1．引言
　　
隨著密集波分復(fù)用技術(shù)及高速數(shù)字同步傳輸技術(shù)的發(fā)展,，光纖通信技術(shù)在互聯(lián)網(wǎng),、電話、電視等領(lǐng)域已得到了廣泛應(yīng)用,。然而,，全球各地基礎(chǔ)建設(shè)和自然災(zāi)害，不可避免的對(duì)埋設(shè)的光纜造成危害,，導(dǎo)致光纜網(wǎng)運(yùn)營維護(hù)越來越困難,。光纜網(wǎng)運(yùn)營維護(hù)涉及到多個(gè)層面的工作，在業(yè)務(wù)方面,，當(dāng)光纜出現(xiàn)故障甚至斷裂的情況下需要保證業(yè)務(wù)能夠連續(xù)不中斷,；在維護(hù)方面，希望能夠定期巡檢,、監(jiān)測(cè),，提前對(duì)故障進(jìn)行預(yù)警，并在出現(xiàn)故障時(shí)準(zhǔn)確分析,、準(zhǔn)確定位,，為快速搶修提供保證；另外,，還需要對(duì)光纜設(shè)施等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)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(gè)方向或某個(gè)層面的問題,，而不能從整個(gè)光纜網(wǎng)運(yùn)營維護(hù)的宏觀上提出徹底的解決方法。而本文旨在提出一個(gè)綜合網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng),，為整個(gè)光纜網(wǎng)運(yùn)營維護(hù)工作提供統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)。
　　2關(guān)鍵技術(shù)介紹
　　2.1OTDR技術(shù)
　　
OTDR的英文全稱是OpticalTimeDomainReflectometer,，中文意思為光時(shí)域反射儀,。OTDR是利用光線在光纖中傳輸時(shí)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(yīng)用于光纜線路的維護(hù)、施工之中,，可進(jìn)行光纖長度,、光纖的傳輸衰減、接頭衰減和故障定位等的測(cè)量,。
　　2.2GIS/GPS技術(shù)
　　 GPS全球衛(wèi)星定位技術(shù)（GlobalPositioningSystem）
　　
全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)是隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展建立起來的一個(gè)高精度,、全天候和全球性的無線電導(dǎo)航定位、授時(shí)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(hào),。地球上的任何一個(gè)GPS接收機(jī),，只要接收到三顆以上衛(wèi)星發(fā)出的信號(hào)，瞬間就可以解算出被測(cè)載體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),，如：經(jīng)度,、緯度、高度,、時(shí)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(chǔ)、顯示,、查詢定位數(shù)據(jù)而建立起來的計(jì)算機(jī)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(jié)合起來，以直觀的方式顯示位置狀態(tài)等信息,。
　　3．系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(gè)子系統(tǒng),，光保護(hù)子系統(tǒng)、光纜監(jiān)測(cè)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(hù)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(shí)間(≤50ms,，典型時(shí)間25ms)將光路由切換到備用光纜,，在切換的時(shí)候，SDH/DWDM系統(tǒng)幾乎不會(huì)感知到切換，業(yè)務(wù)能夠得以連續(xù),，大大增強(qiáng)了系統(tǒng)的可用率,。
　　
光纜監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)則是采用機(jī)架式的RTU設(shè)備(內(nèi)含OTDR、OSW,、OPM等模塊),，一方面通過測(cè)試數(shù)據(jù)了解當(dāng)前光纜網(wǎng)的運(yùn)行狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)劣化趨勢(shì),，防患于未然,；另一方面當(dāng)出現(xiàn)光纜中斷時(shí)，能夠快速響應(yīng),，準(zhǔn)確定位,，快速搶修，縮短障礙歷時(shí),。
　　 光纜巡檢子系統(tǒng)則是以GPS/GIS地理信息技術(shù)為基礎(chǔ),，通過人工巡檢等方法，及時(shí)發(fā)現(xiàn)外部環(huán)境等隱患,，及時(shí)處理,，從而保證光纜網(wǎng)能夠安全持續(xù)運(yùn)營。
　　 光纜資源管理子系統(tǒng)則是以光纜設(shè)施為基礎(chǔ),，提供并維護(hù)光纜設(shè)施數(shù)據(jù)庫,，提供基于GIS的光纜地圖。
　　 除了四個(gè)相對(duì)獨(dú)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(gè)子系統(tǒng)采用低耦合的方式有機(jī)的融合在一起,，四個(gè)子系統(tǒng)之間既能夠獨(dú)立運(yùn)行，又能夠通過內(nèi)部接口相互協(xié)助,，在需要時(shí)能夠提供數(shù)據(jù)信息給對(duì)方或從對(duì)方獲取數(shù)據(jù)信息,。
　　 光保護(hù)子系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)的光纜衰耗和功率告警信息給光纜監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)，光纜監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)對(duì)這些信息進(jìn)行處理后,，能夠分析光纜故障并驅(qū)動(dòng)OTDR進(jìn)行故障測(cè)試,。

