光缆监测系统

光缆监测系统（共9篇）

光缆监测系统 篇1

摘要：针对安徽省电力系统EPON网络的特点及电力系统现有光缆监测技术特点,提出一种“OTDR+光开关+合波器+光反射器(终端过滤器)”光缆在线监测系统设计方案。EPON光缆在线监测系统能够实时监测光缆线路的性能变化,及时发现故障隐患,迅速定位障碍点,有效减少故障的历时,从而降低因温度和应力等因素带来的电力系统光纤通信网的故障发生。

关键词：EPON,光缆在线监测,OTDR,光反射器,合波器,光开关

0 引言

随着光纤到户(Fiber to the Home,FTTH)的大量商用,光纤铺设的数量日益增多,光纤覆盖的范围日趋广阔,其所承载的业务量不断增大。无源光网络产生于20 世纪90 年代,随着Internet和计算机技术的迅速发展,以太无源光网络[1,2,3](Ethernet Passive Optical Network,EPON)以其较高的带宽、较强的抗干扰能力、较高的可靠性和较低的成本,成为各大运营商解决“最后一公里”问题的最优解决方案之一。近两年来,安徽省全面建设的信息采集项目中铺设了大批量的光缆,其建设量等同于新建一个完整的光缆通信网络,这种高密度、广分布、大容量、高速率的光缆网络,对安全性和可靠性的要求更严格,一旦光纤由于温度和应力等因素发生故障,势必会给国家的经济和政治造成巨大的损失。

在传统的光缆故障维护模式[4,5,6]下,一旦光缆线路发生故障,值班人员首先会根据告警的信息确定故障区段,然后利用光时域反射仪(Optical Time Domain Reflectometer,OTDR)在该区段进行测量,以定位故障点,最后通知线路维护人员进行故障点抢修。这种光缆维护方式属于被动方式,费时费力,无法实时监测光缆状态,无法及时地修复故障点。同时,随着光纤通信业务的不断丰富,上述光缆线路隐患日渐突出,光缆线路的维护与管理形势日益严峻,传统的依赖人力的光缆网络维护管理已无法满足日益庞大的光缆网络运维需求[7,8,9,10]。因此,本文针对现有光纤运维的不足和问题,致力于研究光缆线路的实时监测与管理,通过实时监测光缆线路的传输状态,及时、准确地定位光缆故障,从而有效地降低光缆中断的概率和时间。

1 EPON光缆在线监测系统

针对安徽省电力光通信网络的特点及现有光缆监测手段的不足,本文提出了一种基于OTDR的EPON网络在线监测系统方案。EPON在线监测系统实现框图如图1 所示。 在光线路终端(Optical Line Terminal,OLT)一侧,WDM合波器将OLT光信号和OTDR测试信号合二为一,OLT用于透传信号发送端的信号,OTDR作为OTDR接入网络用于对网络中的光路进行检测,并对故障定位。远程测试单元发指令给光分配网络(Optical Distribution Network,ODN),使其光开关切换到指定的通道,在等待一段时间后,控制OTDR发送检测脉冲,从而检测该通道的光路是否正常。

OTDR测试的原理如图2 所示,OTDR与ODN的多个支路通过多路光开关相连,通过光开关的切换,保证OTDR发出的光信号只能到达一个光网络单元(Optical Network Unit,ONU)所在的支路。当光波到达光纤芯尾端或者连接器时,在玻璃与空气接触面的空隙处,折射率会出现突变,从而产生一个很强的反射,于是在OTDR测试曲线上形成一个波峰。虽然测试光经过分光器后会变得很弱,但是,该反射仍然比其他位置的散射信号水平要高很多。分支光缆长度的不同,会使得OTDR测试曲线在不同位置上出现反射峰。因此,通过判断OTDR测试曲线在不同位置的反射峰,就可以定位ONU的不同分支光缆。当ONU某一分支光缆发生中断时,该OTDR测试曲线的相应反射峰会消失,于是通过观察OTDR测试曲线,就能分辨出发生故障的ONU分支光缆。同时,OTDR收到回波信号后,可以根据回波时间测算出故障点与接头的距离,从而确定故障点的位置。

该系统的优点如下:采用干路、支路分别测试,从而增加低成本OTDR模块用于干路测试,延长高精度OTDR模块使用寿命;提供在线检测和备用光纤这两种检测方式,在在线检测的同时,可同时对其他非PON线路备用纤芯进行测试;采用尾纤型终端反射器,通过安装不同长度的尾纤,完美解决系统对于终端线路不同长度的需求,而且工程施工方便,直接进行替换,可做到秒级的系统中断;该系统可独立于网管实现对设备的本地控制,进行基本的测试与光缆性能监测,增强了本地管理功能。该系统的建设,能够提高EPON光缆网运维的自动化水平,网络故障的发现变被动为主动,提高排障速度,极大地降低ODN光网络维护成本,提高维护质量和用户感知度。

2 EPON光缆在线监测实验

为了验证本文提出的EPON光缆在线监测系统的性能,本节详细说明EPON光缆在线监测实验。通过将RTU设备和网管接入到EPON的实际应用系统,构建如图3 所示的EPON在线监测系统测试环境。远端终端单元(Remote Terminal Unit,RTU)主机相当于OTDR,用于产生8 路OTDR信号源,RTU从机用于产生OTDR的1 650 波长信号和EPON的PON口合波,合波信号输出到线路的光分路器,光分路器再接ONU。RTU主机和从机都有光开关,用于多路信号的轮流测试。

本节通过进行OLT到分光器的距离测试实验,说明本系统在故障监测定位方面的性能。从图4 的测试结果可以看出,采用OTDR仪表检测的通信机房ODF至光纤拆迁小区分光器的距离为468 m,利用本系统检测的通信机房OLT至光纤拆迁小区分光器的距离为474.93 m,除通信机房OLT至通信机房ODF的尾纤5 m,本系统的位置测试误差为1.93 m,测试误差在允许范围±20 m内,从而验证了本系统的功能能够满足光缆在线监测的要求。

3 结语

根据现有PON网络的现状,本文设计了一种“高精度OTDR+光开关+合波器+光终端反射器”EPON光缆在线监测系统。该系统将大大提高光缆维护的效率,提高故障定位的精度和准确性,具有巨大的市场潜在价值。该系统的可延展性前景广阔,如:扩展线路及设备保护模块,无论线路故障或设备故障均可进行自动切换,节省设备投资。维护终端功能扩展,网管可实时同步数据。该系统能指导维护人员迅速准确到达故障点。而且由于采用了高精度OTDR、光纤传感等新技术,还可实现对光缆的温度、应力、震动等性能进行监测。

