光纜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其在光通信系統(tǒng)的應(yīng)用

龐立永

摘 要：光纜在應(yīng)用上相比普通的電纜有著明顯的優(yōu)勢(shì)，然而在使用過(guò)程中也常常會(huì)出現(xiàn)一系列的故障，這樣就需要及時(shí)地對(duì)光纜的運(yùn)行狀況進(jìn)行有效的檢測(cè)，從而找出故障發(fā)生的原因以便及時(shí)地進(jìn)行修復(fù)，因此光纜的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)也有著非常重要的作用。文章主要介紹了光纜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以及在光通信系統(tǒng)中的具體應(yīng)用，以供參考。

關(guān)鍵詞：光纜監(jiān)測(cè)；光纜維護(hù)；光纜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用

光纜通信系統(tǒng)在使用過(guò)程中不僅有著損耗低、易鋪設(shè)等特點(diǎn)，同時(shí)其容量和保密性也有著明顯的優(yōu)勢(shì)，因此目前很多的通信網(wǎng)絡(luò)中都采用了光纜系統(tǒng)作為通信手段，并且在應(yīng)用過(guò)程中也表現(xiàn)出來(lái)非常好的效果。然而光纜通信系統(tǒng)在長(zhǎng)期使用過(guò)程中也容易出現(xiàn)一系列的故障，特別是隨著使用年限的增長(zhǎng)，故障發(fā)生的幾率也就會(huì)大大增加，因此還需要對(duì)光纜進(jìn)行有效的檢測(cè)。光纜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是保證光纜線路穩(wěn)定運(yùn)行的重要手段，通過(guò)光纜在線監(jiān)測(cè)能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)故障并且有效的展開相應(yīng)的措施來(lái)加以補(bǔ)救。

1 光纜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)簡(jiǎn)介

光纜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是隨著光纜系統(tǒng)的不斷發(fā)展而產(chǎn)生的，由于光纜在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)故障是不可避免的，這樣就要求我們必須要掌握光纜故障的詳細(xì)信息，進(jìn)而針對(duì)性地采取措施來(lái)加以預(yù)防和控制，而光纜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展也是為光纜系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供了可靠的基礎(chǔ)保障。目前，光纜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)也包含了多種不同的類型，并且針對(duì)不同地段的光纜系統(tǒng)也有著不同的作用效果，但從整體來(lái)看，光纜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要作用是對(duì)光纜系統(tǒng)的檢測(cè)和管理，并且在對(duì)光纜故障的定位上也有著直接的保障，通過(guò)光纜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的使用能夠更好的實(shí)現(xiàn)故障的定位和排查。而光纜在無(wú)故障的情況下，工作人員也可以及時(shí)的掌握光纜的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息。

2 系統(tǒng)原理與組成

2.1 在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成

光纜的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中包括了多種組成部分，其中由于光纖的獨(dú)特性質(zhì)在使用過(guò)程中經(jīng)過(guò)信號(hào)的傳輸，其中的光子會(huì)出現(xiàn)散射的現(xiàn)象，并且光脈沖經(jīng)過(guò)光纖進(jìn)行傳輸時(shí)還會(huì)在光纖的軸上發(fā)射光散射，這種現(xiàn)象的存在也是由于光纖本身的獨(dú)特性質(zhì)決定的。如果光纖中出現(xiàn)幾何斷面，那么在強(qiáng)弱通過(guò)光功率成正比時(shí)，光纖中的信號(hào)衰減就會(huì)加強(qiáng)，這樣也會(huì)影響光纖的傳輸質(zhì)量。而在使用監(jiān)測(cè)系統(tǒng)時(shí)，還要對(duì)光纖的OTDR測(cè)試曲線與測(cè)試參數(shù)的參考曲線進(jìn)行比較，這樣就會(huì)推斷出被檢測(cè)光纖的具體參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)，從而更好地掌握定位以及具體的信息參數(shù)。

