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精细化模型与大数据分析在城域网网络规划中的应用

更新时间:2009-03-28

0 引言

随着城域网网络架构纵向的延伸和横向的广覆盖,网络规模急剧扩张,业务需求的测算和建设方案的制定难度越来越大,城域网网络规划也面临实际的困难。例如以往对于城域网的网络规划和可研工作仅统计总建设数量,根据市场部门提供的需求、厂家提供的集采价格就能估算出建设方案和投资规模,这样往往会存在盲点,导致网络规划和可研的结果与实际工程实施时的结果差异较大,对工程的指导意义不大。

为提高城域网的网络规划的准确性,本文引入精细化模型测算的概念,结合海量的运营数据分析,通过精细化的传输模型测算提高测算成果的准确性,切实指导实际建设项目的实施。

1 精细化测算模型

 

表1 单个接入环的组成明细表

  

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首先对移动传输设备建立模型,这些模型包括在城域网核心层、汇聚层、接入层的PTN设备,如表1所示,单个接入环2G、3G、4G、集客、OLT流量测算公式如下:

(1)4G流量=新增4G站点数×80M+(多载波聚合叠加D×80M+多频点叠加扩容D2×160M)×0.6;

(2)2G流量=新增2G站点数×10M;

(3)3G流量=新增3G站点数×18.47M

(5)OLT流量=OLT数量×100M

(4)集客流量=集客数量×14.3M

以“服务质量”“功能价值”“服务设施”“建筑与环境”为自变量,分别以“功能结果”“社会结果”“心理结果”“成本结果”为因变量进行线性回归分析,以性别、年龄、学历、收入、职业、旅游方式这6个题项为控制变量。选择“逐步法”(Stepwise),以P≤0.05为选入标准,以P≥0.10为剔除标准建立回归模型[16]113,调整R方>0.4,表明回归模型拟合度较高,并且获取不同显著水平下的标准化回归系数。如表8所示,4个模型拟合度都较好,变量之间具有较强的显著性。属性层各因子除了对“成本结果”产生负向影响,对于结果层的“功能结果”“社会结果”“心理结果”均为正向影响。

福克斯以斯迈斯的受众商品论和受众劳动概念为理论核心,在借鉴马克思物质劳动理论基础上,批判了基于非物质劳动概念的数字劳动理论,提出了自己的数字劳动理论。

根据以上规则对单个接入环建立如下流量相关数学模型:

 
 

汇聚层PTN和接入层PTN考虑方法一致,汇聚环则优先考虑叠加10GE环,建设方案分两种情况:

 

其中[N]为4G、D、D2、3G、2G、集客、OLT数量的矩阵,[M]为4G、D、D2、3G、2G、集客、OLT流量参数的矩阵。

湖北省水利工程农业水费主要包括农业排涝水费和农业灌溉水费。2011年省委1号文件决定取消易涝地区农民的县乡两级水利工程排涝水费,农业排涝费用由各级财政负担,目前大部分县乡已取消排涝水费。据2012年统计数据,农业水费支出占农业生产支出的10%左右,全省农业灌溉水费收入1.06亿元,水费实收率约为62%。2008年以来,当阳市、荆州区、南漳县、宜都市、潜江市、咸安区、江陵县、仙桃市、蔡甸区、老河口市等地实施了农业水价综合改革示范。示范项目区基本形成了较为完善的排灌体系,渠系水利用系数、灌溉保证率也得到了很大提高,形成了良性的农田水利工程运行管理机制,确保了粮食与经济作物增产,农民增收。

对于不同年份的流量采用增量建模,例如:

2016年环网总流量=2015年环网流量+2016年环网新增流量,公式表达为:

 

其中ΔFnew仍然采用公式6计算,其中[N]为新增设备数量矩阵。

2 应用与分析

2.1 PTN投资规模应用

如表2所示为第N年PTN接入层部分汇总,接入层汇总通过统计每个地州的城市、乡镇、农村系统单环数量和环网节点数量、2G/4G站点数量、集客数量、OLT数量的现状和新增数量的明细得出。根据流量测算公式6算出第N年环网总流量,表3是第N+1年PTN接入层部分新增汇总。

 

表2 第N年PTN接入层部分汇总表

  

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接入层优先考虑叠加GE环,建设分两种情况:根据建设经验,接入环上的站点为6-8个,因此接入环的数量根据每年新增的4G站点数量而得:4G站点数/7;带宽测算为流量模型测算:

