光缆监测系统范文

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关键词: 远程光纤监测系统;光时域反射仪;光纤测试方法;测试误差

Key words: remote fiber monitoring system;optical time domain reflectometer;fiber testing methods;test error

中图分类号:TP315文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)26-0153-01

0引言

光缆线路自动监测系统是一种利用计算机和通信技术以及光纤特性测试技术,对光纤传输网进行远程分布式实时监测,并将光缆线路的状态信息集中收集、处理和存储的自动化测控系统。光缆线路自动监测系统有两种:一种是对光缆线路的金属钢带或铝带的破损情况进行监测;另一种是对光缆线路的纤芯进行检测,是目前推广使用的方法.本文仅讨论后者。

1远程光纤监测系统(RFTS)

RFTS是用光时域反射仪(OTDR)来监测光纤网络的一套智能型、模块化、分布式监测系统。该系统通过远程测试单元(RTU,Remote TestUnit),在预定的时间里,对被监测光纤网络进行OTDR测量。测量结果与基准测量值比较,如果偏移超过阀值,则实时告警并传送到RFTS中心局的控制部分。由于应用了开放式通信协议,因而易于集成在用户的网络系统之中。

1.1 系统组成RFTS由中央监测台、RTU、光路测试切换装置(OTAU)及光纤耦合模块(FCM)四个子系统组成,除了FCM是被动设备外,其它三项子系统均具有自我诊断与维护功能。

1.1.1 中央监测台(TSC)TSC是系统的操作中心,监测各机房RTU的测试资料。通过它监视各子系统,也可进一步通过连线上的RTU,针对特定光纤进行更仔细的测试。提供FAX、传呼机等多种告警方式。

1.1.2 远程测试单元(RTU)RTU可根据管理人员预先设定的程序或操作,24h测量光纤网络品质。RTU还配有新式的OTDR,具有高的动态测试范围,低的事件盲区。提供1.31、1.55、1.625μm的测试波长,满足目前业界对离线测试或在线测试的需求。

1.1.3 光路测试切换装置(OTAU)在星状与树状结构的光纤网络中,OTAU可将RTU的测试信号切换到不同的受测光纤上。

1.1.4 光纤耦合模块(FCM)FCM是在线测试应用中的一个专用子系统,提供受测光纤与RTU测试光波的耦合与分解,并具有高隔离度、低损失、低反射的特性。FCM采用模块化单体设计,可以内装不同的光分波多功能单元(WDW)和光滤波器等光纤被动单元。

1.2 测试方法使用RFTS进行光纤链路的自动测试,主要有三种方法:第一种是暗光纤离线测试。即只测试光缆内的空闲(备用)光纤。该方法只能监测影响整个光纤的灾难性故障,而不提供每根工作光纤芯线的信息,不能用于一级干线。第二种是利用WDM技术对工作光纤进行有源光纤在线测试,提供每根在用光纤的质量和可用性信息,检测机械应力或化学损伤引起的缓慢恶化,并作预防性修理.该方法断线判断准确。第三种是测试中断业务的工作光纤。该方法仅需一台可综合系统信号和测量信号的设备(一个与波长无关的耦合器或是一个光交换模块)。业务可以通过另一个环路迂回,工作波长可等于传输波长,比较适合于双向环结构。

1.3 RFTS与电信管理网(TMN)的结合ITU-T已经规定了TMN的全球标准。光纤本身是一个完全的无源网元,不能直接按照TMN的含义进行管理。为将光纤纳入TMN框架,RFTS将完全综合于一个标准的TMN环境中,与RTU和光纤一起构成能被管理的网元。作为网元管理器,操纵和控制所有RTU的TSC经Q3接口与其它的网络管理机构对话。Q3接口不仅规定通信用协议和消息,还包括管理信息库(MIB)和与信息有关的对象结构。

2典型的光缆自动化监测系统

目前运用最多的光缆自动化监测系统是HP系列的RFTS。以下将分代论述。

2.1 RFTS100RFTS100是HP81700系列的第一代产品,包括一至多个OTDR、一个光交换模块(用于多纤共享OTDR)和一台控制用PC机。使用调制解调器通过普通电话网可接入几个OTDR,故障定位快速、准确,并可用作日常维护。还可通过自动周期性测量分析长期退化。

2.2 HP第二代RFTS系统由TSC、RTU、告警接口单元(AIU,Alarm Interface Unit)和相应的系统软件组成,采用模块化、分布式体系结构,通过开放式通信协议可以非常方便地集成到网络中。它可监测整个光缆网的运行状态,及时发现线路劣化趋势并做预防性维护。作为一个网元管理系统,它符合TMN架构,具备了Q3标准接口,可与其它网管系统在Q3上实现互联,避免了将来建设TMN的重复投资。

2.3 最新发展HP公司新一代光缆网络管理系统Access Fiber,它以数据库为核心,采用客户/服务器结构,提供基于Windows NT的图形用户界面,是集网络规划、维护和管理于一身的网络信息管理系统。一个中心数据库可连接多台图形用户终端,便于数据共享和不同的维护需求。

3光时域反射仪(OTDR)

OTDR是RFTS不可缺少的测试设备,其精度受各种因素的影响。

3.1 OTDR的测试误差及其原因分析OTDR通常测试的基本参数为:距离、光纤损耗、事件损耗、链路损耗、回波损耗和链路回波损耗.这里仅谈距离测试。距离测试指两点间的光学距离。

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中图分类号TN913 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）53-0176-02

随着通信技术的兴起和不断的发展，大量的通信设备在通信网络中广泛的使用，这些设备的制式种类纷繁芜杂，给管理工作带来了极大的困难。在这些设备中，光缆作为一种优秀的通信信号传输通道具有其它介质所无法比拟的优点，如信息容量达、传输密度高、安全性高等，这使得光缆在通信领域得到十分广泛的使用，在通信网络中扮演着十分重要的作用，是当之无愧的通信网络的大动脉。这使得光缆的安全性和稳定性十分的重要，一旦光缆出现故障将会导致十分严重的后果。光缆的使用已经有了很长的一段时间，随着时间的延长很多早年铺设的光缆开始老化，发生故障的概率不断的增加。出现故障的时候采用传统的维修方式很难及时的定位故障的位置，维修周期十分的长，造成通信网络长时间无法恢复。在这种情况下，对通信光缆进行实时的监控与维护就是十分必要了。这样可以对于光缆的性能进行实时的检测和管理，一旦发现出现问题可以在问题造成大范围的影响之前采取相应的措施，从而保证其传输的通畅，提高光缆维修效率，降低维护时间。

1 光缆监测系统原理

能够自动对光缆线路进行实时在线监控，对光缆线路的性能状态进行动态的检测，并及时的发出故障警告的自动化系统被称为光缆监测系统简称FOMS。在各个检测站上安装光时域反射仪，该仪器是整个光缆监测系统发挥作用的关键所在。光时域反射仪对光缆线路中不同时间和距离上的测试波长的背向散射光的分布曲线的变化对光缆线路的传输性能进行及时的掌握，这样一旦光缆出现断裂或者是其他形式的各种故障，都能被该仪器及时的发现，并及时发出告警。

整个光缆检测系统通过多个光缆检测路由对光时域反射仪所收集的信号进行加载，而系统中本身存在着一个完备的数据库，该数据库记录着光缆正常运行的相关参数和数据，这样通过和各个检测站的光时域反射仪收集到的数据进行比对，看其是否存在不一致的地方，从而对光缆线路的运行状态进行相应的判断，同时相关的数据反馈给上一级的监测中心。光缆监测系统监测光端机收光功率，如果光端机的收光功率出现异常，光缆监测系统将根据异常的原因发出相应的警报，随后光时域反射仪被启动进行探测。这样再结合全球卫星定位系统和地理信息系统的协助，对光缆出现故障的位置进行准确的定位，故障的地点将被显示在监控中心。

2 系统实时监测的实现

光缆监测系统最大的优点是能够实现对光缆状态的实时监测，在发现光缆存在异常的时候系统能够及时的发出警告，常见的警告以及解决方案如下：

1）光功率在线监测

将光传输设备的工作光，利用分光器进行分离，使之和警报模块相连，这样工作光的状态就被监测，通过工作光的状态来及时的掌握光缆的工作状态，这样一旦光缆出现问题的时候能够被及时的发现。科学合理的设置每个检测通道的光的功率值，一旦光线出现异常就会导致光功率的下降，当光功率低于这个值得时候就会发出警报，同时光时域反射仪被启动对该条光缆进行检测，从而有效的对故障进行定位。

2）光端机告警监测

光缆在发出异常的时候产生的告警信号通过系统上集成的告警采集模块进行收集，告警采集模块对收集到的告警信号进行初步的分析判断，将无关的信息清理掉，激活光时域反射仪对相应的光缆进行检测，以便及时的发现问题。

