林顯達(dá)

（中國電信股份有限公司廣東分公司網(wǎng)絡(luò)運營部 廣州510081）

1 前言

2012年“寬帶中國”已上升為國家戰(zhàn)略，隨著城市光網(wǎng)絡(luò)和FTTx網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，各類光交節(jié)點不斷出現(xiàn)，光接入箱、分線箱等無源箱體大幅度增加。如截至2012年9月底，廣東電信全省維護(hù)光箱體38 492個、光終端盒757 982個，各類光接點還將不斷增加。

由于缺乏有效的管理手段，箱體內(nèi)設(shè)備和資源無法實時監(jiān)控，維護(hù)管理人員無法對無源箱體狀態(tài)及時掌握，非法開啟箱門、偷盜、黑跳線等安全事件時有發(fā)生，缺乏有效的安全管理、維護(hù)工作滯后、維護(hù)效率低下等問題是PON規(guī)模發(fā)展所必須克服的，也是電信運營商迫切研究的課題。

2 需要解決的問題

隨著互聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用，用戶對電信的服務(wù)質(zhì)量要求愈來愈高，作為光接入網(wǎng)光纜的交接、配線、分線設(shè)備直接連接著用戶，這些設(shè)備的維護(hù)和管理直接關(guān)系到對用戶的服務(wù)質(zhì)量和服務(wù)水平。

由于光接入網(wǎng)的無源箱體主要分布在戶外，野外環(huán)境給電信網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)工作帶來了很多困難，箱體是否安全無法實時得知，這些無源箱體作為主要的分線設(shè)備，受環(huán)境影響大，因被各類施工人員頻繁開啟、挪動或者被非法開啟，沒有及時處理便很快銹蝕或被破壞，很容易造成通信中斷，成為故障多發(fā)的重要部位，從而影響了網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量。

又由于維護(hù)人員能隨意開啟箱門，進(jìn)而隨意改動光路而不更新資料，導(dǎo)致光路資料不準(zhǔn)確、布線不規(guī)范，鑰匙的擴(kuò)散、流失直接導(dǎo)致箱體內(nèi)部模塊被破壞，或者因箱門鎖閉不嚴(yán)，容易遭到非法人員的破壞，而由于沒有技術(shù)手段，出現(xiàn)的問題無法追溯。另外由于箱體較多，傳統(tǒng)門鎖及鎖匙也十分多，維護(hù)或工程人員對門鎖與鑰匙的對應(yīng)關(guān)系往往容易搞錯，在施工中往往由于帶錯鑰匙而不能開啟門鎖，致使外線維護(hù)人員不得不采取主動破壞行為。

同時，由于這些接入設(shè)備的維護(hù)很多由外包人員負(fù)責(zé)，維護(hù)人員的職業(yè)素養(yǎng)參差不齊，無法掌握外包人員對這些外包維護(hù)設(shè)備的巡檢情況，如維護(hù)及巡檢人員是否到崗考核困難，實際巡檢與目標(biāo)站點路線是否一致，無法科學(xué)評估維護(hù)人員的維護(hù)工作量情況或是否按要求完成巡檢任務(wù)。另外，目前戶外設(shè)備維護(hù)現(xiàn)狀、數(shù)據(jù)采集使用紙質(zhì)記錄方式，準(zhǔn)確性無法保證，無法實時監(jiān)控巡檢的完成情況，巡檢過程中需要拍攝大量圖片數(shù)據(jù)，后期處理困難且工作量巨大。

基于以上這些情況，電信網(wǎng)絡(luò)運營公司如何適應(yīng)新的需要，利用現(xiàn)代技術(shù)和手段建立一套系統(tǒng)來管理日益增多的光纜分線設(shè)備變得非常必要，因此，系統(tǒng)必須解決如下問題。

·通過系統(tǒng)對無源光箱體實現(xiàn)集中管控，實時查詢無源箱體門的開/關(guān)狀態(tài)、垂直狀態(tài)，箱體出現(xiàn)非法開啟等問題或被非法侵入時進(jìn)行告警，使維護(hù)管理人員能迅速發(fā)現(xiàn)。

·對戶外箱體的門鎖進(jìn)行有效管理，配合工程或維護(hù)需要，對光纜箱體進(jìn)行遠(yuǎn)程開門控制；配置特制電子鎖，對鑰匙進(jìn)行管理，防止鑰匙的丟失和非法復(fù)制，每把鑰匙都有全球唯一的標(biāo)識，一條鑰匙可以開啟多個箱體，通過對箱體開啟的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，為追溯出現(xiàn)問題的根源提供依據(jù)。

