基于GIS技術(shù)的光纖網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)

李兢（廣西電子政務(wù)外網(wǎng)管理中心，南寧 530000）

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基于GIS技術(shù)的光纖網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)

李兢
（廣西電子政務(wù)外網(wǎng)管理中心，南寧 530000）

摘 要文章從廣西電子政務(wù)外網(wǎng)光纖網(wǎng)絡(luò)資源的特點(diǎn)和資源管理中存在的問(wèn)題出發(fā)，闡述利用GIS技術(shù)，建設(shè)圖形化、可視化、智能化的光纖網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)。系統(tǒng)基于電信網(wǎng)的概念模型，以電信網(wǎng)絡(luò)管理為核心，通過(guò)工程管理、資產(chǎn)管理、空間及屬性的動(dòng)態(tài)管理，實(shí)現(xiàn)光纖網(wǎng)絡(luò)資源全生命周期管理。此外，系統(tǒng)還提供多層面的網(wǎng)絡(luò)性能分析與優(yōu)化手段，便于光纖網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、設(shè)計(jì)和維護(hù)，提高光纖光路資源管理的效率。

關(guān)鍵詞GIS；光纖網(wǎng)絡(luò)；全生命周期

1　前沿

我國(guó)電子政務(wù)外網(wǎng)經(jīng)過(guò)10多年的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模越來(lái)越大，覆蓋面越來(lái)越廣，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)趨于成熟。為提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)效率、實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源集中化管理，加強(qiáng)光纖網(wǎng)絡(luò)資源管理成為首要任務(wù)。

目前,各個(gè)運(yùn)維單位對(duì)自有的光纖網(wǎng)絡(luò)資源的管理相對(duì)落后。資料用傳統(tǒng)圖紙、圖標(biāo)等方式保存，缺乏統(tǒng)一、規(guī)范的網(wǎng)絡(luò)資源信息描述與存儲(chǔ)，資源信息沒(méi)有完整統(tǒng)一的規(guī)劃和定義。資料的更新多為人工記錄、存檔，無(wú)法保證數(shù)據(jù)的一致性、正確性和實(shí)時(shí)性。從而導(dǎo)致對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源使用狀況缺乏有效的監(jiān)控、校核機(jī)制和統(tǒng)一的調(diào)度機(jī)制。另外，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)規(guī)劃方面差，對(duì)環(huán)境和整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的性能分析不足；存在網(wǎng)絡(luò)資源重復(fù)投資、浪費(fèi)投資的現(xiàn)象。

針對(duì)這些情況，利用地理信息技術(shù)把光纖網(wǎng)絡(luò)資源管理和地理信息系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)。其目的是實(shí)現(xiàn)矢量地圖和資源數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)交互，達(dá)到對(duì)空間及屬性數(shù)據(jù)的管理,為電子政務(wù)網(wǎng)絡(luò)提供穩(wěn)定、可靠基礎(chǔ)支撐。因此，建立基于GIS技術(shù)的光纖光路資源管理系統(tǒng)(ORMS)具有重要的實(shí)際意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。本文以廣西電子政務(wù)外網(wǎng)的光纖網(wǎng)絡(luò)資源管理子系統(tǒng)為例，簡(jiǎn)述ORMS的實(shí)現(xiàn)思路與過(guò)程。

2　系統(tǒng)的架構(gòu)體系

2.1 總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

平臺(tái)總體架構(gòu)圖如圖1所示。平臺(tái)共分成4個(gè)邏輯層次：基礎(chǔ)層、數(shù)據(jù)層、支撐層及應(yīng)用層。各層之間相對(duì)獨(dú)立，各層從下往上互相依賴，從數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)功能、到業(yè)務(wù)再到應(yīng)用。層中各功能和業(yè)務(wù)應(yīng)用以組件的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)，使層內(nèi)各功能藕合度最小。

基礎(chǔ)層是整個(gè)平臺(tái)建設(shè)所依賴的物理基礎(chǔ)設(shè)施 ，包括通信管線、網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、存儲(chǔ)系統(tǒng)、主機(jī)系統(tǒng)、安全系統(tǒng)以及機(jī)房基礎(chǔ)環(huán)境等。通信管線主要指廣西電子政務(wù)外網(wǎng)南寧城域光纖網(wǎng)，南寧城域光纖網(wǎng)通過(guò)自建方式，已建成通信管道265.2 km，敷設(shè)光纜418.4 km，光纖網(wǎng)采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式直連。

