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開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇光纜監(jiān)測系統(tǒng)，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關(guān)鍵詞：光纜監(jiān)控系統(tǒng)；GIS；OTDR光功率監(jiān)測單元；GPS
中圖分類號：TP301 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）27-0028-03
Abstract： With the development of science and technology， optical fiber cable monitoring system as a new technology has been used in oil field construction， and for China's socialist modernization has made greater contribution. Based on this，The paper firstly introduces some problems existed in the process of optical cable data transmission of oil gas recovery plant maintenance， then points out the necessity of construction of optical cable auto monitoring system， mainly elaborates its function， as well as the equipment， working principle and working process， finally discusses the practical significance of optical cable auto monitoring system in digital management and cable accident emergency.
Key words： optical cable auto monitoring system ； GIS； OTDR； GPS
目前某油田采氣廠干光纜總長度已達到1500多公里，可靠性、穩(wěn)定性不斷加強；光纖的覆蓋范圍也不斷擴大，在目前的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)格局下，光纖為數(shù)據(jù)通信工作提供了可靠保障[1]。光纜傳輸線路井噴式的增長為某油田采氣廠數(shù)字化提供高速信息公路的同時，但維護與管理問題也日漸突出。近幾年據(jù)數(shù)據(jù)通信方面的研究數(shù)據(jù)顯示由于光纜自身性能和外部因素的影響，很多區(qū)域主干和分支光纜中斷次數(shù)超過50次，中斷時間累積超過300余小時[2]。
為此就需要設(shè)置一定的光纜監(jiān)測系統(tǒng)對光纜通信過程中的故障進行及時監(jiān)控，并利用告警[3]、測試、數(shù)據(jù)庫、等技術(shù)對光纖網(wǎng)絡(luò)進行自動監(jiān)控。并聯(lián)合將光纖測試、故障處理和維護機制以此來確保光纖網(wǎng)絡(luò)運行正常為數(shù)據(jù)通信工作提供保障，對故障進行自動定位、及時指派人員修復(fù)，以此來降低故障修復(fù)時間，盡量減少對用戶的影響[4-6]。
傳統(tǒng)的光纜線路維護管理模式較為被動，日常光芯指標測試全靠人工，工作量大且費時費力；出現(xiàn)故障后需到光纜端點進行人工測試，測試距離后進行維修，故障歷時較長。嚴重影響通信網(wǎng)的正常運行，特別是生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)字化生產(chǎn)、監(jiān)測業(yè)務(wù)，與通信光纜緊密相關(guān)，如何快速高效的解決光纜維護問題是需要重點關(guān)注的。
1 光纜自動監(jiān)測系統(tǒng)原理及組成
光纜監(jiān)測系統(tǒng)主要包括如下幾部分，監(jiān)測中心、監(jiān)測站與系統(tǒng)終端，以下對其進行具體描述[7]。
監(jiān)測中心――其作為系統(tǒng)的控制中心，主要作用是接收發(fā)來的報警信息，同時向光開關(guān)發(fā)送測試指令，然后分析測試所得結(jié)果，據(jù)此判斷出故障或功能位置；
監(jiān)測站――主要包含監(jiān)控元件和光開關(guān)等，其可以分為監(jiān)控和測試兩部分，前者主要負責對光纜進行實時監(jiān)控，后者主要是測試光纜狀態(tài)；
監(jiān)測客戶端――其主要是系統(tǒng)終端包括相應(yīng)的軟件，用戶可以利用此終端來進行全部操作其中包含了GIS軟件，可以很方便管理維護各項系統(tǒng)資源。
1.1監(jiān)測原理
1.1.1光功率在線監(jiān)測原理
在檢測時先將工作光進行分離后使其進入告警采集模塊中，由后者對工作光進行實時監(jiān)測：并同時將光纖的傳輸信息反饋回，可以根據(jù)需要設(shè)置這些監(jiān)測通道的衰減率。當被監(jiān)測光纖在環(huán)境因素影響下，功率下降到一定幅度后，檢測模塊會發(fā)出報警信息，OTDR就會被激活并同時測試該纖芯，分析其故障原因和所處位置[8]。測試原理如圖1所示。
1.1.2光功率備纖監(jiān)測原理
在此種告警模塊中，可以利用離線方法對備用光纖進行測試，并同時進行警報監(jiān)測。由于備纖沒有信號源，因而在進行此種測試使需要在監(jiān)測路由加入光源，然后由測試設(shè)備進行光功率檢測。當纖芯出現(xiàn)故障或異常時，光源信號一般會中斷減弱，此時發(fā)出報警信息后系統(tǒng)會對該芯線進行監(jiān)測并判斷出故障類型和位置。測試原理如圖2所示。
1.2監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及設(shè)備
光開關(guān)：作用主要是選擇需要測試的光路，系統(tǒng)可以利用串口控制來選擇需要測試的光纖路號，為測試做好準備。
OTDR：其也被稱作為光時域反射儀，此儀器在測試過程中作用很重要，其主要用于對監(jiān)測光路進行測試并同時判斷故障信息確定故障位置，其費用一般較高[9]。利用此設(shè)備可以獲得所測光路的散射曲線，以及與接頭、熔接點等相關(guān)的信息。
