OTDR與電子地圖光纜故障監測系統范文

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摘要：文章分析了通信光纜維護現狀,提出了光纜故障自動監測系統的總體架構,對otdr監測方式和組網方式進行了優選,分析了電子地圖及數據庫設計需求,確定了光纜故障自動監測客戶端網絡的組網方式和系統功能,為建立光纜故障自動監測系統奠定了理論基礎。

關鍵詞：光纜維護；故障自動監測；組網方式

引言

隨著光纖通信技術的發展，光纜數量不斷增加以及早期鋪設的光纜線路嚴重老化，導致線路故障不斷增加。傳統的光纜線路維護搶修方式故障查找困難，排障時間長，影響通信網的正常工作。如何更加高效的對光纜進行保護和維護管理的問題就日益突出。因此，在光纜發生故障時能第一時間對線路監測管理，線路運行中能動態觀察線路傳輸性能，及時發現線路的劣化情況，預報光纜線路傳輸過程中出現的隱患，增強光纖通信系統運行的可靠性，從而降低光纜線路阻斷的可能性，縮短通信故障歷時，保證通信傳輸質量顯得至關重要。

1光纜維護現狀分析

1.1通信光纜線路基本情況

本轄區現有通信光纜線路XX公里，接入XX個通信機房和光交箱，具體光纜線路及纖芯分布情況復雜。SDH網管監測光纜XX公里，監測站點XX個，其余光纜及站點需要日常巡護和檢測通斷情況。

1.2通信光纜線路維護現狀

目前，光纖通信系統發生故障時，一般按照以下步驟排除：機房值班人員首先通過設備自檢的方式判斷故障性質為設備故障還是線路故障。若判斷為線路故障，則立即通知線路維護分隊進行光纜故障的搶修。光纜線路維護分隊攜帶測試儀表及相關光纜線路資料趕赴相應通信站點后，用光時域反射儀（OTDR）測試故障點距離，將測試結果與技術資料進行核對，判斷出故障點大概位置后，趕赴該地組織進一步測試查巡，直至找到故障點完成搶修。

1.3通信光纜線路維護存在的問題

目前，本轄區通信光纜線路維護存在的不足主要有以下幾點：一是判斷故障點時間長。二是對線路維護人員經驗依靠度高。三是對光纜線路主動測試少。針對光纜維護存在的問題，基于現有通信技術的發展和原始數據積累，設計并建設光纜故障自動監測系統，可以提高光纜維護水平和光纜故障排除能力。

2基于OTDR的光纜線路故障點自動監測系統設計

2.1光纜線路故障點自動監測系統的總體架構

光纜監控系統的總體架構分為三層。最底層是OTDR，完成對光纜線路故障點的測試功能。中間層是后臺服務器層，其中包括了電子地圖、GPS數據庫、后臺控制程序等。后臺服務器主要對OTDR進行管理，對測試進行控制，同時完成告警分析、數據管理、消息分發、資源和告警的同步。應用層主要立足于客戶端，用戶通過客戶端可以直接訪問光纜監測服務器，同時可以實現系統的各項操作功能。客戶端無法直接操作儀表，而是通過后臺分配執行，這就避免了多客戶端同時操作時引起OTDR硬件資源沖突。這種利用客戶端通過服務器對系統進行管理的方案操作簡單，控制有效，便于系統升級[1]。

2.2功能設計

此系統功能設計主要從光纜線路性能劣化告警、光纜測試：周期測試和點名測試、光纜故障定位、光纜纖芯資源管理以及網管功能出發來考慮，重點在網管功能設計方面，考慮配置管理、實時監控、告警管理、性能管理、安全管理、日志管理、拓撲顯示、報表管理以及GIS管理等方面內容。