参考文献

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光缆监测系统 篇2

摘要：伴随着“光进铜退”和FTTH的强力推进，可以预见今后若干年，传统意义上的铜缆势必会退出通信传输的舞台。随着大量光缆的新建和无人值守机房的增加，建立一种实时、自动的光缆线路自动监测系统，缩短障碍响应时间，是十分必要的。光缆线路自动监测系统就是一种能够使光缆维护由被动式转向主动式，为光缆集中维护和管理奠定坚实基础的一套系统。它能为光缆线路维护部门提供一种先进的维护手段，使线务维护部门由被动地接受外部的障碍信息，变为主动掌握光缆网传输特性的变化，掌握光缆网的障碍信息，为光缆网优质、高效、安全、稳定地运行提供了可靠保障。关键词：光缆线路自动监测系统（OAMS）监测中心（MC）监测站（MS）1.OAMS概述 光缆自动监测系统是一套针对光纤网络管理和维护的智能系统，它是利用计算机技术、数据库技术、网络通信技术和OTDR测试技术整合而成，该系统拥有强大资源管理功能，并能与GIS地图紧密结合图形化显示，操作简单、维护便捷。本系统不仅可以对光纤网络状况实时监测，而且利用资源管理系统能快速准确的提供光纤故障点的各种信息，大大缩短了故障历时。2.光纜监测系统的建设原则（1）必须贯彻通信网“完整性、统一性、先进性”和“经济、高效、安全”的基本原则，必须执行我国现行相关网路技术体制、进网要求、技术标准规定。（2）能远程、实时、在线的对光缆线路中被监测光纤的运行状况进行监测，预防光缆线路的障碍隐患，为光缆网的运行维护提供有效的技术支撑。（3）当光缆线路中被监测光纤发生障碍时，能迅速、准确地确定断纤点的位置，并立即向监测中心传报。（4）监测设备应符合《光缆线路自动监测系统技术条件》和相关技术体制的要求，并能适应将来建立网管系统的需要。（5）监测中心应选择高可靠性能的计算机和其他标准化的配套设备。（6）当系统设备介入被监测的光缆线路后，必须保证在用的光传输系统的传输性能指标（包括在用系统的升级）。（7）光缆线路自动监测系统应具有自动恢复功能，因掉电、网络通讯的中断不应导致系统的错误。（8）应采用专用服务器管理数据，数据库中的所有数据能够保证准确可靠。（9）系统应具有很强的容错能力和处理突发事件的能力，不至于因某个动作或某个突发事件导致数据丢失和系统瘫痪。（10）系统应具有丰富的业务接口，满足光缆线路自动监测系统与资源管理、综合网管等系统的资源共享需求。（11）操作系统应采用实时多任务系统。监测系统应采用实时多任务系统。（12）测量监测站的设置应考虑OTDR动态范围（对传输损耗的最大测量范围）。动态范围越大的OTDR，其测量距离越长。通常采用的OTDR动态范围为35～45dB，若按照波长在1625nm处光缆线路衰减最大值为0.24dB，并考虑一定的富余度则测量长度为100～130km 左右。所以光缆自动监测站的设置应以不超过130km为宜，对于站间距离较长监测段应采用两端监测方式。（13）被监测光纤只在监测站和对端站成端，在所经过的其它各站点全部采取熔接方式不得成端上列。3.监测链路的选择原则（1）监测链路的路径尽可能短。（2）待测光纤以尽可能少的转接接受远程测试站的监测。（3）数据传送所用时间尽可能短。（4）数据测试和传输中各节点负荷要均衡，信息流量要均匀。（5）采用备纤监测方式时被监测光纤宜选取光缆纤序的最后1芯光纤。4.远程光缆监测站的设置（1）监测站的设置原则①尽量提高监测站OTDR的使用率，增加OTDR所监测的路由数。②监测站尽量设置在现地站点或管理机构，并自中间向两端进行监测尽量提高远程监测站的监测范围和减少远程监测站的数量。③对不同长度的光缆采用不同的功率的OTDR进行监测。例如35dB的OTDR只可以监测100公里的范围，而45dB的可以监测130公里左右。④对于复杂而短距离的光缆，采用跳纤回路的原则，统一进行监测。（2）光缆线路自动监测系统监测范围的确定光缆线路自动监测系统监测范围应根据OTDR模块动态范围、测试时所需脉冲宽度、光缆衰减系数、监测链路上各种元器件的介入损耗以及测试精度富余度进行计算。3）远程监测站监测站由控制模块、电源模块、光时域反射模块、光开关模块、光功率模块等前端设备组成，光源模块根据需要设置在被监测光纤链路的对端。远程监测站负责光缆线路运行状况的监测和监测信息的上传，监测站的监测链路数根据被测光缆条数确定。按规定的周期，分别向监测中心传报被监测光缆线路运行状况的数据文件。当光缆线路中被监测光纤发生障碍时，MS迅速、准确地确定障碍点的位置，并立即向监测中心传报和自动给出被测光纤链路测试结果。并可以根据需要按照预先设置好的告警方式，如本地声光告警并在监测中心GIS数字地图上标示障碍点，同时语音电话和短信息通知维护人员并提示具体光纤障碍点位置。通常情况下OTDR测试本身的误差值在10米之内，但考虑到GIS数字地图及光缆工程施工允许误差在内，最大测量误差值应在50米之内。光缆线路自动监测系统配合光缆线路障碍的抢修，大大压缩障碍历时，并将光缆故障对通信系统的影响大大降低。（3）障碍（维护）管理功能障碍（维护）管理的目的是提供光缆线路异常情况处理的支持手段，它完成告警监测、障碍测试和例行测试任务。（4）配置管理功能配置管理的目的是对监测系统设备的配置进行整体控制，它完成监测站配置管理、数据库管理和状态控制任务。（5）安全管理功能①安全管理的目的是保证OAMS 的安全，防止未授权用户的侵入，完成安全控制和侵入恢复任务。②MC应具有实施对MS的管理功能、具有自动接收来自MS的障碍告警曲线数据文件以及分色显示告警级别的功能、对MS发出告警信号的响应功能、点名测试和模拟告警测试功能、贮存和及时更新光缆线路数据库的功能、自检功能。③监测站应具有定期测试和点名测试功能、障碍告警测试功能、数据文件回传功能、测试顺序优先级别识别功能、本地测试功能、定期自检功能。④监测终端应具有监测中心终端管理和调用光缆线路的运行状况数据文件和信息，以及进行MS的点名测试功能。（6）系统网管接口系统兼容SNMP（网管协议），可以与遵循标准网管协议的系统进行数据交换，即：资源管理系统之间的信息倒换、资源管理系统与光缆监控之间的信息共享、光缆监控之间的互联互通、光缆监控对SDH告警光缆的监测方式光缆线路自动监测系统的主要特点是对光缆进行实时监测，按监测光路的连接方式可分为在线监测、离线监测和备纤监测三种方式离线监测方式OTDR模块的工作波长与在用光传输设备（OTE）的工作波长相同或不同，它能在OTE停用时或OTE离开光缆线路时，对被监测光纤的状况进行监测。当OTE在用时，它不对被监测光纤进行监测。信号提取方式如下：利用告警采集模块上提供的设备告警采集接口，可以收集光传输设备上产生的故障告警。经过分析过滤，滤除与线路告警无关的信息，然后启动OTDR对可能引起告警的光缆线路进行测试。每个告警采集端口均可以通过软件进行配置，可以接入例如开关量、电压量和电流量等告警信号。每个通道告警的门限可以独立进行配置，以适应不同厂家的传输设备的接口要求。该方式能够反应在用光纤的运行状况，但由于只有在OTE 停用时或离开光缆线路时，才对被监测光纤的状况进行监测，因此实时性较差。备纤监测方式OTDR 模块的工作波长与在用光传输设备（OTE）的工作波长相同或不同，它能对被监测光缆线路中备用光纤的状况进行监测。它也是一种离线监测。信号提取方式如下：同样采用光功率告警模块，在离线测试方式下，监测备用光纤，以实现光功率实时告警监测。由于监测备纤，所以没有来自传输设备的信号源，故此种测试方式必须在监测路由的末端加入一个光源，向备纤发送光信号，然后在测试端进行光功率检测。需要指出的是在这里加入的光源可选用1310nm 、1550nm 和1625nm 三种波长中的任一波长，并且这种方式下不需要WDM设备。当纤芯异常时光源信号会被阻断或减弱，系统立即激活OTDR测试该纤芯，进行精确的故障判断与定位。该方式具有以下三个特点：第一，不需在传输设备的工作光纤中插入器件，完全不影响传输设备工作，减少了系统故障隐患；第二，对每一根被监测光纤均为实时监测，保证故障告警的实时性；第三，能适应复杂的网络状况，对于光缆段短的线路，可以实现跨段监测而无需额外增加设备。在实施上，只需在发端增加一个光源，而对原有的光纤通信设备和光纤连线方式不需要做大的改造，实施复杂度最小。通过以上分析可知：在告警反映实时性上，在线和备纤监测方式要优于离线监测方式；在系统的可靠性上，备纤监测方式由于不介入通信设备与线路，因此其系统可靠性最高；在实施上，备纤监测方式难度最小。9、结束语从光纤通信的发展现状与趋势来看，完全有理由相信，光纤通信取代传统的铜缆传输只是时间的问题。随着光缆网的普及，加上无人值守站的增加，维护人员的减少，势必对通信的传输安全产生影响。拥有一套可对光缆进行24小时全天候监控的智能型系统，利用资源管理系统，能快速准确的提供光纤故障点的各种信息、缩短故障历时，让光缆维护部门由被动转为主动，是各家运营商梦寐以求的夙愿。参考文献：[1]光缆线路自动监测系统技术条件.YDN 010-1998.[2]光缆线路自动监测系统工程设计规范.YD/T 5066-2005.