交換機：交換機在此種系統(tǒng)中主要作用是為通信提供支持，其可以作為帶光接口的獨立設(shè)備，也可以只檢測對光回路，這取決于系統(tǒng)需要。
測試系統(tǒng)軟件：其重要功能為測試功能的開啟；設(shè)置測試參數(shù)；對光曲線進行采集和分析，然后得出分析結(jié)果和其他系統(tǒng)進行結(jié)果交互。
1.3光纜監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)過程中可能遇到的問題分析及解決辦法
1.3.1項目實施過程中應(yīng)注意如下情況
1）在設(shè)置監(jiān)測設(shè)備參數(shù)時應(yīng)檢查確保設(shè)置無誤，避免因為網(wǎng)絡(luò)參數(shù)分配錯誤而引起故障和IP沖突，并對其他設(shè)備造成影響，并使得在線監(jiān)測和配置無法正確進行。
2）網(wǎng)絡(luò)資源鏈路和端口應(yīng)滿足要求。
3）檢查監(jiān)測線路狀況確保無故障。
1.3.2安裝過程中應(yīng)注意如下情況
1）分析確定之后選擇合適的光纜監(jiān)測設(shè)備安裝位置；
2）確定好各項設(shè)備連接線路長度和跳線長度；
3）提前確定監(jiān)測設(shè)備、ODF機架、光端機連接器型號。
1.3.3項目實施后對在用設(shè)備的影響分析
離線監(jiān)測模式：離線監(jiān)測模式對傳輸線路無任何影響。
在線監(jiān)測模式：設(shè)備本身并不會吸收光信號，在發(fā)射和接收端設(shè)置光損耗最大值為不超過3dB，以此來確保接收功率符合要求，并有一定冗余度，對設(shè)備的運行不會造成影響。
2 光纜自動監(jiān)測系統(tǒng)的擴展應(yīng)用及意義
2.1光纜自動監(jiān)測系統(tǒng)的擴展應(yīng)用
2.1.1地理信息系統(tǒng)（GIS）與光纜自動監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)合應(yīng)用
地理信息系統(tǒng)（GIS）目前已經(jīng)在地理信息測量方面使用較為廣泛了，可以將其看做是一種決策支持系統(tǒng)，其利用地理信息模型方法來對空間數(shù)據(jù)進行分析以此來得到特定區(qū)域的多種空間信息，以便為研究和和決策提供支持。
光纜線路在進行敷設(shè)、巡查等過程中都需要利用地理地形信息，因而可以利用GIS技術(shù)對光纜檢測提供一定支持，例如可以利用電子地圖來家拿出設(shè)備和線路，并將報警信息顯示在地圖上，以此來方便維修人員及時獲得故障和報警信息[10]。因而光纜自動監(jiān)測系統(tǒng)可以和應(yīng)用GIS技術(shù)結(jié)合起來為用戶故障分析提供支持，用戶可以利用“顯示地圖”來得知監(jiān)測線路環(huán)境信息，然后將其和所測曲線關(guān)聯(lián)起來就可以對實際線路故障信息進行確定，并同時為巡查、搶險工作提供方便。
2.1.2全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）與光纜自動監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)合應(yīng)用
全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）是可以在陸地，海洋和空中進行全方位實時三維導(dǎo)航的一種全新的定位系統(tǒng)。GPS由空間、地面支撐系統(tǒng)、用戶設(shè)備等組成。其主要原理就是依據(jù)相關(guān)的衛(wèi)星瞬間位置作為基礎(chǔ)的測算依據(jù)，采用空間距離后方教會的思路，確定所需要測算的具置，由于其精度較高，且可以得到較好的測算效果，可以在工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)得以廣泛使用。
在光纜自動監(jiān)測系統(tǒng)平臺上也擁有GPS技術(shù)，主要是應(yīng)用GPS對光纜線路路由各個相關(guān)點的位置進行相應(yīng)的定位，對光纜線路實際地理做出準確的分析和判斷。如果同時把GIS技術(shù)集成以后，光纜線路所處的地理環(huán)境則不會發(fā)生較大的變化，通過把相關(guān)的數(shù)據(jù)錄入，可動態(tài)了解線路的具體情況，及時地判斷出故障，并做好各項檢修工作。
2.2某油田采氣廠光纜監(jiān)測系統(tǒng)功能及意義
2.2.1光纜監(jiān)測系統(tǒng)的功能
1）光纜性能劣化告警功能；2）光纜測試功能：周期測試，點名測試；3）光纜故障定位功能；4）光纜資源管理功能；5）網(wǎng)管功能：配置管理、實時監(jiān)測、安全管理、拓撲顯示、報表管理、GIS管理。
2.2.2光纜監(jiān)測系統(tǒng)的意義
1）智能化維護：光纜自動監(jiān)測系統(tǒng)的建立實現(xiàn)了光纜維護由粗放型向集約型的轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)了向智能化的邁進，符合光纜維護實際的需要。
2）障礙定位快速精確：可在20秒內(nèi)就能獲取光纖當前傳輸情況，精確的數(shù)據(jù)分析大大提高了障礙定位精度，從而壓縮了搶修時間。如圖3所示。
3）預(yù)防障礙：系統(tǒng)可以發(fā)現(xiàn)監(jiān)測線路傳輸特性的漸變情況，及時發(fā)現(xiàn)障礙隱患，預(yù)防障礙。
3 結(jié)論
光纜自動監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用使得當前的油田的工作環(huán)境有較大的改善，同時還可以早早發(fā)現(xiàn)光纜線路隱患，壓縮所需要的工作時間，使光纜的維護方式上升為受控式維護；可以更好地對各種工作情況進行集中控制和有效的維護，有力地實現(xiàn)規(guī)范化管理。在光纜發(fā)生故障時實時保護光纜線路，并實時監(jiān)測與管理、動態(tài)地了解光纜線路傳輸性能的好壞，及時發(fā)現(xiàn)和預(yù)報光纜隱患，以增強工作的可靠性，更好地發(fā)揮出其作用，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，使各項工作可以更好地得到開展。
