基于EPON的池州配電通信網(wǎng)綜合管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

江龍才，霍朝輝，步冬靜

（國(guó)網(wǎng)安徽省電力公司 池州供電公司，安徽 池州 230061）

基于EPON的池州配電通信網(wǎng)
綜合管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

江龍才，霍朝輝，步冬靜

（國(guó)網(wǎng)安徽省電力公司 池州供電公司，安徽 池州 230061）

配用電通信網(wǎng)具有分布廣泛、終端節(jié)點(diǎn)眾多、承載業(yè)務(wù)類型豐富多樣、多種接入技術(shù)混合應(yīng)用、現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行環(huán)境惡劣等特點(diǎn)，導(dǎo)致配用電通信網(wǎng)存在技術(shù)制式多樣化、設(shè)備廠家眾多、組網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等問(wèn)題，不便于管理和調(diào)度。文章基于池州供電公司現(xiàn)狀，在現(xiàn)有配用電通信網(wǎng)技術(shù)及體系架構(gòu)的基礎(chǔ)上，提出配用電通信網(wǎng)的管理需求，基于EPON設(shè)計(jì)并研發(fā)了配用電通信綜合網(wǎng)管原型系統(tǒng)，以便能夠有效地管理配用電通信網(wǎng)絡(luò)，提高配用電通信網(wǎng)的可用率。

配電通信網(wǎng)；無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)；故障管理；EPON

在智能電網(wǎng)背景下，各地普遍傾向于基于無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)xPON等技術(shù)的配用電通信網(wǎng)的改造建設(shè)工作，而隨著這種建設(shè)的大力推進(jìn)，配用電網(wǎng)規(guī)模將快速擴(kuò)大，同時(shí)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的控制能力將提出較高的要求。配用電網(wǎng)將進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)“三遙”，即在原有“遙信”“遙測(cè)”的基礎(chǔ)上增加“遙控”功能。這些新業(yè)務(wù)對(duì)配用電通信網(wǎng)就可靠性、實(shí)時(shí)性、雙向性、靈活性等方面提出了更新、更高的要求。在目前正大力開展信息化建設(shè)工作的大環(huán)境下，配用電通信網(wǎng)運(yùn)維管理的有序和高效需求也日益明顯。因此，進(jìn)行配用電通信網(wǎng)運(yùn)維管理技術(shù)的研究［1］，并開發(fā)配用電通信網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)具有重要意義。

目前，池州公司已全面建成配用電通信網(wǎng)，包括EPON和工業(yè)以太網(wǎng)。EPON主要是烽火通信設(shè)備，OLT十余臺(tái)，ONU設(shè)備數(shù)量近千臺(tái)。僅靠人工經(jīng)驗(yàn)運(yùn)維，無(wú)法滿足用電信息采集在線率、采集成功率等考核指標(biāo)的需要。因此，從實(shí)際工作的角度考慮，需要利用現(xiàn)代信息技術(shù)，建立實(shí)時(shí)在線監(jiān)視系統(tǒng)，及時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況［2］，第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)缺陷或隱患，及時(shí)加以排查處理［3］?；谏鲜鲈?，在現(xiàn)有配用電通信網(wǎng)技術(shù)及體系架構(gòu)的基礎(chǔ)上，調(diào)研配用電通信網(wǎng)的管理需求，研究配用電通信網(wǎng)管理信息獲取方式及技術(shù)，建立配用電通信網(wǎng)統(tǒng)一管理信息模型，并開發(fā)配用電通信綜合網(wǎng)管原型系統(tǒng)。能夠有效地管理配用電通信網(wǎng)絡(luò)，提高配用電通信網(wǎng)的可用率。