光纜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)介紹是一個(gè)基于WEB方式的分布式光纜在線監(jiān)控系統(tǒng)，它由監(jiān)測(cè)站（RTU子站）和管理中心（主站）構(gòu)成。系統(tǒng)的組網(wǎng)方式靈活多樣，既可以運(yùn)行在數(shù)據(jù)網(wǎng)上，又可以運(yùn)行在電話網(wǎng)上，同時(shí)還可以運(yùn)行在INTERNET網(wǎng)上。系統(tǒng)中采用了計(jì)算機(jī)通用語(yǔ)言作為開發(fā)語(yǔ)言并且在系統(tǒng)大小不確定的情況下，可以通過(guò)不同的配置方式來(lái)對(duì)操作系統(tǒng)進(jìn)行內(nèi)容的編寫，同時(shí)在客戶端的利用上也要保證與瀏覽器的UI相同，這樣既能提高美觀度，又能夠便于操作，工作人員也只需要進(jìn)行日常的維護(hù)即可。

監(jiān)測(cè)中心（主站）構(gòu)成：

硬件： 服務(wù)器、客戶終端計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備、打印輸出設(shè)備等。

系統(tǒng)軟件中包括了操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)以及各種軟件的集合，其中操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)的種類也沒(méi)有限制，而在在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，告警功能的實(shí)現(xiàn)需要通過(guò)告警模塊對(duì)系統(tǒng)各項(xiàng)信息的處理來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)光纜不同單元以及相關(guān)設(shè)備的檢測(cè)，這樣在發(fā)生光纜運(yùn)行故障時(shí)就可以及時(shí)地發(fā)現(xiàn)并且通過(guò)對(duì)話窗口來(lái)對(duì)故障進(jìn)行確認(rèn)、處理以及查詢分析等，因此從這部分內(nèi)容中也可以看出，告警模塊在整個(gè)系統(tǒng)中也占據(jù)著非常重要的位置。

同時(shí)，系統(tǒng)的維護(hù)管理也是在線監(jiān)測(cè)中的重要部分，首先要建立起系統(tǒng)運(yùn)行的鏡頭數(shù)據(jù)，從而及時(shí)掌握系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中的各項(xiàng)信息。其次還要對(duì)光纜線路中的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)對(duì)光纜信息的檢測(cè)來(lái)設(shè)定檢測(cè)的具體目標(biāo)以及具體的門限。另外，在數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)信息也需要利用在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析來(lái)對(duì)其進(jìn)行處理，其中包括了光纜當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)以及運(yùn)行趨勢(shì)等，并且制作出變化曲線來(lái)供工作人員參考。特別要注意的是在維修維護(hù)的過(guò)程中，相關(guān)人員也要重視對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)信息的整理，再?gòu)闹刑岢鲇杏玫馁Y源信息來(lái)作為參考，這樣就可以最大限度地保障光纜的正常運(yùn)行，一旦發(fā)生故障也可以及時(shí)地對(duì)其進(jìn)行處理操作。

數(shù)據(jù)通信模塊負(fù)責(zé)中心站和RTU之間的實(shí)時(shí)通信，完成測(cè)試命令的下發(fā)及光纜監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的上報(bào)。

數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器提供被監(jiān)測(cè)的有光纜線路的數(shù)據(jù)和資料的存儲(chǔ)及管理，便于系統(tǒng)提供查詢、統(tǒng)計(jì)、分類、修改、刪除等服務(wù)。本系統(tǒng)采用oracle數(shù)據(jù)庫(kù)，監(jiān)測(cè)中心及每個(gè)RTU將建立各自的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。

測(cè)試的方式可以包括點(diǎn)名測(cè)試、障礙測(cè)試、周期測(cè)試；用戶可以通過(guò)INTERNET遠(yuǎn)程登錄到中心站的WEB服務(wù)器上，隨時(shí)了解光纜網(wǎng)絡(luò)的工作情況。