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【關(guān)鍵詞】光纜監(jiān)測系統(tǒng)；通信傳輸；設(shè)計與實現(xiàn)
中圖分類號：E271文獻標識碼： A
隨著科學(xué)技術(shù)的普及，光纜數(shù)字通信在我國的各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，特別是信息化建設(shè)領(lǐng)域，可謂突飛猛進。光纜傳輸網(wǎng)絡(luò)承擔著百分之九十的通信業(yè)務(wù)，有著非常大的容量，已經(jīng)逐步發(fā)展成為通信網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵部分。而光纜通信技術(shù)在取得了突破性發(fā)展的同時，也遇到了嚴峻的挑戰(zhàn)，通信故障的發(fā)生率不斷提高，因此，建立健全光纜監(jiān)控系統(tǒng)在通信傳輸中的設(shè)計與實現(xiàn)被提上日程。
1、光纜監(jiān)測系統(tǒng)的定義
光纜監(jiān)測系統(tǒng)指通過對光纜進行監(jiān)測，判斷光纜是否正常運行的系統(tǒng)。如果光纜運行不正常，光纜監(jiān)測系統(tǒng)就會自動報警，并通過相應(yīng)的測試檢測出故障發(fā)生的時間和地點。當前，現(xiàn)代通信事業(yè)不斷發(fā)展，這使得光纜監(jiān)測技術(shù)的水平得到了進一步的提高和完善，傳統(tǒng)的用肉眼監(jiān)測的方式已經(jīng)被徹底的淘汰了，如今在被廣泛應(yīng)用的是電子化的自動監(jiān)測設(shè)備，它比傳統(tǒng)的監(jiān)測手段更加先進，檢測結(jié)果更加準確。
2、光纜監(jiān)測系統(tǒng)在通信傳輸中的設(shè)計
光纜監(jiān)測系統(tǒng)的一般由四個部分組成，即監(jiān)測中心、監(jiān)測站、光功率測試單元、光源。通過在遠程監(jiān)控站中進行光開關(guān)、光反射儀等的安裝，從而有效監(jiān)測光源數(shù)據(jù)，然后和光時域反射儀有效配合，將信號傳入監(jiān)測中心，通過監(jiān)測中心的分析與判斷，最終實現(xiàn)對光纜的監(jiān)測。
（1）光纜監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計。
光纜監(jiān)測技術(shù)集計算機技術(shù)、通信技術(shù)、測量技術(shù)于一體，通過運用這些技術(shù)對光纜的傳輸進行自動的實時監(jiān)測，并及時將監(jiān)測到的信息反饋到信息中西進行信息處理。以此同時，光纜監(jiān)測系統(tǒng)不僅不干擾正常的通信傳輸，而且能夠?qū)崿F(xiàn)遠程監(jiān)測、故障自動反饋、定期不定期監(jiān)測、遠程維護等許多功能。
（2）光纜監(jiān)測系統(tǒng)的功能。
光纜監(jiān)測系統(tǒng)不僅能夠?qū)ο到y(tǒng)中的設(shè)備的名稱、地址、基礎(chǔ)信息等進行有效的配置，而且能夠檢索、瀏覽，以及下載配置信息。與此同時，光纜監(jiān)測系統(tǒng)還能夠?qū)φ麄€通信傳輸工程進行統(tǒng)一的
檢測。
（3）對遠程監(jiān)測站進行實時、在線的監(jiān)測。
光纜監(jiān)測系統(tǒng)的遠程監(jiān)控站要能夠以配置好的周期的基礎(chǔ)，將實時監(jiān)測的數(shù)據(jù)信息傳送給監(jiān)測中心。如果某段光纜線路出現(xiàn)了故障，那么遠程監(jiān)測站可以準確的確定故障發(fā)生地點，并且能夠以最快的速度把監(jiān)測到的信息上報，使故障及時得到解決。
（4）光纜監(jiān)測系統(tǒng)的測試。
光纜監(jiān)測系統(tǒng)的測試功能分為點名測試、定期測試、故障警報測試，以及備纖檢測。點名測試指光纜監(jiān)測系統(tǒng)的檢測中心指定某一個多多個遠程監(jiān)測站進行測試；定期測試指的是光纜監(jiān)測系統(tǒng)配置一個監(jiān)測周期，每一個遠程監(jiān)測站在固、定的周期里都要對光纜線路進行必要的測試；故障警報測試指的是被監(jiān)測的光纜線路一旦出現(xiàn)故障，監(jiān)測中心要馬上通知遠程監(jiān)控站進行必要的測試，及時匯總分析數(shù)據(jù)，盡可能地一次性確認多個警報來源。備纖檢測具體指遠程監(jiān)測站的各項相關(guān)波長的變化能夠為被監(jiān)測光纜線路的運行狀況提供監(jiān)測的有效依據(jù)。
（5）遠程監(jiān)測站與監(jiān)測中心互相訪問。
在光纜監(jiān)測系統(tǒng)中，監(jiān)測中心可以隨時訪問每一個遠程監(jiān)測站，而且任何遠程監(jiān)測站都有彼此訪問的權(quán)利，同時，各個遠程監(jiān)測站也有訪問監(jiān)測中心的權(quán)利。遠程監(jiān)測站與遠程監(jiān)測張、遠程監(jiān)測站與檢測中心都可以進行相互之間的訪問，當然，這個訪問是通過TCP/IP
協(xié)議來實現(xiàn)的。
3、光纜監(jiān)測系統(tǒng)在通信傳輸中的實現(xiàn)
（1）光纜監(jiān)測系統(tǒng)的實施流程
光纜監(jiān)測系統(tǒng)的實施流程分為三個階段：信息采集；信息匯總與分析；評價診斷設(shè)備的運行狀態(tài)。所謂信息采集是指通過信息的獲取，使檢測員能夠清晰地了解到通信的狀況，假如沒有信息采集的過程，那么光纜信息的監(jiān)測就無從談起。采集到的信息需要及時的進行匯總分析，假如沒有信息匯總與分析的環(huán)節(jié)，那么信息收集的意義就失去了，而且不能夠有效揭示信息反應(yīng)的現(xiàn)象與其內(nèi)在的規(guī)律。監(jiān)測是最基本的通信維護行為，評價與診斷設(shè)備的運行情況，并采取相應(yīng)的營救措施才是通信維護的最終目的。
（2）光纜監(jiān)測系統(tǒng)在通信傳輸中的故障解決方案
光功率在線監(jiān)測。光功率在線監(jiān)測是一種新的監(jiān)測方案，其工作原理是利用分光器將光傳輸設(shè)備中的百分之三的工作光接入到預(yù)警單元中去，然后監(jiān)測這一部分的工作光，實時掌握光纖的運行狀態(tài)，同時實時監(jiān)控光纜線路傳輸質(zhì)量的變化。如果某段光纜線路發(fā)生了斷裂、破損，這時工作光就會明顯減弱，緊接著系統(tǒng)則會接受到告警，然后發(fā)出指令，通過運用波分復(fù)用技術(shù)，使得通信光源與測試光源同時傳輸，此時的用來測試的波長應(yīng)為一千六百二十五納米。
