?深度解析！開灤集團光纖環(huán)網如何靠1個平臺實現(xiàn)“全網可視、一鍵管控”？

2025年05月22日 17:11 智能礦山雜志責編：戚金榮作者：智能礦山雜志

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針對開灤集團光纖網絡規(guī)模龐大、傳統(tǒng)人工管理模式效率低、故障排查周期長等問題，設計并開發(fā)了光纖環(huán)網智慧管控平臺，構建了資源管理、物理資源管理、光纖自動監(jiān)測及查詢統(tǒng)計報表四大子系統(tǒng)，集成圖形化管理、統(tǒng)一資源調度、分權分域權限控制等功能，實現(xiàn)了光纖網絡的全生命周期管理。平臺通過光功率監(jiān)測、OTDR多通路檢測及GIS系統(tǒng)融合，實時監(jiān)控主干光纖線路性能，實現(xiàn)故障告警與地理定位，顯著縮短搶修時間，保障網絡穩(wěn)定性。

文章來源：《智能礦山》2025年第4期“學術園地”欄目

第一作者：楊淑欣，正高級工程師，現(xiàn)任開灤集團有限責任公司信息與控制中心業(yè)務主管，主要從事智能礦山通信技術管理及計算機網絡維護的相關工作。E-mail：563035834@qq.com

作者單位：開灤集團有限責任公司

引用格式：楊淑欣，張濤，王春明.開灤集團光纖環(huán)網智慧管控平臺的研發(fā)與應用[J].智能礦山，2025，6(4)：66-70.

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開灤集團有限責任公司（簡稱開灤集團）針對管井、光纜、纖芯數(shù)量多且各維度信息量大的特點，組織團隊設計開發(fā)光纖環(huán)網智慧管控平臺，統(tǒng)一管理、統(tǒng)一調配光纜資源，基于集團專網通信與信息統(tǒng)一運維管理，為企業(yè)光纖網絡智能化管理提供了科學合理的技術手段。

光纖網絡研發(fā)背景

開灤集團骨干光纖環(huán)網光纜總長度467 km，骨干節(jié)點12個，光纖網絡為環(huán)網結構，建設初期采用人工記錄的傳統(tǒng)手段進行管理。但由于管井光纜眾多，光纜資源歸屬復雜，光纖經緯度位置、光纜資源屬性相關信息難以記錄，發(fā)生故障處理時排查周期長、搶修困難、重要鏈路業(yè)務無法保障等系列問題。

在數(shù)據(jù)管理方面，由于長期缺乏統(tǒng)一記錄導致大量設備配置參數(shù)、連接關系、鏈路關系無法一目了然，新技術人員工作中存在許多困難，成為集團發(fā)展智能化建設的痛點之一。隨著集團信息通信網絡光改逐步推進，為保證光纖網絡管理自動化、管理規(guī)范化和完善資源庫的管理需求，以IT服務管理行業(yè)和軟件設計相關標準、實踐為設計依據(jù)，遵循開放性、健壯性、安全性等設計原則，建設信息與通信資源監(jiān)測管理系統(tǒng)勢在必行。

光纖環(huán)網智慧管控平臺改造目標

光纖環(huán)網智慧管控平臺旨在對標通信生產資源一體化運維管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對光纜設備臺賬的及時有效掌握，在開灤集團內部建立統(tǒng)一資產的管理、控制、調配和監(jiān)控的“四個統(tǒng)一”的資產全生命周期管理的信息管理平臺，具體改造目標包括5個方面。

（1）圖形化管理通信資源

開灤集團資源通信網絡錯綜復雜，通過圖形化管理將復雜信息直觀化，便于管理員快速理解網絡實時狀態(tài)、監(jiān)控和排查故障、實時響應、自動報警、快速響應異常、定位源頭指導決策，增強整體通信網絡的安全性。

（2）圖形化管理硬件設備

融合圖形數(shù)據(jù)和關系型數(shù)據(jù)庫，對設備端口、管道位置、長度、各種線路的路由走向進行直觀圖形化管理，實現(xiàn)設備信息的快速掃描查詢。

