摘 要:文章闡述了光纜監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀,對(duì)比了衛(wèi)星通話和微波通信的優(yōu)缺點(diǎn),對(duì)微波備份系統(tǒng)的一些關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了研究,提出了解決辦法。對(duì)采用微波做為光纜自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)備份傳輸?shù)目尚行赃M(jìn)行了分析和研究。
關(guān)鍵詞:微波傳輸;自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng);冗余備份;自動(dòng)切換
目前我國(guó)的主要通信線路一般都使用光纜進(jìn)行傳輸,光纜維護(hù)主要依靠人工進(jìn)行巡查,但隨著光纜線路數(shù)量的增加,靠原有依靠人工巡檢的維護(hù)方式已不能滿(mǎn)足實(shí)際工作需要。隨著OTDR光時(shí)域反射技術(shù)的廣泛使用,光纜巡查已經(jīng)逐步過(guò)渡到使用光纜監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)控。
光纜自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)一般是由省級(jí)監(jiān)控中心、市級(jí)監(jiān)控中心和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)站三部分組成?,F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)站安裝在傳輸機(jī)房?jī)?nèi),主要由光功率告警采集單元和光纖遠(yuǎn)程測(cè)試單元兩部分組成,由監(jiān)測(cè)中心進(jìn)行管理,實(shí)現(xiàn)光功率告警功能和故障定位功能。監(jiān)控中心包括有工作在Windows Server下的服務(wù)器和多媒體設(shè)備,通過(guò)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)與其他監(jiān)測(cè)中心和監(jiān)測(cè)站連接。
監(jiān)控中心主要的功能有:(1)配置功能:主要是對(duì)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程和本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)參數(shù)做配置管理。(2)故障管理功能:主要是輪詢(xún)和記錄處理各種報(bào)警。(3)安全管理功能:主要作用是管理用戶(hù)賬戶(hù)、口令和權(quán)限;記錄用戶(hù)登錄活動(dòng)和操作;提供數(shù)據(jù)備份;系統(tǒng)定期監(jiān)測(cè)和病毒清除;保存監(jiān)控中心數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)。(4)報(bào)表功能:主要包括光纜故障統(tǒng)計(jì);生成光纖資源管理表和監(jiān)測(cè)設(shè)備表;根據(jù)指定的時(shí)間段、光纜段、告警來(lái)源或告警級(jí)別生成對(duì)應(yīng)的報(bào)表。
三級(jí)設(shè)備通過(guò)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)匯接而成,其中監(jiān)控中心由運(yùn)行Windows Server的服務(wù)器構(gòu)成,使用SQL Server網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù),主要是匯總處理各種信息?,F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)站是由監(jiān)控系統(tǒng)軟件、數(shù)據(jù)采集模塊和控制模塊組成的自動(dòng)控制系統(tǒng),可根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定處理各種故障和記錄實(shí)時(shí)數(shù)據(jù);監(jiān)測(cè)中心和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)站均采用Router作為網(wǎng)間連接設(shè)備。
現(xiàn)有的光纜監(jiān)控系統(tǒng)具有故障自動(dòng)監(jiān)測(cè)功能,但出現(xiàn)故障后,只是對(duì)故障進(jìn)行報(bào)警和記錄,大部分情況下還需人工進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)維修,并不具備故障自動(dòng)修復(fù)功能。目前對(duì)重要光纜線路,為保證線路安全性,除使光纜成環(huán)以保證系統(tǒng)通信可靠性外,還可考慮采用光纜實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)+主備光纜自動(dòng)切換的系統(tǒng)。即當(dāng)通信光纜出現(xiàn)故障時(shí),系統(tǒng)自動(dòng)切換到備用光纜,以保證線路通暢。隨著新技術(shù)的發(fā)展,由高性能的光電器件、自動(dòng)控制系統(tǒng)和工控級(jí)組態(tài)軟件組成的新型光路自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng),在技術(shù)上已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)主備光纜的實(shí)時(shí)自動(dòng)切換的功能。
但隨著近年來(lái)城市建設(shè)的不斷擴(kuò)大和深入,由于施工原因造成光纜中斷的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。尤其近年來(lái)由于地震、泥石流、洪水等地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā),也造成大面積區(qū)域發(fā)生線路故障。此時(shí),即便的采用光纜成環(huán)或自動(dòng)切換到備用光纜的方式都不能保證通信線路通暢。那么還有沒(méi)有更好的保證重要通信線路通暢的方法呢?
