淺析智能光通信配線（IOCW）系統在電網的應用研究

蔡毅　曹苗

【摘要】 隨著廣東電網光通信網絡技術應用的普及，對通信網絡實時監控系統的要求越來越高，智能光通信配線（IOCW）系統的在電網的應用研究改變了傳統方式的施工維護不利的情況，實現了光纜纖芯資源的實時監控，既可以準確定位故障點，也可提供導航定位功能，指導現場纖芯作業，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絡的安全穩定運行，對電網的安全生產具有深遠的意義。

【關鍵詞】 智能光通信配線 實時監控管理 IOCW ODF 管理數字化 維護電子化；系統管理平臺

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

隨著廣東電網光通信網絡技術應用的普及，光通信網建設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變得越來越復雜。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因信息記錄錯誤、紙質標簽損壞或遺失而帶來大量光纖線路資源浪費。并且，人工管理模式維護效率低，業務開通周期過長，從而降低工作效率。據不完全統計，現廣東光通信網絡中光纖資源信息由于人工錄入不準確而帶來約15%左右的光纖端口資源浪費。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。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控系統的要求越來越高。光通信配線系統的實時、智能化管理是技術和需求發展的必然，智能光通信配線系統的應用將改變傳統方式的施工維護不利的情況，對光纖線路設施上的光跳線、光纖端口以及端口間的連接關系進行智能性的標識，通過智能化的網管進行統一管理，從而實現資源信息同步化、運行維護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。

目前廣東電網光通信網絡管理存在不足：其一，海量光纖線路資源的ODF終端還無法實現實時監控，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系，嚴重影響通信業務開通、資源維護、中斷業務搶修等工作。其二，光纖資源維護時不能自動識別與采集信息，缺少智能指引，導致誤操作多；其三，光纖資源進行維護時，人工錄入更新數據易出現人為錯誤；其四，光纖資源信息需要頻繁地進行盤查和整改，但人工整改后的結果無法得到固化及進行有效管理，并且紙質標簽易于損壞及遺失，從而導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，使得現有光通信資源管理困難重重。

因此，智能光通信配線（IOCW）系統在電網的應用研究，對光纖配線架（ODF）進行高效的建設、運營與維護管理至關重要，可實現光纖配線架（ODF）資源可視化、管理數字化，施工、維護電子化。

二、系統的總體構架

系統由站點機房采集子系統、TCP/IP網絡、服務器、網管終端組成。詳見圖1。

1）系統主要有兩部分構成：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、機箱管理器、機柜管理器、機房管理器、站點管理器；以硬件為主，主要完成對ODF狀態信息的采集及管理；3）信息管理部分：管理平臺，以軟件為主，與前端信息采集設備實現交互，完成對ODF狀態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，站點管理器與機房管理器、機房管理器與機柜管理器之間為IP通道，機柜管理器與機箱管理器、機箱管理器與檢測板之間為RS485通道；5）采用IP通道的設備（站內IP設備）以IP地址加ID號定位不同設備；采用RS485總線通道設備（機柜內設備）的以485地址定位不同的設備及端口；6）每個站點需要1臺站點管理器，每個通信機房需要1臺機房管理器、每個ODF機柜需要1臺機柜管理器，每個ODF箱需要1臺機箱管理器，每個ODF盤需要1塊檢測板；站點管理器、機房管理器、機柜管理器配置有標準100M網口，利用站內數據網通道實現聯通。

三、系統的工作原理

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；機箱管理器：匯集ODF箱檢測板信息；機柜管理器：匯集機箱管理器采集的狀態數據；機房管理器：匯集機柜管理器采集的狀態數據；站點管理器：數據匯總，連接管理平臺。信息管理部分：管理平臺，以軟件為主，與前端信息采集設備實現交互，完成對ODF狀態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柜中增加機柜管理器，并且向上級聯機房管理器和站點管理器，可以實時完成ODF資源的采集和狀態監控，光纖配線架的智能化是整個系統構建的基礎。

建立光纜纖芯和光纖配線架（ODF）端口的一一對應關系并維護承載的業務資源信息，并實時進行資源的實時監控，沒有承載業務的ODF端口不允許插入尾纖，承載業務的端口不允許拔出尾纖，違反此規則時系統實時進行告警通知。

通過站點→機房→機柜→機箱→ODF盤→端口逐級定位的方式，分別由站點管理器、機房管理器、機柜管理器、機箱管理器、檢測板、尾纖套件等裝置逐級采集信息達，同時監控各節點實時狀態，從而達到精確定位故障點的目標，見圖2。

四、系統的主要功能

系統可以根據業務需要自動化管理，彈性提供實時光纜資源信息，準確顯示光纜路由、業務纖芯跳接路由的當前現狀，方便后臺進行光纜業務規劃。光纖配線架智能管理系統通過對業務端口進行準確的定位，精確指導現場作業人員根據指示燈有步驟開展工作，安全、高效的完成現場作業，大大提高了維護過程中的效率和準確度。系統可以對光纜當前狀態信息進行快速上報，對突發事件和操作錯誤告警進行及時精確的上傳，對發生事故位置進行準確定位，而不再需要傳統的人工逐一排查，大大提高了電網運行的維護效率。對數據通過導出的方式對當前業務和以往告警信息進行備份，提高了系統的穩定性。

