光纜監(jiān)測系統(tǒng)在電力通信網(wǎng)中的應(yīng)用

李智 張志軍 陽書擁 劉偉

【摘要】 本文主要從光纜監(jiān)測系統(tǒng)的基本原理、系統(tǒng)組成及功能體系三個部分進(jìn)行闡述；針對當(dāng)下電力通信系統(tǒng)的維護(hù)現(xiàn)狀以及該系統(tǒng)存在的不足，分析該系統(tǒng)在電力通信中的特點(diǎn)，結(jié)合監(jiān)測系統(tǒng)的優(yōu)勢，闡明了在電力通信網(wǎng)中運(yùn)用光纜監(jiān)測系統(tǒng)的意義。

【關(guān)鍵詞】 電力通信網(wǎng)路 光纜監(jiān)測系統(tǒng) 系統(tǒng)組成

引言

隨著科技的進(jìn)步與發(fā)展，信息化技術(shù)與電力通信的聯(lián)系也日益緊密，智能設(shè)備越來越多的被運(yùn)用于電力通信網(wǎng)中，作為電力系統(tǒng)重要通信網(wǎng)絡(luò)之一的網(wǎng)絡(luò)--光纜，也被廣泛運(yùn)用于電力通信網(wǎng)絡(luò)中。由于許多電力通信重要業(yè)務(wù)，如自動化通道、變電站圖像監(jiān)控、調(diào)度電話等業(yè)務(wù)的主要傳輸通道都是光纜網(wǎng)絡(luò)。光纜在電力通信網(wǎng)絡(luò)中擔(dān)負(fù)著及其重要的作用—網(wǎng)路通信信號傳輸通道，之所以選擇光纜作為傳輸介質(zhì)，它的三大優(yōu)點(diǎn)（高傳輸容量、傳輸信息密度大、有較高安全性）起著決定性作用，這也是電力通信中廣泛運(yùn)用光纜網(wǎng)絡(luò)的重要原因。

我們一般是在光纜網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障后對其進(jìn)行維護(hù)。當(dāng)機(jī)房中的相關(guān)負(fù)責(zé)人員發(fā)現(xiàn)無光告警（即系統(tǒng)的收光端無法接受到光信號）時，相關(guān)維護(hù)人員需測試光纖，找到故障所在，之后進(jìn)行維修和維護(hù)。還需注意的一點(diǎn)是，即使維護(hù)人員已經(jīng)確定事故位置，進(jìn)行維修前還必須在仔細(xì)查詢故障光纜的資料后才能進(jìn)行維修。如此，必然存在一些缺陷，如：對故障的判斷不夠精確；人的反應(yīng)速度與搶修進(jìn)程正相關(guān)（可能維修不及時，引發(fā)一些不必要的問題）；無法正確預(yù)知手工測試，光纖劣化等問題。

另一方面，隨著網(wǎng)絡(luò)的普及，光纜規(guī)模逐漸擴(kuò)大，數(shù)據(jù)越來越龐大，管理也愈發(fā)困難，傳統(tǒng)的人工管理顯得十分乏力，而且在檢索方面也會產(chǎn)生極大的困難，會給搶修工作帶來不便。

光纜監(jiān)測系統(tǒng)擁有布線地圖、故障距離顯示及早期警報(bào)等功能，可對光纜網(wǎng)絡(luò)的工作情況進(jìn)行二十四小時自動監(jiān)視。一旦光纜網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)異常，光纜監(jiān)測系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確而快速的報(bào)警，自動報(bào)告相關(guān)負(fù)責(zé)人員，并在相應(yīng)儀器上顯示出故障所在地，與機(jī)房的距離等關(guān)鍵信息，從而實(shí)現(xiàn)對光纜網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化管理。

將光纜監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)用于通信網(wǎng)絡(luò)中，既可以對網(wǎng)絡(luò)故障進(jìn)行及時的處理，又能將處理損失降低，能夠滿足當(dāng)下電力通信網(wǎng)絡(luò)的需求。

