光缆在线监测系统及其在光通信系统的应用

庞立永

摘 要：光缆在应用上相比普通的电缆有着明显的优势，然而在使用过程中也常常会出现一系列的故障，这样就需要及时地对光缆的运行状况进行有效的检测，从而找出故障发生的原因以便及时地进行修复，因此光缆的在线监测系统也有着非常重要的作用。文章主要介绍了光缆在线监测系统以及在光通信系统中的具体应用，以供参考。

关键词：光缆监测；光缆维护；光缆在线监测系统应用

光缆通信系统在使用过程中不仅有着损耗低、易铺设等特点，同时其容量和保密性也有着明显的优势，因此目前很多的通信网络中都采用了光缆系统作为通信手段，并且在应用过程中也表现出来非常好的效果。然而光缆通信系统在长期使用过程中也容易出现一系列的故障，特别是随着使用年限的增长，故障发生的几率也就会大大增加，因此还需要对光缆进行有效的检测。光缆在线监测系统是保证光缆线路稳定运行的重要手段，通过光缆在线监测能够及时的发现故障并且有效的展开相应的措施来加以补救。

1 光缆在线监测系统简介

光缆在线监测系统是随着光缆系统的不断发展而产生的，由于光缆在运行过程中出现故障是不可避免的，这样就要求我们必须要掌握光缆故障的详细信息，进而针对性地采取措施来加以预防和控制，而光缆在线监测系统的发展也是为光缆系统的稳定运行提供了可靠的基础保障。目前，光缆在线监测系统也包含了多种不同的类型，并且针对不同地段的光缆系统也有着不同的作用效果，但从整体来看，光缆在线监测系统主要作用是对光缆系统的检测和管理，并且在对光缆故障的定位上也有着直接的保障，通过光缆在线监测系统的使用能够更好的实现故障的定位和排查。而光缆在无故障的情况下，工作人员也可以及时的掌握光缆的各项数据信息。

2 系统原理与组成

2.1 在线监测系统的组成

光缆的在线监测系统中包括了多种组成部分，其中由于光纤的独特性质在使用过程中经过信号的传输，其中的光子会出现散射的现象，并且光脉冲经过光纤进行传输时还会在光纤的轴上发射光散射，这种现象的存在也是由于光纤本身的独特性质决定的。如果光纤中出现几何断面，那么在强弱通过光功率成正比时，光纤中的信号衰减就会加强，这样也会影响光纤的传输质量。而在使用监测系统时，还要对光纤的OTDR测试曲线与测试参数的参考曲线进行比较，这样就会推断出被检测光纤的具体参数和运行状态，从而更好地掌握定位以及具体的信息参数。

光缆监测系统介绍是一个基于WEB方式的分布式光缆在线监控系统，它由监测站（RTU子站）和管理中心（主站）构成。系统的组网方式灵活多样，既可以运行在数据网上，又可以运行在电话网上，同时还可以运行在INTERNET网上。系统中采用了计算机通用语言作为开发语言并且在系统大小不确定的情况下，可以通过不同的配置方式来对操作系统进行内容的编写，同时在客户端的利用上也要保证与浏览器的UI相同，这样既能提高美观度，又能够便于操作，工作人员也只需要进行日常的维护即可。

监测中心（主站）构成：

硬件： 服务器、客户终端计算机、网络通信设备、打印输出设备等。

系统软件中包括了操作系统、数据库以及各种软件的集合，其中操作系统和数据库的种类也没有限制，而在在线监测系统中，告警功能的实现需要通过告警模块对系统各项信息的处理来实现对光缆不同单元以及相关设备的检测，这样在发生光缆运行故障时就可以及时地发现并且通过对话窗口来对故障进行确认、处理以及查询分析等，因此从这部分内容中也可以看出，告警模块在整个系统中也占据着非常重要的位置。

