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光缆自动监测系统的实现<2>
3.2测量精度的分析
系统的测量精度在很大程度上取决于监测站中所用的OTDR的性能。作为光缆测试的
核心部件，OTDR的测量精度直接影响到整个系统的测量精度。光接口部分是OTDR的最关
键部分，其性能的好坏直接影响到OTDR的性能。首先，光接口的动态范围关系到OTDR的
最大测量距离；其次，光接口的带宽对OTDR的距离分辨率有直接影响；光接口中电路噪
声又是影响光纤接头损耗测量精度的重要因素等。OTDR采用的是大功率的脉冲式激光器，
通过设置光脉冲的脉宽可以调整发射光功率。一般的，设置超大的光脉宽，发出的光功
率越大，测量的距离就越远。与此同时，测量的精度也受光脉冲宽度的影响，脉宽越宽，
采样的间隔越大，测量的精度就越差。在本系统中，OTDR可以设置20ns、120ns、440ns、
1μs、2μs和10μs六档脉冲宽度。OTDR的测试距离达到140 km以上，测试的衰减盲区视
线路状况约为20－100m。在测试距离为50km以内时，测试精度可达2m，测试距离为50－
100km时，测试精度达到4m，对于100km以上的测试距离精度达到 8m。
需要指出的是，针对具体的应用场合，需要平衡量程和精度之间的关系。大量程的
缺点是测量精度较差，而高精度所带来的不足则是测量距离过近。
3.3事件分析算法
被测光纤的背向散射曲线不仅反映了在光纤中传输的光波因折射而造成的正常衰减，
而且反映了二光纤中的物理接头、熔接点、裂缝、弯曲等情况所造成的突发事件。对事
件的判别可采取五点法和最小二乘法等算法，也可运用小波变化理论对曲线进行包络分
析，找出散射曲线的奇点，通过分析这些奇点处的曲线斜率，得出相应位置上发生的事
件类型及事件值。
五点法和最小二乘法的特点实现起来较为容易，但对事件判断的准确性不高，小波
变换法分析事件的准确性很高，但算法实现较为复杂。在本系统中，采用了小波变化法
对事件进行分析。
在实际应用中，对光纤事件分析判断的准确性除了起决定性作用的分析算法外，由
于理论分析结果是光距离而非地理距离，因此理论分析值与实际故障点之间还存在着一
定的误差。
4应用实例
运用以上的技术，我们采用光功率的备纤监测方式实现了对一条全长1000余km的光
缆线路的实时监测。在监测站中，为了提高系统对故障判别的准确性，对两条备用纤进
行实时监视，一旦光功率监测告警发生，由控制模块启动OTDR对所有纤芯（包括主用纤
和备用纤）进行测试。对主用纤通过WDM器件进行在线测试，对备用纤直接进行测试，告
警信息和测试结果先后上传至监测中心。为了保证告警信息和测试结果数据能可靠地传
送到监测中心，采用了三条通信线路互为备份的策略，利用通信系统提供的话音通道、
专用通道和数字通道可以保证在线路本身出故障的情况下，能将告警信息和测试结果数
据及时地传送到监测中心。在监测中心，配备有大型数据库系统、OTDR测试数据分析软
件和GIS，通过结合这些技术，可以实时、直观、系统地向管理人员提供所辖地区光缆的
运行状况。通过试运行和随后的正式运行，本系统体现出了较好的实时性、可靠性和先
进性。
5结束语
运用前面提到的实时监测技术，光缆网线路自动监测系统（OAMS）可以实现对光缆
网络的实时在线监测。作为光缆通信网的一个监测管理网络，OAMS在其技术的复杂性和
系统的完整性上都可以和光缆通信网本身相匹配。可以说，光缆网线路监测系统已经成
为光缆通信系统的一部分，没有监测管理网络的光缆通信系统是不可靠的和不完整的。
随着光通信技术的飞速发展，光缆通信网和光缆线路监测系统都将在技术上出现新
的发展趋势。光纤通信网络的发展方向是全光网络，由于全光网在信号传送中没有光／
电／光的转换过程，工作状态的监测有了新的特点，需要开发新的控制监测与管理技术。
在全光网络的监测中，测试工具OTDR的动态范围将直接影响到整个系统的性能。大动态
范围、小盲区和多波长多脉宽的OTDR已经产品化，其测量距离可达250 km以上，衰减盲
区小于1m，可在1310nm、1550nm和1625nm三种波长之间进行切换。另外，在全光网络中，
将会把对设备的监测管理和对线路的监测管理结合起来，形成统一的光纤通信网络的监
测管理系统，并且可以运用人工智能系统和专家系统对测试结果进行评估、分析，最终
由系统向用户作出光纤劣化趋势报告和提出维护可行性方案。
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