淺析智能光通信配線（IOCW）系統(tǒng)在電網(wǎng)的應(yīng)用研究

蔡毅　曹苗

【摘要】 隨著廣東電網(wǎng)光通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用的普及，對通信網(wǎng)絡(luò)實時監(jiān)控系統(tǒng)的要求越來越高，智能光通信配線（IOCW）系統(tǒng)的在電網(wǎng)的應(yīng)用研究改變了傳統(tǒng)方式的施工維護(hù)不利的情況，實現(xiàn)了光纜纖芯資源的實時監(jiān)控，既可以準(zhǔn)確定位故障點，也可提供導(dǎo)航定位功能，指導(dǎo)現(xiàn)場纖芯作業(yè)，避免誤操作，極大的提高的光纜管理水平，有效的保障了通信網(wǎng)絡(luò)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，對電網(wǎng)的安全生產(chǎn)具有深遠(yuǎn)的意義。

【關(guān)鍵詞】 智能光通信配線 實時監(jiān)控管理 IOCW ODF 管理數(shù)字化 維護(hù)電子化；系統(tǒng)管理平臺

Abstract： Guangdong power grid with the popularization and application of optical communication network technology， the increasingly high demand for real-time monitoring system of communication network， intelligent optical communication wiring （IOCW） system in the application of grid changed maintenance disadvantageous situation construction of the traditional way， realize the real-time monitoring of the fiber core resources， can accurate fault location， also can provide navigation and positioning function， guide the core operation， avoid misoperation， improve the maximum level cable management， effectively guarantee the safe and stable operation of the communication network， the network safety has far-reaching significance.

Keywords： intelligent optical communication wiring； real-time monitoring and management； IOCW； ODF； digital management； maintenance of electronic； system management platform

一、研究背景

隨著廣東電網(wǎng)光通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用的普及，光通信網(wǎng)建設(shè)形成了巨量的光纖線路資源，光纖線路資源的人工管理和維護(hù)變得越來越復(fù)雜。目前光纖資源信息仍然是采取人工錄入的方式，這種模式很容易出現(xiàn)因信息記錄錯誤、紙質(zhì)標(biāo)簽損壞或遺失而帶來大量光纖線路資源浪費(fèi)。并且，人工管理模式維護(hù)效率低，業(yè)務(wù)開通周期過長，從而降低工作效率。據(jù)不完全統(tǒng)計，現(xiàn)廣東光通信網(wǎng)絡(luò)中光纖資源信息由于人工錄入不準(zhǔn)確而帶來約15%左右的光纖端口資源浪費(fèi)。舉個例子：一個投資100萬元的工程，由于人工管理模式不足使得15萬元投資被浪費(fèi)。同時，在這種管理模式下，每年對資源的巡檢和盤查投入很高。因此，對光纖資源信息的實時監(jiān)控系統(tǒng)的要求越來越高。光通信配線系統(tǒng)的實時、智能化管理是技術(shù)和需求發(fā)展的必然，智能光通信配線系統(tǒng)的應(yīng)用將改變傳統(tǒng)方式的施工維護(hù)不利的情況，對光纖線路設(shè)施上的光跳線、光纖端口以及端口間的連接關(guān)系進(jìn)行智能性的標(biāo)識，通過智能化的網(wǎng)管進(jìn)行統(tǒng)一管理，從而實現(xiàn)資源信息同步化、運(yùn)行維護(hù)主動化和施工操作可視化，可以徹底解決由于人工管理模式帶來的一系列問題，大大提高光纖線路的管理效率。

