基于GIS的光纤资源管理系统及其在光纤城域网中的应用

沈铁民

摘 要：随着公共光纤城域网络建设规模的飞速发展，传统的资源管理模式已无法满足关于光纤数据分析、资源可视化管理、网络规划设计、网络维护辅助等方面的要求。而基于GIS的光纤资源管理系统在实际应用中能很好地解决上述难题，实现对光纤网络的空间及属性数据的科学管理，极大地提高光纤网络资源的管理效率，为工程建设、网络维护、市场销售等部门的日常工作带来了非常大的帮助。

关键词：GIS 光纤 城域网 资源管理

中图分类号：TN91 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）05（a）-0000-00

地理信息系统（GIS，Geographic Information System），是一个获取、存储、编辑、处理、分析和显示地理数据的空间信息系统，其核心是用计算机来处理和分析地理信息，实现空间地物及其拓扑关系的可视化表达和管理。

经过多年业务发展，管线公司的公共光纤城域网的规模已达数千公里，网络范围覆盖至上海市各个区县，拥有数百个光交接箱及接头盒设备。原先公司一直通过AUTOCAD及EXCEL表格进行光纤资源管理，但随着网络规模日益扩大，依靠传统的手工作业和分析手段已远远不能满足业务发展的要求。为能将光缆、束管、纤芯、光交箱及接头盒等基础数据全面直观地在地图上进行显示，并能对相关数据进行综合分析，就需要利用GIS技术开发带有地理信息的资源管理系统，根据实际需要图文并茂地输出结果，为公司工程、维护等部门提供业务辅助。

1 系统需求情况

1.1基础光纤网络设施管理

在光纤资源管理系统中实际需要管理的网络设施如下：

1）机房：在通信管线网的拓扑结构中，机房是光缆和管道的源或目的点。需要管理包括公司自有机房及客户机房所处的地理位置以及相应的门牌号、楼层、房间号、机柜号、光纤熔接及使用情况等信息；

2）管道：管道是整个通信网络中光缆的支撑和承载通道，需管理光缆经过的详细管道路由走向及实际穿放的管孔资源等信息；

3）光缆：需管理包括光缆型号、纤芯数量、束管数量等信息；

4）光缆交接箱：需管理交接箱的地理位置、型号、光缆穿放信息、光纤熔接及使用情况等信息；

5）光缆接头盒：需管理接头盒的地理位置、型号、光纤熔接及使用情况等信息；

上述设施的具体信息，在新建或改扩建光缆工程完成后，必须及时地录入光纤资源管理系统，通过系统来实现对网络资源的有效管控。

1.2光纤资源分析及应用

随着业务的发展需要，公共光纤城域网的覆盖范围越来越广，相应的光纤资产包括光缆、光交箱、接头盒及机房等数量已十分庞大。目前，公司各部门对于光纤资源的分析、应用、维护管理及展示等方面的要求越来越高，例如光纤资源统计报表、光纤网络规划及方案设计、光纤网络维护管理、光纤网络展示等新需求均希望能通过该资源管理系统来实现。

1.3兼容性及可扩展性

目前公司已建成了销售系统、建设平台系统、运维管理系统等多个平台，因此光纤资源管理系统应考虑与上述平台的兼容性及数据共享问题。同时，对于一些潜在的新应用需求，应具备较强的可扩展性。

2 系统设计方案

2.1系统软件平台

本系统是基于组件式的二次开发，以ESRI公司的ArcGIS的产品作为二次开发的组件。使用Windows Server 2008作为服务器平台，用Oracle 10 数据库做数据的存储与管理。

2.2系统结构

由于公共光纤城域网资源的覆盖范围和数据量很大，为确保管理者能高效地维护及使用各类地图数据，系统采用了三层C/S结构（应用层/基础管理层/数据层）。查询系统、统计系统处于系统的应用层，权限管理系统和信息维护系统处于平台的基础管理层，而数据库是属于基础的数据层。？

应用层是一般用户进行系统应用、数据查询、统计、分析的平台。通过这个平台用户可以方便的进行关心业务的浏览和使用，而不需要管线底层的数据关系和结构。

基础管理层是平台数据维护和管理的枢纽，用于维护和管理平台数据生产和日常工作中产生的各种数据和资料。信息维护系统是对不同图形数据和业务数据进行维护的平台，权限管理系统对于管理人员和用户定义不同功能的权限，从而保证系统的有序运转。