3）光功率备纤监测

对于备用光纤可以利用光功率告警模块进行离线检测，从而对光功率进行实时的监测，发现问题及时发出警告。由于备用光纤本身没有信号源，为了能够向备用光线发出光信号可以将一个光源设置在监测路由的末端，然后在测试的一端进行光功率的检测。

4）各种监测方式的比较

在告警反映实时性上，光功率的在线监测和备纤监测方式要优于利用光端机告警的监测方式。从系统的可靠性方面来看，采用备纤进行光功率实时监测的系统由于不介入通信设备与线路，因此其系统可靠性最高；采用在线光纤进行光功率实时监测的系统由于和通信光源共用同一纤芯，并且引入了波分复用器和滤光器等器件，使得整个系统的可靠性有所降低；而利用光端机告警的监测方式由于光端机会有误告警，会导致测试系统常被激活测试，其系统可靠性差。

从实施方面来看，光功率的备纤监测方式只需在发端增加一个光源，而对原有的光纤通信设备和光纤连线方式不需要做大的改造，实施复杂度最小。光功率的在线监测方式则需要引入一系列光器件，对原有的光纤通信设备和光纤连线方式需要做大的改造，实施复杂度大；光端机告警的监测方式则需要增加光端机告警信号采集接口，实施复杂度较大。综合网管告警监测方式需要网管系统提供相应的接口，需要编写协议转换程序。

3 结论

光缆监测系统融合了网络通信技术、光学测量技术、地理信息系统以及全球卫星定位系统等技术，对光缆中光纤传输衰耗特性变化及光纤阻断故障实现远程分布式实时、在线的自动监测。采用TCP/ IP 进行系统互连，符合全国电信管理网的要求。引入光缆线路监测系统，不影响在用的光传输系统的传输性能。今后，随着信息技术的发展和电力系统对高速数据业务、图像业务的迫切需求以及高速因特网、多媒体视像等宽带业务的接入，电力系统的光纤传输网将会继续得到持续快速发展。光通信技术的发展，将使光纤传输信息的能力越来越大，单位时间的线路阻断会造成更大损失。因此，光缆线路监测的重要性将更加突出。如何进一步提高光纤通信的可靠性，如何更及时有效地对光缆线路实施监控与管理，准确地捕捉故障征兆，防止线路阻塞，已经成为人们关心的问题，因此也使光缆监测系统成为电力通信市场的一个新亮点，而得到空前的发展。

参考文献

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0　引　言

电力光纤到户（FTTH）建设工程是国家电网公司智能电网的重要组成部分，是在低压通信接入网中采用光纤复合低压电缆（OPLC），将光纤随低压电力线敷设，实现到表到户，配合无源光网络（PON）技术，建设电力光纤通信专网，覆盖到每个电力用户，承载用电信息采集、智能用电双向交互、“三网融合”等业务。建成后，住户将实现电力网与互联网、电信网、广播电视网的相互融合，实现网络基础设施的共建共享，大幅降低“三网融合”实施成本，提高网络的综合运营效率。随着智能电网建设的不断推进，光纤到户部署的规模将不断扩大，网上光缆的数量急剧增加。在大规模、多用户单元的环境下，如何维护这些光缆是迫切需要解决的问题。传统的光缆线路维护管理模式，需要大量训练有素的专业人员以及测试工具，故障查找困难，排障时间长，影响通信网的正常工作。因此，实施对光缆线路的实时监测与管理，动态观察光缆线路传输性能的劣化情况，及时发现和预报光缆隐患，实现对客户业务恢复的快速高效响应，具有重要的现实意义。

1　系统监测原理

与传统光缆测试不同之处在于PON光缆网络是一点对多点的通信连接，由于引入大分光比的分光器，分光器后面会有多条光缆，从而带来测试的复杂性。由于PON网络涉及分光器和后面大量的光缆，不适宜采用备纤测试，只能采用波分复用技术。加入波分设备（WDM），利用与PON业务波长不同的1　650　nm波长进行测试，在接收端使用滤波器把测试波长滤除，消除测试光对ONU（Optical　Network　Unit）的影响。测试时1　650　nm测试光和业务光通过合波后经过OLT（Optical　Line　Terminal）侧光缆，到分光器件，再分到每个ONU段光缆。测试光在OLT至分光器段的光反射是单条光缆的反射信号，而分光器至ONU是将所有ONU光缆上的1　650　nm反射光传送回来，经过分光器聚合叠加后的反射信号送至OTDR进行分析，每段光缆的特征信号是叠加总信号中，加上测试光经过分光器衰减后信号本身损耗较大，反射的信号也不强。为此加入特别设计的强反射器单元，以增加每段ONU光缆在最末端的反射光能量。除增强ONU末端光缆强反射外，监测站（RTU）采用针对PON的OTDR测试信号分析算法，以及配置专用的OTDR模块，能分辨出长度差异在2　m内的多条ONU光缆特征。即使采用1∶64分光器，每段ONU光缆的末端反射信号都能被分辨出来。当其中一个ONU光缆中断，相应的强反射峰会消失，借助这个强反射峰的消失，系统可以准确判断出对应光缆产生中断故障。在线方式充分利用现有PON网络现有的分光器件和在用纤芯，不需要额外占用纤芯、安装分光器和进行工程跳纤。能保证100%测试出客户纤芯情况，且不影响现有用户业务。测试方式与测试结果如图1所示。

2　系统设计

2.1　中心站设计

系统采用在中间应用服务器基础上的三层体系结构。三层体系结构合理地将数据存储、应用处理和结果展示（包括图形、数据显示）分开，并将一部分数据处理和应用计算从数据库服务器上独立出来转移到应用服务器上，这就可以减轻数据库服务器的处理压力，使得数据库服务可以集中精力进行数据存储管理，而图形数据显示和处理则充分利用GIS平台先进、强大的图形处理功能来进行。从整个系统的角度上讲，负荷分配比较均匀，提高了整个系统的数据和图形处理能力。监测中心由服务器、网管终端计算机、网络设备、打印机及相应的软件等组成。设备之间通过10M/100M以太网相互连接，支持TCP/IP通信协议。监测中心直接管理本区域内的所有监控站。中心站实现PON光缆网络监测的拓扑、配置、测试、分析、故障、性能、安全等管理功能。提供对监控站与服务器之间链路的监视功能。一旦监控站本身或与服务器之间的链路出现故障，监控中心应能及时提醒用户，并提供相应的安全和恢复功能监控中心能对系统和所监测的PON光缆网络进行持续或间断的测试、观察和监测，用以发现故障或性能的降低。被管理网络中的RTU监控站均由一个管理软件平台进行管理，在一个工作窗口上监视整个授权管理的区域，监控中心的服务器支持所有RTU进行的时间同步和状态监视。

2.2　监测站设计

FTTH监测站（RTU）是本系统的核心，该监控单元拥有与OTDR仪表相同的测试功能和精度，通过对在本系统所安装的OTDR模块、控制模块、电源模块、光开关（OSW）、波分复用器（WDM）、反射滤波器、网络适配器及相应的软件实现集中控制管理，以达到对FTTH光缆的监控。在同一台RTU中可以同时集成用于长途和骨干网监控模块，全面覆盖从骨干到接入层的光缆测试。监控站具有本地测试，以及监控中心远端测试功能，按指令本地切换光开关通道，并启动测试。监控中心下发的测试完毕后，监测站立即将测得的曲线数据文件回传至监控中心。测试内容包括光纤通道的全程传输损耗及其光纤的光学长度、光纤上各个接头的损耗、两接头点之间的光纤衰减系数。

3　结　语

本系统主要用于电力系统的FTTH光缆网络，同时也可用于电信、联通、网通和移动等电信运营企业，以及所有使用光缆作为传输线路的企业，提供针对光缆网络的网络性能监测、维护、资源管理等各项服务。随着智能电网建设的深入，线路监测和管理智能化的要求会越来越高，也因此使电力光纤到户光缆监测系统成为电力通信市场的一个新亮点，而得到空前的发展。

参　考　文　献

[1]中国通信标准化协会.YD/T1636-2007光纤到户（FTTH）体系结构和总体要求[S].北京：人民邮电出版社，2007.