（3）統(tǒng)一管理資源調度

以規(guī)范資源管理工作流程為目標，將資源管理業(yè)務化、工單化，將工作流程標準化、規(guī)范化。提高開灤集團光纖資源的精準匹配和調度，避免管線資源的浪費和閑置；通過全面、實時的數(shù)據(jù)支持為管理層快速、科學、合理決策提供幫助，促進不同部門間的信息流通和資源共享，提高運作效率和公司的經濟效益。

（4）分權分域綜合管理系統(tǒng)構件

為不同級別的管理員提供對應管理權限設置，在保證各個系統(tǒng)和組織被統(tǒng)一管理的前提下賦予自治權，確保需求變化或技術更新時各個部分的靈活快速響應，為維護提供故障隔離機制的優(yōu)良基石。

（5）提升公司形象和工作效率

通過信息與通信資源監(jiān)測管理系統(tǒng)建設，改善目前工作弊端，提高工作質量。在提高經濟效益的同時爭取創(chuàng)造最大的社會效益。

光纖環(huán)網智慧管控平臺建設方案

基于光纖環(huán)網智慧管控的改造目標，開灤集團骨干光纖環(huán)網資源智慧管理平臺由資源管理平臺、查詢統(tǒng)計報表、具有開放接口可外接光纖自動監(jiān)測管理和物理資源管理共4個子系統(tǒng)組成，利用面向服務的軟件架構和分布式系統(tǒng)等技術，設計開發(fā)設備管理、光纜管理等多個實用功能。光纖環(huán)網資源管理平臺構建思路如圖1所示。

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圖1 光纖環(huán)網資源管理平臺構建思路

（1）構建資源管理平臺

開發(fā)系統(tǒng)參數(shù)設置模塊設定全局系統(tǒng)參數(shù)，設計靜態(tài)字典管理模塊定制及配置表單中的選擇項。通過提供數(shù)據(jù)源管理和對象管理，以支持多種數(shù)據(jù)庫類型的數(shù)據(jù)源操作和表單操作。開發(fā)對象關聯(lián)關系管理，實現(xiàn)在表單上自由選擇對應關聯(lián)對象記錄，同時保留操作日志，記錄數(shù)據(jù)操作歷史，便于管理人員進行查詢操作。

（2）構建物理資源管理子系統(tǒng)

物理資源管理子系統(tǒng)負責提供按地理區(qū)域對通信站進行自由劃分的區(qū)域管理功能，同時搭配機房管理，為安裝設備及設施的房間繪制平面圖，方便實現(xiàn)機房概況的編輯與顯示、機房的管理與關聯(lián)等功能。配備數(shù)字機房管理，3D顯示機房信息，結合開發(fā)設備資源管理模塊，方便完成安裝在機房內的機柜、ODF架、數(shù)字配線架、設備等資源的入庫。設置光纜資源管理模塊，綜合管理光纜、光交接點設備。光纖資源管理系統(tǒng)部分功能如圖2所示。

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圖2 光纖資源管理系統(tǒng)部分功能

（3）可外接光纖自動監(jiān)測管理子系統(tǒng)

自動監(jiān)測管理子系統(tǒng)通過配備監(jiān)控告警功能，監(jiān)測網元設備并及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)告警信息，幫助維護人員更快、更有效地處理重要告警，提高維護效率；系統(tǒng)設計多方式的告警呈現(xiàn)功能，通過支持設備層次樹、網絡拓撲圖、圖表3種告警形式，按層次呈現(xiàn)告警信息；配備告警配置功能，支持人工確認和自動確認的批量處理；系統(tǒng)提供告警類型統(tǒng)計、告警級別統(tǒng)計等多種告警統(tǒng)計方式。

（4）構建查詢統(tǒng)計報表子系統(tǒng)

