电力通信网中光缆监测系统应用探究

摘 要:随着电力通信行业的高速发展,光缆网络有了规模的扩展,在这种趋势下给光缆管理带来了诸多的挑战,出现了各种各样的问题,而光缆监测系统应用有效的解决了一系列问题。文章针对此现状,在简要分析当前光缆通信存在问题的基础上,对光缆监测系统的功能结构进行阐述,并通过实例探究了光缆监测系统的实际应用,以期为广大电力通信工作者提供工程借鉴和参考。

关键词:电力通信 光缆监测 地理信息 资源管理

1 引言

光缆网络是电力系统的主要通信网络之一,随着电力通信网的发展,光纤通信日趋普及,光缆网络规模不断扩大,致使光缆的管理水平远远跟不上光纤通信网络的发展步伐。目前,在光缆的运行维护、检修和管理中遇到一些问题。如:故障报警不准确;故障定位不精确;资源管理困难;数据更新不及时等问题。

这些问题影响了光缆的运行质量及其效益发挥,从而影响光通信系统的发展。然而光缆监测系统的应用有效的解决了光缆规模迅速扩大过程中所产生的问题。光缆监测系统可24h自动监视受测光缆网络的工作状况,具有光纤线路测试、故障距离显示、早期警报、布线地图等功能。一旦发现芯线衰减超值或芯线断裂,系统能迅速、准确地告警,自动报告监控中心及指定人员,并在GIS上显示故障地点、距离、性质,实现对光缆网络的全面管理。

因此,电力通信网中光缆监测系统的应用,可以使维护人员迅速对故障进行处理,大大缩短故障时限、减少损失、提高工作效率,与光缆网络同步发展。在光缆监测系统实施有效应用之前,需要对其有一个深入的了解,为后期工作实践做好准备工作。

2 光缆监测系统结构分析

光缆监测系统是集成了目前成熟的计算机、通信、数据库系统及光纤测量技术而成的一个光纤网络测量系统。该系统采用先进的光时域反射仪(OTDR)将光通过波分复用器(WDM)和光关加载到被测光纤中。系统通过OTDR分析光纤的回波信号,在计算机屏幕上显示出光缆的路由和障碍位置并发出告警,使管理人员可以很直观地掌握故障情况。从而使维护人员在最短的时间内赶到现场处理问题,减少故障所引起的损失。同时,通过调用数据库中光纤的原始数据,分析对比光纤测试波形的变化,判断光纤品质的劣化以及估计光缆的寿命等。从而可使光缆网络管理者及时制定出光缆网络的升级、更换及维护计划。光缆监测系统由若干具有相对独立功能结构组成。如图1所示。

2.1自动监测系统

该部分主要执行对整个光缆通信状态如光缆中断情况、光通路运行情况的实时监测、。监测系统将整个光缆网络分成若干段,分段进行监测和扫描。主要的监测功能包括:光功率数据采集、断纤预警、故障定位、光缆劣化等,光缆自动监测系统是光缆综合监测系统最重要的部分。

2.2资源管理系统

所谓资源管理当然主要是对整个电力通信网络的各个硬件组成部分进行管理。管理线路资源(杆塔、吊线、管路、人井等)、光缆资源(光缆、纤芯、接头等)、光路资源(光路、光配线架、光跳纤等),并提供资源的浏览、查询、检索功能,资源数据的添加、删除、编辑、修改以及资源的统计和报表功能。系统不仅提供实体硬件资源的管理功能,还提供网络的逻辑资源功能和光缆路由管理功能(路由的浏览、查询、检索)。通过光缆资源管理系统可以全方位的了解整个电力通信网络的各个硬件组成部分,方便故障的搜寻和排除。

