智能化光纜信息系統(tǒng)的架構與應用

文/何紅松

1 實施背景

隨著數(shù)字化信息化的發(fā)展，對光纖網(wǎng)絡穩(wěn)定性要求嚴格，光纜維護管理難道隨著其長度的不斷增加而成倍增長，嚴重影響到大型企業(yè)的網(wǎng)絡通信。目前常見的管理模式為軟件制圖和MIS類管理系統(tǒng)，其都存在制圖過程復雜或者數(shù)據(jù)信息不能共享、不能良好擴展等問題，且利用網(wǎng)絡地圖保存重要的生產坐標數(shù)據(jù)還存在嚴重的泄密風險。

2 系統(tǒng)架構

本系統(tǒng)通過架設本地服務器抓取離線電子地圖，建立線路、設備、地理位置、光纜節(jié)點、故障節(jié)點、維護任務等信息數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化，程序化管理。系統(tǒng)基于J2ΕΕ框架開發(fā)，采用MVC的設計模式，在不同運行環(huán)境下具有良好的兼容性，適合跨平臺安裝，減少對操作系統(tǒng)的依賴；B/S架構，通過WΕB瀏覽器實現(xiàn)對系統(tǒng)的直接訪問；依賴POSTGRΕSQL主流數(shù)據(jù)庫，安全可靠；提供標準的WΕBService接口，方便數(shù)據(jù)集成和擴展，通用性強。

光纜信息管理系統(tǒng)根據(jù)生產需要開發(fā)了七大功能模塊：系統(tǒng)管理、基礎資料管理、資源管理、測量管理、告警管理、報表管理、工單管理、維護管理、地圖等并且功能還在不斷添加中。特色功能模塊有：

2.1 基礎資料管理

該模塊主要包括對基礎硬件設施、圖層自定義、系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫備份等進行管理。

2.2 資源管理

該模塊使用手工添加網(wǎng)絡設備，實現(xiàn)設備的分組管理和網(wǎng)絡拓撲管理，自動繪制并顯示視圖；提供拓撲編輯功能，可以手工繪制系統(tǒng)的網(wǎng)絡拓撲結構，在拓撲視圖中，能夠通過圖標顏色反映設備實際狀態(tài)以及鏈路的狀態(tài)。

2.3 測量管理

系統(tǒng)通過實際的GPS坐標點來測量光纖鏈路長度，修正數(shù)據(jù)誤差，為實際測量和維護提供依據(jù)；通過OTDR設備開展連續(xù)測量并及時發(fā)送故障短信、開展周期檢測，記錄測量日志，分析光纖質量，實現(xiàn)智能化提前預警。

2.4 告警管理

實現(xiàn)系統(tǒng)的告警統(tǒng)一管理，對告警信息進行過濾、定位、確認、轉發(fā)、轉存等操作，不同的告警設置相應提示方式（聲音、視覺等），針對不同的告警定義不同的操作提示以及維護參考等。

2.5 報表管理

通過設置統(tǒng)一的維護報表，標準化維護流程、審批流程，設置維護及時率考核指標，解決實際維護過程中，審批難，考核難等問題。

2.6 地圖管理

電子地圖在本地化了之后，結合分權分域的管理模式，依據(jù)維護人員的職能、權限進行實現(xiàn)頁面展現(xiàn)，并且提供三種顯示視圖：

（1）作業(yè)區(qū)視圖，只會呈現(xiàn)本作業(yè)區(qū)內所有機房和所有管道，并尋找有連接關系的其他機房，呈現(xiàn)出該機房和相關管道及節(jié)點，不相干的其他機房和其他節(jié)點、管道不顯示。

（2）聯(lián)合站關系圖中，僅顯示站點及以上層級信息，不顯示井場地理節(jié)點。

（3）全局關系圖中，將會全部顯示所有的機房、井場、地理節(jié)點、管道信息。

系統(tǒng)自動監(jiān)測分析故障距離，并根據(jù)健康檔案分析出最近的參考節(jié)點名稱和距離，在GIS地圖上進行故障定位，通過智能拓撲分析界面呈現(xiàn)故障位置，方便不懂曲線分析的維護人員快速識別光纜故障。

3 應用效果評估

隨著光纖信息化迅速發(fā)展，光纜維護主要是使用測量設備現(xiàn)場測量光纜指標來判斷光鏈情況，維護效率極低,且無法一次對多根光纖的鏈路質量進行測量，人員參與度高，操作費時、費力還無法保存歷史數(shù)據(jù)。當采用這種方式時，一旦故障發(fā)生，由于事前無法判定具體的纖芯，需進行逐根纖芯的故障測量。若網(wǎng)絡規(guī)模較大或用戶數(shù)量較多，需要消耗巨大的人力、物力。

智能光纜信息系統(tǒng)能自動完成波形比對分析，測試結果直觀準確。在網(wǎng)管界面上呈現(xiàn)與資源相關的拓撲視圖，故障識別更加簡單方便?？焖贉蚀_定位，提高維護搶修效率，極大地節(jié)約了人力與財力資源，一改以往接入光纜資源維護的被動局面。

目前該系統(tǒng)已在合水油田應用，覆蓋全區(qū)2000多公里光纜，極大的提高了管理效率和維護效率。實現(xiàn)電子化的網(wǎng)絡拓撲圖、光纜自主測試、故障主動報警、準確定位、主動維護，維護時長由原來的1天提升為2小時，故障搶修效率提升80%。

據(jù)使用效果評估，該系統(tǒng)技術成熟具多項實際優(yōu)點：

（1）對光纜潛在故障預警：系統(tǒng)通過對新舊OTDR曲線數(shù)據(jù)的對比分析，能夠及時發(fā)現(xiàn)隱含的、尚未但將會造成通訊阻斷的潛在故障并進行準確的預警，在故障發(fā)生前及時維修，真正做到防患于未然。

（2）對在線光纜的動態(tài)測量：利用成熟的波分復用（WDM）技術，將OTDR的測試脈沖光1650nm/1625nm與業(yè)務光1310nm或1550nm進行合波傳輸，并與光功率在線測量技術有機的結合在一起，可以實時動態(tài)查看某條光纖鏈路的質量變化情況。

（3）多種光纖測量方式：點名測試、周期測試、自動告警及數(shù)據(jù)綜合分析等多項功能；主要有三種組網(wǎng)監(jiān)測方案：單備纖監(jiān)測，雙備纖監(jiān)測，在線監(jiān)測。功能齊全，完全滿足當前光纜維護測試的需要。

（4）滿足安全性的需求：使用離線電子地圖，在實際使用中，可以連接本地內網(wǎng)或者自建VPN網(wǎng)絡，系統(tǒng)不面對外網(wǎng)，沒有數(shù)據(jù)泄漏的風險。