南水北調(diào)中線自動(dòng)化調(diào)度系統(tǒng)光纜的監(jiān)測(cè)及其維護(hù)

摘要：本文介紹了南水北調(diào)中線自動(dòng)化調(diào)度系統(tǒng)光纜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的特點(diǎn)及監(jiān)測(cè)方式，對(duì)光纜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的調(diào)測(cè)過程及方法做了說明。并介紹了光纜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及后期運(yùn)維管理的重要性。

關(guān)鍵詞：光纜監(jiān)測(cè)；RTU ；系統(tǒng)管理

中圖分類號(hào)：TP14 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

一、光纜監(jiān)測(cè)概述

南水北調(diào)中線工程的干線光纜全長(zhǎng)1431.945km，分布地域廣，光纜監(jiān)測(cè)和維護(hù)工作繁重，其承載業(yè)務(wù)重要。光傳輸系統(tǒng)雖然也具備網(wǎng)絡(luò)管理和維護(hù)機(jī)能，但卻無法支持對(duì)光纜（光纖）特性與品質(zhì)的監(jiān)控，在告警方面也只能提示有告警發(fā)生，而無法精確定位出光纜（光纖）故障點(diǎn)。為了第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)故障，快速準(zhǔn)確的定位故障點(diǎn)，減少光纜中斷造成的損失，需建設(shè)一套光纜自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)掌握光纜（光纖）狀況。

光纜自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠?qū)⒐饫|監(jiān)測(cè)、告警、故障分析、定位、故障管理有機(jī)結(jié)合在一起，為光纜（光纖）的安全高效運(yùn)行提供保障。南水北調(diào)中線自動(dòng)化調(diào)度系統(tǒng)選用西安雷迪維護(hù)系統(tǒng)設(shè)備有限公司的OTS-II光纜自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高，為系統(tǒng)穩(wěn)定、長(zhǎng)期的運(yùn)行提供根本的保證。系統(tǒng)監(jiān)測(cè)設(shè)備采用32位嵌入式處理器和嵌入式操作系統(tǒng)，系統(tǒng)軟件能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)光纜相關(guān)資源信息的查詢和管理等功能。通過該光纜自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)光纖網(wǎng)絡(luò)的故障，有效地預(yù)防和減少光纖網(wǎng)絡(luò)隱患和障礙，確保光纖物理網(wǎng)絡(luò)優(yōu)質(zhì)、高效、安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。

二、光纜監(jiān)測(cè)方式

南水北調(diào)中線自動(dòng)化調(diào)度系統(tǒng)光纜監(jiān)測(cè)選擇采用實(shí)時(shí)備纖監(jiān)測(cè)方式對(duì)全線光纜全部路由進(jìn)行監(jiān)測(cè)，即1芯備纖光功率實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和1芯備纖OTDR輪巡掃描監(jiān)測(cè)方式對(duì)全線光纜7×24小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

（一）光功率實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

監(jiān)測(cè)站中的光功率監(jiān)測(cè)模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)光纖收到的光功率值。如光功率值異常，例如光功率值下降超過告警門限，甚至無光信號(hào)，則確認(rèn)纖芯有故障。監(jiān)測(cè)站首先根據(jù)預(yù)先設(shè)定好的門限參數(shù)，判定光功率告警級(jí)別。其次通過網(wǎng)絡(luò)將光功率告警信息上報(bào)給服務(wù)器，同時(shí)自動(dòng)控制光開關(guān)和OTDR模塊進(jìn)行動(dòng)作，對(duì)相應(yīng)的光路進(jìn)行測(cè)試。服務(wù)器收到監(jiān)測(cè)站送來的光功率告警后，將告警信息錄入數(shù)據(jù)庫(kù)，同時(shí)根據(jù)告警級(jí)別的設(shè)定和管理人員的設(shè)定，發(fā)送告警短信給相應(yīng)管理人員。

（二）OTDR輪詢掃描監(jiān)測(cè)方式

監(jiān)測(cè)站在周期測(cè)試時(shí)，會(huì)自動(dòng)控制光開關(guān)和OTDR模塊進(jìn)行動(dòng)作，對(duì)相應(yīng)的光路進(jìn)行測(cè)試。首先將光開關(guān)切換到相應(yīng)的端口位置，隨后控制OTDR使用預(yù)先設(shè)置好的測(cè)試參數(shù)，對(duì)該光纖進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試完成后，監(jiān)測(cè)站將數(shù)據(jù)上傳給服務(wù)器。服務(wù)器將收到的監(jiān)測(cè)站上報(bào)的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)。并根據(jù)預(yù)先設(shè)定好的曲線，對(duì)當(dāng)前測(cè)試的曲線進(jìn)行對(duì)比分析。如果出現(xiàn)異常，則服務(wù)器將進(jìn)行線路報(bào)警，判定故障點(diǎn)位置和故障級(jí)別。

三、光纜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總體介紹

南水北調(diào)中線光纜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由監(jiān)測(cè)總中心、備用監(jiān)測(cè)總中心、監(jiān)測(cè)分中心、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)站、監(jiān)測(cè)終端組成。網(wǎng)管分級(jí)管理，總中心具有最高權(quán)限。

監(jiān)測(cè)總中心：監(jiān)測(cè)總中心包括服務(wù)器、客戶端、打印機(jī)及相應(yīng)的服務(wù)器軟件等組成。服務(wù)器軟件包括數(shù)據(jù)庫(kù)（含GIS平臺(tái)接口）、后臺(tái)控制程序服務(wù)器、監(jiān)測(cè)中心客戶端。

