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城市光缆自动监测系统的优化设计<1>（陈健、朱祥华）
摘要相对于国家长途光缆干线监测，对城市光缆系统实施在线监测显然要复杂得多。本文根
据作者从事的实际光缆监测工程经验，在对城市光缆系统若干特点进行分析的基础上，提出
了对其实施在线监测的优化设计方案，并给出了颇为有效的具体算法。本文对城市光缆监测
系统工程实施具有重要的参考意义。
关键词 OTDR 光功率 光路 程控光开关箱 传输系统
1光缆自动监测系统的现状
当今世界上任何一个地区或城市的现代化通信网都是建立在一个高密度分布、大容量、
高速的光缆光纤网络上。目前在我国，光纤通信发展也是非常迅速的，长途网的光纤化比例
已高达82％，光纤化的重点逐步从长途网转向中继网和接入网的馈线段，目前正向配线段延
伸。许多城市已建成了大规模的市内光缆传输网。
随着光纤网络规模的扩大，光缆自动监测系统应运而生。光缆自动监测系统是一种利用
计算机和通信技术以及光纤特性测量技术，对光纤传输网进行远程分布式的实时监测，并将
光缆线路的状况信息集中收集、处理和存储的自动化监测系统。
插卡式光时域反射仪（OTDR）由计算机控制，它连接到一个程控多路光开关箱上，通过
多路光开关箱接入和测试网络中的光纤。OTDR根据工作波长的不同有多种规格，主要有1550
nm和1625nm成长两种，其中1550nm波长的OTDR只能针对PDH（1310nm）传输工作波长的光纤
进行在线监测，而1625nm波长的OTDR既可对PDH（1310nm）传输工作波长的光纤进行在城监
测，又可对SDH（1550nm）传输工作波长的光纤进行在线监测。OTDR发出的测试光波与光端
机发出的通信光波波长不同，两种光波通过波分复用器（WDM）复用成混合光波在光纤上传
输。为不影响光端机的正常通信，必须确保OTDR发出的测试光波在进入此端对瑞光端机接收
端前被过滤掉或者被转接到其他光纤上去。一条OTDR测试“光路”是指在OTDR测试中，OTDR
发出的一路测试光所经过的所有的光纤所组成的路由。OTDR发出的测试光可以测试出这条光
路（即该光路所经过的所有光纤）的物理层状况。显然，为了充分利用OTDR的有效测试量程，
一条光路的总长最好尽量接近于OTDR的有效测试量程。在国家长途主干光缆网上，一般一个
光缆段的长度就已经接近于OTDR的有效测试量程，所以在主干光缆网上建立光缆自动监测系
统时，光路的设计就很简单（光路的起始点和终点设置WDM设备及滤波器即可，当然如果该
光路监测的是空闲光纤，则起始点和终点不需设置这些器件）。
2城市光缆网自动监测系统测试光路的组成
城市光缆网与国家主干光缆网相比显然要复杂得多，光缆拓扑错综复杂，另外，一个最
主要的特点是各传输局之间的光缆段很短，长则5－6km，短则1-2km左右，这样在设计测试
光路路由时需要有特殊的考虑。为了充分发挥OTDR的有效测试量程，每个测试光路应尽可能
由多段光纤组成，尽可能让OTDR的测试范围覆盖整个城市光缆网。当一条光路由多段光纤组
成时，若各段光纤由不同的传输系统在使用，则在每个跨接局仍需安装WDM设备，在光路的
终点处设置滤波器滤掉1625nm波长的测试光波以防止干扰光端机的正常通信（城市光缆传输
网上，传输设备种类繁多，有PDH设备，也有SDH设备，PDH传输设备的光端机工作波长为
1310nm，而SDH传输设备的光端机工作波长为1550nm。考虑到工程设计的简洁及SDH传输技术
的发展趋势，在城市光缆网上建立光缆自动监测系统时，建议尽量使用1625nm监测波长的OT
DR测试仪）。
建设城市光缆自动监测系统，除了需要精心设计测试光路路由外，还要尽量利用程控光
开关箱的级联以实现一套OTDR测试仪监测更多的光路。
直接与OTDR测试仪相连的只有一个主程控光开关箱（主箱），从主箱的任一光开关出发
可以级联子程控光开关箱（子箱），子箱与OTDR测试仪不一定要在一个传输局内部。但子箱
的光开关控制信号仍来自于工控机，工控机可以通过光MODEM将控制信号送到位于其他局的
子箱控制端口。这样OTDR发出的测试光通过光开关箱，不仅可以测试本局出发的光路，还可
以到达其他局。只要其他局有子箱与主箱级联，就可以通过控制信号控制主箱与子箱的光开
关连接，使OTDR的测试光到达于箱所接的光路。我们知道，OTDR、WDM和光开关等设备比较
昂贵，测试成本较高，因此希望OTDR的一次测试，能尽可能地测量到多的缆段。这就与主箱
和子箱的放置位置及它们之间的连接有关。从放置位置来说，主箱与OTDR应放置在与其它局
有最多连接光缆的局站，很显然，在这样的局站中，主箱能将OTDR的测试光连接到更多的光
缆段上。子箱应在可能的情况下放置到与主箱不同的局站内，这样能使OTDR监测光可以到达
的缆段大大增加。最后，在可能的情况下，主箱与子箱、子箱与子箱之间应尽可能多的级联，
利用简单的排列组合的知识就可以算出级联后的可测试光路的条数会极大地增加。这样的结
构可以使一套OTDR测试仪能监测多达1000条光路。
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