通信傳輸中光纜監測系統的應用研究

◆張增文

通信傳輸中光纜監測系統的應用研究

◆張增文

（山西聯通 山西 030000）

為了確保通信傳輸系統運行穩定性，必須完善光纜監測系統，以此滿足實際應用需求。光纜監測系統內部結構的監測方式、結構組成方式、功能環節控制等，都可以維護信息安全傳輸，滿足實際需求。通過應用動態化方式，能夠提升光纜監測系統的內部傳輸性能，以此維護通信信息系統的安全性。

通信傳輸；光纜監測系統；應用研究

在新世紀發展下，計算機技術、網絡通信技術日益完善，對社會生產與生活的影響非常大，離不開信息網絡的支持。尤其是應用到通信傳輸領域，可以加強通信業務和光纜傳輸網絡的關聯性。光纜通信技術成為常用的通信傳輸技術，在實際應用期間，會引發較多問題，主要表現在通信故障問題，會造成客戶不良影響。因此，將光纜監測系統應用到通信傳輸中，可以提升通信傳輸能力，維護網絡運行的正常化。

1 光纜監測系統概述

1.1 光纜檢測系統概念

光纜監測系統主要是應用特殊技術方式，對光纜進行監測，正確判斷光纜通信傳輸工作，維護其正常運行。光纜監測系統屬于實時監測系統，能夠對光纜傳輸進行識別，當監測到異常情況時，監測系統可以發出警報，利用測試異常點傳輸方式，對故障位置進行準確定位。技術人員按照系統提供信息，做出科學反饋與修復處理。相比于傳統人工監測方式，電子自動監測系統的精度與準確度較高，可以提升監測效率，維護通信光纜線路運行的正常化。在傳輸通信數據時，光纜檢測系統劃分為三個步驟，首先是收集信息，其次是分類和分析數據，最后為判斷和分析數據，全面維護傳輸質量。監測人員只需分析收集數據信息，就能夠開展正常監測工作。合理分析數據，能夠確保設備運行的高效性，以此加強通信傳輸質量。因此光纜監測設備的主要作用在于評估和診斷設備。

1.2 光纜監測系統結構與基本流程

現階段，我國比較支持和關注通信技術，明顯優化和改進了光纜系統監測結構，有助于提升通信傳輸性能。為了全面提升光纜監測系統運行效率，運營商應當持續優化光纜系統結構。當前，光纜監測系統組成包括操作終端、遠方數據終端遠程監測站、監測中心。其中，監測中心屬于光纜監測系統核心，可以利用監測網絡管理系統、服務器實現監測運行。監測中心按照通信電源監測單元的指示，做好相關終端操作，全面確保通信系統處于正常運行狀態，維護通信與傳輸操作效果。

光纜監測系統的實施流程如下：第一，采集光纜監測信息：利用光纜傳輸中布設的檢測站點，獲得監測信息，實時采集光纜狀態數據與信息。第二，分析和處理光纜監測信息：評判、分析和處理數據信息，以此分析和處理數據信息，能夠評判光纜實施狀態。第三，評判光纜設備運行狀態：通過監測信息綜合匯總，準確診斷光纜和光纜傳輸設備，給出總體運行狀態。

2 光纜監測系統設計與實現

2.1 光纜監測系統設計

利用光纜傳輸光信號，會出現如下變化：第一，光信號強度會衰減。第二，光信號脈沖波動會出現展寬現象。針對光信號變化，應當應用專業光電檢測器，確保電信號和光信號的隨意轉換。專業光電檢測器必須具備靈敏響應；可靠性、經濟性、靈敏度高；低噪聲特點。值得一提的是，光電探測器的光敏面，應當和光纖芯徑相適配。在光纜傳感通信中，應用最廣泛的光電探測器為光電二極管，該類探測器可以應用到短距離、小容量的光纜通信系統中。

在實際應用中，可以將光電二極管作為電流源，當光電二極管負載阻抗為零時，可以展現出優質的輸出特性。光電二極管只可以檢測到微弱光電流信號，還會受到外部噪聲影響。因此需要關閉輸出端的低噪聲前置放大器，這樣可以放大光電二極管光信號，以此輸出信號；同時可以確保電路與光電二極管的阻抗匹配。應用前置放大器，必須具備低音、高效特點，持續提供低輸出阻抗，確保信號帶寬足夠，負載能力滿足要求，具備較強的線性能力與抗干擾能力。

對于濾波器電路的工作頻帶來說，可以將濾波器電阻劃分為全通、高通、低通、帶阻與帶通。放大因子和無源濾波器電路截止頻率與負載間存在正向關系，如果應用無限濾波器電路，則無法滿足信號處理條件與要求。所以，通常應用有源濾波器電路代替。此次研究應用有源二階低通濾波器電路。如圖1所示：

圖1 有源二階低通濾波器電路

2.2 光纜監測系統中的監測手段

第一，定期監測：定期測試是按照不同用戶需求，根據時間周期不同做好設置。利用不同光纜纖芯設置，以此開展獨立測試。利用遠程終端裝置，可以獲得實時曲線。當某一參數超過之前設置的允許范圍，就會發出報警信息。利用設置定期測試，能夠長時間跟蹤光纜運行質量，及時發現潛在問題，維護光纜運行安全與穩定。

