CN115133990A - 一种光传输网络设备态势感知预警系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种光传输网络设备态势感知预警系统，主要包括：数据采集系统：用于对输入的光信号信息转换成光功率；阈值比较系统：用于对数据采集系统采集的光功率与标称光功率进行比较，符合设定阈值则输出进行下一段检测信号，否则输出预警分析信号；综合管理系统：用于接收阈值比较系统的预警分析信号或下一段检测信号；预警分级系统：用于对预警分析信号进行预警级别分类并反馈到综合管理系统中。本发明还提供了一种光传输网络设备态势感知预警方法。本发明通过对光传输网络设备的光信号采集，再将输出光信号转换为光功率，经过光功率与标称光功率阈值比较，进行异常光功率输出，再通过数据趋势分析进行预警输出，提高了工作效率。

Description

一种光传输网络设备态势感知预警系统及方法

技术领域

本发明涉及电力传输网技术领域，特别涉及一种光传输网络设备态势感知预警系统及方法。

背景技术

现有的光传输网络缺陷预警和消缺需要进行多次巡检与运维进行监测预测，对于电力通信、电信等光传输网络设备分布比较广、重要光传输网络设备数量较少的场所而言，耗时耗力，不能及时对光传输网络设备的运行参数、工作状态进行实时监控监测，并对实时数据进行分析处理和判断，影响工作效率，导致巡检强度增大，从而影响电力传输网的整体运行。

发明内容

为解决上述问题，本发明旨在提出一种光传输网络设备态势感知预警系统及方法，通过对光传输网络设备的运行参数、工作状态进行实时监控监测，并对实时数据进行分析处理和判断，提高了工作效率，降低了巡检强度，从而提高了运维管理水平。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种光传输网络设备态势感知预警系统，包括：

数据采集系统：用于对输入的光信号信息转换成光功率；

阈值比较系统：用于对数据采集系统采集的光功率与标称光功率进行比较，符合设定阈值则输出进行下一段检测信号，否则输出预警分析信号；

综合管理系统：用于接收阈值比较系统的预警分析信号或下一段检测信号；

预警输出系统：用于接收综合管理系统的预警分析信号；

预警分级系统：用于对预警分析信号进行预警级别分类并反馈到综合管理系统中，从而便于进行调度管理，便于根据不同级别对应不同的处理方案；

调度管理系统：用于根据综合管理系统中反馈的预警级别分类来进行相关人员的调度，并根据预警级别启动调度不同的人员，进行预警处理以及预警反馈；

基础供电系统：用于综合管理系统的供电以及供电保护，保证系统的正常运行以及断电保护。

进一步的，还包括通信系统，所述综合管理系统通过通信系统与WEB端、显示端和APP端相连接。

进一步的，还包括链路监测系统，所述链路监测系统与综合管理系统相连用于判断及保持通道的运行状况。

进一步的，所述预警分级系统包括预警信息输入模块、预警值评估模块、阈值分级模块和预警分级输出模块，所述预警信息输入模块用于对预警信息的转换输入，所述预警值评估模块用于对输入预警信息进行质量评估，通过采用指数回归算法算出预测值，所述阈值分级模块用于设置系统预定阈值，同时进行预警值与系统预定阈值的比较，所述预警分级输出模块用于对阈值比较后的预警值进行分级，通过系统设置分级参考范围。

进一步的，所述综合管理系统通过态势感知来进行预警趋势分析，其中；所述态势感知包括以下过程：1)数据采集：通过各种检测工具，对各种影响系统安全性的要素进行检测采集获取；2)态势理解：对各种光功率数据进行分类、归并、关联分析手段进行处理融合，对融合的信息进行综合分析，得出整体状况；3)态势评估：定性、定量分析当前的状态和薄弱环节，并给出相应的应对措施；4)态势预测：通过对态势评估输出的数据，预测网络安全状况的发展趋势。

进一步的，所述光功率数据的采集包括以下步骤：1)：根据设备厂商提供的北向接口和通信协议建立连接；2)：按照3秒采集一次的频率采集光功率数据；3)：采集的光功率数据传输到平台数据库中；4)：对传输的光功率数据清洗和加工处理并计算出标称光功率存储到数据库；利用指数回归算法导入光功率数据库，插入光功率数据点，计算Y值，再应用最优参数和协方差绘制拟合曲线进行预警趋势分析。

