OTDR与电子地图光缆故障监测系统范文

摘要：文章分析了通信光缆维护现状,提出了光缆故障自动监测系统的总体架构,对OTDR监测方式和组网方式进行了优选,分析了电子地图及数据库设计需求,确定了光缆故障自动监测客户端网络的组网方式和系统功能,为建立光缆故障自动监测系统奠定了理论基础。

关键词：光缆维护；故障自动监测；组网方式

引言

随着光纤通信技术的发展，光缆数量不断增加以及早期铺设的光缆线路严重老化，导致线路故障不断增加。传统的光缆线路维护抢修方式故障查找困难，排障时间长，影响通信网的正常工作。如何更加高效的对光缆进行保护和维护管理的问题就日益突出。因此，在光缆发生故障时能第一时间对线路监测管理，线路运行中能动态观察线路传输性能，及时发现线路的劣化情况，预报光缆线路传输过程中出现的隐患，增强光纤通信系统运行的可靠性，从而降低光缆线路阻断的可能性，缩短通信故障历时，保证通信传输质量显得至关重要。

1光缆维护现状分析

1.1通信光缆线路基本情况

本辖区现有通信光缆线路XX公里，接入XX个通信机房和光交箱，具体光缆线路及纤芯分布情况复杂。SDH网管监测光缆XX公里，监测站点XX个，其余光缆及站点需要日常巡护和检测通断情况。

1.2通信光缆线路维护现状

目前，光纤通信系统发生故障时，一般按照以下步骤排除：机房值班人员首先通过设备自检的方式判断故障性质为设备故障还是线路故障。若判断为线路故障，则立即通知线路维护分队进行光缆故障的抢修。光缆线路维护分队携带测试仪表及相关光缆线路资料赶赴相应通信站点后，用光时域反射仪（OTDR）测试故障点距离，将测试结果与技术资料进行核对，判断出故障点大概位置后，赶赴该地组织进一步测试查巡，直至找到故障点完成抢修。

1.3通信光缆线路维护存在的问题

目前，本辖区通信光缆线路维护存在的不足主要有以下几点：一是判断故障点时间长。二是对线路维护人员经验依靠度高。三是对光缆线路主动测试少。针对光缆维护存在的问题，基于现有通信技术的发展和原始数据积累，设计并建设光缆故障自动监测系统，可以提高光缆维护水平和光缆故障排除能力。

2基于OTDR的光缆线路故障点自动监测系统设计

2.1光缆线路故障点自动监测系统的总体架构

光缆监控系统的总体架构分为三层。最底层是OTDR，完成对光缆线路故障点的测试功能。中间层是后台服务器层，其中包括了电子地图、GPS数据库、后台控制程序等。后台服务器主要对OTDR进行管理，对测试进行控制，同时完成告警分析、数据管理、消息分发、资源和告警的同步。应用层主要立足于客户端，用户通过客户端可以直接访问光缆监测服务器，同时可以实现系统的各项操作功能。客户端无法直接操作仪表，而是通过后台分配执行，这就避免了多客户端同时操作时引起OTDR硬件资源冲突。这种利用客户端通过服务器对系统进行管理的方案操作简单，控制有效，便于系统升级[1]。

2.2功能设计

此系统功能设计主要从光缆线路性能劣化告警、光缆测试：周期测试和点名测试、光缆故障定位、光缆纤芯资源管理以及网管功能出发来考虑，重点在网管功能设计方面，考虑配置管理、实时监控、告警管理、性能管理、安全管理、日志管理、拓扑显示、报表管理以及GIS管理等方面内容。