·通過系統(tǒng)管理對箱體開啟管理流程形成閉環(huán)并記錄，遠(yuǎn)程授權(quán)開啟箱門，記錄開門鑰匙標(biāo)識、開門時間、關(guān)門時間，對維護(hù)人員巡檢情況進(jìn)行考核記錄。

·跟蹤巡檢路線，檢查是否按計劃巡檢，結(jié)合智能終端的手機(jī)拍照功能，將現(xiàn)場情況拍照并及時傳回管理端，供管理人員核查，有效杜絕了以假亂真現(xiàn)象，形成了嚴(yán)格的考核依據(jù)，規(guī)范了外包人員的工作，解決了考核工作量統(tǒng)計及巡檢軌跡的難題。另外可就近精確派單，可以查看現(xiàn)場人員所處位置及手頭工作完成情況，實現(xiàn)就近派單，縮短故障搶修的響應(yīng)時間，解決人力就近支撐問題，提高工作效率。

3 集中管控的實現(xiàn)

3.1 關(guān)鍵問題的解決

與電纜時代不同的是，光接入后由于沒有可以導(dǎo)電和信號的銅線，光接入箱體不能通電，也就是說光交接箱體與傳統(tǒng)電纜交接箱集中管理的實現(xiàn)方式有所不同，光交接箱體更難于管理。因此如何解決電源、信息采集、通信通道問題是系統(tǒng)構(gòu)建的關(guān)鍵技術(shù)。

本文認(rèn)為，正常情況下控制電路無需電源，開門時才給箱體供電，因此可通過特殊的鑰匙必要時臨時給無源箱體控制電路供電，進(jìn)行電子鎖的開啟。目前另外一種做法是，光電交接箱內(nèi)置控制器通過運營商移動通信卡實現(xiàn)短信通信，需要對箱體安裝蓄電池進(jìn)行供電，這不但成本高，而且給日后維護(hù)帶來困難，另外占用運營商用戶賬號資源，這些用戶賬號往往會被盜用，用戶賬號的安全管理成為一個問題。

因為所有光接點都有光纖到達(dá)，可以通過備用纖芯實現(xiàn)通信，在管控機(jī)房安裝采集器通過光纖與無源箱體的傳感器及門鎖控制器相連，實現(xiàn)通信。光纖傳感器測量工作過程[1]為：發(fā)光器件射出來的光通過傳輸光纖送到箱體，有一部分透過，而其余的光被反射回來。當(dāng)敏感元件與箱體相接觸時，與空氣接觸相比，光透射量增大，而反射量減少。因此，由反射光量即可知道是否接觸空氣，通過箱體反射的光可以檢查到門的關(guān)閉情況。而通過光纖可解決管控中心與箱體間的通信問題，并實現(xiàn)對箱體的相關(guān)信息進(jìn)行采集、傳送、記錄、存儲分析，遠(yuǎn)程集中授權(quán)。

如果需要對維護(hù)人員進(jìn)行定位，可通過GPS技術(shù)以及AGPS輔助定位技術(shù)，利用移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對各箱體等的精確定位，實現(xiàn)維護(hù)人員智能終端與維護(hù)平臺對數(shù)據(jù)的實時上傳、下載[2]。

3.2 系統(tǒng)架構(gòu)及組成

集中管理系統(tǒng)集遠(yuǎn)程監(jiān)控、告警、數(shù)據(jù)庫管理、遠(yuǎn)程通信、GIS故障定位于一體，集中監(jiān)控裝置包括數(shù)據(jù)采集器、傳感器、電子鎖、光交控制器，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

監(jiān)控中心：在管控中心設(shè)立網(wǎng)管服務(wù)器，實現(xiàn)多個機(jī)房遠(yuǎn)程管理所有監(jiān)測設(shè)備，客戶端通過瀏覽器（IE）登錄服務(wù)器，分級管理，發(fā)現(xiàn)傳感器異常，發(fā)出聲光告警。

采集器：安裝在局站機(jī)房，主要負(fù)責(zé)狀態(tài)采集、無源箱體開門申請、網(wǎng)管數(shù)據(jù)的處理等，當(dāng)發(fā)現(xiàn)無源光傳感器狀態(tài)異常時，發(fā)出聲音和LED指示告警，起到監(jiān)控的目的。

圖1 系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)