目前廣東電網(wǎng)光通信網(wǎng)絡(luò)管理存在不足：其一，海量光纖線路資源的ODF終端還無法實現(xiàn)實時監(jiān)控，還是采用原始的資源管理的方式來管理ODF資源及光纜。這種方式造成無法實時了解ODF使用情況及光纜纖芯的跳接關(guān)系，嚴(yán)重影響通信業(yè)務(wù)開通、資源維護(hù)、中斷業(yè)務(wù)搶修等工作。其二，光纖資源維護(hù)時不能自動識別與采集信息，缺少智能指引，導(dǎo)致誤操作多；其三，光纖資源進(jìn)行維護(hù)時，人工錄入更新數(shù)據(jù)易出現(xiàn)人為錯誤；其四，光纖資源信息需要頻繁地進(jìn)行盤查和整改，但人工整改后的結(jié)果無法得到固化及進(jìn)行有效管理，并且紙質(zhì)標(biāo)簽易于損壞及遺失，從而導(dǎo)致錯誤的資源信息日益累積，形成了資源管理上的惡性循環(huán)，使得現(xiàn)有光通信資源管理困難重重。

因此，智能光通信配線（IOCW）系統(tǒng)在電網(wǎng)的應(yīng)用研究，對光纖配線架（ODF）進(jìn)行高效的建設(shè)、運(yùn)營與維護(hù)管理至關(guān)重要，可實現(xiàn)光纖配線架（ODF）資源可視化、管理數(shù)字化，施工、維護(hù)電子化。

二、系統(tǒng)的總體構(gòu)架

系統(tǒng)由站點機(jī)房采集子系統(tǒng)、TCP/IP網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、網(wǎng)管終端組成。詳見圖1。

1）系統(tǒng)主要有兩部分構(gòu)成：前端信息采集部分和后端的信息管理部分；2）信息采集部分有：檢測板、機(jī)箱管理器、機(jī)柜管理器、機(jī)房管理器、站點管理器；以硬件為主，主要完成對ODF狀態(tài)信息的采集及管理；3）信息管理部分：管理平臺，以軟件為主，與前端信息采集設(shè)備實現(xiàn)交互，完成對ODF狀態(tài)信息的管理以及光纜資源的管理；4）管理平臺與站點管理器之間為IP通道，站點管理器與機(jī)房管理器、機(jī)房管理器與機(jī)柜管理器之間為IP通道，機(jī)柜管理器與機(jī)箱管理器、機(jī)箱管理器與檢測板之間為RS485通道；5）采用IP通道的設(shè)備（站內(nèi)IP設(shè)備）以IP地址加ID號定位不同設(shè)備；采用RS485總線通道設(shè)備（機(jī)柜內(nèi)設(shè)備）的以485地址定位不同的設(shè)備及端口；6）每個站點需要1臺站點管理器，每個通信機(jī)房需要1臺機(jī)房管理器、每個ODF機(jī)柜需要1臺機(jī)柜管理器，每個ODF箱需要1臺機(jī)箱管理器，每個ODF盤需要1塊檢測板；站點管理器、機(jī)房管理器、機(jī)柜管理器配置有標(biāo)準(zhǔn)100M網(wǎng)口，利用站內(nèi)數(shù)據(jù)網(wǎng)通道實現(xiàn)聯(lián)通。

三、系統(tǒng)的工作原理

信息采集部分以硬件為主，主要完成對光纖配線架（ODF）狀態(tài)信息的采集及管理。主要有檢測板：檢測ODF終端尾纖使用狀態(tài)；機(jī)箱管理器：匯集ODF箱檢測板信息；機(jī)柜管理器：匯集機(jī)箱管理器采集的狀態(tài)數(shù)據(jù)；機(jī)房管理器：匯集機(jī)柜管理器采集的狀態(tài)數(shù)據(jù)；站點管理器：數(shù)據(jù)匯總，連接管理平臺。信息管理部分：管理平臺，以軟件為主，與前端信息采集設(shè)備實現(xiàn)交互，完成對ODF狀態(tài)信息的管理以及管理資源的管理。

光纖配線架（ODF）目前是無源器件，通過在ODF盤中增加檢測板，在ODF箱中增加匯接器，在ODF柜中增加機(jī)柜管理器，并且向上級聯(lián)機(jī)房管理器和站點管理器，可以實時完成ODF資源的采集和狀態(tài)監(jiān)控，光纖配線架的智能化是整個系統(tǒng)構(gòu)建的基礎(chǔ)。

