電力通信光纜線路維護(hù)系統(tǒng)的研究設(shè)計

摘 要：當(dāng)前，電力通信已基本形成了以光纖通信為主，音頻通信為輔的通信手段。而光纜線路一旦出現(xiàn)故障，會導(dǎo)致傳輸通道中斷，對整個電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行都將造成嚴(yán)重影響。為此，如何有效對光纜線路維護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行研究設(shè)計，以提高維護(hù)管理水平顯得尤為重要。本文結(jié)合工作實際，主要分析和探討了電力通信光纜線路維護(hù)系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)和軟件等方面的設(shè)計研究工作。

關(guān)鍵詞：電力通信 光纜線路 維護(hù)系統(tǒng) 設(shè)計

中圖分類號：TM715 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）02（b）-0141-02

隨著當(dāng)前電力通信網(wǎng)光纜系統(tǒng)建設(shè)步伐的加快，不僅線路有所延長，而且網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也日趨復(fù)雜，這也對光纜線路維護(hù)系統(tǒng)提出了更高和更新的要求，這就需要加強(qiáng)對系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)、軟件的研究設(shè)計，以綜合提高光纜線路的維護(hù)水平，為現(xiàn)代化大規(guī)模的光纜通信網(wǎng)絡(luò)的安全運(yùn)行提供保障。

1 維護(hù)系統(tǒng)功能簡介

現(xiàn)代化的大規(guī)模光纜網(wǎng)絡(luò)需要采用現(xiàn)代化的維護(hù)管理和集中監(jiān)控監(jiān)測技術(shù)，已成為了電力通信運(yùn)行維護(hù)部門的共識。電力通信光纜線路的維護(hù)系統(tǒng)以RTU監(jiān)控站、監(jiān)測中心和一級管理結(jié)構(gòu)作為核心，并利用網(wǎng)絡(luò)和計算機(jī)等高新技術(shù)，將傳統(tǒng)的、依靠人力的、低容量和落后的維護(hù)方式和技術(shù)，轉(zhuǎn)換為現(xiàn)代化的、科學(xué)先進(jìn)的、高容量的和集中監(jiān)控監(jiān)測的光纜維護(hù)方式。光纜線路維護(hù)系統(tǒng)不僅實現(xiàn)了對系統(tǒng)傳輸性能進(jìn)行實時監(jiān)測，還能及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存在的故障和隱患，從而提高了光纜線路維護(hù)綜合處理能力和自動化管理水平，有效保證了電力通信網(wǎng)絡(luò)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)研究設(shè)計

電力通信光纜線路維護(hù)系統(tǒng)的建設(shè)首先應(yīng)保證線路網(wǎng)絡(luò)的完整性、先進(jìn)性和統(tǒng)一性，因此光纜維護(hù)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)是性能可靠、功能齊全的逐漸和本地傳輸網(wǎng)絡(luò)相聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)。其中系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)的設(shè)計主要研究和探討監(jiān)測中心和監(jiān)測站這兩個部分的硬件結(jié)構(gòu)。

2.1 監(jiān)測中心

監(jiān)測中心是由主機(jī)、終端、網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備和數(shù)據(jù)輸出設(shè)備等組成，它是系統(tǒng)的中樞，可以對一定數(shù)量的監(jiān)測站進(jìn)行管理。監(jiān)測中心的主要功能有：可隨時向監(jiān)測站發(fā)送監(jiān)測信號，并設(shè)定告警限制，自動發(fā)送故障信息，從而為線路故障的維護(hù)提供有效的手段；能接收由監(jiān)測站發(fā)回的測試數(shù)據(jù)，并經(jīng)過數(shù)據(jù)分析，產(chǎn)生相應(yīng)的分析圖表和記錄報告；能及時上報光纜網(wǎng)的質(zhì)量檢測數(shù)據(jù)等等。

以地級監(jiān)測中心（LMC）為例，其硬件平臺設(shè)計模塊圖如下圖1所示。監(jiān)測中心利用Windows NT網(wǎng)絡(luò)軟件的微機(jī)服務(wù)器構(gòu)成局域網(wǎng)，中心服務(wù)器則負(fù)責(zé)整個系統(tǒng)的運(yùn)行，既需要作為全網(wǎng)的控制中心，還需要作為應(yīng)用數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，運(yùn)行SQL Server數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用程序，并負(fù)責(zé)全部數(shù)據(jù)的匯集、處理以及交易請求。同時，為了實現(xiàn)對監(jiān)測中心硬件系統(tǒng)的簡化，中心服務(wù)器可采用Internet服務(wù)器，以方便提高各類網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。監(jiān)測中心以及監(jiān)測站的局域網(wǎng)均采用路由器作為網(wǎng)絡(luò)之間的連接設(shè)備，并使用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議組成標(biāo)準(zhǔn)的廣域網(wǎng)。