光功率備纖檢測。光功率備纖檢測指的是通過光功率的告警模塊實現(xiàn)對備用光纖的有效監(jiān)測。這種監(jiān)測方式的監(jiān)測對象是備用光纖，因此傳輸設(shè)備是不能夠進行信號的傳輸?shù)?，只要?310納米、1550納米、1625納米中任意選擇一個長度的光源就可以了，然后用這樣光源發(fā)送光信號，進而檢測測試端的工作狀況。如果有異常的情況發(fā)生，光源信號同樣是會減弱的，光纜監(jiān)測系統(tǒng)一樣能夠通過光信號的信息對故障發(fā)生地作出準確的判斷。
終端機告警監(jiān)測。終端機告警監(jiān)測是指使用告警設(shè)備的界面來收集光纜的故障告警信息，通過監(jiān)測系統(tǒng)的分析，將沒有用
的信息過濾掉，然后對有用的信息進行分析匯總，進而準確判斷線路的故障。
（3）光纜監(jiān)測系統(tǒng)在通信傳輸中的利用價值
光纜監(jiān)測系統(tǒng)的實現(xiàn)體現(xiàn)在通信傳輸?shù)拿恳粋€階段，其中以交換網(wǎng)絡(luò)處的監(jiān)測系統(tǒng)為例，該處實現(xiàn)了光纜監(jiān)測系統(tǒng)的有效監(jiān)測，這個光纜線路的長度在八千米的范圍之內(nèi)，因此只要使用一個遠程觀測站就可以了。該例子的遠程監(jiān)測站設(shè)置在機房里，一共有12條需要被監(jiān)測的線路與遠程監(jiān)測站相連接，因此，為了能夠保留一定的富余，開
關(guān)使用的是16路。這個線路圖為星型線路圖，這個線路圖上的每一個遠程站點都必須要設(shè)立獨立的反射光源，這樣能夠有效的為光功率的測試單位提高光信號。
在城市光纜監(jiān)測系統(tǒng)的實施時，要首次擴大光功率的監(jiān)測規(guī)模，要充分發(fā)揮OTDR的測試作用，盡量能夠使每一條光纜線路盡可能多的覆蓋已經(jīng)接受過光功率采集的光纜路由，進而使整個光纜監(jiān)測系統(tǒng)的投資降低，并且使系統(tǒng)的監(jiān)測設(shè)備的使用壽命得到延長。當前，信息技術(shù)發(fā)展的速度非常快，傳統(tǒng)的人工監(jiān)測已經(jīng)無法滿足現(xiàn)實社會的需要了，先進的監(jiān)測手段勢必會受到社會各界的認可，得到通信業(yè)的大力歡迎。筆者所在上海市信息管線公司即建設(shè)使用了光纜監(jiān)測系統(tǒng)，可迅速有效地監(jiān)控全市各處的集約化信息管線資源使用情況，為上海市集約化信息管線的專業(yè)化管理提供了可靠的技術(shù)保障，同時也為網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、資產(chǎn)管理、維護搶修提供了有力的服務(wù)支持。在通信傳輸中，采用先進的監(jiān)測技術(shù)，科學(xué)有效的進行光纜線路的監(jiān)測，及時報告故障，準確判斷故障發(fā)生地，非常有力地提高了光纜線路的監(jiān)測效率，使故障處理的時間大大縮短，為通信業(yè)的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞： 監(jiān)測系統(tǒng)； 通信傳輸； 光纖
現(xiàn)代信息全球化的推動，突飛猛進的信息化建設(shè)，使光纜信息通信技術(shù)在信息化建設(shè)中占有越來越重要的地位。承擔著整個通信網(wǎng)絡(luò)九成以上通信業(yè)務(wù)的光纖傳輸網(wǎng)，不僅有超大的容量，也逐漸成為通信網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部分。
1光纜監(jiān)測系統(tǒng)簡述
所謂光纜監(jiān)測系統(tǒng)，就是通過對光纜進行監(jiān)測，進而做出光纜運行是否正常的判斷；當出現(xiàn)不正常情況時，就會進行報警，并進行相應(yīng)的測試，以準確定位故障發(fā)生點。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)和通信事業(yè)的發(fā)展，光纜監(jiān)測技術(shù)的水平和手段得到提高和完善，已經(jīng)由最初的肉眼監(jiān)測發(fā)展到現(xiàn)今的監(jiān)測結(jié)果更精確的電子化自動監(jiān)測。所謂電子自動化監(jiān)測是指運用自動化監(jiān)測系統(tǒng)，實施對光纜線路傳輸質(zhì)量的監(jiān)測。跟傳統(tǒng)的肉眼監(jiān)測相比，電子自動化監(jiān)測具有高效、準確的優(yōu)點。
光纜監(jiān)測系統(tǒng)實施的流程分為3個部分：信息采集、匯總與分析信息數(shù)據(jù)、評價與診斷設(shè)備的運行情況。（1）如果沒有信息采集，就不能進行光纜信息監(jiān)測。信息采集是指獲取信息，讓檢測員了解監(jiān)測對象處于什么樣的狀態(tài)。（2）如果對收集起來的數(shù)據(jù)不進行匯總和分析，就失去了收集數(shù)據(jù)的作用，無法揭示數(shù)據(jù)反映的現(xiàn)象，無法揭示內(nèi)在的規(guī)律，監(jiān)測很難實施。（3）評價與診斷設(shè)備運行的情況。因為監(jiān)測是最基本的維護行為，維護的最終目標是能夠進行評價和診斷。
2光纜監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能
2．1監(jiān)測系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)
光纜監(jiān)測系統(tǒng)主要由監(jiān)測中心、RTU遠端檢測站和操作終端3部分組成。其中，遠端監(jiān)測站主要包括光時域反射儀OTDR、光功率監(jiān)測OPM單元以及光開關(guān)OSW等硬件設(shè)備，分為監(jiān)控單元和測試單元，前者主要負責對光纜信息進行監(jiān)控，后者主要是對光纜運行狀態(tài)進行測試。處于光纜監(jiān)測系統(tǒng)的控制中心地位的是監(jiān)測中心站，主要包括監(jiān)測網(wǎng)管系統(tǒng)和服務(wù)器兩部分，主要作用是根據(jù)接收到的管功率監(jiān)測單元的相關(guān)警報，向光時域反射儀以及光開關(guān)發(fā)送測試及切換等相關(guān)命令，并根據(jù)反饋回來的測試結(jié)果加以分析，做出判斷，準確定位故障點。操作終端也就是監(jiān)測客戶端，即用戶對整個系統(tǒng)的操作終端，包括PC終端以及相應(yīng)軟件兩部分，主要是為用戶進行線路維護、查找故障點提供便利條件。
