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浅析智能光通信配线(IOCW)系统在电网的应用研究

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sxadmin 发表于 2023-4-7 15:03:01 | 显示全部楼层 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题
【摘要】 随着广东电网光通信网络技术应用的普及,对通信网络实时监控系统的要求越来越高,智能光通信配线(IOCW)系统的在电网的应用研究改变了传统方式的施工维护不利的情况,实现了光缆纤芯资源的实时监控,既可以准确定位故障点,也可提供导航定位功能,指导现场纤芯作业,避免误操作,极大的提高的光缆管理水平,有效的保障了通信网络的安全稳定运行,对电网的安全生产具有深远的意义。
        【关键词】 智能光通信配线 实时监控管理 IOCW ODF 管理数字化 维护电子化;系统管理平台
        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
        随着广东电网光通信网络技术应用的普及,光通信网建设形成了巨量的光纤线路资源,光纤线路资源的人工管理和维护变得越来越复杂。目前光纤资源信息仍然是采取人工录入的方式,这种模式很容易出现因信息记录错误、纸质标签损坏或遗失而带来大量光纤线路资源浪费。并且,人工管理模式维护效率低,业务开通周期过长,从而降低工作效率。据不完全统计,现广东光通信网络中光纤资源信息由于人工录入不准确而带来约15%左右的光纤端口资源浪费。举个例子:一个投资100万元的工程,由于人工管理模式不足使得15万元投资被浪费。同时,在这种管理模式下,每年对资源的巡检和盘查投入很高。因此,对光纤资源信息的实时监控系统的要求越来越高。光通信配线系统的实时、智能化管理是技术和需求发展的必然,智能光通信配线系统的应用将改变传统方式的施工维护不利的情况,对光纤线路设施上的光跳线、光纤端口以及端口间的连接关系进行智能性的标识,通过智能化的网管进行统一管理,从而实现资源信息同步化、运行维护主动化和施工操作可视化,可以彻底解决由于人工管理模式带来的一系列问题,大大提高光纤线路的管理效率。
        目前广东电网光通信网络管理存在不足:其一,海量光纤线路资源的ODF终端还无法实现实时监控,还是采用原始的资源管理的方式来管理ODF资源及光缆。这种方式造成无法实时了解ODF使用情况及光缆纤芯的跳接关系,严重影响通信业务开通、资源维护、中断业务抢修等工作。其二,光纤资源维护时不能自动识别与采集信息,缺少智能指引,导致误操作多;其三,光纤资源进行维护时,人工录入更新数据易出现人为错误;其四,光纤资源信息需要频繁地进行盘查和整改,但人工整改后的结果无法得到固化及进行有效管理,并且纸质标签易于损坏及遗失,从而导致错误的资源信息日益累积,形成了资源管理上的恶性循环,使得现有光通信资源管理困难重重。
        因此,智能光通信配线(IOCW)系统在电网的应用研究,对光纤配线架(ODF)进行高效的建设、运营与维护管理至关重要,可实现光纤配线架(ODF)资源可视化、管理数字化,施工、维护电子化。
        二、系统的总体构架
        系统由站点机房采集子系统、TCP/IP网络、服务器、网管终端组成。详见图1
        1)系统主要有两部分构成: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:检测板、机箱管理器、机柜管理器、机房管理器、站点管理器;以硬件为主,主要完成对ODF状态信息的采集及管理;3)信息管理部分:管理平台,以软件为主,与前端信息采集设备实现交互,完成对ODF状态信息的管理以及光缆资源的管理;4)管理平台与站点管理器之间为IP通道,站点管理器与机房管理器、机房管理器与机柜管理器之间为IP通道,机柜管理器与机箱管理器、机箱管理器与检测板之间为RS485通道;5)采用IP通道的设备(站内IP设备)以IP地址加ID号定位不同设备;采用RS485总线通道设备(机柜内设备)的以485地址定位不同的设备及端口;6)每个站点需要1台站点管理器,每个通信机房需要1台机房管理器、每个ODF机柜需要1台机柜管理器,每个ODF箱需要1台机箱管理器,每个ODF盘需要1块检测板;站点管理器、机房管理器、机柜管理器配置有标准100M网口,利用站内数据网通道实现联通。
        三、系统的工作原理
        信息采集部分以硬件为主,主要完成对光纤配线架(ODF)状态信息的采集及管理。主要有检测板:检测ODF终端尾纤使用状态;机箱管理器:汇集ODF箱检测板信息;机柜管理器:汇集机箱管理器采集的状态数据;机房管理器:汇集机柜管理器采集的状态数据;站点管理器:数据汇总,连接管理平台。信息管理部分:管理平台,以软件为主,与前端信息采集设备实现交互,完成对ODF状态信息的管理以及管理资源的管理。
