基于GIS技术的光纤网络资源管理系统的研究与设计

李兢（广西电子政务外网管理中心，南宁 530000）



基于GIS技术的光纤网络资源管理系统的研究与设计

李兢
（广西电子政务外网管理中心，南宁 530000）

摘 要文章从广西电子政务外网光纤网络资源的特点和资源管理中存在的问题出发，阐述利用GIS技术，建设图形化、可视化、智能化的光纤网络资源管理系统。系统基于电信网的概念模型，以电信网络管理为核心，通过工程管理、资产管理、空间及属性的动态管理，实现光纤网络资源全生命周期管理。此外，系统还提供多层面的网络性能分析与优化手段，便于光纤网络规划、设计和维护，提高光纤光路资源管理的效率。

关键词GIS；光纤网络；全生命周期

1　前沿

我国电子政务外网经过10多年的发展，网络规模越来越大，覆盖面越来越广，网络建设趋于成熟。为提高网络运营效率、实现网络资源集中化管理，加强光纤网络资源管理成为首要任务。

目前,各个运维单位对自有的光纤网络资源的管理相对落后。资料用传统图纸、图标等方式保存，缺乏统一、规范的网络资源信息描述与存储，资源信息没有完整统一的规划和定义。资料的更新多为人工记录、存档，无法保证数据的一致性、正确性和实时性。从而导致对网络资源使用状况缺乏有效的监控、校核机制和统一的调度机制。另外，网络建设规划方面差，对环境和整个网络的性能分析不足；存在网络资源重复投资、浪费投资的现象。

针对这些情况，利用地理信息技术把光纤网络资源管理和地理信息系统结合起来。其目的是实现矢量地图和资源数据动态交互，达到对空间及属性数据的管理,为电子政务网络提供稳定、可靠基础支撑。因此，建立基于GIS技术的光纤光路资源管理系统(ORMS)具有重要的实际意义和经济价值。本文以广西电子政务外网的光纤网络资源管理子系统为例，简述ORMS的实现思路与过程。

2　系统的架构体系

2.1 总体架构设计

平台总体架构图如图1所示。平台共分成4个逻辑层次：基础层、数据层、支撑层及应用层。各层之间相对独立，各层从下往上互相依赖，从数据、基础功能、到业务再到应用。层中各功能和业务应用以组件的方式进行设计和开发，使层内各功能藕合度最小。

基础层是整个平台建设所依赖的物理基础设施 ，包括通信管线、网络平台、存储系统、主机系统、安全系统以及机房基础环境等。通信管线主要指广西电子政务外网南宁城域光纤网，南宁城域光纤网通过自建方式，已建成通信管道265.2 km，敷设光缆418.4 km，光纤网采用点对点方式直连。

图1　平台总体架构图

数据层包括所有由数据库管理系统、空间数据库引擎管理和驱动的各类元数据、空间/非空间数据、文本数据和基础地理信息系统的空间数据库等，同时，数据层还包括对光纤管线网络资源数据更新和维护工具、访问组件和数据间的逻辑维护组件。

支撑层是上层应用赖以构建和运行的核心层，平台中所有的应用都基于此层所提供的应用服务功能服务组件来实现。支撑层包括平台提供的功能服务组件和面向管理这些组件的管理应用系统。

应用层是直接与用户交互的系统功能层，根据用户需求的不同构建不同的交互界面。应用服务层的各应用将采用常用开发工具，主要根据服务内容实现用户界面设计和完成界面元素驱动下层功能组件的逻辑。

2.2 体系结构

系统采用客户机/服务器（C/S）模式和浏览器/服务器（B/S）模式相结合的混合体系结构。3层体系结构的设计便于系统的扩展和改造。C/S和B/S可以共用系统的应用层,从设计上也便于维护。在C/S模式中，包含管线管理模块，目的是为工程维护部门提供线路、资源常规的维护服务,侧重于资源数据的录入和维护工作。在B/ S模式中，主要包含项目管理、资产管理、资源管理、代维管理模块，目的是为业务部门提供流程化管理服务、资源查询服务。侧重于流程化管理、资源查询、展现统计分析功能。

