摘要：随着传输网络规模发展，纤芯资源需求越来越大，而纤芯资源作为一种“哑”资源，无法像有源设备能够进行有效监控和管理。本项目研究如何对一级以上线路的空闲纤芯（包括一、二干线）进行实时监控管理，首先提出管理系统的硬件组成，在辅以网管软件的基础上，验证其在实际中智能化监测空闲光纤资源的可行性，通过与几种常见的纤芯资源监测方法做出比较，验验证其在检测效率及经济效益方面具有明显优势，性价比更高。最终结果证明，该空闲纤芯资源管理系统在当前纤芯资源越来越紧张的局面下，能做到实时监测光功率与异常报警，实现高效率及高性价比的空闲纤芯资源管理工作。
关键词：空闲纤芯；实时监控管理；高效率监测；高性价比
1 引言
通信光缆中断是网络故障中最常见的一种，中断往往伴随着基站掉站的风险，特别是重要的省干线路、二干线路、本地一级线路等，一旦中断将对网络运营产生极大风险，当环上无其他线路故障并且业务倒换正常则业务不受影响。但网络上若再出现其他故障时将面临业务中断的风险，这是网络运营中不可容忍而又确实存在的问题。为了尽快恢复业务目前大多数重要线路都会有备用路由——即备用空闲纤芯，当某段重要线路发生光路中断时，维护人员通过跳纤至备用纤芯恢复业务，所以备用纤芯的质量和管理一直是网络维护重中之重[1]。
2 项目主要技术难点及解决方案
本项目可以实现指定的光缆中继段光缆空闲光纤资源实时监控管理，对于空闲纤芯出现衰耗、中断等故障，可以安排维护人员第一时间处理，确保空闲资源完好率，极大提高重要光缆段落备用纤芯的质量和数量的管理。
2.1项目主要技术难点
多设备高速率并发访问性能瓶颈：项目成果应用后，探测设备模块大规模应用部署，将带来设备高速率并发访问性能瓶颈。
2.2 解决方案
采用多线程池动态扩展及并发访问周期动态调整策略；根据不同光纤设备状态优先级，动态调整光纤探测设备访问周期，确保监控管理系统对主要探测设备的数据状态监测响应周期在1分钟以内；采用多线程池动态扩展策略，可根据成果应用后，探测设备规模动态调整线程池容量（100~1000），每个线程可通过对多台探测设备上报的光功率告警信息进行数据处理存储。
采用数据惰性加载及异步刷新策略；根据监控管理系统数据展示请求，采用数据惰性加载策略，仅加载展示所需的必要数据，延迟无关数据的加载时间可有效相应监控管理系统的数据调入展示；此外对于关键性数据采用异步刷新策略，可方便向用户实时展示系统状态数据，有效把握调整系统光纤资源[2]。
3 空闲纤芯资源管理系统硬件组成
“空闲光纤资源管理系统平台”含数据模块、设备模块、监控模块；数据模块包括数据保存、报表统计、数据管理日志、测试模板管理；设备模块包括高稳定激光光源管理、高灵敏度光感传感器管理、智能光纤监控综合平台、GSM信息发送平台；监控模块包括用户与权限管理、站点设备管理、设备日志报警、系统状态设置管理[3]。
3.1 整机原理
设备采用模块化设计，标准1U机箱，主控盘、业务盘、电源盘均支持拔插，使用灵活，可以通过主控插盘上的以太网口接口（RJ45）来实现自动测量或实时监控以及参数设置，原理框图如图1所示。
图1 整机原理框图
3.4 系统硬件组网
系统硬件组网主要由探测终端，PC，跳线，网线连接线组成。组网构成图如图2所示。
图2 系统硬件组网构成图
（1）将空闲光缆纤芯分别接入中继段2端机房内的空闲光纤管理设备。
（2）空闲光纤管理设备通过RJ45以太口与同机房传输设备连接，通过已有传输网络将监控信息回传至光纤故障网络监控系统，完成该光缆中继段空闲纤芯的实时监控工作。
4 空闲纤芯资源管理系统软件组成
（1）数据采集服务程序采用C#语言编写，通过多线程池、数据缓存、标准化日志记录等功能与光纤监测设备进行通信完成光纤状态数据的采集工作。
（2)资源管理系统是一个web程序，考虑到系统跨平台移植性、扩展性等因素本系统采用Apache+MySQL+PHP的编程环境。