一、光纜監(jiān)測系統(tǒng)的基本原理

光纜監(jiān)測系統(tǒng)作為新一代光纜告警監(jiān)測系統(tǒng)，它能在出現(xiàn)傳說故障前及時告警，出現(xiàn)故障時及時分析故障的原因，并能精確定位故障點(diǎn)距離，提高快速搶修時間。AIU光功率監(jiān)測單元通過采集通信光功率然后分析通信光功率，然后送至檢測中心（MC）分析處理，實(shí)現(xiàn)光功率動態(tài)變化的告警監(jiān)測。當(dāng)異常出現(xiàn)時，AIU光功率監(jiān)測單元會自動將故障報(bào)告及報(bào)警信息傳輸至監(jiān)控終端，終端內(nèi)的相關(guān)軟件會依據(jù)故障報(bào)告對命令進(jìn)行相應(yīng)切換，之后向測試端發(fā)出相應(yīng)指令，啟動反射測試系統(tǒng)采集故障所在位置并對故障通路進(jìn)行測試，對這些信息進(jìn)行整合，確定故障的類型、故障發(fā)生的位置等，并自動將以上信息進(jìn)行存儲，便于后來的查詢與調(diào)取。

監(jiān)測中心的基本原理，監(jiān)測點(diǎn)接收到遠(yuǎn)程AIU光功率監(jiān)測單元的告警之后，分析所發(fā)生的監(jiān)測路由。然后由監(jiān)測中心通過遠(yuǎn)程OSU程控光開關(guān)選擇被測光纖，遠(yuǎn)程OTDR發(fā)射不同于通信波長的監(jiān)測光，WDM服用監(jiān)測光到傳輸網(wǎng)絡(luò)中，檢測中心接收都OTDR的測試曲線數(shù)據(jù)之后進(jìn)行分析，計(jì)算館長點(diǎn)位置等數(shù)據(jù)。最后由GIS定位及聲音等多種形式進(jìn)行故障通知。

二、光纜監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

光纜監(jiān)測是集地理信息系統(tǒng)、衛(wèi)星定位系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信及光學(xué)測量等現(xiàn)代通信技術(shù)于一身的系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對光纜系統(tǒng)故障在線的自動監(jiān)測。是現(xiàn)在故障在線監(jiān)測主要依靠光纜監(jiān)測系統(tǒng)的三大部分—上機(jī)位，OTDR測試模塊和監(jiān)測模塊。

光纜監(jiān)測系統(tǒng)的三大結(jié)構(gòu)，監(jiān)測站、通信網(wǎng)絡(luò)及監(jiān)測中心。

1、監(jiān)測站。通常在通信站點(diǎn)安裝監(jiān)測站，監(jiān)測站由光功率監(jiān)測模塊、遠(yuǎn)程監(jiān)控工作站、OTDR模塊、電源模塊、程控多路光開關(guān)模塊及通信模塊等構(gòu)成。

光功率監(jiān)測模塊通過采集和處理被監(jiān)測光功率信號來實(shí)現(xiàn)對傳輸大量基本數(shù)據(jù)的在線監(jiān)測，并將監(jiān)測數(shù)據(jù)快速而及時的上傳給監(jiān)測站和監(jiān)測中心；然后由監(jiān)測中心對各方數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)整理和分析，對光功率變化超出門限值的監(jiān)測站點(diǎn)發(fā)生告警并判斷發(fā)生故障的具體光纜點(diǎn)，并自動、迅速啟動相應(yīng)監(jiān)測站的程控多路光開關(guān)和光時域反射儀，測試相應(yīng)故障光纜段；監(jiān)測站將測試所得數(shù)據(jù)上傳至中心，最后由中心將實(shí)測數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)比較分析，進(jìn)而確定故障類型及故障點(diǎn)所在位置，并告知相應(yīng)維修人員進(jìn)行維修。

2、通信網(wǎng)絡(luò)。通信網(wǎng)絡(luò)即為數(shù)據(jù)通道，它將監(jiān)測中心與各監(jiān)測站聯(lián)系起來。當(dāng)監(jiān)測中心與各監(jiān)測站信號中斷時，各監(jiān)測站依可據(jù)監(jiān)測中心配置的標(biāo)注數(shù)據(jù)獨(dú)立完成相關(guān)測試，從而確保電力通信的正常進(jìn)行。

3、監(jiān)測中心。資源維護(hù)工作站、網(wǎng)橋池、系統(tǒng)管理工作站、中心數(shù)據(jù)庫服務(wù)器等，共同組成了監(jiān)測中心。各監(jiān)控分站的資料由監(jiān)測中心統(tǒng)管，可進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，也可提供時間分析、光纜老化的預(yù)警及管理纜線等，能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的全盤掌握。