同时，系统的维护管理也是在线监测中的重要部分，首先要建立起系统运行的镜头数据，从而及时掌握系统在运行过程中的各项信息。其次还要对光缆线路中的运行参数进行检测，通过对光缆信息的检测来设定检测的具体目标以及具体的门限。另外，在数据库中存储的数据信息也需要利用在线监测数据的统计分析来对其进行处理，其中包括了光缆当前的运行状态以及运行趋势等，并且制作出变化曲线来供工作人员参考。特别要注意的是在维修维护的过程中，相关人员也要重视对数据库信息的整理，再从中提出有用的资源信息来作为参考，这样就可以最大限度地保障光缆的正常运行，一旦发生故障也可以及时地对其进行处理操作。

数据通信模块负责中心站和RTU之间的实时通信，完成测试命令的下发及光缆监测数据的上报。

数据库服务器提供被监测的有光缆线路的数据和资料的存储及管理，便于系统提供查询、统计、分类、修改、删除等服务。本系统采用oracle数据库，监测中心及每个RTU将建立各自的数据库系统。

测试的方式可以包括点名测试、障碍测试、周期测试；用户可以通过INTERNET远程登录到中心站的WEB服务器上，随时了解光缆网络的工作情况。

监测站构成：由RTU（工控机及OTDR、程控光开关通信接口）单元、光功率监测单元、多功能辅助机框（安装WDM、FILTER、激光源）及机架组成。监测站与中心站构成两级系统，是系统信息交互的主体。监测站有两部分功能：其一，实时收集各光缆线路的监测单元（OTDR测试、收端光功率监测）的监测数据（包括光功率监测数据、光纤测试数据），形成标准的数据格式后，通过可能的传输方式将其传递给中心站的数据采集接收模块；其二，执行中心站下发的命令动作（周期测试、点名测试等），按相关规定完成定制的测试。

光功率监测单元：通过对被监测光纤光功率信号的采集和处理，完成对光缆线路的光功率的实时监测。通过RS232等数据通信接口与RTU或中心站相连，将监测数据上送到RTU或中心站，RTU或中心站对超出阈值的光路启动OTDR通过光开关进行定位测试、确定故障信息。

2.2 系统的功能

光缆在线监测系统由监测中心、监测站、光源站和通信网络四部分组成，各部分完成不同的功能[2]。

监测中心站主要负责管理管区内的监测站，各监测站的管理控制指令通过服务器下发至相应的站点。监测站对被监测纤芯进行监测，完成监测光缆的功能，并将告警及时上报监测中心。

3 系统功能特点

系统具有以下的主要特点：（1）在对光缆进行监控的过程中，监控模块可以对多条不同的光缆进行监控，并且监控的效果也与单一的监控一条光缆相同，这样就可以更好的降低光缆在线监控所投入的成本。（2）光缆监控过程中如果发现故障的存在，那么就会及时发现的故障信息，进而发送到控制中心，以便操作人员能够及时的进行维护。（3）系统告警信息可通过短信及时告知值班人员，方便光缆及监测系统的维护。

4 系统的应用

光骨干通信网为省际之间的通信光网络和省内重要干线网络，根据某省的实际情况，将其骨干网设计成星状带链状的结构，所有的监测站点均与光源站和监测中心站相连，监测中心站通关网管监测光缆信息。

5 结束语

光纜实时检测是保障光缆稳定运行的重要措施，因此光缆在线监测系统的应用对于提高光缆运行的稳定性也有着非常重要的意义，目前，随着光缆在线监测系统的不断成熟，对于光缆故障的定位也更加清楚可靠，同时也是光缆稳定运行的前提和保障。

参考文献

[1]肖成楷.电力系统中光缆在线监测系统的分析[J].建材发展导向，2010（12）.

[2]王建玲.大庆油田电力通信网光缆在线监测系统的设计[D].吉林大学，2008.

[3]FOW光缆自动监测系统产品手册[M].山东光科光纤通信技术研发中心，2012.