（3）资源管理系统可在Windows XP以上平台及Unix/Linux平台运行。在网站开发方面使用的是Yii Framework4.0作为开发框架。
（4）在权限管理方面，使用的是基于角色的访问控制（Role-Based Access Control）。
（5）在UI方面，使用的是Bootstrap框架。Bootstrap是Twitter推出的，目前非常受欢迎的前端开发框架。
（6）资源管理系统的站点拓扑图使用HTML5中的画布canvas来实现，所以为了能够使用正常的使用系统需要使用支持HTML5的浏览器。
系统以直观的图形化（图表）形式对系统中涉及光纤状态监测站点设备及其所监测的光纤状态为维护人员提供简洁、方便的管理功能。系统接收各光纤监测站点设备发送的光纤状态数据及报警日志数据，并将所接受的各类数据完整、统一的存储于本地数据库中。
5 空闲纤芯资源管理系统的优势
5.1.系统同传统模式下监测方式的效率比较
传统模式下,代维员工长途跋涉抵达待测站点进行现场测试,如线路不通还需排查端口对应情况,再驱车前往断点位置,进行熔接。移动员工则需对每次巡检测试的结果进行详细记录,将一段时间内的巡检记录进行汇总统计,再将汇总统计表单上报,双方的流程都繁琐复杂。而上线该系统后,代维员工只需沿线巡察，当移动员工导出测试结果派发修复任务工单时,代维员工根据工单数据进行修复任务，最终移动员工汇总报表上报，流程得到极大优化。以一个干线中继段为30公里，72芯计算。传统的人工测试并记录每芯2分钟72X2=2.4时。全区一级以上光缆总长为22847公里（7月通报）[4]。测试耗时=1826小时；系统全面部署后，测试数据全部由系统直接提取人工半小时内便可完成。二者耗时一对比，即能发现本系统对于监测空闲纤芯资源的工作效率有多大的提高。
5.2 系统同传统模式下监测方式的花费比较
系统部署后可随时按需求提取空闲纤芯测试报表，可弥补巡检测试周期长、人为测试互差大等人为限定因素，同时节省一大笔测试费用。以计算为例。传统监测模式下全区一干、二干本地一级光缆测试单价每芯10.15元计算，每条光缆为72芯3个中继算，有三分之一空闲纤芯需监控计算，每月需测试维护一次，年测试费用约8769元。全区年测试费=0.33X72X10.15X3X12=8769元，5年费用为约4.4万。在一段干线上部署该系统，需部署两套空闲纤芯资源管理设备，每套约2000元，共投入4000元。总投资成本=2000X2=4000
5年维保费用约1.5万，总费用=4000+15000=1.9万，每条干线可节省4.4-1.9=2.5万。两项相比较，突出了该系统在价格方面的高性价比优势。
6 结论
该系统对硬件、软件要求低，只需一台普通的PC作为服务器便可部署该系统，空闲纤芯资源管理系统设备部署的机房一般为汇聚机房，可直接走传输网络内网回到服务器端（传输监控中心），组网方便快捷、操作简易、效率高、性价比高。通过与传统的纤芯资源监测方法做出比较，验证其在检测效率及经济效益方面具有明显优势，性价比更高。结合本地应用情况，验证该系统具有操作性强，性能稳定的优势。
参考文献
[1]郭道荣.基于数据挖掘的电信网络故障诊断技术的研究[D].重庆：重庆大学,2003.
[2]李践实.光缆监测系统技术及应用研讨[J].铁路通信信号工程技术，2007（5）:120-121
[3]赵腾云，熊少英，刘敏.受及拉曼散射效应对巩稼民模型中密集信道功率转移影响分析[J].宁夏大学学报（自然科学版）:134-135.
[4]王娜，王安帮，张阳江等.利用可调谐的混沌Fabry-Perot激光器实现波分复用无源光网络的断电检测[J].光子学报:116-117.
论文作者:银文通
论文发表刊物:《知识-力量》2019年10月41期
论文发表时间:2019/9/11
标签：管理系统论文; 光纤论文; 设备论文; 系统论文; 资源论文; 数据论文; 光缆论文; 《知识-力量》2019年10月41期论文;