光缆自动监测系统在油田通信中的应用

盛昀瑶 吴红亚 朱 华 邓亨建

1常州机电职业技术学院 2大庆油田测试技术服务分公司

光缆自动监测系统在油田通信中的应用

盛昀瑶1 吴红亚1 朱 华2 邓亨建2

1常州机电职业技术学院 2大庆油田测试技术服务分公司

光缆自动监测系统由监测站、管理监控中心以及通信网络组成。其作用是对光缆线路传输质量进行自动化监测，并自动判断光缆运行情况。当出现不正常情况时，通过OTD测试和GIS技术，系统将自动报警，自动化监测并定位故障点，判断光缆通信的通、断异常情况，及时排除故障和隐患。该系统不仅能缩短故障时间与次数，而且能大幅提高油田通信的稳定性，具有自动化程度高、适用高效等特点。

光缆自动监测系统；测试；油田通信；流程

光缆自动监测系统具有实时光缆监控、测试、告警、信息处理和业务管理等特点，将地理信息系统（GIS）和卫星定位（GPS）技术相结合，可准确分析对比线路原始资料，不仅能缩短障碍历时，而且能提高障碍定位精度；系统还具有自动化分析功能，在日常运行中及时发现光缆损伤失效条段，根据分析结果，及时更换光缆，保障油田通信光缆自动化监测的顺利进行。

1 光缆自动监测系统特征

光缆自动监测系统就是对光缆线路传输质量进行自动化监测，并自动判断光缆运行情况；当出现不正常情况时，通过OTD测试和GIS技术，系统将自动报警，自动化监测并定位故障点，判断光缆通信的通、断异常情况，及时排除故障和隐患。该系统不仅能缩短故障时间与次数，而且能大幅提高油田通信稳定性，具有自动化程度高、适用高效等特点，可大大提升油田通信效率。

2 系统功能

当被监测光缆发生故障时，系统在启动告警机制同时自动判断光缆运行情况，随后发出相应的告警信号，能够迅速的将故障数据通过通信方式告知给相关管理人员，为管理人员的故障处理提供真实可靠数据。

光缆自动监测系统的功能包括：①点名测试，通过远程指定待测试的光纤，完成测试动作并得到测试结果，可以随时掌握光纤的传输特性；②定期测试，通过预先设定测试周期，自动完成测试，并将数据和分析结果入库，同时根据结果执行相应的流程，掌握线路的缓慢变化；③故障告警测试，通过光功率采集或其他告警信息采集获得光缆线路告警的信息，并自动触发系统完成测试、分析、告警等功能；④光功率警告，可以实时监视传输线路的损耗变化情况，发现故障隐患，预防障碍发生。

为满足油田通信业务的需求，光缆自动监测系统由监测站、管理监控中心以及通信网络组成。监测站包括光纤监测系统和巡检系统单元。RTU具有对光缆光纤进行在线监测的功能。巡检系统（包括GPS巡检终端，巡检管理监测模块）主要功能是定位监控光缆巡检人员，以帮助巡查人员进行监控管理。这样能够达到远端光纤监测系统及远程控制的需要，从而监测远端光纤及实施远程控制，联接远端光纤监测系统和管理监控中心进行传输数据，优化系统的运行效率。

3 工作流程

油田通信公司光缆自动监测系统具有全网主干线路长，中继站点多等特点。在工程建设施工过程中，由于不同的方案变动，将会给施工人员的工作带来极大的挑战。

监测中心是数据管理中心，它由多个监测站或者下级监测中心组成，并对监测站进行控制管理，可以实现分散量测、集中管理的目的，其工作流程如图1所示。

（1）监测中心。油田监测中心是采集数据和处理数据的中心，它主要利用Ethernet和LAN的网络技术，连接MC监测中心与MS监测站，实现油田的通信功能。控制器（服务器、客户机、工作站）、大屏幕显示、集线器/交换型集线器、GIS服务器、路由器、网络适配器、MODEM、打印机及相应的软件等组成了监测中心，其主要负责控制各监测站。

图1 光缆自动监控系统工作流程

监测中心要控制管理和维护一个数据库，存储所管理的光缆及其他监测站信息，还要存储以往的所有历史数据，以便能够分析预测光纤质量。为了能使监测站或上下级监测中心在不同网络结构下交换所获取的数据，监测中心应根据需要设置多种通信接口。为实现各监测中心之间、监测中心与监测站之间的数据响应，还应有一个共同的通信协议。根据需要，监测中心会为油田的管理人员提供一个图形用户的接口，通过这个接口，管理人员可测试光纤、控制远端设备、分析曲线数据以及访问数据库等。另外，监测中心还可对故障光纤光缆的地理位置进行定位，以便管理人员能够及时抢修和维护。中心局服务器结合地区局客户端，既能使监测中心保持强大的功能，也方便人员的管理和操作控制，是油田监测中心理想的设计方案。此外，为控制成本，光缆监测系统纤芯分布要坚持共用原则，不占用其他纤芯资源。

（2）监测站。作为监测光缆的执行模块，监测站是光缆自动监测系统运行的前端组成和核心部分。它负责远程自动监测光缆线路，跟踪使用光纤的损耗变化。监测站由告警监测模块、路由器、网络适配器、滤光器、OTDR模块、程控光开关、控制模块、波分复用器、MODEM及相应的含OTDR仿真软件等构成。在系统中，线路的监测分为在线监测和离线监测。干线及传输系统采用在线监测，干线备纤则采用离线监测，以便各监测站执行远端中心或本地发出的命令。另外，监测站本身也应定期测试，以保证自动监测控制电路和光缆能对各类异常数据提前报警。

4 应用软件的设计

光缆自动监测系统软件的设计应采用用户友好图形界面，按照彼此独立的模块方式设计，每个模块与模块之间的优化和升级不得影响其他模块。这样的设计方便维护，易于升级，便于修改，具有开放性。同时，系统还要能够备份，具备安全管理、容纳错误等能力。系统软件的设计目标是提供一个既能采集和处理数据的监测平台，又能面向用户的图形化界面，以便于进行日常操作和维护管理。功能模块的作用是完成实时监测、GIS故障定位、曲线分析、性能统计、维护流程管理、告警和对外的接口。

油田的应用软件是根据C/S架构模式设计而成，这种设计的图形操作界面方便快捷，系统的后台可根据需要采用Windows系统，前台则使用JAVA客户端以及TCP/IP协议栈通信。

（栏目主持 关梅君）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.9.044