圖1　平臺(tái)總體架構(gòu)圖

數(shù)據(jù)層包括所有由數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、空間數(shù)據(jù)庫(kù)引擎管理和驅(qū)動(dòng)的各類元數(shù)據(jù)、空間/非空間數(shù)據(jù)、文本數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)庫(kù)等，同時(shí)，數(shù)據(jù)層還包括對(duì)光纖管線網(wǎng)絡(luò)資源數(shù)據(jù)更新和維護(hù)工具、訪問(wèn)組件和數(shù)據(jù)間的邏輯維護(hù)組件。

支撐層是上層應(yīng)用賴以構(gòu)建和運(yùn)行的核心層，平臺(tái)中所有的應(yīng)用都基于此層所提供的應(yīng)用服務(wù)功能服務(wù)組件來(lái)實(shí)現(xiàn)。支撐層包括平臺(tái)提供的功能服務(wù)組件和面向管理這些組件的管理應(yīng)用系統(tǒng)。

應(yīng)用層是直接與用戶交互的系統(tǒng)功能層，根據(jù)用戶需求的不同構(gòu)建不同的交互界面。應(yīng)用服務(wù)層的各應(yīng)用將采用常用開(kāi)發(fā)工具，主要根據(jù)服務(wù)內(nèi)容實(shí)現(xiàn)用戶界面設(shè)計(jì)和完成界面元素驅(qū)動(dòng)下層功能組件的邏輯。

2.2 體系結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)采用客戶機(jī)/服務(wù)器（C/S）模式和瀏覽器/服務(wù)器（B/S）模式相結(jié)合的混合體系結(jié)構(gòu)。3層體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)便于系統(tǒng)的擴(kuò)展和改造。C/S和B/S可以共用系統(tǒng)的應(yīng)用層,從設(shè)計(jì)上也便于維護(hù)。在C/S模式中，包含管線管理模塊，目的是為工程維護(hù)部門提供線路、資源常規(guī)的維護(hù)服務(wù),側(cè)重于資源數(shù)據(jù)的錄入和維護(hù)工作。在B/ S模式中，主要包含項(xiàng)目管理、資產(chǎn)管理、資源管理、代維管理模塊，目的是為業(yè)務(wù)部門提供流程化管理服務(wù)、資源查詢服務(wù)。側(cè)重于流程化管理、資源查詢、展現(xiàn)統(tǒng)計(jì)分析功能。

2.3 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

平臺(tái)采用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)庫(kù)引擎相結(jié)合的技術(shù)，統(tǒng)一空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)一體化存儲(chǔ)。各數(shù)據(jù)之間以設(shè)置唯一編碼來(lái)進(jìn)行關(guān)聯(lián)。基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)庫(kù)建成一個(gè)矢量數(shù)據(jù)集，按照地理要素的分類進(jìn)行物理分層空間及屬性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中；影像數(shù)據(jù)以入庫(kù)的圖幅為單元組織，建立區(qū)域索引。系統(tǒng)以業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)為核心，開(kāi)展空間實(shí)體數(shù)據(jù)組織，通過(guò)核心業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)關(guān)系，獲取設(shè)施空間、屬性等信息。結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)直接以表的形式存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中；非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)既可以以表的Blob字段屬性形式存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中，也可以采用文件目錄的形式放到統(tǒng)一的文件數(shù)據(jù)庫(kù)中。

2.4 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

依托廣西電子政務(wù)外網(wǎng)，基于GIS技術(shù)的光纖管線網(wǎng)絡(luò)資源管理平臺(tái)服務(wù)器部署在互聯(lián)網(wǎng)接入?yún)^(qū)。平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

服務(wù)器采用星型結(jié)構(gòu)連接到互聯(lián)網(wǎng)接入?yún)^(qū)防火墻的DMZ。移動(dòng)終端、GPS采集器通過(guò)IPSec VPN方式訪問(wèn)應(yīng)用服務(wù)器和GIS服務(wù)器，代維人員通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)訪問(wèn)Web服務(wù)器。