2．2監(jiān)測系統(tǒng)功能
（1） 多項測試功能。包括點名測試、定期測試、障礙告警測試。點名測試是指監(jiān)測員選擇和遙控遠端監(jiān)測站對某段光纜進行快速及時測試。定期測試是指遠端監(jiān)測站根據(jù)遠程裝置裝的相關(guān)測試性能如測試參數(shù)、測試起始時刻和測試周期的設(shè)置要求，對光纜線路中的光纖實施周期自動測試。當所監(jiān)測的光纜線路發(fā)生故障時，或分析過濾或接受的光功率比門限值要低或與所監(jiān)測的光纜連接網(wǎng)管系統(tǒng)提供報警信號并判斷出光纜線路出現(xiàn)障礙的時候，監(jiān)測員就要啟動遠端監(jiān)控站來對光纖進行監(jiān)測，并對測試數(shù)據(jù)進行回傳。
（2） 配置。配置系統(tǒng)中有設(shè)備的地址、名稱和注釋信息，需要配置光纖線路的起始和方位；可以選用列表或圖形來表示配置數(shù)據(jù)和對象的相關(guān)特征；具有檢查功能以及對數(shù)據(jù)進行檢索、查詢和打印的功能。配置的一致性功能是指，監(jiān)測系統(tǒng)能檢查本地和遠端數(shù)據(jù)相應(yīng)數(shù)據(jù)是否一致，在此基礎(chǔ)上會顯示出相對應(yīng)的信息。
（3） 光纜監(jiān)測系統(tǒng)能夠通過實時、遠程和在線的方式對新增加的遠端監(jiān)控站設(shè)備進行監(jiān)測。新增的RTU可以按照設(shè)定的周期傳報需要監(jiān)測的光纜的運行狀況數(shù)據(jù)。如果被檢測線路出現(xiàn)故障，遠端監(jiān)控站能及時準確地報告故障發(fā)生的地點，并及時傳到監(jiān)測中心。
（4） RTU。RTU負責管理監(jiān)測站的TSC操作，GIS里的圖形，可以進行縮小、放大、漫游、整圖和選擇的操作。
3光纜監(jiān)測系統(tǒng)在信息傳輸中的監(jiān)測方式
【關(guān)鍵詞】 電力通信網(wǎng)路 光纜監(jiān)測系統(tǒng) 系統(tǒng)組成
引言
隨著科技的進步與發(fā)展，信息化技術(shù)與電力通信的聯(lián)系也日益緊密，智能設(shè)備越來越多的被運用于電力通信網(wǎng)中，作為電力系統(tǒng)重要通信網(wǎng)絡(luò)之一的網(wǎng)絡(luò)--光纜，也被廣泛運用于電力通信網(wǎng)絡(luò)中。由于許多電力通信重要業(yè)務(wù)，如自動化通道、變電站圖像監(jiān)控、調(diào)度電話等業(yè)務(wù)的主要傳輸通道都是光纜網(wǎng)絡(luò)。光纜在電力通信網(wǎng)絡(luò)中擔負著及其重要的作用―網(wǎng)路通信信號傳輸通道，之所以選擇光纜作為傳輸介質(zhì)，它的三大優(yōu)點（高傳輸容量、傳輸信息密度大、有較高安全性）起著決定性作用，這也是電力通信中廣泛運用光纜網(wǎng)絡(luò)的重要原因。
我們一般是在光纜網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障后對其進行維護。當機房中的相關(guān)負責人員發(fā)現(xiàn)無光告警（即系統(tǒng)的收光端無法接受到光信號）時，相關(guān)維護人員需測試光纖，找到故障所在，之后進行維修和維護。還需注意的一點是，即使維護人員已經(jīng)確定事故位置，進行維修前還必須在仔細查詢故障光纜的資料后才能進行維修。如此，必然存在一些缺陷，如：對故障的判斷不夠精確；人的反應(yīng)速度與搶修進程正相關(guān)（可能維修不及時，引發(fā)一些不必要的問題）；無法正確預(yù)知手工測試，光纖劣化等問題。
另一方面，隨著網(wǎng)絡(luò)的普及，光纜規(guī)模逐漸擴大，數(shù)據(jù)越來越龐大，管理也愈發(fā)困難，傳統(tǒng)的人工管理顯得十分乏力，而且在檢索方面也會產(chǎn)生極大的困難，會給搶修工作帶來不便。
光纜監(jiān)測系統(tǒng)擁有布線地圖、故障距離顯示及早期警報等功能，可對光纜網(wǎng)絡(luò)的工作情況進行二十四小時自動監(jiān)視。一旦光纜網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)異常，光纜監(jiān)測系統(tǒng)能夠準確而快速的報警，自動報告相關(guān)負責人員，并在相應(yīng)儀器上顯示出故障所在地，與機房的距離等關(guān)鍵信息，從而實現(xiàn)對光纜網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化管理。
將光纜監(jiān)測系統(tǒng)運用于通信網(wǎng)絡(luò)中，既可以對網(wǎng)絡(luò)故障進行及時的處理，又能將處理損失降低，能夠滿足當下電力通信網(wǎng)絡(luò)的需求。
一、光纜監(jiān)測系統(tǒng)的基本原理
光纜監(jiān)測系統(tǒng)作為新一代光纜告警監(jiān)測系統(tǒng)，它能在出現(xiàn)傳說故障前及時告警，出現(xiàn)故障時及時分析故障的原因，并能精確定位故障點距離，提高快速搶修時間。AIU光功率監(jiān)測單元通過采集通信光功率然后分析通信光功率，然后送至檢測中心（MC）分析處理，實現(xiàn)光功率動態(tài)變化的告警監(jiān)測。當異常出現(xiàn)時，AIU光功率監(jiān)測單元會自動將故障報告及報警信息傳輸至監(jiān)控終端，終端內(nèi)的相關(guān)軟件會依據(jù)故障報告對命令進行相應(yīng)切換，之后向測試端發(fā)出相應(yīng)指令，啟動反射測試系統(tǒng)采集故障所在位置并對故障通路進行測試，對這些信息進行整合，確定故障的類型、故障發(fā)生的位置等，并自動將以上信息進行存儲，便于后來的查詢與調(diào)取。
監(jiān)測中心的基本原理，監(jiān)測點接收到遠程AIU光功率監(jiān)測單元的告警之后，分析所發(fā)生的監(jiān)測路由。然后由監(jiān)測中心通過遠程OSU程控光開關(guān)選擇被測光纖，遠程OTDR發(fā)射不同于通信波長的監(jiān)測光，WDM服用監(jiān)測光到傳輸網(wǎng)絡(luò)中，檢測中心接收都OTDR的測試曲線數(shù)據(jù)之后進行分析，計算館長點位置等數(shù)據(jù)。最后由GIS定位及聲音等多種形式進行故障通知。