2.2 監(jiān)測站

監(jiān)測站主要負(fù)責(zé)監(jiān)測傳輸系統(tǒng)的接收光功率，并根據(jù)實際變化情況以確定是否需進(jìn)一步啟動OTDR測量及將結(jié)果數(shù)據(jù)上報監(jiān)測中心。監(jiān)測站的具體功能包括了實現(xiàn)系統(tǒng)的點(diǎn)名、告警和周期測試功能，控制光開關(guān)的轉(zhuǎn)換，接收監(jiān)測中心的控制命令，控制OTDR的測試和控制告警監(jiān)測等等。

監(jiān)測站硬件結(jié)構(gòu)通常由主控模塊、電源模塊、告警采集模塊、程控光開關(guān)、濾光器、分光器、路由器和網(wǎng)絡(luò)適配器所組成，通過對以上硬件結(jié)構(gòu)模塊的配置與二級，可實現(xiàn)在線監(jiān)測、離線監(jiān)測和跨段監(jiān)測等多種監(jiān)測方式。

（1）遠(yuǎn)程測試轉(zhuǎn)接站設(shè)計。

遠(yuǎn)程測試轉(zhuǎn)接站的結(jié)構(gòu)通常由遠(yuǎn)端光功率控制單元（ACU、AIU）、電源模塊、通信單元和無源光器件所組成，是監(jiān)測站的一種重要組成形式，它的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計如下圖2所示。遠(yuǎn)程測試轉(zhuǎn)接站采集的告警信號通過外部通道傳輸?shù)竭h(yuǎn)程測試站，并經(jīng)過監(jiān)測后將監(jiān)測結(jié)果傳輸回監(jiān)測中心。遠(yuǎn)程測試轉(zhuǎn)接戰(zhàn)利用在線、離線或者備纖監(jiān)測的方式，實現(xiàn)了跨段監(jiān)測的目的，較為適用于網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜或者中繼段較短的光纜線路。

（2）監(jiān)測終端的設(shè)計。

監(jiān)測終端是由微機(jī)、路由器、MODEM、網(wǎng)絡(luò)適配器和打印機(jī)等硬件配置組成。它的功能是管理和調(diào)用數(shù)據(jù)庫中一級和二級的光纜線路的運(yùn)行狀況信息與數(shù)據(jù)文件，以及對監(jiān)測站進(jìn)行點(diǎn)名測試。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計與實現(xiàn)

電力通信光纜線路維護(hù)系統(tǒng)的軟件主要是數(shù)據(jù)庫和部分子系統(tǒng)所構(gòu)成。對系統(tǒng)軟件的設(shè)計與研究，則需要安裝功能對其分類和劃分，并設(shè)置獨(dú)立的職能模塊。

3.1 數(shù)據(jù)庫的設(shè)計

數(shù)據(jù)庫作為系統(tǒng)軟件的核心，它的設(shè)計內(nèi)容主要是針對數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)錄入、檢索和存儲等功能的設(shè)計。為保證系統(tǒng)整體運(yùn)行效率和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的運(yùn)行質(zhì)量，在設(shè)計中可采用服務(wù)器/瀏覽器的模式，并對數(shù)據(jù)庫的管理系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)配。

3.2 子系統(tǒng)的設(shè)計

維護(hù)系統(tǒng)中的子系統(tǒng)按照系統(tǒng)功能可具體劃分為協(xié)作子系統(tǒng)、自有子系統(tǒng)和第三方子系統(tǒng)這三類。協(xié)作子系統(tǒng)對其余子系統(tǒng)的運(yùn)行能起到支撐和輔助的作用；自有子系統(tǒng)則是獨(dú)立處理和負(fù)責(zé)特定領(lǐng)域的業(yè)務(wù)，并和其余子系統(tǒng)間有著一定的信息相互交流；第三方子系統(tǒng)是由第三方廠商開發(fā)的內(nèi)部細(xì)節(jié)保密的子系統(tǒng)。

3.3 模塊設(shè)計

維護(hù)系統(tǒng)中的常用的模塊配置，主要有系統(tǒng)管理模塊、集中維護(hù)管理模塊、日常維護(hù)管理模塊、技術(shù)維護(hù)管理模塊、傳輸線路管理模塊、庫存材料管理模塊和查詢統(tǒng)計分析模塊等等。通過對特定模塊的應(yīng)用，能有效的對各個子系統(tǒng)的運(yùn)作情況進(jìn)行收集、統(tǒng)計、分析和查詢，并記錄相關(guān)人員和對應(yīng)工作的實際信息與工作日志。從而為技術(shù)維護(hù)的優(yōu)化調(diào)整，以及系統(tǒng)安全正常運(yùn)行提供科學(xué)有效的依據(jù)。

4 結(jié)語

光纜傳輸是當(dāng)前電力通信傳輸?shù)闹饕绞剑彩歉鞣N信息交流的基礎(chǔ)設(shè)施。針對光纜線路容易受到阻斷、受潮等故障的影響，良好設(shè)計的光纜線路維護(hù)系統(tǒng)，能實現(xiàn)分布式、實時的、在線的監(jiān)控監(jiān)測，真正做到防患于未然。因此，我們應(yīng)重視光纜線路維護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計工作，在保證通信傳輸質(zhì)量的同時，實現(xiàn)光纜通信的良好、快捷的發(fā)展。

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