建立光纜纖芯和光纖配線架（ODF）端口的一一對應(yīng)關(guān)系并維護(hù)承載的業(yè)務(wù)資源信息，并實時進(jìn)行資源的實時監(jiān)控，沒有承載業(yè)務(wù)的ODF端口不允許插入尾纖，承載業(yè)務(wù)的端口不允許拔出尾纖，違反此規(guī)則時系統(tǒng)實時進(jìn)行告警通知。

通過站點→機(jī)房→機(jī)柜→機(jī)箱→ODF盤→端口逐級定位的方式，分別由站點管理器、機(jī)房管理器、機(jī)柜管理器、機(jī)箱管理器、檢測板、尾纖套件等裝置逐級采集信息達(dá)，同時監(jiān)控各節(jié)點實時狀態(tài)，從而達(dá)到精確定位故障點的目標(biāo)，見圖2。

四、系統(tǒng)的主要功能

系統(tǒng)可以根據(jù)業(yè)務(wù)需要自動化管理，彈性提供實時光纜資源信息，準(zhǔn)確顯示光纜路由、業(yè)務(wù)纖芯跳接路由的當(dāng)前現(xiàn)狀，方便后臺進(jìn)行光纜業(yè)務(wù)規(guī)劃。光纖配線架智能管理系統(tǒng)通過對業(yè)務(wù)端口進(jìn)行準(zhǔn)確的定位，精確指導(dǎo)現(xiàn)場作業(yè)人員根據(jù)指示燈有步驟開展工作，安全、高效的完成現(xiàn)場作業(yè)，大大提高了維護(hù)過程中的效率和準(zhǔn)確度。系統(tǒng)可以對光纜當(dāng)前狀態(tài)信息進(jìn)行快速上報，對突發(fā)事件和操作錯誤告警進(jìn)行及時精確的上傳，對發(fā)生事故位置進(jìn)行準(zhǔn)確定位，而不再需要傳統(tǒng)的人工逐一排查，大大提高了電網(wǎng)運(yùn)行的維護(hù)效率。對數(shù)據(jù)通過導(dǎo)出的方式對當(dāng)前業(yè)務(wù)和以往告警信息進(jìn)行備份，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

系統(tǒng)主要具有光纜信息管理功能、拓?fù)涔芾?、告警實時管理、系統(tǒng)管理、北向接口、數(shù)據(jù)的自動導(dǎo)入導(dǎo)出等主要功能，系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)如圖3所示。下面分別來介紹這幾個功能：

4.1光纜信息管理功能

1）光纖所屬光纜信息：可設(shè)置和查詢光纖所屬光纜名稱（方向）、纖芯編號；2）光纖連接設(shè)備信息：如果光纖連接到設(shè)備，可設(shè)置和查詢所連終端設(shè)備ID、站點、機(jī)房、機(jī)架、型號、板卡、端口；3）光纖連接ODF信息：如果連接到ODF，可設(shè)置和查詢所連接ODF站點、機(jī)房、機(jī)架、ODF箱、ODF盤、ODF端子，同時可查看所連接的終端設(shè)備信息；4）光纖業(yè)務(wù)狀態(tài)信息：可設(shè)置和查詢光纖所承載的業(yè)務(wù)類型、方向、狀態(tài)（在用、非在用）信息；5）光纖連接狀態(tài)信息：如果連接到ODF，可檢測查看光纖是否在連接狀態(tài)。在業(yè)務(wù)開通狀態(tài)，檢測并記錄光纖插上和拔出時間，當(dāng)光纖拔出時進(jìn)行告警處理；6）具備光纜工作的導(dǎo)航功能、并實現(xiàn)預(yù)占用至開通的狀態(tài)切換；7）光纖信息設(shè)置和狀態(tài)變化記錄：可記錄和查詢光纖所有設(shè)置或狀態(tài)變化過程，記錄信息包括：時間、光纜ID、光纖ID、操作人員、信息變化內(nèi)容?？砂从涗浶畔⒆侄芜M(jìn)行靈活的過濾查詢；8）按業(yè)務(wù)、設(shè)備、光纜、ODF架選擇查看光纖連接信息、狀態(tài)信息。