二、光纜監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
光纜監(jiān)測是集地理信息系統(tǒng)、衛(wèi)星定位系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信及光學(xué)測量等現(xiàn)代通信技術(shù)于一身的系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對光纜系統(tǒng)故障在線的自動監(jiān)測。是現(xiàn)在故障在線監(jiān)測主要依靠光纜監(jiān)測系統(tǒng)的三大部分―上機位，OTDR測試模塊和監(jiān)測模塊。
光纜監(jiān)測系統(tǒng)的三大結(jié)構(gòu)，監(jiān)測站、通信網(wǎng)絡(luò)及監(jiān)測中心。
1、監(jiān)測站。通常在通信站點安裝監(jiān)測站，監(jiān)測站由光功率監(jiān)測模塊、遠程監(jiān)控工作站、OTDR模塊、電源模塊、程控多路光開關(guān)模塊及通信模塊等構(gòu)成。
光功率監(jiān)測模塊通過采集和處理被監(jiān)測光功率信號來實現(xiàn)對傳輸大量基本數(shù)據(jù)的在線監(jiān)測，并將監(jiān)測數(shù)據(jù)快速而及時的上傳給監(jiān)測站和監(jiān)測中心；然后由監(jiān)測中心對各方數(shù)據(jù)進行相應(yīng)整理和分析，對光功率變化超出門限值的監(jiān)測站點發(fā)生告警并判斷發(fā)生故障的具體光纜點，并自動、迅速啟動相應(yīng)監(jiān)測站的程控多路光開關(guān)和光時域反射儀，測試相應(yīng)故障光纜段；監(jiān)測站將測試所得數(shù)據(jù)上傳至中心，最后由中心將實測數(shù)據(jù)與標準數(shù)據(jù)比較分析，進而確定故障類型及故障點所在位置，并告知相應(yīng)維修人員進行維修。
2、通信網(wǎng)絡(luò)。通信網(wǎng)絡(luò)即為數(shù)據(jù)通道，它將監(jiān)測中心與各監(jiān)測站聯(lián)系起來。當監(jiān)測中心與各監(jiān)測站信號中斷時，各監(jiān)測站依可據(jù)監(jiān)測中心配置的標注數(shù)據(jù)獨立完成相關(guān)測試，從而確保電力通信的正常進行。
3、監(jiān)測中心。資源維護工作站、網(wǎng)橋池、系統(tǒng)管理工作站、中心數(shù)據(jù)庫服務(wù)器等，共同組成了監(jiān)測中心。各監(jiān)控分站的資料由監(jiān)測中心統(tǒng)管，可進行遠程監(jiān)控，也可提供時間分析、光纜老化的預(yù)警及管理纜線等，能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的全盤掌握。
備纖監(jiān)測和在線監(jiān)測是系統(tǒng)檢測的兩種方式
1、備纖監(jiān)測。通常備纖監(jiān)測適用于有較高正常通信質(zhì)量且網(wǎng)絡(luò)資料豐富的地區(qū)，能夠使空閑資源監(jiān)測方案得到較高效運用。該監(jiān)測的優(yōu)點是管理簡單，對正常通信沒有影響及有效利用資源監(jiān)測光纜異常，但該監(jiān)測需對光纖資源有一定的占用。合理運用備纖監(jiān)測能實現(xiàn)資源的高效管理。
2、在線監(jiān)測。在線監(jiān)測建立在已有的電力通信基礎(chǔ)之上，運用分光器對百分之三的電力通信進行相應(yīng)光功率測試分析，正常通信的通信光光功率占百分之九十七。分光器能動態(tài)的將正常的通信光波與測試光波符合在一條光纜中進行傳播，在進入相應(yīng)接收設(shè)備之前，為避免通信信號干擾，可使用濾光器先將測試光過濾掉，只接收相應(yīng)波長的通信光。在線監(jiān)測可以優(yōu)化通信線路，但當通信線路接入時會對正常通信產(chǎn)生不同程度的影響。
三、光纜監(jiān)測系統(tǒng)的三大功能體系
光功率自動監(jiān)測功能、光纜自動監(jiān)測功能和光纜維護功能是光纜監(jiān)測系統(tǒng)的三個主體功能，現(xiàn)分述如下：
1、光纜自動監(jiān)測功能。光纜自動監(jiān)測功能受計算機相關(guān)程序調(diào)控，能自動對光纜進行一系列故障測試，并將測試結(jié)果曲線與光纜標準曲線進行比對，如有異常，能快速準確的定位故障點，方便維修人員及時維修。
2、光功率自動監(jiān)測功能。在線監(jiān)測光纜監(jiān)測系統(tǒng)中的收光功率是光功率自動監(jiān)測判斷光纜故障是否發(fā)生的主要依據(jù)。自動監(jiān)測系統(tǒng)根據(jù)標準收光率與實時收光率之間的差距來判斷光纜是否出現(xiàn)故障。當實時收光率與標準收光率之間的差距大于閥值時，根據(jù)超出大小輸出不同級別的警告信息，此時自動監(jiān)測功能還將自行觸發(fā)光時域反射儀，對故障發(fā)生斷進行準確判斷，以便機房人員及時采取相應(yīng)措施。
3、光纜維護功能。告警故障管理、通信值班管理及光纜纖芯管理共同組成了通信調(diào)度應(yīng)用管理的全部功能；空間資源管理、光纜線路資源管理、線路支撐網(wǎng)資源管理、光纜光纖配線管理、機房設(shè)備管理及電纜線路資源管理共同構(gòu)成了光纜管理功能。
總結(jié)：光纜監(jiān)測系統(tǒng)相較傳統(tǒng)人工管理有著顯而易見的優(yōu)勢，光纜監(jiān)測系統(tǒng)不僅能在線監(jiān)測光纜系統(tǒng)，節(jié)約大量人力；還可快速準確的發(fā)現(xiàn)故障所在位置，便于對故障的及時處理，避免不必要的損失。當下，光纜監(jiān)測系統(tǒng)還可與GIS技術(shù)有機結(jié)合，從而實現(xiàn)對光纜線路和用戶電路資源的邏輯性管理，使光纜的持續(xù)運作及資源的使用更加充分有效。
隨著社會的發(fā)展，電力通信網(wǎng)的普及，以及不斷成熟的光纜監(jiān)測系統(tǒng)，光纜監(jiān)測系統(tǒng)必將廣泛的運用于電力通信網(wǎng)絡(luò)中。
參 考 文 獻
[1]孟和，趙政，李華舟等.光纜監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].計算機工程，2005，，31（4）；195-196.
