基于分布式網(wǎng)絡的通信光纜在線監(jiān)測系統(tǒng)在烏溪江水電廠的應用

浙江華電烏溪江水力發(fā)電廠 劉艷英

基于分布式網(wǎng)絡的通信光纜在線監(jiān)測系統(tǒng)在烏溪江水電廠的應用

浙江華電烏溪江水力發(fā)電廠 劉艷英

傳統(tǒng)的光纜線路維護管理模式存在著故障查找難、排障時間長等問題，影響到通信網(wǎng)的正常工作，因此，在光纜發(fā)生故障時實時保護光纜線路，并實時監(jiān)測與管理、縮短光纜故障歷時顯得尤為重要。本文介紹了一套基于分布式網(wǎng)絡的通信光纜在線監(jiān)測系統(tǒng)及其在烏溪江水電廠的使用和運行情況，為通信光纜在線監(jiān)測系統(tǒng)在發(fā)電廠的應用提供了可以借鑒的范例。

通信光纜；在線監(jiān)測；GIS地圖；分布式網(wǎng)絡

0 前言

隨著光纜數(shù)量的增加、早期鋪設光纜的老化以及受外界不可抗力因素的損害，光纜線路的故障次數(shù)也在不斷增加。傳統(tǒng)的光纜線路維護管理模式的故障查找方法存在查障點不精確，排障時間長等問題，影響了通信網(wǎng)的正常工作。如何更加高效的對光纜進行保護和維護管理的問題就日益突出。因此，在光纜發(fā)生故障時實時保護光纜線路，并實時監(jiān)測與管理、動態(tài)地觀察光纜傳輸線路性能的裂化情況，及時發(fā)現(xiàn)和預報光纜隱患，以增強通信系統(tǒng)的可靠性，降低光纜阻斷的發(fā)生率，縮短光纜的故障歷時，保證服務質(zhì)量顯得尤為重要。

1 系統(tǒng)簡介

光纜自動監(jiān)測系統(tǒng)是一套針對光纖網(wǎng)絡管理和維護的智能系統(tǒng)，系統(tǒng)擁有強大資源管理功能并能與地圖緊密結(jié)合圖形化顯示。系統(tǒng)不僅可以對光纖網(wǎng)絡狀況實時監(jiān)測，而且利用資源管理系統(tǒng)能快速準確的提供光纖故障點的各種信息，大大縮短故障歷時。

光纜自動監(jiān)測系統(tǒng)包括有：光纜自動監(jiān)測管理中心FMC、遠端光纖測試單元RTU、集成測試單元CTU、測試單元TU。

2 總體方案設計

2.1 軟件架構(gòu)

系統(tǒng)可以對光纜的光功率進行監(jiān)控，判斷是否存在告警。當出現(xiàn)告警時，系統(tǒng)將對光纜進行測試，以獲取光纜的故障點所在位置通知用戶，提高光纜線路的可靠性，提高通信質(zhì)量和應急搶修質(zhì)量。光纜自動監(jiān)測系統(tǒng)也是智能電網(wǎng)通信管理系統(tǒng)的一個重要組成部分。軟件結(jié)構(gòu)分為應用表示層、業(yè)務功能層、平臺層、適配層、被管對象層等五個層。

2.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)提供多重監(jiān)測方式（地名測試、周期測試、光功率觸發(fā)測試），同時系統(tǒng)還可以根據(jù)客戶的需求，使用客戶網(wǎng)管系統(tǒng)觸發(fā)測試等。

系統(tǒng)內(nèi)置數(shù)據(jù)庫，可以長久保存告警數(shù)據(jù)以及生成報表，也可以根據(jù)客戶的需求，公開告警信息查詢的API,以方便的集成到客戶的大網(wǎng)管系統(tǒng)中；

系統(tǒng)內(nèi)置GIS功能，使用谷歌地圖包，可實現(xiàn)離線地圖的功能。

系統(tǒng)還提供光纜信息管理功能，配合精準的光纜定位數(shù)據(jù)，可以在告警的時候給出具體的地理位置，還能準確的顯示在離線地圖上。

2.3 監(jiān)測組網(wǎng)結(jié)構(gòu)

組網(wǎng)采用分布式結(jié)構(gòu)，最上層為一級監(jiān)測中心包括了監(jiān)測服務器和前置電腦，對全站設備進行實施監(jiān)控和分析第二層為區(qū)域監(jiān)測中心，負責對各個片區(qū)的光纜設備進行實時監(jiān)控和分析。最底層為遠端光纖切換設備及RTU，負責將不同接口采集的數(shù)據(jù)接入監(jiān)測系統(tǒng)，通過網(wǎng)絡傳輸給上層監(jiān)測中心。

2.4 系統(tǒng)功能

2.4.1 GIS地圖

系統(tǒng)具備以GIS地理信息為基礎的圖形化的通信網(wǎng)地理信息管理功能。并結(jié)合GIS地理信息系統(tǒng)，對光纜狀況能實行實時監(jiān)測。拓撲圖上可顯示設備、光纜在邏輯上和物理上的關系，并能實時展現(xiàn)告警狀態(tài)信息并定位在光纜段落上。