查詢統(tǒng)計報表子系統(tǒng)為相關管理人員提供光纜網查詢，提供光纜網資源設施屬性、路由等內容的文字查詢和圖形查詢；支持設備查詢，方便管理者按設備類型、設備型號進行查詢，明確每臺設備數(shù)量、位置以及使用情況；統(tǒng)計功能完成對綜合網絡資源利用情況的統(tǒng)計分析，對網內資源利用率和網元中具體設備利用率進行查詢統(tǒng)計，實現(xiàn)更加合理的網絡資源調配，為光纜管理、設備管理、端口管理提供依據(jù)。

光纖環(huán)網智慧管控平臺關鍵技術

（1）SOA技術框架

采用面向服務體系架構（SOA），遵循Java EE技術體系，采用組件化、動態(tài)化的軟件技術，利用一致的可共享的數(shù)據(jù)模型，按照界面展現(xiàn)層、界面控制層、應用服務層等實現(xiàn)多層技術體系設計，以滿足不同職能層次對信息化業(yè)務的業(yè)務管理需求。

（2）前后端分離技術

前端關注界面展現(xiàn)，后端關注業(yè)務邏輯，前、后端通過遠程調用服務，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞，分工明確，職責清晰。

（3）遠程調用服務

JSON-RPC為輕量級且無狀態(tài)的遠程過程調用（RPC）協(xié)議，允許客戶端和服務器之間進行無狀態(tài)通信，實現(xiàn)分布式應用程序的遠程過程調用。

光纖環(huán)網智慧管控平臺實現(xiàn)功能

針對開灤集團光纖環(huán)網資源管理平臺構建前期的建設框架，利用SOA技術框架、前后端分離技術和遠程調用服務，開發(fā)了光纖資源管理系統(tǒng)。搭建起資源管理平臺，設計開發(fā)系統(tǒng)管理模塊，包括權限管理、日志管理、系統(tǒng)狀態(tài)、安全策略和菜單管理5個子模塊，確保系統(tǒng)安全性、穩(wěn)定性和易用性，為管理系統(tǒng)正常運行和維護提供基礎。

構建了物理資源管理子系統(tǒng)，實現(xiàn)了包含區(qū)域管理、部門管理等的基礎管理、機房管理、設備管理、光纜管理和線路管理，保障了信息技術基礎設施的安全穩(wěn)定運行和性能優(yōu)化。通過開發(fā)具有開放接口可外接光纖自動監(jiān)測的管理子系統(tǒng)，實現(xiàn)拓撲管理，幫助管理人員有效管理和監(jiān)控網絡，保證監(jiān)控告警功能的實現(xiàn)。在3個子系統(tǒng)建設的基礎上，增加端口管理等功能，共同構建查詢統(tǒng)計報表子系統(tǒng)，為綜合人員管理提供決策支持、業(yè)績評估、資源優(yōu)化、風險監(jiān)控和服務。

應用案例

在開灤集團網絡機房安裝1臺光纖在線監(jiān)測設備，實時監(jiān)測重要礦級生產礦井，滿足局機房至開灤（集團）林西礦業(yè)有限公司、開灤（集團）唐山礦業(yè)分公司、河北能源職業(yè)技術學院、開灤集團國際物流有限責任公司、開灤集團有限責任公司礦山救護大隊等主干光纖線路，光纖監(jiān)測告警系統(tǒng)滿足定期檢測光纖衰減情況，在出現(xiàn)故障時及時告警，通過光衰減曲線輔助分析故障原因，配合地理資源系統(tǒng)精確定位故障點距離，保障及時、快速搶修、維護。

（1）設置光功率分析監(jiān)控參數(shù)

傳輸網絡告警監(jiān)測分析模塊前期設置收通信光功率實時監(jiān)測并配合光端機的無光告警，將收通信光視作監(jiān)測光，在接收端光端機前的ODF上利用分光耦合器件分取3%的光功率，通過光功率告警集成采集單元（AIU）送至計算機分析處理，實現(xiàn)光功率動態(tài)變化的告警監(jiān)測。分光損耗理論值為0.15 dB，不影響正常通信。