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光缆监测系统结构实际上就是对于光功率进行控制、监测的一个过程，是对于信息传输过程中质量是否符合要求的一项措施。通信传输主要是利用大量的不同传输媒介来达到信息传输的一个目标过程，其本身是一个极为完整的传输系统。在我国当前科学技术持续发展的情况下，信息传输媒介实际上已经开始全面朝着光缆传输转变。也正是由于光缆传输所具有的数据庞大性、重要性，如何将监测系统运用到其中，也就成为了极其重要的一个问题。下文主要针对光缆监测系统在通信传输中的实现进行了全面详细的探讨。

1. 光缆监测系统简述

光缆监测系统，实际上就是针对光缆进行监测系统，通过该系统，能够对于光缆本身是否正常进行良好的判定。如果说在光缆出现了不良情况之后，该监测系统就会在这一过程中立即进行报警，并且紧接着开始进行相应测试，同过该措施来确定故障发生的具置。在当前信息技术以及通信事业逐渐发展的过程中，光缆监测手艺以及相应的安装手段，都得到极大的提升和完善。并且从以往仅仅只能够对外部破损进行监测提升到了利用电子技术进行监测的地步。而光缆监测系统实际上就是对于自动化监测系统进行运用，达到对于光缆信息传递质量实时监测的目的。和以往的落后技术相比而言，自动化光缆监测系统有着更高的运行效益和效率。

光缆监测系统是对光缆在运行过程中的主要保证和最佳的保障方法。光缆监测系统实施的流程分为3个部门：信息采集、汇总与剖析信息数据、评价与诊断设备的运行情形。（1）若是没有信息采集，就不能进行光缆信息监测。信息采集是指获守信息，让检测员体味监测对象处于什么样的状况。（2）若是对收集起来的数据不进行汇总和剖析，就失踪去了收集数据的浸染，无法揭示数据反映的现象，无法揭示内在的纪律，监测很难实施。（3）评价与诊断设备运行的情形。因为监测是最根基的维护行为，维护的最终方针是能够进行评价和诊断。

2. 光缆监测系统的结构和功能

2.1监测系统组成结构

光缆监测系统本身主要是通过操作终端、RTU远端监测站、监测中心等三个主要的部分所构成。在这其中，远端监测站所起到的作用就是对于光功率监测OPM单元、罗光时域反射仪OTDR、光开关OSW等几个部分的硬件进行搜索，这其中主要分为两种不同类型的单元，分别为测试单元、监控单元，前者存在的主要目的就是对于光缆信息来进行监控，而后者本身则是对于光缆的具体运行状况进行测试。在所有系统的中心，实际上就是光缆监测系统，在运行的过程中，首先是对于监测网管系统、处事器这两个部门进行搜罗，在搜索完成之后，首要的侵染就是严格的按照领受到的管功率监测单元进行警报，向光时域的相应反射仪以及光开关测试以及切换呼吁的过程中，直接依据反馈回来具体效果进行剖析，从而如此来进行相应的判定，最终得到故障定位数据。

2.2监测系统功能

（1） 多项测试功能。搜罗点名测试、按期测试、障碍告警测试。点名测试是指监测员选择和遥控远端监测站对某段光缆进行快速实时测试。按期测试是指远端监测站按照远程装配装的相关测试机能如测试参数、测试肇端时刻和测试周期的设置要求，对光缆线路中的光纤实施周期自动测试。当所监测的光缆线路发生故障时，或剖析过滤或接管的光功率比门限值要低或与所监测的光缆毗连网管系统供给报警旌旗灯号并判定出光缆线路呈现障碍的时辰，监测员就要启动远端监控站来对光纤进行监测，并对测试数据进行回传。

（2） 设置装备摆设。设置装备摆设系统中有设备的地址、名称和注释信息，需要设置装备摆设光纤线路的肇端和方位；可以选用列表或图形来暗示设置装备摆设数据和对象的相关特征；具有搜检功能以及对数据进行检索、查询和打印的功能。设置装备摆设的一致是指，监测系统能搜检当地和远端数据响应数据是否一致，在此基本上会显示出相对应的信息。

（3） 光缆监测系统能够经由过程实时、远程和在线的体例对新增添的远端监控站设备进行监测。新增的RTU可以按照设定的周期传报需要监测的光缆的运行状况数据。若是被检测线路呈现故障，远端监控站能实时切确地陈述故障发生的地址，并实时传到监测中心。

（4） RTU。RTU负责打点监测站的TSC操作，GIS里的图形，可以进行缩小、放年夜、漫游、整图和选择的操作。

3. 光缆监测系统在信息传输中的监测体例

当前，光缆收集在通信传输中的实现经由过程3种体例来完成：OTDR定位监测体例、监测光功率体例、OTDR定位监测与光功率监测相连系的体例。

3.1 OTDR定位。可以经由过程在线监测和备纤监测。在线监测是监测营业纤。操作光波分隔WDM，然后将OTDR发出的光传到营业纤上。测试光的波长是传到营业纤没有使用的窗口上。如，某根光纤上有1 450nm的窗口来传输营业纤数据，它可以经由过程1 300nm的OTDR，在发出端对WDM进行复用，这样就使得这条光纤统一时刻负荷两种光波，这两种光波波长纷歧样，到了领受端，WDM将会将这两种光波分隔。备纤监测的事理是光尾纤从OSW引出，接到ODF，在此完成与备纤的毗连。这种光缆监测系统只监测备纤，这样系统的价钱就斗劲低。

3.2 光功率监测是操作两个监测站进行的，在这两个站中心设立自力的光源，检测站内设置光功率的检测模式，并设置报警门限。若光功率耗损跨越了报警门限，就会发生报警旌旗灯号，刺激启动测试，进而确定故障信息。

3.3 两者连系。两者是指OTDR和光功率，这样就可以操作二者的利益，互补操作监测系统，完成信息传输功能。

4. 结论

综上所述，光缆监测系统在运行的过程中，实际上就是对于其中所存在的各方面不利因素以及光缆信息传输期间所呈现出来的各方面内在故障进行监测，利用该技术，能够有效的完成排出故障的任务。在实际执行该监测工作的过程中，其光缆本身的技术成长和维护利用以及人工水平的成长有着较大的相关性。对于我国当前的信息传递安全性、稳定性、可靠性来说，有着极其重要的作用。

参考文献

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随着通信网络的日益发展和逐渐成熟，通信设备在应对不同要求的情况下出现了各种性能的增加，这就使的整个通信网络管理维护工作变得更加复杂和繁琐。因为光缆通信传输系统对光缆特性的监控不予支持，在实际的工作中尽管光缆通信传输有很好的保护倒换功能和良好的网络管理，但在线路出现故障的情况时常发生。因此，在只用设备本身的监测系统以不足以保证光缆传输线路高速、大容量的顺利传输，需要结合光缆线路自动监控系统来协助对其进行信息化控制和管理。本文主要通过介绍自动化系统监测原理以及对我国某种光缆线路的分析，讲解如何实现监测系统自动化的方案。

一、光缆线路自动检测系统

（1）光缆线路自动监测系统含义。光缆线路的自动监控系统的英文缩写是OAMS，是电信管理网中分属于传输管理域中的一个子网。这种自动化监测系统是发现故障和光缆路线的重要技术手段。科学利用计算机系统和光纤通信测量技术为主，实现对光缆线路的质量和运行做自动化的监测测试工作。

（2）光缆线路系统组成。系统结构组成。在光缆线路的自动化管理系统结构组成中运用了多种分级式的结构模式，有利于在扩张和减载方面进行灵活处理。监测中心、监测站和通信网络组成了整个监测系统。其中，监测中心的主要职责是对自己管理区的监测站进行管理和应用。管理控制的命令通过服务器传送到各个不同的监测站中去。监测站的功能是光纤网中需要被监测的光纤做统一监测工作，将光纤网的运行情况进行详细的监控和管理并随时做好警报准备，来通知路面上的监测中心。通信网络的作用是实现中心站和RTU之间的实时通信，确保测试命令和监控的数据能够及时传达。

中心站的数据服务器是专门用来管理光缆监测系统的操作用户资料，所用使用的光盘信息资料，传输配置资料，每日检测数据，设备管理信息等资料的储存数据库，在整个系统结构中有着非常重要的作用。工作站能够有效地为用户提供直接使用的光缆监测系统，通过将所有的界面设置为客户的方式来方便用户的使用。利用程序进行光缆检监测、处理故障问题、统计数据以及系统管理，实现多台共同运行，促进数据资源共享服务。

二、自动检测原理

对分布在光缆线路中的大量采集点的光器件和光纤传输中数据的分析和研究，是光缆线路自动监测系统的主要职能。在光功率、光脉冲背向散射的过程中，将信息传递给各级的监测中心和监测站，对这些监测的数据进行科学的分析和研究，寻找问题的解决办法，做好对整个运行系统的维护和修护工作，确保系统能够正常的运行和管理。

在结合了计算机通信、网络技术以及光学测量技术的情况下，再将地理信息系统和卫星系统有效的结合起来，确保光缆线路自动系统的安全、高效的开展工作。同时对光缆线路的定位提供可靠的保证，当光纤的传输损耗特性和光纤阻断发生故障的时候提供远程监控的手段来解决遇到的问题。并且不对光输系统的传输性能和现实服务产生影响，保证维护和服务同时开展。

三、监控系统的实际运用

针对不同的检测对象采取的监测系统也不相同，针对在实际的运用中的情况可以通过不同的方面来阐述，按照情况可以将检测系统分成两种情况。一种是对光缆金属护套对地绝缘电阻的测试，一种是对光纤后散系数的测试。下面就这两种不同的监测系统进行详细的分析和研究。