        光纤配线架(ODF)目前是无源器件,通过在ODF盘中增加检测板,在ODF箱中增加汇接器,在ODF柜中增加机柜管理器,并且向上级联机房管理器和站点管理器,可以实时完成ODF资源的采集和状态监控,光纤配线架的智能化是整个系统构建的基础。
        建立光缆纤芯和光纤配线架(ODF)端口的一一对应关系并维护承载的业务资源信息,并实时进行资源的实时监控,没有承载业务的ODF端口不允许插入尾纤,承载业务的端口不允许拔出尾纤,违反此规则时系统实时进行告警通知。
        通过站点→机房→机柜→机箱→ODF盘→端口逐级定位的方式,分别由站点管理器、机房管理器、机柜管理器、机箱管理器、检测板、尾纤套件等装置逐级采集信息达,同时监控各节点实时状态,从而达到精确定位故障点的目标,见图2
        四、系统的主要功能
        系统可以根据业务需要自动化管理,弹性提供实时光缆资源信息,准确显示光缆路由、业务纤芯跳接路由的当前现状,方便后台进行光缆业务规划。光纤配线架智能管理系统通过对业务端口进行准确的定位,精确指导现场作业人员根据指示灯有步骤开展工作,安全、高效的完成现场作业,大大提高了维护过程中的效率和准确度。系统可以对光缆当前状态信息进行快速上报,对突发事件和操作错误告警进行及时精确的上传,对发生事故位置进行准确定位,而不再需要传统的人工逐一排查,大大提高了电网运行的维护效率。对数据通过导出的方式对当前业务和以往告警信息进行备份,提高了系统的稳定性。
        系统主要具有光缆信息管理功能、拓扑管理、告警实时管理、系统管理、北向接口、数据的自动导入导出等主要功能,系统功能结构如图3所示。下面分别来介绍这几个功能:
        4.1光缆信息管理功能
        1)光纤所属光缆信息:可设置和查询光纤所属光缆名称(方向)、纤芯编号;2)光纤连接设备信息:如果光纤连接到设备,可设置和查询所连终端设备ID、站点、机房、机架、型号、板卡、端口;3)光纤连接ODF信息:如果连接到ODF,可设置和查询所连接ODF站点、机房、机架、ODF箱、ODF盘、ODF端子,同时可查看所连接的终端设备信息;4)光纤业务状态信息:可设置和查询光纤所承载的业务类型、方向、状态(在用、非在用)信息;5)光纤连接状态信息:如果连接到ODF,可检测查看光纤是否在连接状态。在业务开通状态,检测并记录光纤插上和拔出时间,当光纤拔出时进行告警处理;6)具备光缆工作的导航功能、并实现预占用至开通的状态切换;7)光纤信息设置和状态变化记录:可记录和查询光纤所有设置或状态变化过程,记录信息包括:时间、光缆ID、光纤ID、操作人员、信息变化内容。可按记录信息字段进行灵活的过滤查询;8)按业务、设备、光缆、ODF架选择查看光纤连接信息、状态信息。
        4.2拓扑管理
        1)系统主页面以拓扑图形方式显示,拓扑图可按层次或平面结构显示。2)层次结构可按站点、机房、机架不同层次显示。3)平面结构可过滤显示指定光纤全程连接关系。4) 拓扑图中以不同颜色或图标实时显示业务状态、连接状态、告警信息。光标停留在图标上2秒钟则显示相关详细信息。
        4.3告警管理
        1)处于在用状态的光纤发生拔出视为告警事件,告警事件信息字段有:
        时间:年-月-日 时:分:秒;
        来源:站点、机房、机架、ODF箱、ODF盘、ODF端子;
        事件类型:告警、提示;
        事件描述:光纤被拔下、光信号丢失、光信号过低( < xxdB);
        2)告警管理包括实时告警显示、告警事件记录和告警事件查询,告警可进行确认、屏蔽、过滤处理。
        4.4系统管理
        4.4.1用户/用户组管理
        1)凭用户名和密码登录使用本系统;2)可添加/编辑/删除用户/用户组;3)用户分用户组管理,一个用户可属一个或多个用户组;4)账户属性有:用户名、密码、联系信息(手机、固定电话和电子邮件地址)、所属用户组。
        4.4.2权限管理
        1)按用户组设置权限,权限设置主要包括:用户和用户组管理权限、可访问的设备范围及其操作类型;2)可访问设备范围可按站点、机房设置;3)操作类型有:设备管理:可添加/删除测试设备单元,设置/修改测试设备单元的参数和属性;运行控制:可设置设备运行状态(例如未开通、调试、开通、检修状态);查看结果:查看测试结果或记录信息;修改结果:修改某些测试结果或记录信息。
        4.4.3备份和恢复
        1)能够以手工和自动两种方式对系统数据进行备份;
        2)系统重装或数据被破坏可用备份文件恢复。
        4.5北向接口
        1)系统提供北向接口供其它系统调用,北向接口采用Socket+XML方式,可获取指定机架连接状态信息,获取指定光纤连接状态、告警状态信息;