光缆监测系统的原理及实现 篇3

关键词：光缆,监测,原理

随着通信技术的兴起和不断的发展, 大量的通信设备在通信网络中广泛的使用, 这些设备的制式种类纷繁芜杂, 给管理工作带来了极大的困难。在这些设备中, 光缆作为一种优秀的通信信号传输通道具有其它介质所无法比拟的优点, 如信息容量达、传输密度高、安全性高等, 这使得光缆在通信领域得到十分广泛的使用, 在通信网络中扮演着十分重要的作用, 是当之无愧的通信网络的大动脉。这使得光缆的安全性和稳定性十分的重要, 一旦光缆出现故障将会导致十分严重的后果。光缆的使用已经有了很长的一段时间, 随着时间的延长很多早年铺设的光缆开始老化, 发生故障的概率不断的增加。出现故障的时候采用传统的维修方式很难及时的定位故障的位置, 维修周期十分的长, 造成通信网络长时间无法恢复。在这种情况下, 对通信光缆进行实时的监控与维护就是十分必要了。这样可以对于光缆的性能进行实时的检测和管理, 一旦发现出现问题可以在问题造成大范围的影响之前采取相应的措施, 从而保证其传输的通畅, 提高光缆维修效率, 降低维护时间。

1 光缆监测系统原理

能够自动对光缆线路进行实时在线监控, 对光缆线路的性能状态进行动态的检测, 并及时的发出故障警告的自动化系统被称为光缆监测系统简称FOMS。在各个检测站上安装光时域反射仪, 该仪器是整个光缆监测系统发挥作用的关键所在。光时域反射仪对光缆线路中不同时间和距离上的测试波长的背向散射光的分布曲线的变化对光缆线路的传输性能进行及时的掌握, 这样一旦光缆出现断裂或者是其他形式的各种故障, 都能被该仪器及时的发现, 并及时发出告警。

整个光缆检测系统通过多个光缆检测路由对光时域反射仪所收集的信号进行加载, 而系统中本身存在着一个完备的数据库, 该数据库记录着光缆正常运行的相关参数和数据, 这样通过和各个检测站的光时域反射仪收集到的数据进行比对, 看其是否存在不一致的地方, 从而对光缆线路的运行状态进行相应的判断, 同时相关的数据反馈给上一级的监测中心。光缆监测系统监测光端机收光功率, 如果光端机的收光功率出现异常, 光缆监测系统将根据异常的原因发出相应的警报, 随后光时域反射仪被启动进行探测。这样再结合全球卫星定位系统和地理信息系统的协助, 对光缆出现故障的位置进行准确的定位, 故障的地点将被显示在监控中心。

2 系统实时监测的实现

光缆监测系统最大的优点是能够实现对光缆状态的实时监测, 在发现光缆存在异常的时候系统能够及时的发出警告, 常见的警告以及解决方案如下:

1) 光功率在线监测

将光传输设备的工作光, 利用分光器进行分离, 使之和警报模块相连, 这样工作光的状态就被监测, 通过工作光的状态来及时的掌握光缆的工作状态, 这样一旦光缆出现问题的时候能够被及时的发现。科学合理的设置每个检测通道的光的功率值, 一旦光线出现异常就会导致光功率的下降, 当光功率低于这个值得时候就会发出警报, 同时光时域反射仪被启动对该条光缆进行检测, 从而有效的对故障进行定位。

2) 光端机告警监测

光缆在发出异常的时候产生的告警信号通过系统上集成的告警采集模块进行收集, 告警采集模块对收集到的告警信号进行初步的分析判断, 将无关的信息清理掉, 激活光时域反射仪对相应的光缆进行检测, 以便及时的发现问题。

3) 光功率备纤监测

对于备用光纤可以利用光功率告警模块进行离线检测, 从而对光功率进行实时的监测, 发现问题及时发出警告。由于备用光纤本身没有信号源, 为了能够向备用光线发出光信号可以将一个光源设置在监测路由的末端, 然后在测试的一端进行光功率的检测。

4) 各种监测方式的比较

在告警反映实时性上, 光功率的在线监测和备纤监测方式要优于利用光端机告警的监测方式。从系统的可靠性方面来看, 采用备纤进行光功率实时监测的系统由于不介入通信设备与线路, 因此其系统可靠性最高;采用在线光纤进行光功率实时监测的系统由于和通信光源共用同一纤芯, 并且引入了波分复用器和滤光器等器件, 使得整个系统的可靠性有所降低;而利用光端机告警的监测方式由于光端机会有误告警, 会导致测试系统常被激活测试, 其系统可靠性差。

从实施方面来看, 光功率的备纤监测方式只需在发端增加一个光源, 而对原有的光纤通信设备和光纤连线方式不需要做大的改造, 实施复杂度最小。光功率的在线监测方式则需要引入一系列光器件, 对原有的光纤通信设备和光纤连线方式需要做大的改造, 实施复杂度大;光端机告警的监测方式则需要增加光端机告警信号采集接口, 实施复杂度较大。综合网管告警监测方式需要网管系统提供相应的接口, 需要编写协议转换程序。

3 结论

光缆监测系统融合了网络通信技术、光学测量技术、地理信息系统以及全球卫星定位系统等技术, 对光缆中光纤传输衰耗特性变化及光纤阻断故障实现远程分布式实时、在线的自动监测。采用TCP/IP进行系统互连, 符合全国电信管理网的要求。引入光缆线路监测系统, 不影响在用的光传输系统的传输性能。今后, 随着信息技术的发展和电力系统对高速数据业务、图像业务的迫切需求以及高速因特网、多媒体视像等宽带业务的接入, 电力系统的光纤传输网将会继续得到持续快速发展。光通信技术的发展, 将使光纤传输信息的能力越来越大, 单位时间的线路阻断会造成更大损失。因此, 光缆线路监测的重要性将更加突出。如何进一步提高光纤通信的可靠性, 如何更及时有效地对光缆线路实施监控与管理, 准确地捕捉故障征兆, 防止线路阻塞, 已经成为人们关心的问题, 因此也使光缆监测系统成为电力通信市场的一个新亮点, 而得到空前的发展。

参考文献

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[2]魏琴芳, 任彤.光时域反射仪测试范围与光纤线路测试精度分析[J].重庆邮电学院学报:自然科学版, 2000 (3) .

