分析光缆维护现状及建立光缆集中监测系统

黄丹宇

(广东电网公司汕头供电局 广东 汕头 515041)

目前，汕头地区运行光缆总长达到一千多公里，光纤通信已经成为本地区电力通信的主要手段，通信网络是否稳定关系到整个电网的稳定运营，其中光缆运行可靠性至关重要。因此，及时发现通信光缆网络的故障，有效地预防和减少光缆网络隐患，减少线路问题造成的巨大损失，确保光纤物理网络优质、高效、安全、稳定的运行，成了电力通信最主要的责任。

1 光缆维护现状

汕头地区电力通信网络主要由传输设备和光缆以及一小部分的载波设备组成，为电网的生产运营提供调度数据网﹑综合数据网﹑电力线路保护通道﹑话路和远动信号等业务。随着社会经济的发展，对电量的需求越来越多，新建变电站和电力线路日益增多，随之而来的是光缆接入速度加快，整个地区的光缆资源网络更加庞大，光缆的维护任务也日益繁重。在通信网络维护中，光缆故障是维护的大敌。由于光缆比较脆弱，加之各种外力破坏，光缆很容易出现故障，如：施工影响﹑电击和雷击﹑鼠害﹑人为损伤等。

目前，汕头地区电力通信依然采用传统的光缆维护管理方法，光缆通信系统发生故障时，运行管理人员在传输机房首先判断故障发生在设备部分还是线路部分。若判断为线路部分，即判定故障的段落和性质，并立即通知线路维护部门进行光缆故障的查修。查修人员带齐相关光缆线路的原始资料到达相应通信站点后，测试人员用OTDR仪表测试故障点的距离，将测试结果与技术资料核对，找出故障点后，对故障光缆进行抢修。随着光缆数量增加以及早期敷设光缆的老化，光缆线路故障次数在不断增加，传统的光缆线路管理模式的故障查找方式困难，排障时间长，影响通信网的正常工作，必须利用通信技术的发展，运用新的手段来维护光缆的运行。

2 OTDR光缆在线监测系统

OTDR是光缆监测的重要工具，传统上OTDR作为测试仪表的使用是一种分散式、被动式的手工维护手段，难以保障更高的光缆安全要求。因此，利用多台OTDR实现一个集测试、分析、告警、定位、信息管理、业务报表功能于一体的光缆网络集中监控系统，采用集中式自动维护方法，是传统OTDR使用方式和维护体制进一步的发展和革新，能大大提供维护效率和水平。

系统采用网络和数据库技术，利用分布式客户端，维护人员可完成系统的各项操作并查看测试结果。系统自动监控光缆网络，对光纤性能劣化进行分析，并发出告警。所有测试光纤的资料和结果存储在后台数据库，以便于日后查询和分析。

利用OTDR组建光缆集中监控系统的一大特点是使用灵活，方便，既可以单独使用单台仪表，又能集中利用，组成完整的光缆维护系统。

光缆监控系统可将其核心的测试功能和其它外部网管系统（如资源管理系统，故障派单系统，SDH网管告警接口等）结合，从而进一步提高系统功效。

2.1 系统的总体结构

光缆监控系统的总体架构分为三层。最底层是OTDR和光开关，完成光缆的测试功能，测试硬件采用N3900A高性能OTDR，光开关采用N3900A内置1×12光开关模块或其它外置光开关。

中间层是后台服务器层，包括电子地图（GIS）、ORACLE数据库、后台控制程序。后台服务器完成OTDR的管理、测试控制、告警分析、数据管理、消息分发、资源和告警的同步。

光缆监控系统的工作方式最上层是客户端，用户通过客户端连接到光缆监测服务器，完成界面表现和实现系统的各项操作功能。客户端并不支持操作仪表，而通过后台分配执行，避免多客户端同时操作引起OTDR硬件资源冲突。这种基于客户端和服务器的方案使用简单，控制有效，并便于系统升级。

光缆监控系统为一独立的测试系统，但能在后台服务器上提供标准化的向上的网络级接口（TCP/IP,XML,CORBA）与其它网管系统数据库（如资源管理系统）互通；一方面光缆监控系统能从资源管理系统查询相关的光缆资源信息（如各种地理标识信息，光缆的路由走向等），另一方面资源管理系统也能从光缆监控系统中提取所需的信息（如性能参数，告警信息和报表），通过资源共享和各种应用进一步结合，发挥系统的更大功效。

2.2 系统主要功能

该OTDR光缆监测系统集成自动测试、数据库管理、网络控制管理、业务流程控制等技术，全面结合光纤测试、数据管理与维护体制，其主要功能包括：

1）远程OTDR自动测试

OTDR测试是整个系统最核心的功能，测试分为周期自动测试和点名测试。前者通过预置的程序自动进行，后者是由网管人员通过口令进行远程测试，以确定光缆上的告警事件。因此，维护人员无需到现场定期抽测光缆，节约了成本并提高了准确率。

2）基本告警模块

根据测试数据分析，自动生成光缆告警信息和告警清除消息，支持用户手工增加告警信息并启动告警测试，并能结合GIS地图定位和显示告警的光缆和光缆中断点，提供告警屏蔽、告警过滤、告警确认、启动告警测试、告警查询、告警统计、告警清除、告警导出等功能。

3）故障处理

提供告警处理的故障流程管理，实现告警闭环处理；可自动和手工启动故障流程，提供故障通知相关责任人。通过短信接口将故障信息发给相关责任人和抢修人员，获得具体的故障信息和故障点位置信息。

4）光缆性能分析和质量统计

通过长期监测得到光缆测试数据，统计光缆发生故障情况，对光缆进行性能分析，及时将光缆劣化情况通过OA派发到有关负责人。

3 建立光缆监控系统必要性

光纤传输网络运行的可靠性关系到电网稳定和运营效益,目前普遍采用的被动式管理维护方式已经滞后于电力市场对光纤传输网络稳定性的要求。汕头地区落后的光缆维护模式必须改变，光纤集中监测系统适用于电力专网的光纤网络监测,可以改变传统的人工加仪器的光纤传输网络的维护方式,它为线路的运行维护人员提供了一个自动化的维护与测试平台。系统通过日常的测试,可以为光纤传输网络的运行质量提供一个性能分析报告,对于光纤传输网络存在的隐患提出预警,而不至于只有当线路中断时才告警。该系统将对汕头地区光纤传输网络的维护提供有效、及时的参考和依据,使得对线路维护更加自动化、科学化、合理化,非常适合电力通信专网的使用要求，建立光缆在线监测系统势在必行。

［1］OTDR光缆远程集中监测系统方案[S].

［2］张晓州.光缆的监测与保护[J].电信技术，2007(6).