基于GIS的通信光纜故障定位及保障系統(tǒng)

高芙楠　張艷

摘要：光纜是當前使用最為廣泛的光纖信號傳播載體之一，因此，確保通信光纜安全穩(wěn)定的運行，在促進我國社會發(fā)展方面有著十分重要的作用。在參考前人研究結果的基礎上，結合工作經(jīng)驗，對通信光纜的概述、GIS技術的理論研究、GIS為基礎的通信光纜故障定位系統(tǒng)總體設計以及基于GIS技術的通信光纜故障定位算法的實現(xiàn)等四個方面的內(nèi)容進行了研究，為我國通信光纜行業(yè)的發(fā)展提供可靠的參考依據(jù)。

關鍵詞：地理信息系統(tǒng)；光纜

地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，簡稱為GIS）是當前使用最為廣泛的空間信息系統(tǒng)，是采集、存儲、管理、分析和描述整個或部分地球表面（包括大氣層在內(nèi)）與空間和地理分布有關的數(shù)據(jù)的空間信息系統(tǒng)。就目前而言，學術界將地理信息系統(tǒng)的定義總結為：描述、存儲、分析和輸出空間信息的理論和方法，是一門具有交叉性質(zhì)的新興學科。

1通信光纜概述

1.1光纖的特性

當前，市場上使用的光纖大多屬于玻璃材質(zhì)，而玻璃又具有明顯的脆弱性，使得我們在使用光纜傳輸信號時，常常出現(xiàn)光纜斷裂，光纖信號中斷的現(xiàn)象。此外，光纖在傳輸?shù)倪^程中，是通過很小的角度將光線攝入運輸系統(tǒng)中，而折射角度的大小又是取決于纖芯折射率與包層折射率的大小。當光纖傳入的數(shù)值大于系統(tǒng)的臨界值時，就會出現(xiàn)傳輸中斷的現(xiàn)象。另外一項研究結果表明，光纖信號的傳輸距離還受攝入角度大小的影響，如果攝入光纖的最初角度偏小，那么其輸出方向就會保持不變，而當光纖的攝入角度偏大時，就會出現(xiàn)傳播距離縮短的問題。此外，光纖還具有頻率大損耗小、可用光頻率高、傳輸系統(tǒng)損耗低、傳輸介質(zhì)中繼長、傳輸保密好、抗干擾性能好、使用靈活等特點，得到了廣大開發(fā)商的研發(fā)和使用。

1.2光纜的特性

光纜具有傳輸距離遠、傳輸容量大、傳播速度快以及所占空間小等優(yōu)點，為光纖信號傳播質(zhì)量和傳播效率的提高奠定了堅實的基礎。當前，該行業(yè)使用最為廣泛的故障點定位方法有在線監(jiān)測、備用光纖監(jiān)測、離線監(jiān)測以及分路段監(jiān)測等，而這些方法的使用都是以GIS技術為基礎實現(xiàn)的。

2 GIS系統(tǒng)的簡單描述

從20世紀60年代開始，各行業(yè)、各領域的學者都在致力于研究綜合分析能力強的空間信息處理系統(tǒng)，而在計算機技術和互聯(lián)網(wǎng)技術持續(xù)發(fā)展這一因素的推動下，GIS技術日趨成熟，為人類制訂資源管控措施和發(fā)展策略等都提供了準確的依據(jù)。地理信息處理系統(tǒng)的運行特點主要集中體現(xiàn)在以下三個方面：首先，可以在空間的、動態(tài)的環(huán)境下處理地理信息；其次，由計算機系統(tǒng)完善空間數(shù)據(jù)和地理信息數(shù)據(jù)的分析，有效地降低了人類的工作負擔；最后，計算機系統(tǒng)與地理信息系統(tǒng)之間存在著很好的兼容性，為運算速度的提升和計算結果準確性的提高等都提供了十分有利的保障。

