光纜在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在西北空管的運(yùn)用

陳娜

摘要 在民航空管系統(tǒng)光纖通信作為主要數(shù)據(jù)傳輸手段，具有十分重要的作用。隨著光纜敷設(shè)頻率的增加和早期已敷設(shè)線(xiàn)路的老化，光纜線(xiàn)路故障率持續(xù)攀升。傳統(tǒng)的光纜維護(hù)管理手段很難定位故障點(diǎn)且調(diào)度時(shí)間長(zhǎng)，極大影響傳輸網(wǎng)的正常工作。如何更有效地維護(hù)和管理光纜變得越來(lái)越重要。本文介紹的光纜在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能切實(shí)提高通信的穩(wěn)定性和安全性。同時(shí)，對(duì)系統(tǒng)各部分的功能和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的分析，最后對(duì)光纜中斷提前進(jìn)行了預(yù)測(cè)。

[關(guān)鍵詞]光纜監(jiān)測(cè) OTDR GIS技術(shù)

1 背景

民航西北空管局網(wǎng)絡(luò)中心作為全國(guó)空管系統(tǒng)七大網(wǎng)絡(luò)中心之一，維護(hù)的主要傳輸設(shè)備有33套SDH光傳輸設(shè)備。其中使用了大量的光纜通信，另外場(chǎng)外雷達(dá)站、各臺(tái)站均通過(guò)光纜與航管樓通信，近年來(lái)機(jī)場(chǎng)擴(kuò)建施工不斷進(jìn)行，給機(jī)場(chǎng)周邊及場(chǎng)區(qū)的光纜傳輸造成了很大的威脅。一旦光纜被挖斷，就會(huì)造成雷達(dá)信號(hào)傳輸中斷的嚴(yán)重后果。因此需要對(duì)光纜的實(shí)施狀態(tài)作出判斷，能做到及時(shí)報(bào)警，從而在光纜斷裂或因?yàn)橥饬?dǎo)致信號(hào)衰減時(shí)，能夠方便的啟預(yù)警，告知具體的位置，從而改變目前人工排除，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)的困局。

2 現(xiàn)狀

目前西安咸陽(yáng)國(guó)際機(jī)場(chǎng)二期工程的建設(shè)，西北空管局光環(huán)網(wǎng)二期項(xiàng)目的建成，使得西北空管局在機(jī)場(chǎng)區(qū)域的通信光纜數(shù)量迅速增加，但是由于機(jī)場(chǎng)建設(shè)目前還沒(méi)有結(jié)束，其它管道開(kāi)挖工程不斷。由于這些開(kāi)挖工程不是由空管局通信管理部門(mén)具體負(fù)責(zé)，空管局通信光纜在前期敷設(shè)時(shí)沒(méi)有設(shè)置地埋電子標(biāo)簽等定位設(shè)施，開(kāi)挖人員也沒(méi)有管線(xiàn)探測(cè)手段和工具，基本上采取隨機(jī)施工，結(jié)果導(dǎo)致通信光纜被挖斷損傷的事件，已經(jīng)嚴(yán)重影響了空管局管制部門(mén)業(yè)務(wù)的正常通信，直接影響到飛行安全。

目前空管局對(duì)光纜沒(méi)有任何監(jiān)測(cè)手段，基本上是光纜斷裂中斷通信后才能發(fā)現(xiàn)，地下光纜是空管局通信的命脈，是保障飛行的主要手段。

怎樣有效的避免地面開(kāi)挖帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，怎樣能做到事先知道光纜的變化，如何實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)光纜內(nèi)部光信號(hào)強(qiáng)度，及時(shí)反映光纜網(wǎng)絡(luò)的連接、中斷、異常丟失和潛在故障等狀態(tài)，是空管部門(mén)亟待解決的問(wèn)題。

3 需求分析

3.1 可擴(kuò)展性

建立光纜統(tǒng)一的監(jiān)控平臺(tái)，對(duì)空管每條光纜能進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)，能根據(jù)空管的需要有選擇的對(duì)重要業(yè)務(wù)通信的光纜進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

3.2 穩(wěn)定性

要求系統(tǒng)穩(wěn)定性強(qiáng)，能夠全天候監(jiān)測(cè)光纜的變化。

3.3 故障定位

該系統(tǒng)能定位光纜的故障點(diǎn)，便于維護(hù)人員及時(shí)查找。

3.4 告警功能

在出現(xiàn)故障時(shí)能夠及時(shí)的發(fā)出告警。

4 解決方案

提供一種光纜自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能將光時(shí)域測(cè)量分析、自動(dòng)化測(cè)量、DBMS、GIS、計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)綜合利用，對(duì)光纜中信號(hào)強(qiáng)度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，在線(xiàn)檢測(cè)光纜的通、斷、異常損耗、潛在故障等狀態(tài)，通過(guò)結(jié)合OTDR測(cè)試技術(shù)和GIS技術(shù)，實(shí)現(xiàn)光纜故障的自動(dòng)監(jiān)測(cè)和定位，可切實(shí)提高排除故障效率、為排查隱患提供依據(jù)，從而鞏固光纜網(wǎng)絡(luò)通信的可靠性。