光缆监测系统 篇4

关键词：电力通信 光缆 线路维护系统 研究设计

电力通信光缆在日常生活中随处可见，在人们的产生和生活中发挥着至关重要的作用。伴随着经济的发展，科学技术取得飞速进步，各种新技术、新设备以及新工艺在各行各业的发展建设中取得广泛应用，并在很大程度上促进着企业的发展建设。电力企业为了在激烈的市场竞争中站稳脚跟，必须针对现阶段发展状况，对电力通信光缆线路维护系统进行系统地改革和设计。

1 电力通信光缆线路采用监控维护系统的意义

光纤通信是科学技术发展的必然产物，在现代化生活中发挥着至关重要的作用。光纤通信是一种全新的通信方式，能够在保障通信安全性和可靠性的前提下实现大量信息的传递，目前，光纤通信已经在众多行业的发展建设中取得广泛应用。随着城市规模的扩大，电网越来越复杂，光缆新路的数量随之增加。随着数量的增加，各光缆之间的传输距离也随之扩大，系统容量与光缆的数量和传输距离成正比也在不断扩大。传统的人工线路维护方式已经落后于时代的发展步伐，现代电力通信光缆线路自带了自动化的网络管理和保护倒换等功能，但很难实现对光纤线路的实时监控。因此，电力通信光缆线路必须采用监控维护系统。另外，电力通信光缆线路在实际使用过程中受诸多外界因素的影响，存在着线路绝缘老化以及线路故障等问题，为了解决上述危害，必须采用监控维护系统，根据该系统提供的线路故障及时采取有效措施处理。

2 引发电力通信光缆故障的原因

近几年，电力通信得到快速发展，光缆在电力系统的发展建设过程中作用越来越明显。众所周知，电力光缆具有不容易腐烂、寿命长以及结构紧凑和体积小等特点，在电力系统的应用中占据着重要的地位。加强电力通信光缆的使用效果是电力企业提高整体竞争实力的重要保障，工作人员在明确电力通信光缆中采用监控维护系统意义的前提下，还应该明确引发电力通信光缆故障的原因：第一，鼠害。电力通信光缆大都埋设在地下，老鼠的咬啃会使光缆受到严重的破坏，导致信号中断从而影响正常的供电。第二，施工或者外力破坏。在实际施工过程中，如果光缆的敷设工具与实际要求不相符，或者施工人员没有按照施工规范进行施工建设都将对光缆产生破坏。第三，放电引发的电腐蚀。施工人员在高压线路上同杆上同时架设通信光缆的过程中，如果光缆的挂点与高压线路设计之间存在较短的距离，高压线路一旦发生放电，将会对电缆产生严重的腐蚀。另外，实际施工过程中，如果防震边、绞丝以及光缆接触的位置存在较多杂物，受阴雨潮湿天气的影响，线路位置产生的静电会使光缆受放电的影响，导致光缆线路中断。

3 电力通信光缆线路维护系统的研究设计

3.1 系统硬件结构研究设计 电力通信光缆线路维护系统的主要目标是保障光缆线路的完整性和安全性，因此，电力通信光缆维护系统的网络性能应该符合维护系统的实际需求，在保障其性能可靠性和齐全性的前提下，工作人员还应该对系统硬件结构进行研究设计，为解决电力通信光缆线路维护问题提供技术保障。笔者结合多年工作经验，从检测中心和监测站两个角度出发，对系统硬件结构进行了深入的研究和设计。

3.1.1 监测中心。监测中心在电力通信光缆线路维护系统中发挥着至关重要的作用，是该系统中的重要组成部分。监测中心的组成比较复杂，主要组成部分有主机、终端、网络通信设备以及数据输出设备等，监测中心是电力通信光缆线路维护的中枢，可以同时对多个监测站进行准确地监控和管理。监测中心的功能十分强大，它不仅可以在任意时间向监测站发送准确可靠的检测信号，还能通过系统设置报警系统，当系统存在故障时，监测中心能够在第一时间内发出报警信号，从而为光缆线路故障维护工作提供基础保障。另外，监测中心还能及时接收从检测站收集的各种测试信息，通过数据信息分析，能够产生具有说服力和影响力的分析图表和记录报告等数据；最后，监测中心还能够在第一时间内上报光缆网的质量状况，为故障维修工作提供可靠的数据依据。

图1是某监测中心的实际状况。从图1中可以明显看出，监测中心的局域网以Windows NT网络软件微机服务器为依据，中心服务器的主要目的是保障整个系统的安全运行。另外，为了简化硬件系统，中心服务器还应该以Internet服务器为主要动力来源，从而提高整个网络的运作效益。

3.1.2 监测站。监测站的主要组成部分有主控模块、电源模块以及分光器和告警采集模块等，在实际运作过程中，其中任一模块对监测站的正常运行有直接影响，因此，工作人员必须保障各模块的正常运作。

①远程测试转接站设计。远程测试转接站的主要组成部分有远光功控制单元、电源模块以及通信单元等等，其中任一模块缺一不可。远程测试转接站采集的信号警告以外部通道传输方式为主，综合使用在线、离线以及备纤监测等方式实现远程测试转接站的基本功能。

②监测终端的设计。监测终端的主要组成部分有微机、路由器以及打印机等硬件设备。其功能是通过保障各系统的正常运行，管理和调用系统中光缆的实际运行状况信息和数据资料等。另外，监测终端还能够对检测站进行测试，测试的过程中能够实施点名，为系统的正常运行打下坚实的基础。

3.2 系统软件设计 系统软件的设计是电力通信光缆线路维护系统设计中的重要内容，其软件系统主要由数据库和部分子系统共同组成。对系统软件的设计必须充分明确子系统设计、数据库设计以及模块的设计要求。第一，数据库设计。数据库是系统软件的核心，其设计工作必须充分考虑数据库数据录入、检索和存储等功能，在设计过程中可以采用服务器或者浏览器等模式提高数据库的可靠性。第二，子系统设计。子系统设计工作要求工作人员将子系统细分为协作子系统、自有子系统和第三方子系统三个部分。第三，模块设计。模块在维护系统中的使用频率非常高，设计人员应该结合模块的实际应用，对各子系统的实际运行状况进行调查，为电力通信光缆线路系统的正常运行提供技术保障。

4 结束语

近几年，我国电力通信光缆逐渐向智能化、成熟化和多元化的防线快速发展，电力通信光缆的功能也随之扩大，其在日常生活中的使用的范围也逐渐扩大。但是，在实际发展建设过程中，电力通信光缆在使用过程中仍存在较多问题，如何解决其中存在的问题是电力企业发展的当务之急。

参考文献：

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光缆监测系统研究开发技术报告 篇5

光缆网络是光纤通信系统的基础设施,目前,福建电力通信干线网络已建成500KV线路OPGW光缆一千多公里,220KV线路OPGW光缆三千多公里,110KV及以下线路OPGW光缆一千多公里,普通光缆一百多公里。

1 光缆监测系统现存问题

光缆的故障对福建电力光纤通信的影响是比较大的,它直接导致运行在此光缆上的光纤通信系统的中断,给福建电力生产带来不利的影响。目前光缆故障时,都是由用户告诉维护部门,因此故障发现时间较长。

由于光缆网络系统涉及的地域广泛,网络路由较为复杂,架空和地埋管路交错铺设,节点繁多。因此,在故障发生后及时、准确地故障定位是一个十分困难的问题。目前主要在收到用户通知后,进入网管进行查看,对数据进行分析,判断是否为光缆故障,然后用OTDR测试,查看具体故障点,因此整个故障定位时间较长。

1.1 RTU站的选择

目前到省调的光缆共有8条,其中涉及省网波分网络,闽南干线光纤通信网络,宁德华为四纤复用段环,福州地区ALCATEL光纤通信网络等。由于福州变是500KV变电站,且是大部分省网干线光纤通信网络光缆的必经之路,因此选择将RTU站放在福州变。

1.2 光缆监测系统设备介绍

1.2.1 RTU

RTU既远端测试单元,其作用就是在远端的通信站点,对光缆进行实际测试的设备,并将信息上传。它是光缆监测系统硬件设备的最主要组成部分。其次在福州变配置为RTU分站,主要的硬件配置包括RTU控制单元(工控机)*1台,OTDR光时域反射仪(动态增益:40DB),16口程控光开关,其连接机构如图1所示:

1.2.2 系统结构拓扑图(图2)

