1．引言
　　
隨著密集波分復用技術及高速數(shù)字同步傳輸技術的發(fā)展,，光纖通信技術在互聯(lián)網(wǎng)、電話,、電視等領域已得到了廣泛應用,。然而，全球各地基礎建設和自然災害,，不可避免的對埋設的光纜造成危害,，導致光纜網(wǎng)運營維護越來越困難。光纜網(wǎng)運營維護涉及到多個層面的工作,，在業(yè)務方面,，當光纜出現(xiàn)故障甚至斷裂的情況下需要保證業(yè)務能夠連續(xù)不中斷,；在維護方面,，希望能夠定期巡檢、監(jiān)測,，提前對故障進行預警,，并在出現(xiàn)故障時準確分析、準確定位,，為快速搶修提供保證,；另外，還需要對光纜設施等基礎數(shù)據(jù)進行有效的管理,。
　　
目前,，已經(jīng)有一些解決方法，但它們僅能解決某個方向或某個層面的問題,，而不能從整個光纜網(wǎng)運營維護的宏觀上提出徹底的解決方法,。而本文旨在提出一個綜合網(wǎng)絡管理系統(tǒng)，為整個光纜網(wǎng)運營維護工作提供統(tǒng)一的網(wǎng)絡管理平臺,。
　　2關鍵技術介紹
　　2.1OTDR技術
　　
OTDR的英文全稱是OpticalTimeDomainReflectometer,，中文意思為光時域反射儀,。OTDR是利用光線在光纖中傳輸時的瑞利散射和菲涅爾反射所產(chǎn)生的背向散射而制成的精密的光電一體化儀表，它被廣泛應用于光纜線路的維護,、施工之中,，可進行光纖長度、光纖的傳輸衰減,、接頭衰減和故障定位等的測量,。
　　2.2GIS/GPS技術
　　 GPS全球衛(wèi)星定位技術（GlobalPositioningSystem）
　　
全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)是隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展建立起來的一個高精度、全天候和全球性的無線電導航定位,、授時的多功能系統(tǒng),。它利用位于距地球2萬多公里高的、由24顆人造衛(wèi)星組成的衛(wèi)星網(wǎng),，向地球不斷發(fā)射定位信號,。地球上的任何一個GPS接收機，只要接收到三顆以上衛(wèi)星發(fā)出的信號,，瞬間就可以解算出被測載體的運動狀態(tài),，如：經(jīng)度、緯度,、高度,、時間、速度,、航向等,。
　　 GIS地理信息處理系統(tǒng)（GeophysicsInformationSystem）
　　
GIS地理信息處理系統(tǒng)是為了獲取、存儲,、顯示,、查詢定位數(shù)據(jù)而建立起來的計算機數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，將所需要的信息和資料直觀,、形象地在電子地圖上以圖形或表格的形式顯示出來,，為GPS衛(wèi)星定位提供良好的地圖環(huán)境，并能將空間信息和屬性信息的處理完美結合起來,，以直觀的方式顯示位置狀態(tài)等信息,。
　　3．系統(tǒng)設計方案
　　3.1系統(tǒng)功能劃分
　　 本系統(tǒng)從邏輯上可以分為如下四個子系統(tǒng)，光保護子系統(tǒng),、光纜監(jiān)測子系統(tǒng),、光纜資源管理子系統(tǒng)及光纜巡檢子系統(tǒng)。
　　
光保護子系統(tǒng)主要作用是在光纜發(fā)生故障或者光纜中斷的情況下,，在極短的時間(≤50ms,，典型時間25ms)將光路由切換到備用光纜，在切換的時候,，SDH/DWDM系統(tǒng)幾乎不會感知到切換,，業(yè)務能夠得以連續(xù),，大大增強了系統(tǒng)的可用率。
　　
光纜監(jiān)測子系統(tǒng)則是采用機架式的RTU設備(內(nèi)含OTDR,、OSW,、OPM等模塊)，一方面通過測試數(shù)據(jù)了解當前光纜網(wǎng)的運行狀況,，及時發(fā)現(xiàn)劣化趨勢,，防患于未然；另一方面當出現(xiàn)光纜中斷時,，能夠快速響應,，準確定位，快速搶修,，縮短障礙歷時,。
　　 光纜巡檢子系統(tǒng)則是以GPS/GIS地理信息技術為基礎，通過人工巡檢等方法,，及時發(fā)現(xiàn)外部環(huán)境等隱患,，及時處理，從而保證光纜網(wǎng)能夠安全持續(xù)運營,。
　　 光纜資源管理子系統(tǒng)則是以光纜設施為基礎,，提供并維護光纜設施數(shù)據(jù)庫，提供基于GIS的光纜地圖,。
　　 除了四個相對獨立的子系統(tǒng)之外,，本系統(tǒng)從外圍框架上提供了統(tǒng)一的安全管理、用戶管理,、日志管理等公用模塊,。
       