4.1 離線(xiàn)監(jiān)測(cè)

離線(xiàn)監(jiān)測(cè)：在光纖制備中監(jiān)測(cè)光信號(hào)，增加激光光源，向光纖提供光信號(hào)，通過(guò)通信裝置的接口采集通信設(shè)備給出的信息。監(jiān)測(cè)方法如圖l所示。

4.2 在線(xiàn)監(jiān)測(cè)

在線(xiàn)監(jiān)測(cè)：監(jiān)測(cè)工作纖中的光信號(hào)，通過(guò)利用分光器、波分復(fù)用器、濾波器、垮接設(shè)備等，監(jiān)測(cè)方法如圖2所示。

4.3 方案設(shè)計(jì)

根據(jù)西北空管局光纜網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，采用備纖監(jiān)測(cè)方法，首先采用備纖監(jiān)測(cè)方法成本低，另外施工無(wú)需中斷業(yè)務(wù)，系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)有業(yè)務(wù)無(wú)任何影響，安全性高。但是采用備纖監(jiān)測(cè)方法只能判斷到纜級(jí)，也就是在一條光纜中隨機(jī)抽出了一芯纖作為監(jiān)測(cè)對(duì)象，由此判斷一條纜的光纖變化情況。

5 系統(tǒng)功能介紹

5.1 點(diǎn)名測(cè)試功能

通過(guò)遠(yuǎn)程指定待測(cè)試的光纖，完成測(cè)試動(dòng)作并得到測(cè)試結(jié)果，可以隨時(shí)掌握光纖的傳輸特性

5.2 周期測(cè)試

通過(guò)預(yù)制的測(cè)試周期，該系統(tǒng)能自動(dòng)完成測(cè)試，對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析及存儲(chǔ)，并匹配結(jié)果與現(xiàn)有過(guò)程吻合程度，可以直觀看到光纖網(wǎng)絡(luò)的變化。

5.3 告警測(cè)試

通過(guò)光功率采集或其他告警信息采集獲得光纜線(xiàn)路告警的信息，并自動(dòng)觸發(fā)系統(tǒng)完成測(cè)試、分析、告警等功能

5.4 光功率告警功能

可以實(shí)時(shí)監(jiān)視傳輸線(xiàn)路的損耗變化情況，發(fā)現(xiàn)故障隱患，預(yù)防障礙發(fā)生

5.5 數(shù)據(jù)匯總分析功能

在通訊系統(tǒng)正常運(yùn)作下，通過(guò)對(duì)光纜網(wǎng)絡(luò)歷史數(shù)據(jù)的匯總分析，可發(fā)現(xiàn)光纜緩慢劣化，實(shí)現(xiàn)光纜障礙預(yù)警功能，及時(shí)發(fā)現(xiàn)障礙，及時(shí)維修，壓縮故障時(shí)間，化被動(dòng)維護(hù)為主動(dòng)預(yù)防，將光纜由不可控變成可控，增強(qiáng)線(xiàn)路維護(hù)質(zhì)量，保障飛行安全。

6 結(jié)束語(yǔ)

光纜實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是有效保障空管光纜網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定運(yùn)行的重要手段，對(duì)于提高空管現(xiàn)有光纜網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的可靠性有著重要的意義。隨著光纜在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的不斷成熟，對(duì)于光纜故障的定位也更加清楚，通過(guò)新技術(shù)新手段的應(yīng)用，對(duì)提高空管數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)陌踩院涂煽啃詫l(fā)揮重要作用。

參考文獻(xiàn)

[1]譚健珩.電力光纜在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究[J]，企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)，2011，30 （19）：51-53+61.

[2]李華舟，鮑振武，曹俊忠，張誠(chéng).光纜自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究[J].天津理工學(xué)院學(xué)報(bào)，2004 （04）：79-82.

[3]李踐實(shí)，光纜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)及應(yīng)用研討[J]，鐵路通信信號(hào)工程技術(shù)，2007 （03）.

[4]董勇，鄭國(guó)華，光纜在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在黃山電網(wǎng)的應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)通信，2011，32 （11）：27-30.

[5]張發(fā)勇，李才仙，淺析GIS通信本地網(wǎng)管理系統(tǒng)的建設(shè)[J].地球科學(xué)，2012， 27 （03）： 329-332.

[6]中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，基于光纖傳感技術(shù)的應(yīng)力監(jiān)測(cè)方法，GB/T 33213，2016.