光交控制器：安裝在戶外的光纜箱體中，負(fù)責(zé)連接電子鎖、無源光纖傳感器和局端的光纖通信信道。負(fù)責(zé)接收電子鑰匙的開門申請，將開門申請通過光纖傳送到局端的采集器。

電子鎖安裝在戶外光纜箱體的門上，電子鑰匙由光纜箱體管理員隨身攜帶，電子鑰匙帶內(nèi)置電源和識別碼，給控制電路供電，同時作為操作人員的識別標(biāo)識。當(dāng)需要打開光纜箱體門時，將電子鑰匙的插口插入電子鎖的插槽中，發(fā)出開門申請，如鑰匙合法，網(wǎng)管下發(fā)開鎖命令；如鑰匙非法，網(wǎng)管下發(fā)拒絕開鎖命令。通過查看箱體門開啟記錄，可以知道維護(hù)人員是否到過該箱體。

無源箱體與采集器通過光纖連接，根據(jù)光纜實際情況采用星型或鏈型連接，采用星型結(jié)構(gòu)可以監(jiān)控每個無源箱體門的狀態(tài)，但占用纖芯較多，而鏈型連接雖然占用纖芯資源少，但不能同時開啟鏈上的多個箱體。

如系統(tǒng)擴(kuò)展巡檢功能，配置手持終端給維護(hù)人員，通過手持終端實現(xiàn)維護(hù)人員定位，同時采用高精度差分技術(shù)，在GIS圖中對各局站、井、桿、標(biāo)石和其他地表參照物進(jìn)行精確定位。現(xiàn)場巡檢人員手持終端設(shè)備巡檢，GIS采用矢量化電子地圖，獲取數(shù)據(jù)庫提供的各級光纜路由、光交接點、巡檢設(shè)備信息，并在地理背景圖上顯示其分布，實現(xiàn)光纜設(shè)備管理圖型化操作和空間查詢操作，在矢量化電子地圖上顯示“光纜線路圖”、“巡檢線路圖”、“巡檢設(shè)備”、“搶修車輛線路圖”。利用移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行手持終端與管理平臺實施數(shù)據(jù)的實時上傳、下載，如圖2所示。

圖2 智能終端定位與通信

3.3 功能的實現(xiàn)

通過系統(tǒng)將無源箱體全部納入系統(tǒng)集中管理，由監(jiān)控中心對箱體進(jìn)行初始化，監(jiān)控中心對所有箱體的屬性數(shù)據(jù)和基層維修人員檔案進(jìn)行集中管理，加強(qiáng)對箱體及人的管理，管理人員可以登錄集中監(jiān)控系統(tǒng)查詢所有管理的箱體和線路維護(hù)人員的情況。

監(jiān)控中心對鑰匙進(jìn)行授權(quán)及管理，軟件平臺預(yù)先將箱體及維護(hù)人員進(jìn)行合法化處理，可以對任一箱體增加或刪除電子鑰匙，實現(xiàn)遠(yuǎn)程開鎖。管理人員發(fā)放鑰匙，維護(hù)或工程人員帶上鑰匙進(jìn)行操作工作，當(dāng)箱體合法開門時記錄相關(guān)信息，當(dāng)異常時進(jìn)行告警并通知管理人員及時對相關(guān)事件進(jìn)行處理。箱體開啟管控工作流程如圖3所示。

圖3 鑰匙開門及巡檢流程

系統(tǒng)對箱體的開門方式自動識別 （如密碼開鎖、計算機(jī)遠(yuǎn)程開鎖、強(qiáng)制開鎖和破壞性開鎖），對于非授權(quán)的強(qiáng)制開鎖和破壞性開鎖，系統(tǒng)啟動聲光報警，并立即撥打報警電話。如果發(fā)現(xiàn)某條光纜下屬的箱體全部通信失敗，則判斷為發(fā)生光纜中斷事件，系統(tǒng)發(fā)出警報，維修人員立馬進(jìn)行維護(hù)。

系統(tǒng)可擴(kuò)展巡檢管理功能，巡檢管理包括對全體維護(hù)人員進(jìn)行定位跟蹤、單人當(dāng)天巡檢軌跡跟蹤、單人歷史巡檢軌跡查看、巡檢計劃、監(jiān)護(hù)計劃等操作。通過智能終端記錄GPS位置，并實時發(fā)回給后臺網(wǎng)管，結(jié)合智能終端的手機(jī)拍照功能，維護(hù)人員將現(xiàn)場情況拍照并及時傳回管理端，供管理人員核查，系統(tǒng)工作流程如圖4所示。

