光缆监测系统十篇

光缆监测系统篇1

关键词:光缆 自动监测系统 设计 测试

中图分类号:TN93 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)05(c)-0039-01

1 建设光缆自动监测系统的必要性

光缆自动监测系统的提出,主要是针对现阶段光缆应用的不断增长以及各种故障问题的日益突出。该系统能够对光缆线路进行实时、动态的监测、管理和维护,并通过故障快速定位、缩小故障历时和及时故障隐患排除等,有效地提高了光缆日常维护及管理工作的效率和可控性,从而使原本被动的光缆维护转变为主动维护,进一步降低了企业运行维护成本。

1.1 有助于确保光缆安全、高效、稳定运行

目前,随着我国光缆通信的发展速度越来越快,光缆通信工程也随之不断增多,大量新技术的应用使得传输系统的容量也越来越大。由于光缆本身的通信容量非常大,而且故障的查找及维修也较为困难,一旦出现光缆线路故障极有可能导致系统长时间阻断,这样不仅会影响用户的正常使用,同时也会给企业带来巨大的损失。而光缆自动监测系统能够及时、准确地对线路中的故障进行定位,并以最快的速度进行维修,有效地确保了光缆的安全、高效、稳定运行。

1.2 有利于提高经济效益

光缆自动监测系统最主要的作用是能够有效地预防线路阻断或是全阻故障的发生,通过实时监测可以发现光缆中可能出现的故障征兆,并在其未形成严重故障前及时解决处理。系统可对光缆线路中某些缓慢变化的情况进行监测,如光缆接头盒进水等,这对于防止尚无防水防潮性能的接头盒发生故障是极其重要的。同时,系统还可以缩小故障历时,从而有效降低了经济损失。通过对光缆容易发生阻断的地点进行实时监测,可以为抢修提供及时准确的信息,这样不仅使光缆故障历时缩短,而且还降低了各种难以预防的风险给光缆通信带来的损失。

2 光缆自动监测系统的设计与测试

2.1 光缆自动监测系统的设计

(1)系统的总体结构框架。本系统是由监测中心、监测站以及通信网络三部分构成。通常情况下,一个监测中心能够对个多监测站进行管理和控制,以此来达到分散测量、集中管理的目的。监测中心与监测站之间主要是通过网络连接实现通信。这两个部分既相互关联,又相对独立,当通信中断时,监测站能够按照预先配置的数据独立完成测试。其中每个部分所负责完成的功能均不相同,各部分的具体功能如下:①监测中心。这部分的主要功能是负责对本管区内的监测站进行管理;②监测站。一般按照管区可将监测站分为市级和县级两类,具体负责对网络中的光缆进行监测,并对整个网络的运行状况实施监控,可将告警及时传给监测中心;③通信网络。即数据传输通道,其主要作用是将中心与监测站之间进行连接,借此来实现数据传输。

(2)各部分的具体设计。①监测中心。该部分一般采用的是主备用方式,主要由GIS服务器、控制器、路由器、网络适配器、集线器、显示器、MODEM、打印机以及一些相关软件等构成;②监测站。该部分通常都是安装在传输机房中的机架内,其具体负责对光缆进行远程自动监测,主要由网络适配器、滤光器、路由器、程控光开关、MODEM、波分复用器和告警监测、控制、OTDR、电源等模块以及相关软件构成;③通信网络。该部分能够实现中心与各站之间的数据交换,从而达到远程管理的目的。本系统支持多种类型的通信线路。

(3)系统软件结构。本系统软件的结构采用的是面向对象的设计,并按照模块的方式构成,其中各个模块均以独立的形式存在,单个模块的升级或变更不会对其它模块造成影响。其具有性能控制、安全管理、备份以及容错等能力。根据软件的具体功能可将其分为以下三层:①监测数据采集层。该层主要负责完成光缆光功率的实时采集和OTDR测试,处理之后的数据信息通过通信网络回传给监测中心;②数据处理层。主要负责实现各类数据的存储备份、分析处理、通信调度以及系统告警等功能;③应用层。负责为用户提供操作及维护工具,该层采用的是模块化结构,其中主要应用了以下技术:GIS故障定位、实时监测、性能统计、曲线分析、对外接口以及告警等等。

(4)软件特点。本系统采用的软件具有以下特点:便于维护、良好的开放性、模块修改方便简单、易于升级。

2.2 系统测试

(1)软件测试。目前针对光缆自动检测系统软件的常用测试方法主要有以下两种:①黑盒测试。该测试方法又被称之为数据驱动测试或功能测试。其最大的优点是无论系统采用的是何种软件程序,它都是从客户的角度出发,并按照产品所要实现的功能及预先设计好的规格等内容,来检验产品是否符合用户要求。在具体测试的过程中,测试者仅需要在软件程序的接口上进行测试即可,它只检查程序功能是否与使用说明书中的有关规定相符。利用该方法进行测试能够发现如下问题:应具备的功能是否有遗漏或是不正确、各种性能是否与用户的要求相符、人机界面是否美观正确、接受到的输入数据是否正确、产出的输出信息结果是否准确等;②白盒测试。又称逻辑驱动测试或是结构测试。该方法主要是从设计开发者的角度进行测试。具体是指已知产品的内部工作流程,然后检测其内部动作是否与预定的工作要求相符,这种方法所关心的是软件程序的使用,而并不注重软件的功能。

(2)性能测试。①点名测试。首先,由监测中心发出指定的点名测试口令,然后对数据传输的过程及其分析结果进行观察,如果测试结果的回传率能够达到100%则表示合格;②周期测试。可将每条光缆的测试周期设定为24h,并进行10次反复测试,如果在这一周期内,测试回传率能够达到100%即为合格;③故障告警测试。可采用人工测试法对故障告警进行测试,具体做法为在监测系统的范围内,选择一条备用的光缆,通过人为弯曲的方式造成其衰耗增加,如果系统能够及时准确发现故障,则表示合格。

3 结语

总而言之,随着光缆的覆盖范围越来越广,其运行的安全性和可靠性也受到人们越来越多的关注,为了进一步确保光缆的稳定运行,光缆自动监测系统的建设已经势在必行。这不仅能够保障用户的正常使用,而且还能够降低运行维护成本,从而为企业带来巨大的经济效益和社会效益。

参考文献

[1] 郭平元.光缆自动监测系统在城域网设计中的初探[J].内蒙古科技与经济,2009(11).

[2] 李平.基于GIS的光缆自动监测系统探讨[C].中国电机工程学会电力通信专业委员会第七届学术会议论文集,2008(11).

光缆监测系统篇2

关键词：光缆监控系统；GIS；OTDR光功率监测单元；GPS

中图分类号：TP301 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）27-0028-03

Abstract： With the development of science and technology， optical fiber cable monitoring system as a new technology has been used in oil field construction， and for China's socialist modernization has made greater contribution. Based on this，The paper firstly introduces some problems existed in the process of optical cable data transmission of oil gas recovery plant maintenance， then points out the necessity of construction of optical cable auto monitoring system， mainly elaborates its function， as well as the equipment， working principle and working process， finally discusses the practical significance of optical cable auto monitoring system in digital management and cable accident emergency.