2.3地理信息系统

光缆网络覆盖地域广泛.各种资源分布在不同的地理位置,地理信息在资源管理、故障定位等功能的实现上起着重要作用。地理信息系统以包含地理信息的地图为背景,背景载有精确的地理定位(经度、纬度)信息和地理图形。在背景图层上叠加资源图层,资源图层上载有各种线路、光缆等资源,通过资源图层将各种资源直接定位到地图上,实现对光缆故障的地理定位和资源的可视化、地理化管理。地理信息系统的资源图层直接建立在资源数据库和资源管理系统上,用户可以直接通过地理图浏览、查询、修改和编辑资源对象。地理信息系统还可以为光缆自动监测系统提供地图,实现故障精确定位,在地图上直接标出故障的精确位置。

2.4运行和维护系统

该系统主要负责光缆的日常运行维护与资源调配管理,着重对工作过程的控制以及对数据资源的及时更新。

3 光缆综测系统的应用分析

3.1系统概况

整个系统由1个中心站和多个远方测试RTU)站组成,系统监控中心站设在通信调度中心,并设有多外220kV变电站通信传输机房建立远方监测站。监测站与中心站之间通过2M专用通道组成的局域网进行连接,构成光缆自动监测管理网络。在中心站安装协议转换设备,完成采集NEC、马克尼等不同厂家SDH设备的传输网管告警信息,从而实现系统实时告警功能。

3.2系统监测方式

在光缆监测系统中。有离线监测和在线监测2种。离线监测是指被测试的光缆纤芯中没有通信信号在传输,也就是说纤芯处于备用空闲状态,在测试时只传输测试信号,从而完成对光缆的测试任务。在线监测是指被测试的光缆纤芯中有通信信号在传输,也就是说纤芯处于占用状态,在测试时测试信号和通信信号同时在纤芯中传输,只是因占用不同的波段而不会相互干扰,以此来完成对光缆的测试任务。

为了保证监测系统不影响原光纤通信系统,同时尽量减少监测路由上的衰减,增大测试距离。

对于具有空闲芯的光缆段,采用了离线测试方式,即利用各段光缆的备用纤芯进行离线测试。各光缆端的备用纤芯在光纤配线架上通过光纤跳纤相连,以延长测试距离,增大监测范围。而对于无空闲纤芯的光缆段,则采用了在线监测方式,通过加装波分复用设备来实现在线测试。

3.3系统应用功能分析

3.3.1系统基本功能

1)系统具有良好的扩展性和兼容性,支持Web浏览器为全功能客户。

2)系统具备以GIS地理信息为基础的图形化的通信网地理信息管理功能,并能结合GIS地理信息系统,对光缆状况实行实时监测。

3)系统本身具有良好的可管理特性,具备有效的自诊断功能。能反映系统自身运行情况,故障时能及时告警。能够监视、查询、诊断各级主机、网络设备、采集设备及数据通道的工作状态,可对设备参数进行远程配置。

3.3.2系统监测功能

1)告警监测功能。快速、准确、定点告警,压缩故障历时。在光缆网络发生故障时,自动进行相关光缆路由测试,3min内完成确定故障光缆段落测出故障点精确位置,以及向监控中心报警的任务。

2)周期监测功能。掌握光缆特性变化,预防光缆故障。对光缆网光纤特性长期、定时地自动监测。以及对监测数据分类的统计、分析,可以发现光缆的缆、段、纤、接头的衰耗劣化趋势,捕捉光缆故障的征兆。

3)点名监测功能。随时通过人机操作选择任意光缆段进行即时点名测试,可即时发现光缆段的光纤特性变化.迅速掌握故障光缆段的各类故障信息和当前光纤状态的曲线分析。

点名测试具有3种操作形式:①监控中心人员通过中心客户端软件进行点名测试操作;②具有密码权限人员通过Intranet浏览器的远端拨点名测试操作:③监测分站现场人员利用监测站OTDR仿真仪表功能进行本地点名测试操作。

