光纜監(jiān)測系統(tǒng)在電力通信網(wǎng)中的應用

高麗媛，趙丹陽

（1.國網(wǎng)天津市電力公司東麗供電分公司，天津 301900；2.國網(wǎng)天津市電力公司薊州供電分公司，天津 301900）

0 引 言

光纜傳輸設備的實踐作用體現(xiàn)在準確傳輸電力網(wǎng)絡的實時信號數(shù)據(jù)，據(jù)此實現(xiàn)全面支撐電力通信網(wǎng)絡正常穩(wěn)定運行的目標。當前時期的電力通信網(wǎng)絡主要承擔監(jiān)控圖像采集、自動化電力通道安全監(jiān)測、調(diào)度電話傳輸?shù)葘嵺`功能，各項功能的落實必須要建立在光纜監(jiān)測的基礎上。光纜介質(zhì)的信息傳輸密度較大，光纜傳輸系統(tǒng)具有容量大與安全性高的優(yōu)勢，因此電力網(wǎng)絡中的光纜監(jiān)測系統(tǒng)能夠發(fā)揮顯著的作用。

1 光纜監(jiān)測系統(tǒng)的基本技術(shù)原理

光纜監(jiān)測系統(tǒng)的基本原理體現(xiàn)在采取智能監(jiān)測的設備儀器來實現(xiàn)全面的光纜安全運行故障排查，確保采取提前預警的防范監(jiān)管措施，維護光纜電力傳輸設備的信號穩(wěn)定發(fā)送。現(xiàn)階段的光纜監(jiān)測系統(tǒng)不僅需要具備實時監(jiān)測光纜故障風險的使用價值，還要具備精準定位光纜現(xiàn)有故障的作用，縮短搶修電力光纜的時長[1]。因此，從根本上來講，光纜監(jiān)測系統(tǒng)的技術(shù)實現(xiàn)思路集中體現(xiàn)在告警預測信息的準確發(fā)送，以及光纜電力設備現(xiàn)有故障的精準定位與解決。近年來，光纜監(jiān)測系統(tǒng)能夠保證實現(xiàn)更加準確的信息定位與可靠的數(shù)據(jù)傳輸。

光纜故障的檢測中心和光功率的自動監(jiān)測單元都屬于光纜監(jiān)測系統(tǒng)中的核心組成部分，光功率的智能監(jiān)測單元能夠敏銳捕捉光纜設備的實時異常狀況，并且將存在異常的光纜告警信號發(fā)送至系統(tǒng)監(jiān)控中心[2]。在此基礎上，光纜系統(tǒng)監(jiān)控中心的具體負責人員就能夠結(jié)合光纜監(jiān)測的自動告警信號來進行光纜故障部位的準確識別，通過實施自動化的故障排查工作來定位現(xiàn)有的光纜使用故障。網(wǎng)絡監(jiān)控的終端系統(tǒng)應能全面存儲光纜監(jiān)測的信息數(shù)據(jù)，通過判斷監(jiān)測曲線的現(xiàn)有異常波形來識別光纜故障，切實節(jié)約遠程智能化的光纜運維工作資源。

2 光纜監(jiān)測系統(tǒng)的組成架構(gòu)體系

2.1 通信網(wǎng)絡系統(tǒng)

通信網(wǎng)絡的重要使用價值就是全面負責實施數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換與通信傳輸，光纜監(jiān)測專用的通信網(wǎng)絡必須要保證體現(xiàn)良好的精準性與時效性。構(gòu)建光纜自動通信網(wǎng)絡時，應當集中于通信信號的安全穩(wěn)定性能改善。對于自動化網(wǎng)絡監(jiān)測站點的傳輸信號應當防止頻繁的中斷[3]。通信網(wǎng)絡系統(tǒng)的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)層次是應用層，主要采取智能化的人機對話模式，構(gòu)建多元化的系統(tǒng)開發(fā)與系統(tǒng)設計模式。系統(tǒng)中間的業(yè)務處理層能夠進行智能化的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)調(diào)取，采取指定的系統(tǒng)加密算法來確保現(xiàn)有的數(shù)據(jù)信息完整，開發(fā)設計全新的系統(tǒng)端口模型。光纜監(jiān)測的信息管理平臺系統(tǒng)應當包含多個不同層次的系統(tǒng)組成架構(gòu)，光纜監(jiān)測預警的信息化系統(tǒng)整體架構(gòu)應當劃分為基礎層、應用層以及中間層，發(fā)揮差異化的實踐使用功能。