（2）設置光纖性能和故障監(jiān)測

對光纖性能和故障監(jiān)測的分析模塊設置計算機控制的OTDR卡和配套光器件（包括光開關、波分復用器、濾光器等），監(jiān)測計算機通過程控光開關（OSU）選擇被測光纖，路由選通后OTDR發(fā)射1 625 nm檢測光，再經過波分復用器件（WDM）復用到傳輸網絡中，檢測光的反射波由計算機控制的OTDR進行分析處理，實現(xiàn)光纜運行性能的監(jiān)測和故障精確定位，多通路OTDR監(jiān)測如圖3所示。

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圖3 多通路OTDR監(jiān)測

（3）光纖光纜資源管理與規(guī)劃

開灤集團骨干光纖環(huán)網拓撲結合GIS系統(tǒng)，可視化管理光纜資源，在地圖上準確建立光纜、管道、人孔、機樓等空間資源，通過使用熔接等功能生成光纜路由網絡，生成專題網絡拓撲圖，集中管理光纖網絡資源，合理規(guī)劃網絡結構，開灤集團骨干光纖環(huán)網拓撲如圖4所示。

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圖4 開灤集團骨干光纖環(huán)網拓撲

光纖環(huán)網智慧管控平臺的發(fā)展機遇和挑戰(zhàn)

光纖環(huán)網資源管理平臺的應用和推廣實現(xiàn)了光纖網絡資源高效管理，為未來網絡的可持續(xù)發(fā)展提供強有力的現(xiàn)實支撐。展望未來，光纖環(huán)網資源管理平臺仍將面臨3個方面的發(fā)展機遇和挑戰(zhàn)。

（1）智能化管理

人工智能和機器學習技術的進步，未來光纖環(huán)網資源管理平臺應更加智能化。通過實時數(shù)據(jù)分析和預測模型，管理平臺應具備自動調整網絡配置，優(yōu)化資源分配，預防故障發(fā)生，大幅提升網絡穩(wěn)定性和效率的優(yōu)勢。

（2）集成化服務

面對復雜多變的業(yè)務需求，光纖管理平臺需要實現(xiàn)更高程度的服務集成，包括但不限于數(shù)據(jù)傳輸、存儲服務、云計算接入等，平臺能夠支持跨領域的資源整合和管理，為用戶提供一站式的網絡服務解決方案。

（3）安全性與隱私保護

網絡攻擊手段的不斷升級和數(shù)據(jù)隱私保護要求的提高，光纖環(huán)網資源管理平臺需加強安全性設計，包括采用更先進的加密技術、實施細粒度的訪問控制和監(jiān)控機制，以及建立完善的數(shù)據(jù)保護政策，確保網絡和用戶數(shù)據(jù)的安全。

結語

光纖環(huán)網資源管理平臺將兼?zhèn)渲悄芑?、集成化、安全可靠、靈活擴展等特點，在為用戶提供更高效、穩(wěn)定、安全的網絡服務的同時，推動技術創(chuàng)新、安全防護、資源優(yōu)化和環(huán)境保護，光纖環(huán)網資源管理平臺將繼續(xù)進行技術革新和策略調整，以適應不斷變化的網絡環(huán)境和業(yè)務需求。

END

編輯丨李莎

審核丨趙瑞

煤炭科學研究總院期刊出版公司擁有科技期刊21種。其中，SCI收錄1種，Ei收錄5種、CSCD收錄6種、Scopus收錄7種、中文核心期刊9種、中國科技核心期刊11種、中國科技期刊卓越行動計劃入選期刊4種，是煤炭行業(yè)最重要的科技窗口與學術交流陣地，也是行業(yè)最大最權威的期刊集群。

《智能礦山》

Journal of Intelligent Mine

月刊CN 10-1709/TN，ISSN 2096-9139，聚焦礦山智能化領域產學研用新進展的綜合性技術刊物。

主編：王國法院士

投稿網址：www.chinamai.org.cn（期刊中心-作者投稿）

聯(lián)系人：李編輯 010-87986441

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