光纜監測系統的原理及實現

朱華托

惠州供電局，廣東 惠州 516000

隨著通信技術的興起和不斷的發展，大量的通信設備在通信網絡中廣泛的使用，這些設備的制式種類紛繁蕪雜，給管理工作帶來了極大的困難。在這些設備中，光纜作為一種優秀的通信信號傳輸通道具有其它介質所無法比擬的優點，如信息容量達、傳輸密度高、安全性高等，這使得光纜在通信領域得到十分廣泛的使用，在通信網絡中扮演著十分重要的作用，是當之無愧的通信網絡的大動脈。這使得光纜的安全性和穩定性十分的重要，一旦光纜出現故障將會導致十分嚴重的后果。光纜的使用已經有了很長的一段時間，隨著時間的延長很多早年鋪設的光纜開始老化，發生故障的概率不斷的增加。出現故障的時候采用傳統的維修方式很難及時的定位故障的位置，維修周期十分的長，造成通信網絡長時間無法恢復。在這種情況下，對通信光纜進行實時的監控與維護就是十分必要了。這樣可以對于光纜的性能進行實時的檢測和管理，一旦發現出現問題可以在問題造成大范圍的影響之前采取相應的措施，從而保證其傳輸的通暢，提高光纜維修效率，降低維護時間。

1 光纜監測系統原理

能夠自動對光纜線路進行實時在線監控，對光纜線路的性能狀態進行動態的檢測，并及時的發出故障警告的自動化系統被稱為光纜監測系統簡稱FOMS。在各個檢測站上安裝光時域反射儀，該儀器是整個光纜監測系統發揮作用的關鍵所在。光時域反射儀對光纜線路中不同時間和距離上的測試波長的背向散射光的分布曲線的變化對光纜線路的傳輸性能進行及時的掌握，這樣一旦光纜出現斷裂或者是其他形式的各種故障，都能被該儀器及時的發現，并及時發出告警。

整個光纜檢測系統通過多個光纜檢測路由對光時域反射儀所收集的信號進行加載，而系統中本身存在著一個完備的數據庫，該數據庫記錄著光纜正常運行的相關參數和數據，這樣通過和各個檢測站的光時域反射儀收集到的數據進行比對，看其是否存在不一致的地方，從而對光纜線路的運行狀態進行相應的判斷，同時相關的數據反饋給上一級的監測中心。光纜監測系統監測光端機收光功率，如果光端機的收光功率出現異常，光纜監測系統將根據異常的原因發出相應的警報，隨后光時域反射儀被啟動進行探測。這樣再結合全球衛星定位系統和地理信息系統的協助，對光纜出現故障的位置進行準確的定位，故障的地點將被顯示在監控中心。

2 系統實時監測的實現

光纜監測系統最大的優點是能夠實現對光纜狀態的實時監測，在發現光纜存在異常的時候系統能夠及時的發出警告，常見的警告以及解決方案如下：

1）光功率在線監測

將光傳輸設備的工作光，利用分光器進行分離，使之和警報模塊相連，這樣工作光的狀態就被監測，通過工作光的狀態來及時的掌握光纜的工作狀態，這樣一旦光纜出現問題的時候能夠被及時的發現。科學合理的設置每個檢測通道的光的功率值，一旦光線出現異常就會導致光功率的下降，當光功率低于這個值得時候就會發出警報，同時光時域反射儀被啟動對該條光纜進行檢測，從而有效的對故障進行定位。

2）光端機告警監測

光纜在發出異常的時候產生的告警信號通過系統上集成的告警采集模塊進行收集，告警采集模塊對收集到的告警信號進行初步的分析判斷，將無關的信息清理掉，激活光時域反射儀對相應的光纜進行檢測，以便及時的發現問題。

3）光功率備纖監測

對于備用光纖可以利用光功率告警模塊進行離線檢測，從而對光功率進行實時的監測，發現問題及時發出警告。由于備用光纖本身沒有信號源，為了能夠向備用光線發出光信號可以將一個光源設置在監測路由的末端，然后在測試的一端進行光功率的檢測。

4）各種監測方式的比較

在告警反映實時性上，光功率的在線監測和備纖監測方式要優于利用光端機告警的監測方式。從系統的可靠性方面來看，采用備纖進行光功率實時監測的系統由于不介入通信設備與線路，因此其系統可靠性最高；采用在線光纖進行光功率實時監測的系統由于和通信光源共用同一纖芯，并且引入了波分復用器和濾光器等器件，使得整個系統的可靠性有所降低；而利用光端機告警的監測方式由于光端機會有誤告警，會導致測試系統常被激活測試，其系統可靠性差。

從實施方面來看，光功率的備纖監測方式只需在發端增加一個光源，而對原有的光纖通信設備和光纖連線方式不需要做大的改造，實施復雜度最小。光功率的在線監測方式則需要引入一系列光器件，對原有的光纖通信設備和光纖連線方式需要做大的改造，實施復雜度大；光端機告警的監測方式則需要增加光端機告警信號采集接口，實施復雜度較大。綜合網管告警監測方式需要網管系統提供相應的接口，需要編寫協議轉換程序。

3 結論

光纜監測系統融合了網絡通信技術、光學測量技術、地理信息系統以及全球衛星定位系統等技術，對光纜中光纖傳輸衰耗特性變化及光纖阻斷故障實現遠程分布式實時、在線的自動監測。采用TCP/ IP 進行系統互連，符合全國電信管理網的要求。引入光纜線路監測系統，不影響在用的光傳輸系統的傳輸性能。今后，隨著信息技術的發展和電力系統對高速數據業務、圖像業務的迫切需求以及高速因特網、多媒體視像等寬帶業務的接入，電力系統的光纖傳輸網將會繼續得到持續快速發展。光通信技術的發展，將使光纖傳輸信息的能力越來越大，單位時間的線路阻斷會造成更大損失。因此，光纜線路監測的重要性將更加突出。如何進一步提高光纖通信的可靠性，如何更及時有效地對光纜線路實施監控與管理，準確地捕捉故障征兆，防止線路阻塞，已經成為人們關心的問題，因此也使光纜監測系統成為電力通信市場的一個新亮點，而得到空前的發展。

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