn)程服務(wù)器通知空中接口對(duì)遠(yuǎn)程服務(wù)器IP地址發(fā)起點(diǎn)對(duì)點(diǎn)打標(biāo)記的操作，遠(yuǎn)程服務(wù)器發(fā)起點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接流程，建立點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通道，遠(yuǎn)程服務(wù)器通過(guò)瀏覽器應(yīng)用界面以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接地址為目標(biāo)地址，以多線程方式與網(wǎng)元設(shè)備進(jìn)行通信交互。

（3）連接前現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備類型檢測(cè)過(guò)程。

所述空中接口通過(guò)異步通信接口、以太網(wǎng)接口與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備建立連接，還包括檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的網(wǎng)元類型，上報(bào)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的網(wǎng)元類型是以太網(wǎng)接口型還是異步通信型，并向遠(yuǎn)程服務(wù)器上報(bào)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備接口類型，遠(yuǎn)程服務(wù)器根據(jù)接收到的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備接口類型生成遠(yuǎn)程接口服務(wù)功能表（RIF），采用設(shè)備接口類型相應(yīng)的通信協(xié)議與空中接口進(jìn)行通信。

（4）遠(yuǎn)程服務(wù)器接收空中接口的連接請(qǐng)求。

建立空中設(shè)備列表，從空中設(shè)備列表中選擇一個(gè)要支撐的空中接口，建立從遠(yuǎn)程客戶端到空中接口的維護(hù)通道并通知空中接口，空中接口將現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)設(shè)置為BUSY，并開(kāi)始與設(shè)備進(jìn)行VDU交互通信，進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)人機(jī)命令配置及各種操作。

（5）進(jìn)一步地，還包括遠(yuǎn)程服務(wù)器存儲(chǔ)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的配置備份文件。

當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備出現(xiàn)故障需要重寫(xiě)配置時(shí)，則在通過(guò)空中接口完成網(wǎng)管通道配置之后，通過(guò)空中接口發(fā)送備份配置文件至現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備配置恢復(fù)；或遠(yuǎn)程服務(wù)器接收備份配置請(qǐng)求，所述遠(yuǎn)程服務(wù)器通過(guò)空中接口發(fā)送備份配置文件至現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備配置恢復(fù)。

（6）進(jìn)一步地，還包括遠(yuǎn)程服務(wù)器接收設(shè)備開(kāi)局請(qǐng)求。

遠(yuǎn)程服務(wù)器根據(jù)所述開(kāi)局請(qǐng)求通過(guò)空中接口下發(fā)開(kāi)局配置文件至現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備開(kāi)局。

本方案基于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程維護(hù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的系統(tǒng)，包括：

1）空中接口。用于與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行通信連接，并通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)建立與遠(yuǎn)程服務(wù)器的通信連接?？罩薪涌谕ㄟ^(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送身份驗(yàn)證信息至遠(yuǎn)程服務(wù)器。

2）遠(yuǎn)程服務(wù)器驗(yàn)證所述身份驗(yàn)證信息。若身份驗(yàn)證通過(guò)，則遠(yuǎn)程服務(wù)器通過(guò)空中接口實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的維護(hù)、搶修及開(kāi)局配置；若身份驗(yàn)證未通過(guò)，則遠(yuǎn)程服務(wù)器發(fā)出未連接信息至空中接口。

（7）進(jìn)一步地，還包括移動(dòng)終端，用于向遠(yuǎn)程服務(wù)器發(fā)出配置備份文件請(qǐng)求或開(kāi)局請(qǐng)求。

當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備出現(xiàn)故障需要重寫(xiě)配置時(shí)，則遠(yuǎn)程服務(wù)器根據(jù)移動(dòng)終端輸出的配置備份文件請(qǐng)求，通過(guò)空中接口發(fā)送備份配置文件至現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備配置恢復(fù)；遠(yuǎn)程服務(wù)器根據(jù)移動(dòng)終端輸出的開(kāi)局請(qǐng)求，通過(guò)空中接口發(fā)送開(kāi)局文件至現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備開(kāi)局。