3光缆故障自动监测系统实现

3.1OTDR监测方式选择及组网

3.1.1OTDR监测方式选择将OTDR设备嵌入光纤输送网，目前常用的有三种方式，分别是：一是利用备用纤芯监测方式。这种方式通过利用被监控的光缆中除业务传输的空闲纤芯来实施测试，测试波长可以与传输业务的波长相同，不需要对设备的配置进行改变和配置。二是光纤在线监测方式。这种方式主要是通过在接收端纤芯侧通过滤波器把测试波长滤出，从而消除对传输设备的影响。三是光缆线路实时监测方式。这种方式通过利用被监控的光缆中的两芯空闲纤芯，在一端用一芯连接OPM（光功率管理单元），当线路出现故障时（OPM收无光或光功率低），系统立即自动启动完成对另一根纤芯的测试，定位线路故障点。

3.1.2OTDR监测组网分析OTDR组网需要考虑两个因素：一是使用尽可能少的OTDR监测尽可能多的光缆，二是确保重要节点能够被监控测试，从目前实际情况来看，JYJC机房、ZSL机房、DJT机房是重要节点。监控方式见图1。根据本辖区光缆线路实际情况，OTDR选型需满足两个条件：一是满足120公里监测距离，二是具有远程控制模式。

3.2基于MapGIS的光缆路由实现

MapGIS电子地图的主要作用是利用光缆线路GPS数据，将光缆线路的路由走向、通达站点、线路路由上的地标点，历史出现的故障点显示在地图上，使维护人员通过终端服务器上的地图清楚了解所有被监控光缆线路的实时状态。还可以通过对电子地图的放大、缩小实现查询、定位功能，通过系统将OTDR测试出的断点距离数值，通过地图直观的呈现出故障点在地图上的实际位置，如果地图能够实时更新，同时还可以呈现出线路周边的实时情况，使维护人员不仅可以快速发现故障点位置，还可以通过地图显示信息判断故障发生的性质，从而快速进行维护。目前，可供开发使用的电子地图和地理信息系统主要有MapGIS、Googlemaps、百度电子地图等，由于前期本辖区使用MapGIS平台开发了光缆路由图，仍采用现有平台和路由图可以节省时间和人力资源。百度地图比较直观，但缺乏开发经验，可以考虑在下一步升级中，采用百度地图平台。数据库管理系统主要作用是对OTDR前端系统采集获取到的数据，以及GIS系统数据进行管理应用。数据库开发采用ORACLE数据库，主要存储光缆阻断时间、位置信息，光缆损耗测试信息，光缆路由变动信息等。

3.3客户端组网的实现

自动监测系统通过客户端，对光缆线路的资源信息进行实时查询，完成对线路路由上地理标识信息、路由走向等信息的显示，提取光缆性能参数信息，告警信息及OTDR测试报表，同时具备数据分析功能。客户端组网部署应当满足方便使用、同时节约网络资源的要求，具体组网如图2所示。各个机房OTDR通过SDH以太网接入LN机房交换机，LN机房客户端和YZ客户端通过交换机访问服务器和OTDR。

4光缆线路自动监测系统的主要功能

光缆线路自动监测系统主要完成对光缆线路的自动测试、数据库管理、网络控制管理、业务流程控制等技术，全面结合光纤测试、数据管理与维护体制，对光缆线路完成自动监测，其主要功能包括：远程自动测试；告警信息显示；故障处理管理；光缆性能分析和质量统计。

5结语

通信光纤传输网的维护工作质量，直接关系到本辖区整个通信网络的安全顺畅，因此必须予以高度重视。随着光纤通信技术的发展，通过智能高效的手段完成光缆线路故障自动监测已成为通信光缆维护的迫切需求。通过建立光缆线路故障自动监测系统，提升线路维护的智能化水平，从而提高光缆维修的效率，使光缆维护水平不断成熟进步。

参考文献：

[1]黄丹宇.分析光缆维护现状及建立光缆集中监测系统[J].科技视界，2012(9),27:212-213.

[2]霍峻.浅述如何运用光缆自动监测系统维护光缆线路[J].百科论坛，374.

[3]李阳君.大数据背景下的通信光缆维护发展[J].新媒体研究，2015,17:15-16.

作者：原恩育 汤俊杰 单位：中国洛阳电子装备试验中心