光缆监测系统的应用探索

摘要：近年来，光纤在电力通信中的应用越来越广泛，到目前为止，90%以上的电力通信业务均调整为光纤运载，但是随着光线负载的逐渐加大，其一旦发生故障所造成的损失也越来越巨大。怎样才能降低光纤故障的发生概率？能否通过一定的技术手段对光缆进行检测，及时发现光缆运行中所发生的问题？本文通过对光缆监测系统的探索，期望找到尽量减小光线故障发生的概率，降低经济损失。

关键词：光缆监测 电力通信 应用探索

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2015）05-0000-00

随着通信技术与信息网络技术的飞速发展，电力系统的升级也在持续进行，新设备逐渐取代旧设备，新材料取代老材料，新技术取代旧技术。由于光纤具有容量大、传输距离长、保密性好等优点，电力通信系统正逐渐利用光纤取代原来的微波和载波来进行通信。在电力通信线缆中，除了作为备用线路的微波与载波线路被保留下来，主要线路已经完全被光纤所覆盖，光纤承载着电力通信中98%以上的业务量。但是，任何材料也都存在不可避免的缺陷，光纤也不例外，例如光纤外皮的自然老化、风雷雨电等自然因素的侵袭、地面施工的破坏等，都会造成光纤中断或故障，而光纤一旦中断，由于其承载的业务量较多，造成的损失也十分严重，另外，由于光纤通常是埋于地下，一旦发生故障，我们很难从表面察觉。

为防止光纤突然断裂或长时间断裂而未被发现的情况发生，降低光纤故障造成的损失，光缆监测系统也被广泛的应用于电力通信中。

1 光缆监测系统的工作原理

光缆综合监测系统是一个光纤网络测量系统，它是在计算机、通信、数据库、光纤测量技术的基础上综合而来的，通过OTDR使光通过波分装置，并以光开关为载体，加载到被测光缆纤芯中，再次利用OTDR对回波信号进行详细的分析，同时，根据分析的结果会在计算机上将故障位置进行定位，并发出警报声[33]。通过这种方法，设备维护人员就可以随时随地的对故障进行掌控，当故障发生时，通过终端站的OTDR打光，从而实现对故障点的精确定位，这样维护人员就可以迅速的到达事故现场进行处理，从而最大限度降低故障带来的损失。同时，还可以将其与数据库中被测光纤路径的原始曲线进行比较，通过分析与对比光纤波形的变化情况，从而确定光纤的裂化情况以及光缆还能使用的年限等等，分析对比测试光纤波形的变化，判断光纤品质的裂化以及估计光缆的寿命等，根据以上分析，为管理层对网络的升级、更换以及维护提供依据。

2光缆监测系统监控功能

该系统可以对通信网络中的任何待测的光功率进行实时的动态监测，并对光缆的故障进行准确的告警，同时在计算机上发出声光报警处理。

此外，该系统可以对光缆的障碍信息进行记录，同时，对光缆的性能进行定性的统计分析，对其可能存在的故障进行提前预告，能够实现周期测试、点名测试、传输网管告警触发测试以及在线监测和跨段监测等多种监测方式和手段。

光缆监测系统能够连续不断地对所监测线路的衰耗情况，实现了实时地监测测试纤芯的变化情况，通信调度人员可以比较测试结果和系统数据库中存储的正确结果，进而对运行的结果进行管理和控制。

通过对光功率变化曲线的观察分析，可以判断光纤运行是否稳定，是否有隐患。

在光功率数据挖掘的过程中，要以光功率值为依据，同时对光告警要做出准确无误的判断，从而判断电力通信网的运行情况。

3告警联动方式以及预警功能

通过各种不同的技术方法使管理人员能够提前预知光缆可能的故障就可以减少故障处理所需的实际，同时在一定程度上提高了故障的定位精度，一般情况下，有两种预警方法，其一为光功率实时监测告警，另外一种是联网获取光信号告警。光第一种方法是功率自动监测系统的组成部分，这种方法是首先在光缆网络的光配线结点上安装光功率测试仪（OPM），在运行过程中收集光信号的变化，同时设置告警门限，这样就可以提前知道光缆的优劣以及故障的告警。在确定故障点的过程中，首先是根据光功率设备接收故障预告警信号，从而启动OTDR进来对其进行测试，并将测试结果给予检测中心进行分析，最终确定故障的位置。

根据监测的要求和监测的方法，光功率计触发OTDR打光的监测方式也有几种方案。

3.1分纤光功率离线监测

该监测的特点主要有以下三点：光终端与功率信号存在物理上的隔离，二者采用的芯线是分开的；OTDR、光功率走独立的芯线，功率测试信号与扫描信号之间物理隔离；功率和扫描测试可以多级级联。

3.2分纤光功率在线监测

功率监测所使用的芯线与通信信号的芯线是同一根，这样不仅节省了资源，同时，这样以来就可以对通信信号的监测来说明通信的好坏了，但是，该监测方法无法跨段，需要采用分段监测措施。

特点：用物理方法对扫描测试信号、光终端和走独立的芯线进行分离；同时采用合抽光的原理，通过抽取使光功率中含有一定量的不会对通信信号造成影响的信号光分量，使监测光功率能够反映通信信号的；OTDR的芯线是独立的，避免与其他芯线的交叉，这样就完全使扫描信号与功率信号进行了隔离，从而避免了相互影响；光功率测试只能是单级的级联。

3.3合纤光功率在线监测

功率监测和扫描监测都是利用通信信号的芯线，减少了芯线的数量，这样以来只需要检测通信信号就可以确定其中断情况；但是这种监测方法无法跨段，需要采用分段监测措施；OTDR扫描测试跨段必须增加无源的波分复用设备[37]；

特点：测试信号与光终端信号采用铜芯线，利用波分隔离信号；光功率采用偶合抽光的方法，抽取少量的信号光分量，不会对通信信号的产生较大的影响，但却能够直观的将通信信号的变化过程表示出来；该测试方法无法实现多级级联；在跨段点上使用波分复用设备。

通过对光缆监测系统的基本组成结构以及工作的原理简介，同时将其监测的功能进行详述并分析其告警方式的实现形式，根据该系统在电力通信网中的应用，能够实现对电力通信光缆运行状态的实时监视。

参考文献

[1] 郭道荣.基于数据挖掘的电信网络故障诊断技术的研究[D]. 重庆：重庆大学，2003.