光缆在线监测系统在西北空管的运用

2018-02-25陈娜

电子技术与软件工程 2018年11期

陈娜

摘要在民航空管系统光纤通信作为主要数据传输手段，具有十分重要的作用。随着光缆敷设频率的增加和早期已敷设线路的老化，光缆线路故障率持续攀升。传统的光缆维护管理手段很难定位故障点且调度时间长，极大影响传输网的正常工作。如何更有效地维护和管理光缆变得越来越重要。本文介绍的光缆在线监测系统能切实提高通信的稳定性和安全性。同时，对系统各部分的功能和关键技术进行了详细的分析，最后对光缆中断提前进行了预测。

[关键词]光缆监测 OTDR GIS技术

1 背景

民航西北空管局网络中心作为全国空管系统七大网络中心之一，维护的主要传输设备有33套SDH光传输设备。其中使用了大量的光缆通信，另外场外雷达站、各台站均通过光缆与航管楼通信，近年来机场扩建施工不断进行，给机场周边及场区的光缆传输造成了很大的威胁。一旦光缆被挖断，就会造成雷达信号传输中断的严重后果。因此需要对光缆的实施状态作出判断，能做到及时报警，从而在光缆断裂或因为外力导致信号衰减时，能够方便的启预警，告知具体的位置，从而改变目前人工排除，不能及时发现故障点的困局。

2 现状

目前西安咸阳国际机场二期工程的建设，西北空管局光环网二期项目的建成，使得西北空管局在机场区域的通信光缆数量迅速增加，但是由于机场建设目前还没有结束，其它管道开挖工程不断。由于这些开挖工程不是由空管局通信管理部门具体负责，空管局通信光缆在前期敷设时没有设置地埋电子标签等定位设施，开挖人员也没有管线探测手段和工具，基本上采取随机施工，结果导致通信光缆被挖断损伤的事件，已经严重影响了空管局管制部门业务的正常通信，直接影响到飞行安全。

目前空管局对光缆没有任何监测手段，基本上是光缆断裂中断通信后才能发现，地下光缆是空管局通信的命脉，是保障飞行的主要手段。

怎样有效的避免地面开挖带来的风险，怎样能做到事先知道光缆的变化，如何实现实时监测光缆内部光信号强度，及时反映光缆网络的连接、中断、异常丢失和潜在故障等状态，是空管部门亟待解决的问题。

3 需求分析

3.1 可扩展性

建立光缆统一的监控平台，对空管每条光缆能进行有效监测，能根据空管的需要有选择的对重要业务通信的光缆进行监测。

3.2 稳定性

要求系统稳定性强，能够全天候监测光缆的变化。

3.3 故障定位

该系统能定位光缆的故障点，便于维护人员及时查找。

3.4 告警功能

在出现故障时能够及时的发出告警。

4 解决方案

提供一种光缆自动监测系统，能将光时域测量分析、自动化测量、DBMS、GIS、计算机和网络通信等技术综合利用，对光缆中信号强度实时监测，在线检测光缆的通、断、异常损耗、潜在故障等状态，通过结合OTDR测试技术和GIS技术，实现光缆故障的自动监测和定位，可切实提高排除故障效率、为排查隐患提供依据，从而巩固光缆网络通信的可靠性。

4.1 离线监测

离线监测：在光纤制备中监测光信号，增加激光光源，向光纤提供光信号，通过通信装置的接口采集通信设备给出的信息。监测方法如图l所示。

4.2 在线监测

在线监测：监测工作纤中的光信号，通过利用分光器、波分复用器、滤波器、垮接设备等，监测方法如图2所示。

4.3 方案设计

根据西北空管局光缆网络的特点，采用备纤监测方法，首先采用备纤监测方法成本低，另外施工无需中断业务，系统对现有业务无任何影响，安全性高。但是采用备纤监测方法只能判断到缆级，也就是在一条光缆中随机抽出了一芯纤作为监测对象，由此判断一条缆的光纤变化情况。

5 系统功能介绍

5.1 点名测试功能

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

5.2 周期测试

通过预制的测试周期，该系统能自动完成测试，对测试数据进行分析及存储，并匹配结果与现有过程吻合程度，可以直观看到光纤网络的变化。

5.3 告警测试