2.3 数据库设计

平台采用关系数据库和数据库引擎相结合的技术，统一空间数据和属性数据一体化存储。各数据之间以设置唯一编码来进行关联。基础空间数据库建成一个矢量数据集，按照地理要素的分类进行物理分层空间及属性数据存储到关系型数据库中；影像数据以入库的图幅为单元组织，建立区域索引。系统以业务数据为核心，开展空间实体数据组织，通过核心业务数据关联关系，获取设施空间、属性等信息。结构化数据直接以表的形式存储到数据库中；非结构化数据既可以以表的Blob字段属性形式存储到数据库中，也可以采用文件目录的形式放到统一的文件数据库中。

2.4 网络结构

依托广西电子政务外网，基于GIS技术的光纤管线网络资源管理平台服务器部署在互联网接入区。平台网络结构如图2所示。

服务器采用星型结构连接到互联网接入区防火墙的DMZ。移动终端、GPS采集器通过IPSec VPN方式访问应用服务器和GIS服务器，代维人员通过互联网访问Web服务器。

图2　平台网络结构图

3　系统功能设计

依托广西电子政务基础网络平台，基于GIS技术的光纤管线网络资源管理平台面向政务部门、工程和用户，提供准确的多层面的信息查询、信息传递、状态显示、数据统计、工作报告、故障报警等多种管理功能，实现对资源、项目、代维、资产等方面系统、规范管理。系统功能结构图示如图3所示。

3.1 实现图形化操作接口、可视化维护各类资源

平台通过建立资源元模型，配以通信行业规范为依据的规则库，具有良好的设备信息库编辑和扩充能力。以地理和设施图为背景，覆盖网络设计从整体规划到详细设计全过程：机房-ODF-光缆-交接箱-接续盒-光接收机-电缆-放大器-电缆-分支(配)器-楼字-用户终端。实现了网络规划、设计、施工、维护的电子版全真模拟操作。此外，系统提供资源业务纬度的原子操作API，实现创建逻辑设备、创建链路、创建关系等功能，并对原子API实现统一的平台能力。

3.2 工程管理

工程管理系统采用工作流引擎，以自定义流程+页面编码的方式，实现了数据统计、流程自定义和流程嵌套的和谐统一，可应付各种复杂专业的业务流程。模块覆盖整个工程生命周期，支持工程预决算、工程进度控制、工程文档管理。用于跟踪小组任务的记录、执行以及最后的存档。工程管理涉及的数据与资产管理、基础设备资源、设备资源、机房资源、地理空间信息资源有着紧密的关联。地理空间信息资源管理系统以真实的地理情况来反映工程实施的效果，包括设备、线路、材料、业务等信息，以实现数据的同步、数据共享、数据合成分析，为工程建设的各个环节提供科学合理的决策。

3.3 资产管理

资产管理子系统对物品备件的出库、入库、调拨、领用、报损送修等进行管理，掌握设备分类、仓储及在网使用情况，为资产生命周期管理、备品备件采购计划制定提供参考依据。

3.4 代维管理

采用信息化手段，对光纤网络资源代维工作进行规范化、标准化和精细化管控，加强维护资源的统一管理和调度，强化代维工作的过程管理和结果控制，提高考核规范性，实现工作监管的主动性，提高成本管理的有效性。系统管理的代维工作分为常规代维和零星迁改，支持考核费用结算、进度控制、文档管理、资产监督、验收审核等，具有任务跟踪、质量考核、费用结算等功能。

图3　系统功能结构

3.5 电子地图

电子地图子系统是利用Web GIS技术实现在电子政务外网上发布地理空间数据信息的应用系统，功能包括电子地图的显示、漫游、缩放、图层控制等操作，查询用户信息，光缆干线信息，设备技术参数，支线线路信息，可进行光缆、电缆等路由追踪分析等。

3.6 统一基础平台和应用框架

平台具备良好的可维护性和扩展性，采用统一的基础平台，以避免不必要的系统间数据的转换、功能的接口以及系统升级扩展时大量的维护工作量，保证系统的一致性和稳定性。对于办公OA系统、国家电子政务外网CA、短消息、移动终端、手持GPS采集仪、客户服务系统、广西基础地理信息空间框架等相关系统，在数据访问和接口层统一，实现数据共享和交换。

3.7 全生命周期管理

网络资源全生命周期管理如图4所示。网络资源状态管理由零散的资源状态记录向完整的资源生命周期管理方向发展，贯穿通信工程规划、建设、验收、运维全过程，对过程中的文档、竣工资料、变更记录等进行管理，提供工作过程中的管理和应用痕迹的记录，辅助决策、规范外线资源的维护流程。平台以资源全生命周期为主线，对光纤管线网络资源提供管理，以功能和场景的方式，处理各种业务。

