GPRS的光传输设备远程维护范文

《光通信技术杂志》2014年第六期

1远程维护模块硬件设计

1.1光传输设备远程维护模块硬件系统的组成光传输设备远程维护模块硬件系统主要由设备CPU、设备存储器（ROM）、各类业务配置管理模块、FPGA数据处理模块、告警收集模块、性能统计模块、无线数据处理模块和无线传输收/发模块组成。其中，设备CPU运行各种管理通信协议及嵌入式系统，并负责所有业务的配置管理和运行数据管理。设备存储器（ROM）完成设备运行过程中重要数据和历史数据的存储。FPGA数据处理模块主要对设备告警信息和性能信息进行处理，并将处理后的数据传递给无线传输数据处理模块。告警收集模块主要完成整个光传输设备的业务告警信息收集和处理，并为FPGA数据处理模块提供光传输设备告警数据。性能收集模块主要完成整个光传输设备的硬件性能信息的收集，通过软件配置来选取需要统计的性能信息，并将处理后的性能数据传递给FPGA数据处理模块。无线数据处理模块功能主要有两部分，其一，对光传输设备的故障告警信息和性能信息按无线数据传输协议要求进行封装处理，为数据的无线传输做准备；其二，对无线传输接收到的配置管理指令进行SNMP协议指令的转换，使得嵌入式系统通过转换后的SNMP协议对光传输设备进行配置。无线传输收/发模块主要完成光传输设备主动上报数据的传递和远程维护配置管理指令的接收。光传输设备远程维护模块的硬件系统组成如图2所示。

1.2远程维护模块硬件系统工作原理基于GPRS的光传输设备远程维护模块采用主动推送的方式上报设备故障告警，设备告警收集模块和性能收集模块通过SNMP协议不断收集设备的告警信息和硬件性能信息，FPGA数据处理模块通过设备配置条件对告警收集模块和性能收集模块收集的数据进行处理并及时传递给无线传输数据处理模块；无线数据处理模块按无线数据传输协议对收到的设备告警和性能信息进行协议封装并将处理后的数据传送给无线传输收/发模块；无线传输收/发模块将封装后的告警信息和性能信息传送到GPRS无线网络。远程维护模块硬件系统不仅具备告警和性能的主动上报功能，还具备设备故障排查和配置管理功能。远程维护软件系统在设备告警发生后，会通过告警信息对远程的受控设备进行故障排查。无线传输接/收模块收到配置管理指令后，将其传递给无线传输数据处理模块；无线传输数据处理模块根据无线数据传输协议对收到的配置管理指令进行解析，并将配置管理指令转换为嵌入式系统识别的SNMP配置指令；SNMP配置指令通过设备CPU运行的嵌入式系统完成对设备相关业务的配置，实现故障的排查和排除。

1.3无线数据传输协议的设计由于无线传输链路资源很宝贵，采用GPRS网络传输过程中会产生流量费用，这要求无线数据传输协议对传输数据进行更简洁的处理和封装，使得有限的带宽传输尽可能多的数据。在基于GPRS的光传输设备远程维护模块的设计过程中，无线数据传输协议主要完成两个方向的数据交互，告警信息和性能统计信息的主动推送和软件系统配置管理指令的传输。为了确保无线带宽的有效利用，需要对无线数据传输进行深层次的封装。无线传输部分采用的是标准的以太网协议，在传输过程中为了尽最大可能节约带宽，主要对以太网传输内容进行改进，具体设计如下：①告警信息和性能统计信息无线数据传输帧结构设计。定义第一个字节为包类型标志(信息包或配置包)；定义第二个字节为数据类型标志(告警信息或性能信息)；第三和第四个字节为信息编号（该编号可以参照告警和性能信息对照表查看告警和性能的具体信息）；其它字节预留做扩展使用。②软件配置管理指令无线数据传输帧结构设计。定义第一个字节为包类型标志(信息包或配置包)；定义第二和第三个字节为配置管理编号（该编号可以参照配置管理信息对照表查看配置管理的具体信息）；其它字节预留做扩展使用。以上提到的两种对照表主要是通过简单字节的方式来解决无线传输过程中信息量过大的问题。通过对照表可以保持嵌入式系统和软件系统信息模型的统一，很好地压缩了无线传输的信息量。