圖2　平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

3　系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

依托廣西電子政務(wù)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，基于GIS技術(shù)的光纖管線網(wǎng)絡(luò)資源管理平臺(tái)面向政務(wù)部門、工程和用戶，提供準(zhǔn)確的多層面的信息查詢、信息傳遞、狀態(tài)顯示、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、工作報(bào)告、故障報(bào)警等多種管理功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)資源、項(xiàng)目、代維、資產(chǎn)等方面系統(tǒng)、規(guī)范管理。系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖示如圖3所示。

3.1 實(shí)現(xiàn)圖形化操作接口、可視化維護(hù)各類資源

平臺(tái)通過(guò)建立資源元模型，配以通信行業(yè)規(guī)范為依據(jù)的規(guī)則庫(kù)，具有良好的設(shè)備信息庫(kù)編輯和擴(kuò)充能力。以地理和設(shè)施圖為背景，覆蓋網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)從整體規(guī)劃到詳細(xì)設(shè)計(jì)全過(guò)程：機(jī)房-ODF-光纜-交接箱-接續(xù)盒-光接收機(jī)-電纜-放大器-電纜-分支(配)器-樓字-用戶終端。實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)的電子版全真模擬操作。此外，系統(tǒng)提供資源業(yè)務(wù)緯度的原子操作API，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)建邏輯設(shè)備、創(chuàng)建鏈路、創(chuàng)建關(guān)系等功能，并對(duì)原子API實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的平臺(tái)能力。

3.2 工程管理

工程管理系統(tǒng)采用工作流引擎，以自定義流程+頁(yè)面編碼的方式，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、流程自定義和流程嵌套的和諧統(tǒng)一，可應(yīng)付各種復(fù)雜專業(yè)的業(yè)務(wù)流程。模塊覆蓋整個(gè)工程生命周期，支持工程預(yù)決算、工程進(jìn)度控制、工程文檔管理。用于跟蹤小組任務(wù)的記錄、執(zhí)行以及最后的存檔。工程管理涉及的數(shù)據(jù)與資產(chǎn)管理、基礎(chǔ)設(shè)備資源、設(shè)備資源、機(jī)房資源、地理空間信息資源有著緊密的關(guān)聯(lián)。地理空間信息資源管理系統(tǒng)以真實(shí)的地理情況來(lái)反映工程實(shí)施的效果，包括設(shè)備、線路、材料、業(yè)務(wù)等信息，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的同步、數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)合成分析，為工程建設(shè)的各個(gè)環(huán)節(jié)提供科學(xué)合理的決策。

3.3 資產(chǎn)管理

資產(chǎn)管理子系統(tǒng)對(duì)物品備件的出庫(kù)、入庫(kù)、調(diào)撥、領(lǐng)用、報(bào)損送修等進(jìn)行管理，掌握設(shè)備分類、倉(cāng)儲(chǔ)及在網(wǎng)使用情況，為資產(chǎn)生命周期管理、備品備件采購(gòu)計(jì)劃制定提供參考依據(jù)。

3.4 代維管理

采用信息化手段，對(duì)光纖網(wǎng)絡(luò)資源代維工作進(jìn)行規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化和精細(xì)化管控，加強(qiáng)維護(hù)資源的統(tǒng)一管理和調(diào)度，強(qiáng)化代維工作的過(guò)程管理和結(jié)果控制，提高考核規(guī)范性，實(shí)現(xiàn)工作監(jiān)管的主動(dòng)性，提高成本管理的有效性。系統(tǒng)管理的代維工作分為常規(guī)代維和零星遷改，支持考核費(fèi)用結(jié)算、進(jìn)度控制、文檔管理、資產(chǎn)監(jiān)督、驗(yàn)收審核等，具有任務(wù)跟蹤、質(zhì)量考核、費(fèi)用結(jié)算等功能。

圖3　系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

3.5 電子地圖

電子地圖子系統(tǒng)是利用Web GIS技術(shù)實(shí)現(xiàn)在電子政務(wù)外網(wǎng)上發(fā)布地理空間數(shù)據(jù)信息的應(yīng)用系統(tǒng)，功能包括電子地圖的顯示、漫游、縮放、圖層控制等操作，查詢用戶信息，光纜干線信息，設(shè)備技術(shù)參數(shù)，支線線路信息，可進(jìn)行光纜、電纜等路由追蹤分析等。

