远程光缆检测在广播电视网维护中的应用

摘  要：在日常的广播电视网络系统维护过程中，由于光缆路由的老化、人为的破坏、光缆的大弯曲以及重拉力的影响都有可能造成光缆路由大幅度的衰减以及误码率的提高等，导致广播电视网络系统的性能降低，影响正常的网络系统运行。在多节点、长路由、多丘陵地带区域的福建广播电视网同样面临严峻的网络运维挑战，在提升软实力和硬实力的同时，建设一张高网络性能远程光缆检测系统势在必行，从而降低运维抢修时间、减少网络运行维护成本，只有这样才能提高广播电视网在市场中的竞争力，提高用户的满意度。

关键词：广播电视网;远程光缆;运维成本

中图分类号：TN943.6      文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2020）24-0073-04

Application of Remote Optical Cable Detection in Radio and

Television Network Maintenance

ZHANG Liangzhi

（Fujian Broadcast and Television Network Group Co.，Ltd，Fuzhou  350003，China）

Abstract：In the daily maintenance process of the radio and television network system，due to the following influences，such as the ageing of the optical cable route，artificial destruction，the large bending of the optical cable，And the heavy pulling force，all this can lead to the optical cable route being greatly attenuated and the bit error rate being increased. and then results in the reducing of the performance of the radio and television network system，and affects the normal network system operation. The Fujian radio and television network is located in multiple hilly areas，which has multiple nodes and long routes，also faces severe network operation and maintenance challenges. While improving soft power and hard power，it is imperative to build a high network performance remote optical cable detection system. So as to reduce the quick-repair time of operation and maintenance，lower the cost of network operation and maintenance. Only in this way the competitiveness of radio and television networks in the market can be improved，and user satisfaction can be promoted.

Keywords：radio and television network;remote optical cable;operation and maintenance cost

0  引  言

為了促进广播电视业务快速发展，福建广电网络明确提出要建立全省统一规划、统一建设、统一管理、统一运营的新体系运维系统，充分发挥网络的规模化优势，为建设下一代广播电视网奠定基础。经过近几年的网络发展，福建广电网络已建成以福州、泉州双核心站点省干10G OTN平面、省干100G OTN一平面、省干100G OTN二平面、省干10G MSTP一平面、省干10G PTN平面等多平面共存的广播电视网。目前广播电视网络省干路由有达6 000余千米光缆和84个网络节点，其中三分之二的光缆和网络节点分布在自然灾害多发丘陵山区地带，容易受到自然灾害和人为因素的破坏，长路由、大跨度容易引发光缆故障，给日常的广播电视传送造成不可预见的破坏，造成广播电视网络维护中诸多不便，如网络响应速度慢，网络人员要求高、维护成本居高不下。因此，传统的光缆维护方式已无法适应未来大宽带、大容量的广播电视传送网的发展需求，如何通过远程光缆检测系统来提高网络安全性与稳定性，提高网络运行响应速度，减少网络维护成本，提高广播电视网运行维护效率成为亟需解决的问题。

1  传统光缆路由检测

光缆路由检测原理：当网络发生故障时，光缆检测只能通过光时域反射发生仪（OTDR）设备内置的光发送单元模块发送探测光到光缆中，当光脉冲在光缆内传送时，由于光缆本身特性、光缆弯曲、故障衰减点、光缆接头衰减点和故障位置排除等因素影响而发生瑞利散射与菲涅尔反射现象。通过收集测量光信号散射和反射轨迹释析出光缆内部信号强弱，从而得知光缆弯曲、断缆、接头、连接口触发的光缆损耗程度，人为判断定位光缆损耗点和故障点位置，得到排除故障隐患。光时域反射发生仪设备工作原理如图1所示。

光时域反射发生仪设备主要测试功能有：测试光缆与光缆焊接点、光缆与分支器连接点、光缆与光纤连接点、光缆折断点、光缆弯曲段、光缆破坏点等，以及对每个故障点的距离、损耗、反射、光缆段长度、光缆段损耗精确定位。