4.2拓?fù)涔芾?/p>

1）系統(tǒng)主頁面以拓?fù)鋱D形方式顯示，拓?fù)鋱D可按層次或平面結(jié)構(gòu)顯示。2）層次結(jié)構(gòu)可按站點、機(jī)房、機(jī)架不同層次顯示。3）平面結(jié)構(gòu)可過濾顯示指定光纖全程連接關(guān)系。4） 拓?fù)鋱D中以不同顏色或圖標(biāo)實時顯示業(yè)務(wù)狀態(tài)、連接狀態(tài)、告警信息。光標(biāo)停留在圖標(biāo)上2秒鐘則顯示相關(guān)詳細(xì)信息。

4.3告警管理

1）處于在用狀態(tài)的光纖發(fā)生拔出視為告警事件，告警事件信息字段有：

時間：年-月-日 時：分：秒；

來源：站點、機(jī)房、機(jī)架、ODF箱、ODF盤、ODF端子；

事件類型：告警、提示；

事件描述：光纖被拔下、光信號丟失、光信號過低（ < xxdB）；

2）告警管理包括實時告警顯示、告警事件記錄和告警事件查詢，告警可進(jìn)行確認(rèn)、屏蔽、過濾處理。

4.4系統(tǒng)管理

4.4.1用戶/用戶組管理

1）憑用戶名和密碼登錄使用本系統(tǒng)；2）可添加/編輯/刪除用戶/用戶組；3）用戶分用戶組管理，一個用戶可屬一個或多個用戶組；4）賬戶屬性有：用戶名、密碼、聯(lián)系信息（手機(jī)、固定電話和電子郵件地址）、所屬用戶組。

4.4.2權(quán)限管理

1）按用戶組設(shè)置權(quán)限，權(quán)限設(shè)置主要包括：用戶和用戶組管理權(quán)限、可訪問的設(shè)備范圍及其操作類型；2）可訪問設(shè)備范圍可按站點、機(jī)房設(shè)置；3）操作類型有：設(shè)備管理：可添加/刪除測試設(shè)備單元，設(shè)置/修改測試設(shè)備單元的參數(shù)和屬性；運(yùn)行控制：可設(shè)置設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)（例如未開通、調(diào)試、開通、檢修狀態(tài)）；查看結(jié)果：查看測試結(jié)果或記錄信息；修改結(jié)果：修改某些測試結(jié)果或記錄信息。

4.4.3備份和恢復(fù)

1）能夠以手工和自動兩種方式對系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行備份；

2）系統(tǒng)重裝或數(shù)據(jù)被破壞可用備份文件恢復(fù)。

4.5北向接口

1）系統(tǒng)提供北向接口供其它系統(tǒng)調(diào)用，北向接口采用Socket+XML方式，可獲取指定機(jī)架連接狀態(tài)信息，獲取指定光纖連接狀態(tài)、告警狀態(tài)信息；

2）現(xiàn)有的傳輸網(wǎng)管和資源管理系統(tǒng)可連接到本系統(tǒng)北向接口，從而延伸管理到每一根光纖狀態(tài)信息；

3）可從現(xiàn)有傳輸網(wǎng)管導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎嚓P(guān)信息。

4.6數(shù)據(jù)的自動導(dǎo)入導(dǎo)出

1）可使用特定的表格格式導(dǎo)入新增數(shù)據(jù)，并同樣實現(xiàn)數(shù)據(jù)的導(dǎo)出；2）可使用特定的表格格式自動實現(xiàn)數(shù)據(jù)圖形化；3）可實現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的核準(zhǔn)工作。