　　
以上四個子系統(tǒng)采用低耦合的方式有機的融合在一起，四個子系統(tǒng)之間既能夠獨立運行,，又能夠通過內(nèi)部接口相互協(xié)助,，在需要時能夠提供數(shù)據(jù)信息給對方或從對方獲取數(shù)據(jù)信息,。
　　 光保護子系統(tǒng)提供實時的光纜衰耗和功率告警信息給光纜監(jiān)測子系統(tǒng),，光纜監(jiān)測子系統(tǒng)對這些信息進行處理后，能夠分析光纜故障并驅(qū)動OTDR進行故障測試,。

光纜監(jiān)測子系統(tǒng)在測試到光纜存在故障后,，需要調(diào)用光纜資源管理子系統(tǒng)的光纜設施數(shù)據(jù)，通過技術分析,、計算,，將光纜監(jiān)測子系統(tǒng)得到的以光纖長度表示的故障位置換算成以桿位/標石/接頭表示的故障位置，并通過資源管理子系統(tǒng)在GIS光纜地圖上呈現(xiàn)出來,，方便維護工程師進行準確定位和搶修,。
　　
光纜巡檢子系統(tǒng)可以在第一次巡檢時采集設施信息,，為光纜資源管理子系統(tǒng)提供基礎數(shù)據(jù)。完成基礎數(shù)據(jù)的采集后,，光纜資源管理子系統(tǒng)則反過來為巡檢子系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支撐,，并將巡檢發(fā)現(xiàn)的故障位置呈現(xiàn)在光纜地圖上。同時光纜巡檢子系統(tǒng)在發(fā)現(xiàn)光纜故障時,，也可以給光纜監(jiān)測系統(tǒng)提供信息驅(qū)動OTDR進行障礙測試,。
　　 光纜資源管理子系統(tǒng)主要為其他子系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)及GIS信息支撐，同時也是故障信息最直觀的人機接口,。
　　3.2系統(tǒng)網(wǎng)絡圖
　　 本系統(tǒng)采用C/S架構,，系統(tǒng)的總體框架圖如下，客戶端通過TCP的方式和服務器進行通信,，服務器則根據(jù)設備類型選用TCP或UDP的方式進行通信,。
　　
數(shù)據(jù)庫采用SQLServer系列大型數(shù)據(jù)庫，滿足高容量系統(tǒng)需求,；服務器采用windows系統(tǒng)服務方式,，開機自治運行；客戶端采用JAVA開發(fā),，界面操作簡潔,，易使用和維護。
　　
各子系統(tǒng)在系統(tǒng)中以模塊化的形式存在,，子系統(tǒng)之間采用內(nèi)部通訊方式進行交互,，耦合度接近零，各子系統(tǒng)可以方便靈活進行安裝/卸載,，方便整個系統(tǒng)的分步實施,，或根據(jù)客戶的實際需求進行裁剪。
     
　　3.3系統(tǒng)外部接口
　　 系統(tǒng)本身采用開放式的架構,，在其上可以進行二次開發(fā),，能夠提供CORBA、ESB/WebService或TCP/IP協(xié)議的接口供更高級別的綜合網(wǎng)管調(diào)用,。
　　 另外,，通過二次開發(fā)，本系統(tǒng)還能夠和其他廠家的網(wǎng)管系統(tǒng)進行互通,，如獲取傳輸,、EPON等設備的告警以驅(qū)動OTDR進行測試等。
　　4．系統(tǒng)功能介紹
　　4.1公用模塊功能介
　　系統(tǒng)公用模塊功能圖如下：
　　 用戶級別分為系統(tǒng)管理員,、系統(tǒng)維護員,、系統(tǒng)操作員、系統(tǒng)監(jiān)控員四級,。
　　 可以根據(jù)實際情況對用戶分區(qū),，該區(qū)域的用戶只能監(jiān)控該區(qū)域內(nèi)的設備,。
　　 告警級別分為緊急告警、主要告警,、次要告警,、提示告警四級。
　　 可配置告警時發(fā)送短消息或Email通知到相關人員,。