3.6 統(tǒng)一基礎(chǔ)平臺(tái)和應(yīng)用框架

平臺(tái)具備良好的可維護(hù)性和擴(kuò)展性，采用統(tǒng)一的基礎(chǔ)平臺(tái)，以避免不必要的系統(tǒng)間數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換、功能的接口以及系統(tǒng)升級(jí)擴(kuò)展時(shí)大量的維護(hù)工作量，保證系統(tǒng)的一致性和穩(wěn)定性。對(duì)于辦公OA系統(tǒng)、國(guó)家電子政務(wù)外網(wǎng)CA、短消息、移動(dòng)終端、手持GPS采集儀、客戶服務(wù)系統(tǒng)、廣西基礎(chǔ)地理信息空間框架等相關(guān)系統(tǒng)，在數(shù)據(jù)訪問(wèn)和接口層統(tǒng)一，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和交換。

3.7 全生命周期管理

網(wǎng)絡(luò)資源全生命周期管理如圖4所示。網(wǎng)絡(luò)資源狀態(tài)管理由零散的資源狀態(tài)記錄向完整的資源生命周期管理方向發(fā)展，貫穿通信工程規(guī)劃、建設(shè)、驗(yàn)收、運(yùn)維全過(guò)程，對(duì)過(guò)程中的文檔、竣工資料、變更記錄等進(jìn)行管理，提供工作過(guò)程中的管理和應(yīng)用痕跡的記錄，輔助決策、規(guī)范外線資源的維護(hù)流程。平臺(tái)以資源全生命周期為主線，對(duì)光纖管線網(wǎng)絡(luò)資源提供管理，以功能和場(chǎng)景的方式，處理各種業(yè)務(wù)。

3.8 多層面的網(wǎng)絡(luò)性能分析與優(yōu)化手段

(1)資源預(yù)警。系統(tǒng)實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)光纖利用率，配置各本地網(wǎng)的光纖利用率專題圖，在專題圖根據(jù)光纖利用率臨界值用不同顏色顯示光交、光纜段的符號(hào)。

（2）故障定位。根據(jù)不同的資源類型（光纜段、光配線架、交接設(shè)備、纖芯、端子）的資源信息，輸入相關(guān)的信息（距離、誤差）按照光纜穿纜路由和盤(pán)留進(jìn)行計(jì)算，在電子圖紙上生成故障標(biāo)志，并能高亮顯示光故障范圍。

圖4　網(wǎng)絡(luò)資源全生命周期圖

（3）光纖資源調(diào)度的支撐。通過(guò)最佳線路搜索輔助分析，找尋基于最短路徑和最少轉(zhuǎn)接次數(shù)的路由，確定光纖調(diào)度線路，能根據(jù)調(diào)度線路對(duì)光纖資源進(jìn)行預(yù)先占用。

4　結(jié)束語(yǔ)

隨著廣西電子政務(wù)外網(wǎng)規(guī)模逐漸擴(kuò)大、復(fù)雜程度不斷提高，將GIS技術(shù)全面應(yīng)用于光纖光路資源管理是技術(shù)和管理的必然趨勢(shì)。通過(guò)信息化手段對(duì)資源數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理、調(diào)配和共享，建立數(shù)據(jù)處理與維護(hù)的工作平臺(tái)、工程管理、資產(chǎn)管理和運(yùn)維服務(wù)管理，實(shí)現(xiàn)與相關(guān)業(yè)務(wù)及管線單位信息共享。同時(shí)，提供多層面的查詢、統(tǒng)計(jì)及網(wǎng)絡(luò)性能分析與優(yōu)化手段，為網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、施工和輔助決策提供有效支持。在這個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，可以擴(kuò)展到對(duì)其它電信網(wǎng)絡(luò)資源的管理，并能進(jìn)行更深層次的數(shù)據(jù)挖掘、模糊空間等。

參考文獻(xiàn)

