基于GIS的光缆自动监测系统
发布时间:2006-10-14 4:11:59   收集提供:gaoqian
基于GIS的光缆自动监测系统(王晨林 林财兴) [摘要] 就基于GIS(全球因特网系统)的光缆自动监测系统的开发做一详细介绍,对其中 的一些关键技术进行讨论。 [关键词] 全球因特网系统;远程光线自动监测系统 1 引言 国家南、北沿海光缆干线通信系统建成以后,大大缓解了这些地区快速增长的通信供 需矛盾,为社会和邮电系统带来了显著的经济效益。但是光缆工程竣工以来,沿途省市的 维护部门发现了光缆接头盒渗水,光纤熔接时去除被覆层不规范造成纤芯受损,衰耗随时 间推移而增大等现象。每年干线都不同程度地受到公路施工、建筑挖方、开采岩石、山体 滑坡和其它意外事故造成的光缆中断或损伤。信息传输干道的安全运行问题日益引起运营 主管部门的重视。 2 国内外研究现状 国内外多家公司对基于GIS的光缆自动监测系统进行了研究,其中国外公司有Agilent Technology和意大利的尼克特拉等,尤其以Agilent公司的AccessFIBER最为出名,其主要 技术特点是:快速故障定位;告警工作流管理;GIS/GPS集成;网络体系的可伸缩性;基于 NT网络;采用Oracle大型数据库;可以通过互联网访问;TMN和SNMP集成。 国内公司有北京长线、山东光科、上海霍普、台湾隆磐等,以北京长线为例,其主要技 术特点是:规范的数据、命令格式和传送文件;多种测试种类:点名测试、定期测试等;基 于Windows NT,在其上运行MS SQL Server;采用TCP/IP连接;采用路由器作为联网设备; 引入GIS/GPS(采用Mapinfo)。 我们在分析国内外技术特点的基础上,既保留了一些优秀的功能,又增加了一些对用户 实用并且用户也比较感兴趣的功能:1)增加移动终端功能,移动用户可以通过拨号连接到拨 号服务器调用测试曲线,完成一些测试功能(如点名测试等),以方便野外工作人员和非工 作时间在家的工作人员或者管理人员进行曲线的实时察看,不必到现场就能知道光缆的测试 情况,同时也避免了误告警引起的不必要的奔波。2)增加语音拨号功能,如果发生告警,则 程序自动拨号,当对方搞机时,特定的语音信息开始播放,使用户方便地知道发生告警的一 些信息,以便组织合适的人员、检修设备、车辆等。 3 系统的组成和关键技术 系统一般由MS(Monitoring Station,监测站)、LMC(Local Monitoring Center,地 区监测中心)、OPM(Optical Monitor,光功率检测)模块等组成。同时,系统具有一定的 可扩充性,根据用户的需求,系统的网络层次可以增加一级或者多级。 测试站,由WDM(波分复用器)、OTDR、OSW(Optical Switch)光开关模块、TAP模块、 OPM、工控机等组成,其主要功能是在接受测试指令后完成光缆故障的定位,并且负责向上传 送测试文件;其中的WDM的主要作用就是复用工作波长和测试波长(两者彼长必须不同)。中 继站是考虑本地网监测的情况,如果是干线监测,一般直接跳接即可,但是在本地网中由于 网络路由的复杂,进站光纤比出站光纤少,直接跳接无法达到一一对应的情况下,就必须要 用到OTAU(Optical Test Access Unit)远端光路切换单元来达到一对多的效果,下面将对 OTAU做一详细介绍;当在线测试时,只要用FILTER(滤波器)滤掉测试波长并使工作波长通 过即可。 考虑到在本地网的监测中,网络路由比较复杂,在中继端通过简单的跳接不能解决问题 ,为此我们开发了OTAU,通过切换远地的光开关来解决此类矛盾。 OTAU一般由工控机和光开关模块(光开关采用JDS的产品)组成,通过TCP/IP协议同MS (或者LMC)相连,接收和处理来自MS(或者LMC)的控制指令,同时根据设定时间定期返回 自身的状态,尽量减少监测系统本身的不稳定性。光开关模块通过标准并口线与工控机的I/O 卡相连接,当通信模块接收到MS(或者LMC)切换光开关的指令后,立即通知I/O卡产生特定 的波形来控制光开关指定端口的切换,同时返回切换的结果。总而言之,其实质就是一个放 在远端的可以控制的光开关。 系统的关键技术之一是如何保证系统的实时性,也就是一旦有故障,能够在最短的时间 内通知相关人员,把工程维护由被动方式转移到主动方式。我们采用的关键技术之一就是应 用OPM(光功率检测模块)。 此模块通过TAP光耦合器从工作光纤中取出少量光,一般为3%或5%,提供给OPM模块, 来检测当前工作光纤的功率值,通过比较告警光功率阈值(用户可以远程设定)来确定是否 需要发送告警信号,如果需要,OPM模块通过RS232接口向MS发送告警信号,MS收到告警信号 后,立即启动OTDR进行测试,测试完毕后测试文件送测试中心。 OPM模块每天24h工作,为了提高可靠性,同时把它做成能够集成在一个标准机箱里,我 们采用了电子盘和无显示器模式,抛弃了传统的硬盘加显示器模式,这样缩小了硬件的体积 ,也节约了成本。采用此种方式,一般来说,光缆监测的周期可由现行的每天一次变为30天 一次,30天的周期测试仅为取得光纤特性的缓慢变化,以发现缆、纤、接头的衰耗劣化趋势 ,其它模块只是在OPM告警或有特殊需要时才启动。 关键技术之二是采用GIS/GPS集成,使得故障点的显示直观化,同时可以显示人孔、标 石等具体位置,对精确查找故障点的位置有很大的帮助。我们采用了Mapinfo。公司的Map- info professional 5.5版本来开发,其它开发工具,如VC或者VB可以通过OLE的方式来调用 它,而WebGIS的提出,使得系统结构从C/S(客户/服务器模式)转移到B/S(测览器/服务器 模式)成为可能。 4 结论 远程光缆自动监测系统(RFTS)就是一种实现光缆监测从被动方式转移到主动方式的一 种系统解决方案。其主要的关键技术是使用OPM(光功率检测)模块,其全天24h工作的性质 保证了告警信号的及时传送和GIS/GPS集成,使得故障点的显示直观化、图形化,节约了找 到故障点的时间。 需要指出的是,在实施RFTS的工作中,由于光纤网络的复杂性,特别是在本地网中可能 存在一些光无源器件,此时在线监测可能除了用跳线跳过外,难有其它办法。 光纤网络的飞速发展,使得光纤网络结构日益复杂,管理工作也显得比较重要,可以预 见,今后采用RFTS系统会越来越多。 摘自《光纤与电缆》
 
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