（1）光缆护套对地绝缘电阻自动监控系统

光学纤维束是光缆的核心成分。在光束的外层用来铝置的套管来保护，最外层是用塑料制成的外壳来包装的。一般情况下，都是将光缆埋在地下来实现长距离的运输。因为收到地下环境的影响，导致光缆外壳发生破损而影响了信号的传输强度。地下的水分含量较多，一旦发生光缆进水的情况将直接影响到信号的质量。在这方面就需要对大地的绝缘电阻值是否下降来进行检测，通过检测的数值可以判定其是否出现外壳破损的情况。维修人员通过这一技术的运用，简单、快捷的找到出现问题的地方，进行对其做维修处理。相比传统的检测方式，花费大量的时间来寻找问题发生的地方，这项科学技术节省了很多时间和精力，提高了光缆维护的效率，降低了维修的成本。对整个光电缆的检测系统的完善具有一定的推动作用。

此系统的优势在于当光缆外壳出现破损时可以及时发出警报信号，方便维修工作及时的开展，对需要的数据能够进行自动的采集和整理，系统设备相对简单，同时能够对出现故障的地方准确定位，大大提高了检修的效率。因为任何系统的有缺点都是并存的，在具体的使用过程中也存在一些不利的地方，由于我国在对光缆填埋施工时，外层金属的保护层会对地绝缘电阻方面产生较大的影响，因此在使用之前必须对其使用标准做严格地规定，这样的工作流程就无形中增加了前期工作总量。其次，对前站安装传感器的过程中，因为需要将接头盒打开，这项操作对电缆线路来说存在很大的危险性。最后，此系统的传输和测试方式都是通过将电缆埋在底下来进行的，对于在空中架线的模式不能利用。

通过对这种监测系统在实际中的运用分析，可以发现目前光缆线路的大体工程已经基本完工，如果有需要改造的地方则要耗费巨大的工程，相对来说改造难度比较大，因此，这种光缆护套的地绝缘电阻自动监控系统不适用于目前的形势发展。

（2）光纤自动监测系统

利用光纤后散射曲线的远端测试方式完成光缆线路的自动监测的过程就是光纤自动系统的工作模式。这种高端的自动检测系统已将运用在运营商的一些光缆干线上。在目前所叙述的光缆监测系统就是指这种监测系统。监测中心和检测站组成了光缆自动监测系统，其中监测中心又包含了总检测中心和省监测中心以及区监测中心。这种系统的工作原理是对分光路器所截取得光传输网络发、发信端进行光功率的测量。通过对光功率的检测发现故障出现的状态和位置。当确定故障以后就会立刻启动相应的程序来对这一故障测试。按照不同的情况将采用不同的监测方式。技术科学的进步也带领着光纤自动化系统不断完善和进步。这种自动系统被广泛的运用在全国各个地方的线路维护工作中，对推动我国的电缆修护工作起到了一定的积极作用，同时因为技术的欠缺还存在某些方面的不足。

1、光纤监测系统在实际中的运用过程中可以将预警信息分成三种方式，下面就从这个方面来阐述其存在的不足。其一，AIU的使用过程会将系统百分之三的光功率分流掉，这样就造成了富裕度较小的地方运行出现问题。其二，在使用架告警信号时，因为不能准确定位机架中具体的部位，使得系统认识错误而发出错误的告警信号，从而影响判断。其三，不同厂家的数据格式存在差异，较难统一。

2、系统介入耗损的的原因，因为是在特定的操作系统中运行，对系收光功率有影响。与之前讲述的自动监测系统相比，没有迅速倒换的功能，即不能解决倒换光路和通信恢复的功能。监测光纤的数目相对较少，在光缆发生非全阻碍时，阻断光纤不属于监测的光纤，因此监测系统不会对其发出告警的提示信号。这样就会对整个故障的判断存在一定的误差，影响了最后的维修工作，无形中增加了对其投入的成本和精力。

四、光缆线路检测系统的发展趋势

光缆线路的自动监测系统对实现光缆的监视、故障定位、维修率都起着非常重要的作用，在遇到故障问题时能够及时的发现并作出预警反应。这样能有效预防故障的发生。对维护工作的进一步开展起到很大的推动作用，目前使用光缆系统已经发展成为一个专有的计算机网络系统，通过这样形式的转化，在信息的承载能力上和网络结构上都能接受很好的处理和应用。在拥有这样好的网络支持平台下应该充分的发挥光纤电缆的作用和价值，避免引起不必要的浪费。将其全部的功效都科学。合理的运用出来，为提高其利用率作出贡献。

在将光缆自动监控系统的计算机网络平台的价值利用出来，就必须实现巡检系统的完善和报表系统的更新，以及各个办公系统和光缆地理系统进行全面的建设，实现所用使用的信息资源共享和沟通交流工作，在设备硬件上就不需要投入太多的资金而产生重复浪费。我国电信部门也对系统建立这样的自动检测有一个全面的参与过程，在考虑是否运用到长距离运输的过程中建立合理的管理网络平台，运用系统将每日的维护工作落到实处，实现从前人工管理向计算机网络管理的平台迈进。确保光电缆的正常运行。

将设备的监测管理和线路的检测管理科学的结合起来，有利于推动光缆通信和电缆线路自动监测系统的发展和进步，随着日后科技的发展，这将是未来的发展趋势，全面推动信息化的快速发展。

五、结束语

通过对光缆线路自动化监测系统的整体描述和分析，对于光纤通信网络中的任何故障都能作出准确的定位和及时报警处理。将监测的结果通过电子图的方式显示出来，方便维修的工作人员能及时的对问题进行处理。在日趋竞争的通信市场中，拥有大容量的优势已不足以面对激烈的竞争，需要在更为核心的质量服务上做出创新和改革，为实现每个用户的信息通畅而作出努力，光纤传输系统装备就是未来发展的方向，对网络通信监测系统改革有很大的推动作用。

参考文献

[1]潘道仓.光缆线路的自动监测[J].信息通信，2013（2）

[2]王勇.光缆线路自动监控系统的应用[J].电信工程技术与标准化，2006（10）

[3]王辉建.光缆线路的监测与维护管理分析[J].电信技术，2012（10）

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现代信息全球化的推动，突飞猛进的信息化建设，使光缆信息通信技术在信息化建设中占有越来越重要的地位。承担着整个通信网络九成以上通信业务的光纤传输网，不仅有超大的容量，也逐渐成为通信网络的关键结构部分。

1光缆监测系统简述

所谓光缆监测系统，就是通过对光缆进行监测，进而做出光缆运行是否正常的判断；当出现不正常情况时，就会进行报警，并进行相应的测试，以准确定位故障发生点。随着现代信息技术和通信事业的发展，光缆监测技术的水平和手段得到提高和完善，已经由最初的肉眼监测发展到现今的监测结果更精确的电子化自动监测。所谓电子自动化监测是指运用自动化监测系统，实施对光缆线路传输质量的监测。跟传统的肉眼监测相比，电子自动化监测具有高效、准确的优点。

光缆监测系统实施的流程分为3个部分：信息采集、汇总与分析信息数据、评价与诊断设备的运行情况。（1）如果没有信息采集，就不能进行光缆信息监测。信息采集是指获取信息，让检测员了解监测对象处于什么样的状态。（2）如果对收集起来的数据不进行汇总和分析，就失去了收集数据的作用，无法揭示数据反映的现象，无法揭示内在的规律，监测很难实施。（3）评价与诊断设备运行的情况。因为监测是最基本的维护行为，维护的最终目标是能够进行评价和诊断。

2光缆监测系统的结构和功能

2．1监测系统组成结构

光缆监测系统主要由监测中心、rtu远端检测站和操作终端3部分组成。其中，远端监测站主要包括光时域反射仪otdr、光功率监测opm单元以及光开关osw等硬件设备，分为监控单元和测试单元，前者主要负责对光缆信息进行监控，后者主要是对光缆运行状态进行测试。处于光缆监测系统的控制中心地位的是监测中心站，主要包括监测网管系统和服务器两部分，主要作用是根据接收到的管功率监测单元的相关警报，向光时域反射仪以及光开关发送测试及切换等相关命令，并根据反馈回来的测试结果加以分析，做出判断，准确定位故障点。操作终端也就是监测客户端，即用户对整个系统的操作终端，包括pc终端以及相应软件两部分，主要是为用户进行线路维护、查找故障点提供便利条件。

2．2监测系统功能

（1） 多项测试功能。包括点名测试、定期测试、障碍告警测试。点名测试是指监测员选择和遥控远端监测站对某段光缆进行快速及时测试。定期测试是指远端监测站根据远程装置装的相关测试性能如测试参数、测试起始时刻和测试周期的设置要求，对光缆线路中的光纤实施周期自动测试。当所监测的光缆线路发生故障时，或分析过滤或接受的光功率比门限值要低或与所监测的光缆连接网管系统提供报警信号并判断出光缆线路出现障碍的时候，监测员就要启动远端监控站来对光纤进行监测，并对测试数据进行回传。