光纜監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)在測(cè)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(shè)施數(shù)據(jù),，通過技術(shù)分析,、計(jì)算，將光纜監(jiān)測(cè)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(biāo)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(hù)工程師進(jìn)行準(zhǔn)確定位和搶修。
　　
光纜巡檢子系統(tǒng)可以在第一次巡檢時(shí)采集設(shè)施信息，為光纜資源管理子系統(tǒng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù),。完成基礎(chǔ)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(shí)光纜巡檢子系統(tǒng)在發(fā)現(xiàn)光纜故障時(shí)，也可以給光纜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提供信息驅(qū)動(dòng)OTDR進(jìn)行障礙測(cè)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(shí)也是故障信息最直觀的人機(jī)接口。
　　3.2系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖
　　 本系統(tǒng)采用C/S架構(gòu),，系統(tǒng)的總體框架圖如下,，客戶端通過TCP的方式和服務(wù)器進(jìn)行通信，服務(wù)器則根據(jù)設(shè)備類型選用TCP或UDP的方式進(jìn)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(wù)器采用windows系統(tǒng)服務(wù)方式,，開機(jī)自治運(yùn)行,；客戶端采用JAVA開發(fā)，界面操作簡潔,，易使用和維護(hù),。
　　
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(jìn)行交互,，耦合度接近零,，各子系統(tǒng)可以方便靈活進(jìn)行安裝/卸載，方便整個(gè)系統(tǒng)的分步實(shí)施,，或根據(jù)客戶的實(shí)際需求進(jìn)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(gòu)，在其上可以進(jìn)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(jí)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(jìn)行互通，如獲取傳輸,、EPON等設(shè)備的告警以驅(qū)動(dòng)OTDR進(jìn)行測(cè)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(jí)別分為系統(tǒng)管理員、系統(tǒng)維護(hù)員,、系統(tǒng)操作員,、系統(tǒng)監(jiān)控員四級(jí)。
　　 可以根據(jù)實(shí)際情況對(duì)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(shè)備,。
　　 告警級(jí)別分為緊急告警,、主要告警、次要告警,、提示告警四級(jí),。
　　 可配置告警時(shí)發(fā)送短消息或Email通知到相關(guān)人員。

　　4.2光保護(hù)子系統(tǒng)功能介紹
　　光保護(hù)子系統(tǒng)功能圖如下：
     
　　光保護(hù)子系統(tǒng)功能特點(diǎn)：
　　1.方便,、直觀,、實(shí)用的路由圖
　　 在路由圖上可以實(shí)時(shí)顯示機(jī)盤各端口的功率監(jiān)控值，并計(jì)算出光纖段的衰耗,，并可以方便進(jìn)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(gè)系統(tǒng)的狀態(tài),，可以查看路由的所有當(dāng)前功率,、告警閾值、是否存在告警,、當(dāng)前工作線路,、線路衰耗、機(jī)盤的工作模式等信息,。

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

　　光纜監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)特點(diǎn)：
　　1.靈活的配置功能
　　 告警驅(qū)動(dòng)可以是OLP光保護(hù)告警,、OPM功率監(jiān)測(cè)告警，或來自其他傳輸系統(tǒng)的告警,。當(dāng)監(jiān)測(cè)到以上告警時(shí),，系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)OTDR對(duì)相關(guān)光纖進(jìn)行測(cè)試。
　　2.集成GIS電子地圖
　　
GIS電子視圖能夠顯示RTU設(shè)備實(shí)際位置并能夠右鍵菜單方便操作,；在光纜出現(xiàn)故障時(shí),，能夠自動(dòng)計(jì)算出精確到桿位/標(biāo)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(diǎn)位置：
     
　　3.豐富的報(bào)表功能
　　 具有監(jiān)測(cè)設(shè)備報(bào)表,、告警統(tǒng)計(jì)報(bào)表,、光纜障礙報(bào)表、光纜衰耗報(bào)表,、光纜劣化報(bào)表,、光纖資源報(bào)表等眾多報(bào)表，下圖是光纜衰耗報(bào)表：
      
　　4.獨(dú)特的PON接入光纜監(jiān)測(cè)功能
　　
除了對(duì)主干光纜的監(jiān)測(cè),，本系統(tǒng)還可以通過采用“準(zhǔn)無源遠(yuǎn)程光開關(guān)”等先進(jìn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)使用普通OTDR模塊對(duì)接入網(wǎng)中的每個(gè)分支光纜進(jìn)行監(jiān)測(cè)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(zhǔn)確長度和斷點(diǎn)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(cè)系統(tǒng)無法區(qū)別相同長度光纖的弊端,。PON測(cè)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(shù),、GSM全球移動(dòng)通訊技術(shù)、GPRS通用無線分組業(yè)務(wù),、GIS地理信息系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信與數(shù)據(jù)處理等多種先進(jìn)技術(shù),，在移動(dòng)通訊平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了對(duì)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(jī)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(duì)象如下：
　　
局站（含地下進(jìn)線室,、管道閘）、管道(包括人井,、進(jìn)線室,、管道段、管群等),、桿路（包括電桿、標(biāo)石等）,；光纜(包括中繼光纜和用戶接入光纜),、纜段；光交接點(diǎn)(包括光配線架,、光交接箱,、光纜分歧接頭等)、光接入點(diǎn)(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(biāo)等,。
　　 電子地圖采用MapInfo格式,，能夠以不同顏色呈現(xiàn)不同級(jí)別的告警信息。
　　 提供對(duì)局站,、光交接點(diǎn),、光纜段、纜段設(shè)施等的查詢統(tǒng)計(jì),，或通過指定設(shè)施類別,、設(shè)施屬性等方式來準(zhǔn)確地統(tǒng)計(jì)所需內(nèi)容。
　　5．結(jié)束語
　　
本文對(duì)光纜網(wǎng)運(yùn)維綜合管理系統(tǒng)的主要功能做了一個(gè)介紹,，整個(gè)系統(tǒng)的開發(fā)依照電信級(jí)網(wǎng)管要求,，符合相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和ITU-T建議，通過了苛刻的安全性能,、穩(wěn)定性能測(cè)試,。系統(tǒng)功能強(qiáng)大,，操作簡易，界面友好,，在全國各大運(yùn)營商均有應(yīng)用,。