Key words： optical cable auto monitoring system ； GIS； OTDR； GPS

目前某油田采气厂干光缆总长度已达到1500多公里，可靠性、稳定性不断加强；光纤的覆盖范围也不断扩大，在目前的数字化网络格局下，光纤为数据通信工作提供了可靠保障[1]。光缆传输线路井喷式的增长为某油田采气厂数字化提供高速信息公路的同时，但维护与管理问题也日渐突出。近几年据数据通信方面的研究数据显示由于光缆自身性能和外部因素的影响，很多区域主干和分支光缆中断次数超过50次，中断时间累积超过300余小时[2]。

为此就需要设置一定的光缆监测系统对光缆通信过程中的故障进行及时监控，并利用告警[3]、测试、数据库、等技术对光纤网络进行自动监控。并联合将光纤测试、故障处理和维护机制以此来确保光纤网络运行正常为数据通信工作提供保障，对故障进行自动定位、及时指派人员修复，以此来降低故障修复时间，尽量减少对用户的影响[4-6]。

传统的光缆线路维护管理模式较为被动，日常光芯指标测试全靠人工，工作量大且费时费力；出现故障后需到光缆端点进行人工测试，测试距离后进行维修，故障历时较长。严重影响通信网的正常运行，特别是生产现场数字化生产、监测业务，与通信光缆紧密相关，如何快速高效的解决光缆维护问题是需要重点关注的。

1 光缆自动监测系统原理及组成

光缆监测系统主要包括如下几部分，监测中心、监测站与系统终端，以下对其进行具体描述[7]。

监测中心――其作为系统的控制中心，主要作用是接收发来的报警信息，同时向光开关发送测试指令，然后分析测试所得结果，据此判断出故障或功能位置；

监测站――主要包含监控元件和光开关等，其可以分为监控和测试两部分，前者主要负责对光缆进行实时监控，后者主要是测试光缆状态；

监测客户端――其主要是系统终端包括相应的软件，用户可以利用此终端来进行全部操作其中包含了GIS软件，可以很方便管理维护各项系统资源。

1.1监测原理

1.1.1光功率在线监测原理

在检测时先将工作光进行分离后使其进入告警采集模块中，由后者对工作光进行实时监测：并同时将光纤的传输信息反馈回，可以根据需要设置这些监测通道的衰减率。当被监测光纤在环境因素影响下，功率下降到一定幅度后，检测模块会发出报警信息，OTDR就会被激活并同时测试该纤芯，分析其故障原因和所处位置[8]。测试原理如图1所示。

1.1.2光功率备纤监测原理

在此种告警模块中，可以利用离线方法对备用光纤进行测试，并同时进行警报监测。由于备纤没有信号源，因而在进行此种测试使需要在监测路由加入光源，然后由测试设备进行光功率检测。当纤芯出现故障或异常时，光源信号一般会中断减弱，此时发出报警信息后系统会对该芯线进行监测并判断出故障类型和位置。测试原理如图2所示。

1.2监测系统结构及设备

光开关：作用主要是选择需要测试的光路，系统可以利用串口控制来选择需要测试的光纤路号，为测试做好准备。

OTDR：其也被称作为光时域反射仪，此仪器在测试过程中作用很重要，其主要用于对监测光路进行测试并同时判断故障信息确定故障位置，其费用一般较高[9]。利用此设备可以获得所测光路的散射曲线，以及与接头、熔接点等相关的信息。

交换机：交换机在此种系统中主要作用是为通信提供支持，其可以作为带光接口的独立设备，也可以只检测对光回路，这取决于系统需要。

测试系统软件：其重要功能为测试功能的开启；设置测试参数；对光曲线进行采集和分析，然后得出分析结果和其他系统进行结果交互。

1.3光缆监测系统建设过程中可能遇到的问题分析及解决办法

1.3.1项目实施过程中应注意如下情况

1）在设置监测设备参数时应检查确保设置无误，避免因为网络参数分配错误而引起故障和IP冲突，并对其他设备造成影响，并使得在线监测和配置无法正确进行。

2）网络资源链路和端口应满足要求。

3）检查监测线路状况确保无故障。

1.3.2安装过程中应注意如下情况

1）分析确定之后选择合适的光缆监测设备安装位置；

2）确定好各项设备连接线路长度和跳线长度；

3）提前确定监测设备、ODF机架、光端机连接器型号。

1.3.3项目实施后对在用设备的影响分析

离线监测模式：离线监测模式对传输线路无任何影响。

在线监测模式：设备本身并不会吸收光信号，在发射和接收端设置光损耗最大值为不超过3dB，以此来确保接收功率符合要求，并有一定冗余度，对设备的运行不会造成影响。

2 光缆自动监测系统的扩展应用及意义

2.1光缆自动监测系统的扩展应用

2.1.1地理信息系统（GIS）与光缆自动监测系统的结合应用

地理信息系统（GIS）目前已经在地理信息测量方面使用较为广泛了，可以将其看做是一种决策支持系统，其利用地理信息模型方法来对空间数据进行分析以此来得到特定区域的多种空间信息，以便为研究和和决策提供支持。

光缆线路在进行敷设、巡查等过程中都需要利用地理地形信息，因而可以利用GIS技术对光缆检测提供一定支持，例如可以利用电子地图来家拿出设备和线路，并将报警信息显示在地图上，以此来方便维修人员及时获得故障和报警信息[10]。因而光缆自动监测系统可以和应用GIS技术结合起来为用户故障分析提供支持，用户可以利用“显示地图”来得知监测线路环境信息，然后将其和所测曲线关联起来就可以对实际线路故障信息进行确定，并同时为巡查、抢险工作提供方便。

2.1.2全球卫星定位系统（GPS）与光缆自动监测系统的结合应用

全球卫星定位系统（GPS）是可以在陆地，海洋和空中进行全方位实时三维导航的一种全新的定位系统。GPS由空间、地面支撑系统、用户设备等组成。其主要原理就是依据相关的卫星瞬间位置作为基础的测算依据，采用空间距离后方教会的思路，确定所需要测算的具置，由于其精度较高，且可以得到较好的测算效果，可以在工业领域内得以广泛使用。

在光缆自动监测系统平台上也拥有GPS技术，主要是应用GPS对光缆线路路由各个相关点的位置进行相应的定位，对光缆线路实际地理做出准确的分析和判断。如果同时把GIS技术集成以后，光缆线路所处的地理环境则不会发生较大的变化，通过把相关的数据录入，可动态了解线路的具体情况，及时地判断出故障，并做好各项检修工作。

2.2某油田采气厂光缆监测系统功能及意义

2.2.1光缆监测系统的功能

1）光缆性能劣化告警功能；2）光缆测试功能：周期测试，点名测试；3）光缆故障定位功能；4）光缆资源管理功能；5）网管功能：配置管理、实时监测、安全管理、拓扑显示、报表管理、GIS管理。

2.2.2光缆监测系统的意义

1）智能化维护：光缆自动监测系统的建立实现了光缆维护由粗放型向集约型的转变，实现了向智能化的迈进，符合光缆维护实际的需要。

2）障碍定位快速精确：可在20秒内就能获取光纤当前传输情况，精确的数据分析大大提高了障碍定位精度，从而压缩了抢修时间。如图3所示。

3）预防障碍：系统可以发现监测线路传输特性的渐变情况，及时发现障碍隐患，预防障碍。

3 结论

光缆自动监测系统的应用使得当前的油田的工作环境有较大的改善，同时还可以早早发现光缆线路隐患，压缩所需要的工作时间，使光缆的维护方式上升为受控式维护；可以更好地对各种工作情况进行集中控制和有效的维护，有力地实现规范化管理。在光缆发生故障时实时保护光缆线路，并实时监测与管理、动态地了解光缆线路传输性能的好坏，及时发现和预报光缆隐患，以增强工作的可靠性，更好地发挥出其作用，保证系统的稳定运行，使各项工作可以更好地得到开展。

参考文献：

[1]姚元平. 光缆自动监测系统分析[J]. 电信技术， 2012（8）：87-88

[2]韩俊义. 结合OLP光缆自动监测系统的研究[J]. 中国新技术新产品， 2011（1）：1-2.