（2） 配置。配置系统中有设备的地址、名称和注释信息，需要配置光纤线路的起始和方位；可以选用列表或图形来表示配置数据和对象的相关特征；具有检查功能以及对数据进行检索、查询和打印的功能。配置的一致性功能是指，监测系统能检查本地和远端数据相应数据是否一致，在此基础上会显示出相对应的信息。

（3） 光缆监测系统能够通过实时、远程和在线的方式对新增加的远端监控站设备进行监测。新增的rtu可以按照设定的周期传报需要监测的光缆的运行状况数据。如果被检测线路出现故障，远端监控站能及时准确地报告故障发生的地点，并及时传到监测中心。

（4） rtu。rtu负责管理监测站的tsc操作，gis里的图形，可以进行缩小、放大、漫游、整图和选择的操作。

3光缆监测系统在信息传输中的监测方式

当前，光缆网络在通信传输中的实现通过3种方式来完成：otdr定位监测方式、监测光功率方式、otdr定位监测与光功率监测相结合的方式。

（1） otdr定位。可以通过在线监测和备纤监测。在线监测是监测业务纤。利用光波分开wdm，然后将otdr发出的光传到业务纤上。测试光的波长是传到业务纤没有使用的窗口上。如，某根光纤上有1 450nm的窗口来传输业务纤数据，它可以通过1 300nm的otdr，在发出端对wdm进行复用，这样就使得这条光纤同一时间负荷两种光波，这两种光波波长不一样，到了接收端，wdm将会将这两种光波分开。备纤监测的原理是光尾纤从osw引出，接到odf，在此完成与备纤的连接。这种光缆监测系统只监测备纤，这样系统的价格就比较低。

（2） 光功率监测是利用两个监测站进行的，在这两个站中心设立独立的光源，检测站内设置光功率的检测模式，并设置报警门限。若光功率消耗超过了报警门限，就会产生报警信号，刺激启动测试，进而确定故障信息。

（3） 两者结合。两者是指otdr和光功率，这样就可以利用二者的优点，互补操作监测系统，完成信息传输功能。

4结论

光缆网络的快速发展速度使得现时的维护力量和人工水平难以适应，这对传统的维护和抢修方式提出挑战。这就需要采用最新的科学技术对监测系统信息传输进行管理，以动态的方式观察光纤的传输性能，准确判断故障的地点和时间，保障通信信息有效传输。

主要参考文献

［1］ 赵子岩，刘建明，等． 电力通信网光缆监测系统的规划与设计［j］． 电网技术，2007（3）．

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前言

光纤非常脆弱，光缆虽对内部光纤采取了加设油膏、塑料外护套保护等措施，但在安装、使用过程中仍易导致光缆传输系统发生故障，给电网通信企业及人们生产生活带来经济损失，传统人工维修方式原始落后，已经无法满足现阶段大规模电力通信电缆优质、高效、安全、稳定运行的需要，所以光缆自动监测系统的出现和推广应用是电力通信发展的必然选择。

1 电网通信光缆自动监测系统的总体设计分析

光缆自动监测系统是利用光功率监测在对现有通信系统和传输监控设备不造成任何干扰的前提下对光缆传输干线进行在线实时监测的方法，所以在设计的过程中为使其具有满足光缆整体规模不断扩大的灵活性和扩展性，要以模块化的结构方式进行软硬件设计，系统自身要在不影响光缆正常传输的情况下实现自动诊断、修复故障和发出预警等功能，其必须具备人机对话和汉字支持的能力；另外，其要对不同位置的光纤损耗情况全面掌握，准确定位光纤发生的故障；除此之外，其测量精度要满足测试距离小于50米时测试精度为2米，大于100米时测试精度为5米，在50米至100之间时测试精度为4米，换言之，整体设计必须为满足多种传输方式的广域网结构。通常情况下，电网通信光缆自动监测系统是PMC、DMC、MS三级设备在分组交换网、公共电话交换网或DCN网连接下形成，所以其具有配置、故障管理、安全管理、报告管理、定期点名测试、文件回传、应急测试、定期自监、故障警告等功能[1]。

2 电网通信光缆自动监测系统的监视方式设计分析

OTDR测试和光功率测试是目前最常见的测试方式，前者是以光纤的光学特征变化定位故障点，并在此基础上进行点名和定期测试，其成本相对后者更高，而后者是利用光纤接收端在光纤传输特征发生变化时光功率会发生变化的客观事实实现实时监测，其又分为在线监测和备纤监测两种方式，其分别利用在线分光器和空闲光纤实现系统监测，在线监测在分光器作用下可以将传输设备3%的工作光输入警告采集模块，警告采集模块可以根据其内部工作光的变化判断光纤的传输特征及其不同时间段的信号质量变化，当光缆发生故障时，警告采集模块内部的工作光功率就会与监测通道中所设置的取值范围不符，在此情况下警告采集模块会自动发出报警，监测系统在接收到报警信号后会及时激活OTDR测试，针对警告系统所报告的芯线进行故障诊断，值得注意的是通信光源和测试光源会在同时在一根故障纤芯中传输，所以考虑到现阶段通信光波长，测试光波长要控制在1625纳米，具体测试方式既可以分别测试收发两根光纤，也可以同时测试一根业务光纤，由此对故障点进行准确定位[2]。

而备纤监测在离线方式下完成监测任务，所以其需要在监测路由的末端设置光源，由此形成备纤的工作光，此时所加入的光源波长可在1310纳米、1550纳米和1625纳米之间任选。由于芯线发生故障时新设置的光源信号会在传输的过程中直接发生变化，指引系统发出自动报警，所以不需要设置视窗驱动程序模块，就可以实现OTDR测试激活，具体测试时可以为两种测试技术连接同一根空闲光纤的单备纤测试，也可以是两种测试技术连接不同根空闲光纤的多备纤测试，特殊情况下还可以使用跨段测试[3]。由此可见，备纤测试并不需要介入其他通信设备或线路，改造过程最为简单，所以此种方式对于监测系统的稳定性和可靠性更有保证，所以在满足备纤测试要求时要选择此方案。

3 电网通信光缆自动监测系统的监测系统硬件优化设计分析

自动监测系统在硬件优化设计的过程中主要针对OTDR模块、光开关模块、警告监测模块、通信模块、电源模块和WDM复用器六部分进行，在OTDR模块设计时，考虑其工作原理，确定其应遵循光纤的背向散射特征，利用峰值法、RSNR=1法确定其测量范围，利用其测量范围与光脉冲发射光功率及其宽度的关系确定脉宽，在此基础上按照其选型原则进行具体设计；在光开关模块设计时要尽可能的保证其隔离度高、插入损失小、可以在多条监测光纤间快速切换、接受CPU同一控制、监测容量大、自动记录数据等特殊性能；在警告监测模块和通信模块设计中要注意期分别利用光功率警告单元和路由器技术实现；在电源模块设计过程中要保证其供电稳定，所以在设计的过程中要提供两组以上的独立电源供测试模块及其他模块使用，另外考虑到机房供电不良等原因会导致系统受损，所以针对电源设计还要采取过载保护措施，除此之外，为实现电源持续供电要进行交直流交互备份设计而且电源的输入形式应尽可能多样，在发生意外断电时不影响系统运行；在WDM复用器设计过程中考虑到其关键器件是复用和解复构件，当两个构件连接时必然会产生一定的消耗和相互间的信道干扰，所以在设计的过程中要注意是否带线路放大器其目标距离并不同、光监控信道位置及其波长设定、中心频率及产生的偏差、非线性光学效应及色散的影响等[4]。

4 电网通信光缆自动监测系统的监测系统网络传输优化设计分析

计算机网络是光缆自动监控系统的设计方案核心，对整个系统的运行状况具有决定性的作用，所以在对其网络传输进行优化设计的过程中必须尽可能使其主干网性能好、桌面应用支持能力强、计算机网络安全性能高、易于管理维护软件的开发和升级而且为组建网络系统奠定基础、实现资源的广泛共享，采用分布式体系设计，使监测站、监测中心遍及设计领域，组网方式既要达到监测电力通信网络的目的，又要在灵活可靠的前提下尽可能的缩减网络及系统硬件资源的应用量，以广域网为主体以局域网为分支，在路由器选型、路由器协议选择、网络拓扑结构选择、传送网络及数据配置方案选择、申请分配IP地址等方面结合具体设计范围的实际情况进行确定，以满足电力通信光缆自动监控系统的实际需要。

5 结束语

通过上述分析可以发现，自动监测系统的出现是电力通信光缆自身属性缺陷不断暴漏和其发展规模不断扩大的必然产物，在其设计的过程中需要结合设计的目标，选择具体的监视方式，并对其硬盘和网络传输进行不断的优化设计，优质的设计可以有效的提升电力通信光缆的整体性能，对电力通信不断深化和社会发展具有重要意义。

参考文献

[1]席晓林.唐山电网通信光缆自动监测系统的设计[D].北京：华北电力大学，2010.

