单位文秘网 2021-10-06 08:09:55 点击: 次
摘要: 传输网,是通信网中最重要的基础部分,一个先进、合理的传输网建设对通信网的可靠性、灵活性具有重要的意义。目前,福建电力通信传输网是以光纤通信为主要传输方式,辅之以微波通信、电力线载波通信、卫星通信、扩频微波等多种传输方式。
Abstract: Transmission network is the most important basic part of communication network. The construction of an advanced and reasonable communication network is of great significance to reliability and flexibility of communication network. Currently, power communication transmission network in Fujian is based mainly on optical fiber communication, and supplemented by other means of transmission, such as microwave communication, power line carrier communications, satellite communications, spread spectrum microwave.
关键词: 光缆系统;传输网;通信
Key words: cable system;transmission network;communication
中图分类号:TN91 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)31-0180-03
0引言
光缆网络是光纤通信系统的基础设施,目前,福建电力通信干线网络已建成500KV线路OPGW光缆一千多公里,220KV线路OPGW光缆三千多公里,110KV及以下线路OPGW光缆一千多公里,普通光缆一百多公里。
1光缆监测系统现存问题
光缆的故障对福建电力光纤通信的影响是比较大的,它直接导致运行在此光缆上的光纤通信系统的中断,给福建电力生产带来不利的影响。目前光缆故障时,都是由用户告诉维护部门,因此故障发现时间较长。
由于光缆网络系统涉及的地域广泛,网络路由较为复杂,架空和地埋管路交错铺设,节点繁多。因此,在故障发生后及时、准确地故障定位是一个十分困难的问题。目前主要在收到用户通知后,进入网管进行查看,对数据进行分析,判断是否为光缆故障,然后用OTDR测试,查看具体故障点,因此整个故障定位时间较长。
1.1 RTU站的选择目前到省调的光缆共有8条,其中涉及省网波分网络,闽南干线光纤通信网络,宁德华为四纤复用段环,福州地区ALCATEL光纤通信网络等。由于福州变是500KV变电站,且是大部分省网干线光纤通信网络光缆的必经之路,因此选择将RTU站放在福州变。
1.2 光缆监测系统设备介绍
1.2.1 RTURTU既远端测试单元,其作用就是在远端的通信站点,对光缆进行实际测试的设备,并将信息上传。它是光缆监测系统硬件设备的最主要组成部分。其次在福州变配置为RTU分站,主要的硬件配置包括RTU控制单元(工控机)*1台,OTDR光时域反射仪(动态增益:40DB),16口程控光开关,其连接机构如图1所示:
1.2.2 系统结构拓扑图(图2)
1.2.3 包含路由曲线为了尽可能多的对已有光缆监测,选择将RTU站放在福州变,并选择以下测试路由,得到测试结果如下:
路由1:福州变-北郊(旧)-水口(全长68.6KM)(图3)
路由2:福州变-北郊(新)-省调(36芯)(全长:10.5kM)(图4)
路由3:福州-省调(48芯)-南门(全长:18.05KM)(图5)
路由4:福州变-南门-省调(12芯)(全长:23.6KM)(图6)
路由5:福州变-东郊-鼓山(全长:33KM)(图7)
路由6:福州变-宁德变(全长:98.5KM)(图8)
路由7:福州变-白花变(全长:49KM)(图9)
路由8:福州变-东台变(全长:78KM)(图10)
路由9:福州变-可门电厂(全长:60.55KM)(图11)
路由10:福州-北郊-塔前-水口(全长:90KM)(图12)
2光缆监测系统的功能特点
本次在福建省调通中心建设的光缆监测系统主要包括监控和测试两个部分功能。监控就是发现光缆故障的方法,而测试是定位光缆故障的具体位置的重要手段。