[3]赵有勤，苏慧生，齐国富，等. 光缆自动监测技术在长庆油田的应用探讨[J]. 中国管理信息化， 2011（14）：52.

[4]汪艳萍. 光缆自动监测系统在油田通信中的应用[J]. 系统实践， 2011（2）：19-20.

[5]庞金龙. 光缆自动监测系统的设计与曲线分析模块的研究实现[D]. 哈尔滨： 哈尔滨工业大学， 2011：1-5.

[6]盛昀瑶，吴红亚，朱华，等. 光缆自动监测系统在油田通信中的应用[J]. 仪表电气， 2014，33（9）：67-68.

[7]张振宏. 油田通信中光缆自动监测系统的运用[J]. 信息与电脑， 2011（8）：79-80.

[8]侯晓青， 刘刚. 浅析光缆自动监测系统及应用[J]. 广播与电视技术， 2013（ 8）：96-99.

光缆监测系统篇3

关键词：通信网；通讯系统通讯；光缆检测；监测站点；分析

中图分类号TN91 文献标识码A 文章编号1674-6708（2011）51-0164-01

0 引言

通信网是一种使用交换设备、传输设备，并将地理上分散用户终端设备连接起来，实现通信和信息交换的网络信号交换系统。光缆监测系统则是一种对光缆的光功率进行监控、判断是否存在信号异常并进行告警的系统。其功能和作用是，对光缆线路进行实时监控和实时信号采集，并对数据进行汇总与比对分析，做出正确的评价，当监测出现告警时，系统将采用多种方式对光缆进行测试，以获取被监测光缆所产生故障点所在的位置，为线路维护提供科学的支撑，以便及时采取对应措施。

一般来说，当前的光缆监测在用系统，主要由3大部分组成，即监测中心、监测站和操作终端，分3个方面，即信息实时采集、数据分析比对、运行情况评价告警。

1 光缆测量技术

1.1 OTDR

OTDR的英文全称是Optical Time Domain Reflectometer，中文意思为光时域反射仪。OTDR是利用光线在光纤中传输时的瑞利散射和菲涅尔反射所产生的背向散射而制成的精密的光电一体化仪表，它被广泛应用于光缆线路的维护、施工之中，可进行光纤长度、光纤的传输衰减、接头衰减和故障定位等的测量。

1.2 光缆测量技术的基本原理

现行的光缆测量技术，是基于对光缆特性进行测量的技术，是一种光时域反射（OTDR）测量技术的研究。其基本的工作方式是以连续的高能量激光脉波，先射入光纤，然后测量回波强度和时间，再根据计算分析激光脉波在光纤中传输的距离。这一点，与雷达的工作方式相似。

具体来说，脉冲发生器发出脉冲驱动激光二极管，经方向耦合器，射入光纤，再经过耦合器进入光电探测器转换成电信号，信号放大，结果显示分析。如果出现信号告警，则可以测试出光纤的长度、接头损耗、断点位置、连接器等各种参数。

根据公式：d=（c×t）/2（IOR），就能精确测量出距离。

式中：c是光在真空中的速度，而t是信号发射后到接收到信号（双程）的总时间（两值相乘除以2后就是单程的距离），IOR是光纤的折射率（这个是厂家测量提供的）。

2 监测系统的技术方案分析

现行的光缆监测系统的技术方案主要分二种，一种是在线监测，另一种是离线监测（也叫备纤监测）。

相比于离线监测，在线监测更为复杂，是一种采用波分复用技术，即将测试波和工作波复合在一起，射入光纤，工作波正常工作，测试波则担负起监测任务其中，二种波共享一种工作介质，但因波长不同，互不干扰，互不影响。

这种监测技术最明显的优势是测试直接反应光缆纤芯的工作状态，但也还存在明显的不足：一是需要增加波分复用模块和OTDR 杂光滤波模块，工作设计更加复杂且投资明显增加；二是两种波长的光波同时运行，需要在光纤中插入光器件，引入了插入损耗和故障点，可能会对在用业务将有直接影响；三是如果对已有系统进行改建，影响太大，对主要干线来说，通信业务会导致中断或者造成巨大的经济损失。

鉴于此，在现行的光缆监测中，很多都是采用的离线监测方案，即对同一光缆的备用纤芯进行测试，而不直接对使用光纤测试。因此，通过测试备用光纤就可以基本上能够反映工作光纤的基本性能，在成本、安全性和可维护性等方面，离线监测系统更容易为各方所接受。

3 监测站点（RTU）与监测路由选择分析

3.1 监测站点及路由选择

通信网是一个具有环路相切的网格型网络结构。由于通讯系统的特殊性，变电站和供电所即为通信的通信站点，而且所有的变电站通信业务都必须具备光纤环路保护，这样在光缆线路的切点或者是汇接点处正好是设置RTU 的站点，可以采用光开关来实现对尽可能多的方向进行监测，充分发挥监测站的功能。

3.2 复杂网络结构中分支路由选择

通信光纤网络结构并不是简单的几个站点组成，而是有几十或者上百个站点组成的一个巨大且复杂的网络，分支线路和环路节点多。

在监测中，要对主干线路和分支线路进行全面监测，必须根据网络拓扑结构配置多个监测站。目前现行的做法是采取备纤迂回法和光开关级联法。既减少了使用光开关的数量，降低监测成本，又大大降低对外加光开关设备引起的额外线路损耗。

4 光缆地理长度与测试光纤长度的对应变换

在实际施工中，为了保证光缆的断缆熔接或者以后一些迁移，每隔一定的距离和进站都会采用一段余缆。由于测试长度是按地理纬度换算的，而故障点的出现是在实际的线缆上产生的，这样一来，测试光纤长度与地理长度就会有不同的差别，即测试路由就与实际的地理路由就不一致，这就要求我们要做对应的变换。

一般情况下有如下的两种方式：一是按比例缩小测试光纤长度，即对测试光纤整条实际长度与测量的实际距离按比例缩小变换。但如果光缆余缆分布误差太大，则误差会很大。二是对余缆点进行特殊处理，在地理长度运算时将余缆的长度也进行运算，并将实现地理长度与测试光纤长度的对应。

当然，在实际的应用中，还有许多存在除余缆外的影响因素，这就要求我们根据实际的情况，结合线路资料进行灵活处理，尽可能减少误差。

参考文献

光缆监测系统篇4

关键词： 监测系统； 通信传输； 光纤

现代信息全球化的推动，突飞猛进的信息化建设，使光缆信息通信技术在信息化建设中占有越来越重要的地位。承担着整个通信网络九成以上通信业务的光纤传输网，不仅有超大的容量，也逐渐成为通信网络的关键结构部分。

1光缆监测系统简述

所谓光缆监测系统，就是通过对光缆进行监测，进而做出光缆运行是否正常的判断；当出现不正常情况时，就会进行报警，并进行相应的测试，以准确定位故障发生点。随着现代信息技术和通信事业的发展，光缆监测技术的水平和手段得到提高和完善，已经由最初的肉眼监测发展到现今的监测结果更精确的电子化自动监测。所谓电子自动化监测是指运用自动化监测系统，实施对光缆线路传输质量的监测。跟传统的肉眼监测相比，电子自动化监测具有高效、准确的优点。

光缆监测系统实施的流程分为3个部分：信息采集、汇总与分析信息数据、评价与诊断设备的运行情况。（1）如果没有信息采集，就不能进行光缆信息监测。信息采集是指获取信息，让检测员了解监测对象处于什么样的状态。（2）如果对收集起来的数据不进行汇总和分析，就失去了收集数据的作用，无法揭示数据反映的现象，无法揭示内在的规律，监测很难实施。（3）评价与诊断设备运行的情况。因为监测是最基本的维护行为，维护的最终目标是能够进行评价和诊断。