備用監(jiān)測(cè)總中心：和監(jiān)測(cè)總中心配置相同。

監(jiān)測(cè)分中心采用和總監(jiān)測(cè)中心相同的配置，包括服務(wù)器、客戶端、打印機(jī)及相應(yīng)的軟件。

遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)站（RTU）：遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)站是系統(tǒng)測(cè)試的核心設(shè)備，設(shè)備包括控制模塊、OTDR模塊、光開關(guān)模塊、光功率檢測(cè)模塊和電源等模塊。

客戶端：可以與總監(jiān)測(cè)中心或監(jiān)測(cè)分中心實(shí)現(xiàn)連接。通過網(wǎng)管系統(tǒng)配置管理區(qū)域，監(jiān)測(cè)和管理相應(yīng)范圍內(nèi)的監(jiān)測(cè)站設(shè)備和光纜。

便攜客戶端：通過通信網(wǎng)絡(luò)（LAN、WAN、PSTN等）與系統(tǒng)相連，即可根據(jù)權(quán)限對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

四、光纜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)調(diào)測(cè)方法及技術(shù)措施

（一） RTU遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)站測(cè)試

RTU遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)站的不同模塊測(cè)試方法如下：

1、PWU電源盤的測(cè)試

（1）測(cè)試所有電源和地之間均不短路。

（2）接入48V電源到1U背板的電源輸入端，電源板插到小背板的槽位上。 此時(shí)POWER燈和48V指示燈綠色亮。

（3）上電，用萬(wàn)用表測(cè)試12V與GND之間電壓，調(diào)節(jié)電位器使12V為12.50V。此時(shí)面板12V指示燈綠色亮。

（4）測(cè)試-5V與GND之間的電壓應(yīng)為-5V。面板-5V指示燈綠色亮。

（5）測(cè)試5V與GND之間的電壓，調(diào)節(jié)電位器使5V為5.40V。此時(shí)面板+5V指示燈綠色亮。

（6）測(cè)試靠近面板的5V測(cè)試點(diǎn)電壓應(yīng)為5V。

2、OTDR的板卡測(cè)試

（1）將OTDR插入遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)站（RTU）機(jī)箱的第8槽位，MCU插入PWU插入遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)站（RTU）機(jī)箱的第9槽位，PWU插到機(jī)箱最右側(cè)2個(gè)槽位，接入48V電源，打開電源開關(guān)。OTDR指示燈綠色閃爍，表示系統(tǒng)正常啟動(dòng)。

（2）用以太網(wǎng)線連接測(cè)試PC機(jī)網(wǎng)口和MCU的ETH口，設(shè)置測(cè)試PC機(jī)的IP地址與MCU的IP地址的網(wǎng)段一致。

（3）在DOS下（開始-運(yùn)行-cmd）輸入telnet xxx.xxx.xxx.xxx回車，進(jìn)入遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)站（RTU）提示符的系統(tǒng)下。

（4）輸入showslot命令，查看OTDR的序列號(hào)，槽位號(hào)，生產(chǎn)日期，版本等信息均應(yīng)和實(shí)際板卡信息一致。

（5）用50公里盤纖和OTDR相連接。

（6）在telnet界面中，輸入otdrtest命令，測(cè)試量程為64公里，脈寬1000ns。啟動(dòng)OTDR本地測(cè)試。

1）在網(wǎng)管界面中，查看遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)站（RTU）上報(bào)曲線，曲線長(zhǎng)度為50公里。

（二）系統(tǒng)調(diào)測(cè)

根據(jù)光纜自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組網(wǎng)需要調(diào)通光纖通路，并對(duì)調(diào)通的光通路進(jìn)行測(cè)試。調(diào)測(cè)的主要工作流程如下：

1、進(jìn)一步技術(shù)澄清，細(xì)化工程方案、設(shè)備、工程、技術(shù)服務(wù)內(nèi)容根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況做出相應(yīng)修改。現(xiàn)場(chǎng)勘察，確定安裝具體位置，合理準(zhǔn)備設(shè)備配線，收集光纜基礎(chǔ)資料，確定設(shè)備安裝位置。

2、安裝機(jī)柜、設(shè)備，完成單機(jī)測(cè)試，測(cè)量光纜基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，采集光纜資源信息，地理性息采集、光纖指標(biāo)數(shù)據(jù)。

3、組建系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，配置各級(jí)服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)、軟件及終端。

4、錄入光纜資源資料，配置軟件。

5、系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)試。

6、系統(tǒng)驗(yàn)收，工程總結(jié)。

7、培訓(xùn)并交付使用。

五、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在南水北調(diào)中線自動(dòng)化調(diào)度系統(tǒng)光纜的維護(hù)和管理中，光纜自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)起到了非常重要的作用。在后期的運(yùn)維管理中，只有從主觀上重視，加強(qiáng)管理，做到管理專業(yè)化、制度化，設(shè)備技術(shù)先進(jìn)化，才能保證光纜系統(tǒng)的安全生產(chǎn)運(yùn)行，確保通信暢通。

參考文獻(xiàn)：

[1]高宇，井書光.南水北調(diào)中線自動(dòng)化調(diào)度系統(tǒng)招標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)管理[J].南水北調(diào)與水利科技.2014，（12）