1　配用電通信網(wǎng)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

配用電通信綜合網(wǎng)管原型系統(tǒng)構(gòu)架如圖1所示，設(shè)計(jì)B/S模式的智能配用電通信綜合網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，系統(tǒng)由表示層、應(yīng)用層、采集適配層、數(shù)據(jù)庫(kù)組成。表示層為Flex開發(fā)的富客戶端GUI程序，既減少了部署客戶端程序，又不缺乏圖形圖表化的靈活系統(tǒng)呈現(xiàn)；應(yīng)用層為Java開發(fā)的Web應(yīng)用程序，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的告警邏輯處理，并為GUI程序提供數(shù)據(jù)支持，采用Spring，iBatis等成熟框架技術(shù)，保障系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，GUI程序與服務(wù)端程序采用WebService和遠(yuǎn)程對(duì)象兩種方式通信；采集適配層由Java開發(fā)的多個(gè)適配程序組成，每個(gè)采集適配程序應(yīng)用于一種組網(wǎng)技術(shù)，實(shí)時(shí)的收集不同廠家網(wǎng)管系統(tǒng)上報(bào)的配置、告警、性能等數(shù)據(jù)，采用Java多線程技術(shù)與CORBA，TCP，F(xiàn)TP等通信協(xié)議結(jié)合，提高數(shù)據(jù)處理速度，采集適配程序和應(yīng)用程序之間采用共享數(shù)據(jù)庫(kù)的通信方式，采集適配程序與南向系統(tǒng)或被管網(wǎng)元間采用CORBA，F(xiàn)TP，DB等協(xié)議相結(jié)合的通信方式；采用目前應(yīng)用較廣的Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)，安全可靠。

圖1　配用電通信綜合網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

2　功能需求

本功能結(jié)構(gòu)采用分層設(shè)計(jì)思想，分為接口適配層、應(yīng)用層、表示層，構(gòu)成本網(wǎng)管平臺(tái)的各層的詳細(xì)構(gòu)成如下。

2.1接口適配層

主要完成針對(duì)不同廠家設(shè)備所需管理信息的適配。適配層包括一系列接口適配器構(gòu)成的適配器集合，完成對(duì)不同廠家網(wǎng)管或設(shè)備的北向接口適配的功能，向上層提供統(tǒng)一的網(wǎng)管接口。接口模塊適配器向下適配設(shè)備所提供的不同類型的接口，向上轉(zhuǎn)化為同種類型的接口應(yīng)用層提供統(tǒng)一的網(wǎng)管接口，本系統(tǒng)針對(duì)不同廠家、不同類型、不同版本的網(wǎng)管或設(shè)備北向接口分別進(jìn)行適配。

2.2應(yīng)用層

應(yīng)用層的各管理模塊主要實(shí)現(xiàn)各管理功能的業(yè)務(wù)邏輯，各模塊相互獨(dú)立，又支持通過(guò)中間件進(jìn)行實(shí)時(shí)交互。不僅可以根據(jù)不同的目標(biāo)，靈活選擇不同的模塊，構(gòu)成實(shí)際需要的管理功能集，而且可以根據(jù)被管理的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模，靈活選擇系統(tǒng)硬件平臺(tái)，以最優(yōu)方式將軟件部署到不同的硬件上。構(gòu)成應(yīng)用層的模塊包括：

（1）綜合態(tài)勢(shì)。結(jié)合地理信息綜合呈現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障，并按照所屬區(qū)域、設(shè)備類型、告警級(jí)別等統(tǒng)計(jì)設(shè)備狀態(tài)便于把握網(wǎng)絡(luò)整體情況；（2）配置管理。對(duì)站點(diǎn)資源、設(shè)備資源、網(wǎng)絡(luò)鏈路、端口信息等進(jìn)行資源維護(hù)；（3）視圖管理。結(jié)合GIS圖和組網(wǎng)邏輯拓?fù)鋱D對(duì)網(wǎng)絡(luò)故障實(shí)時(shí)監(jiān)視、并能通過(guò)圖形化的操作檢索設(shè)備、維護(hù)設(shè)備的屬性信息；（4）告警管理。通過(guò)告警列表方式對(duì)網(wǎng)絡(luò)故障實(shí)時(shí)監(jiān)視、并支持告警經(jīng)驗(yàn)庫(kù)的維護(hù)和歷史告警查詢［4］；（5）性能管理。配置性能門限閥值，支持按照某種組網(wǎng)技術(shù)的某個(gè)性能指標(biāo)查看當(dāng)前性能值和歷史性能趨勢(shì)［5］；（6）報(bào)表管理。支持多種方式導(dǎo)出資源信息、告警信息、性能數(shù)據(jù)。

2.3表示層

用來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)用戶使用系統(tǒng)功能時(shí)的人機(jī)交互界面。B/ S模式的終端：根據(jù)不同用戶的崗位職責(zé)劃分，可以僅在其終端機(jī)器上呈現(xiàn)有限功能的用戶界面模塊。B/S模式的終端減少了安裝客戶端程序的繁瑣工作，隨著服務(wù)端程序的更新自動(dòng)為用戶終端展現(xiàn)最新界面，采用現(xiàn)今較為流行的Flex技術(shù)極大提高界面友好性、增強(qiáng)了用戶體驗(yàn)。