關(guān)鍵詞 通信傳輸系統(tǒng)；光纜監(jiān)測技術(shù)；監(jiān)控系統(tǒng)
中圖分類號TN91 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2013）99-0204-02
0引言
21世紀是信息化的時代，信息化技術(shù)得到快速的發(fā)展，光纜數(shù)字通信技術(shù)已經(jīng)在多個領(lǐng)域中得到普遍運用，在信息化發(fā)展中占有重要地位。近年來，我國社會經(jīng)濟快速發(fā)展，通信技術(shù)也得到發(fā)展，光纜網(wǎng)絡(luò)不斷擴大，對其維護工作也越來越困難，所以有必要構(gòu)建一個通信傳送網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)，特別是光纜監(jiān)測系統(tǒng)。光纜監(jiān)測技術(shù)可以改變目前光纜維修被動化的情況，在充分掌握光纜特性與基本知識的前提條件下，對光纜的數(shù)據(jù)與信息進行實時的監(jiān)控，進而提升光纜維護的可靠性。
1光纜監(jiān)測技術(shù)介紹
1.1光纜監(jiān)測技術(shù)概念
光纜監(jiān)測技術(shù)指的就是利用對光纜實行實時監(jiān)督與觀測，以便對光纜是否正常運作進行準確的判斷[1]；一旦發(fā)生異?，F(xiàn)象，那么系統(tǒng)就會做出警報，且實行對應(yīng)的測定，從而對故障位置進行準確定位。伴隨著科學(xué)技術(shù)與信息技術(shù)的快速進步，光纜監(jiān)測技術(shù)的渠道與水平已經(jīng)獲得一定的提升，傳統(tǒng)的光纜監(jiān)測方法是利用人們的肉眼進行觀察，現(xiàn)今是利用現(xiàn)代化的電子自動化技術(shù)進行觀測。電子自動化監(jiān)測指的就是利用自動化的監(jiān)測技術(shù)與系統(tǒng)，對光纜線路的輸送進行實時的監(jiān)測。和傳統(tǒng)的光纜監(jiān)測技術(shù)相對比，電子自動化監(jiān)測技術(shù)具有一定的優(yōu)越性，能夠獲得更為高效、更為正確的監(jiān)測效果。
1.2光纜監(jiān)測系統(tǒng)實行的步驟
通常情況下，光纜監(jiān)測系統(tǒng)實行的步驟主要有信息的采集、信息的匯總和分析以及對光纜運作狀況進行評價和判定等三步。
1）信息的采集，假使不對光纜的基本信息進行采集，那么就難以對光纜信息加以檢測，所謂的信息采集就是取得信息，使相關(guān)工作人員清楚掌握光纜的具體情況；
2）信息的匯總和分析。假使不對所采集到的信息與數(shù)據(jù)進行匯總，并對其進行詳細的分析，那么信息的采集就沒有任何意義，就無法發(fā)現(xiàn)信息與數(shù)據(jù)所涵蓋的意思，就難以將其中所包含的規(guī)律揭示出來，那么光纜的監(jiān)測就無法得到切實實行；
3）對光纜運作狀況進行評價和判定。由于光纜最根本的維護活動就是進行監(jiān)測，而對光纜的具體狀況實行評斷是進行維護的最終目的；
2光纜監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)成結(jié)構(gòu)
光纜監(jiān)測系統(tǒng)主要有三個部分構(gòu)成，分別是監(jiān)測中心、操作終端以及RTU遠端檢測站。而RTU遠端檢測站又是由幾個硬件元件組成，主要包含光時域反射儀OTDR、光開關(guān)OSW和光功率監(jiān)測OPM單元等等，分成測試部分、監(jiān)控部分。監(jiān)控部分是擔任監(jiān)督與控制光纜信息數(shù)據(jù)的任務(wù)；測試部分是擔任檢測光纜運轉(zhuǎn)狀況的任務(wù)。在整個光纜監(jiān)測系統(tǒng)中，監(jiān)測中心站占據(jù)重要位置，具體分成兩個部分，分別為服務(wù)器、監(jiān)測網(wǎng)管系統(tǒng)，其功能是在管功率的監(jiān)測單元發(fā)出有關(guān)警報并且被接收之后，發(fā)送有關(guān)命令到光時域反射儀和光開關(guān)發(fā)送測試與切換，且依據(jù)回復(fù)的測試結(jié)果進行研究，做出正確的判定，找出故障的正確位置[2]。所謂的操作終端指的就是客戶對一個系統(tǒng)的操作終端（PC終端與相關(guān)的軟件），其具體的功能就是便于用戶對線路實行檢查與維修，找出故障存在的位置。
3光纜監(jiān)測系統(tǒng)的作用
光纜監(jiān)測系統(tǒng)的主要作用包含四大點，分別是多項測試作用，能夠通過在線、實時與遠程等形式進行監(jiān)控，遠程終端控制系統(tǒng)，配置。
多項測試作用。該項作用中具體包含定期測試、點名測試以及障礙告警測試。定期測試指的就是依據(jù)遠程設(shè)備的有關(guān)測試參數(shù)、周期以及起始時間等的設(shè)定需要，遠端監(jiān)測站對光纜線路內(nèi)的光纖進行定期的自動測定。所謂的點名測試指的就是相關(guān)工作人員通過遙控或者是選取監(jiān)測站，對某一段的光纜實行高效、準確的測試。而障礙告警測試指的是在光功率監(jiān)測單元或者是SDH網(wǎng)管單元發(fā)出警告信息之后，遠端監(jiān)測站中斷正實行的測試，迅速實現(xiàn)障礙告警測試，且把測試的信息與數(shù)據(jù)及時報送至中心[3]。另外遠端監(jiān)測站同樣能夠獲取來源于光傳送裝置所發(fā)出的警告信息，且及時發(fā)動相對應(yīng)的障礙告警測試。
能夠利用在線、實時與遠程等形式進行監(jiān)控。光纜監(jiān)測技術(shù)可以利用在線、實時與遠程等形式，展開新增添遠端監(jiān)控站裝備的實時監(jiān)控。新設(shè)置的遠端監(jiān)控站能夠依據(jù)預(yù)先安排好的周期，對光纜運作情況的信息與數(shù)據(jù)進行傳送。一旦發(fā)現(xiàn)監(jiān)測線路發(fā)生問題，遠端監(jiān)控站就能及時找出線路問題所在的具置，且迅速發(fā)送至監(jiān)測中心內(nèi)。