3.8 多层面的网络性能分析与优化手段

(1)资源预警。系统实时统计光纤利用率，配置各本地网的光纤利用率专题图，在专题图根据光纤利用率临界值用不同颜色显示光交、光缆段的符号。

（2）故障定位。根据不同的资源类型（光缆段、光配线架、交接设备、纤芯、端子）的资源信息，输入相关的信息（距离、误差）按照光缆穿缆路由和盘留进行计算，在电子图纸上生成故障标志，并能高亮显示光故障范围。

图4　网络资源全生命周期图

（3）光纤资源调度的支撑。通过最佳线路搜索辅助分析，找寻基于最短路径和最少转接次数的路由，确定光纤调度线路，能根据调度线路对光纤资源进行预先占用。

4　结束语

随着广西电子政务外网规模逐渐扩大、复杂程度不断提高，将GIS技术全面应用于光纤光路资源管理是技术和管理的必然趋势。通过信息化手段对资源数据进行统一管理、调配和共享，建立数据处理与维护的工作平台、工程管理、资产管理和运维服务管理，实现与相关业务及管线单位信息共享。同时，提供多层面的查询、统计及网络性能分析与优化手段，为网络设计、施工和辅助决策提供有效支持。在这个系统的基础上，可以扩展到对其它电信网络资源的管理，并能进行更深层次的数据挖掘、模糊空间等。

参考文献

[1] 张池军, 杨永健, 杨健. 基于GIS的光纤网络资源管理与优化系统[J]. 计算机工程与应用, 2005,41(8):210-212,220.

[2] 陈建华, 曹俊. 基于GIS的电信光纤网络资源管理系统设计[J].电信工程技术与标准化, 2007,20(1):20-23.

[3] 李琪,王育强,李晖. 基于GIS的应急通信网络资源管理系统的建设[J]. 光通信研究, 2006,32(5):45-47.

[4] 黄海博, 罗津. 基于GIS的光纤光路资源管理系统研究[J]. 光通信研究. 2007,33(6):64-67.

News

富士康与思博伦合作交付具备语音和视频功能的移动电话

1月19日，思博伦通信公司和富士康（Foxconn）公司宣布，两家公司已经合作交付了具备高质量VoLTE语音和视频呼叫能力的移动电话。

富士康公司正在使用思博伦的BEEHD VoLTE客户端框架来设计和开发基于Android且可使用VoLTE语音和视频呼叫服务的移动手机。通过BEEHD，这些手机将得到优化，在提供更好的通信能力的同时，为用户带来更出色的体验质量。

富智康集团有限公司软件设计中心主任Andy Horng指出：“我们希望为客户提供杰出的质量，而BEEHD帮助我们实现了这一目标。思博伦与我们开展了紧密的合作，对实现硬件加速VoLTE语音和视频呼叫的解决方案进行了优化。双方还共同对系统进行了微调，实现了与作为手机部署目标的移动运营商网络之间的互用。利用BEEHD，我们才能迅速且大批量地向市场推出具备卓越VoLTE语音和视频通信能力的LTE移动电话。”

思博伦通信公司开发者工具业务部总经理Pierre Hagendorf表示:“富士康正在LTE移动电话的整个开发过程中使用BEEHD，从最初的设计到在主要移动运营商网络上的大规模部署，而我们也非常高兴地看到这一协作所取得的成功。要创造高质量且全网互用的VoLTE手机，是一项极具挑战性的任务，而与富士康这样的业界巨擎建立的伙伴关系，也是思博伦卓越能力的充分佐证。”

BEEHD框架具备易于使用的高层次应用编程接口（API）、经过优化的媒体引擎、专利视频质量技术、灵活的信令能力，以及极富创新精神的可选特性。这使得设备制造商和其它厂商能够大幅缩短入市时间并且对互用性加以优化。BEEHD还包含内部IMS/VoLTE能力，使开发者能够创造出具备语音和视频能力的手机，并使之在符合VoLTE标准的网络上轻松顺畅地运行。

该框架是思博伦面向服务商、系统制造商和设备制造商的解决方案产品组合中的一个组成部分，可帮助他们将全新的通信服务和特性融入其解决方案之中。思博伦的开发者工具提供的均是经过实践考验的解决方案，能够为各类应用和设备快速添加语音、视频和消息服务。

（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

中图分类号TN913

文献标识码A

文章编号1008-5599（2016）02-0088-05