基于分布式网络的通信光缆在线监测系统在乌溪江水电厂的应用

浙江华电乌溪江水力发电厂 刘艳英

基于分布式网络的通信光缆在线监测系统在乌溪江水电厂的应用

浙江华电乌溪江水力发电厂 刘艳英

传统的光缆线路维护管理模式存在着故障查找难、排障时间长等问题，影响到通信网的正常工作，因此，在光缆发生故障时实时保护光缆线路，并实时监测与管理、缩短光缆故障历时显得尤为重要。本文介绍了一套基于分布式网络的通信光缆在线监测系统及其在乌溪江水电厂的使用和运行情况，为通信光缆在线监测系统在发电厂的应用提供了可以借鉴的范例。

通信光缆；在线监测；GIS地图；分布式网络

0 前言

随着光缆数量的增加、早期铺设光缆的老化以及受外界不可抗力因素的损害，光缆线路的故障次数也在不断增加。传统的光缆线路维护管理模式的故障查找方法存在查障点不精确，排障时间长等问题，影响了通信网的正常工作。如何更加高效的对光缆进行保护和维护管理的问题就日益突出。因此，在光缆发生故障时实时保护光缆线路，并实时监测与管理、动态地观察光缆传输线路性能的裂化情况，及时发现和预报光缆隐患，以增强通信系统的可靠性，降低光缆阻断的发生率，缩短光缆的故障历时，保证服务质量显得尤为重要。

1 系统简介

光缆自动监测系统是一套针对光纤网络管理和维护的智能系统，系统拥有强大资源管理功能并能与地图紧密结合图形化显示。系统不仅可以对光纤网络状况实时监测，而且利用资源管理系统能快速准确的提供光纤故障点的各种信息，大大缩短故障历时。

光缆自动监测系统包括有：光缆自动监测管理中心FMC、远端光纤测试单元RTU、集成测试单元CTU、测试单元TU。

2 总体方案设计

2.1 软件架构

系统可以对光缆的光功率进行监控，判断是否存在告警。当出现告警时，系统将对光缆进行测试，以获取光缆的故障点所在位置通知用户，提高光缆线路的可靠性，提高通信质量和应急抢修质量。光缆自动监测系统也是智能电网通信管理系统的一个重要组成部分。软件结构分为应用表示层、业务功能层、平台层、适配层、被管对象层等五个层。

2.2 系统结构

系统提供多重监测方式（地名测试、周期测试、光功率触发测试），同时系统还可以根据客户的需求，使用客户网管系统触发测试等。

系统内置数据库，可以长久保存告警数据以及生成报表，也可以根据客户的需求，公开告警信息查询的API,以方便的集成到客户的大网管系统中；

系统内置GIS功能，使用谷歌地图包，可实现离线地图的功能。

系统还提供光缆信息管理功能，配合精准的光缆定位数据，可以在告警的时候给出具体的地理位置，还能准确的显示在离线地图上。

2.3 监测组网结构

组网采用分布式结构，最上层为一级监测中心包括了监测服务器和前置电脑，对全站设备进行实施监控和分析第二层为区域监测中心，负责对各个片区的光缆设备进行实时监控和分析。最底层为远端光纤切换设备及RTU，负责将不同接口采集的数据接入监测系统，通过网络传输给上层监测中心。

2.4 系统功能

2.4.1 GIS地图

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。并结合GIS地理信息系统，对光缆状况能实行实时监测。拓扑图上可显示设备、光缆在逻辑上和物理上的关系，并能实时展现告警状态信息并定位在光缆段落上。

2.4.2 设备管理

系统提供完善资源管理的功能，为用户提供芯线颜色、芯线用途说明、起点连接类型、起点机架编号、终点端口号、终点接头和其他相关的资源管理功能。

系统具备自诊断功能，能反映系统自身运行情况，故障能及时告警。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。