2远程维护模块软件系统设计

2.1远程维护模块软件系统组成基于GPRS的光传输设备远程维护模块的软件系统由无线传输收/发模块、无线传输数据处理模块、SN-MP配置管理模块、告警信息处理模块、各类业务配置模块、性能统计处理模块和图形化界面显示模块组成。其中无线传输收/发模块负责接收GPRS无线网络传输的告警信息和性能统计数据，并具备将远程维护模块软件系统配置管理指令发送出去；无线传输数据处理模块主要负责按无线数据传输协议解析通过无线网络传输的数据，并负责按无线数据传输协议封装SNMP配置管理模块传递的配置管理指令；告警信息处理模块主要完成告警信息的分类和图形化数据处理，并根据图形化界面的显示模型提供各类接口函数；SNMP配置管理模块负责将配置管理指令转换成SNMP指令交由无线传输数据处理模块；各类业务配置模块主要负责按业务类别提供业务配置接口；性能统计处理模块主要完成性能数据的分类和图形化数据处理，并根据图形化界面的显示模型提供各类接口函数；图形化界面显示模块主要负责监控设备的状态、性能和告警显示，并提供设备的各类业务配置界面供值守人员进行故障定位和排除。远程维护模块软件系统组成如图3所示。

2.2远程维护模块软件系统工作原理远程维护模块软件系统工作原理由接收被控设备信息和配置管理指令的发送两部分组成，具体工作原理如下：①被监控设备的告警信息和性能统计信息经过无线网络传输后，由无线传输收/发模块接收；无线传输数据处理模块按无线数据传输协议对接收到的无线数据包进行解析，并将解析后的数据传递到告警信息处理模块和性能统计处理模块；告警信息处理模块对收到的告警信息进行分类处理，并根据软件系统定义的告警表现形式进行数据处理，形成可以通过图形化界面显示模块显示的数据；性能统计处理模块对收到的性能统计信息进行分类处理，并根据软件系统定义的性能预警机制对性能统计信息进行数据处理，形成可以通过图形化界面显示模块显示的数据；图形化界面显示模块将被监控设备的告警信息和性能信息按远程维护模块软件系统定义的图形显示方式进行显示和预警。②值守人员通过图形化界面显示模块提供的告警信息判断被监控设备可能出现的故障，并调用各类业务配置模块提供的配置管理功能对被监控设备进行配置；各类业务配置管理模块将图形化配置指令传递给SNMP配置管理模块，由该模块将图形化配置指令转换为SNMP协议指令；无线传输数据处理模块将SNMP配置管理模块处理后的数据进行无线数据传输协议的转换，将SNMP配置指令数据进行协议封装，由无线传输收/发模块发送到被监控设备，完成设备故障的定位和排除。

3结束语

随着光传输网络的广泛应用，光传输设备的远程维护也越来越受到用户的重视，光传输设备由于布设的地理位置偏远使得维护成本急剧增加，本文提出的基于GPRS的光传输设备远程维护模块不仅降低了光传输设备的维护成本，而且能快速精确地对故障进行定位和排除，确保光传输设备的正常运行。在光传输设备出现故障后，设备远程维护模块通过GPRS无线网络提示位于监控中心基站的值守人员，通过传回的告警信息和性能统计信息定位故障。对于非硬件故障，可以通过远程维护软件系统配置管理模块直接排除；对于硬件故障可以启用备用通信设备，在确保业务正常传输的情况下，为维护人员提供准确的故障定位信息，及时对故障模块进行更换。

作者：陈艳李志远单位：桂林航天工业学院信息工程系