(1)若接入环测算带宽>0.7G,优先考虑叠加GE环,扩容环上所有PTN设备GE板件,考虑板件利旧,GE板件数量按需求的50%考虑,即单环新增GE板件数量=新增GE环环上节点数×2个方向×实际利旧的比例。

臂丛神经损伤是一种最严重的周围神经损伤,损伤的原因大部分是摩托车意外、工伤以及产伤等各种原因引起的,由于生理解剖的特点,臂丛神经损伤后治疗较困难,疗效也不甚理想。受伤后患者上肢功能大部分或完全丧失,遗留终身残疾,给患者及家庭带来了极大的痛苦。神经移位是治疗臂丛神经损伤的主要方法,其中膈神经移位肌皮神经是治疗臂丛神经损伤的常用术式之一,有效率达84.62%[1-2]。正确的临床诊断、积极的心理指导、完善的康复护理、科学的功能锻炼将对臂丛神经损伤后上肢功能的恢复起到了积极的作用。我院于2011年1—6月共开展膈神经移位术108例,均取得满意的效果,现报道如下。

根据经验值及对核心层部分建立如下数学模型进行测算:

最后,算出每个地州扩容和新增的设备投资,确定第N+1年接入层PTN建设规模的总投资。

根据以上规则对接入层建立如下数学模型:

 

综合以上分析,PTN的投资可以用以下公式

 
 

表3 第N+1年PTN接入层部分新增汇总表

  

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综合公式1到公式5,单环的流量最后可用矩阵的形式表示为公式6。

在村庄社会中,强弱法则是情、理、法之外的另一种秩序规则。尤其是在北方村庄,门户林立,大户意味着人多、力量大、不可欺;反之,小门小户更加容易受欺负。不过,村庄秩序中的平衡法则是大户不能任意欺负小户,小户则要守规矩不要挑战大户的权威而且需攀附大户。通常,大户小户之间沾亲带故,一番盘根错节之后,强弱关系也就没那么显现。不过,乡村干部一般都在大户中产生,从大户中成长起来的乡村体制精英需要在公共层面主持乡土正义,而不能一味偏袒自己人。

若汇聚环测算带宽>7G,优先考虑叠加为双10GE环,环上所有PTN设备扩容10GE板件,由于现网汇聚层的10GE板件大多采用低密度板件,因此需扩容的10GE板件全部新增;

高居翰教授曾在美国华盛顿弗利尔美术馆服务近十年,并担任该馆的中国艺术部主任。他也曾担任已故瑞典艺术史学者喜龙仁的助理,协助其完成了七卷本《中国绘画》(Chinese Painting:Leading Masters and Principles)的撰写计划,自1965年起,他开始任教于伯格利分校加州大学的艺术史系,负责中国艺术史的课程,1997年获得学院颁发的终生杰出成就奖,美国时间2014年2月14日,高居翰病逝于加州。

沿着小商河曲折的河道向上游走,发现小商河自西南方向先向北流,在距桥200米的上游向东折去,减缓了水势后才穿桥而过,因此,小商桥的桥墩避开了汹涌波涛的冲击,从而保证了桥的主拱基础稳定。所以,一千多年来,桥身和桥面虽有损坏,但小商桥的主体部分拱券和桥墩却从未进行过大修。

表4为第N+1年PTN汇聚层部分新增设备参数明细汇总。

根据以上规则对汇聚层部分建立如下数学模型:

若汇聚环测算带宽≥16G,升级该环为100GE环,由于现网的设备基本不支持100GE端口,所有该环上的所有100GE PTN设备新增。

 
 

表4 第N+1年PTN汇聚层部分新增汇总表

  

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核心层PTN:按与省干对接的端口需求扩容核心层设备板件,新增10/100G板卡数量,根据现网L3设备和L2/L3设备的数量进行扩容。表5为城域传送网PTN核心层第N年及第N+1年汇总。

 

表5 城域传送网PTN核心层第N年及N+1年汇总表

  

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(2)若接入环测算带宽≥1.6G,升级该环为10GE环,由于现网接入环上的设备大部分均为GE PTN设备,因此升级10GE环所需的10GE PTN设备全部新建。新增10GE PTN数量=升级10GE环数量×节点数量。

 

综合公式8至公式11可以得出接入层的总投资为:

纳入标准:①3岁≤年龄≤12岁;②符合中华眼科学会斜视弱视学组(2011)中的弱视诊断标准[3]:视觉发育期由于单眼斜视、未矫正的屈光参差和高度屈光不正及形觉剥夺引起的单眼或双眼最佳矫正视力(BCVA)低于相应年龄的视力(4~5岁≤0.5,6~12岁≤0.7),或双眼视力相差2行以上;③诊断为屈光参差性弱视[需具备相关危险因素如双眼远视性球镜度数相差1.50 D和(或)柱镜度数相差1.00 D[3]];④能配合本研究的各项检查;⑤未戴镜矫正,且以往未进行过弱视训练;⑥患儿监护人自愿签署知情同意书。

 

2.2 大数据最优化迭代分析

针对PTN的投资与网络的精细化的流量分析基础上,可以建立如下最优化模型:

 

最优化模型第一条目的在于最小的投资下取得最大的流量规模,第二条是约束条件,规划的流量必须满足实际的流量需求。为取得规划的最终优化,必须在海量流量数据的基础上进行大数据分析,在以上最优化模型的基础上,结合已有历史流量数据的大数据分析,可以提高对PTN测算成果的准确性,具体方法如下:

针对第二条约束条件规划的流量必须满足实际的流量需求,需要实现流量趋势预测,预测流量未来一段时间的流量趋势。根据前面的流量模型公式1.7,流量是与时间相关,可用时间序列预测模型,建立流量预测模型过程如下:首先,对已有的海量流量时间序列数据进行平稳性检测,如果不平稳,需对数据进行差分处理得到平稳数据,对数据符合哪类时间序列模型进行识别,识别模型属于AR(自回归)、MA(移动平均)和ARM A(自回归移动平均)中的哪种模型,通过BIC信息准则对模型定阶,确定ARIMA模型的p、q参数,再对模型做相关检测,对通过检测的模型采用极大似然估计方法进行模型参数估计,最后应用模型进行流量预测,将实际流量与预测流量做误差分析,如果误差较少,则完成模型,可用模型深度预测流量波动和长期趋势。另外对新增数据、语音、视频流量需求还可建立其他模型,进而从其它维度预测流量波动和趋势。

VR头显、VR眼镜是一个跨时代的产品。每一个爱好者不仅因为带着惊奇和欣喜去体验,更因为对它诞生与前景的未知而深深着迷。

完成流量预测的基础上,对于最优化模型第一条求解最小的投资下取得最大的流量规模,也就得到多个节点、多个系统环、多个平面最佳组合。为了得到全局最优解,优化方法选择批量梯度下降法和随机梯度下降法,得到接入层、汇聚层及核心层在利旧、扩容、新建、裂环、叠加环、升级的最佳组合。

2.3 对工程实施的指导作用

通过上述测算分析过程可以发现在工程实施过程中,城域网核心层-汇聚层-接入层的网络架构中的每个节点是否需利旧、扩容、新建,每个系统环是否需改造升级都能精确到设备的每一块板卡甚至每个端口;对于汇聚层和接入层带宽需求(GE、10GE、100GE)是否裂环、叠加环、升级,如何精细化测算模型也能给出最直接的判断分析;再结合大数据分析,对新增数据、语音、视频流量需求也能合理地进行预测分配,避免“潮汐效应”导致业务不均衡,提高网络资源利用率;从客户感知层面来看,流量经营效率和质量提升的重点考虑因素应该着重在上网速度、网络覆盖、其他因素三个方面。精细化测算模型能分析出现网网络节点、组网方式老旧业务及不合理问题,提供给IP城域网专业人员分析该如何梳理业务,增加城域网出口带宽。

总之,精细化测算模型结合大数据分析能为工程施工解决多个节点、多个系统环、多个平面的问题。

选用江西省南丰县1981—2017年地面气象观测数据,主要包括气温、降水、日照,积温,数据来源于江西省气象局;南丰县柑橘产量由南丰县气象局提供。用SPSS软件相关分析方法,将年气象因子、旬气象因子与柑橘产量进行相关性分析,找出与之对应的相关系数显著的气象因子,分析其对南丰县柑橘产量的影响。

3 结论

针对城域网网络架构的日益扩大,本文讨论了城域网网络规划建设规模的精细化测算模型,并结合大数据分析,为解决城域网的工程实施问题提供了参考依据,提升网络评估指标体系,如网络结构、网络能力、网络安全、业务承载的合理性。

 
叶春,高智科
《江苏通信》 2018年第02期
《江苏通信》2018年第02期文献

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