1.2.3 包含路由曲线

为了尽可能多的对已有光缆监测,选择将RTU站放在福州变,并选择以下测试路由,得到测试结果如下:

路由1:福州变-北郊(旧)-水口(全长68.6KM)(图3)

路由2:福州变-北郊(新)-省调(36芯)(全长:10.5kM)(图4)

路由3:福州-省调(48芯)-南门(全长:18.05KM)(图5)

路由4:福州变-南门-省调(12芯)(全长:23.6KM)(图6)

路由5:福州变-东郊-鼓山(全长:33KM)(图7)

路由6:福州变-宁德变(全长:98.5KM)(图8)

路由7:福州变-白花变(全长:49KM)(图9)

路由8:福州变-东台变(全长:78KM)(图10)

路由9:福州变-可门电厂(全长:60.55KM)(图11)

路由10:福州-北郊-塔前-水口(全长:90KM)(图12)

2 光缆监测系统的功能特点

本次在福建省调通中心建设的光缆监测系统主要包括监控和测试两个部分功能。监控就是发现光缆故障的方法,而测试是定位光缆故障的具体位置的重要手段。

2.1 光缆故障告警自动监视功能

2.1.1 基于轮询的自动测试方案

所谓的基于轮询的自动测试方案,实际上是周期性测试方案,是系统针对监测范围内的光缆网络中的每一条或每一组光缆段,逐一选择相应的光纤测试链路,启动OTDR进行测试,判断当前测试的光缆段是否有故障。轮询方案的优势在于成本低,除了主控单元、OTDR模块和和光开关(OSW)模块,也即RTU测试单元的标准配置,不需要再部署其他硬件,但这种方案的实时性不强,因此只能在设定的周期内完成对光缆故障的响应,最长告警误差时间即为周期时长。

2.1.2 基于传输告警启动测试的方案

基于传输告警启动测试方案,主要是采用业务设备告警作为启动OTDR测试条件的方案。由于光缆上承载了大量的业务设备,这些业务设备在光缆出现中断或劣化等问题后,往往会产生特定的告警,譬如对于传输网络来说,光缆中断会导致与这根光缆相连接的设备端口产生R-LOS、R-LOF、B1-OVER等RS层相关的告警。如果定义清楚业务设备端口和光缆的对应关系,就可以通过告警发生的端口号和单板号感知到是哪一段光缆发生了故障,进而再启动OTDR进行测试。

2.2 光缆监测系统的测试功能

在光缆监测系统的时空顺序中,在完成对光缆故障的监测,发现告警之后,随即就要对告警光缆芯线路由进行测试。

2.2.1 测试功能的实现方式

光缆监测系统的测试功能是故障定位的核心,扫描通过系统所安装的OTDR和光开关的控制切换自动实现,以达到对整个光缆传输系统自动监测的目的。

光时域反射仪OTDR是测试功能实现的主体,使用OTDR对光缆芯线进行测试已经是绝大多数电力通信行业乃至所有光通信运维部门的主要维护手段,OTDR的工作方式类似雷达,以一连串的高能量激光脉波射入光纤,然后测量这些脉波在光纤中反射或是散射回来的强度与经过的时间,再据以换算成脉波在光纤中进行的距离。脉冲发生器发出宽度可调的窄脉冲驱动激光二极管(LD),产生所需宽度的光脉冲(通常为2ns~20μs),经方向耦合器后入射到被测光纤,光纤中的后向散射光和菲涅耳反射光经耦合器进入光电探测器,光电探测器把接收到的散射光和反射光信号转换成电信号,由放大器放大后送信号处理部件处理(包括取样、模数转换和平均),结果由显示部件显示:纵轴表示功率电平,横轴表示距离。时基与控制单元控制脉冲宽度、取样和平均。

本系统通过将OTDR以模块化的方式整合到RTU测试单元,优化了测试方式并使系统向用户提供三种对故障光缆或欲巡检光缆的测试功能:周期测试、点名测试、告警启动测试。

2.2.2 周期测试

在监测中心设置OTDR对所管理的各条光路进行周期扫描测试。系统可指定OTDR测试的时间和间隔。周期测试数据由系统存储、记录。系统在分析周期测试数据的基础上确定故障点,并作故障点定位。该功能主要用于实现每日测试,其实每日测试功能就是周期测试实现的一个特例。

2.2.3 点名测试

人工在光缆客户端选定所要测试的光缆,直接对光缆下达测试命令,系统自动选择OTDR来测试此光缆。该OTDR接到指令后驱动光开关测试此光路,测试曲线数据回送到监测中心。

2.2.4 告警启动监测

通过与目前存在的通信综合网管相连,采集西门子SDH、阿尔卡特SDH、华为SDH等传输设备网管的告警信号,在收到网管系统发出的光缆故障告警信号后,光缆监测系统启动OTDR进行测试,系统产生的测试信号穿过发生预告警的光缆段,测试结果经监测中心分析确定出故障点,并打印出故障报告。

2.2.5 测试曲线分析功能

光缆自动监测系统通过福州变RTU分站和数据传输网络,将大量的反映光纤传输性能的数据(如光功率、光脉冲背向散射等)传递到省调监测中心站,中心站将收到的测试结果与数据库中的参考数据进行分析和比较,以确定光缆的信号传送质量是否有变化,进行数据分析和处理,做出故障判断。使光缆系统的操作和维护人员能够及时地发现和修复故障。

系统采用先进的光时域反射仪(OTDR),将测试光脉冲信号直接打入被测纤芯或者通过波分复用器(WDM)和光开关耦合到被测光纤中,将各监测站的OTDR测试结果与数据库中相应的参考数据进行比较,以确定光缆的信号传送质量是否有变化,从而及时发现隐患,真正做到变被动维护为主动维护。

3 结论

为解决光缆出现故障后,故障定位时间长,运行维护人员压力大等问题,本期工程在福建省调建立一套光缆监测系统。该系统利用空闲的纤芯,以周期测试、点名测试、告警启动测试等方式对光缆进行监测,并与地理信息系统(GIS)协同工作,在光缆出现故障时,可以在计算机的屏幕上以图形化的方式显示出光缆的路由和故障点的位置。

摘要：传输网,是通信网中最重要的基础部分,一个先进、合理的传输网建设对通信网的可靠性、灵活性具有重要的意义。目前,福建电力通信传输网是以光纤通信为主要传输方式,辅之以微波通信、电力线载波通信、卫星通信、扩频微波等多种传输方式。

关键词：光缆系统,传输网,通信

参考文献

[1]徐宏宇,阎学龙.有线电视HFC网络与光纤链路设计[J].沈阳航空工业学院学报,2000,(02).

[2]牛文学,梁艺军,姜宇,覃喜庆.光纤端面检测方法的实验研究[J].应用科技,2002,(03).