2.4系統(tǒng)管理功能組

智能配用電通信網(wǎng)綜合網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)是一個(gè)基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的分布式軟件系統(tǒng)，為保證構(gòu)成該系統(tǒng)的各管理功能模塊能夠有機(jī)配合、正常運(yùn)行，需要對(duì)他們進(jìn)行有效的管理；同時(shí)，由于本系統(tǒng)是一套多用戶系統(tǒng)，為保證用戶能夠安全、高效地使用本系統(tǒng)，協(xié)同完成相關(guān)的管理目標(biāo)，做到人機(jī)有效結(jié)合，需要一套信息化的管理流程。

系統(tǒng)支撐管理功能組由如下模塊構(gòu)成：

（1）安全管理。主要完成對(duì)使用本系統(tǒng)的各類用戶信息、用戶組信息、使用權(quán)限、工作職責(zé)、使用狀態(tài)、日志等功能。除實(shí)現(xiàn)了任何一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)都應(yīng)該具有的安全管理功能外，本平臺(tái)還支持根據(jù)網(wǎng)絡(luò)管理的不同粒度和不同客戶要求達(dá)到的安全目標(biāo)，選擇實(shí)現(xiàn)不同的安全等級(jí)。

（2）日志管理。完成對(duì)用戶登錄日志和操作日志的查詢統(tǒng)計(jì)功能便于系統(tǒng)日常維護(hù)，并且有效地的記錄系統(tǒng)日志在系統(tǒng)未來(lái)演進(jìn)中有很大幫助。

（3）備份管理。提供圖形化的數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)操作，系統(tǒng)管理員可以在操作終端上輕松完成系統(tǒng)數(shù)據(jù)的備份和回復(fù)，系統(tǒng)支持全局備份，也支持增量備份。

（4）自身監(jiān)控。完成構(gòu)成本系統(tǒng)的各軟件模塊進(jìn)程、數(shù)據(jù)庫(kù)、計(jì)算機(jī)設(shè)備、DCN網(wǎng)絡(luò)等狀態(tài)的監(jiān)控；并支持相關(guān)模塊的自動(dòng)升級(jí)、數(shù)據(jù)備份等功能。

3　配用電通信網(wǎng)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.1資源管理

該模塊主要是對(duì)局站，ONU設(shè)備的管理以及對(duì)接口使用情況的查詢。包括局站管理，設(shè)備管理，接口使用情況。設(shè)備管理支持查詢當(dāng)前系統(tǒng)中各個(gè)ONU設(shè)備信息，查詢條件包括設(shè)備名稱和IP?？梢詫?duì)設(shè)備進(jìn)行增刪改，同時(shí)還支持設(shè)備信息導(dǎo)出列表功能。設(shè)備管理屏幕截圖如圖2所示［7］。

圖2　設(shè)備管理

接口使用情況支持通過(guò)選擇ONU設(shè)備來(lái)查看該設(shè)備的幾個(gè)端口的使用情況，包括端口狀態(tài)、上行速率、下行速率、業(yè)務(wù)數(shù)量等。

3.2視圖管理

視圖管理主要是對(duì)配用電光通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行視圖呈現(xiàn)和管理，支持邏輯拓?fù)鋱D管理和地理拓?fù)涔芾怼Ｍ負(fù)鋱D展示配用電通信網(wǎng)所涉及變電站的拓?fù)潢P(guān)系，支持通過(guò)區(qū)縣地域關(guān)系區(qū)域來(lái)管理和查詢變電站，支持單個(gè)局站的具體ONU設(shè)備連接拓?fù)涔芾?，支持單個(gè)ONU設(shè)備的PON口連接拓?fù)湟晥D管理，形成多級(jí)管理結(jié)構(gòu)，準(zhǔn)確定位配用電光通信網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)設(shè)備及其拓?fù)溥B接關(guān)系。拓?fù)涔芾砥聊唤貓D如圖3所示。

