光纤网络监测技术在通信系统中应用

光纤网络监测技术在通信系统中应用

李志伟 康立莉 聂立贤

（国网河北省电力公司检修分公司 河北石家庄 050070）

摘 要：该文分析了目前光纤通信系统的现状和维护中存在的问题，结合电网的技术优势，提出了光纤网络在线监测系统，并对此系统的功能及在河北南网实时应用情况进行了介绍，有效指导了光纤的运行维护管理工作。关键词：OPGW光缆 在线监测 电力通信中图分类号:TN92 文献标识码：Ａ

文章编号：1674-098X(2013)10(C)-0028-01

随着光纤线路覆盖率的逐年提高，目前的人工维护模式无法建立对光缆通道的不间断监测，无法有效监控光缆劣化过程。在光缆数量提高、承载业务增多、对实时性和可靠性要求高的情况下，以持续光功率监测、光时域反射计远程自动测试、监测信息智能化处理为主要特征的光纤网络监测系统，集光缆监测、告警、故障分析于一体，及时发现光缆故障数据，减少障碍历时，实现光纤物理网络的智能监控和维护管理。

1 光纤通信系统现状

目前河北南网500 kV线路OPGW光缆30多条，长度3520 km，日常运行维护主要通过定期对光缆外观进行运行巡视，每年对各条线路光缆备用纤芯定期进行一次光纤参数性能测试。如果光缆故障发生在两次巡检测试中间，维护人员就不能立即获得光缆故障情况，只有在设备光路中断情况下造成业务中断，才能去现场判断故障点。此系统对光缆的备用纤芯进行实时监测，通信人员收到告警后能及时安排人员对光缆断点进行修复，避免光缆破损进一步扩大,从而提高光缆运行率，保证通信网安全可靠运行。

2 系统方案分析

光纤网络在线监测系统是针对光纤网络进行实时监视、测试、告警、障碍处理、维护等要求而设计的系统，系统的稳定性、准确性、灵活的可扩展性也就成为关键。针对如何有效的监测光纤网络，提出一套解决方案。方案内容包含光纤监测系统的硬件结构，采用的设备及性能指标，并对几种监测方式进行了比较分析。2.1 系统方案设计思路

光纤网络在线监测系统由监控中心、远端光纤测试单元RTU和辅助测试光源等组成。根据公司所辖光缆系统情况，我们首选了某段（A站-B站-C站）一级骨干光缆线路，一是因其上承载国网、华北联网、省骨干网干传输网等重要业务，通信光缆安全可靠运行重中之重，二是该段线路为36芯光缆，备用纤芯满足要求。

根据该线路各站点的分布情况，监控中心拟设在公司主站维护中心，监控中心与远端RTU间通过电力专用网连接；根据A—C线路各网段的光缆线芯的实际使用状况，试验网的监测方式采用备纤监测方案，以有效减低试验成本，OTDR的测量波长选用1550 nm。试验点设在B，B站距C站55 kM、距A站95 kM，两地均处于OTDR的有效精度测量范围内，是典型的

链路监测，试验成本较低。

(1)在B—— A站、B—— C站间利用光缆线路的备纤，建立一条光功率监测链路，实时采集监视数据，持续监测线路光功率变化。

(2)采用1550nm的OTDR建立B—— A站、B—— C站的测量监测链路，通过嵌入式系统实现OTDR测试管理、周期测试、点名测试的等内容。

(3)由监控中心建立OTDR采集数据曲线分析程序、事件分析模型，建立故障的识别和故障定位方法；同时监测中心还要建立系统管理、局站管理、网络拓扑管理、数据接口等专项模块，实现智能化管理要求。

在试点站B设立配有OTDR模块的光缆自动监测设备（RTU），对光缆中的被监测纤芯进行实时监测，并记录其监测状况并分析对比。当由于线路性能变化而引起RTU内光功率监测电路发生门限告警时，将自动触发OTDR进行线路测试，并及时汇报给控制中心，以判断和分析故障信息，并做出准确的故障定位；控制中心将测试结果以短信等方式在第一时间内提供给维护部门，从而大大缩短故障恢复时间。

通过对被监测纤芯进行实时监测和周期测试得到的测量数据，与工程原始数据进行比照，可以对线路自建设投运后的光缆情况做出分析，得出光缆劣化和老化的数据，为后续维护预判创造了条件。2.2 技术原理

运用持续光功率监测技术，建立光源、光功率监测通道，实时采集监视数据。

基于嵌入式软件技术，建立LINEX操作系统和应用程序，实现对监测内容的控制管理、OTDR自动测量控制管理、系统硬件单元的控制和信息管理。在光功率监测中发现异常现象，系统自动启动OTDR进行测试，并将结果上报系统管理平台，由曲线分析程序、事件分析模型判别异常类别，发出相应告警并短信通知维护人员处理。

建立控制中心的系统管理平台，在平台基础上建立系统管理、局站管理、网络拓扑管理、监控管理、数据接口等专项模块；建立OTDR采集数据曲线分析程序、事件分析模型，建立故障的识别和故障定位方法。

2.3 系统的主要功能及特点

(1)完整的历史数据查询

监测系统提供芯线每日测试记录、多种日志查询等多项完整的历史数据方便操作人员查询和以报表的形式打印和保存

(2)完整的即时故障告警

监测系统提供完整的即时故障告警方

式，并可弹性配置，系统可在极短时间内即时反映故障信息并第一时间通知相关维护人员。

(3)强大的芯线测试功能监测系统可提供点名测试、定期测试、告警测试等多种监测模式，以满足用户日常维护、调试工作的需要

(4)准确的故障定位

当系统精度定位故障点后，系统会根据光缆路由上的节点距离及光缆绕线冗长，辅以数算缩减误差，准确定位出故障点位于那两个节点之间，对故障点在整个资源网络中所影响的其他相关资源情况，系统将以列表形式呈现。

(5)前瞻的决策支持信息提供芯线、事件劣化分析、故障种类及原因统计等多项决策支持功能，让管理人员提早预估问题光纤，并可通过系统对相关纤芯进行调度以达到及早预防及改善、提升光纤传输品质。

3 系统设计创新点

(1)该项目采用基于嵌入式软件技术，建立LINEX操作系统和应用程序，实现对监测内容的控制管理、OTDR自动测量控制管理、系统硬件单元的控制和信息管理。

(2)具有光纤测试、告警、故障定位、劣化分析以及历史数据对比查询等功能。

(3) 光纤发生故障可自动切换至备用路由，光路保护单元切换时间≤10 ms。

(4)结合地理信息技术，在监测区段内增加多个地标点，光缆故障定位精度≤5 m，提高了定位精度。

4 结语

光纤网络在线监测系统目前应用于河北南网500 kV光缆线路，使得光缆维护人员对在用光纤的性能状况了如指掌，及时反馈传输光缆故障及故障点，缩短故障维修时间，电网安全可靠性进一步增强。同时通过对基层监测数据的采集、整理、分析，有效指导光缆运行维护工作，为光纤网络在线监测系统建设积累经验。

参考文献

[1] 胡先志.光纤与光缆技术[M].北京：电子

工业出版社，2007.[2] 程平辉.光缆故障点的精确定位与原因

分析[J].光纤与电缆及其应用技术，2004（3）：42-45.

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