光缆监测系统 篇6

关键词：光缆,自动监测系统,设计,测试

1 建设光缆自动监测系统的必要性

光缆自动监测系统的提出, 主要是针对现阶段光缆应用的不断增长以及各种故障问题的日益突出。该系统能够对光缆线路进行实时、动态的监测、管理和维护, 并通过故障快速定位、缩小故障历时和及时故障隐患排除等, 有效地提高了光缆日常维护及管理工作的效率和可控性, 从而使原本被动的光缆维护转变为主动维护, 进一步降低了企业运行维护成本。

1.1 有助于确保光缆安全、高效、稳定运行

目前, 随着我国光缆通信的发展速度越来越快, 光缆通信工程也随之不断增多, 大量新技术的应用使得传输系统的容量也越来越大。由于光缆本身的通信容量非常大, 而且故障的查找及维修也较为困难, 一旦出现光缆线路故障极有可能导致系统长时间阻断, 这样不仅会影响用户的正常使用, 同时也会给企业带来巨大的损失。而光缆自动监测系统能够及时、准确地对线路中的故障进行定位, 并以最快的速度进行维修, 有效地确保了光缆的安全、高效、稳定运行。

1.2 有利于提高经济效益

光缆自动监测系统最主要的作用是能够有效地预防线路阻断或是全阻故障的发生, 通过实时监测可以发现光缆中可能出现的故障征兆, 并在其未形成严重故障前及时解决处理。系统可对光缆线路中某些缓慢变化的情况进行监测, 如光缆接头盒进水等, 这对于防止尚无防水防潮性能的接头盒发生故障是极其重要的。同时, 系统还可以缩小故障历时, 从而有效降低了经济损失。通过对光缆容易发生阻断的地点进行实时监测, 可以为抢修提供及时准确的信息, 这样不仅使光缆故障历时缩短, 而且还降低了各种难以预防的风险给光缆通信带来的损失。

2 光缆自动监测系统的设计与测试

2.1 光缆自动监测系统的设计

(1) 系统的总体结构框架。本系统是由监测中心、监测站以及通信网络三部分构成。通常情况下, 一个监测中心能够对个多监测站进行管理和控制, 以此来达到分散测量、集中管理的目的。监测中心与监测站之间主要是通过网络连接实现通信。这两个部分既相互关联, 又相对独立, 当通信中断时, 监测站能够按照预先配置的数据独立完成测试。其中每个部分所负责完成的功能均不相同, 各部分的具体功能如下: (1) 监测中心。这部分的主要功能是负责对本管区内的监测站进行管理; (2) 监测站。一般按照管区可将监测站分为市级和县级两类, 具体负责对网络中的光缆进行监测, 并对整个网络的运行状况实施监控, 可将告警及时传给监测中心; (3) 通信网络。即数据传输通道, 其主要作用是将中心与监测站之间进行连接, 借此来实现数据传输。

(2) 各部分的具体设计。 (1) 监测中心。该部分一般采用的是主备用方式, 主要由GIS服务器、控制器、路由器、网络适配器、集线器、显示器、MODEM、打印机以及一些相关软件等构成; (2) 监测站。该部分通常都是安装在传输机房中的机架内, 其具体负责对光缆进行远程自动监测, 主要由网络适配器、滤光器、路由器、程控光开关、MODEM、波分复用器和告警监测、控制、OTDR、电源等模块以及相关软件构成; (3) 通信网络。该部分能够实现中心与各站之间的数据交换, 从而达到远程管理的目的。本系统支持多种类型的通信线路。

(3) 系统软件结构。本系统软件的结构采用的是面向对象的设计, 并按照模块的方式构成, 其中各个模块均以独立的形式存在, 单个模块的升级或变更不会对其它模块造成影响。其具有性能控制、安全管理、备份以及容错等能力。根据软件的具体功能可将其分为以下三层: (1) 监测数据采集层。该层主要负责完成光缆光功率的实时采集和OTDR测试, 处理之后的数据信息通过通信网络回传给监测中心; (2) 数据处理层。主要负责实现各类数据的存储备份、分析处理、通信调度以及系统告警等功能; (3) 应用层。负责为用户提供操作及维护工具, 该层采用的是模块化结构, 其中主要应用了以下技术:GIS故障定位、实时监测、性能统计、曲线分析、对外接口以及告警等等。

(4) 软件特点。本系统采用的软件具有以下特点:便于维护、良好的开放性、模块修改方便简单、易于升级。

2.2 系统测试

(1) 软件测试。目前针对光缆自动检测系统软件的常用测试方法主要有以下两种: (1) 黑盒测试。该测试方法又被称之为数据驱动测试或功能测试。其最大的优点是无论系统采用的是何种软件程序, 它都是从客户的角度出发, 并按照产品所要实现的功能及预先设计好的规格等内容, 来检验产品是否符合用户要求。在具体测试的过程中, 测试者仅需要在软件程序的接口上进行测试即可, 它只检查程序功能是否与使用说明书中的有关规定相符。利用该方法进行测试能够发现如下问题:应具备的功能是否有遗漏或是不正确、各种性能是否与用户的要求相符、人机界面是否美观正确、接受到的输入数据是否正确、产出的输出信息结果是否准确等; (2) 白盒测试。又称逻辑驱动测试或是结构测试。该方法主要是从设计开发者的角度进行测试。具体是指已知产品的内部工作流程, 然后检测其内部动作是否与预定的工作要求相符, 这种方法所关心的是软件程序的使用, 而并不注重软件的功能。

(2) 性能测试。 (1) 点名测试。首先, 由监测中心发出指定的点名测试口令, 然后对数据传输的过程及其分析结果进行观察, 如果测试结果的回传率能够达到100%则表示合格; (2) 周期测试。可将每条光缆的测试周期设定为24h, 并进行10次反复测试, 如果在这一周期内, 测试回传率能够达到100%即为合格; (3) 故障告警测试。可采用人工测试法对故障告警进行测试, 具体做法为在监测系统的范围内, 选择一条备用的光缆, 通过人为弯曲的方式造成其衰耗增加, 如果系统能够及时准确发现故障, 则表示合格。

3 结语

总而言之, 随着光缆的覆盖范围越来越广, 其运行的安全性和可靠性也受到人们越来越多的关注, 为了进一步确保光缆的稳定运行, 光缆自动监测系统的建设已经势在必行。这不仅能够保障用户的正常使用, 而且还能够降低运行维护成本, 从而为企业带来巨大的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]郭平元.光缆自动监测系统在城域网设计中的初探[J].内蒙古科技与经济, 2009 (11) .

[2]李平.基于GIS的光缆自动监测系统探讨[C].中国电机工程学会电力通信专业委员会第七届学术会议论文集, 2008 (11) .

[3]孟嗣仪.电力系统光缆自动监测系统的设计及实现[J].北方交通大学学报, 2010 (2) .

光缆监测系统在通信传输中的实现 篇7

1 光缆监测系统简述

所谓光缆监测系统, 就是通过对光缆进行监测, 进而做出光缆运行是否正常的判断;当出现不正常情况时, 就会进行报警, 并进行相应的测试, 以准确定位故障发生点。随着现代信息技术和通信事业的发展, 光缆监测技术的水平和手段得到提高和完善, 已经由最初的肉眼监测发展到现今的监测结果更精确的电子化自动监测。所谓电子自动化监测是指运用自动化监测系统, 实施对光缆线路传输质量的监测。跟传统的肉眼监测相比, 电子自动化监测具有高效、准确的优点。

光缆监测系统实施的流程分为3个部分:信息采集、汇总与分析信息数据、评价与诊断设备的运行情况。 (1) 如果没有信息采集, 就不能进行光缆信息监测。信息采集是指获取信息, 让检测员了解监测对象处于什么样的状态。 (2) 如果对收集起来的数据不进行汇总和分析, 就失去了收集数据的作用, 无法揭示数据反映的现象, 无法揭示内在的规律, 监测很难实施。 (3) 评价与诊断设备运行的情况。因为监测是最基本的维护行为, 维护的最终目标是能够进行评价和诊断。

2 光缆监测系统的结构和功能

2.1 监测系统组成结构

光缆监测系统主要由监测中心、RTU远端检测站和操作终端3部分组成。其中, 远端监测站主要包括光时域反射仪OTDR、光功率监测OPM单元以及光开关OSW等硬件设备, 分为监控单元和测试单元, 前者主要负责对光缆信息进行监控, 后者主要是对光缆运行状态进行测试。处于光缆监测系统的控制中心地位的是监测中心站, 主要包括监测网管系统和服务器两部分, 主要作用是根据接收到的管功率监测单元的相关警报, 向光时域反射仪以及光开关发送测试及切换等相关命令, 并根据反馈回来的测试结果加以分析, 做出判断, 准确定位故障点。操作终端也就是监测客户端, 即用户对整个系统的操作终端, 包括PC终端以及相应软件两部分, 主要是为用户进行线路维护、查找故障点提供便利条件。

