基于分布式網絡的通信光纜在線監測系統在烏溪江水電廠的應用

浙江華電烏溪江水力發電廠 劉艷英

基于分布式網絡的通信光纜在線監測系統在烏溪江水電廠的應用

浙江華電烏溪江水力發電廠 劉艷英

傳統的光纜線路維護管理模式存在著故障查找難、排障時間長等問題，影響到通信網的正常工作，因此，在光纜發生故障時實時保護光纜線路，并實時監測與管理、縮短光纜故障歷時顯得尤為重要。本文介紹了一套基于分布式網絡的通信光纜在線監測系統及其在烏溪江水電廠的使用和運行情況，為通信光纜在線監測系統在發電廠的應用提供了可以借鑒的范例。

通信光纜；在線監測；GIS地圖；分布式網絡

0 前言

隨著光纜數量的增加、早期鋪設光纜的老化以及受外界不可抗力因素的損害，光纜線路的故障次數也在不斷增加。傳統的光纜線路維護管理模式的故障查找方法存在查障點不精確，排障時間長等問題，影響了通信網的正常工作。如何更加高效的對光纜進行保護和維護管理的問題就日益突出。因此，在光纜發生故障時實時保護光纜線路，并實時監測與管理、動態地觀察光纜傳輸線路性能的裂化情況，及時發現和預報光纜隱患，以增強通信系統的可靠性，降低光纜阻斷的發生率，縮短光纜的故障歷時，保證服務質量顯得尤為重要。

1 系統簡介

光纜自動監測系統是一套針對光纖網絡管理和維護的智能系統，系統擁有強大資源管理功能并能與地圖緊密結合圖形化顯示。系統不僅可以對光纖網絡狀況實時監測，而且利用資源管理系統能快速準確的提供光纖故障點的各種信息，大大縮短故障歷時。

光纜自動監測系統包括有：光纜自動監測管理中心FMC、遠端光纖測試單元RTU、集成測試單元CTU、測試單元TU。

2 總體方案設計

2.1 軟件架構

系統可以對光纜的光功率進行監控，判斷是否存在告警。當出現告警時，系統將對光纜進行測試，以獲取光纜的故障點所在位置通知用戶，提高光纜線路的可靠性，提高通信質量和應急搶修質量。光纜自動監測系統也是智能電網通信管理系統的一個重要組成部分。軟件結構分為應用表示層、業務功能層、平臺層、適配層、被管對象層等五個層。

2.2 系統結構

系統提供多重監測方式（地名測試、周期測試、光功率觸發測試），同時系統還可以根據客戶的需求，使用客戶網管系統觸發測試等。

系統內置數據庫，可以長久保存告警數據以及生成報表，也可以根據客戶的需求，公開告警信息查詢的API,以方便的集成到客戶的大網管系統中；

系統內置GIS功能，使用谷歌地圖包，可實現離線地圖的功能。

系統還提供光纜信息管理功能，配合精準的光纜定位數據，可以在告警的時候給出具體的地理位置，還能準確的顯示在離線地圖上。

2.3 監測組網結構

組網采用分布式結構，最上層為一級監測中心包括了監測服務器和前置電腦，對全站設備進行實施監控和分析第二層為區域監測中心，負責對各個片區的光纜設備進行實時監控和分析。最底層為遠端光纖切換設備及RTU，負責將不同接口采集的數據接入監測系統，通過網絡傳輸給上層監測中心。

2.4 系統功能

2.4.1 GIS地圖

系統具備以GIS地理信息為基礎的圖形化的通信網地理信息管理功能。并結合GIS地理信息系統，對光纜狀況能實行實時監測。拓撲圖上可顯示設備、光纜在邏輯上和物理上的關系，并能實時展現告警狀態信息并定位在光纜段落上。