監(jiān)測(cè)站構(gòu)成：由RTU（工控機(jī)及OTDR、程控光開關(guān)通信接口）單元、光功率監(jiān)測(cè)單元、多功能輔助機(jī)框（安裝WDM、FILTER、激光源）及機(jī)架組成。監(jiān)測(cè)站與中心站構(gòu)成兩級(jí)系統(tǒng)，是系統(tǒng)信息交互的主體。監(jiān)測(cè)站有兩部分功能：其一，實(shí)時(shí)收集各光纜線路的監(jiān)測(cè)單元（OTDR測(cè)試、收端光功率監(jiān)測(cè)）的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)（包括光功率監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、光纖測(cè)試數(shù)據(jù)），形成標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)格式后，通過(guò)可能的傳輸方式將其傳遞給中心站的數(shù)據(jù)采集接收模塊；其二，執(zhí)行中心站下發(fā)的命令動(dòng)作（周期測(cè)試、點(diǎn)名測(cè)試等），按相關(guān)規(guī)定完成定制的測(cè)試。

光功率監(jiān)測(cè)單元：通過(guò)對(duì)被監(jiān)測(cè)光纖光功率信號(hào)的采集和處理，完成對(duì)光纜線路的光功率的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。通過(guò)RS232等數(shù)據(jù)通信接口與RTU或中心站相連，將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)上送到RTU或中心站，RTU或中心站對(duì)超出閾值的光路啟動(dòng)OTDR通過(guò)光開關(guān)進(jìn)行定位測(cè)試、確定故障信息。

2.2 系統(tǒng)的功能

光纜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由監(jiān)測(cè)中心、監(jiān)測(cè)站、光源站和通信網(wǎng)絡(luò)四部分組成，各部分完成不同的功能[2]。

監(jiān)測(cè)中心站主要負(fù)責(zé)管理管區(qū)內(nèi)的監(jiān)測(cè)站，各監(jiān)測(cè)站的管理控制指令通過(guò)服務(wù)器下發(fā)至相應(yīng)的站點(diǎn)。監(jiān)測(cè)站對(duì)被監(jiān)測(cè)纖芯進(jìn)行監(jiān)測(cè)，完成監(jiān)測(cè)光纜的功能，并將告警及時(shí)上報(bào)監(jiān)測(cè)中心。

3 系統(tǒng)功能特點(diǎn)

系統(tǒng)具有以下的主要特點(diǎn)：（1）在對(duì)光纜進(jìn)行監(jiān)控的過(guò)程中，監(jiān)控模塊可以對(duì)多條不同的光纜進(jìn)行監(jiān)控，并且監(jiān)控的效果也與單一的監(jiān)控一條光纜相同，這樣就可以更好的降低光纜在線監(jiān)控所投入的成本。（2）光纜監(jiān)控過(guò)程中如果發(fā)現(xiàn)故障的存在，那么就會(huì)及時(shí)發(fā)現(xiàn)的故障信息，進(jìn)而發(fā)送到控制中心，以便操作人員能夠及時(shí)的進(jìn)行維護(hù)。（3）系統(tǒng)告警信息可通過(guò)短信及時(shí)告知值班人員，方便光纜及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的維護(hù)。

4 系統(tǒng)的應(yīng)用

光骨干通信網(wǎng)為省際之間的通信光網(wǎng)絡(luò)和省內(nèi)重要干線網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)某省的實(shí)際情況，將其骨干網(wǎng)設(shè)計(jì)成星狀帶鏈狀的結(jié)構(gòu)，所有的監(jiān)測(cè)站點(diǎn)均與光源站和監(jiān)測(cè)中心站相連，監(jiān)測(cè)中心站通關(guān)網(wǎng)管監(jiān)測(cè)光纜信息。

5 結(jié)束語(yǔ)

光纜實(shí)時(shí)檢測(cè)是保障光纜穩(wěn)定運(yùn)行的重要措施，因此光纜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用對(duì)于提高光纜運(yùn)行的穩(wěn)定性也有著非常重要的意義，目前，隨著光纜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的不斷成熟，對(duì)于光纜故障的定位也更加清楚可靠，同時(shí)也是光纜穩(wěn)定運(yùn)行的前提和保障。

參考文獻(xiàn)

[1]肖成楷.電力系統(tǒng)中光纜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的分析[J].建材發(fā)展導(dǎo)向，2010（12）.

[2]王建玲.大慶油田電力通信網(wǎng)光纜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D].吉林大學(xué)，2008.

[3]FOW光纜自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)產(chǎn)品手冊(cè)[M].山東光科光纖通信技術(shù)研發(fā)中心，2012.