进一步的，所述指数回归算法的计算公式为：Y＝a+b+cx，其中，Y＝Output；X＝input feature；a＝shift value；b＝y-intercpet；c＝base；a，b，c为使用scikit-learn库来查找的系数值。

进一步的，所述数据采集系统通过北向CORBA接口与光传输网络设备相连用于完成光功率的数据采集。

为了实现上述目的，本发明还提供了一种光传输网络设备态势感知预警方法，包括以下步骤：

S101：从网管服务器自动获取当前时刻所有光缆的实际光功率；

S102：分别根据每段光缆的相关参数，计算得到每段光缆的标称光功率；

S103：将每段光缆的标称光功率与所获取每段光缆的实际光功率自动进行比较；

S104：以标称光功率为标准，为每段光缆设置正常衰减值范围，与所获取每段光缆的实际光功率自动进行比较；

S105：分别将获取到的一段光缆的标称光功率、正常衰减值范围与实际光功率作为检测结果进行输出，并将比较结果超出正常衰减值范围的光缆进行预警分级和颜色标识，之后生成预警信息。

进一步的，所述标称光功率的计算步骤包括：1)从网管平台查找对应光传输网络设备光放板的标称光功率；2)从光传输设备厂商获取衰减值；3)计算每段光缆的标称光功率＝光放板标称光功率-衰减值。

有益效果：本发明通过对光传输网络设备的光信号采集，再将输出光信号转换为光功率，经过光功率与标称光功率阈值比较，进行异常光功率输出，再通过数据趋势分析进行预警输出，提高了工作效率，降低了巡检强度，从而提高了运维管理水平。本发明通过对预警信息进行等级划分，且进行不同等级的调度管理，设置预警等级与调度等级对应，加快了预警处理的工作效率，便于及时处理故障隐患，降低了经济损失。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的光传输网络设备态势感知预警系统的架构示意图；

图2为本发明实施例所述的光传输网络设备态势感知预警系统的结构示意图；

图3为本发明实施例所述的光传输网络设备态势感知预警系统的阈值比较系统的功能结构示意图；

图4为本发明实施例所述的光传输网络设备态势感知预警系统的预警分级系统的功能结构示意图；

图5为本发明实施例所述的光传输网络设备态势感知预警方法的流程图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

实施例1

参见图1-4：一种光传输网络设备态势感知预警系统，包括：

数据采集系统3：用于对输入的光信号信息转换成光功率；

阈值比较系统9：用于对数据采集系统3采集的光功率与标称光功率进行比较，符合设定阈值则输出进行下一段检测信号，否则输出预警分析信号；

需要说明的是，本实施例通过阈值比较系统可以设置标准的光功率阈值，同时进行采集的光功率与标称光功率的阈值比较。

综合管理系统1：用于接收阈值比较系统9的预警分析信号或下一段检测信号；

预警输出系统5：用于接收综合管理系统1的预警分析信号；

本实施例的预警输出系统用于预警信息的传输，避免传输中断，并可以将传输的结果反馈至综合管理系统。

预警分级系统6：用于对预警分析信号进行预警级别分类并反馈到综合管理系统1中，从而便于进行调度管理，便于根据不同级别对应不同的处理方案；

调度管理系统7：用于根据综合管理系统1中反馈的预警级别分类来进行相关人员的调度，并根据预警级别启动调度不同的人员，进行预警处理以及预警反馈；

基础供电系统4：用于综合管理系统1的供电以及供电保护，保证系统的正常运行以及断电保护。

在一具体的实例中，还包括通信系统2，所述综合管理系统1通过通信系统2与WEB端、显示端和APP端相连接。

本实施例通过通信系统进行用户信息、站点信息、设备信息、传输网管信息、业务信息、节点收光功率的初值等信息传输管理，同时对于新生成的告警事件，具有多样化的通知机制，包括不同告警等级的语音提示、不同颜色提示、短信通知等方式，相关管理、维护人员通过WEB端、显示端和APP端均能收到通知。

在一具体的实例中，还包括链路监测系统8，所述链路监测系统8与综合管理系统1相连用于判断及保持通道的运行状况。

本实施例的链路监测系统通过心跳服务对通道及通信网的连接情况进行检测，通过周期性的向与之相关联的通道发送一个通知，在通知中传送系统标识信息和发送时间信息。

在一具体的实例中，所述预警分级系统6包括预警信息输入模块61、预警值评估模块62、阈值分级模块63和预警分级输出模块64，所述预警信息输入模块61用于对预警信息的转换输入，所述预警值评估模块62用于对输入预警信息进行质量评估，通过采用指数回归算法算出预测值，所述阈值分级模块63用于设置系统预定阈值，同时进行预警值与系统预定阈值的比较，所述预警分级输出模块64用于对阈值比较后的预警值进行分级，通过系统设置分级参考范围。