光纜監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信模塊屬于核心性的系統(tǒng)組成部分，在采集監(jiān)測數(shù)據(jù)、存儲數(shù)據(jù)以及發(fā)送數(shù)據(jù)時，應當側(cè)重體現(xiàn)在智能化的系統(tǒng)運維服務模式構(gòu)建。光纜監(jiān)測系統(tǒng)的自動化運維服務職能應當落實在數(shù)據(jù)全面采集與信號穩(wěn)定傳輸，有效防止光纜監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息表現(xiàn)為傳輸異常的安全風險。光纜監(jiān)測系統(tǒng)的信息傳輸網(wǎng)主要連接于各個傳輸終端的系統(tǒng)平臺，對于光纜監(jiān)測系統(tǒng)的信息數(shù)據(jù)應當進行完整的采集，確保做到全方位采集光纜監(jiān)測系統(tǒng)的傳輸指令信息[4]。

2.2 監(jiān)測站系統(tǒng)

現(xiàn)階段的光纜監(jiān)測站主要應當包含電源供電模塊、遠程監(jiān)控模塊、光功率的自動監(jiān)控模塊、多路光開關(guān)的模塊以及光時域反射儀（Optical Time Domain Reflectometer，OTDR）模塊等，各個模塊應當相互配合發(fā)揮監(jiān)測功能。通過實現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的在線監(jiān)測采集，能夠客觀判斷光纜設備的故障，進而防止光纜安全故障的判斷錯誤。監(jiān)測站的系統(tǒng)自動監(jiān)測模塊應當實現(xiàn)光功率的信號采集與信號數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化，采取指定的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換格式來完整展現(xiàn)監(jiān)測結(jié)論。經(jīng)過測試得到的光功率數(shù)據(jù)如果超出最大的預警限度數(shù)值，那么監(jiān)測站的模塊設備就會立即發(fā)出相應的警告信息提示，確保相關(guān)負責部門能夠做到提前預測光纜系統(tǒng)的腐蝕老化等常見隱患缺陷因素。

光纜監(jiān)測站對于實時性的光纜傳輸數(shù)據(jù)進行準確的采集，光纜監(jiān)測管理系統(tǒng)的基本功能是數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)存儲，光纜監(jiān)測的信息化管理系統(tǒng)只有實現(xiàn)精準的數(shù)據(jù)采集目標，光纜監(jiān)測系統(tǒng)的作用才會得到充分體現(xiàn)。經(jīng)過合理優(yōu)化后的系統(tǒng)指令信息能夠得到準確傳輸，光纜監(jiān)測系統(tǒng)的管理維護人員可以做到準確判斷光纜監(jiān)測終端是否存在了設備使用的風險狀況。遠端臺站對于光纜監(jiān)測數(shù)據(jù)的碼流信號進行高效的轉(zhuǎn)換控制，確保操作指令的下達信息能夠?qū)崿F(xiàn)更加清晰完整的程度[5]。在生成光纜監(jiān)測系統(tǒng)故障的告警日志時，應當采取不同碼流的歸類實踐方法，通過轉(zhuǎn)換原有的圖形以及數(shù)據(jù)信息來傳輸實時性的光纜監(jiān)測設備故障信號。此外，光纜監(jiān)測的信息數(shù)據(jù)系統(tǒng)目前主要采取多種形式的系統(tǒng)故障自動報警模式，其中典型的系統(tǒng)故障定位和故障報警模式體現(xiàn)在告警日志的自動生成，確保光纜監(jiān)測系統(tǒng)的技術(shù)人員可以進行直觀的系統(tǒng)故障定位。

2.3 監(jiān)測中心系統(tǒng)

智能化的光纜監(jiān)測中心主要設計為自動監(jiān)測模式，光纜監(jiān)測的中心網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)應當包含系統(tǒng)光源設備與系統(tǒng)監(jiān)控設備，光纜系統(tǒng)的值守人員可以通過智能手機的終端連接方式來直接獲取光纜測試信號。在目前的現(xiàn)狀下，組成光纜監(jiān)測中心的基本模塊應當包含網(wǎng)橋池、資源維護管理站、中心數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)服務器以及系統(tǒng)管理的工作站，采取遠程監(jiān)控的技術(shù)設計思路來全面監(jiān)管光纜設備的安全使用風險。系統(tǒng)監(jiān)控與管理人員對于全過程的光纜線路運行風險能夠進行直觀的準確判斷，其中關(guān)鍵涉及到預測光纜線路的絕緣老化、光纜金屬腐蝕、光纜傳輸?shù)牟▌赢惓５纫蛩亍?/p>

