光纤监测系统

光纤监测系统的探析

摘要：近几年来，随着电网快速发展，电力系统光纤通信网络迅速壮大，已经成为电网生产调度重要支撑手段。本文阐述了光纤自动监测系统是利用计算机和通信技术及光纤测量等技术，对光纤传输网实现远程、分布式实时自动监测，证明了光纤自动监测系统的实用性、优越性，提高通信网络整体性能水平，满足电网规模不断扩大及现代化管理需求。

关键词：监测系统；光纤；

一光纤监测系统的优点

光纤自动监测系统是利用计算机和通信技术及光纤测量等技术，对光纤传输网实现远程、分布式实时自动监测，并将光缆线路的状况信息进行收集、存储、处理的自动化监测系统该系统将光缆自动监测、网管告警、故障分析、定位、故障管理、线路维护、线路管理有机结合在一起，从而为光缆网络的安全高效运行提供保障。

光纤通信具有很多优点，通信容量大、传送信息质量高、传输距离远、性能稳定、防电磁干扰、抗腐蚀能力强，因此近年来光纤通信得到大力发展。由于光缆线路本身极易受外界环境的影响以及自然、人力的破坏，而且故障排除时间较长，成为通信网最主要的维护薄弱环节。对运营商而言，如何管理和维护好光缆网络，如何保证光缆网络安全就显得尤为重要。

在光缆故障发生后，传统的光缆维护方式往往需要报修、初步

判断、开车前往传输中心、用otdr测试后才能明确故障地点，然后前往抢修。而采用光纤自动监测系统可以使运营商及时掌握光缆的运营状况，在发生故障时，能够准确定位，及时派修，缩短障碍历时。

对于光纤的劣化，手工测试难以发现，因为光纤的劣化过程是一个长期而渐近的过程，没有长时间测试数据的积累分析是很难发现的。采用光纤自动监测系统后，可以及时发现光缆光纤特性的变化，准确地捕捉、发现光缆可能发生的故障征兆，在未形成阻断故障前及时维护解决，使光缆维护变被动为主动，以降低光缆阻断的可能性。

随着光缆网络规模的迅速扩大，带来的另一个问题是光缆数据管理困难。以往，所有光缆的资料采用人工管理，比较混乱、检索困难，如果发生故障，不易查找。利用光纤自动监测系统可以很好地完成上述数据的管理。

综合以上分析，对光缆线路进行实时监测与管理，动态观察光缆线路传输性能的劣化情况，及时发现和预报光缆隐患，对光缆的运营和维护显得至关重要，因此建立一种实时的光纤自动监测系统是十分必要的。

二系统的组成

系统主要由监测中心mc、监测站ms、通信网络3个部分组成，它们分别完成不同的功能。

监测中心（mc）负责对本管区的各监测站进行控制和管理，是

收集和处理数据的中心。监测中心负责系统配置，接收监测站的告警信号及测试数据，并作相应的处理。它由控制器（服务器、客户机、工作站）、路由器、集线器、网络适配器、相应的软件及打印机等组成。

监测站（ms）在监测中心控制下，对光纤传输损耗的变化进行监测，并将告警及时上报监测中心。按照安装地点的不同，监测站分为本地监测站和远程监测站。监测站由告警监测模块（含光功率采集单元aiu和光功率控制单元acu）、otdr模块、控制模块、电源模块、程控光开关（osu）、波分复用器（wdm）、滤波器、路由器、网络适配器及相应的软件（含otdr仿真软件）等组成，通常安装于传输机房用的标准机架内。

通信网络主要为监测站与各级监测中心之间的通信提供通道。

三光纤自动监测系统的特点及原理

3.1系统工作原理

监测站（ms）的光功率监测模块的采集单元（aiu）对被测光纤的光功率进行监测采集，并将采集的数据送至光功率控制单元（acu），光功率控制单元对光功率数据进行分析比较，将超过告警门限的光功率数据传报给监测中心（mc），随后,监测中心对数据进行分析、统计，对发生超门限值的光功率变化进行警告，统计判断出故障光缆段，自动快速启动监测站的光时域反射测试仪（otdr）和程控光开关（osw）对故障光缆段进行测试，测试的曲线数据上传至监测中心，监测中心对测试曲线进行分析，从而确定故障点位

置、类型、告警级别，并用各种方式告警。

借助于地理信息系统，在监测中心的显示屏幕上以地图的形式准确地显示出光缆的路由和故障点位置。

在周期测试中，如发现传输损耗值变化超过门限值或接头损耗超标时系统按上述方式告警。

系统可通过调用数据库中的原始数据，对测试曲线进行分析比较，动态观察光缆光纤的特性变化，判断光缆线路的劣化情况。

3.2系统的技术特点

光纤自动监测系统将网络通信技术、光学测量技术等融合在一起，同时，利用地理信息系统（gis）等技术为故障定位提供可靠的保证。系统可以对光缆中光纤传输衰耗特性变化及光纤阻断故障实现远程分布式实时、在线的自动监测，并迅速、准确地确定故障点的位置。

采用tcp/ip进行系统互连，并可进行系统远程复位和系统升级。

系统采用模块化、分布式、多级体系结构，通过开放式通信协议可以非常方便地集成到网络中。可伸缩的体系结构适合于平滑地扩容和升级。

四系统的主要功能

4.1监测分析及故障点精确定位功能

自动监测功能：在光缆运营中，远程、实时、长期地对被监测光纤运行状况进行监控、事件实时判断、自动告警。

纤芯劣化分析功能：能进行纤芯劣化追踪，按纤芯损耗的变化

趋势来判断其可用度、劣化趋势，在出现故障前提前告警。

光纤故障点的精确定位功能：可完成光缆故障点位置的精确定位，压缩障碍历时。

4.2多样的测试方式

点名测试：按照用户需要，指定光纤进行测试，满足日常维护和调试需要。

告警测试：对于超过门限值的告警，系统自动激活相关监测站的otdr测试，并对测试数据进行分析处理，是系统动态监测的有效测试方式。

周期测试：由用户设定测试任务及计划，系统自动测试光纤各项数据并分析存储，随着时间的推移，通过对监测数据的统计和分析可以发现光纤通道的劣化性能。

4.3otdr仿真分析功能

对光缆测试数据可以使用曲线图形进行光缆特性分析，详细了解光纤的衰减因素及影响通信的各种事件。

可通过与历史数据比较，分析光纤隐性衰减因素，提早做出预防措施，减少光纤的重大通信故障。

4.4地理信息系统支持

系统能够在计算机屏幕上以图形化的方式显示出故障位置。管理人员可以直观地看出故障点附近的建筑、光缆接头和明显的标志物，方便维护人员迅速准确定位，缩短抢修时间。

五光纤自动监测系统的工作方式