        2)现有的传输网管和资源管理系统可连接到本系统北向接口,从而延伸管理到每一根光纤状态信息;
        3)可从现有传输网管导入网络拓扑相关信息。
        4.6数据的自动导入导出
        1)可使用特定的表格格式导入新增数据,并同样实现数据的导出;2)可使用特定的表格格式自动实现数据图形化;3)可实现现场数据的核准工作。
        五、系统管理平台
        系统由Web客户端、Web服务器和应用服务器三部分组成,其中Web客户端采用Flex技术开发,对光纤信息进行丰富的直观图形化显示;Web服务器采用Java技术实现,完成对系统拓扑数据的构建、告警信息的监控处理等;应用服务器采用C++技术实现,高效地完成对各个站点ODF信息的实时采集和状态监控。Web客户端、Web服务器、应用服务器三部分具有明显的至上而下功能层次划分特性,Web客户端负责信息的展示和数据的录入编辑并实时接收Web服务器上报的资源、状态和告警信息,Web服务器负责系统所有数据的集中管理、监控和调度并完成和Web客户端和应用服务器信息的交换传递,应用服务器负责进行实时数据采集并上报给Web服务器并将Web服务器下发的设备指令转发给站点ODF采集设备。
        管理平台采用B/S架构,工作人员使用通用浏览器即可以登录系统,随时掌控通信系统内光纤的运行及业务状态,同时采用平台化、模块化思维进行构建,系统集成性和扩充性良好,部署方式灵活,既支持超大规模管理容量的单机部署方式,也支持分布式安装的多级网管部署方式。
        运用管理平台可以进行智能化的光纤资源管理,能够提供有效的资源信息帮助管理人员进行资源运维。相关数据可以方便导入并集中到数据库,做到资源信息准确实时,方便维护人员进行资源维护,也便于进一步查询、更新和维护。
        5.1管理平台组网
        1)智能光通信配线(IOCW)系统管理平台采用B/S架构,由服务器、数据库、客户端组成,见图4
        2)服务器有应用服务器、数据库服务器、Web服务器,负责处理采集来的数据;
        3)用户通过Web页面访问服务器实现业务操作处理,B/S架构支持多客户端同时访问操作。
        5.2站点内组网
        1)变电站内统一由站点管理器处理信息;站点管理器安装在本站1号机房1号ODF柜,见图5
        2)站点管理器支持最多同时接入6个机房的业务数据;
        3)站点管理器通过IP城域数据网与管理中心互联;
        4)站点管理器与6个机房的机房管理器通过10/100M网线或者10/100M光纤互联;站点管理器机房接入端口与机房号一一对应。(例如:1号机房必须接入站点管理器1端口)
        六、结语
        随着广东电网光通信网络技术的快速发展,传统光纤维护已不适应当前形势的要求。智能光通信配线(IOCW)系统的应用研究解决了光缆及光纤配线架(ODF)端口监控管理盲区问题,极大的提高的光缆管理水平,有效的保障了通信网络的安全稳定运行,对电网的安全生产具有深远的意义。
        参 考 文 献
        [1] Ratish JPunnoose, Richard S. Tseng, Stanley Wang, Pavel V. Nikitin, T.E. Schlesinger, and Daniel D. Stancil, Communications Resources Management for Advanced Telematics Applications, in 2001 IEEE Intelligent Transportation Systems Conference Proceedings -Oakland(CA)USA - August 25-29, 2001
        [2] The communications resources planning tool Schwartz, J.; Comparetto, G; Marshall; Military Communications Conference, 2003. MILCOM 2003. IEEE, Volume: 1, 13-16 Oct, 2003
        [3]周鸿喜,刘军,姜辉.通信光缆资源管理系统研究与开发[J].电力系统通信, 2011
        [4]卢燕,丁铁骑,王发强. 具有网管功能的新一代智能光配线架.电信技术,2003
        [5]李廷会, 覃雄派. 智能光纤配线架系统的设计及实现.计算机工程与应用,2007
        [6]胡庆主编. 光纤通信系统与网络(修订版).中国电子出版社2010
        [7]金亮亮,毛培法,张江鑫. 光复用技术及其在光纤通信系统中的应用[J].通信技术,2011





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