传统光缆路由故障点排障工作流程为：

（1）网络光缆路由发送故障时，网管中心上告故障告警信息。

（2）网管中心值班人员通知站点运维人员携光时域反射发生仪设备进站测试断缆详情。

（3）站点运维人员开启光时域反射发生仪设备断开故障光缆并测试故障点的距离、损耗、光缆段长度、光缆段损耗情况以及光缆破坏点精确定位。

（4）站点运维人员综合研判故障信息，通知光缆抢修人员前往故障点进行故障排查。

（5）光缆抢修人员前往故障点进行故障抢修，确认修复完毕通知站点运维人员使用光时域反射发生仪设备测试光缆修复情况。

（6）站点运维人员二次断开光缆，使用光时域反射发生仪设备测试故障光缆修复情况，如光缆指标正常，则通知抢修人员封闭光缆盒。反之则继续排查故障点。

（7）站点运维人员测试光缆各项指标，电话通知网管中心值班人员故障光缆修复各项指标。

（8）网管中心值班人员查询网络性能状态，如正常，则通知站点运维人员、光缆抢修人员可撤离现场。反之则重复以上步骤。

（9）故障排除，网络正常。

2  远程光缆路由检测

随着光缆的广泛应用，维护性能测试也日趋普遍和重要，通过日常的维护性能测试，可及时在网络维护过程中可快速发现网络中的光缆性能。传统的光缆路由检测，对维护人员要求高，需到站点中断业务并进行故障精准定位测试，无法在不影响业务的前提下进行在网业务测试。因此，需为网络建设一张远程、在线、准确、快速的远程光缆检测系统网络，这样将大大提高网络运行维护效率，提高网络响应时间，降低网络维护成本起到决定性作用。

2.1  远程光缆检测系统的组成

该系统分别由硬件系统和软件系统相互配合协作完成故障定位并收集网络性能，通过计算光缆损耗精确定位光缆故障位置。硬件部分支持光缆检测功能，包括光脉冲发送、检测结果呈现，并可收集光缆性能数据上传至远程光缆检测系统，统一受软件部分协调操作。软件部分集成在网络管理系统中，通过网络管理系统操作界面发送检测测试命令，呈现图形化检测结果，支持不同检测测试方式设置。

远程光缆检测以华为OSN9800系统为例，应用广播电视网中的三种测试方式：

（1）手动测试：启动远程光缆检测需要人工设置“检测模式”和“检测参数”，人工启动光缆检测系统，然后输出检测报告。

（2）告警觸发测试：在对应距离段的光缆上事先设置光缆“检测模式”和“检测参数”参考值，一旦检测到告警就会根据设置的参考值，自动对该段光缆进行质量检测，输出检测报告。

（3）周期性测试：在对应距离段的光缆上事先设置光缆“检测模式”和“检测参数”参考值和系统间隔时间周期内，自动对该段光缆进行质量检测，输出检测报告。

不同的测试模式的光脉冲宽度不一样，光脉冲的宽度直接影响测量路由的精度和故障位置的定位。光脉冲的宽度越窄，事件精度越高，可探测的光缆距离越短;光脉冲的宽度越宽，事件精度越低，可探测的光缆距离越长。同时，探测时间越长，上下浮动的范围越大，可探测的光缆距离也越长。