圖3　拓?fù)涔芾砉δ?/p>

3.3告警管理

通過(guò)告警管理功能，用戶可對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的告警進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，對(duì)告警信息進(jìn)行處理和查詢統(tǒng)計(jì)等相關(guān)操作；用戶可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的故障進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，提高故障發(fā)現(xiàn)、故障處理的效率，減小故障對(duì)網(wǎng)絡(luò)造成的影響，更加有效地保障網(wǎng)絡(luò)安全運(yùn)行。在故障診斷的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)提供告警重定義和告警處理經(jīng)驗(yàn)等告警學(xué)習(xí)分析和網(wǎng)絡(luò)預(yù)警的功能，通過(guò)對(duì)故障信息進(jìn)行分析和記錄，除提示相關(guān)人員網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)開環(huán)外，系統(tǒng)找出網(wǎng)絡(luò)中需要重點(diǎn)進(jìn)行保護(hù)的地點(diǎn)，以預(yù)警的形式進(jìn)行提示，使網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)工作由被動(dòng)轉(zhuǎn)為主動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行維護(hù)的高級(jí)管理功能［8］。同時(shí)能夠提供大量的告警處理經(jīng)驗(yàn)，提高相關(guān)工作人員培訓(xùn)的效率和準(zhǔn)確性。告警管理主要包括實(shí)時(shí)告警，歷史告警，告警重定義和告警處理經(jīng)驗(yàn)等。告警管理功能如圖4所示。

4　結(jié)語(yǔ)

本文基于池州供電公司現(xiàn)狀，在現(xiàn)有配用電通信網(wǎng)技術(shù)及體系架構(gòu)的基礎(chǔ)上，結(jié)合池州的管理現(xiàn)狀，提出配用電通信網(wǎng)的管理需求。同時(shí)，基于EPON設(shè)計(jì)相應(yīng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，包括資源管理、故障管理、性能管理等。利用Java，F(xiàn)lex等技術(shù)，結(jié)合Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)，研發(fā)了配用電通信綜合網(wǎng)管原型系統(tǒng)，并進(jìn)行相應(yīng)的示范應(yīng)用。

圖4　告警管理功能屏幕

［1］鄧歆.光傳送網(wǎng)告警相關(guān)性分析及其應(yīng)用的研究［D］.北京：北京郵電大學(xué)，2008.

［2］胡一飛.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中告警數(shù)據(jù)處理技術(shù)的研究［J］.福建電腦，2006（11）：32-33.

［3］畢鴻燕，方格，王桂琴，等.演繹推理中的心理模型理論及相關(guān)研究［J］.心理科學(xué)，2001（5）：595-596.

［4］余平，汪繼文.Apriori算法的一種改進(jìn)研究［J］.廊坊師范學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2009（4）：18-19.

［5］安歡.基于數(shù)據(jù)挖掘的通信網(wǎng)絡(luò)告警相關(guān)性研究［D］.北京：北京郵電大學(xué)，2012.

［6］唐愛國(guó)，王如龍，胡春華.貝葉斯網(wǎng)絡(luò)在軟件項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中的應(yīng)用［J］.計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用，2010（7）：62-65.

［7］鄧歆，孟洛明.基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的通信網(wǎng)告警相關(guān)性和故障診斷模型［J］.電子與信息學(xué)報(bào)，2007（5）：1182-1186.

［8］秦拯，沈亞敏.基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的告警相關(guān)算法研究［J］.長(zhǎng)沙電力學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2006（3）：69-72.

Design and Implementation of the Integrated Management System of Chizhou Distribution Communication Network Based on EPON Technology

Jiang Longcai， Huo Zhaohui， Bu Dongjing （Chizhou Power Supply Company of State Grid of Anhui Electric Power Company， Chizhou 230061， China）

Distribution communication networks have many characteristics， such as wide distribution， a number of terminal nodes，various types of bearer services， multiple access technology of mixed applications and the bad running scene environment， which may cause lots of problem， such as diversified technology standards， too many equipment manufacturers and complex network structures.These problems make the scheduling and management of distribution communication networks inconvenient.Because of the present situation of Chizhou power supply company， this paper puts forward management requirements of distribution communication networks based on its existing technology and architectures.This paper also designs and develops a comprehensive network management prototype system based on EPON technology.The management requirements and comprehensive network management prototype system can manage distribution communication networks effectively and improve its availability.

distribution communication network； passive optical network； fault management； EPON

江龍才（1968-），男，安徽池州，高級(jí)工程師；研究方向：電力信息與通信技術(shù)管理。