GPRS的光傳輸設備遠程維護范文

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《光通信技術雜志》2014年第六期

1遠程維護模塊硬件設計

1.1光傳輸設備遠程維護模塊硬件系統的組成光傳輸設備遠程維護模塊硬件系統主要由設備CPU、設備存儲器（ROM）、各類業務配置管理模塊、FPGA數據處理模塊、告警收集模塊、性能統計模塊、無線數據處理模塊和無線傳輸收/發模塊組成。其中，設備CPU運行各種管理通信協議及嵌入式系統，并負責所有業務的配置管理和運行數據管理。設備存儲器（ROM）完成設備運行過程中重要數據和歷史數據的存儲。FPGA數據處理模塊主要對設備告警信息和性能信息進行處理，并將處理后的數據傳遞給無線傳輸數據處理模塊。告警收集模塊主要完成整個光傳輸設備的業務告警信息收集和處理，并為FPGA數據處理模塊提供光傳輸設備告警數據。性能收集模塊主要完成整個光傳輸設備的硬件性能信息的收集，通過軟件配置來選取需要統計的性能信息，并將處理后的性能數據傳遞給FPGA數據處理模塊。無線數據處理模塊功能主要有兩部分，其一，對光傳輸設備的故障告警信息和性能信息按無線數據傳輸協議要求進行封裝處理，為數據的無線傳輸做準備；其二，對無線傳輸接收到的配置管理指令進行SNMP協議指令的轉換，使得嵌入式系統通過轉換后的SNMP協議對光傳輸設備進行配置。無線傳輸收/發模塊主要完成光傳輸設備主動上報數據的傳遞和遠程維護配置管理指令的接收。光傳輸設備遠程維護模塊的硬件系統組成如圖2所示。

1.2遠程維護模塊硬件系統工作原理基于gprs的光傳輸設備遠程維護模塊采用主動推送的方式上報設備故障告警，設備告警收集模塊和性能收集模塊通過SNMP協議不斷收集設備的告警信息和硬件性能信息，FPGA數據處理模塊通過設備配置條件對告警收集模塊和性能收集模塊收集的數據進行處理并及時傳遞給無線傳輸數據處理模塊；無線數據處理模塊按無線數據傳輸協議對收到的設備告警和性能信息進行協議封裝并將處理后的數據傳送給無線傳輸收/發模塊；無線傳輸收/發模塊將封裝后的告警信息和性能信息傳送到GPRS無線網絡。遠程維護模塊硬件系統不僅具備告警和性能的主動上報功能，還具備設備故障排查和配置管理功能。遠程維護軟件系統在設備告警發生后，會通過告警信息對遠程的受控設備進行故障排查。無線傳輸接/收模塊收到配置管理指令后，將其傳遞給無線傳輸數據處理模塊；無線傳輸數據處理模塊根據無線數據傳輸協議對收到的配置管理指令進行解析，并將配置管理指令轉換為嵌入式系統識別的SNMP配置指令；SNMP配置指令通過設備CPU運行的嵌入式系統完成對設備相關業務的配置，實現故障的排查和排除。

1.3無線數據傳輸協議的設計由于無線傳輸鏈路資源很寶貴，采用GPRS網絡傳輸過程中會產生流量費用，這要求無線數據傳輸協議對傳輸數據進行更簡潔的處理和封裝，使得有限的帶寬傳輸盡可能多的數據。在基于GPRS的光傳輸設備遠程維護模塊的設計過程中，無線數據傳輸協議主要完成兩個方向的數據交互，告警信息和性能統計信息的主動推送和軟件系統配置管理指令的傳輸。為了確保無線帶寬的有效利用，需要對無線數據傳輸進行深層次的封裝。無線傳輸部分采用的是標準的以太網協議，在傳輸過程中為了盡最大可能節約帶寬，主要對以太網傳輸內容進行改進，具體設計如下：①告警信息和性能統計信息無線數據傳輸幀結構設計。定義第一個字節為包類型標志(信息包或配置包)；定義第二個字節為數據類型標志(告警信息或性能信息)；第三和第四個字節為信息編號（該編號可以參照告警和性能信息對照表查看告警和性能的具體信息）；其它字節預留做擴展使用。②軟件配置管理指令無線數據傳輸幀結構設計。定義第一個字節為包類型標志(信息包或配置包)；定義第二和第三個字節為配置管理編號（該編號可以參照配置管理信息對照表查看配置管理的具體信息）；其它字節預留做擴展使用。以上提到的兩種對照表主要是通過簡單字節的方式來解決無線傳輸過程中信息量過大的問題。通過對照表可以保持嵌入式系統和軟件系統信息模型的統一，很好地壓縮了無線傳輸的信息量。