需要说明的是，当前预测值和预设的标准值进行比较，计算得出偏离值，根据偏离严重程度分为：非常严重、严重和警告，对严重程度等级进行相应的颜色标识。

在一具体的实例中，所述综合管理系统1通过态势感知来进行预警趋势分析，其中；所述态势感知包括以下过程：1)数据采集：通过各种检测工具，对各种影响系统安全性的要素进行检测采集获取，这一步是态势感知的前提；2)态势理解：对各种光功率数据进行分类、归并、关联分析等手段进行处理融合，对融合的信息进行综合分析，得出整体状况，这一步是态势感知基础；3)态势评估：定性、定量分析当前的状态和薄弱环节，并给出相应的应对措施，这一步是态势感知的核心；4)态势预测：通过对态势评估输出的数据，预测网络安全状况的发展趋势，这一步是态势感知的目标。

在一具体的实例中，所述光功率数据的采集包括以下步骤：1)：根据设备厂商提供的北向接口和通信协议建立连接；2)：按照3秒采集一次的频率采集光功率数据；3)：采集的光功率数据传输到平台数据库中；4)：对传输的光功率数据清洗和加工处理并计算出标称光功率存储到数据库；利用指数回归算法导入光功率数据库，插入光功率数据点，计算Y值，再应用最优参数和协方差绘制拟合曲线进行预警趋势分析。

在一具体的实例中，所述指数回归算法的计算公式为：Y＝a+b+cx，其中，Y＝Output；X＝input feature；a＝shift Value；b＝y-intercpet；c＝base；a，b，c为使用scikit-learn库来查找的系数值。

在一具体的实例中，所述数据采集系统3通过北向CORBA接口与光传输网络设备相连用于完成光功率的数据采集。

本实施例的数据采集系统通过北向CORBA接口每3秒采集一次，数据采集传输：80MB/秒，数据分析速度：200MB/秒。

需说明的是，CORBA是对象管理组织提出的一种面向对象的中间件标准，能屏蔽底层硬件平台和操作系统的差异性，实现分布式环境下客户端与服务端的通信，CORBA可以在任何平台上运行，可以定位在网络的任何地方，能够使用任何有IDL映射的语言，它的核心是一套标准的语言、接口和协议，以支持异构分布应用程序间的互操作性及独立于平台和编程语言的对象重用，同时具有很好的并发控制，DL定义客户和服务器之间的静态接口，通过编译生成客户stubs、服务器skeleton，以及根据支持的语言进行映射，从而生成CORBAIDL的代码。目前支持的语言映射有：Java、C++、Ada、Small Talk和COBOL等。

实施例2

参见图5：为了实现上述目的，本实施例还提供了一种光传输网络设备态势感知预警方法，包括以下步骤：

S101：从网管服务器自动获取当前时刻所有光缆的实际光功率；

S102：分别根据每段光缆的相关参数，计算得到每段光缆的标称光功率；

S103：将每段光缆的标称光功率与所获取每段光缆的实际光功率自动进行比较；

S104：以标称光功率为标准，为每段光缆设置正常衰减值范围，与所获取每段光缆的实际光功率自动进行比较；

S105：分别将获取到的一段光缆的标称光功率、正常衰减值范围与实际光功率作为检测结果进行输出，并将比较结果超出正常衰减值范围的光缆进行预警分级和颜色标识，之后生成预警信息。

在一具体的实例中，所述标称光功率的计算步骤包括：：1)从网管平台查找对应光传输网络设备光放板的标称光功率；2)从光传输设备厂商获取衰减值；3)计算每段光缆的标称光功率＝光放板标称光功率-衰减值。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光传输网络设备态势感知预警系统，其特征在于，包括：

