分析光纜維護(hù)現(xiàn)狀及建立光纜集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

黃丹宇

(廣東電網(wǎng)公司汕頭供電局 廣東 汕頭 515041)

目前，汕頭地區(qū)運(yùn)行光纜總長(zhǎng)達(dá)到一千多公里，光纖通信已經(jīng)成為本地區(qū)電力通信的主要手段，通信網(wǎng)絡(luò)是否穩(wěn)定關(guān)系到整個(gè)電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)，其中光纜運(yùn)行可靠性至關(guān)重要。因此，及時(shí)發(fā)現(xiàn)通信光纜網(wǎng)絡(luò)的故障，有效地預(yù)防和減少光纜網(wǎng)絡(luò)隱患，減少線路問(wèn)題造成的巨大損失，確保光纖物理網(wǎng)絡(luò)優(yōu)質(zhì)、高效、安全、穩(wěn)定的運(yùn)行，成了電力通信最主要的責(zé)任。

1 光纜維護(hù)現(xiàn)狀

汕頭地區(qū)電力通信網(wǎng)絡(luò)主要由傳輸設(shè)備和光纜以及一小部分的載波設(shè)備組成，為電網(wǎng)的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)提供調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)﹑綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)﹑電力線路保護(hù)通道﹑話(huà)路和遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)等業(yè)務(wù)。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)電量的需求越來(lái)越多，新建變電站和電力線路日益增多，隨之而來(lái)的是光纜接入速度加快，整個(gè)地區(qū)的光纜資源網(wǎng)絡(luò)更加龐大，光纜的維護(hù)任務(wù)也日益繁重。在通信網(wǎng)絡(luò)維護(hù)中，光纜故障是維護(hù)的大敵。由于光纜比較脆弱，加之各種外力破壞，光纜很容易出現(xiàn)故障，如：施工影響﹑電擊和雷擊﹑鼠害﹑人為損傷等。

目前，汕頭地區(qū)電力通信依然采用傳統(tǒng)的光纜維護(hù)管理方法，光纜通信系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，運(yùn)行管理人員在傳輸機(jī)房首先判斷故障發(fā)生在設(shè)備部分還是線路部分。若判斷為線路部分，即判定故障的段落和性質(zhì)，并立即通知線路維護(hù)部門(mén)進(jìn)行光纜故障的查修。查修人員帶齊相關(guān)光纜線路的原始資料到達(dá)相應(yīng)通信站點(diǎn)后，測(cè)試人員用OTDR儀表測(cè)試故障點(diǎn)的距離，將測(cè)試結(jié)果與技術(shù)資料核對(duì)，找出故障點(diǎn)后，對(duì)故障光纜進(jìn)行搶修。隨著光纜數(shù)量增加以及早期敷設(shè)光纜的老化，光纜線路故障次數(shù)在不斷增加，傳統(tǒng)的光纜線路管理模式的故障查找方式困難，排障時(shí)間長(zhǎng)，影響通信網(wǎng)的正常工作，必須利用通信技術(shù)的發(fā)展，運(yùn)用新的手段來(lái)維護(hù)光纜的運(yùn)行。

2 OTDR光纜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

OTDR是光纜監(jiān)測(cè)的重要工具，傳統(tǒng)上OTDR作為測(cè)試儀表的使用是一種分散式、被動(dòng)式的手工維護(hù)手段，難以保障更高的光纜安全要求。因此，利用多臺(tái)OTDR實(shí)現(xiàn)一個(gè)集測(cè)試、分析、告警、定位、信息管理、業(yè)務(wù)報(bào)表功能于一體的光纜網(wǎng)絡(luò)集中監(jiān)控系統(tǒng)，采用集中式自動(dòng)維護(hù)方法，是傳統(tǒng)OTDR使用方式和維護(hù)體制進(jìn)一步的發(fā)展和革新，能大大提供維護(hù)效率和水平。

系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，利用分布式客戶(hù)端，維護(hù)人員可完成系統(tǒng)的各項(xiàng)操作并查看測(cè)試結(jié)果。系統(tǒng)自動(dòng)監(jiān)控光纜網(wǎng)絡(luò)，對(duì)光纖性能劣化進(jìn)行分析，并發(fā)出告警。所有測(cè)試光纖的資料和結(jié)果存儲(chǔ)在后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)，以便于日后查詢(xún)和分析。

利用OTDR組建光纜集中監(jiān)控系統(tǒng)的一大特點(diǎn)是使用靈活，方便，既可以單獨(dú)使用單臺(tái)儀表，又能集中利用，組成完整的光纜維護(hù)系統(tǒng)。

光纜監(jiān)控系統(tǒng)可將其核心的測(cè)試功能和其它外部網(wǎng)管系統(tǒng)（如資源管理系統(tǒng)，故障派單系統(tǒng)，SDH網(wǎng)管告警接口等）結(jié)合，從而進(jìn)一步提高系統(tǒng)功效。

2.1 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)

光纜監(jiān)控系統(tǒng)的總體架構(gòu)分為三層。最底層是OTDR和光開(kāi)關(guān)，完成光纜的測(cè)試功能，測(cè)試硬件采用N3900A高性能OTDR，光開(kāi)關(guān)采用N3900A內(nèi)置1×12光開(kāi)關(guān)模塊或其它外置光開(kāi)關(guān)。

