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RFID技术在光缆资源管理中的应用研究

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vguangxian 发表于 2023-1-8 14:53:02 | 显示全部楼层 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题
  [摘要]文章在简要介绍了物联网RFID技术和中国移动传输管线工程管理的现状之后,对RFID技术在光缆资源管理上的应用进行了研究,并对应用系统关键参数的选择和系统结构作了详细分析。
        [关键词]RFID 光缆资源管理 电子标签 光缆标识牌 物联网
        
        1 RFID技术简介
        
        自1999年美国麻省理工大学AutoID实验室提出物联网概念后,物联网不断演进和完善,被认为是继计算机、互联网之后信息产业的第三次革命浪潮。物联网(Intenet of Things),即通过装置在各类物体上的二维码、射频设别(RFID)、各类传感器/敏感器件等,经过接口与无线网络相连,给物体赋予“智能”,实现人与物体、物体与物体间的沟通和对话。我国“十二五”规划中构建下一代信息基础设施和新一代信息技术产业重点发展领域均包含了物联网。
        射频识别RFID(Radio Frequency Identification)是物联网感知层的关键技术,又称电子标签。RFID技术的最大特点是可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据,而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。
        RFID应用系统主要由标签、阅读器及天线三部分组成,RFID技术的基本工作原理是:标签进入磁场后,接收解读器发出的射频信号,凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息(无源标签),或者主动发送某一频率的信号(有源标签);解读器读取信息并解码后,送至后台信息系统进行有关数据处理。
        RFID技术与互联网、通讯等技术相结合,可实现全球范围内的物品跟踪与信息共享。中国移动一直以来都在积极推广物联网的应用,其中有重大影响的RFID技术应用有上海世博手机票业务平台。这些典型应用不但能够提升企业自身竞争力,也能积极探索运营商在物联网方面的运营和可持续发展。
        
        2 RFID应用场景分析
        
        近年来,随着中国移动网络建设的规模日益增长,特别随着宽带数据业务的发展,传输网络不断升级,传输管线工程管理问题非常突出。而传输管线资源大多无法通过自动化手段采集,因此中国移动各分公司对传输管线工程的管理依然是以人工为主、计算机为辅,缺乏系统平台的支撑,资源信息集中化程度低且效率低下。如何利用现代化的技术手段展现传输管线资源的真实性、精确性,提高网络建设和维护管理效率,是目前传输管线工程管理亟待解决的问题。
        由此可知,RFID技术在管线资源运维中的应用很有必要,且前景广阔。中国移动网络中的管线资源种类很多,包括站点、人(手)井、电杆、光缆接续/终端设备、光缆等等;但从RFID应用系统的角度分析,它们有诸多的相似点,所以可以先从其中一种资源开始试点应用,后期逐步推广。我们选取网络资源中最基础的一种:光缆资源,作为下文RFID应用分析的对象。
        本文研究的应用场景是在光缆资源的适当位置使用RFID电子标签,并建立电子标签与光缆资源属性信息的关联数据库,实现电子标签与其标识信息的动态绑定,以实现对管线资源的智能化、集中化管理;同时采用具有GPRS等无线通信技术的便携式RFID读写器终端,实现管线资源信息的远程读取、更新以及实时上传;建立RFID电子标签与管理系统的即时通信,提高光缆资源管理的信息化水平,提高运维人员现场获取信息的准确性、可操作性。
        
        3 关键参数选择及应用系统实现
        
        RFID技术在实际应用场景中首先需要考虑标签、频率的选择。识别标签的外形尺寸主要由天线决定,而天线又取决于工作频率和对作用距离的要求。
        
        3.1 RFID标签类别的选择
        按照能量的供给方式,RFID标签分为有源、无源和半有源三种。三种标签的对比如表1:
file:///C:/Users/chen-qy/AppData/Local/Temp/ksohtml2176/wps1.png
        根据本文应用场景,标签应该满足尺寸小(要便于外形做到与现网普通标识牌等保持一致)、寿命长、成本低的特点,故应选择无源标签。
        
        3.2 频率的选择
        标签和阅读器工作时所使用的频率称为RFID工作频率。按照工作频率的不同,RFID标签分为低频(LF)、高频(HF)、超高频(UHF)以及微波频段(MW)。不同工作频段的优缺点见表2。
file:///C:/Users/chen-qy/AppData/Local/Temp/ksohtml2176/wps2.png
        频率越高,作用距离就越大,数据传输率也就越高,识别标签的外形尺寸就可以做得更小,但成本也就越高。根据本文应用场景,选择超高频即可满足需求。
        
        3.3 其他参数指标的推荐
        应用系统其他参数推荐指标如表3。
file:///C:/Users/chen-qy/AppData/Local/Temp/ksohtml2176/wps3.png
        
        3.4 应用系统实现
        除了标签和手持终端外,RFID技术在光缆资源管理中的应用还需要建设相关系统平台,建立电子标签编号与光缆相关联的数据库,系统可实现物理资源信息的远程录入(手持终端)和后台系统录入。
        在光缆网络中安装使用含有电子标签的光缆标识牌,其中电子标签一般只记录标签编号。采用室外手持终端通过GPRS方式与后台数据库进行信息交互,获取光缆资源属性信息,可实现后台数据库的远程访问、更新。
        系统组网结构见图1。
file:///C:/Users/chen-qy/AppData/Local/Temp/ksohtml2176/wps4.png
        RFID应用系统从功能模块来分,包括权限验证模块、RFID终端管理模块、RFID标签管理模块和资源巡检管理模块等。
        
        3.5 还需要进一步研究的问题
        以光缆标识牌采用RFID技术为例,还需要完善如下问题:
        (1)成本问题:根据前文的参数要求,一块普通光缆标识牌价格目前至少为10元,而目前广泛使用的光缆标识牌价格约为4元。虽然成本会随着大规模应用而下降,但仍需要寻找改进的方法。
        (2)多标签辨别问题:在实际应用中,手持终端可辨识范围内经常会出现多个RFID电子标签的情况。需要能够正确、方便地分辨出不同的标签。目前可以采取双频电子标签或者标签增加辅助信息来区分。
        (3)信息一致性问题:采用RFID技术的光缆标识牌内标签的信息可以通过应用系统进行增删、更新等操作,但可能带来光缆标识牌表面信息与内部标签信息一致性问题。
        
        4 结束语
        
        本文对RFID技术在光缆资源管理上的应用进行了分析。光缆资源可视为资源信息化一个突破口和试验田,如果能够得到成功应用,该平台完全可以延伸到网络资源的各个方面,如基站、铁塔、人孔等等;同时还可以与其他网络管理系统如综合网管系统相衔接,实现管理创新、资源信息化。





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