智能化光缆信息系统的架构与应用

文/何红松

1 实施背景

随着数字化信息化的发展，对光纤网络稳定性要求严格，光缆维护管理难道随着其长度的不断增加而成倍增长，严重影响到大型企业的网络通信。目前常见的管理模式为软件制图和MIS类管理系统，其都存在制图过程复杂或者数据信息不能共享、不能良好扩展等问题，且利用网络地图保存重要的生产坐标数据还存在严重的泄密风险。

2 系统架构

本系统通过架设本地服务器抓取离线电子地图，建立线路、设备、地理位置、光缆节点、故障节点、维护任务等信息数据库，实现数据的可视化，程序化管理。系统基于J2ΕΕ框架开发，采用MVC的设计模式，在不同运行环境下具有良好的兼容性，适合跨平台安装，减少对操作系统的依赖；B/S架构，通过WΕB浏览器实现对系统的直接访问；依赖POSTGRΕSQL主流数据库，安全可靠；提供标准的WΕBService接口，方便数据集成和扩展，通用性强。

光缆信息管理系统根据生产需要开发了七大功能模块：系统管理、基础资料管理、资源管理、测量管理、告警管理、报表管理、工单管理、维护管理、地图等并且功能还在不断添加中。特色功能模块有：

2.1 基础资料管理

该模块主要包括对基础硬件设施、图层自定义、系统数据库备份等进行管理。

2.2 资源管理

该模块使用手工添加网络设备，实现设备的分组管理和网络拓扑管理，自动绘制并显示视图；提供拓扑编辑功能，可以手工绘制系统的网络拓扑结构，在拓扑视图中，能够通过图标颜色反映设备实际状态以及链路的状态。

2.3 测量管理

系统通过实际的GPS坐标点来测量光纤链路长度，修正数据误差，为实际测量和维护提供依据；通过OTDR设备开展连续测量并及时发送故障短信、开展周期检测，记录测量日志，分析光纤质量，实现智能化提前预警。

2.4 告警管理

实现系统的告警统一管理，对告警信息进行过滤、定位、确认、转发、转存等操作，不同的告警设置相应提示方式（声音、视觉等），针对不同的告警定义不同的操作提示以及维护参考等。

2.5 报表管理

通过设置统一的维护报表，标准化维护流程、审批流程，设置维护及时率考核指标，解决实际维护过程中，审批难，考核难等问题。

2.6 地图管理

电子地图在本地化了之后，结合分权分域的管理模式，依据维护人员的职能、权限进行实现页面展现，并且提供三种显示视图：

（1）作业区视图，只会呈现本作业区内所有机房和所有管道，并寻找有连接关系的其他机房，呈现出该机房和相关管道及节点，不相干的其他机房和其他节点、管道不显示。

（2）联合站关系图中，仅显示站点及以上层级信息，不显示井场地理节点。

（3）全局关系图中，将会全部显示所有的机房、井场、地理节点、管道信息。

系统自动监测分析故障距离，并根据健康档案分析出最近的参考节点名称和距离，在GIS地图上进行故障定位，通过智能拓扑分析界面呈现故障位置，方便不懂曲线分析的维护人员快速识别光缆故障。

3 应用效果评估

随着光纤信息化迅速发展，光缆维护主要是使用测量设备现场测量光缆指标来判断光链情况，维护效率极低,且无法一次对多根光纤的链路质量进行测量，人员参与度高，操作费时、费力还无法保存历史数据。当采用这种方式时，一旦故障发生，由于事前无法判定具体的纤芯，需进行逐根纤芯的故障测量。若网络规模较大或用户数量较多，需要消耗巨大的人力、物力。

智能光缆信息系统能自动完成波形比对分析，测试结果直观准确。在网管界面上呈现与资源相关的拓扑视图，故障识别更加简单方便。快速准确定位，提高维护抢修效率，极大地节约了人力与财力资源，一改以往接入光缆资源维护的被动局面。

目前该系统已在合水油田应用，覆盖全区2000多公里光缆，极大的提高了管理效率和维护效率。实现电子化的网络拓扑图、光缆自主测试、故障主动报警、准确定位、主动维护，维护时长由原来的1天提升为2小时，故障抢修效率提升80%。

据使用效果评估，该系统技术成熟具多项实际优点：

（1）对光缆潜在故障预警：系统通过对新旧OTDR曲线数据的对比分析，能够及时发现隐含的、尚未但将会造成通讯阻断的潜在故障并进行准确的预警，在故障发生前及时维修，真正做到防患于未然。

（2）对在线光缆的动态测量：利用成熟的波分复用（WDM）技术，将OTDR的测试脉冲光1650nm/1625nm与业务光1310nm或1550nm进行合波传输，并与光功率在线测量技术有机的结合在一起，可以实时动态查看某条光纤链路的质量变化情况。

（3）多种光纤测量方式：点名测试、周期测试、自动告警及数据综合分析等多项功能；主要有三种组网监测方案：单备纤监测，双备纤监测，在线监测。功能齐全，完全满足当前光缆维护测试的需要。

（4）满足安全性的需求：使用离线电子地图，在实际使用中，可以连接本地内网或者自建VPN网络，系统不面对外网，没有数据泄漏的风险。