中間層是后臺(tái)服務(wù)器層，包括電子地圖（GIS）、ORACLE數(shù)據(jù)庫(kù)、后臺(tái)控制程序。后臺(tái)服務(wù)器完成OTDR的管理、測(cè)試控制、告警分析、數(shù)據(jù)管理、消息分發(fā)、資源和告警的同步。

光纜監(jiān)控系統(tǒng)的工作方式最上層是客戶(hù)端，用戶(hù)通過(guò)客戶(hù)端連接到光纜監(jiān)測(cè)服務(wù)器，完成界面表現(xiàn)和實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各項(xiàng)操作功能?？蛻?hù)端并不支持操作儀表，而通過(guò)后臺(tái)分配執(zhí)行，避免多客戶(hù)端同時(shí)操作引起OTDR硬件資源沖突。這種基于客戶(hù)端和服務(wù)器的方案使用簡(jiǎn)單，控制有效，并便于系統(tǒng)升級(jí)。

光纜監(jiān)控系統(tǒng)為一獨(dú)立的測(cè)試系統(tǒng)，但能在后臺(tái)服務(wù)器上提供標(biāo)準(zhǔn)化的向上的網(wǎng)絡(luò)級(jí)接口（TCP/IP,XML,CORBA）與其它網(wǎng)管系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)（如資源管理系統(tǒng)）互通；一方面光纜監(jiān)控系統(tǒng)能從資源管理系統(tǒng)查詢(xún)相關(guān)的光纜資源信息（如各種地理標(biāo)識(shí)信息，光纜的路由走向等），另一方面資源管理系統(tǒng)也能從光纜監(jiān)控系統(tǒng)中提取所需的信息（如性能參數(shù)，告警信息和報(bào)表），通過(guò)資源共享和各種應(yīng)用進(jìn)一步結(jié)合，發(fā)揮系統(tǒng)的更大功效。

2.2 系統(tǒng)主要功能

該OTDR光纜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)集成自動(dòng)測(cè)試、數(shù)據(jù)庫(kù)管理、網(wǎng)絡(luò)控制管理、業(yè)務(wù)流程控制等技術(shù)，全面結(jié)合光纖測(cè)試、數(shù)據(jù)管理與維護(hù)體制，其主要功能包括：

1）遠(yuǎn)程O(píng)TDR自動(dòng)測(cè)試

OTDR測(cè)試是整個(gè)系統(tǒng)最核心的功能，測(cè)試分為周期自動(dòng)測(cè)試和點(diǎn)名測(cè)試。前者通過(guò)預(yù)置的程序自動(dòng)進(jìn)行，后者是由網(wǎng)管人員通過(guò)口令進(jìn)行遠(yuǎn)程測(cè)試，以確定光纜上的告警事件。因此，維護(hù)人員無(wú)需到現(xiàn)場(chǎng)定期抽測(cè)光纜，節(jié)約了成本并提高了準(zhǔn)確率。

2）基本告警模塊

根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)分析，自動(dòng)生成光纜告警信息和告警清除消息，支持用戶(hù)手工增加告警信息并啟動(dòng)告警測(cè)試，并能結(jié)合GIS地圖定位和顯示告警的光纜和光纜中斷點(diǎn)，提供告警屏蔽、告警過(guò)濾、告警確認(rèn)、啟動(dòng)告警測(cè)試、告警查詢(xún)、告警統(tǒng)計(jì)、告警清除、告警導(dǎo)出等功能。

3）故障處理

提供告警處理的故障流程管理，實(shí)現(xiàn)告警閉環(huán)處理；可自動(dòng)和手工啟動(dòng)故障流程，提供故障通知相關(guān)責(zé)任人。通過(guò)短信接口將故障信息發(fā)給相關(guān)責(zé)任人和搶修人員，獲得具體的故障信息和故障點(diǎn)位置信息。

4）光纜性能分析和質(zhì)量統(tǒng)計(jì)

通過(guò)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)得到光纜測(cè)試數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)光纜發(fā)生故障情況，對(duì)光纜進(jìn)行性能分析，及時(shí)將光纜劣化情況通過(guò)OA派發(fā)到有關(guān)負(fù)責(zé)人。

3 建立光纜監(jiān)控系統(tǒng)必要性

光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的可靠性關(guān)系到電網(wǎng)穩(wěn)定和運(yùn)營(yíng)效益,目前普遍采用的被動(dòng)式管理維護(hù)方式已經(jīng)滯后于電力市場(chǎng)對(duì)光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性的要求。汕頭地區(qū)落后的光纜維護(hù)模式必須改變，光纖集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)適用于電力專(zhuān)網(wǎng)的光纖網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè),可以改變傳統(tǒng)的人工加儀器的光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)方式,它為線路的運(yùn)行維護(hù)人員提供了一個(gè)自動(dòng)化的維護(hù)與測(cè)試平臺(tái)。系統(tǒng)通過(guò)日常的測(cè)試,可以為光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行質(zhì)量提供一個(gè)性能分析報(bào)告,對(duì)于光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)存在的隱患提出預(yù)警,而不至于只有當(dāng)線路中斷時(shí)才告警。該系統(tǒng)將對(duì)汕頭地區(qū)光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)提供有效、及時(shí)的參考和依據(jù),使得對(duì)線路維護(hù)更加自動(dòng)化、科學(xué)化、合理化,非常適合電力通信專(zhuān)網(wǎng)的使用要求，建立光纜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)勢(shì)在必行。

［1］OTDR光纜遠(yuǎn)程集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)方案[S].

［2］張曉州.光纜的監(jiān)測(cè)與保護(hù)[J].電信技術(shù)，2007(6).