2光缆监测系统的结构和功能

2．1监测系统组成结构

光缆监测系统主要由监测中心、RTU远端检测站和操作终端3部分组成。其中，远端监测站主要包括光时域反射仪OTDR、光功率监测OPM单元以及光开关OSW等硬件设备，分为监控单元和测试单元，前者主要负责对光缆信息进行监控，后者主要是对光缆运行状态进行测试。处于光缆监测系统的控制中心地位的是监测中心站，主要包括监测网管系统和服务器两部分，主要作用是根据接收到的管功率监测单元的相关警报，向光时域反射仪以及光开关发送测试及切换等相关命令，并根据反馈回来的测试结果加以分析，做出判断，准确定位故障点。操作终端也就是监测客户端，即用户对整个系统的操作终端，包括PC终端以及相应软件两部分，主要是为用户进行线路维护、查找故障点提供便利条件。

2．2监测系统功能

（1） 多项测试功能。包括点名测试、定期测试、障碍告警测试。点名测试是指监测员选择和遥控远端监测站对某段光缆进行快速及时测试。定期测试是指远端监测站根据远程装置装的相关测试性能如测试参数、测试起始时刻和测试周期的设置要求，对光缆线路中的光纤实施周期自动测试。当所监测的光缆线路发生故障时，或分析过滤或接受的光功率比门限值要低或与所监测的光缆连接网管系统提供报警信号并判断出光缆线路出现障碍的时候，监测员就要启动远端监控站来对光纤进行监测，并对测试数据进行回传。

（2） 配置。配置系统中有设备的地址、名称和注释信息，需要配置光纤线路的起始和方位；可以选用列表或图形来表示配置数据和对象的相关特征；具有检查功能以及对数据进行检索、查询和打印的功能。配置的一致性功能是指，监测系统能检查本地和远端数据相应数据是否一致，在此基础上会显示出相对应的信息。

（3） 光缆监测系统能够通过实时、远程和在线的方式对新增加的远端监控站设备进行监测。新增的RTU可以按照设定的周期传报需要监测的光缆的运行状况数据。如果被检测线路出现故障，远端监控站能及时准确地报告故障发生的地点，并及时传到监测中心

（4） RTU。RTU负责管理监测站的TSC操作，GIS里的图形，可以进行缩小、放大、漫游、整图和选择的操作。

3光缆监测系统在信息传输中的监测方式

当前，光缆网络在通信传输中的实现通过3种方式来完成：OTDR定位监测方式、监测光功率方式、OTDR定位监测与光功率监测相结合的方式。

光缆监测系统篇5

关键词：监测系统；通信传输；光纤；监测方案

Abstract: this paper discusses the monitoring system of fiber optic cable content, function and monitoring way, then cable monitoring system in the implementation of the transmission, has certain theoretical and innovative, for reference.

Keywords: monitoring system; Transmission; Optical fiber; Monitoring scheme

中图分类号：B503.92文献标识码：A 文章编号：

随着科学技术的发展，信息时代的到来，我国各领域的信息化建设进程也正在稳步推进，特别是现代数字通信技术的飞速发展，推动了超大容量的光纤通信传输网的建设，由于光纤通信在信息传输中具有的质量高、信息量大、距离远、性能稳等优势，而得到了广泛应用，特别是近年来，发展速度相当快，因此，一套完善、高效的光缆线路的监测系统十分重要。

1光缆监测系统的内容

随着现代化信息技术的飞速发展，通信传输监测手段的科技含量也随之不断提升，已经由最初的肉眼检测发展到现今的监测结果更精确的电子化自动监测。所谓光缆监测系统，就是通过对光缆进行监测，进而做出光缆运行是否正常的判断，当出现不正常情况时，就会进行报警，并进行相应的测试，以准确定位故障发生点。

整个监测过程应该包括三个方面：信息采集、数据汇总与分析、性能诊断与告警。这就要求系统由采集站采集数据信息，通过相应的数据通道，传送给处理站（中心站）进行处理。整个系统（如图1所示）应该包括监测中心站、远端监测站单元（RTU）、光功率测试单元（OPM）和光源。其中RTU中安装有OTDR（光时域反射仪）、OSW（光开关），并采用若干与光开关相对应的OPM，来实现对光源数据的监测，并配合OTDR将相关数据上传至监测中心，进行分析、诊断和告警，最终实现对光缆的监测。系统数据一般采用IP网络进行传输。

图1监测系统拓扑

2系统的监测方式

2.1光功率在线监测

光功率在线监测：采用分光器将光传输设备的工作光分出3%，接入告警采集模块中，对工作光进行实时监测，实时地反映光纤的传输特性，并及时地发现传输质量的变化。每个光功率监测通道的门限可以进行设定，当被监测光纤出现断纤，工作光功率下降到某一门限值，或出现较大的衰减时，产生即时告警，系统立即激活OTDR测试该芯线，进行精确的故障判断与定位。在这种监测方式中，采用波分复用（WDM）技术和相应器件可以实现在一根纤芯中同时传输通信光源与OTDR测试光源。目前常用的通信光波长为1310nm和1550nm，因此在这种监测方式中OTDR的测试光波长应选用1625nm。

2.2光端机告警监测

光端机告警监测：利用告警采集模块上提供的设备告警采集接口,可以收集光传输设备上产生的故障告警。经过分析过滤,滤除与线路告警无关的信息，然后启动OTDR对可能引起告警的光缆线路进行测试。每个告警采集端口均可以通过软件进行配置,可以接入例如开关量、电压量和电流量等告警信号。每个通道告警的门限可以独立进行配置，以适应不同厂家的传输设备的接口要求。

2.3备纤监测

光功率备纤监测：同样采用光功率告警模块，在离线测试方式下，监测备用光纤，以实现光功率实时告警监测。由于监测备纤，所以没有来自传输设备的信号源，故此种测试方式必须在监测路由的末端加入一个光源,向备纤发送光信号,然后在测试端进行光功率检测。需要指出的是在这里加入的光源可选用1310 nm、1550 nm和1625 nm三种波长中的任一波长，并且不需要WDM设备。当芯线异常时光源信号会被阻断或减弱，系统立即激活OTDR测试该芯线，进行精确的故障判断与定位。

这种实时监测方式具有以下三个特点：

(1)不需在传输设备的工作光纤中插入器件，完全不影响传输设备工作，减少了系统故障隐患；

(2)对每一根被监测光纤均为实时监测，保证故障告警的实时性；

(3)能适应复杂的网络状况，对于光缆段短的线路，可以实现跨段监测而无需额外增加设备。

3光缆监测系统在通信传输中的实现

3.1光缆监测系统的操作步骤

光缆监测系统的具体操作步骤分为三步：首先是采集信息，可以是定时采集，也可以是连续采集，只有获取到充分的信息资料才能够充分了解到被监测对象的当前状态，才有进行监测的可能；其次是对采集到的信息数据加以分析，以便进一步揭示数据现象下的本质，从而发现问题，总结出相应的规律，否则信息的采集将失去意义，监测的目的也难以实现；最后是对运行状况的诊断，这也是监测系统的最终目标，对系统运行的诊断以监测为基础，同时又是对系统加以维护的前提。只有对系统运行状况做出准确的诊断，才能及时找到故障点，采取相应的维护措施。