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现代信息全球化的推动，突飞猛进的信息化建设，使光缆信息通信技术在信息化建设中占有越来越重要的地位。承担着整个通信网络九成以上通信业务的光纤传输网，不仅有超大的容量，也逐渐成为通信网络的关键结构部分。

1光缆监测系统简述

所谓光缆监测系统，就是通过对光缆进行监测，进而做出光缆运行是否正常的判断；当出现不正常情况时，就会进行报警，并进行相应的测试，以准确定位故障发生点。随着现代信息技术和通信事业的发展，光缆监测技术的水平和手段得到提高和完善，已经由最初的肉眼监测发展到现今的监测结果更精确的电子化自动监测。所谓电子自动化监测是指运用自动化监测系统，实施对光缆线路传输质量的监测。跟传统的肉眼监测相比，电子自动化监测具有高效、准确的优点。

光缆监测系统实施的流程分为3个部分：信息采集、汇总与分析信息数据、评价与诊断设备的运行情况。（1）如果没有信息采集，就不能进行光缆信息监测。信息采集是指获取信息，让检测员了解监测对象处于什么样的状态。（2）如果对收集起来的数据不进行汇总和分析，就失去了收集数据的作用，无法揭示数据反映的现象，无法揭示内在的规律，监测很难实施。（3）评价与诊断设备运行的情况。因为监测是最基本的维护行为，维护的最终目标是能够进行评价和诊断。

2光缆监测系统的结构和功能

2．1监测系统组成结构

光缆监测系统主要由监测中心、RTU远端检测站和操作终端3部分组成。其中，远端监测站主要包括光时域反射仪OTDR、光功率监测OPM单元以及光开关OSW等硬件设备，分为监控单元和测试单元，前者主要负责对光缆信息进行监控，后者主要是对光缆运行状态进行测试。处于光缆监测系统的控制中心地位的是监测中心站，主要包括监测网管系统和服务器两部分，主要作用是根据接收到的管功率监测单元的相关警报，向光时域反射仪以及光开关发送测试及切换等相关命令，并根据反馈回来的测试结果加以分析，做出判断，准确定位故障点。操作终端也就是监测客户端，即用户对整个系统的操作终端，包括PC终端以及相应软件两部分，主要是为用户进行线路维护、查找故障点提供便利条件。

2．2监测系统功能

（1） 多项测试功能。包括点名测试、定期测试、障碍告警测试。点名测试是指监测员选择和遥控远端监测站对某段光缆进行快速及时测试。定期测试是指远端监测站根据远程装置装的相关测试性能如测试参数、测试起始时刻和测试周期的设置要求，对光缆线路中的光纤实施周期自动测试。当所监测的光缆线路发生故障时，或分析过滤或接受的光功率比门限值要低或与所监测的光缆连接网管系统提供报警信号并判断出光缆线路出现障碍的时候，监测员就要启动远端监控站来对光纤进行监测，并对测试数据进行回传。

（2） 配置。配置系统中有设备的地址、名称和注释信息，需要配置光纤线路的起始和方位；可以选用列表或图形来表示配置数据和对象的相关特征；具有检查功能以及对数据进行检索、查询和打印的功能。配置的一致性功能是指，监测系统能检查本地和远端数据相应数据是否一致，在此基础上会显示出相对应的信息。

（3） 光缆监测系统能够通过实时、远程和在线的方式对新增加的远端监控站设备进行监测。新增的RTU可以按照设定的周期传报需要监测的光缆的运行状况数据。如果被检测线路出现故障，远端监控站能及时准确地报告故障发生的地点，并及时传到监测中心。

（4） RTU。RTU负责管理监测站的TSC操作，GIS里的图形，可以进行缩小、放大、漫游、整图和选择的操作。

3光缆监测系统在信息传输中的监测方式

当前，光缆网络在通信传输中的实现通过3种方式来完成：OTDR定位监测方式、监测光功率方式、OTDR定位监测与光功率监测相结合的方式。

（1） OTDR定位。可以通过在线监测和备纤监测。在线监测是监测业务纤。利用光波分开WDM，然后将OTDR发出的光传到业务纤上。测试光的波长是传到业务纤没有使用的窗口上。如，某根光纤上有1 450nm的窗口来传输业务纤数据，它可以通过1 300nm的OTDR，在发出端对WDM进行复用，这样就使得这条光纤同一时间负荷两种光波，这两种光波波长不一样，到了接收端，WDM将会将这两种光波分开。备纤监测的原理是光尾纤从OSW引出，接到ODF，在此完成与备纤的连接。这种光缆监测系统只监测备纤，这样系统的价格就比较低。

（2） 光功率监测是利用两个监测站进行的，在这两个站中心设立独立的光源，检测站内设置光功率的检测模式，并设置报警门限。若光功率消耗超过了报警门限，就会产生报警信号，刺激启动测试，进而确定故障信息。

（3） 两者结合。两者是指OTDR和光功率，这样就可以利用二者的优点，互补操作监测系统，完成信息传输功能。

4结论

光缆网络的快速发展速度使得现时的维护力量和人工水平难以适应，这对传统的维护和抢修方式提出挑战。这就需要采用最新的科学技术对监测系统信息传输进行管理，以动态的方式观察光纤的传输性能，准确判断故障的地点和时间，保障通信信息有效传输。

主要参考文献

篇9

一、光缆监测系统的基本原理

光缆监测系统作为新一代光缆告警监测系统，它能在出现传说故障前及时告警，出现故障时及时分析故障的原因，并能精确定位故障点距离，提高快速抢修时间。AIU光功率监测单元通过采集通信光功率然后分析通信光功率，然后送至检测中心（MC）分析处理，实现光功率动态变化的告警监测。当异常出现时，AIU光功率监测单元会自动将故障报告及报警信息传输至监控终端，终端内的相关软件会依据故障报告对命令进行相应切换，之后向测试端发出相应指令，启动反射测试系统采集故障所在位置并对故障通路进行测试，对这些信息进行整合，确定故障的类型、故障发生的位置等，并自动将以上信息进行存储，便于后来的查询与调取。监测中心的基本原理，监测点接收到远程AIU光功率监测单元的告警之后，分析所发生的监测路由。然后由监测中心通过远程OSU程控光开关选择被测光纤，远程OTDR发射不同于通信波长的监测光，WDM服用监测光到传输网络中，检测中心接收都OTDR的测试曲线数据之后进行分析，计算馆长点位置等数据。最后由GIS定位及声音等多种形式进行故障通知。

二、光缆监测系统的结构

光缆监测是集地理信息系统、卫星定位系统、网络通信及光学测量等现代通信技术于一身的系统，能够实现对光缆系统故障在线的自动监测。是现在故障在线监测主要依靠光缆监测系统的三大部分—上机位，OTDR测试模块和监测模块。光缆监测系统的三大结构，监测站、通信网络及监测中心。1、监测站。通常在通信站点安装监测站，监测站由光功率监测模块、远程监控工作站、OTDR模块、电源模块、程控多路光开关模块及通信模块等构成。光功率监测模块通过采集和处理被监测光功率信号来实现对传输大量基本数据的在线监测，并将监测数据快速而及时的上传给监测站和监测中心；然后由监测中心对各方数据进行相应整理和分析，对光功率变化超出门限值的监测站点发生告警并判断发生故障的具体光缆点，并自动、迅速启动相应监测站的程控多路光开关和光时域反射仪，测试相应故障光缆段；监测站将测试所得数据上传至中心，最后由中心将实测数据与标准数据比较分析，进而确定故障类型及故障点所在位置，并告知相应维修人员进行维修。2、通信网络。通信网络即为数据通道，它将监测中心与各监测站联系起来。当监测中心与各监测站信号中断时，各监测站依可据监测中心配置的标注数据独立完成相关测试，从而确保电力通信的正常进行。3、监测中心。资源维护工作站、网桥池、系统管理工作站、中心数据库服务器等，共同组成了监测中心。各监控分站的资料由监测中心统管，可进行远程监控，也可提供时间分析、光缆老化的预警及管理缆线等，能实现数据的全盘掌握。备纤监测和在线监测是系统检测的两种方式1、备纤监测。通常备纤监测适用于有较高正常通信质量且网络资料丰富的地区，能够使空闲资源监测方案得到较高效运用。该监测的优点是管理简单，对正常通信没有影响及有效利用资源监测光缆异常，但该监测需对光纤资源有一定的占用。合理运用备纤监测能实现资源的高效管理。2、在线监测。在线监测建立在已有的电力通信基础之上，运用分光器对百分之三的电力通信进行相应光功率测试分析，正常通信的通信光光功率占百分之九十七。分光器能动态的将正常的通信光波与测试光波符合在一条光缆中进行传播，在进入相应接收设备之前，为避免通信信号干扰，可使用滤光器先将测试光过滤掉，只接收相应波长的通信光。在线监测可以优化通信线路，但当通信线路接入时会对正常通信产生不同程度的影响。