例如，采取在線監(jiān)測的自動化系統(tǒng)管理形式能夠嚴格確保光纜安全隱患的數(shù)據(jù)得到準確發(fā)送。監(jiān)測中心的智能管理網(wǎng)絡集中體現(xiàn)在全面防控傳輸光纜信號遭受到外部因素或者人為操作因素的不當影響，確保實現(xiàn)98%左右的光功率傳輸穩(wěn)定性指標。通過采取自動過濾的光信號濾除技術(shù)手段，能夠?qū)崿F(xiàn)對于干擾波形的自動濾除效果[6]。近些年以來，光纜監(jiān)測中心的在線監(jiān)測系統(tǒng)布局設計方案正在實現(xiàn)持續(xù)的整改優(yōu)化，客觀上保障光纜通信的良好使用效能得到充分展示。光纜監(jiān)測系統(tǒng)的基本組成架構(gòu)如圖1 所示，能夠促進在線監(jiān)測的自動化系統(tǒng)功能實現(xiàn)。

圖1 光纜監(jiān)測系統(tǒng)的組成架構(gòu)

3 光纜監(jiān)測系統(tǒng)運用于電力通信網(wǎng)的具體措施要點

3.1 自動監(jiān)測光纜設備異常

采取智能化的自動預警技術(shù)將有助于光纜設備的異常風險因素得到及早的判斷，進而實現(xiàn)保護光纜系統(tǒng)設備完整性的目標。在全面監(jiān)測光纜設備的收光率、絕緣層的腐蝕程度、傳輸信號異常時，現(xiàn)階段的重要保障機制應當體現(xiàn)在采取反射儀等智能檢測設備，確保光纜系統(tǒng)的管理部門能夠?qū)崿F(xiàn)更為精確的光纜故障測試。

3.2 全面實施光纜設備的運維管理工作

光纜系統(tǒng)設備在經(jīng)過較長時間的持續(xù)使用情況下，存在老化與磨損安全隱患的光纜設備必須得到全方位的檢修。對于光纜系統(tǒng)的電力基礎設備應當采取全面運維保養(yǎng)的實踐工作思路，確保光纜系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)平穩(wěn)與可靠的電力信號發(fā)送傳輸。在智能監(jiān)測系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)中應當增設通信值班的智能管理模式，采取實時性的告警信息接收處理方法來預測光纜可能存在的信息發(fā)送故障[7]。

3.3 提供實時性的系統(tǒng)故障告警信息

光纜監(jiān)測的信息傳輸與采集系統(tǒng)應當生成實時性的故障告警預測數(shù)據(jù)，通過采取電力光纜的系統(tǒng)故障告警模式來提醒相關(guān)人員對此進行必要的故障排查解決。故障告警系統(tǒng)經(jīng)過自動化的顯示數(shù)據(jù)對比，應當能夠準確判定標準曲線現(xiàn)有的波動異常狀況，據(jù)此采取相應的光纜設備隱患整改措施。電力通信網(wǎng)絡的系統(tǒng)值守管理人員應當做到實時排查現(xiàn)有的光纜組件設備傳輸故障，采取全過程的故障排查以及故障告警處理技術(shù)手段來維護光纜系統(tǒng)的正常運行，促進電力網(wǎng)絡光纜的最大化效益得到體現(xiàn)。光纜智能監(jiān)測系統(tǒng)的故障定位原理如圖2 所示。

圖2 光纜智能監(jiān)測系統(tǒng)的故障定位原理

4 結(jié) 論

目前，光纜監(jiān)測系統(tǒng)被廣泛應用于智能化的電力通信網(wǎng)絡，并且達到光纜故障自動預警與監(jiān)測的良好實踐效益。近年來，建設電力通信網(wǎng)的總體規(guī)模正在呈現(xiàn)較為明顯的擴大發(fā)展特征。然而與此同時，存在規(guī)模擴大建設趨勢的電力通信網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)本身也有多個層面的安全故障風險，因此必須展開全方位的光纜故障測試。在此前提下，應當促進光纜監(jiān)測系統(tǒng)多種功能的發(fā)揮，采取實時性的光纜系統(tǒng)故障預警措施，切實做好電力光纜系統(tǒng)設備的日常運維管理工作。