3.2故障告警解决方案

其一，光功率在线监测。此种监测方案的工作原理是通过分光器，将光传输设备3％的工作光接入预警单元，通过对该部分工作光的监测，随时掌握光纤的运行状况，对传输质量的变化进行实施监控。当被监测对象的光缆某段光纤发生断裂，工作光明显减弱时，立即告警，系统则会发出指令，通过光时域反射仪进行测试，并作出相应的故障判断。此种监测方式，通过对波分复用技术的运用可以实现通信光源与测试光源在同一纤芯中的同时传输。当前的测试光波长应选用1625nm。第二，光功率备纤监测。通过光功率告警模块实现在离线测试方式下对备用光纤的监测，以最终实现光功率告警监测。此种监测对象是备纤，传输设备不会传输信号源，因此在1310nm、1550nm以及1625nm中任选一个波长光源，用以发送光信号，进而实现在测试端对光功率的检测。当有异常情况发生时，光源信号也会相应减弱，监测系统通过光时域反射仪进行测试，作出判断、定位故障点。其三，光终端机告警监测。通过告警设备的采集接口来收集光传输设备上发出的故障告警，监测系统进行分析，过滤掉无关的信息，并启动光时域反射仪对可能存在故障的线路进行测试。

3.3光缆监测系统的价值

第一，光缆监测系统具有配置功能，具体包括：配置光缆线路的方向、起点；本系统设备名称、所在具置以及相关的注释信息；数据合法性检查以及数据的检索、查询、打印；并具备将配置对象或者相关数据以列表、图形的形式加以显示，并能够对本地数据与远程数据的同一性进行检查，并显示相应的检查结果。第二，远端监测站可以按要求向监测中心传输作为监测对象的光缆线路运行的相关数据，当发现被监测对象出现故障时，迅速对故障点进行查找，并做出准确定位，将结果传输给监测中心单元。第三，光缆监测系统还具有测试功能：定期测试，远程监测站根据预先设定的测试起止时间、测试周期以及相关的参数等，对监测对象自动启动周期性或者连续的测试程序；点名测试，指的是在监测中心工作人员的远程操控下，由远端监测站对被监测对象中的某光纤进行临时测试；备纤监测：远程监测站中的光时域反射仪的波长与正在运行的设备的波长一致或是存在差异，由其对作为被监测对象的光缆线路中的备用光纤进行运行状况的监测；故障报警测试：当接收到的光功率低于预先设定的数值、作为监测对象的光纤出现故障、再或者是经过对与被监测对象线路连接的光传输设备的监控或网管系统提供的报警系统进行分析，判断存在光缆线路出现故障的可能时，监测中心立即启动远程监测站对可能存在故障的光纤进行测试的程序，并接收反馈回的相关测试结果。

基于这种优化设计思想，在实施城市光缆自动监测系统时，应该优先扩大对各传输系统的光功率监测规模，在设计OTDR测试光路的光缆路由时，充分发挥OTDR测试仪的有效测试量程，尽可能让每一条光路多覆盖已受光功率采集点监测的传输系统的光缆路由，从而降低整个系统的投资，并延长系统硬件的运行寿命。信息技术的发展速度之快，使传统的人工巡视监测难以满足现实的监测需要，采用先进监测手段，对光缆线路实施监测，及时对故障进行告警，并做出准确定位，可以极大的提高监测效率、缩短故障处理时间，从而极大的提高监测效率。

参考文献：

[1]李颖,邹雪姝.现代通信原理(上册).信息传输的基本原理.清华大学出版社,2009.

[2]余小清,赵恒凯.现代通信原理(下册).信息传输的相关技术.清华大学出版社.2007.

光缆监测系统篇6

【关键词】 通信 光缆 监测

中图分类号：E964

一、前言

随着电网建设的加快，对通信网络的可靠性、安全性要求进一步增强，通信网络的规模和复杂程度也会进一步扩大。依靠传统的管理方式，很难适应当前的通信管理更加高效、更加规范的要求，采用现代化的管理手段，提高通信网络的安全运行已经是势在必行。如何根据通信光缆线路的地理分布，采用一种光缆在线检测的方式与各种有效的光缆线路保护，为光缆故障应急处理提供全面完善的解决方案，是非常急需探讨的课题，

二、光缆线路监测

光纤是由很脆弱的玻璃制成，通常其外径为125um单模光纤的纤芯只有7-8um，多模光纤的纤芯也仅为50um，虽然光缆本身利用FBT加强芯、油膏和塑料外护套等保护光纤，使光缆具有了一定的抗外力强度。但伴随的野蛮施工、强烈的外力的冲击、电腐蚀、加之如接头盒的开裂、进水、腐蚀和光缆自然老化等因素，还会常常导致光缆传输系统的故障。光缆通信的中断不但给电力通信与调度自动化系统造成中断，而且严重影响继电保护和稳控系统运行，不但给电力企业造成直接的经济损失，而且还将造成极大的社会影响，给人民生活带来不便。

传统人工光缆维护方式基本的流程如下：故障发生后，光端机网管发出告警，通信调度值班人员通知光缆维护单位，光缆维护人员驱车至故障变电站机房，用OTDR测试，判断大概障碍位置，驱车赶至故障地点，现场确定故障点，最后进行抢修。

可以看出，传统人工维护方式比较原始、比较落后，其缺点主要表现为：

2.1. 由于机房值班人员只能从端机上得知系统有障碍，但无法判断故障点，具体故障点必须等到线务人员赶到机房用OTDR进行测试以后才能确定故障点，造成故障历时过长；

2.2. 由于光端机告警不能判断是设备障碍还是线路障碍，因此，常常发生误告警，增加了光缆维护人员无谓的劳动；

2.3. 不能预防故障的产生，特别是对光纤的逐步劣化，传统的维护方式根本没办法发现。

目前电力信息容量的90%以上是通过光缆线路传送的。随着光缆数量的增加以及早期敷设光缆的老化，光缆线路的故障次数在不断增加，传统的光缆线路维护管理模式的故障查找困难，排障时间长，影响网络的正常工作。因此，实施对光缆线路的实时监测与管理，动态地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，以降低光缆阻断的发生率，缩短光缆的故障历时显得越来越重要。

通信光缆线路分布具有明显的放射特性，利用光缆在线检测系统可以实时检测通信光缆线路运行状况的特点，结合通信监控系统，实现基于OTGR的电力通信网络管理，将通信监控系统同光缆在线检测系统有机地结合起来，可以实现管理的高效、合理和科学化。

三.光缆线路监测的目的和过程

目前国内外的光缆监测几乎都是采用网络技术、数据库技术、地理信息技术来实现对光纤网络的集中监控及资源管理。在光缆监测管理中，通过监控专用的多路光功率计、OTDR设备、光开关结合，实现对光缆的监测。监测方式有备纤监测和在线监测两种：一是利用光缆中的备用光纤对光缆进行监测，其原理是通过自备的激光光源及分光器将激光分别送入不同光缆的监控备用光纤中，在光缆的另外一端使用专用光功率计实时检测光纤中光功率的变化情况，当光缆发生劣化或断裂时光功率会随之变化，由此实现对光缆的监控。二是使用光缆中的业务纤进行在线监测的方式。系统采用先进的光时域反射仪（OTDR）将测试光通过波分复用器（WDM）和光开关耦合到业务纤中对光纤进行测试。

监测就是通过对设备状态信息进行采集，将采集的数据进行汇总与分析，并对设备运行状况进行有效评价，从而发现设备的故障与潜在故障的全过程。监测是维护的基本行为，有了监测才能对设备进行科学的维护。监测包含以下三个过程：其一，信息采集。获取足够的信息是对被监测对象所处状态进行了解的第一步，没有信息采集过程，监测就无法进行。信息采集可以是定时的，也可以是连续的、不间断的。其二，信息数据的汇总与分析。如果只进行数据的采集而不进行统计和分析，就不可能揭示各种现象的本质，就不可能发现问题与规律，也就很难真正实现监测的目的。其三，对设备运行状况进行有效的评价和诊断。监测是维护的基本行为，维护所追求的中心目标就是诊断。诊断是以监测为基础，同时诊断也应该是监测行为的一个组成部分。有效评价和诊断是建立在数据统计与分析基础之上的，如果没有一个科学的分析和评价体系，就很难对故障进行有效判别，特别是对于潜在故障的判定。因此，监测一定是包含了数据采集、分析、评价和诊断的一个全过程，其目的是发现设备的故障与潜在故障。