2遠程維護模塊軟件系統設計

2.1遠程維護模塊軟件系統組成基于GPRS的光傳輸設備遠程維護模塊的軟件系統由無線傳輸收/發模塊、無線傳輸數據處理模塊、SN-MP配置管理模塊、告警信息處理模塊、各類業務配置模塊、性能統計處理模塊和圖形化界面顯示模塊組成。其中無線傳輸收/發模塊負責接收GPRS無線網絡傳輸的告警信息和性能統計數據，并具備將遠程維護模塊軟件系統配置管理指令發送出去；無線傳輸數據處理模塊主要負責按無線數據傳輸協議解析通過無線網絡傳輸的數據，并負責按無線數據傳輸協議封裝SNMP配置管理模塊傳遞的配置管理指令；告警信息處理模塊主要完成告警信息的分類和圖形化數據處理，并根據圖形化界面的顯示模型提供各類接口函數；SNMP配置管理模塊負責將配置管理指令轉換成SNMP指令交由無線傳輸數據處理模塊；各類業務配置模塊主要負責按業務類別提供業務配置接口；性能統計處理模塊主要完成性能數據的分類和圖形化數據處理，并根據圖形化界面的顯示模型提供各類接口函數；圖形化界面顯示模塊主要負責監控設備的狀態、性能和告警顯示，并提供設備的各類業務配置界面供值守人員進行故障定位和排除。遠程維護模塊軟件系統組成如圖3所示。

2.2遠程維護模塊軟件系統工作原理遠程維護模塊軟件系統工作原理由接收被控設備信息和配置管理指令的發送兩部分組成，具體工作原理如下：①被監控設備的告警信息和性能統計信息經過無線網絡傳輸后，由無線傳輸收/發模塊接收；無線傳輸數據處理模塊按無線數據傳輸協議對接收到的無線數據包進行解析，并將解析后的數據傳遞到告警信息處理模塊和性能統計處理模塊；告警信息處理模塊對收到的告警信息進行分類處理，并根據軟件系統定義的告警表現形式進行數據處理，形成可以通過圖形化界面顯示模塊顯示的數據；性能統計處理模塊對收到的性能統計信息進行分類處理，并根據軟件系統定義的性能預警機制對性能統計信息進行數據處理，形成可以通過圖形化界面顯示模塊顯示的數據；圖形化界面顯示模塊將被監控設備的告警信息和性能信息按遠程維護模塊軟件系統定義的圖形顯示方式進行顯示和預警。②值守人員通過圖形化界面顯示模塊提供的告警信息判斷被監控設備可能出現的故障，并調用各類業務配置模塊提供的配置管理功能對被監控設備進行配置；各類業務配置管理模塊將圖形化配置指令傳遞給SNMP配置管理模塊，由該模塊將圖形化配置指令轉換為SNMP協議指令；無線傳輸數據處理模塊將SNMP配置管理模塊處理后的數據進行無線數據傳輸協議的轉換，將SNMP配置指令數據進行協議封裝，由無線傳輸收/發模塊發送到被監控設備，完成設備故障的定位和排除。

3結束語

隨著光傳輸網絡的廣泛應用，光傳輸設備的遠程維護也越來越受到用戶的重視，光傳輸設備由于布設的地理位置偏遠使得維護成本急劇增加，本文提出的基于GPRS的光傳輸設備遠程維護模塊不僅降低了光傳輸設備的維護成本，而且能快速精確地對故障進行定位和排除，確保光傳輸設備的正常運行。在光傳輸設備出現故障后，設備遠程維護模塊通過GPRS無線網絡提示位于監控中心基站的值守人員，通過傳回的告警信息和性能統計信息定位故障。對于非硬件故障，可以通過遠程維護軟件系統配置管理模塊直接排除；對于硬件故障可以啟用備用通信設備，在確保業務正常傳輸的情況下，為維護人員提供準確的故障定位信息，及時對故障模塊進行更換。

作者：陳艷李志遠單位：桂林航天工業學院信息工程系