備纖監(jiān)測和在線監(jiān)測是系統(tǒng)檢測的兩種方式

1、備纖監(jiān)測。通常備纖監(jiān)測適用于有較高正常通信質(zhì)量且網(wǎng)絡(luò)資料豐富的地區(qū)，能夠使空閑資源監(jiān)測方案得到較高效運(yùn)用。該監(jiān)測的優(yōu)點(diǎn)是管理簡單，對正常通信沒有影響及有效利用資源監(jiān)測光纜異常，但該監(jiān)測需對光纖資源有一定的占用。合理運(yùn)用備纖監(jiān)測能實(shí)現(xiàn)資源的高效管理。

2、在線監(jiān)測。在線監(jiān)測建立在已有的電力通信基礎(chǔ)之上，運(yùn)用分光器對百分之三的電力通信進(jìn)行相應(yīng)光功率測試分析，正常通信的通信光光功率占百分之九十七。分光器能動態(tài)的將正常的通信光波與測試光波符合在一條光纜中進(jìn)行傳播，在進(jìn)入相應(yīng)接收設(shè)備之前，為避免通信信號干擾，可使用濾光器先將測試光過濾掉，只接收相應(yīng)波長的通信光。在線監(jiān)測可以優(yōu)化通信線路，但當(dāng)通信線路接入時會對正常通信產(chǎn)生不同程度的影響。

三、光纜監(jiān)測系統(tǒng)的三大功能體系

光功率自動監(jiān)測功能、光纜自動監(jiān)測功能和光纜維護(hù)功能是光纜監(jiān)測系統(tǒng)的三個主體功能，現(xiàn)分述如下：

1、光纜自動監(jiān)測功能。光纜自動監(jiān)測功能受計(jì)算機(jī)相關(guān)程序調(diào)控，能自動對光纜進(jìn)行一系列故障測試，并將測試結(jié)果曲線與光纜標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行比對，如有異常，能快速準(zhǔn)確的定位故障點(diǎn)，方便維修人員及時維修。

2、光功率自動監(jiān)測功能。在線監(jiān)測光纜監(jiān)測系統(tǒng)中的收光功率是光功率自動監(jiān)測判斷光纜故障是否發(fā)生的主要依據(jù)。自動監(jiān)測系統(tǒng)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)收光率與實(shí)時收光率之間的差距來判斷光纜是否出現(xiàn)故障。當(dāng)實(shí)時收光率與標(biāo)準(zhǔn)收光率之間的差距大于閥值時，根據(jù)超出大小輸出不同級別的警告信息，此時自動監(jiān)測功能還將自行觸發(fā)光時域反射儀，對故障發(fā)生斷進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，以便機(jī)房人員及時采取相應(yīng)措施。

3、光纜維護(hù)功能。告警故障管理、通信值班管理及光纜纖芯管理共同組成了通信調(diào)度應(yīng)用管理的全部功能；空間資源管理、光纜線路資源管理、線路支撐網(wǎng)資源管理、光纜光纖配線管理、機(jī)房設(shè)備管理及電纜線路資源管理共同構(gòu)成了光纜管理功能。

總結(jié)：光纜監(jiān)測系統(tǒng)相較傳統(tǒng)人工管理有著顯而易見的優(yōu)勢，光纜監(jiān)測系統(tǒng)不僅能在線監(jiān)測光纜系統(tǒng)，節(jié)約大量人力；還可快速準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)故障所在位置，便于對故障的及時處理，避免不必要的損失。當(dāng)下，光纜監(jiān)測系統(tǒng)還可與GIS技術(shù)有機(jī)結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)對光纜線路和用戶電路資源的邏輯性管理，使光纜的持續(xù)運(yùn)作及資源的使用更加充分有效。

隨著社會的發(fā)展，電力通信網(wǎng)的普及，以及不斷成熟的光纜監(jiān)測系統(tǒng)，光纜監(jiān)測系統(tǒng)必將廣泛的運(yùn)用于電力通信網(wǎng)絡(luò)中。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]孟和，趙政，李華舟等.光纜監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)工程，2005，，31（4）；195-196.

[2]李華舟，鮑振武，曹俊忠，等.光纜自動監(jiān)測系統(tǒng)研究[J].天津理工學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，20（4）；79-82.

[3]郝敬全.光纜線路監(jiān)測方式研究[J].鐵道通信信號，2004，40（8）；15-16.