2.4.2 設備管理

系統(tǒng)提供完善資源管理的功能，為用戶提供芯線顏色、芯線用途說明、起點連接類型、起點機架編號、終點端口號、終點接頭和其他相關的資源管理功能。

系統(tǒng)具備自診斷功能，能反映系統(tǒng)自身運行情況，故障能及時告警。能夠監(jiān)視、查詢、診斷各級主機、網(wǎng)絡設備、采集設備及數(shù)據(jù)通道的工作狀態(tài)，可對設備參數(shù)進行遠程配置。

2.4.3 芯線測試功能

系統(tǒng)提供多種的測試功能和多樣的測試功能組合。用戶可根據(jù)不同的需要設置測試周期和測試參數(shù)，對光纜網(wǎng)絡進行全面的監(jiān)測分析。

系統(tǒng)提供芯線劣化分析、芯線事件分析、故障種類統(tǒng)計及故障原因統(tǒng)計等多種功能，使管理層人員提前了解光纜狀況，及早預防改善，提高光纜傳輸品質(zhì)。

2.4.4 網(wǎng)管功能

包括了實用的纜線管理，配合GIS地理信息系統(tǒng)，系統(tǒng)可提供給線路維修人員一個實用的管理查詢工具，提供對光纜、光交接箱、光分線盒、光接頭盒等設備信息的編輯查詢功能。

提供完整的即時故障告警方式，并可彈性配置，系統(tǒng)可在極短時間內(nèi)及時反映故障信息并第一時間通知相關維護人員。

3 光纜在線監(jiān)測系統(tǒng)在烏溪江電廠的應用情況

浙江華電烏溪江水力發(fā)電廠光纖在線監(jiān)測系統(tǒng)于2014年底投入運行。其中，衢州基地共安裝服務器一臺、光開關設備一臺、OTDR一臺、離線光功率采集單元一臺、合波器36芯；湖站共安裝光開關一臺、OTDR一臺、在線光功率采集單元一臺、合波器36芯；黃站安裝光源1臺、濾波器面板1個和濾波器22個；電力局安裝光源1臺、濾波器4個。

衢州基地作為網(wǎng)管檢測中心，布置服務器一臺，監(jiān)測2條主干光纜：黃站和電力局兩地安裝有光源各一臺，分別占用2根至基地方向的空芯發(fā)送光信號，同時，基地和烏溪江方向來的在線測試纖芯上裝有濾波器，用于過濾測試光。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

設備投運后具體運行情況記錄如下：

安裝于湖站的在線光功率采集單元上共有黃站、衢州基地、電力局和廿里四芯接入，實時讀取線路衰耗，根據(jù)衰耗判斷所在光纜狀況。當衰耗偏大（一般小于-30dB）或達到-70dB時觸發(fā)告警。

安裝于衢州基地的離線光功率采集單元上共有黃站和電力局兩個方向各2芯無業(yè)務光纖接入，接收光源發(fā)射的光信號，實時讀取衰耗，根據(jù)衰耗判斷所在光纜狀況。當衰耗偏大（一般小于-30dB）或達到-70dB時觸發(fā)告警。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

登錄服務器的管理界面，經(jīng)過配置可以實現(xiàn)周期測試功能。即每隔一定的時間間隔，對所有監(jiān)測對象依次測試衰耗，并和先前保存的正常數(shù)值對比，超過容錯范圍時觸發(fā)告警。

所有的告警均會在服務器的管理界面上顯示，顯示信息包含故障點距離監(jiān)測站的距離、衰耗值、測試光的波形等。若將光纜線路走向繪制在地圖上，還可顯示故障點的具體位置。

這套設備自2014年底投運至今日狀況良好，未出現(xiàn)故障。以下是經(jīng)過實際測試得到的部分線路情況。

（1）衢州基地（1框1排6口）至電力局（3框3排6口）在距離衢州基地約3576米處有2.0dB衰耗。此芯目前無業(yè)務。

（2）衢州基地（1框1排11口）至湖站（1框E排2口），途徑電力局、廿里鎮(zhèn)、湖南鎮(zhèn)。在距離衢州基地約13.5公里處有7dB衰耗、36公里處有1.5dB衰耗，合計衰耗為9.5dB。目前業(yè)務為湖站（E2）安保監(jiān)控。

4 結(jié)束語

隨著國家大力推進信息化建設，對信息傳輸通道的穩(wěn)定性提出越來越高的要求，光纜在線監(jiān)測系統(tǒng)作為新一代光纜告警監(jiān)測系統(tǒng)，它能在光纜運行過程中對光纖特性狀態(tài)進行監(jiān)測、對光纖故障及時告警并及時分析故障的原因，能精確定位故障點距離，提高快速搶修的時間。利用功能完善的光纜在線監(jiān)測系統(tǒng)，應用于發(fā)電廠光纜日常維護和管理，將大大提高設備的安全性和可靠性，節(jié)省維護和修理成本，產(chǎn)生可觀的效益。

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劉艷英（1964—），女，河北石家莊人，大學本科，工程師，研究方向：計算機信息通訊。