数据采集系统(3)：用于对输入的光信号信息转换成光功率；

阈值比较系统(9)：用于对数据采集系统(3)采集的光功率与标称光功率进行比较，符合设定阈值则输出进行下一段检测信号，否则输出预警分析信号；

综合管理系统(1)：用于接收阈值比较系统(9)的预警分析信号或下一段检测信号；

预警输出系统(5)：用于接收综合管理系统(1)的预警分析信号；

预警分级系统(6)：用于对预警分析信号进行预警级别分类并反馈到综合管理系统(1)中，从而便于进行调度管理，便于根据不同级别对应不同的处理方案；

调度管理系统(7)：用于根据综合管理系统(1)中反馈的预警级别分类来进行相关人员的调度，并根据预警级别启动调度不同的人员，进行预警处理以及预警反馈；

基础供电系统(4)：用于综合管理系统(1)的供电以及供电保护，保证系统的正常运行以及断电保护。

2.根据权利要求1所述的光传输网络设备态势感知预警系统，其特征在于，还包括通信系统(2)，所述综合管理系统(1)通过通信系统(2)与WEB端、显示端和APP端相连接。

3.根据权利要求1所述的光传输网络设备态势感知预警系统，其特征在于，还包括链路监测系统(8)，所述链路监测系统(8)与综合管理系统(1)相连用于判断及保持通道的运行状况。

4.根据权利要求1所述的光传输网络设备态势感知预警系统，其特征在于，所述预警分级系统(6)包括预警信息输入模块(61)、预警值评估模块(62)、阈值分级模块(63)和预警分级输出模块(64)，所述预警信息输入模块(61)用于对预警信息的转换输入，所述预警值评估模块(62)用于对输入预警信息进行质量评估，通过采用指数回归算法算出预测值，所述阈值分级模块(63)用于设置系统预定阈值，同时进行预警值与系统预定阈值的比较，所述预警分级输出模块(64)用于对阈值比较后的预警值进行分级，通过系统设置分级参考范围。

5.根据权利要求1所述的光传输网络设备态势感知预警系统，其特征在于，所述综合管理系统(1)通过态势感知来进行预警趋势分析，其中；所述态势感知包括以下过程：1)数据采集：通过各种检测工具，对各种影响系统安全性的要素进行检测采集获取；2)态势理解：对各种光功率数据进行分类、归并、关联分析手段进行处理融合，对融合的信息进行综合分析，得出整体状况；3)态势评估：定性、定量分析当前的状态和薄弱环节，并给出相应的应对措施；4)态势预测：通过对态势评估输出的数据，预测网络安全状况的发展趋势。

6.根据权利要求5所述的光传输网络设备态势感知预警系统，其特征在于，所述光功率数据的采集包括以下步骤：1)：根据设备厂商提供的北向接口和通信协议建立连接；2)：按照3秒采集一次的频率采集光功率数据；3)：采集的光功率数据传输到平台数据库中；4)：对传输的光功率数据清洗和加工处理并计算出标称光功率存储到数据库；利用指数回归算法导入光功率数据库，插入光功率数据点，计算Y值，再应用最优参数和协方差绘制拟合曲线进行预警趋势分析。

7.根据权利要求6所述的光传输网络设备态势感知预警系统，其特征在于，所述指数回归算法的计算公式为：Y＝a+b+cx，其中，Y＝output；X＝inputfeature；a＝shift value；b＝y-intercpet；c＝base；a，b，c为使用scikit-learn库来查找的系数值。

8.根据权利要求1所述的光传输网络设备态势感知预警系统，其特征在于，所述数据采集系统(3)通过北向CORBA接口与光传输网络设备相连用于完成光功率的数据采集。

9.一种光传输网络设备态势感知预警方法，其特征在于，包括以下步骤：

S101：从网管服务器自动获取当前时刻所有光缆的实际光功率；

S102：分别根据每段光缆的相关参数，计算得到每段光缆的标称光功率；

S103：将每段光缆的标称光功率与所获取每段光缆的实际光功率自动进行比较；

S104：以标称光功率为标准，为每段光缆设置正常衰减值范围，与所获取每段光缆的实际光功率自动进行比较；

S105：分别将获取到的一段光缆的标称光功率、正常衰减值范围与实际光功率作为检测结果进行输出，并将比较结果超出正常衰减值范围的光缆进行预警分级和颜色标识，之后生成预警信息。

10.根据权利要求9所述的光传输网络设备态势感知预警方法，其特征在于，所述标称光功率的计算步骤包括：1)从网管平台查找对应光传输网络设备光放板的标称光功率；2)从光传输设备厂商获取衰减值；3)计算每段光缆的标称光功率＝光放板标称光功率-衰减值。

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