除了光纜外,常用的線路傳輸方式一般有衛(wèi)星通信和微波通信,衛(wèi)星通信的優(yōu)點(diǎn)是覆蓋面廣、傳輸速率快、傳輸質(zhì)量高。衛(wèi)星通信不會(huì)受到自然災(zāi)害的影響,受外界影響較小,信號(hào)的可靠性較高,但由于其信息傳輸雙向的不對(duì)稱(chēng)性,交互性較差,不適合作為光纜的備用傳輸方式。而微波傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)是建站周期短、安裝簡(jiǎn)便、安全可靠、幾乎無(wú)時(shí)延。微波采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的傳播方式,方向性較強(qiáng),有非常好的抗干擾能力,而且微波往往由多個(gè)波道組成,并設(shè)置了能自動(dòng)倒換的主、備波道,能進(jìn)行大容量、高質(zhì)量、長(zhǎng)距離的傳輸。微波傳輸?shù)娜秉c(diǎn)是在某些頻率開(kāi)放的區(qū)域,會(huì)受到外界的電磁干擾,用微波進(jìn)行傳輸,中間不能有建筑物、山體等遮擋,在雨雪天氣會(huì)有嚴(yán)重的雨衰。但微波與光纖通信相比,微波通信抗自然災(zāi)害和人為破壞的能力還是比較強(qiáng)的。比如在2007年,我國(guó)南方發(fā)生嚴(yán)重的暴雨洪澇災(zāi)害,許多省區(qū)的有線通信線路遭到嚴(yán)重破壞,而微波線路卻能正常使用。在2008年和2010年,我國(guó)分別發(fā)生了汶川和玉樹(shù)大地震,震后地震區(qū)域的光纜線路全部中斷,但微波線路只受到輕微損壞,稍做修復(fù)后就恢復(fù)了通信。微波通信隨不算上是什么新技術(shù),但它的技術(shù)成熟可靠,現(xiàn)在已經(jīng)過(guò)渡到數(shù)字通信,而且技術(shù)還在不斷發(fā)展。在我國(guó)光纖通信大發(fā)展之前,半數(shù)以上干線踐路和許多省內(nèi)干線都是通過(guò)微波傳輸?shù)?,目前我?guó)自行設(shè)計(jì)生產(chǎn)的微波設(shè)備,性能相當(dāng)優(yōu)異,微波通信有著投資省、建設(shè)周期短、見(jiàn)效快、抗自然災(zāi)害能力強(qiáng)、線路質(zhì)量可靠等許多優(yōu)點(diǎn)。但隨著我國(guó)光纖通信的發(fā)展,通信主干網(wǎng)絡(luò)基本已經(jīng)光纜網(wǎng)絡(luò)承載,由此淘汰出來(lái)了許多微波設(shè)備。大量的微波設(shè)備閑置,造成巨大的浪費(fèi)。而在我國(guó)一些重要企事業(yè)單位和軍工系統(tǒng)的通信節(jié)點(diǎn),對(duì)線路穩(wěn)定性要求極高,如果能將原有微波線路作為重要支線的備份,則既能發(fā)揮原有微波設(shè)備的作用,增加系統(tǒng)穩(wěn)定些,又能節(jié)約成本減少浪費(fèi)。
對(duì)重要干線,可以采用由現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)站進(jìn)行日常實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),如發(fā)現(xiàn)光纜故障,則切換到備用光纖,而一旦發(fā)生重大情況,如洪水、地震等自然災(zāi)害,整個(gè)區(qū)域的光纜發(fā)生大面積故障,則自動(dòng)切換至微波線路。
使用微波替代光纜通信做線路冗余,還需要考慮的幾個(gè)方面問(wèn)題。