2.2  远程光缆检测系统功能

远程光缆检测系统具备传统光缆路由检测全部功能，还具有以下功能：

（1）提供直观可视图像化显示界面。

（2）根据不同的光缆测试范围，能够在网管侧设置不同的工作模式和检测数据。

（3）自动存储检测数据，与历史检测结果形成对比。

（4）快速获取故障网络光缆的长度和光缆损耗值。

（5）当故障发生时，能自动在网管上报光缆故障精确定位位置，方便运行维护人员故障快速响应，缩短故障排除等待时间。

2.3  远程光缆路由故障点排障工作流程

远程光缆路由故障点排障工作流程为：

（1）网管中心上报故障告警信息，值班人员开启远程光缆路由检测系统，研判故障光缆的距离、损耗、光缆段长度、光缆段损耗情况以及光缆破坏点精确定位。

（2）网管中心值班人员通知光缆抢修人员前往光缆故障点进行故障排除。

（3）故障排除完毕，远程光缆路由检测系统查询光缆修复情况。

（4）故障排除，网络运行正常。

3  传统光缆路由检测与远程光缆路由检测优缺点对比

远程光缆路由检测相较于传统光缆路由检测，其在精准故障研判、故障定位、故障处理效率等方面都具有十分明显的优势。如表1所示。

4  远程光缆检测在网络维护中的应用解析

福建广电网络省干100G OTN采用华为OSN9800 80× 100 Gbit/s的智能密集波分系统组成以“目”字型的网状网网络，环1（福州—闽清—南平—三明—永安南环—漳平—龙岩—河乾—漳州—厦门—官桥—泉州—惠安—莆田—福清—福州），环2（福州—闽清—南平—三明—永安中环—大田—德化—永春—泉州—莆田—福清—福州），环3（福州—连江—宁德—杉洋—古田—南平—闽清—福州）共计3个业务环10个OADM站点和13个OA站点。

本案例采用手动测试来分析广电网络省干环3中杉洋—古田段为例，由于杉洋—古田地处山区地带，在台风季节易造成光缆中断，杉洋距离古田县城65 km，属于乡镇无人值守机房，给网络运行维护造成一定的困难。此时远程光缆检测在网络运行维护中具有快速精准定位光缆故障位置，并能及时响应网络运行维护效率发挥重要的作用，从而提高网络运行性能，提高用户的满意度。

具体检测步骤为：

步骤1：进入华为iMaster NCE“网络管理”中的“配置—波分光层运维管理—智能光纤管理系统”。华为iMaster NCE操作页面如图2所示。

步骤2：进入“智能光纤管理系统—光纤探测”，选取古田—杉洋光缆段，选择检测模式“高级模式”，在该模式下，可以选择“脉冲宽度”，并设置“探测量程”与“探测时长”等参数，便于进行不同位置故障点的定位检测。其中检测参数所发出的光脉冲宽度不同，可影响检测精度与检测距离，脉宽越大，动态范围越大，检测的距离越长，但故障检测精度会变差;相同脉冲宽度下，检测时间越长，动态范围越大，故障检测精度越高。智能光纤管理系统探测模式，具体参数设置如图3所示。

步骤3：点击“启动探测”，系统自动设置被检测光纤的“状态”为“打开”并开始检测，输出并查看杉洋—古田光缆路由损耗和探测曲线检测报告。这样网管运维人员可根据检测报告很直观查看检测曲线、检测拓扑、检测结果及检测事件，网络运维人员通过检测结果曲线、精准定位故障点、分析故障原因、故障损耗快速反馈至线路运维人员进行网络故障响应。具体故障可视图像如图4探测拓扑和图5探测曲线所示。

5  结  论

通过以上远程光缆路由检测场景应用的分析，根据目前福建广播电视网的现状，远程光缆路由检测的统一网络管理、统一监控、统一维护调度对福建广电网络多节点、长路由、多丘陵地带区域的安全性与稳定性起到重大的作用。 相对传统的光缆路由检测，在远程、在线、精确、快速的光缆检测手段，将大大的提高网络维护的效率、降低网络维护成本，这也是广播电视网发展的必然趋势。

参考文献：

[1] 华为技术有限公司.OptiX NetStar运行与维护指南 [EB/OL].[2020-11-04].https：//support.huawei.com/enterprise/zh/transmission-network/netstar-wdm-pid-21571360.

[2] 方中奇，代森.苏州有线广播电视网络光缆自动监测系统建设和应用 [J].广播电视网络，2020（5）：88-90.

[3] 阿戈沃.光纤通信系统 [M].贾东方，忻向军，译.电子工业出版社，2016.

[4] 邓大鹏.光纤通信原理 [M].北京：人民邮电出版社，2010.

[5] 杨毅明.数字信号处理 [M].北京：机械工业出版社，2012.

[6] 華为技术有限公司.OptiX OSN 9800 智能光传送平台产品概述 [EB/OL].[2020-11-04].https：//www.renrendoc.com/paper/90974193.html.

[7] 李文军.计算机管理有线电视网络光缆数据的意义 [J].卫星电视与宽带多媒体，2020（7）：70-71.

作者简介：张两枝（1983.02—），男，汉族，福建泉州人，工程师，本科，研究方向：通信工程。