光缆监测系统的原理及实现

朱华托

惠州供电局，广东 惠州 516000

随着通信技术的兴起和不断的发展，大量的通信设备在通信网络中广泛的使用，这些设备的制式种类纷繁芜杂，给管理工作带来了极大的困难。在这些设备中，光缆作为一种优秀的通信信号传输通道具有其它介质所无法比拟的优点，如信息容量达、传输密度高、安全性高等，这使得光缆在通信领域得到十分广泛的使用，在通信网络中扮演着十分重要的作用，是当之无愧的通信网络的大动脉。这使得光缆的安全性和稳定性十分的重要，一旦光缆出现故障将会导致十分严重的后果。光缆的使用已经有了很长的一段时间，随着时间的延长很多早年铺设的光缆开始老化，发生故障的概率不断的增加。出现故障的时候采用传统的维修方式很难及时的定位故障的位置，维修周期十分的长，造成通信网络长时间无法恢复。在这种情况下，对通信光缆进行实时的监控与维护就是十分必要了。这样可以对于光缆的性能进行实时的检测和管理，一旦发现出现问题可以在问题造成大范围的影响之前采取相应的措施，从而保证其传输的通畅，提高光缆维修效率，降低维护时间。

1 光缆监测系统原理

能够自动对光缆线路进行实时在线监控，对光缆线路的性能状态进行动态的检测，并及时的发出故障警告的自动化系统被称为光缆监测系统简称FOMS。在各个检测站上安装光时域反射仪，该仪器是整个光缆监测系统发挥作用的关键所在。光时域反射仪对光缆线路中不同时间和距离上的测试波长的背向散射光的分布曲线的变化对光缆线路的传输性能进行及时的掌握，这样一旦光缆出现断裂或者是其他形式的各种故障，都能被该仪器及时的发现，并及时发出告警。

整个光缆检测系统通过多个光缆检测路由对光时域反射仪所收集的信号进行加载，而系统中本身存在着一个完备的数据库，该数据库记录着光缆正常运行的相关参数和数据，这样通过和各个检测站的光时域反射仪收集到的数据进行比对，看其是否存在不一致的地方，从而对光缆线路的运行状态进行相应的判断，同时相关的数据反馈给上一级的监测中心。光缆监测系统监测光端机收光功率，如果光端机的收光功率出现异常，光缆监测系统将根据异常的原因发出相应的警报，随后光时域反射仪被启动进行探测。这样再结合全球卫星定位系统和地理信息系统的协助，对光缆出现故障的位置进行准确的定位，故障的地点将被显示在监控中心。

2 系统实时监测的实现

光缆监测系统最大的优点是能够实现对光缆状态的实时监测，在发现光缆存在异常的时候系统能够及时的发出警告，常见的警告以及解决方案如下：

1）光功率在线监测

将光传输设备的工作光，利用分光器进行分离，使之和警报模块相连，这样工作光的状态就被监测，通过工作光的状态来及时的掌握光缆的工作状态，这样一旦光缆出现问题的时候能够被及时的发现。科学合理的设置每个检测通道的光的功率值，一旦光线出现异常就会导致光功率的下降，当光功率低于这个值得时候就会发出警报，同时光时域反射仪被启动对该条光缆进行检测，从而有效的对故障进行定位。

2）光端机告警监测

光缆在发出异常的时候产生的告警信号通过系统上集成的告警采集模块进行收集，告警采集模块对收集到的告警信号进行初步的分析判断，将无关的信息清理掉，激活光时域反射仪对相应的光缆进行检测，以便及时的发现问题。

3）光功率备纤监测

对于备用光纤可以利用光功率告警模块进行离线检测，从而对光功率进行实时的监测，发现问题及时发出警告。由于备用光纤本身没有信号源，为了能够向备用光线发出光信号可以将一个光源设置在监测路由的末端，然后在测试的一端进行光功率的检测。

4）各种监测方式的比较

在告警反映实时性上，光功率的在线监测和备纤监测方式要优于利用光端机告警的监测方式。从系统的可靠性方面来看，采用备纤进行光功率实时监测的系统由于不介入通信设备与线路，因此其系统可靠性最高；采用在线光纤进行光功率实时监测的系统由于和通信光源共用同一纤芯，并且引入了波分复用器和滤光器等器件，使得整个系统的可靠性有所降低；而利用光端机告警的监测方式由于光端机会有误告警，会导致测试系统常被激活测试，其系统可靠性差。

从实施方面来看，光功率的备纤监测方式只需在发端增加一个光源，而对原有的光纤通信设备和光纤连线方式不需要做大的改造，实施复杂度最小。光功率的在线监测方式则需要引入一系列光器件，对原有的光纤通信设备和光纤连线方式需要做大的改造，实施复杂度大；光端机告警的监测方式则需要增加光端机告警信号采集接口，实施复杂度较大。综合网管告警监测方式需要网管系统提供相应的接口，需要编写协议转换程序。

3 结论

光缆监测系统融合了网络通信技术、光学测量技术、地理信息系统以及全球卫星定位系统等技术，对光缆中光纤传输衰耗特性变化及光纤阻断故障实现远程分布式实时、在线的自动监测。采用TCP/ IP 进行系统互连，符合全国电信管理网的要求。引入光缆线路监测系统，不影响在用的光传输系统的传输性能。今后，随着信息技术的发展和电力系统对高速数据业务、图像业务的迫切需求以及高速因特网、多媒体视像等宽带业务的接入，电力系统的光纤传输网将会继续得到持续快速发展。光通信技术的发展，将使光纤传输信息的能力越来越大，单位时间的线路阻断会造成更大损失。因此，光缆线路监测的重要性将更加突出。如何进一步提高光纤通信的可靠性，如何更及时有效地对光缆线路实施监控与管理，准确地捕捉故障征兆，防止线路阻塞，已经成为人们关心的问题，因此也使光缆监测系统成为电力通信市场的一个新亮点，而得到空前的发展。

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