五、系統(tǒng)管理平臺

系統(tǒng)由Web客戶端、Web服務(wù)器和應(yīng)用服務(wù)器三部分組成，其中Web客戶端采用Flex技術(shù)開發(fā)，對光纖信息進(jìn)行豐富的直觀圖形化顯示；Web服務(wù)器采用Java技術(shù)實現(xiàn)，完成對系統(tǒng)拓?fù)鋽?shù)據(jù)的構(gòu)建、告警信息的監(jiān)控處理等；應(yīng)用服務(wù)器采用C++技術(shù)實現(xiàn)，高效地完成對各個站點ODF信息的實時采集和狀態(tài)監(jiān)控。Web客戶端、Web服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器三部分具有明顯的至上而下功能層次劃分特性，Web客戶端負(fù)責(zé)信息的展示和數(shù)據(jù)的錄入編輯并實時接收Web服務(wù)器上報的資源、狀態(tài)和告警信息，Web服務(wù)器負(fù)責(zé)系統(tǒng)所有數(shù)據(jù)的集中管理、監(jiān)控和調(diào)度并完成和Web客戶端和應(yīng)用服務(wù)器信息的交換傳遞，應(yīng)用服務(wù)器負(fù)責(zé)進(jìn)行實時數(shù)據(jù)采集并上報給Web服務(wù)器并將Web服務(wù)器下發(fā)的設(shè)備指令轉(zhuǎn)發(fā)給站點ODF采集設(shè)備。

管理平臺采用B/S架構(gòu)，工作人員使用通用瀏覽器即可以登錄系統(tǒng)，隨時掌控通信系統(tǒng)內(nèi)光纖的運(yùn)行及業(yè)務(wù)狀態(tài)，同時采用平臺化、模塊化思維進(jìn)行構(gòu)建，系統(tǒng)集成性和擴(kuò)充性良好，部署方式靈活，既支持超大規(guī)模管理容量的單機(jī)部署方式，也支持分布式安裝的多級網(wǎng)管部署方式。

運(yùn)用管理平臺可以進(jìn)行智能化的光纖資源管理，能夠提供有效的資源信息幫助管理人員進(jìn)行資源運(yùn)維。相關(guān)數(shù)據(jù)可以方便導(dǎo)入并集中到數(shù)據(jù)庫，做到資源信息準(zhǔn)確實時，方便維護(hù)人員進(jìn)行資源維護(hù)，也便于進(jìn)一步查詢、更新和維護(hù)。

5.1管理平臺組網(wǎng)

1）智能光通信配線（IOCW）系統(tǒng)管理平臺采用B/S架構(gòu)，由服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫、客戶端組成，見圖4；

2）服務(wù)器有應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、Web服務(wù)器，負(fù)責(zé)處理采集來的數(shù)據(jù)；

3）用戶通過Web頁面訪問服務(wù)器實現(xiàn)業(yè)務(wù)操作處理，B/S架構(gòu)支持多客戶端同時訪問操作。

5.2站點內(nèi)組網(wǎng)

1）變電站內(nèi)統(tǒng)一由站點管理器處理信息；站點管理器安裝在本站1號機(jī)房1號ODF柜，見圖5；

2）站點管理器支持最多同時接入6個機(jī)房的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)；

3）站點管理器通過IP城域數(shù)據(jù)網(wǎng)與管理中心互聯(lián)；

4）站點管理器與6個機(jī)房的機(jī)房管理器通過10/100M網(wǎng)線或者10/100M光纖互聯(lián)；站點管理器機(jī)房接入端口與機(jī)房號一一對應(yīng)。（例如：1號機(jī)房必須接入站點管理器1端口）

六、結(jié)語

隨著廣東電網(wǎng)光通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)光纖維護(hù)已不適應(yīng)當(dāng)前形勢的要求。智能光通信配線（IOCW）系統(tǒng)的應(yīng)用研究解決了光纜及光纖配線架（ODF）端口監(jiān)控管理盲區(qū)問題，極大的提高的光纜管理水平，有效的保障了通信網(wǎng)絡(luò)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，對電網(wǎng)的安全生產(chǎn)具有深遠(yuǎn)的意義。

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