系統主要具有光纜信息管理功能、拓撲管理、告警實時管理、系統管理、北向接口、數據的自動導入導出等主要功能，系統功能結構如圖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：可設置和查詢光纖所屬光纜名稱（方向）、纖芯編號；2）光纖連接設備信息：如果光纖連接到設備，可設置和查詢所連終端設備ID、站點、機房、機架、型號、板卡、端口；3）光纖連接ODF信息：如果連接到ODF，可設置和查詢所連接ODF站點、機房、機架、ODF箱、ODF盤、ODF端子，同時可查看所連接的終端設備信息；4）光纖業務狀態信息：可設置和查詢光纖所承載的業務類型、方向、狀態（在用、非在用）信息；5）光纖連接狀態信息：如果連接到ODF，可檢測查看光纖是否在連接狀態。在業務開通狀態，檢測并記錄光纖插上和拔出時間，當光纖拔出時進行告警處理；6）具備光纜工作的導航功能、并實現預占用至開通的狀態切換；7）光纖信息設置和狀態變化記錄：可記錄和查詢光纖所有設置或狀態變化過程，記錄信息包括：時間、光纜ID、光纖ID、操作人員、信息變化內容。可按記錄信息字段進行靈活的過濾查詢；8）按業務、設備、光纜、ODF架選擇查看光纖連接信息、狀態信息。

4.2拓撲管理

1）系統主頁面以拓撲圖形方式顯示，拓撲圖可按層次或平面結構顯示。2）層次結構可按站點、機房、機架不同層次顯示。3）平面結構可過濾顯示指定光纖全程連接關系。4） 拓撲圖中以不同顏色或圖標實時顯示業務狀態、連接狀態、告警信息。光標停留在圖標上2秒鐘則顯示相關詳細信息。

4.3告警管理

1）處于在用狀態的光纖發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、機房、機架、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，告警可進行確認、屏蔽、過濾處理。

4.4系統管理

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；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、聯系信息（手機、固定電話和電子郵件地址）、所屬用戶組。

4.4.2權限管理

1）按用戶組設置權限，權限設置主要包括：用戶和用戶組管理權限、可訪問的設備范圍及其操作類型；2）可訪問設備范圍可按站點、機房設置；3）操作類型有：設備管理：可添加/刪除測試設備單元，設置/修改測試設備單元的參數和屬性；運行控制：可設置設備運行狀態（例如未開通、調試、開通、檢修狀態）；查看結果：查看測試結果或記錄信息；修改結果：修改某些測試結果或記錄信息。

4.4.3備份和恢復

1）能夠以手工和自動兩種方式對系統數據進行備份；

2）系統重裝或數據被破壞可用備份文件恢復。

4.5北向接口

1）系統提供北向接口供其它系統調用，北向接口采用Socket+XML方式，可獲取指定機架連接狀態信息，獲取指定光纖連接狀態、告警狀態信息；

2）現有的傳輸網管和資源管理系統可連接到本系統北向接口，從而延伸管理到每一根光纖狀態信息；

3）可從現有傳輸網管導入網絡拓撲相關信息。

4.6數據的自動導入導出

1）可使用特定的表格格式導入新增數據，并同樣實現數據的導出；2）可使用特定的表格格式自動實現數據圖形化；3）可實現現場數據的核準工作。

五、系統管理平臺

系統由Web客戶端、Web服務器和應用服務器三部分組成，其中Web客戶端采用Flex技術開發，對光纖信息進行豐富的直觀圖形化顯示；Web服務器采用Java技術實現，完成對系統拓撲數據的構建、告警信息的監控處理等；應用服務器采用C++技術實現，高效地完成對各個站點ODF信息的實時采集和狀態監控。Web客戶端、Web服務器、應用服務器三部分具有明顯的至上而下功能層次劃分特性，Web客戶端負責信息的展示和數據的錄入編輯并實時接收Web服務器上報的資源、狀態和告警信息，Web服務器負責系統所有數據的集中管理、監控和調度并完成和Web客戶端和應用服務器信息的交換傳遞，應用服務器負責進行實時數據采集并上報給Web服務器并將Web服務器下發的設備指令轉發給站點ODF采集設備。

管理平臺采用B/S架構，工作人員使用通用瀏覽器即可以登錄系統，隨時掌控通信系統內光纖的運行及業務狀態，同時采用平臺化、模塊化思維進行構建，系統集成性和擴充性良好，部署方式靈活，既支持超大規模管理容量的單機部署方式，也支持分布式安裝的多級網管部署方式。

運用管理平臺可以進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行資源運維。相關數據可以方便導入并集中到數據庫，做到資源信息準確實時，方便維護人員進行資源維護，也便于進一步查詢、更新和維護。

5.1管理平臺組網

1）智能光通信配線（IOCW）系統管理平臺采用B/S架構，由服務器、數據庫、客戶端組成，見圖4；

2）服務器有應用服務器、數據庫服務器、Web服務器，負責處理采集來的數據；

3）用戶通過Web頁面訪問服務器實現業務操作處理，B/S架構支持多客戶端同時訪問操作。

5.2站點內組網

1）變電站內統一由站點管理器處理信息；站點管理器安裝在本站1號機房1號ODF柜，見圖5；

2）站點管理器支持最多同時接入6個機房的業務數據；

3）站點管理器通過IP城域數據網與管理中心互聯；

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

六、結語

隨著廣東電網光通信網絡技術的快速發展，傳統光纖維護已不適應當前形勢的要求。智能光通信配線（IOCW）系統的應用研究解決了光纜及光纖配線架（ODF）端口監控管理盲區問題，極大的提高的光纜管理水平，有效的保障了通信網絡的安全穩定運行，對電網的安全生產具有深遠的意義。

參 考 文 獻

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