2.2 监测系统功能

(1) 多项测试功能。包括点名测试、定期测试、障碍告警测试。点名测试是指监测员选择和遥控远端监测站对某段光缆进行快速及时测试。定期测试是指远端监测站根据远程装置装的相关测试性能如测试参数、测试起始时刻和测试周期的设置要求, 对光缆线路中的光纤实施周期自动测试。当所监测的光缆线路发生故障时, 或分析过滤或接受的光功率比门限值要低或与所监测的光缆连接网管系统提供报警信号并判断出光缆线路出现障碍的时候, 监测员就要启动远端监控站来对光纤进行监测, 并对测试数据进行回传。

(2) 配置。配置系统中有设备的地址、名称和注释信息, 需要配置光纤线路的起始和方位;可以选用列表或图形来表示配置数据和对象的相关特征;具有检查功能以及对数据进行检索、查询和打印的功能。配置的一致性功能是指, 监测系统能检查本地和远端数据相应数据是否一致, 在此基础上会显示出相对应的信息。

(3) 光缆监测系统能够通过实时、远程和在线的方式对新增加的远端监控站设备进行监测。新增的RTU可以按照设定的周期传报需要监测的光缆的运行状况数据。如果被检测线路出现故障, 远端监控站能及时准确地报告故障发生的地点, 并及时传到监测中心。

(4) RTU。RTU负责管理监测站的TSC操作, GIS里的图形, 可以进行缩小、放大、漫游、整图和选择的操作。

3 光缆监测系统在信息传输中的监测方式

当前, 光缆网络在通信传输中的实现通过3种方式来完成:OTDR定位监测方式、监测光功率方式、OTDR定位监测与光功率监测相结合的方式。

(1) OTDR定位。可以通过在线监测和备纤监测。在线监测是监测业务纤。利用光波分开WDM, 然后将OTDR发出的光传到业务纤上。测试光的波长是传到业务纤没有使用的窗口上。如, 某根光纤上有1 450nm的窗口来传输业务纤数据, 它可以通过1 300nm的OTDR, 在发出端对WDM进行复用, 这样就使得这条光纤同一时间负荷两种光波, 这两种光波波长不一样, 到了接收端, WDM将会将这两种光波分开。备纤监测的原理是光尾纤从OSW引出, 接到ODF, 在此完成与备纤的连接。这种光缆监测系统只监测备纤, 这样系统的价格就比较低。

(2) 光功率监测是利用两个监测站进行的, 在这两个站中心设立独立的光源, 检测站内设置光功率的检测模式, 并设置报警门限。若光功率消耗超过了报警门限, 就会产生报警信号, 刺激启动测试, 进而确定故障信息。

(3) 两者结合。两者是指OTDR和光功率, 这样就可以利用二者的优点, 互补操作监测系统, 完成信息传输功能。

4 结论

光缆网络的快速发展速度使得现时的维护力量和人工水平难以适应, 这对传统的维护和抢修方式提出挑战。这就需要采用最新的科学技术对监测系统信息传输进行管理, 以动态的方式观察光纤的传输性能, 准确判断故障的地点和时间, 保障通信信息有效传输。

摘要：光缆是通信信息传输的主要通道, 本文对光缆监测系统的结构组成、功能、监测方式进行分析, 提出应在了解通信信息传输原理的基础上, 以动态的方式观察光缆监测系统的传输性能, 准确判断故障的地点和时间, 保障通信信息有效传输。

关键词：监测系统,通信传输,光纤

参考文献

[1]赵子岩, 刘建明, 等.电力通信网光缆监测系统的规划与设计[J].电网技术, 2007 (3) .

[2]李践实.光缆监测系统技术及应用研讨[J].铁路通信信号工程技术, 2007 (3) .

光缆监测系统 篇8

光纤在线监测系统是针对各种光缆继续实时的维护和检测的过程, 旨在通过利用现代的电子数字等信息技术就光缆运行当中的故障进行准确定位, 并能够短时间内排查故障实现正常运行的目的。同时该系统还可以对光缆的信息进行准确的测试、纪录、打印、查询及告警等多种操作, 为如何进行光缆事故的快速修复提供全面的数据参数支持。

二、光缆在线监测系统的组成以及应用原理

(一) 光缆在线监测系统的组成。

光缆在线监测系统由管理监控中心、光源站、监测站以及通信网络等四部分组成, 每个部分的构成不同而负责不同的功能。管理监测中心的主要职责是对各个管理辖区内的监测站进行全面监控, 各个检测站在接收到管理中心发出的指令后由服务器传达给相应的指定站点。光源站主要的目的是向监测站发送所需要的光。监测站是对被检测的纤芯进行实时监测和调控, 实现光缆监测的主要功能。最后通信网络的主要作用是为不同的监测站提供传输的通道, 方便监测站之间的信息沟通和及时处理故障。

(二) 光缆在线检测系统的应用原理。

光缆在线监测系统当中, OTDR是主要的应用原理。主要是考虑到光纤自身具有一定的缺陷特性, 加之光纤传输介质的不度的散射现象。值得注意的是, 这过程中假若光纤存在几何断面会引起菲涅尔确定性, 会导致光子在发生散射过程中光脉经由光纤芯传输时各点会发生不同程度的反射现象, 透过与光功率之间的正比关系来反映光纤各点的消耗大小。其中OTDR在具体的运行中会有相应的测试曲线, 通过与该实验参数曲线之间的对比可以推断出检测光缆的运行状态和品质状况, 达到对光缆实时监测和准确定位的目的。

三、光缆在线监测系统在油田通信中的应用分析

(一) OTDR的具体应用设计

1. 监测站。

在整个系统当中, 监测站处于核心的位置, 综合运用了硬件和软件方面的科学技术可以帮助更好地实现监测光缆的效果。在该系统中, 对线路的监测会被分成各种不同的情况进行检测保证检测结果的准确性。在油田的光缆监测当中监测站接收远端中心或者本地发出的命令, 包括大量的数据传输、参数处理等程序, 旨在通过数据反馈进行检测的控制。另外, 为确保检测的实时性和连贯性, 监测站设有定期测试的功能, 实现对于光缆线路状态的全程监测和控制。

2. 监控中心。

在该系统当中, MC运行系统软件主要是利用专网或电话网进行监测站的管理可以帮助完善油田的管理维护功能。另外, 监测中心的作用突出, 是联系系统和用户之间信息最直接的途径, 所以要求监测中心的软件功能要具有强大的界面。这就需要中心局服务器同地区局客户端相结合的应用设计来加强系统检测结果的实现。

(二) OTDR网管软件系统应用设计。

在油田当中, 网管系统主要是利用监控光纤线路来实现自动切换用以保护系统及光缆监测系统的网络管理软件, 主要是C/S架构模式的应用, 具有比较简洁的图形化操作界面, 因此在具体操作使用上快捷方便。该系统采用windows服务作为后台自治运行程序, 并且辅助以前台JAVA客户端, 在TCP/IP协议下完成通信。为了保险起见, 该系统在油田中的具体应用还具有数据备份方法和自动更新功能, 极大保证了数据的使用和安全。

结语

综上所述, 我国的通讯技术的应用和发展使得对光缆的需求大大增加, 本文便是阐述了光缆在线检测系统的功能以及光缆在线检测系统在油田通信当中的应用进行进一步分析。可以为我国油田通信的光缆线路故障的排除以及迅速恢复提供必要的理论支持和指导, 同时大大提高了油田通信专网的维护效率。

参考文献

[1]张增恺.光缆在线监测系统在油田专网的应用研究[D].西安科技大学, 2014.

[2]汪艳萍.光缆自动监测系统在油田通信中的应用[J].信息系统工程, 2011, 02:19-20.