目前电力光缆自动监测系统主要技术特点是：快速故障定位；告警工作流程管理；具有多种测试种类：点名测试、定期测试等。光缆自动监测系统经过长时间的开发、应用和不断的完善，己经成为电力主干网、接入网光缆维护工作中重要的故障定位手段，在主干网、接入网的维护中发挥着巨大的作用，但由于技术及其他原因，系统本身还存在一定的局限性，主要就是光缆的监测没有和网络相结合，监测系统虽然能提供自动告警，但只能被本地的监测站接收，而监测中心无法实时获知，造成检修的延误。另外监测系统没法实时提供详细的监测站报告，都需要人工的处理。所以，光缆监测系统尚待完善。

四、结语

光缆监测系统篇7

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

光纤的自动监测方式一般有2种：备纤监测、在线监测。

5.1备纤监测方式

备纤监测方式是监测光缆中除工作光纤外的备用光纤。

备纤监测方式需在监测路由的末端加入一个光源，向被测光纤送入稳定光信号，然后由监测站的光功率采集和控制单元对光功率进行监测。当光纤异常时，光源信号减弱或被阻断，系统立即激活OTDR进行测试，检测出光纤是否中断，中断点距离或是否老化等指标，进行故障判断与精确定位。

由于备纤与其他工作光纤都在同一根光缆中，理论上来说，相同光缆中的光纤不论是否使用，其受环境影响的程度和物理特性的变化大致相同，所表现出的性能数据的改变情况基本相同。系统通过对备用光纤的监测，并采用类比的方法可近似得到在线光纤的运行参数。因此采用测试备纤的性能基本上可以反映整根光缆包括工作光纤的性能。

5.2在线监测方式

在线监测方式利用的是波分复用的原理，将测试光波同工作光合到一起，利用与工作光不同波长（如波长为1625nm）的光波进行测试的一种方法。监测站的OTDR利用波分复用器（WDM）、滤波器（FILTER）、程控光开关（OSU），通过波分复用技术，实现对在用光纤的监测。

在线监测方式是采用分光器将传输设备的工作光分出3%，送入光功率采集单元，光功率控制单元对工作光纤进行实时监测，当工作光纤出现断纤或工作光功率下降到某一门限值时，或光线路出现较大衰减时，产生告警，系统立即激活OTDR对工作光纤进行测试，根据测试结果进行分析、判断与定位。在线监测方式能够实时反映工作光纤的传输性能。

由于目前常用的通信光波长为1310和1550nm，所以在线监测方式中OTDR通常采用1625nm波长的光波，使OTDR测试光波长与通信工作光波长不同，从而不影响在用的光传输系统的传输性能。

5.3在线监测和备纤监测方式的比较

在可靠性上，备纤监测方式由于不介入通信设备与在用光纤，可靠性较好；在线监测方式由于需引入分光器、滤波器、WDM等，系统可靠性有所降低，对光纤通道的衰耗冗余度有一定的要求。在实施上，备纤监测只需在对端增加一个光源，对原有的光纤连接方式不需要做大的改动，实施复杂度小。而在线监测需引入分光器、滤波器等，对原有通信设备和光纤连接方式均需做改动，实施难度大。

六 光纤自动监测系统的应用

铁路上通常同时采用在线监测、备纤监测2种监测方式，以确保光缆线路和通信设备的安全可靠运行，确保行车安全。如新建宁启铁路即同时采用在线和备纤监测2种方式。系统在扬州站设监测中心和本地监测站，在海安、南京各设一套远端监测站，成功地实现了干线光缆的远程动态监测，提高了维护质量，取得了很好的经济效益。光纤自动监测系统的应用使光缆维护逐步向受控性方向发展，对确保干线光缆畅通，压缩障碍历时有十分重要的

光缆监测系统篇8

【关键词】传输；监测系统；光纤通信

1、前言

目前铁路通信网光缆自动监测方面的技术水平不高，光缆中断后维护人员到现场进行测试，判断故障地点，但由于维护人员的技术水平参差不齐，导致测试数据出现偏差，影响抢修速度。光缆中断会造成业务中断，尤其是偏远无人值守站点，更会造成延长业务中断的时间，从而影响铁路运输安全。因此保证承担着主要通信业务的光纤传输网的安全，是一个重要的环节。

2、光缆自动监测系统简述

光缆自动监测系统，是集光线监控、测试、告警、信息处理、业务管理与于一体的网络维护系统。就是通过对光缆进行监测，进而做出光缆运行是否正常的判断；当出现不正常情况时，就会进行报警，并进行相应的测试，以准确定位故障发生点。

该系统集成了现代计算机技术、数据库技术、网络通信技术、现代GIS和OTDR测试技术，它专用于测试传输线路中的光纤。光缆自动监测系统是由监测站与监测中心和操作终端三部分组成。

2.1监测站由远程测试单元、波分复用单元、告警单元、网络通讯设备等组成。

远程测试单元主要由主控模块，OTDR模块，程控光开关、电源模块、专用软件。主控模块是监测站的核心模块，采用稳定的嵌入式系统设计。OTDR光时域反射仪模块能精确的找出故障点，生成曲线文件，通过主控模块上告到网管中心。所有控制及数据处理；

2.2监测中心包括数据库服务器、用户操作系统、网络通讯设备、数据输出设备等组成。

2.3操作终端也就是监测客户端，包括计算机终端以及相应软件两部分，主要是为用户进行线路维护、查找故障点提供便利条件。

3、光线路自动保护系统

光线路自动保护系统是由光线路保护设备和操作维护终端组成，可以实现光功率监测和光路自动切换以及网络的管理。在光通信网络中，实时监测工作光纤和备用光纤上的功率，发出告警提示并自动切换到备用光纤，提高了维护效率，缩短故障延时，保证业务无中断，还可以在保证业务无中断的前提下任意调度主备工作路由（便于线路检修及割接）。

4、监测功能概述

4.1光缆的监测方式有三种：在线监测、离线监测、备纤监测。在线监测可以实时对光缆进行监测，要求OTDR波长与光传输设备波长不同，利用波分复用技术不会对传输网络产生影响。离线监测可以在光纤网络不工作时进行测量。备纤监测是对光缆网络中的备纤进行监测。离线监测与备纤监测均不会对光传输网络产生影响，同时OTDR波长可以与光传输设备相同或者不同。本系统同时可以根据用户需求进行点名测试、定期性测试、模拟告警测试、障碍告警测试。配备GIS系统及告警系统，在发生故障时，能及时准确的把故障地点、类型等通知相关人员。

4.2系统通过对站点、OTDR测试路由、地段、地标等拓扑图与GIS地图相结合，准确显示整个链路上的信息。同时还提供光缆的交割信息记录，并对交割数据进行收集整理。

4.3本系统可以提供多用户分级操作，对管理员和操作员授予不同的权限，在系统中设置不同的帐号、密码、权限等。需要时可以增减操作员及管理员。在故障发生后对全程进行跟踪记录。