4)监测数据自动分析、统计功能。①按缆、站、纤、波长、方向、时间分析数据自动入库;②动分析全程衰耗、分段衰耗、接头衰耗和长度衰耗;③当超过设置门限值时,按缆、段、纤及红、黄三色分级告警进行自动判决;④对光缆劣化进行分析,分析光缆在一段时间内的劣化情况,及早发现光缆问题。

5)监测数据自动传报、备份功能。监测站向中心监测站自动传报三级告警和监测数据;监测中心对监测站能自动备份所有监控参数数据库。

3.3.3系统管理功能

1)通信值班管理。①系统日志自动生成、自填写及日志归档。②具有光缆故障、光纤故障等报表。

2)告警故障管理功能。①告警时有可闻、可(图形和文本)告警指示;②能够以列表的形式显示当前告警事件和历史告警事件,并可对告警、事件进行分类管理;③历史告警故障管理,能对故障进行灵活的查询和分析。对故障性质统计,形成统计报表;④能对故障按线路、光缆、路由、电路等计月报表;⑤具有告警屏蔽设置功能:允许或禁止指定告警源上报告警事件,允许或禁止某指定告警源中指定告警事件的上报。

3)安全管理功能。①能增加、删除、修改登用户的账号、口令和权限;②自动记录每一次用的登录活动和关键操作(如登录时间、日期、操作类型、操作结果、退出系统时间等),并能查询、备份和删除登录文件。③监测中心数据库能保存至少1年的数据记录。

3.3.4资源管理功能

资源管理部分是结合地理信息GIS系统进行资源开发的。基于GIS的图形化技术为系统资源管理提供了良好的界面显示和交互操作环境。通过建立网管数据库存储网络、线路、光缆、设备及所在的人井、杆塔等的分布信息,使系统具有管理网络中各种线路资源(杆塔、吊线、人井、管道等)、光缆资源(光缆、芯线接头等)、光纤路由和光纤接续资源(光路、光配、光跳纤等)的功能。同时可提供资源的浏览、查询、检索功能,资源数据的添加、删除、编辑、修改以及资源的统计和报表功能。

3.3.5监测中心站功能

1)能够不定期地进行监测站的点名测试。

2)当监测中心收到告警信号后,能启动监测站对告警光纤进行测试,在收到监测站回传的故障曲线数据文件后。在3min内完成故障分析报告。判明故障点的位置和故障点离前、后接头的位置,并在电子地图上显示故障位置及相应标识的地理信息。同时记录故障发生的时间和受理回应的时间,发出故障通知单。

3)具有数据分析功能。包括:光纤曲线数据的对比分析、全程传输损耗、全程光学长度、接头损耗、两接头点之间的光纤衰减系数、光连接器位置、光纤接头和光纤断点位置,并能根据某一光纤一段时间内的曲线分析其接头和光纤损耗的时间变化特性。

4)能够输人并保存人工测量的OTDR光纤测试曲线数据。

3.3.6监测站功能

1)远控测试功能。能按远程下装的控制功能指令自动地进行周期测试.以及按人工指令实时地进行点名测试。

2)本地测试功能。在监控中心授权下。RTU能在本地用人工方式使其成为一台典型的OTDR,按操作人员的要求配置RTU并对连接于程控光开关上的某光纤进行测试,结果报监控中心备案。

3)数据文件回传功能。人工指令状态下的点名测试完毕后,立即将测得的曲线数据文件回传至命令发出者;在定期测试完毕后,立即将测得的曲线数据文件回传。

4)定期自检功能。RTU对其所配置的各有源实体进行状况检测。当检测未通过时,立即向监测中心传报该失常的有源实体。定期间隔由配置设定。

4 结语

通过光缆监测系统应用,整个电力通信网解决了文章所述的问题,并满足了光缆网络迅速扩展,使电力通信网光缆管理达到了一个新的水准,并有效的提高的电力通信网的运行水平,保证了电力通信网的安全、稳定,增加了经济价值。

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