　　4.2光保護子系統(tǒng)功能介紹
　　光保護子系統(tǒng)功能圖如下：
     
　　光保護子系統(tǒng)功能特點：
　　1.方便,、直觀、實用的路由圖
　　 在路由圖上可以實時顯示機盤各端口的功率監(jiān)控值,，并計算出光纖段的衰耗,，并可以方便進行路由倒換、工作模式更改及告警閾值修改等操作,。
      
　　2.縱觀全局的系統(tǒng)圖
　　 在系統(tǒng)圖上可以查看整個系統(tǒng)的狀態(tài),，可以查看路由的所有當前功率、告警閾值,、是否存在告警,、當前工作線路、線路衰耗,、機盤的工作模式等信息,。

　　4.3光纜監(jiān)測子系統(tǒng)功能介紹
　　光纜監(jiān)測子系統(tǒng)的功能圖如下：
     

　　光纜監(jiān)測子系統(tǒng)特點：
　　1.靈活的配置功能
　　 告警驅(qū)動可以是OLP光保護告警、OPM功率監(jiān)測告警,，或來自其他傳輸系統(tǒng)的告警,。當監(jiān)測到以上告警時，系統(tǒng)自動啟動OTDR對相關光纖進行測試,。
　　2.集成GIS電子地圖
　　
GIS電子視圖能夠顯示RTU設備實際位置并能夠右鍵菜單方便操作,；在光纜出現(xiàn)故障時，能夠自動計算出精確到桿位/標石的地理故障位置信息,，并采用圖示和文本兩種方式顯示具體的故障點位置：
     
　　3.豐富的報表功能
　　 具有監(jiān)測設備報表,、告警統(tǒng)計報表、光纜障礙報表,、光纜衰耗報表,、光纜劣化報表、光纖資源報表等眾多報表,，下圖是光纜衰耗報表：
      
　　4.獨特的PON接入光纜監(jiān)測功能
　　
除了對主干光纜的監(jiān)測,，本系統(tǒng)還可以通過采用“準無源遠程光開關”等先進技術實現(xiàn)使用普通OTDR模塊對接入網(wǎng)中的每個分支光纜進行監(jiān)測的功能，并能夠精確定位PON系統(tǒng)中分光器后每根用戶纖的準確長度和斷點位置,，即使兩根用戶光纖的長度一樣。有效解決傳統(tǒng)PON光纜監(jiān)測系統(tǒng)無法區(qū)別相同長度光纖的弊端,。PON測試示例圖如下：

　　4.4光纜巡檢子系統(tǒng)功能介紹
　　光纜巡檢子系統(tǒng)功能圖如下：
     
　　
巡檢子系統(tǒng)使用了GPS全球衛(wèi)星定位技術,、GSM全球移動通訊技術,、GPRS通用無線分組業(yè)務、GIS地理信息系統(tǒng)和計算機網(wǎng)絡通信與數(shù)據(jù)處理等多種先進技術,，在移動通訊平臺上實現(xiàn)了對光纜巡檢人員跟蹤管理及監(jiān)控功能,。巡檢終端可以采用專業(yè)的GPS巡檢器,也可以使用具有GPS功能的手機終端。
　　4.5光纜資源管理子系統(tǒng)功能介紹
　　光纜資源管理子系統(tǒng)功能圖：
      
　　 光纜資源管理子系統(tǒng)中需要管理的對象如下：
　　
局站（含地下進線室,、管道閘）,、管道(包括人井、進線室,、管道段,、管群等)、桿路（包括電桿,、標石等）,；光纜(包括中繼光纜和用戶接入光纜)、纜段,；光交接點(包括光配線架,、光交接箱、光纜分歧接頭等),、光接入點(包括分纖箱等),；光路(由多段光纖連接而成)。
　　 所管理的資源屬性包括資源名稱,、資源編碼,、資源類型、資源規(guī)格類型,、資源GPS坐標等,。
　　 電子地圖采用MapInfo格式，能夠以不同顏色呈現(xiàn)不同級別的告警信息,。
　　 提供對局站,、光交接點、光纜段,、纜段設施等的查詢統(tǒng)計,，或通過指定設施類別、設施屬性等方式來準確地統(tǒng)計所需內(nèi)容,。
　　5．結束語
　　
本文對光纜網(wǎng)運維綜合管理系統(tǒng)的主要功能做了一個介紹,，整個系統(tǒng)的開發(fā)依照電信級網(wǎng)管要求，符合相關的行業(yè)標準和ITU-T建議,，通過了苛刻的安全性能,、穩(wěn)定性能測試。系統(tǒng)功能強大，操作簡易,，界面友好,，在全國各大運營商均有應用。