数据库系统是平台所有相关数据和分析数据的来源，包括空间数据库、业务数据库和元数据库，其中主要是前两个数据库。空间数据存储和管理平台涉及的基础地理地图数据、业务管道网络数据、多媒体数据等；业务数据库存储和管理平台日常的工程数据、销售数据、管道材质等的属性数据。

2.3系统基本功能

2.3.1 地图服务

系统提供交互式工具，对地图进行缩放、拖拽、平移、漫游等操作，可进行地图常用的面积与距离测量等。

2.3.2资源维护

系统通过图形化接口，实现可视化地对机房、光缆、光配线架、光交接箱、接头盒等网络设施的日常维护（增加、删除或编辑）；通过直观的拖拽就可以完成纤芯之间的熔接关系。

2.3.3信息查询

提供对网络资源实体的查询，显示其属性并可以在地图上定位。系统提供单点查询、拉框查询、快速输入查询等多种查询方式。

2.3.4资源统计

提供对机房、光交箱、接头盒、光缆段关于数量、长度、纤芯使用情况等信息的查询统计，并以Excel表格方式给出明细信息和汇总数据。

2.3.5设计辅助

支持光纤链路的设计。能够以形象、直观的方式，给规划设计人员全面、快速地展示相关信息，为准确地进行光缆建设提供路由、容量、位置等方面的决策支持。既可指定路由选取策略，通过系统分析选取光缆路由，也可手动选择光缆路由。

2.3.6资源调度

对于既有的光纤资源，能根据申请光纤链路的起止点，基于选定的光缆路由，输出光纤链路途经的机房、光交接箱、接头盒等各光缆段占用的光纤纤芯序号，并生成标准格式的工单及施工图纸。

2.3.7系统管理

通过对不同的用户设定资源的不同访问权限，以保证系统使用的安全性，包括：增加权限、删除权限、修改权限、查询权限。

3 系统在光纤城域网中的应用

3.1光纤资源的全过程管理

光纤网络建设过程中，对光纤资源数据在路由设计、纤芯资源分配、项目实施、工程验收等环节进行全程管控。光纤数据在设计阶段即录入系统设计库，在项目实施过程中，相应的图纸、文档和工作任务按照公司既定的规则流转，不同部门管理人员间协同工作，系统保持动态数据更新，实现光纤资源数据的全过程管理。

3.2 光缆故障辅助分析

当发生光缆阻断时，维护人员在就近的机房端通过光时域反射仪（OTDR）检测光纤，获取光缆故障距离，然后可通过系统平台计算出故障路由点并在地图中准确定位故障点位置。这样可以迅速找到故障点，及时进行抢修，缩短故障时间，提高运维服务质量。

3.3光纤网络专题展示

3.3.1工程建设状态专题展示

工程建设状态分为：设计、在建、竣工三种状态，系统可针对这三种状态进行专题展示，在地图上用不同的颜色显示加以区分，并显示三种工程状态分别对应的光缆公里数等数据，主要供公司工程部门相关人员查阅、分析。

3.3.2光缆维护状态专题展示

光缆维护状态分为：自建、合建、代维三种状态，系统可针对这三种状态进行专题展示，在地图上用不同的颜色显示加以区分，并显示三种维护状态分别对应的光缆公里数等数据，主要供公司维护部门相关人员查阅、分析。

3.3.3光缆利用率专题展示

光缆利用率专题展示旨在从地图上展示光缆利用率情况，提醒相关部门人员对利用率超过预警值的光缆段及时进行网络优化，其中利用率的预警数可以根据实际需要进行调整。

3.3.4客户信息专题展示

可支持通过客户名称进行筛选，在地图上显示该客户的光缆分布及使用情况，也可同时显示多个客户的光缆分布及使用情况。对于具有多个层网络结构、网络节点数量众多的客户，该功能可非常直观地显示客户光缆分布情况，对其后续的网络扩容、优化等工作有很大的帮助。

4 结束语

随着公共光纤城域网规模的不断扩大、复杂程度不断增加，基于GIS的光纤资源管理系统的重要性也日益凸显。通过该系统的部署及应用，可以同时满足多个部门的管理要求。系统在光纤网络资源全面管控、网络结构深度优化、网络安全有效保障、客户满意度不断提高等课题中发挥的作用已无可替代。

参考文献

[1] 苏辉，吴立新，陆镇虹，等.GIS技术在通信领域中的应用及需要解决的问题[J].电信科学，2002，（2）：28-31.

[2] 赵鹏苏.电信网络资源信息化的管理研究[D].吉林：吉林大学，2004.

[3] 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年06期