2.1 光缆故障告警自动监视功能
2.1.1 基于轮询的自动测试方案所谓的基于轮询的自动测试方案,实际上是周期性测试方案,是系统针对监测范围内的光缆网络中的每一条或每一组光缆段,逐一选择相应的光纤测试链路,启动OTDR进行测试,判断当前测试的光缆段是否有故障。轮询方案的优势在于成本低,除了主控单元、OTDR模块和和光开关(OSW)模块,也即RTU测试单元的标准配置,不需要再部署其他硬件,但这种方案的实时性不强,因此只能在设定的周期内完成对光缆故障的响应,最长告警误差时间即为周期时长。
2.1.2 基于传输告警启动测试的方案基于传输告警启动测试方案,主要是采用业务设备告警作为启动OTDR测试条件的方案。由于光缆上承载了大量的业务设备,这些业务设备在光缆出现中断或劣化等问题后,往往会产生特定的告警,譬如对于传输网络来说,光缆中断会导致与这根光缆相连接的设备端口产生R-LOS、R-LOF、B1-OVER等RS层相关的告警。如果定义清楚业务设备端口和光缆的对应关系,就可以通过告警发生的端口号和单板号感知到是哪一段光缆发生了故障,进而再启动OTDR进行测试。
2.2 光缆监测系统的测试功能在光缆监测系统的时空顺序中,在完成对光缆故障的监测,发现告警之后,随即就要对告警光缆芯线路由进行测试。
2.2.1 测试功能的实现方式光缆监测系统的测试功能是故障定位的核心,扫描通过系统所安装的OTDR和光开关的控制切换自动实现,以达到对整个光缆传输系统自动监测的目的。
光时域反射仪OTDR是测试功能实现的主体,使用OTDR对光缆芯线进行测试已经是绝大多数电力通信行业乃至所有光通信运维部门的主要维护手段,OTDR的工作方式类似雷达,以一连串的高能量激光脉波射入光纤,然后测量这些脉波在光纤中反射或是散射回来的强度与经过的时间,再据以换算成脉波在光纤中进行的距离。脉冲发生器发出宽度可调的窄脉冲驱动激光二极管(LD),产生所需宽度的光脉冲(通常为2ns~20μs),经方向耦合器后入射到被测光纤,光纤中的后向散射光和菲涅耳反射光经耦合器进入光电探测器,光电探测器把接收到的散射光和反射光信号转换成电信号,由放大器放大后送信号处理部件处理(包括取样、模数转换和平均),结果由显示部件显示:纵轴表示功率电平,横轴表示距离。时基与控制单元控制脉冲宽度、取样和平均。
本系统通过将OTDR以模块化的方式整合到RTU测试单元,优化了测试方式并使系统向用户提供三种对故障光缆或欲巡检光缆的测试功能:周期测试、点名测试、告警启动测试。
2.2.2 周期测试在监测中心设置OTDR对所管理的各条光路进行周期扫描测试。系统可指定OTDR测试的时间和间隔。周期测试数据由系统存储、记录。系统在分析周期测试数据的基础上确定故障点,并作故障点定位。该功能主要用于实现每日测试,其实每日测试功能就是周期测试实现的一个特例。
2.2.3 点名测试人工在光缆客户端选定所要测试的光缆,直接对光缆下达测试命令,系统自动选择OTDR来测试此光缆。该OTDR接到指令后驱动光开关测试此光路,测试曲线数据回送到监测中心。
2.2.4 告警启动监测通过与目前存在的通信综合网管相连,采集西门子SDH、阿尔卡特SDH、华为SDH等传输设备网管的告警信号,在收到网管系统发出的光缆故障告警信号后,光缆监测系统启动OTDR进行测试,系统产生的测试信号穿过发生预告警的光缆段,测试结果经监测中心分析确定出故障点,并打印出故障报告。
2.2.5 测试曲线分析功能光缆自动监测系统通过福州变RTU分站和数据传输网络,将大量的反映光纤传输性能的数据(如光功率、光脉冲背向散射等)传递到省调监测中心站,中心站将收到的测试结果与数据库中的参考数据进行分析和比较,以确定光缆的信号传送质量是否有变化,进行数据分析和处理,做出故障判断。使光缆系统的操作和维护人员能够及时地发现和修复故障。
系统采用先进的光时域反射仪(OTDR),将测试光脉冲信号直接打入被测纤芯或者通过波分复用器(WDM)和光开关耦合到被测光纤中,将各监测站的OTDR测试结果与数据库中相应的参考数据进行比较,以确定光缆的信号传送质量是否有变化,从而及时发现隐患,真正做到变被动维护为主动维护。
3结论
为解决光缆出现故障后,故障定位时间长,运行维护人员压力大等问题,本期工程在福建省调建立一套光缆监测系统。该系统利用空闲的纤芯,以周期测试、点名测试、告警启动测试等方式对光缆进行监测,并与地理信息系统(GIS)协同工作,在光缆出现故障时,可以在计算机的屏幕上以图形化的方式显示出光缆的路由和故障点的位置。
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