基于GIS的光纖資源管理系統(tǒng)及其在光纖城域網(wǎng)中的應(yīng)用

沈鐵民

摘 要：隨著公共光纖城域網(wǎng)絡(luò)建設(shè)規(guī)模的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)的資源管理模式已無法滿足關(guān)于光纖數(shù)據(jù)分析、資源可視化管理、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)維護(hù)輔助等方面的要求。而基于GIS的光纖資源管理系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中能很好地解決上述難題，實(shí)現(xiàn)對光纖網(wǎng)絡(luò)的空間及屬性數(shù)據(jù)的科學(xué)管理，極大地提高光纖網(wǎng)絡(luò)資源的管理效率，為工程建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)維護(hù)、市場銷售等部門的日常工作帶來了非常大的幫助。

關(guān)鍵詞：GIS 光纖 城域網(wǎng) 資源管理

中圖分類號：TN91 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）05（a）-0000-00

地理信息系統(tǒng)（GIS，Geographic Information System），是一個獲取、存儲、編輯、處理、分析和顯示地理數(shù)據(jù)的空間信息系統(tǒng)，其核心是用計(jì)算機(jī)來處理和分析地理信息，實(shí)現(xiàn)空間地物及其拓?fù)潢P(guān)系的可視化表達(dá)和管理。

經(jīng)過多年業(yè)務(wù)發(fā)展，管線公司的公共光纖城域網(wǎng)的規(guī)模已達(dá)數(shù)千公里，網(wǎng)絡(luò)范圍覆蓋至上海市各個區(qū)縣，擁有數(shù)百個光交接箱及接頭盒設(shè)備。原先公司一直通過AUTOCAD及EXCEL表格進(jìn)行光纖資源管理，但隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模日益擴(kuò)大，依靠傳統(tǒng)的手工作業(yè)和分析手段已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足業(yè)務(wù)發(fā)展的要求。為能將光纜、束管、纖芯、光交箱及接頭盒等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)全面直觀地在地圖上進(jìn)行顯示，并能對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，就需要利用GIS技術(shù)開發(fā)帶有地理信息的資源管理系統(tǒng)，根據(jù)實(shí)際需要圖文并茂地輸出結(jié)果，為公司工程、維護(hù)等部門提供業(yè)務(wù)輔助。

1 系統(tǒng)需求情況

1.1基礎(chǔ)光纖網(wǎng)絡(luò)設(shè)施管理

在光纖資源管理系統(tǒng)中實(shí)際需要管理的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施如下：

1）機(jī)房：在通信管線網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，機(jī)房是光纜和管道的源或目的點(diǎn)。需要管理包括公司自有機(jī)房及客戶機(jī)房所處的地理位置以及相應(yīng)的門牌號、樓層、房間號、機(jī)柜號、光纖熔接及使用情況等信息；

2）管道：管道是整個通信網(wǎng)絡(luò)中光纜的支撐和承載通道，需管理光纜經(jīng)過的詳細(xì)管道路由走向及實(shí)際穿放的管孔資源等信息；

3）光纜：需管理包括光纜型號、纖芯數(shù)量、束管數(shù)量等信息；

4）光纜交接箱：需管理交接箱的地理位置、型號、光纜穿放信息、光纖熔接及使用情況等信息；

5）光纜接頭盒：需管理接頭盒的地理位置、型號、光纖熔接及使用情況等信息；

上述設(shè)施的具體信息，在新建或改擴(kuò)建光纜工程完成后，必須及時地錄入光纖資源管理系統(tǒng)，通過系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)資源的有效管控。

1.2光纖資源分析及應(yīng)用

隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展需要，公共光纖城域網(wǎng)的覆蓋范圍越來越廣，相應(yīng)的光纖資產(chǎn)包括光纜、光交箱、接頭盒及機(jī)房等數(shù)量已十分龐大。目前，公司各部門對于光纖資源的分析、應(yīng)用、維護(hù)管理及展示等方面的要求越來越高，例如光纖資源統(tǒng)計(jì)報(bào)表、光纖網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃及方案設(shè)計(jì)、光纖網(wǎng)絡(luò)維護(hù)管理、光纖網(wǎng)絡(luò)展示等新需求均希望能通過該資源管理系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。