第二，點名測試。點名測試是按照用戶需求，人為對光纜指標進行測試，利用手動設置量程參數、優化模式、后向散射系數、脈寬，實時監測和分析整個光纜通信線路。

第三，障礙告警測試：在獲得前端傳回報警信息后，遠程終端裝置可以查詢報警故障點代碼，和光纜庫表中信息進行比較，對故障位置進行判斷。在障礙告警測試中，設置不同優先級別，可以對報警信息進行報警。

第四，模擬告警測試：遠程終端裝置中，具備可靠運行確認功能。設計目的主要是利用人為手動發出告警指令，確保光纜監測系統內的模塊發出報警信息，確保測試報警模塊的正常運行。

2.3 實現應用光纜監測系統

建設監測平臺系統時，有效信噪比（SNR）映射公式如下：

在（1）公式中，β表示尺度因子。可以利用多個鏈路仿真優化結果，獲得尺度因子。數值大小與載波調制編碼類型有關。

表1為尺度因子和特定調制、編碼方式的對應關系。當子載波應用正交相移鍵控、160QAM進行編碼時，就可以計算出尺度因子。

表1 尺度因子和特定調制、編碼方式的對應關系

3 光纜監測系統的應用

3.1 光功率在線監測

光功率在線監測屬于新型通信傳輸光纜監測技術，監測原理在于利用光譜儀，將光傳輸設備的工作光輸送至預警單元，之后對該部分工作光進行監測，全面監測光纜通信運行狀態、光纜傳輸質量。當光纜線路某一部分出現破壞問題，可以及時斷開工作光信號，從而發出警告。系統接收到警告后可以發出命令，通信光源、測試光源利用波分服用方式，能夠確保光源傳輸的有效性。

3.2 光功率設備備纖監測

設備備纖監測是利用光功率設備中的報警程序，實時監測備用光纖。該類監測設備多應用于備用光纖監測中，因此傳輸設備無法傳遍和傳輸光信號。在120nm、1360nm、1750nm范圍內，選擇帶寬光源，利用該光源發射光信號，之后對測試端工作狀態進行監測。當測試端發生故障，會減弱光源信號。因此電纜監測系統能夠按照光信號強弱，準確識別故障發生位置，同時做好修復處理。例如，1750nm窗口傳輸業務數據光纖，利用1360nm的光時域反射儀終端，多次使用波分復用系統，確保通過一條光纖傳輸出兩種光波。由于兩種光的波長不同，因此接收端波分復用系統可以將兩種光的光尾纖從OSW中分離出來，以此完成光纖連接的光纖配線架，對制備光纖進行測試，減少資金投入。

3.3 終端機報警監測

終端報警監測系統，按照報警設備接口，可以對光纜故障報警信息進行收集和整理，利用監測系統，實時分析系統故障，將無用信息篩選剔除掉，分析和總結有效信息，對故障原因?位置進行判斷看，做好修復處理。

4 光纜檢測系統在通信傳輸中的應用價值

在通信傳輸中應用光纜監測系統的價值很高，可以體現到通信傳輸過程中，基于交換網絡監測系統來說，在交換網絡位置，可以有效監測光纜通信傳輸。只需遠程觀測站，就可以實時監測長光纜線路，明顯減少檢測成本。在機房內設置遠程監測站，可以和數十條待監測光纜線路連接在一起，在遠程點設置獨立反射光源，可以為光功率的測試單元提供光信號傳輸量。在實施光纜監測系統時，應當全面擴大光功率監測范圍，以此發揮出光時域反射儀的測試效果，確保光纜線路可以覆蓋采集光功率的路由器，全面降低光纜監測成本，延長監測設備的運行時間。將現代化監測技術應用到通信傳輸中，可以及時判斷和修復故障問題，全面提升通信維修效率，全面促進通信行業發展。

5 結語

綜上所述，在通信傳輸中，光纜檢測系統的應用關注度不斷提升，開始廣泛應用到通信領域中。光纜通信質量對傳輸質量的影響非常大，所以優化光纜檢測系統，有助于提升光纜檢測系統應用水平，為通信傳輸與網絡技術提供優質服務。本文通過介紹光纜監測系統內容，分析系統基礎結構、設計與實現。通過結果顯示，光纜線路檢測能夠及時報警故障，還可以準確定位，全面提升檢測效率，還可以降低故障不良影響，值得推廣應用。

[1]張博凡，劉瑞增，許偉軍，施禹.基于NB-IOT的配網通信光纜監測系統研究與設計[J].電力信息與通信技術，2020，18（09）：70-76.

[2]劉楚群，鄒曉明，張璐娟，葉明武，黃青平. 基于地理信息系統的光纜監測系統在河源電網中的應用[C]. 中國電機工程學會電力通信專業委員會.電力通信技術研究及應用.中國電機工程學會電力通信專業委員會：人民郵電出版社電信科學編輯部，2019：185-188.

[3]張煥域，林密，陳明，洪杰.三維圖形技術在電網通信光纜監測系統中的應用[J].自動化與儀器儀表，2018，25（10）：203-205 +210.