首先,從成本和現(xiàn)實(shí)意義上考慮,我們應(yīng)該明確,并非將所有的光纖傳輸都切換至微波,而只是將其中極其重要的、對(duì)穩(wěn)定性要求高的線路做成光纜+微波備份的雙冗余的故障自動(dòng)切換系統(tǒng),對(duì)其他普通線路將只做成備份光纜自動(dòng)切換系統(tǒng)。其次,由于光纖傳輸速率較微波高,傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量也較大,所以一旦光纜發(fā)生故障需要切換到微波時(shí),并非所有的業(yè)務(wù)都由微波進(jìn)行承載,我們只能保證部分重要的業(yè)務(wù)優(yōu)先傳送。所以首先必須對(duì)業(yè)務(wù)根據(jù)重要程度劃分優(yōu)先級(jí),一但發(fā)生業(yè)務(wù)切換時(shí),系統(tǒng)先將優(yōu)先級(jí)高的業(yè)務(wù)切換至微波系統(tǒng),并實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)流量,根據(jù)數(shù)據(jù)量變化的情況,由控制系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。如線路承載能力足夠,系統(tǒng)將可依次將優(yōu)先級(jí)較低的業(yè)務(wù)陸續(xù)加載進(jìn)來(lái),反之則逐次切除優(yōu)先級(jí)低的業(yè)務(wù)。另外,系統(tǒng)還需要設(shè)立大容量的數(shù)據(jù)池。我們可以將接收到的數(shù)據(jù)預(yù)先暫存在數(shù)據(jù)池中。數(shù)據(jù)按優(yōu)先級(jí)的順序或先進(jìn)先出原則進(jìn)行傳輸。設(shè)立數(shù)據(jù)池后,可以有效的解決光纖傳輸和微波傳輸速率不匹配的問(wèn)題,消除數(shù)據(jù)淤塞,保證大數(shù)據(jù)的傳輸。
由于由光纜切換至微波會(huì)產(chǎn)生的輕微延時(shí),也為了保證線路的穩(wěn)定性,可將預(yù)設(shè)的優(yōu)先級(jí)高的數(shù)據(jù)同時(shí)用光纜和微波兩套系統(tǒng)并行傳送,即將微波做成冗余熱備系統(tǒng),控制系統(tǒng)一旦監(jiān)測(cè)到光纜發(fā)生故障,將自動(dòng)切換至微波通信,這樣就能最大限度的減少時(shí)延,提高整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
綜上所述,雖然光纖通信具有傳輸速率大、保密性好等優(yōu)點(diǎn),目前是我國(guó)數(shù)據(jù)通信的主要傳輸方式,但它在建設(shè)周期、邊遠(yuǎn)山區(qū)的施工便利性和抗擊自然災(zāi)害的能力不如微波通信,需要注意的是,用微波做為光纜備份線路的方法,只適用與一些對(duì)安全性、穩(wěn)定性要求極高重要企事業(yè)單位和軍工系統(tǒng)的通信節(jié)點(diǎn),并不適合于廣泛使用。采用微波做為光纜干線備份傳輸在技術(shù)上和操作上都是可行性的,既能夠充分利用原有閑置的微波設(shè)備,又能夠節(jié)約成本,非常具有現(xiàn)實(shí)意義。
參考文獻(xiàn)
[1]王宏宜.長(zhǎng)途光纜干線計(jì)算機(jī)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D].哈爾濱理工大學(xué),2005.
[2]梁浩佳.采用微波作為備份信號(hào)傳輸方式的可行行分析[J].信息科技,2010,9:189-190.
[3]林學(xué)琛.廣播電視微波網(wǎng)改造與光纖信號(hào)互為備份傳輸[J].東南傳播,2009,7:66-68.
[4]聶敏.論微波通信與光纖通信的協(xié)調(diào)建設(shè)[J].西安郵電學(xué)院學(xué)報(bào),1995,1:43-46.
[5]康晨.OTDR遠(yuǎn)程光纜集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究[D].北京郵電大學(xué),2007.
作者簡(jiǎn)介:寧文暉(1973-),男,漢族,福建省永春縣人,西安電子科技大學(xué)碩士,職稱(chēng):工程師,現(xiàn)就職于陜西思普瑞通信設(shè)計(jì)咨詢(xún)有限公司,主要從事通信設(shè)計(jì)咨詢(xún)工作。