1.3兼容性及可擴(kuò)展性

目前公司已建成了銷售系統(tǒng)、建設(shè)平臺系統(tǒng)、運(yùn)維管理系統(tǒng)等多個平臺，因此光纖資源管理系統(tǒng)應(yīng)考慮與上述平臺的兼容性及數(shù)據(jù)共享問題。同時，對于一些潛在的新應(yīng)用需求，應(yīng)具備較強(qiáng)的可擴(kuò)展性。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

2.1系統(tǒng)軟件平臺

本系統(tǒng)是基于組件式的二次開發(fā)，以ESRI公司的ArcGIS的產(chǎn)品作為二次開發(fā)的組件。使用Windows Server 2008作為服務(wù)器平臺，用Oracle 10 數(shù)據(jù)庫做數(shù)據(jù)的存儲與管理。

2.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

由于公共光纖城域網(wǎng)資源的覆蓋范圍和數(shù)據(jù)量很大，為確保管理者能高效地維護(hù)及使用各類地圖數(shù)據(jù)，系統(tǒng)采用了三層C/S結(jié)構(gòu)（應(yīng)用層/基礎(chǔ)管理層/數(shù)據(jù)層）。查詢系統(tǒng)、統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)處于系統(tǒng)的應(yīng)用層，權(quán)限管理系統(tǒng)和信息維護(hù)系統(tǒng)處于平臺的基礎(chǔ)管理層，而數(shù)據(jù)庫是屬于基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)層。？

應(yīng)用層是一般用戶進(jìn)行系統(tǒng)應(yīng)用、數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計(jì)、分析的平臺。通過這個平臺用戶可以方便的進(jìn)行關(guān)心業(yè)務(wù)的瀏覽和使用，而不需要管線底層的數(shù)據(jù)關(guān)系和結(jié)構(gòu)。

基礎(chǔ)管理層是平臺數(shù)據(jù)維護(hù)和管理的樞紐，用于維護(hù)和管理平臺數(shù)據(jù)生產(chǎn)和日常工作中產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)和資料。信息維護(hù)系統(tǒng)是對不同圖形數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)的平臺，權(quán)限管理系統(tǒng)對于管理人員和用戶定義不同功能的權(quán)限，從而保證系統(tǒng)的有序運(yùn)轉(zhuǎn)。

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是平臺所有相關(guān)數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)的來源，包括空間數(shù)據(jù)庫、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫和元數(shù)據(jù)庫，其中主要是前兩個數(shù)據(jù)庫。空間數(shù)據(jù)存儲和管理平臺涉及的基礎(chǔ)地理地圖數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)管道網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)、多媒體數(shù)據(jù)等；業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫存儲和管理平臺日常的工程數(shù)據(jù)、銷售數(shù)據(jù)、管道材質(zhì)等的屬性數(shù)據(jù)。

2.3系統(tǒng)基本功能

2.3.1 地圖服務(wù)

系統(tǒng)提供交互式工具，對地圖進(jìn)行縮放、拖拽、平移、漫游等操作，可進(jìn)行地圖常用的面積與距離測量等。

2.3.2資源維護(hù)

系統(tǒng)通過圖形化接口，實(shí)現(xiàn)可視化地對機(jī)房、光纜、光配線架、光交接箱、接頭盒等網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的日常維護(hù)（增加、刪除或編輯）；通過直觀的拖拽就可以完成纖芯之間的熔接關(guān)系。

2.3.3信息查詢

提供對網(wǎng)絡(luò)資源實(shí)體的查詢，顯示其屬性并可以在地圖上定位。系統(tǒng)提供單點(diǎn)查詢、拉框查詢、快速輸入查詢等多種查詢方式。

2.3.4資源統(tǒng)計(jì)

提供對機(jī)房、光交箱、接頭盒、光纜段關(guān)于數(shù)量、長度、纖芯使用情況等信息的查詢統(tǒng)計(jì)，并以Excel表格方式給出明細(xì)信息和匯總數(shù)據(jù)。

2.3.5設(shè)計(jì)輔助

支持光纖鏈路的設(shè)計(jì)。能夠以形象、直觀的方式，給規(guī)劃設(shè)計(jì)人員全面、快速地展示相關(guān)信息，為準(zhǔn)確地進(jìn)行光纜建設(shè)提供路由、容量、位置等方面的決策支持。既可指定路由選取策略，通過系統(tǒng)分析選取光纜路由，也可手動選擇光纜路由。