3 研究重點(diǎn)及技術(shù)創(chuàng)新之處

3.1 新型無(wú)線遠(yuǎn)程協(xié)作維護(hù)模式

維護(hù)集約化后，很多市公司設(shè)備涉及省遠(yuǎn)程維護(hù)或者縣公司設(shè)備由市公司遠(yuǎn)程維護(hù)，現(xiàn)場(chǎng)人員僅需做相關(guān)硬件配合動(dòng)作。但網(wǎng)絡(luò)一旦中斷，遠(yuǎn)程人員無(wú)法判斷原因，仍需現(xiàn)場(chǎng)人員到場(chǎng)查看。若屬于設(shè)備主控板塊故障等問(wèn)題，即使現(xiàn)場(chǎng)更換板塊，也沒(méi)有權(quán)限進(jìn)行數(shù)據(jù)配置，遠(yuǎn)程也仍然連不通?；诒痉桨傅南到y(tǒng)可以有效地解決此類常見(jiàn)問(wèn)題，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)人員建立的網(wǎng)絡(luò)通道，遠(yuǎn)程人員可以快速介入，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程與現(xiàn)場(chǎng)的無(wú)縫銜接，滿足省市/市縣協(xié)同，故障處理時(shí)遠(yuǎn)程與現(xiàn)場(chǎng)有如同一人在處理一樣，高效連貫。

基于本方案的系統(tǒng)應(yīng)用可以擴(kuò)展到維護(hù)中發(fā)生的設(shè)備斷網(wǎng)等需要現(xiàn)場(chǎng)與遠(yuǎn)程配合的應(yīng)用場(chǎng)景，由現(xiàn)場(chǎng)人員建立起臨時(shí)通道，提供給遠(yuǎn)程維護(hù)人員登錄設(shè)備進(jìn)行核查或配置。因此，針對(duì)設(shè)備的不同接口類型，已經(jīng)不僅考慮到做異步口的連接，而且對(duì)常用的RJ45網(wǎng)口等標(biāo)準(zhǔn)化和主流接口也都能夠進(jìn)行連接。系統(tǒng)通過(guò)連接鏈路拆分及數(shù)據(jù)透?jìng)鞯燃夹g(shù)，進(jìn)行藍(lán)牙轉(zhuǎn)串口/LAN/USB口協(xié)議的適配終端開(kāi)發(fā)，滿足各類設(shè)備的連接使用。

核密度估計(jì)法通常用區(qū)域中點(diǎn)密度的空間變化來(lái)反映點(diǎn)要素的分布特征[20]。本研究采用四次多項(xiàng)式核函數(shù)來(lái)分析西江流域廣東段傳統(tǒng)村落在空間上的分散或集聚特征，其公式為：

現(xiàn)場(chǎng)人員將本系統(tǒng)研制的適配轉(zhuǎn)換終端，連接上設(shè)備的管理控制端口，終端與手機(jī)建立連接，通過(guò)手機(jī)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)建立起一條空中通道，提供給遠(yuǎn)程維護(hù)人員登錄設(shè)備管理應(yīng)用。因此可以擴(kuò)展到數(shù)據(jù)IP城域網(wǎng)和寬帶接入網(wǎng)、大客戶專線交換機(jī)、交換AG設(shè)備、動(dòng)環(huán)現(xiàn)場(chǎng)采集設(shè)備等的協(xié)作維護(hù)。

3.2 研究重點(diǎn)——藍(lán)牙轉(zhuǎn)串口模塊（移動(dòng)終端）

在上述方案中，多次提到現(xiàn)場(chǎng)需要一個(gè)終端，最終完成設(shè)備檢測(cè)、數(shù)據(jù)連接、數(shù)據(jù)下發(fā)等任務(wù)，該終端也是本方案的核心。其涉及的主要原理和要求如下：

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口模塊利用了Bluetooth To RS232藍(lán)牙轉(zhuǎn)串口技術(shù)，藍(lán)牙轉(zhuǎn)串口模塊與傳統(tǒng)有線的串口通信方式，主要區(qū)別如圖2所示：