三、光缆监测系统的三大功能体系

光功率自动监测功能、光缆自动监测功能和光缆维护功能是光缆监测系统的三个主体功能，现分述如下：1、光缆自动监测功能。光缆自动监测功能受计算机相关程序调控，能自动对光缆进行一系列故障测试，并将测试结果曲线与光缆标准曲线进行比对，如有异常，能快速准确的定位故障点，方便维修人员及时维修。2、光功率自动监测功能。在线监测光缆监测系统中的收光功率是光功率自动监测判断光缆故障是否发生的主要依据。自动监测系统根据标准收光率与实时收光率之间的差距来判断光缆是否出现故障。当实时收光率与标准收光率之间的差距大于阀值时，根据超出大小输出不同级别的警告信息，此时自动监测功能还将自行触发光时域反射仪，对故障发生断进行准确判断，以便机房人员及时采取相应措施。3、光缆维护功能。告警故障管理、通信值班管理及光缆纤芯管理共同组成了通信调度应用管理的全部功能；空间资源管理、光缆线路资源管理、线路支撑网资源管理、光缆光纤配线管理、机房设备管理及电缆线路资源管理共同构成了光缆管理功能。

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一、光缆监测系统的基本原理

光缆监测系统作为新一代光缆告警监测系统，它能在出现传说故障前及时告警，出现故障时及时分析故障的原因，并能精确定位故障点距离，提高快速抢修时间。AIU光功率监测单元通过采集通信光功率然后分析通信光功率，然后送至检测中心（MC）分析处理，实现光功率动态变化的告警监测。当异常出现时，AIU光功率监测单元会自动将故障报告及报警信息传输至监控终端，终端内的相关软件会依据故障报告对命令进行相应切换，之后向测试端发出相应指令，启动反射测试系统采集故障所在位置并对故障通路进行测试，对这些信息进行整合，确定故障的类型、故障发生的位置等，并自动将以上信息进行存储，便于后来的查询与调取。监测中心的基本原理，监测点接收到远程AIU光功率监测单元的告警之后，分析所发生的监测路由。然后由监测中心通过远程OSU程控光开关选择被测光纤，远程OTDR发射不同于通信波长的监测光，WDM服用监测光到传输网络中，检测中心接收都OTDR的测试曲线数据之后进行分析，计算馆长点位置等数据。最后由GIS定位及声音等多种形式进行故障通知。

二、光缆监测系统的结构

光缆监测是集地理信息系统、卫星定位系统、网络通信及光学测量等现代通信技术于一身的系统，能够实现对光缆系统故障在线的自动监测。是现在故障在线监测主要依靠光缆监测系统的三大部分—上机位，OTDR测试模块和监测模块。光缆监测系统的三大结构，监测站、通信网络及监测中心。

1、监测站。通常在通信站点安装监测站，监测站由光功率监测模块、远程监控工作站、OTDR模块、电源模块、程控多路光开关模块及通信模块等构成。光功率监测模块通过采集和处理被监测光功率信号来实现对传输大量基本数据的在线监测，并将监测数据快速而及时的上传给监测站和监测中心；然后由监测中心对各方数据进行相应整理和分析，对光功率变化超出门限值的监测站点发生告警并判断发生故障的具体光缆点，并自动、迅速启动相应监测站的程控多路光开关和光时域反射仪，测试相应故障光缆段；监测站将测试所得数据上传至中心，最后由中心将实测数据与标准数据比较分析，进而确定故障类型及故障点所在位置，并告知相应维修人员进行维修。

2、通信网络。通信网络即为数据通道，它将监测中心与各监测站联系起来。当监测中心与各监测站信号中断时，各监测站依可据监测中心配置的标注数据独立完成相关测试，从而确保电力通信的正常进行。

3、监测中心。资源维护工作站、网桥池、系统管理工作站、中心数据库服务器等，共同组成了监测中心。各监控分站的资料由监测中心统管，可进行远程监控，也可提供时间分析、光缆老化的预警及管理缆线等，能实现数据的全盘掌握。备纤监测和在线监测是系统检测的两种方式

1、备纤监测。通常备纤监测适用于有较高正常通信质量且网络资料丰富的地区，能够使空闲资源监测方案得到较高效运用。该监测的优点是管理简单，对正常通信没有影响及有效利用资源监测光缆异常，但该监测需对光纤资源有一定的占用。合理运用备纤监测能实现资源的高效管理。

2、在线监测。在线监测建立在已有的电力通信基础之上，运用分光器对百分之三的电力通信进行相应光功率测试分析，正常通信的通信光光功率占百分之九十七。分光器能动态的将正常的通信光波与测试光波符合在一条光缆中进行传播，在进入相应接收设备之前，为避免通信信号干扰，可使用滤光器先将测试光过滤掉，只接收相应波长的通信光。在线监测可以优化通信线路，但当通信线路接入时会对正常通信产生不同程度的影响。

三、光缆监测系统的三大功能体系

光功率自动监测功能、光缆自动监测功能和光缆维护功能是光缆监测系统的三个主体功能，现分述如下：

1、光缆自动监测功能。光缆自动监测功能受计算机相关程序调控，能自动对光缆进行一系列故障测试，并将测试结果曲线与光缆标准曲线进行比对，如有异常，能快速准确的定位故障点，方便维修人员及时维修。

2、光功率自动监测功能。在线监测光缆监测系统中的收光功率是光功率自动监测判断光缆故障是否发生的主要依据。自动监测系统根据标准收光率与实时收光率之间的差距来判断光缆是否出现故障。当实时收光率与标准收光率之间的差距大于阀值时，根据超出大小输出不同级别的警告信息，此时自动监测功能还将自行触发光时域反射仪，对故障发生断进行准确判断，以便机房人员及时采取相应措施。

3、光缆维护功能。告警故障管理、通信值班管理及光缆纤芯管理共同组成了通信调度应用管理的全部功能；空间资源管理、光缆线路资源管理、线路支撑网资源管理、光缆光纤配线管理、机房设备管理及电缆线路资源管理共同构成了光缆管理功能。

篇11

近年来，随着数据通信的迅速增加，使得光纤通信在整个电力通信系统中有着越来越重要的作用。但是因为光缆容易受到各种外界因素的影响，并会直接导致光纤通信过程中出现各种故障，从而给整个电力系统的通信调度工作都造成了很大影响。这就要求相关的工作人员在光纤发生中断的情况下，能够迅速地发现故障并及时进行维修，从而保证整个电力系统的通信调度功能的可靠性。

1 传统的光纤通信维护手段中存在的问题

在传统的光纤通信维护手段中，对于发生故障时的反应速度与相关的工作人员有着很大的联系，如果在故障发生的情况下，值班人员以及维护人员没能够很好地进行配合与行动，就会直接导致抢修的进程被严重耽误，并直接地影响到了整个电力线系统的通信状况。而且在传统的维修过程中，光纤发生故障时的警报是由光设备这种传输系统来提供的，但是在实际的运行过程中，往往会因为光设备出现故障，而导致在整个光纤出现故障的情况下，相关的维修人员很难在第一时间就充分地掌握故障发生的实际情况。除此之外，利用光设备告警也难以对故障所发生的位置进行及时的定位，并且难以对光纤传输网络其传输性能的转变难以有一个较为准确的预判。而利用传统的光设备告警，往往只有在线路出现故障的情况下才会出现告警信息，从而难以起到很好的故障预警作用。

而且一些电力公司在对光缆的运行维护工作仅仅局限于每年都进行的备用纤芯测试，这样的做法往往难以及时地把握住相关的光缆运行情况，而且因为光缆的施工运行资料不够完善，这也就导致在光缆发生中断等问题时，相关的电力公司只能够借助于OTDR来进行光缆故障点的预测。这样就使得在进行故障点搜寻的过程中往往会浪费大量的时间，从而导致了故障抢修时间的进一步延长。

2 进行系统的解决方案

2.1 系统构成

光缆的自动监测系统一般是由监测站以及检测中心这两部分构成的，其中检测中心主要是由数据库服务器、用户操作系统以及数据输出设备等设备构成，而检测站则是由远程的测试单元以及告警单元、网络通信设备等系统构成。

2.2 相关原理

主控模板一般是整个检测站中的核心模块，一般采用的是相对稳定的嵌入式系统设计。利用主控模板能够很好地进行单元运行状态的远程检测，并能够对各个模块的状态以及相关信息进行控制与设置，一般情况下，主控模板是利用网口与网管系统来进行信息的传输。

而程控光开关主要是进行光路扩展的测试，而当系统接收到光缆出现故障这一警告时，程控光开关会直接切换至报警光路上，并且等待着OTDR等系统来进行相关的故障测试。一般情况下，程控光开关是由电磁管制成的，并且有着很快的切换速度。