2.3.6資源調(diào)度

對于既有的光纖資源，能根據(jù)申請光纖鏈路的起止點(diǎn)，基于選定的光纜路由，輸出光纖鏈路途經(jīng)的機(jī)房、光交接箱、接頭盒等各光纜段占用的光纖纖芯序號，并生成標(biāo)準(zhǔn)格式的工單及施工圖紙。

2.3.7系統(tǒng)管理

通過對不同的用戶設(shè)定資源的不同訪問權(quán)限，以保證系統(tǒng)使用的安全性，包括：增加權(quán)限、刪除權(quán)限、修改權(quán)限、查詢權(quán)限。

3 系統(tǒng)在光纖城域網(wǎng)中的應(yīng)用

3.1光纖資源的全過程管理

光纖網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程中，對光纖資源數(shù)據(jù)在路由設(shè)計(jì)、纖芯資源分配、項(xiàng)目實(shí)施、工程驗(yàn)收等環(huán)節(jié)進(jìn)行全程管控。光纖數(shù)據(jù)在設(shè)計(jì)階段即錄入系統(tǒng)設(shè)計(jì)庫，在項(xiàng)目實(shí)施過程中，相應(yīng)的圖紙、文檔和工作任務(wù)按照公司既定的規(guī)則流轉(zhuǎn)，不同部門管理人員間協(xié)同工作，系統(tǒng)保持動態(tài)數(shù)據(jù)更新，實(shí)現(xiàn)光纖資源數(shù)據(jù)的全過程管理。

3.2 光纜故障輔助分析

當(dāng)發(fā)生光纜阻斷時，維護(hù)人員在就近的機(jī)房端通過光時域反射儀（OTDR）檢測光纖，獲取光纜故障距離，然后可通過系統(tǒng)平臺計(jì)算出故障路由點(diǎn)并在地圖中準(zhǔn)確定位故障點(diǎn)位置。這樣可以迅速找到故障點(diǎn)，及時進(jìn)行搶修，縮短故障時間，提高運(yùn)維服務(wù)質(zhì)量。

3.3光纖網(wǎng)絡(luò)專題展示

3.3.1工程建設(shè)狀態(tài)專題展示

工程建設(shè)狀態(tài)分為：設(shè)計(jì)、在建、竣工三種狀態(tài)，系統(tǒng)可針對這三種狀態(tài)進(jìn)行專題展示，在地圖上用不同的顏色顯示加以區(qū)分，并顯示三種工程狀態(tài)分別對應(yīng)的光纜公里數(shù)等數(shù)據(jù)，主要供公司工程部門相關(guān)人員查閱、分析。

3.3.2光纜維護(hù)狀態(tài)專題展示

光纜維護(hù)狀態(tài)分為：自建、合建、代維三種狀態(tài)，系統(tǒng)可針對這三種狀態(tài)進(jìn)行專題展示，在地圖上用不同的顏色顯示加以區(qū)分，并顯示三種維護(hù)狀態(tài)分別對應(yīng)的光纜公里數(shù)等數(shù)據(jù)，主要供公司維護(hù)部門相關(guān)人員查閱、分析。

3.3.3光纜利用率專題展示

光纜利用率專題展示旨在從地圖上展示光纜利用率情況，提醒相關(guān)部門人員對利用率超過預(yù)警值的光纜段及時進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，其中利用率的預(yù)警數(shù)可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)整。

3.3.4客戶信息專題展示

可支持通過客戶名稱進(jìn)行篩選，在地圖上顯示該客戶的光纜分布及使用情況，也可同時顯示多個客戶的光纜分布及使用情況。對于具有多個層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)量眾多的客戶，該功能可非常直觀地顯示客戶光纜分布情況，對其后續(xù)的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容、優(yōu)化等工作有很大的幫助。

4 結(jié)束語

隨著公共光纖城域網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大、復(fù)雜程度不斷增加，基于GIS的光纖資源管理系統(tǒng)的重要性也日益凸顯。通過該系統(tǒng)的部署及應(yīng)用，可以同時滿足多個部門的管理要求。系統(tǒng)在光纖網(wǎng)絡(luò)資源全面管控、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)深度優(yōu)化、網(wǎng)絡(luò)安全有效保障、客戶滿意度不斷提高等課題中發(fā)揮的作用已無可替代。

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