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News

富士康與思博倫合作交付具備語(yǔ)音和視頻功能的移動(dòng)電話

1月19日，思博倫通信公司和富士康（Foxconn）公司宣布，兩家公司已經(jīng)合作交付了具備高質(zhì)量VoLTE語(yǔ)音和視頻呼叫能力的移動(dòng)電話。

富士康公司正在使用思博倫的BEEHD VoLTE客戶端框架來(lái)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)基于Android且可使用VoLTE語(yǔ)音和視頻呼叫服務(wù)的移動(dòng)手機(jī)。通過(guò)BEEHD，這些手機(jī)將得到優(yōu)化，在提供更好的通信能力的同時(shí)，為用戶帶來(lái)更出色的體驗(yàn)質(zhì)量。

富智康集團(tuán)有限公司軟件設(shè)計(jì)中心主任Andy Horng指出：“我們希望為客戶提供杰出的質(zhì)量，而B(niǎo)EEHD幫助我們實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo)。思博倫與我們開(kāi)展了緊密的合作，對(duì)實(shí)現(xiàn)硬件加速VoLTE語(yǔ)音和視頻呼叫的解決方案進(jìn)行了優(yōu)化。雙方還共同對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了微調(diào)，實(shí)現(xiàn)了與作為手機(jī)部署目標(biāo)的移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)之間的互用。利用BEEHD，我們才能迅速且大批量地向市場(chǎng)推出具備卓越VoLTE語(yǔ)音和視頻通信能力的LTE移動(dòng)電話?！?/p>

思博倫通信公司開(kāi)發(fā)者工具業(yè)務(wù)部總經(jīng)理Pierre Hagendorf表示:“富士康正在LTE移動(dòng)電話的整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程中使用BEEHD，從最初的設(shè)計(jì)到在主要移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)上的大規(guī)模部署，而我們也非常高興地看到這一協(xié)作所取得的成功。要?jiǎng)?chuàng)造高質(zhì)量且全網(wǎng)互用的VoLTE手機(jī)，是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)性的任務(wù)，而與富士康這樣的業(yè)界巨擎建立的伙伴關(guān)系，也是思博倫卓越能力的充分佐證。”

BEEHD框架具備易于使用的高層次應(yīng)用編程接口（API）、經(jīng)過(guò)優(yōu)化的媒體引擎、專利視頻質(zhì)量技術(shù)、靈活的信令能力，以及極富創(chuàng)新精神的可選特性。這使得設(shè)備制造商和其它廠商能夠大幅縮短入市時(shí)間并且對(duì)互用性加以優(yōu)化。BEEHD還包含內(nèi)部IMS/VoLTE能力，使開(kāi)發(fā)者能夠創(chuàng)造出具備語(yǔ)音和視頻能力的手機(jī)，并使之在符合VoLTE標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)上輕松順暢地運(yùn)行。

該框架是思博倫面向服務(wù)商、系統(tǒng)制造商和設(shè)備制造商的解決方案產(chǎn)品組合中的一個(gè)組成部分，可幫助他們將全新的通信服務(wù)和特性融入其解決方案之中。思博倫的開(kāi)發(fā)者工具提供的均是經(jīng)過(guò)實(shí)踐考驗(yàn)的解決方案，能夠?yàn)楦黝悜?yīng)用和設(shè)備快速添加語(yǔ)音、視頻和消息服務(wù)。

（彭芳)

Research and design of fiber optic network resource management system based on GIS technology

LI Jing
(Guangxi E-government Management Center, Nanning 530000, China)

AbstractBased on the characteristics of optical fi ber network resources and the problems existing in the resource management of guangxi e-government management center, this thesis illustrates the use of GIS technology to build graphics, visualization, intelligent optical network resource management system. System is based on a conceptual model of the telecommunications network, telecommunications network management as the core, through project management, dynamic management of asset management, space and property. To achieve fi ber-optic network resource lifecycle management.It also provides multifaceted network performance analysis and optimization method, is advantageous for the fiber optic network planning, design and maintenance, improve the effi ciency of fi ber optical path resource management.

KeywordsGIS; optical fi ber net; resource lifecycle management

收稿日期：2015-11-09

中圖分類號(hào)TN913

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)1008-5599（2016）02-0088-05