在本技術(shù)應(yīng)用中，主要需要實(shí)現(xiàn)如下的功能要求：

（1）完成藍(lán)牙通信協(xié)議軟件的嵌入工作，支持Bluetooth SPP（Serial Port Profile藍(lán)牙串行協(xié)議），無(wú)需在其附著的設(shè)備上安裝支持其工作的驅(qū)動(dòng)程序，可在各種具有標(biāo)準(zhǔn)R S 2 3 2串口的設(shè)備上使用。

（2）用戶無(wú)需了解藍(lán)牙通信技術(shù)的專業(yè)知識(shí)，對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)，還是普通的串口通訊線，與傳統(tǒng)的串行線纜連接并沒(méi)有區(qū)別，在有線串口連接上移動(dòng)式遠(yuǎn)程維護(hù)延伸系統(tǒng)運(yùn)維終端，即可以使用。

（3）實(shí)現(xiàn)一機(jī)多能，既可以連接公頭設(shè)備，也可以連接母頭設(shè)備；既可以作為藍(lán)牙從機(jī)使用，也可以作為藍(lán)牙主機(jī)使用。

（4）內(nèi)置鋰電池和充電電路，可在無(wú)外部電源供電的場(chǎng)合使用，其開(kāi)放空間通信距離分別可達(dá)數(shù)十米。

（5）硬件可支持提供豐富的AT命令，用戶可以根據(jù)手機(jī)APP應(yīng)用程序?qū)m配器的波特率、停止位、校驗(yàn)方式進(jìn)行設(shè)置，對(duì)適配器的藍(lán)牙名稱、主從角色、配對(duì)密碼進(jìn)行修改，還可通過(guò)AT命令查詢適配器的當(dāng)前工作狀態(tài)。

（6）提供公頭與母頭的切換開(kāi)關(guān)。

遠(yuǎn)程維護(hù)延伸器實(shí)物圖見(jiàn)圖3：

圖3 遠(yuǎn)程維護(hù)延伸器實(shí)物圖

4 達(dá)到成效

4.1 實(shí)際應(yīng)用情況

目前本系統(tǒng)已在當(dāng)?shù)氐碾娦殴镜玫搅烁采w使用，根據(jù)工單系統(tǒng)的實(shí)際故障數(shù)量、巡檢配置工作量，本系統(tǒng)每個(gè)月可以使用的次數(shù)大概在80多次。系統(tǒng)主要應(yīng)用場(chǎng)景為遠(yuǎn)端設(shè)備無(wú)法通過(guò)IP網(wǎng)管、ssh/telnet遠(yuǎn)程登錄。具體包括：（1）設(shè)備ping不通；（2）設(shè)備上聯(lián)端口down；（3）新開(kāi)設(shè)備布置完畢，等待開(kāi)通；（4）主控板故障，現(xiàn)場(chǎng)重啟設(shè)備后無(wú)法恢復(fù)；（5）設(shè)備故障，更換板卡。

4.2 獲得效益

系統(tǒng)建立了極為方便的臨時(shí)通訊鏈路建立機(jī)制，從而極大地降低了在處理突發(fā)鏈路故障時(shí)的人員成本和備件成本，并且可以減少建設(shè)獨(dú)立的帶外網(wǎng)管所需要的高額費(fèi)用，單是帶外網(wǎng)管系統(tǒng)建設(shè)便可節(jié)約數(shù)百萬(wàn)的資金，每年還可以減少車(chē)輛損耗費(fèi)用和大量人力成本。

系統(tǒng)建設(shè)后，能夠明顯提升用戶感知，由于將對(duì)應(yīng)故障的處理時(shí)間從原來(lái)的5-20個(gè)小時(shí)，縮短到2個(gè)小時(shí)以內(nèi)，極大地提升了電信客戶的感知，將更好地獲得用戶的信任，這體現(xiàn)了極高的社會(huì)效益。

5 結(jié)語(yǔ)

在工作中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和分析問(wèn)題，并提出合理有效的解決措施，為一線的工作人員提供技術(shù)支撐，將技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，不僅有助于改善工作條件，在解決問(wèn)題的過(guò)程中不斷提高，同時(shí)也能形成實(shí)用的效益，更是符合國(guó)家創(chuàng)新戰(zhàn)略的具體實(shí)踐。