南水北調中線自動化調度系統光纜的監測及其維護

摘要：本文介紹了南水北調中線自動化調度系統光纜監測系統的特點及監測方式，對光纜監測系統的調測過程及方法做了說明。并介紹了光纜監測系統及后期運維管理的重要性。

關鍵詞：光纜監測；RTU ；系統管理

中圖分類號：TP14 文獻標識碼：A

一、光纜監測概述

南水北調中線工程的干線光纜全長1431.945km，分布地域廣，光纜監測和維護工作繁重，其承載業務重要。光傳輸系統雖然也具備網絡管理和維護機能，但卻無法支持對光纜（光纖）特性與品質的監控，在告警方面也只能提示有告警發生，而無法精確定位出光纜（光纖）故障點。為了第一時間發現故障，快速準確的定位故障點，減少光纜中斷造成的損失，需建設一套光纜自動監測系統實時掌握光纜（光纖）狀況。

光纜自動監測系統能夠將光纜監測、告警、故障分析、定位、故障管理有機結合在一起，為光纜（光纖）的安全高效運行提供保障。南水北調中線自動化調度系統選用西安雷迪維護系統設備有限公司的OTS-II光纜自動監測系統，整個系統結構緊湊、可靠性高，為系統穩定、長期的運行提供根本的保證。系統監測設備采用32位嵌入式處理器和嵌入式操作系統，系統軟件能夠實現對光纜相關資源信息的查詢和管理等功能。通過該光纜自動監測系統，能夠及時發現光纖網絡的故障，有效地預防和減少光纖網絡隱患和障礙，確保光纖物理網絡優質、高效、安全、穩定的運行。

二、光纜監測方式

南水北調中線自動化調度系統光纜監測選擇采用實時備纖監測方式對全線光纜全部路由進行監測，即1芯備纖光功率實時監測和1芯備纖OTDR輪巡掃描監測方式對全線光纜7×24小時實時監測。

（一）光功率實時監測

監測站中的光功率監測模塊實時監測光纖收到的光功率值。如光功率值異常，例如光功率值下降超過告警門限，甚至無光信號，則確認纖芯有故障。監測站首先根據預先設定好的門限參數，判定光功率告警級別。其次通過網絡將光功率告警信息上報給服務器，同時自動控制光開關和OTDR模塊進行動作，對相應的光路進行測試。服務器收到監測站送來的光功率告警后，將告警信息錄入數據庫，同時根據告警級別的設定和管理人員的設定，發送告警短信給相應管理人員。

（二）OTDR輪詢掃描監測方式

監測站在周期測試時，會自動控制光開關和OTDR模塊進行動作，對相應的光路進行測試。首先將光開關切換到相應的端口位置，隨后控制OTDR使用預先設置好的測試參數，對該光纖進行測試。測試完成后，監測站將數據上傳給服務器。服務器將收到的監測站上報的數據存入數據庫。并根據預先設定好的曲線，對當前測試的曲線進行對比分析。如果出現異常，則服務器將進行線路報警，判定故障點位置和故障級別。

三、光纜監測系統總體介紹

南水北調中線光纜監測系統由監測總中心、備用監測總中心、監測分中心、遠程監測站、監測終端組成。網管分級管理，總中心具有最高權限。

監測總中心：監測總中心包括服務器、客戶端、打印機及相應的服務器軟件等組成。服務器軟件包括數據庫（含GIS平臺接口）、后臺控制程序服務器、監測中心客戶端。

備用監測總中心：和監測總中心配置相同。

監測分中心采用和總監測中心相同的配置，包括服務器、客戶端、打印機及相應的軟件。

遠程監測站（RTU）：遠程監測站是系統測試的核心設備，設備包括控制模塊、OTDR模塊、光開關模塊、光功率檢測模塊和電源等模塊。

客戶端：可以與總監測中心或監測分中心實現連接。通過網管系統配置管理區域，監測和管理相應范圍內的監測站設備和光纜。

便攜客戶端：通過通信網絡（LAN、WAN、PSTN等）與系統相連，即可根據權限對系統進行監測。

四、光纜監測系統調測方法及技術措施

（一） RTU遠程監測站測試

RTU遠程監測站的不同模塊測試方法如下：

1、PWU電源盤的測試

（1）測試所有電源和地之間均不短路。

（2）接入48V電源到1U背板的電源輸入端，電源板插到小背板的槽位上。 此時POWER燈和48V指示燈綠色亮。

（3）上電，用萬用表測試12V與GND之間電壓，調節電位器使12V為12.50V。此時面板12V指示燈綠色亮。

（4）測試-5V與GND之間的電壓應為-5V。面板-5V指示燈綠色亮。

（5）測試5V與GND之間的電壓，調節電位器使5V為5.40V。此時面板+5V指示燈綠色亮。

（6）測試靠近面板的5V測試點電壓應為5V。

2、OTDR的板卡測試

（1）將OTDR插入遠程監測站（RTU）機箱的第8槽位，MCU插入PWU插入遠程監測站（RTU）機箱的第9槽位，PWU插到機箱最右側2個槽位，接入48V電源，打開電源開關。OTDR指示燈綠色閃爍，表示系統正常啟動。

（2）用以太網線連接測試PC機網口和MCU的ETH口，設置測試PC機的IP地址與MCU的IP地址的網段一致。

（3）在DOS下（開始-運行-cmd）輸入telnet xxx.xxx.xxx.xxx回車，進入遠程監測站（RTU）提示符的系統下。

（4）輸入showslot命令，查看OTDR的序列號，槽位號，生產日期，版本等信息均應和實際板卡信息一致。

（5）用50公里盤纖和OTDR相連接。

（6）在telnet界面中，輸入otdrtest命令，測試量程為64公里，脈寬1000ns。啟動OTDR本地測試。

1）在網管界面中，查看遠程監測站（RTU）上報曲線，曲線長度為50公里。

（二）系統調測

根據光纜自動監測系統組網需要調通光纖通路，并對調通的光通路進行測試。調測的主要工作流程如下：

1、進一步技術澄清，細化工程方案、設備、工程、技術服務內容根據現場情況做出相應修改。現場勘察，確定安裝具體位置，合理準備設備配線，收集光纜基礎資料，確定設備安裝位置。

2、安裝機柜、設備，完成單機測試，測量光纜基礎數據，采集光纜資源信息，地理性息采集、光纖指標數據。

3、組建系統網絡，配置各級服務器、數據庫、軟件及終端。

4、錄入光纜資源資料，配置軟件。

5、系統運行調試。

6、系統驗收，工程總結。

7、培訓并交付使用。

五、結語

綜上所述，在南水北調中線自動化調度系統光纜的維護和管理中，光纜自動監測系統起到了非常重要的作用。在后期的運維管理中，只有從主觀上重視，加強管理，做到管理專業化、制度化，設備技術先進化，才能保證光纜系統的安全生產運行，確保通信暢通。

參考文獻：

[1]高宇，井書光.南水北調中線自動化調度系統招標的風險管理[J].南水北調與水利科技.2014，（12）