3光纜故障自動監測系統實現

3.1OTDR監測方式選擇及組網

3.1.1OTDR監測方式選擇將OTDR設備嵌入光纖輸送網，目前常用的有三種方式，分別是：一是利用備用纖芯監測方式。這種方式通過利用被監控的光纜中除業務傳輸的空閑纖芯來實施測試，測試波長可以與傳輸業務的波長相同，不需要對設備的配置進行改變和配置。二是光纖在線監測方式。這種方式主要是通過在接收端纖芯側通過濾波器把測試波長濾出，從而消除對傳輸設備的影響。三是光纜線路實時監測方式。這種方式通過利用被監控的光纜中的兩芯空閑纖芯，在一端用一芯連接OPM（光功率管理單元），當線路出現故障時（OPM收無光或光功率低），系統立即自動啟動完成對另一根纖芯的測試，定位線路故障點。

3.1.2OTDR監測組網分析OTDR組網需要考慮兩個因素：一是使用盡可能少的OTDR監測盡可能多的光纜，二是確保重要節點能夠被監控測試，從目前實際情況來看，JYJC機房、ZSL機房、DJT機房是重要節點。監控方式見圖1。根據本轄區光纜線路實際情況，OTDR選型需滿足兩個條件：一是滿足120公里監測距離，二是具有遠程控制模式。

3.2基于MapGIS的光纜路由實現

MapGIS電子地圖的主要作用是利用光纜線路GPS數據，將光纜線路的路由走向、通達站點、線路路由上的地標點，歷史出現的故障點顯示在地圖上，使維護人員通過終端服務器上的地圖清楚了解所有被監控光纜線路的實時狀態。還可以通過對電子地圖的放大、縮小實現查詢、定位功能，通過系統將OTDR測試出的斷點距離數值，通過地圖直觀的呈現出故障點在地圖上的實際位置，如果地圖能夠實時更新，同時還可以呈現出線路周邊的實時情況，使維護人員不僅可以快速發現故障點位置，還可以通過地圖顯示信息判斷故障發生的性質，從而快速進行維護。目前，可供開發使用的電子地圖和地理信息系統主要有MapGIS、Googlemaps、百度電子地圖等，由于前期本轄區使用MapGIS平臺開發了光纜路由圖，仍采用現有平臺和路由圖可以節省時間和人力資源。百度地圖比較直觀，但缺乏開發經驗，可以考慮在下一步升級中，采用百度地圖平臺。數據庫管理系統主要作用是對OTDR前端系統采集獲取到的數據，以及GIS系統數據進行管理應用。數據庫開發采用ORACLE數據庫，主要存儲光纜阻斷時間、位置信息，光纜損耗測試信息，光纜路由變動信息等。

3.3客戶端組網的實現

自動監測系統通過客戶端，對光纜線路的資源信息進行實時查詢，完成對線路路由上地理標識信息、路由走向等信息的顯示，提取光纜性能參數信息，告警信息及OTDR測試報表，同時具備數據分析功能。客戶端組網部署應當滿足方便使用、同時節約網絡資源的要求，具體組網如圖2所示。各個機房OTDR通過SDH以太網接入LN機房交換機，LN機房客戶端和YZ客戶端通過交換機訪問服務器和OTDR。

4光纜線路自動監測系統的主要功能

光纜線路自動監測系統主要完成對光纜線路的自動測試、數據庫管理、網絡控制管理、業務流程控制等技術，全面結合光纖測試、數據管理與維護體制，對光纜線路完成自動監測，其主要功能包括：遠程自動測試；告警信息顯示；故障處理管理；光纜性能分析和質量統計。

5結語

通信光纖傳輸網的維護工作質量，直接關系到本轄區整個通信網絡的安全順暢，因此必須予以高度重視。隨著光纖通信技術的發展，通過智能高效的手段完成光纜線路故障自動監測已成為通信光纜維護的迫切需求。通過建立光纜線路故障自動監測系統，提升線路維護的智能化水平，從而提高光纜維修的效率，使光纜維護水平不斷成熟進步。

參考文獻：

[1]黃丹宇.分析光纜維護現狀及建立光纜集中監測系統[J].科技視界，2012(9),27:212-213.

[2]霍峻.淺述如何運用光纜自動監測系統維護光纜線路[J].百科論壇，374.

[3]李陽君.大數據背景下的通信光纜維護發展[J].新媒體研究，2015,17:15-16.

作者：原恩育 湯俊杰 單位：中國洛陽電子裝備試驗中心