4.4告警包括后台数据报警，OTDR设备报警和光缆测试报警。告警管理主要是对告警的显示和处理。主要功能包括当前告警显示、历史告警显示、告警过滤、告警确认、告警手工输入、启动告警测试、告警查询、告警统计、告警清除。告警显示主要是在故障发生时能准确迅速的判断故障点，并将所属区域、线缆段、报警时间、报警类型等详细的信息显示出来。告警的处理是对所发生的报警根据用户定制的方式，以声音，报警灯的方式发出，同时通过短信、电话、邮件等形式通知相关责任人。

4.5系统不仅提供光缆的拓扑信息，同时还对测试性能、告警、割接、系统运行数据进行统一管理。提供主要的故障报警、性能分析、割接信息、监控数据统计等报表

5、解决问题

5.1在监控系统信息地理图中标注测试光缆的路径，分歧盒与接头盒的具置和距离（包括管道），这样可以使该网管作为直观电子路径台帐和活地图。

5.2可以解决偏远站点光缆中断后，维护人员从市区奔向光缆成端盒机房，测试距离后再沿路径查找故障地点的问题，费时费力费工，有了该自动监控系统可以马上知道光缆中断距离、中断地点，光缆抢修人员可以直接去故障现场进行抢修，缩短了故障延时，减少业务中断时间，提高了维护质量。

6、结论

光缆网络的快速发展速度使得现时的维护力量和人工水平难以适应，这对传统的维护和抢修方式提出挑战。这就需要采用最新的科学技术对监测系统信息传输进行管理，以动态的方式观察光纤的传输性能，准确判断故障地点和时间，保障通信信息有效传输。

参考文献

[1] 赵子岩,刘建明．电力通信网光缆监测系统的规划与设计[J]．电网技术．2007．31(3)．24页-28页

光缆监测系统篇9

关键词：DTS-2000型；分布式光纤感温火灾监测系统；监测；

1. DTS-2000分布式光纤感温火灾监测系统的原理

1.1测量原理

DTS-2000分布式光纤感温火灾监测系统是一种利用光纤拉曼散射效应和光时域反射技术的光纤监测系统，光纤拉曼散射效应是指激光在光纤中传输时，由分子热振动所导致的微弱激光散射现象。散射光中的拉曼散射光由波长稍短的斯托克斯光和波长稍长的反斯托克斯光组成。其中，斯托克斯光光强对光纤形变敏感，反斯托克斯光光强对光纤温度和形变均敏感，两种光光强的比值则能准确反映光纤的温度信息。光时域反射技术是指激光在光纤中前向传播时，不同光纤位置的背向拉曼散射光返回光纤入射端的时间是不同的，通过区分该时间即可确定散射信号所对应的光纤位置。

通过对拉曼散射信号和时域反射时间的精确检测即可准确、快速地获得整条感温光纤的温度分布信息，图1。

图1光纤感温火灾探测器基本原理图和温度分布曲线图

2．DTS-2000分布式光纤温度监测系统的特点

2.1 对温度实时、分布式监测

真正的分布式测量，整根光缆既是信号传输载体，又是温度探测器，可以连续的得到沿着探测光缆几十公里的测量信息，误报和漏报率大大降低。同时实现实时监测。

2.2报警方式灵活

DTS-2000系统可以实现多级定温和差温报警，并可配置图形化监控软件，实时显示各分区的定温、差温等探测数据，并可设定各种探测数据的报警阈值，保证实现早期和可靠的报警。

2.3高精度、可靠性

提供精确定位火灾位置、报警定位精度可达1米。可显示全部监测范围或局部的温度。并可显示全线的温度分布曲线。

2.4安装简单、便于维护

系统安装非常简便，信号传输和探测用一根光缆，安装至现场仅需将探测光缆固定即可轻松完成安装工作，在光缆有损伤的地方可以像修复普通光纤一样接合；光缆能够不受限制地切割成每一个工程所要求的长度。

2.5长期安全特性

光缆耐用性设计优异，寿命可达30年之久，适合在恶劣环境中工作，光纤采用无电传输信号，光信号工作，本质防燃防爆，不受雷击和电磁干扰影响。

2.6良好的兼容性

系统集成方便，可通过标准接口或继电器输出与外部其他控制设备进行通讯，可以方便地与消防控制系统联网。

2.7自检功能

DTS-2000系统具有自检测功能，可以实时监测自身运行状况，当光缆发生故障时，可以在光缆全长曲线上指示出断点的具置，有利于系统的故障监测与迅速维修。

3．DTS-2000分布式光纤温度监测系统的组成

DTS-2000分布式光纤温度监测系统主要由以下部分组成：感温光纤、机柜组成。机柜包含工控机（含显示器）、测温主机、继电器和UPS电源四个部分。

4．DTS-2000分布式光纤感温火灾监测系统的性能指标

测温主机环境要求：操作温度：0℃～40℃存放温度：-40℃～65℃，相对湿度：＜95%RH（无凝露）

感温光纤主要性能指标：能够全天候正常工作。环境温度：-40℃～120℃，测温范围：0℃～95℃，测量范围： ≤12km

测温主机主要性能指标：工作电源：AC220V/50Hz200W，报警温度设定范围：60℃～95℃ （可任意设置）温度分辨率：1℃

定位精度：≤0.5m，相应时间： ≤10s

LED功能指示：电源显示、系统故障、光纤故障和温度报警

系统选配：继电器扩展模块以太网交换机，GPRS无线通讯模块串口协议转换模块

5.DTS-2000分布式光纤温度监测系统现场应用

中国石油陇西分输油库位于陇西县文峰镇,是兰―成―渝管道配套油库,主要承担着定西地区及甘南、陇南、天水等周边地区的成品油配送任务,油库为甘肃中部重要的成品油仓储及配送中心,这对保障定西成品油的充足供应,促进定西及周边区域经济社会发展具有重要意义

5.1测量方案

定西油库共有8个拱顶式油罐。储油罐的呼吸阀，排气阀等装置，可向空气中散发大量的可燃性气体，当可燃性气体与空气混合的浓度达到极限时，如遇撞击、摩擦、热源或火花等点火源会发生燃烧甚至爆炸，是石油化工储罐区极大的安全隐患。

本项目采用DTS-2000分布式光纤感温火灾报警系统，利用感温光缆对8个油罐进行火灾安全检测。本系统具有实时显示油罐任意检测点温度，并能进行差/定温两级声光报警，自检功能可实时监测自身运行情况并输出故障报警声光信号，测温主机可将温度信号和声光报警信号传入消防报警控制系统，并与消防报警控制系统计算机联网进行罐区监控。

感温光纤安装在使用现场测量油罐温度（油罐顶），测温主机安装在操作室仪表柜内，现场和操作室之间采用同一根光纤进行信号传输。

5.2现场安装

一台DTS-2000分布式光纤感温火灾报警系统可测量的长度为8km，对于定西油库，采用一台测温主机，通过一根2公里的感温光纤，就可测量罐区内所有油罐的温度，图2。

图2系统方案实施简图

a. 感温光纤安装于油罐罐壁上部和罐顶部：采用双光缆敷设方式，在罐壁上距罐顶0.5米处敷设2圈感温光缆；在罐顶部，直径4米处和直径8米处分别两圈感温光缆，呈同心圆分布；这样，每个罐在罐壁、罐顶共敷设6圈感温光缆。

b. 罐上所有感温光缆均采用磁铁配金属卡子固定，固定间隔为2米，磁铁选用高磁磁铁，保证安装固定牢靠。

c. 信号传输光缆由罐顶到罐底沿罐壁上消防水管敷设，使用金属紧固件将光缆固定在水管上，每隔2米一个固定点。

d. 油罐间的信号传输通过光缆，沿罐下消防水管敷设，光缆通过紧固件固定在水管上，每隔2米一个固定点。

e. 选择最靠近罐区边缘花园的油罐，作为信号的输入输出端，沿消防水管出罐区后将光缆传至罐区边花园内，然后传输光缆通过线缆桥架敷设至消防监控室。

f. 安装完毕，由专业人员进行检验，检验采用开水浇淋，浇淋时间不少于40秒；如需检验温度测量精度，须用专门的恒温器对感温光缆进行加热，待温度稳定后（约5～10分钟），对比恒温器上显示的温度与测温主机上的温度，可检验温度测量误差。