2.4.3 芯线测试功能

系统提供多种的测试功能和多样的测试功能组合。用户可根据不同的需要设置测试周期和测试参数，对光缆网络进行全面的监测分析。

系统提供芯线劣化分析、芯线事件分析、故障种类统计及故障原因统计等多种功能，使管理层人员提前了解光缆状况，及早预防改善，提高光缆传输品质。

2.4.4 网管功能

包括了实用的缆线管理，配合GIS地理信息系统，系统可提供给线路维修人员一个实用的管理查询工具，提供对光缆、光交接箱、光分线盒、光接头盒等设备信息的编辑查询功能。

提供完整的即时故障告警方式，并可弹性配置，系统可在极短时间内及时反映故障信息并第一时间通知相关维护人员。

3 光缆在线监测系统在乌溪江电厂的应用情况

浙江华电乌溪江水力发电厂光纤在线监测系统于2014年底投入运行。其中，衢州基地共安装服务器一台、光开关设备一台、OTDR一台、离线光功率采集单元一台、合波器36芯；湖站共安装光开关一台、OTDR一台、在线光功率采集单元一台、合波器36芯；黄站安装光源1台、滤波器面板1个和滤波器22个；电力局安装光源1台、滤波器4个。

衢州基地作为网管检测中心，布置服务器一台，监测2条主干光缆：黄站和电力局两地安装有光源各一台，分别占用2根至基地方向的空芯发送光信号，同时，基地和乌溪江方向来的在线测试纤芯上装有滤波器，用于过滤测试光。系统结构图如图1所示。

设备投运后具体运行情况记录如下：

安装于湖站的在线光功率采集单元上共有黄站、衢州基地、电力局和廿里四芯接入，实时读取线路衰耗，根据衰耗判断所在光缆状况。当衰耗偏大（一般小于-30dB）或达到-70dB时触发告警。

安装于衢州基地的离线光功率采集单元上共有黄站和电力局两个方向各2芯无业务光纤接入，接收光源发射的光信号，实时读取衰耗，根据衰耗判断所在光缆状况。当衰耗偏大（一般小于-30dB）或达到-70dB时触发告警。

图1 系统结构图

登录服务器的管理界面，经过配置可以实现周期测试功能。即每隔一定的时间间隔，对所有监测对象依次测试衰耗，并和先前保存的正常数值对比，超过容错范围时触发告警。

所有的告警均会在服务器的管理界面上显示，显示信息包含故障点距离监测站的距离、衰耗值、测试光的波形等。若将光缆线路走向绘制在地图上，还可显示故障点的具体位置。

这套设备自2014年底投运至今日状况良好，未出现故障。以下是经过实际测试得到的部分线路情况。

（1）衢州基地（1框1排6口）至电力局（3框3排6口）在距离衢州基地约3576米处有2.0dB衰耗。此芯目前无业务。

（2）衢州基地（1框1排11口）至湖站（1框E排2口），途径电力局、廿里镇、湖南镇。在距离衢州基地约13.5公里处有7dB衰耗、36公里处有1.5dB衰耗，合计衰耗为9.5dB。目前业务为湖站（E2）安保监控。

4 结束语

随着国家大力推进信息化建设，对信息传输通道的稳定性提出越来越高的要求，光缆在线监测系统作为新一代光缆告警监测系统，它能在光缆运行过程中对光纤特性状态进行监测、对光纤故障及时告警并及时分析故障的原因，能精确定位故障点距离，提高快速抢修的时间。利用功能完善的光缆在线监测系统，应用于发电厂光缆日常维护和管理，将大大提高设备的安全性和可靠性，节省维护和修理成本，产生可观的效益。

[1]王颖,宋杨.高精度电力光缆在线监测系统体系结构研究[J].中国电力教育,2007.

[2]吴聪华.光缆在线监测系统[J].光纤与电缆及其应用技术,2004.

[3]庞立永.光缆在线监测系统及其在光通信系统的应用[J].科技创新与应用,2015.

[4]秦华.浅谈基于GIS技术的光缆在线监测的应用[J].内蒙古科技与经济,2011.

[5]朱亦振.OPGW光缆通信在输电线路在线监测信息传输上的应用初探[J].浙江电力,2011.

刘艳英（1964—），女，河北石家庄人，大学本科，工程师，研究方向：计算机信息通讯。