[3]盛昀瑶, 吴红亚, 朱华, 邓亨建.光缆自动监测系统在油田通信中的应用[J].油气田地面工程, 2014, 09:67-68.

光缆监测系统 篇9

1光缆监测系统的定义

光缆监测系统指通过对光缆进行监测, 判断光缆是否正常运行的系统。如果光缆运行不正常, 光缆监测系统就会自动报警, 并通过相应的测试检测出故障发生的时间和地点。当前, 现代通信事业不断发展, 这使得光缆监测技术的水平得到了进一步的提高和完善, 传统的用肉眼监测的方式已经被彻底的淘汰了, 如今在被广泛应用的是电子化的自动监测设备, 它比传统的监测手段更加先进, 检测结果更加准确。

2光缆监测系统在通信传输中的设计

光缆监测系统的一般由四个部分组成, 即监测中心、监测站、光功率测试单元、光源。通过在远程监控站中进行光开关、光反射仪等的安装, 从而有效监测光源数据, 然后和光时域反射仪有效配合, 将信号传入监测中心, 通过监测中心的分析与判断, 最总实现对光缆的监测。

1.光缆监测系统的设计。光缆监测技术集计算机技术、通信技术、测量技术于一体, 通过运用这些技术对光缆的传输进行自动的实时监测, 并及时将监测到的信息反馈到信息中西进行信息处理。以此同时, 光缆监测系统不仅不干扰正常的通信传输, 而且能够实现远程监测、故障自动反馈、定期不定期监测、远程维护等许多功能。

2.光缆监测系统的功能。光缆监测系统不仅能够对系统中的设备的名称、地址、基础信息等进行有效的配置, 而且能够检索、浏览, 以及下载配置信息。与此同时, 光缆监测系统还能够对整个通信传输工程进行统一的检测。

3.对远程监测站进行实时、在线的监测。光缆监测系统的远程监控站要能够以配置好的周期的基础, 将实时监测的数据信息传送给监测中心。如果某段光缆线路出现了故障, 那么远程监测站可以准确的确定故障发生地点, 并且能够以最快的速度把监测到的信息上报, 使故障及时得到解决。

4.光缆监测系统的测试。光缆监测系统的测试功能分为点名测试、定期测试、故障警报测试, 以及备纤检测。点名测试指光缆监测系统的检测中心指定某一个多多个远程监测站进行测试;定期测试指的是光缆监测系统配置一个监测周期, 每一个远程监测站在固定的周期里都要对光缆线路进行必要的测试;故障警报测试指的是被监测的光缆线路一旦出现故障, 监测中心要马上通知远程监控站进行必要的测试, 及时汇总分析数据, 尽可能地一次性确认多个警报来源。备纤检测具体指远程监测站的各项相关波长的变化能够为被监测光缆线路的运行状况提供监测的有效依据。

5.远程监测站与监测中心互相访问。在光缆监测系统中, 监测中心可以随时访问每一个远程监测站, 而且任何远程监测站都有彼此访问的权利, 同时, 各个远程监测站也有访问监测中心的权利。远程监测站与远程监测张、远程监测站与检测中心都可以进行相互之间的访问, 当然, 这个访问是通过TCP/IP协议来实现的。

3光缆监测系统在通信传输中的实现

(一) 光缆监测系统的实施流程

光缆监测系统的实施流程分为三个阶段:信息采集;信息汇总与分析;评价诊断设备的运行状态。所谓信息采集是指通过信息的获取, 使检测员能够清晰地了解到通信的状况, 假如没有信息采集的过程, 那么光缆信息的监测就无从谈起。采集到的信息需要及时的进行汇总分析, 假如没有信息汇总与分析的环节, 那么信息收集的意义就失去了, 而且不能够有效揭示信息反应的现象与其内在的规律。监测是最基本的通信维护行为, 评价与诊断设备的运行情况, 并采取相应的营救措施才是通信维护的最终目的。

(二) 光缆监测系统在通信传输中的故障解决方案

1. 光功率在线监测。

光功率在线监测是一种新的监测方案, 其工作原理是利用分光器将光传输设备中的百分之三的工作光接入到预警单元中去, 然后监测这一部分的工作光, 实时掌握光纤的运行状态, 同时实时监控光缆线路传输质量的变化。如果某段光缆线路发生了断裂、破损, 这时工作光就会明显减弱, 紧接着系统则会接受到告警, 然后发出指令, 通过运用波分复用技术, 使得通信光源与测试光源同时传输, 此时的用来测试的波长应为一千六百二十五纳米。

2. 光功率备纤检测。

光功率备纤检测指的是通过光功率的告警模块实现对备用光纤的有效监测。这种监测方式的监测对象是备用光纤, 因此传输设备是不能够进行信号的传输的, 只要在1310纳米、1550纳米、1625纳米中任意选择一个长度的光源就可以了, 然后用这样光源发送光信号, 进而检测测试端的工作状况。如果有异常的情况发生, 光源信号同样是会减弱的, 光缆监测系统一样能够通过光信号的信息对故障发生地作出准确的判断。

3. 终端机告警监测。

终端机告警监测是指使用告警设备的界面来收集光缆的故障告警信息, 通过监测系统的分析, 将没有用的信息过滤掉, 然后对有用的信息进行分析汇总, 进而准确判断线路的故障。

(三) 光缆监测系统在通信传输中的利用价值

光缆监测系统的实现体现在通信传输的每一个阶段, 其中以交换网络处的监测系统为例, 该处实现了光缆监测系统的有效监测, 这个光缆线路的长度在八千米的范围之内, 因此只要使用一个远程观测站就可以了。该例子的远程监测站设置在机房里, 一共有12条需要被监测的线路与远程监测站相连接, 因此, 为了能够保留一定的富余, 开关使用的是16路。这个线路图为星型线路图, 这个线路图上的每一个远程站点都必须要设立独立的反射光源, 这样能够有效的为光功率的测试单位提高光信号。

在城市光缆监测系统的实施时, 要首次扩大光功率的监测规模, 要充分发挥OTDR的测试作用, 尽量能够使每一条光缆线路尽可能多的覆盖已经接受过光功率采集的光缆路由, 进而使整个光缆监测系统的投资降低, 并且使系统的监测设备的使用寿命得到延长。当前, 信息技术发展的速度非常快, 传统的人工监测已经无法满足现实社会的需要了, 先进的监测手段势必会受到社会各界的认可, 得到通信业的大力欢迎。笔者所在上海市信息管线公司即建设使用了光缆监测系统, 可迅速有效地监控全市各处的集约化信息管线资源使用情况, 为上海市集约化信息管线的专业化管理提供了可靠的技术保障, 同时也为网络建设、资产管理、维护抢修提供了有力的服务支持。在通信传输中, 采用先进的监测技术, 科学有效的进行光缆线路的监测, 及时报告故障, 准确判断故障发生地, 非常有力地提高了光缆线路的监测效率, 使故障处理的时间大大缩短, 为通信业的发展奠定了坚实的基础。

总结

光缆通信是我国的重点投资项目之一, 有效控制通信传输的故障不仅能够使系统的运行性能得到提高, 而且能够大量减少通信工程的成本。随着当前通信技术的发展, 现代光缆网络日益普及, 传统的网络维护方式受到了严峻的考验。为了使我们的维护力量适应现代通信业的发展, 必须积极采用最新的检测系统进行通信传输的管理, 精确判断通信故障的地点, 为通信传输提高强有力的保障。

参考文献

[1]李金洲.光缆监测系统在通信传输中的实现.科技与生活.2011 (19)

[2]李.光缆监测系统在通信传输中的设计与实现.数字技术与应用.2011 (7)

[3]邢素荣.光缆监测系统在通信传输中的应用.科海故事博览:科技探索.2011 (12)