而利用OTDR反射仪能够进行故障发生地点的精准查找，并进一步地形成曲线文件，并将该曲线文件借助于主控模板来传输给网管中心。而所有的控制工作以及数据处理工作都可以借助于OTDR模板来完成，其处理完成后的各项数据也能够借助于总线传输到主控制模块之中。

2.3 系统开发原则

在进行光缆自动监测系统的开发过程中，应当充分地遵循以下几个原则：首先系统要求OTDR的波长应当与光传输设备的波长有着比较明显的差异性，并且需要利用波反复技术的时候不对整个传输网络产生影响。这样就能够很好地实现远程、在线的实时检测。除此之外，还要求该系统能够对故障发生的位置进行准确的定位，并且需要拥有点名测试、实施测试以及周期测试这三种模式。并且能够对上万条光纤中存在的曲线数据进行有效的采集分析与存储。此外在利用光功率检测系统的时候，还应当对其进行30s一个周期的采集检测，来进行全网光纤的实时反应。

该系统也应当采用模板化设计的结构方式，这样就能够更加方面的进行该系统的维护工作。而当双电源备份中的一个电源发生故障时，另外一个电源就可以直接的承接所有的电源负荷，这就能够充分保障在电源出现故障的情况下整个系统依旧能够正常的运行。而且利用该系统来进行光缆故障的检测工作，可以有着很高的效率以及稳定性能。

2.4 关键技术

OPGW光缆自动监测系统其关键技术在于能够在故障发生的第一时间，就将详细的故障信息通知给相关的研究人员，并且将整个工程的维护工作从被动方式转变成为主动的方式。这就需要采用光功率检测模板来进行光纤功率值的有效检测。而OPM模板可以保持每天24h的工作时间，而为了能够充分地提升该模板的可靠性，就需要将其地集成在一个标准的机箱之中。而利用波分复用技术也是能够实现OPGW光缆自动监测系统的一项关键技术，利用该项技术，需要充分地保障其OTDE的波长能够与光传输的波长有着相当大的差异性，并且要充分地保障利用波分复用技术的时候不会对相关的传输网络造成较大的影响。

2.5 进行故障的判断

一般情况下，被测光纤的背向散射曲线一般不仅能够反映出光纤在传输过程中因为折射原理而造成的正常衰减，还能够有效地反应出其二光纤中的物理接头以及弯曲等情况所造成的一些故障。而在对这些事件进行判别的过程之中，也能够利用五点法或者是最小二乘等算法来进行相关的计算，并借此找出这些奇点处的散射曲线轨距。而通过对这些曲线的斜率进行有效的分析，就能够准确地得出在相应的位置之上所发生的一系列事件的类型。

2.6 应用方案

通过OPGW光缆自动监测系统，能够远程、实时在线的进行相关光缆线路的有效检测，并且能够及时地掌握住该光纤的实际运行情况。而通过将系统与GIS地图进行精密的结合，就能够使得其进行图形化的显示。这种自动监测系统其操作难度相对较小，并且能够帮助相关的光缆线路维修人员提供一个使用的管理查询工具。除此之外，利用OPGW光缆自动监测系统能够很好地进行光缆的调度与管理工作，并且能够有效地提升整个企业的运维效率。

3 结束语

在光缆的检测过程中利用OPGW光缆自动监测系统，能够有效地降低生产维护人员进行光缆故障维修时的工作量，并且能够有效地判断整个光缆发生故障的时间以及处理时间，从而大大地增强了光纤通信的可靠性与安全性。而借助于OPGW光缆自动监测系统，能够有效地取代传统的人工加仪器的光缆维护方式，并能够帮助相关的工作人员更好地了解光缆的实时运行情况，从而对光纤传输网络中所存在的一些隐患进行技术的处理。

参考文献

[1]李青，杨 .如何进行OPGW光缆线路设计[J].科技风，2012（19）.

篇12

中图分类号TN91 文献标识码A 文章编号1674-6708（2011）51-0164-01

0 引言

通信网是一种使用交换设备、传输设备，并将地理上分散用户终端设备连接起来，实现通信和信息交换的网络信号交换系统。光缆监测系统则是一种对光缆的光功率进行监控、判断是否存在信号异常并进行告警的系统。其功能和作用是，对光缆线路进行实时监控和实时信号采集，并对数据进行汇总与比对分析，做出正确的评价，当监测出现告警时，系统将采用多种方式对光缆进行测试，以获取被监测光缆所产生故障点所在的位置，为线路维护提供科学的支撑，以便及时采取对应措施。

一般来说，当前的光缆监测在用系统，主要由3大部分组成，即监测中心、监测站和操作终端，分3个方面，即信息实时采集、数据分析比对、运行情况评价告警。

1 光缆测量技术

1.1 OTDR

OTDR的英文全称是Optical Time Domain Reflectometer，中文意思为光时域反射仪。OTDR是利用光线在光纤中传输时的瑞利散射和菲涅尔反射所产生的背向散射而制成的精密的光电一体化仪表，它被广泛应用于光缆线路的维护、施工之中，可进行光纤长度、光纤的传输衰减、接头衰减和故障定位等的测量。

1.2 光缆测量技术的基本原理

现行的光缆测量技术，是基于对光缆特性进行测量的技术，是一种光时域反射（OTDR）测量技术的研究。其基本的工作方式是以连续的高能量激光脉波，先射入光纤，然后测量回波强度和时间，再根据计算分析激光脉波在光纤中传输的距离。这一点，与雷达的工作方式相似。

具体来说，脉冲发生器发出脉冲驱动激光二极管，经方向耦合器，射入光纤，再经过耦合器进入光电探测器转换成电信号，信号放大，结果显示分析。如果出现信号告警，则可以测试出光纤的长度、接头损耗、断点位置、连接器等各种参数。

根据公式：d=（c×t）/2（IOR），就能精确测量出距离。

式中：c是光在真空中的速度，而t是信号发射后到接收到信号（双程）的总时间（两值相乘除以2后就是单程的距离），IOR是光纤的折射率（这个是厂家测量提供的）。

2 监测系统的技术方案分析

现行的光缆监测系统的技术方案主要分二种，一种是在线监测，另一种是离线监测（也叫备纤监测）。

相比于离线监测，在线监测更为复杂，是一种采用波分复用技术，即将测试波和工作波复合在一起，射入光纤，工作波正常工作，测试波则担负起监测任务其中，二种波共享一种工作介质，但因波长不同，互不干扰，互不影响。

这种监测技术最明显的优势是测试直接反应光缆纤芯的工作状态，但也还存在明显的不足：一是需要增加波分复用模块和OTDR 杂光滤波模块，工作设计更加复杂且投资明显增加；二是两种波长的光波同时运行，需要在光纤中插入光器件，引入了插入损耗和故障点，可能会对在用业务将有直接影响；三是如果对已有系统进行改建，影响太大，对主要干线来说，通信业务会导致中断或者造成巨大的经济损失。

鉴于此，在现行的光缆监测中，很多都是采用的离线监测方案，即对同一光缆的备用纤芯进行测试，而不直接对使用光纤测试。因此，通过测试备用光纤就可以基本上能够反映工作光纤的基本性能，在成本、安全性和可维护性等方面，离线监测系统更容易为各方所接受。

3 监测站点（RTU）与监测路由选择分析

3.1 监测站点及路由选择

通信网是一个具有环路相切的网格型网络结构。由于通讯系统的特殊性，变电站和供电所即为通信的通信站点，而且所有的变电站通信业务都必须具备光纤环路保护，这样在光缆线路的切点或者是汇接点处正好是设置RTU 的站点，可以采用光开关来实现对尽可能多的方向进行监测，充分发挥监测站的功能。

3.2 复杂网络结构中分支路由选择

通信光纤网络结构并不是简单的几个站点组成，而是有几十或者上百个站点组成的一个巨大且复杂的网络，分支线路和环路节点多。

在监测中，要对主干线路和分支线路进行全面监测，必须根据网络拓扑结构配置多个监测站。目前现行的做法是采取备纤迂回法和光开关级联法。既减少了使用光开关的数量，降低监测成本，又大大降低对外加光开关设备引起的额外线路损耗。

4 光缆地理长度与测试光纤长度的对应变换

在实际施工中，为了保证光缆的断缆熔接或者以后一些迁移，每隔一定的距离和进站都会采用一段余缆。由于测试长度是按地理纬度换算的，而故障点的出现是在实际的线缆上产生的，这样一来，测试光纤长度与地理长度就会有不同的差别，即测试路由就与实际的地理路由就不一致，这就要求我们要做对应的变换。

一般情况下有如下的两种方式：一是按比例缩小测试光纤长度，即对测试光纤整条实际长度与测量的实际距离按比例缩小变换。但如果光缆余缆分布误差太大，则误差会很大。二是对余缆点进行特殊处理，在地理长度运算时将余缆的长度也进行运算，并将实现地理长度与测试光纤长度的对应。

当然，在实际的应用中，还有许多存在除余缆外的影响因素，这就要求我们根据实际的情况，结合线路资料进行灵活处理，尽可能减少误差。