2.4.2 設備管理

系統提供完善資源管理的功能，為用戶提供芯線顏色、芯線用途說明、起點連接類型、起點機架編號、終點端口號、終點接頭和其他相關的資源管理功能。

系統具備自診斷功能，能反映系統自身運行情況，故障能及時告警。能夠監視、查詢、診斷各級主機、網絡設備、采集設備及數據通道的工作狀態，可對設備參數進行遠程配置。

2.4.3 芯線測試功能

系統提供多種的測試功能和多樣的測試功能組合。用戶可根據不同的需要設置測試周期和測試參數，對光纜網絡進行全面的監測分析。

系統提供芯線劣化分析、芯線事件分析、故障種類統計及故障原因統計等多種功能，使管理層人員提前了解光纜狀況，及早預防改善，提高光纜傳輸品質。

2.4.4 網管功能

包括了實用的纜線管理，配合GIS地理信息系統，系統可提供給線路維修人員一個實用的管理查詢工具，提供對光纜、光交接箱、光分線盒、光接頭盒等設備信息的編輯查詢功能。

提供完整的即時故障告警方式，并可彈性配置，系統可在極短時間內及時反映故障信息并第一時間通知相關維護人員。

3 光纜在線監測系統在烏溪江電廠的應用情況

浙江華電烏溪江水力發電廠光纖在線監測系統于2014年底投入運行。其中，衢州基地共安裝服務器一臺、光開關設備一臺、OTDR一臺、離線光功率采集單元一臺、合波器36芯；湖站共安裝光開關一臺、OTDR一臺、在線光功率采集單元一臺、合波器36芯；黃站安裝光源1臺、濾波器面板1個和濾波器22個；電力局安裝光源1臺、濾波器4個。

衢州基地作為網管檢測中心，布置服務器一臺，監測2條主干光纜：黃站和電力局兩地安裝有光源各一臺，分別占用2根至基地方向的空芯發送光信號，同時，基地和烏溪江方向來的在線測試纖芯上裝有濾波器，用于過濾測試光。系統結構圖如圖1所示。

設備投運后具體運行情況記錄如下：

安裝于湖站的在線光功率采集單元上共有黃站、衢州基地、電力局和廿里四芯接入，實時讀取線路衰耗，根據衰耗判斷所在光纜狀況。當衰耗偏大（一般小于-30dB）或達到-70dB時觸發告警。

安裝于衢州基地的離線光功率采集單元上共有黃站和電力局兩個方向各2芯無業務光纖接入，接收光源發射的光信號，實時讀取衰耗，根據衰耗判斷所在光纜狀況。當衰耗偏大（一般小于-30dB）或達到-70dB時觸發告警。

圖1 系統結構圖

登錄服務器的管理界面，經過配置可以實現周期測試功能。即每隔一定的時間間隔，對所有監測對象依次測試衰耗，并和先前保存的正常數值對比，超過容錯范圍時觸發告警。

所有的告警均會在服務器的管理界面上顯示，顯示信息包含故障點距離監測站的距離、衰耗值、測試光的波形等。若將光纜線路走向繪制在地圖上，還可顯示故障點的具體位置。

這套設備自2014年底投運至今日狀況良好，未出現故障。以下是經過實際測試得到的部分線路情況。

（1）衢州基地（1框1排6口）至電力局（3框3排6口）在距離衢州基地約3576米處有2.0dB衰耗。此芯目前無業務。

（2）衢州基地（1框1排11口）至湖站（1框E排2口），途徑電力局、廿里鎮、湖南鎮。在距離衢州基地約13.5公里處有7dB衰耗、36公里處有1.5dB衰耗，合計衰耗為9.5dB。目前業務為湖站（E2）安保監控。

4 結束語

隨著國家大力推進信息化建設，對信息傳輸通道的穩定性提出越來越高的要求，光纜在線監測系統作為新一代光纜告警監測系統，它能在光纜運行過程中對光纖特性狀態進行監測、對光纖故障及時告警并及時分析故障的原因，能精確定位故障點距離，提高快速搶修的時間。利用功能完善的光纜在線監測系統，應用于發電廠光纜日常維護和管理，將大大提高設備的安全性和可靠性，節省維護和修理成本，產生可觀的效益。

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劉艷英（1964—），女，河北石家莊人，大學本科，工程師，研究方向：計算機信息通訊。