3 以GIS技術為基礎的通信光纜故障定位設計

3.1設計思想與原則

為了實現(xiàn)地圖信息數(shù)字化、系統(tǒng)數(shù)據(jù)單一化、系統(tǒng)運行管理自動化以及格式數(shù)據(jù)一體化等目的，本文將GIS技術與MIS（管理信息系統(tǒng)）技術作為設計光纜故障定位系統(tǒng)的兩項核心技術。同時采用中間服務器平臺將系統(tǒng)中的各項業(yè)務模塊相結合的方式，將系統(tǒng)中各模塊的數(shù)據(jù)信息收集在一起，以便于有效的增加通信光纜故障定位的全面性和準確性。此外，本次設計還使用了系統(tǒng)結構化的設計理念，充分運用了系統(tǒng)工程中的各項優(yōu)勢，從而有效地避免了傳統(tǒng)定位方法中定位時間長、定位結果不準確以及操作復雜的缺點，為提高光纜故障定位的工作質(zhì)量和工作效率奠定了堅實的基礎。

3.2開發(fā)方法與軟硬件環(huán)境

當前，我們用于開發(fā)地理信息系統(tǒng)的方法主要有獨立開發(fā)、單純二次開發(fā)、集成式二次開發(fā)三種。而集成式二次開發(fā)具有運用可視化軟件編程的功能，為在可視環(huán)境下定位光纜故障點創(chuàng)造了十分有利的條件。目前市場上使用最為廣泛的地理信息系統(tǒng)硬件配置包含了計算機主機、信息輸出設備、數(shù)據(jù)存儲設備、數(shù)據(jù)輸出設備以及數(shù)據(jù)通信設備五個部分，而系統(tǒng)的組成軟件則包含了系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫、統(tǒng)計分析軟件、繪圖軟件等。這在很大程度上簡化了光纜故障點定位的操作流程，同時有效提高了光纜故障點的定位效率和定位質(zhì)量。

3.3主要開發(fā)思路

為了有效提高GIS技術在定位光纜故障工作中的準確性和及時性，應該確保所設計的系統(tǒng)具備以下三個功能：第一，準確定位故障點；第二，確定故障點附近是否預留了多余的纜線；第三，確定故障點周圍的地理環(huán)境和交通情況。因此，在設計以GIS技術為基礎的通信光纜故障定位系統(tǒng)時，應盡量做到將地圖結構簡單化、圖形操作靈活化以及對空間對象進行可視化處理等。

4光纜故障點定位算法的實現(xiàn)

在實際應用的過程中，IFMS設備具有固定的測量點，一旦光纜線路出現(xiàn)故障，設備就能對故障點的光纜進行檢測，同時獲取固定測量地點到故障點之間的距離。通過運用GIS技術，我們在對光纜故障進行定位就可以從系統(tǒng)默認的檢測地點開始檢測，而IFMS就可以對故障點和監(jiān)測點的距離進行測量，然后將測量的結果與光纜節(jié)點屬性信息庫中的節(jié)點距離進行對比，從而將故障位置定位在相鄰的兩個階段之間。與此同時，運用GIS技術獲取兩節(jié)點的坐標，這樣一來，就有效地減少了對光纜故障點的定位流程，同時提高了工作質(zhì)量。

結束語

在市場經(jīng)濟體制不斷完善、城市化進程不斷加快，以及市場競爭機制日益健全等因素的共同作用下，光纖行業(yè)在其生存環(huán)境中所面臨的競爭也變得更加激烈，因此，如何有效地縮短光纜故障點的定位時間和提高故障點的維修效率，為民眾提供高速穩(wěn)定的信號來源，成為當前光纖行業(yè)在發(fā)展過程中面臨的主要問題。身為通信行業(yè)的工作人員，只有在日常的工作中不斷總結和積累工作經(jīng)驗，積極完善自身的工作能力和業(yè)務知識，才能有效地發(fā)現(xiàn)GIS技術在確定光纜故障點方面的作用，為該行業(yè)快速、長遠的發(fā)展奠定堅實的基礎。

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