6.结束语

光缆监测系统篇10

[关键词]LonWorks，网络控制系统，智能化小区

中图分类号：F626.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）15-0018-01

1 前言

随着社会不断的发展，电力系统中也融入了新的高新技术，电缆在社会生活中的使用率也日益剧增。因电缆在电力系统应用中存在数量多、覆盖面积大、敷设密集、动力电缆运行时易发热，且由于电缆沟内电缆的结构特殊，当其中一条电缆出现故障后，经常会使其周围电缆发生重大的火灾事故。然而沟道内电缆因其在地面以下，当电缆出现故障而发生火灾时，很难被发现，这就决定电缆沟火灾事故的严重破坏性：将导致大面积电缆烧损，且短时间内无法进行生产，被迫停机，甚至还会造成人员的伤亡。因此防止电缆沟火灾事故的发生已经成为各大企业及研究场所急需解决的一项重要课题。

因此，从电力电缆自身的安全运行及电力系统的调度需要综合考虑，都需对电力电缆的运行状况进行实时监测。同时为保障电缆无故障无风险的运行且具有高利用率，对电缆进行实时监测就显得越来越重要，故获取实时导体的温度信息就显得更有意义了。

2 电缆沟温度监测研究现状

2.1 温度测量技术研究现状

（1）点式温度测温

点式温度监测是将若干个温度传感器分散地安置在电缆上重要的监测位置，之后将所测温度数据传回控制系统，对其分析之后得出结论，因而达到电缆的运行温度监测目的。又因温度传感器按点状分散分布，故称之为点式温度监测。其优点是对电缆本体的运行温度进行实时多点测量，且成本低、实用性较强，缺点是无法对电缆本体进行整体测温，且因其多采用接触式传感器进行表面测温，故不能准确地测出电缆本体内部的真实温度。

点式温度监测法是传统的测温方法之一，早期的感温装置主要使用热敏电阻或者热电偶。现如今大多采用较为先进的数字式温度传感器来作为感温装置，并结合微处理器和控制用计算机等来实现运行温度的在线监测、历史数据存储和温度超限自动报警等功能。

本系统主要利用DS1820 作为感温装置，以89C51 单片机管理并控制温度传感器，同时使用RS-485 总线完成单片机与主控计算机之间数据通信，从而实现对电力电缆的运行温度的多点在线监测。

（2）线型感温电缆式温度监测

线型感温电缆式温度监测是将线型感温探测器（ 大多为电缆式） 作为温度传感器，并将待测的电力电缆与其按照某种形式敷设在一起，使用信号总线来连接主控计算机与感温电缆，从而实现电缆全线运行温度的连续监测以及测量温度超限即断线并发出警报的功能。

其工作原理是：感温电缆中有两根弹性钢丝（它们按照一定的扭力绞合在一起的，其外层包裹着特殊的热敏绝缘材料），当与感温电缆接触的物体的某部位温度上升时，钢丝之间的绝缘材料受温度影响发生变化直到两钢丝间发生短路，即向控制系统发出超温的报警信号。线型感温电缆如图2 所示，其敷设方式大多采用正弦波接触式，如图3 所示。此技术在邯钢煤气回收电缆隧道中使用线型感温电缆取得了良好的效果。用此方法进行温度监测的优点是：（1）测量所覆盖得范围较大；（2）对工作环境的要求较低，即适合在环境恶劣、空间狭小的地方使用；（3）安装简单、维护量小、成本低；（4）可靠性及安全性较高。其缺点有：（1）无法精确定位具体的发热点；（2）测量精度有限。

（3）光纤式温度监测

光纤式温度监测因其独特的优势备受研究人员关注及进行研究，是新兴的温度监测方法之一。此温度监测方法与其他温度监测方式的区别在于其温度传感器的特殊性，光纤式温度监测方法是建立在分布式温度传感（ DTS，即Distributed Temperature Sensing）技术之上的。而分布式光纤温度传感器的工作原理是光纤的光时域反射（ OTDR）以及光纤的后向拉曼散射温度效应。

由光纤具有特定的物理特性，决定了光纤式温度监测方法与其他的温度监测方式相比具有更多优点：（1）可以取代大量的点式传感器，并实现实时信息测量、故障监测及预报；（2）抗电磁干扰能力较强、绝缘性能好，可应用于大电流、高电压等恶劣环境中；（3）柔性好、质量轻、安装方便；（4）可测距、定位、报警温度可调、重复使用。但是光纤式温度监测方法也存在缺点： 实现技术难度较大且成本较高。

光纤式温度监测方法已经应用于：高电压等级电缆的运行温度在线监测；文献[11]使用分布式的光纤温度传感器（FODT sensor）检测及定位地下电力电缆故障（最大可测距离为10km，定位精度为1 m，定位时间不超过30s），效果突出，具有一定的实用性；文献将GPRS 网络融入到光纤测温技术设计出应用于220 kV 电力电缆的在线监测及无线传输的监测系统。

2.2 电缆接头运行温度监测研究现状

电缆接头是电力电缆网络中重要的组成部件之一。多年的运行经验表明90% 以上的电缆运行故障是由接头故障引起的，而接头温度过高是造成电缆接头绝缘老化、易发生故障的主要原因。研究人员根据此情况设计出电缆接头运行温度的实时在线监测系统。这类系统的共同之处在于大多采用点式温度监测方法，而区别是系统各部分之间不同的连接方式。

（1）有线连接方式

采用此方式的电缆接头运行温度的在线监测系统，其结构大致相同，与应用在电缆本体的点式温度监测系统相类似，由温度传感器、单片机、数据总线和主控计算机组成，其工作原理是：在温度传感器与主控计算机之间通过单片机与数据总线完成连接，从而实现数据传输以及管理控制功能。典型的有线连接的电缆接头点式温度监测系统多采用点式温度监测方式，此类监测系统中各个部分采用总线进行连接，然而此类温度监测系统存在不足：（1）适合小范围、待测量点密集的场合；（2）系统安装工作量大，且实现比较困难；（3）出现故障后维护有较大困难。故该系统只适合在变电站或发电厂等待测设备相对比较集中的场所使用。

（2）无线连接方式

为了更好地将电缆接头的温度在线监测应用于城市电网中，研究人员提出使用无线连接方式来进行电缆接头运行温度的在线监测。整个系统具备完整的数据采集、传输、处理、显示、打印及远距离通信功能，同时有强大的软件后台支持，不但可以监测电缆的运行状态，也可以为分析电缆故障存在的隐患提供一定的帮助。与有线连接方式相比，无线连接方式具有以下优点：（1） 不再受到距离限制，可以应用在大范围的温度监测；（ 2）工作量小，不必进行数据传输线的布线及接线等繁杂工作；（ 3）适用性较广、经济性较好。

以上几种电缆接头的运行温度在线监测系统都是通过获取电缆外护套表面的实测温度以及电缆结构参数等数据信息，从而计算出电缆导体的实际温度。尽管可利用电缆接头的表面温度和内部线芯温度所存在的对应关系来监测电缆接头的运行状态，但是由于电缆接头易受到一些特殊影响，如：由强电场所引起的介质损耗、 接触电阻及密封等问题，从而导致目前流行的电力电缆接头的运行温度在线测量方法存在准确性较差、易受到外部环境影响等缺点。