另外可對外線人員進(jìn)行定位跟蹤，可查看維護(hù)單位所有人員的當(dāng)前在位情況，并確定其最后一次位置信息距當(dāng)前的時間差，顯示巡檢人員巡檢的路線情況，并可加載光纜靜態(tài)資源信息，比對其是否按要求進(jìn)行巡檢，如果不按要求則在平臺進(jìn)行告警，管理人員對維護(hù)人員工作進(jìn)行糾偏。在外力施工盯防工作中，可以設(shè)計“三盯”人員在固定環(huán)境范圍內(nèi)，超出范圍平臺則告警，使管理人員能監(jiān)控“三盯”人員在崗狀態(tài)，掌握維護(hù)工作的主動性。

圖4 巡檢系統(tǒng)路程

4 相關(guān)管理要求

監(jiān)控中心設(shè)立管理員負(fù)責(zé)系統(tǒng)管理，提供7×24 h監(jiān)控功能。對網(wǎng)管的管理采用分權(quán)分域管理模式，管理級的操作權(quán)限可以實施遠(yuǎn)程開鎖、電子鑰匙配發(fā)等，一般操作權(quán)限僅能夠?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行瀏覽。采用分片管理的模式，不同區(qū)域的操作員只能操作權(quán)限內(nèi)的無源箱體和鎖，通過日志功能記錄關(guān)鍵操作行為，便于進(jìn)行系統(tǒng)審計。

對于鑰匙的管理，只有在網(wǎng)管軟件中注冊的鑰匙才是合法鑰匙，可以指定1把鑰匙開若干個無源箱體，也可以指定1個無源箱體由多把鑰匙打開。

為防止失效，現(xiàn)場與遠(yuǎn)程驅(qū)動開鎖相結(jié)合，現(xiàn)場專用帶電源開鎖器，也可由監(jiān)控主機(jī)遠(yuǎn)程驅(qū)動開鎖，對于合法鑰匙申請開鎖，網(wǎng)管軟件可以自動或人工確認(rèn)。

預(yù)先統(tǒng)一規(guī)范箱體，在箱體采購時統(tǒng)一規(guī)定電子鎖和控制電路、傳感器的安裝位置，以降低后期改造投資成本。

5 推廣應(yīng)用路徑

該方案既能解決無源箱體由被動向主動維護(hù)的轉(zhuǎn)變問題，又能解決面臨的安全管理、遠(yuǎn)程監(jiān)控、日常維護(hù)效率提高等問題，加強(qiáng)維護(hù)外包的手段，具有一定的推廣應(yīng)用價值。

為確保投資安全，建議采用分步實施、試點推進(jìn)的方式。根據(jù)以往的經(jīng)驗，一次性完成所有功能或在全網(wǎng)推廣是不可能的，要逐步投資、逐步完善。一是針對網(wǎng)絡(luò)，可以先重點區(qū)域、重點節(jié)點后次要節(jié)點，先重點光交接箱再擴(kuò)展管理分線箱；二是逐步完善功能模塊，先實現(xiàn)箱體的管控，再與GPS線路巡檢系統(tǒng)相結(jié)合，擴(kuò)展巡檢管理、人井管理（人井蓋的管理）、現(xiàn)場維護(hù)外包管理。該系統(tǒng)還可以與光纜自動監(jiān)測系統(tǒng)及光保護(hù)系統(tǒng)結(jié)合，最后演變?yōu)榫C合外勤智能管理系統(tǒng)，為現(xiàn)場維護(hù)提供必要且必須的手段，全面提高故障診斷能力和整體維護(hù)管理水平。

6 結(jié)束語

本文對目前光接入網(wǎng)的無源光網(wǎng)絡(luò)無線箱體維護(hù)現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，對解決無源箱體安全有效管理、遠(yuǎn)程管控、增加維修工作主動性、提升維護(hù)效率等問題提出了系統(tǒng)的實施方案。本文認(rèn)為系統(tǒng)演變路徑是將線路巡檢功能、光纜自動監(jiān)測系統(tǒng)相結(jié)合形成綜合外勤智能管理系統(tǒng)，為現(xiàn)場維護(hù)提供必要且必需的手段，以全面提高“寬帶中國·光網(wǎng)城市”戰(zhàn)略下戶外電信設(shè)施整體維護(hù)管理水平。

1 徐科軍.傳感器與檢測技術(shù).北京:電子工業(yè)出版社,2008

2 戴喜明，袁濤，吳定雪.基于GSM/GPS/GIS車輛狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn).微計算機(jī)信息,2006(25)