遠程終端控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要是對監(jiān)測站內(nèi)的TSC操作進行有效的管理，在地理信息系統(tǒng)中的圖形能夠?qū)嵭懈鞣N操作，例如選取、整圖、縮放、漫游等，在大量的操作中能夠達到操作標準的需要，從而實現(xiàn)預(yù)期的目標。工作人員在實際的工作中，必須注意遠程終端控制系統(tǒng)操作的步驟，并且注意其中的每一個技術(shù)要點。
配置。在對系統(tǒng)實行配置的過程中，必須關(guān)注儀器設(shè)備的名稱、地址及其相關(guān)注釋，且依據(jù)實際所需對光纜線路的方位、出發(fā)點、終點等進行有效的配置；在進行操作的過程中，能夠通過圖形或者是列表的形式，將配置數(shù)據(jù)中的有關(guān)特點都詳細表達出來，包含了多項作用，例如查找與打印、數(shù)據(jù)實行檢索以及檢查等作用。所謂的配置一致性指的就是監(jiān)測系統(tǒng)可以檢查出遠端數(shù)據(jù)相關(guān)的信息數(shù)據(jù)與本地的數(shù)據(jù)是否相同，在該前提條件下將展現(xiàn)相對應(yīng)的數(shù)據(jù)與資料。
4在通信傳輸系統(tǒng)中光纜監(jiān)測技術(shù)的設(shè)計
4.1設(shè)計光纜監(jiān)測系統(tǒng)
光纜監(jiān)測技術(shù)包含多種技術(shù)，例如測量技術(shù)、通信技術(shù)以及計算機技術(shù)等等，利用上述技術(shù)對光纜的傳送實行自動化監(jiān)督與測量，且及早的把檢測所獲取的信息發(fā)送到信息中心，且對其加以處理。另外，光纜監(jiān)測系統(tǒng)不但不會影響通信的正常傳送，同樣可以實現(xiàn)多項功能，比如定期不定期的監(jiān)測、遠程的監(jiān)控與維護以及故障的自動反饋。
4.2監(jiān)測中心和遠程監(jiān)測站之間的相互訪問
光纜監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)的監(jiān)測中心能夠在任意時間對各個遠程監(jiān)測站進行訪問，另外，各個遠程監(jiān)測站之間具備互相訪問的權(quán)利，且遠程監(jiān)測站同樣可以對監(jiān)測中心進行訪問[4]。由此可見遠程監(jiān)測站與監(jiān)測中心、遠程監(jiān)測站之間，均能夠相互訪問。其中，它們之間的互相訪問是利用TCP/IP協(xié)議來達成的。
5通信傳輸系統(tǒng)中光纜監(jiān)測技術(shù)的監(jiān)測形式
5.1 OTDR定位
運用備纖監(jiān)測與在線監(jiān)測。所謂的在線監(jiān)測即監(jiān)測業(yè)務(wù)纖。運用光波將WDM隔開，之后把由OTDR所發(fā)射出的光纖發(fā)送至監(jiān)測業(yè)務(wù)纖中。一般情況下業(yè)務(wù)纖并未運用的窗口上接收測試光所發(fā)出的波長。有關(guān)OTDR定位問題，一直以來都是相關(guān)工作人員工作的主要內(nèi)容，監(jiān)測的實效性與準確性受OTDR定位的直接影響。
5.2光功率監(jiān)測
光功率監(jiān)測通常是在兩個監(jiān)測站內(nèi)展開的，在監(jiān)測站的中心設(shè)定單獨光源，在監(jiān)測站中設(shè)定相關(guān)的光功率監(jiān)測形式，且設(shè)定一定的警報門限。一旦出現(xiàn)光功率消耗高于警報門限時，那么就將發(fā)生警報信號，進而引發(fā)測試，從而明確故障的數(shù)據(jù)與信息。在實際的工作中上述這一點是極為關(guān)鍵的，要想保證通信的可靠性與穩(wěn)定性，就必須快速及時處理故障信息，故障信息進行確認有助于故障的檢查與排除，具有十分重要的指導(dǎo)作用。
5.3 OTDR與光功率監(jiān)測結(jié)合
一些時候在進行信息傳送時，必須將OTDR與光功率監(jiān)測兩者有機結(jié)合，將兩者的優(yōu)勢都發(fā)揮出來，實現(xiàn)優(yōu)勢互補的目標，進而達到信息的成功傳送。這種方式也是現(xiàn)今較為普遍、多見的形式。伴隨著社會經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷進步，時代的不斷變更，還將不斷研究、開發(fā)出新的技術(shù)。在這種情況下，相關(guān)工作人員只需保持端正的態(tài)度，有區(qū)別進行處理，清楚掌握各種技術(shù)的優(yōu)勢與劣勢，且靈活運用，優(yōu)勢互補，就有可能實現(xiàn)通信信息傳輸?shù)娜?、完善、穩(wěn)定，從而達到預(yù)期的信息傳送效果與質(zhì)量。
6結(jié)論
在我國，光纜通信技術(shù)是一個十分重要的投資內(nèi)容，對通信傳輸故障與問題進行有效的控制，不但可以有效提升系統(tǒng)的運行性能，同時也可有效降低通信工程的投資成本。伴隨著目前通信技術(shù)的快速發(fā)展與進步，光纜網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)逐漸在人們的生活中廣泛普及，老舊的維護方法與手段已經(jīng)難以滿足當前光纜網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的需要。為了能夠有效保證通信事業(yè)的正常發(fā)展，應(yīng)該大力發(fā)展先進的監(jiān)測技術(shù)，加強對通信傳送的有效控制與管理，精準的查找出故障所在的位置，并及時采取有效措施加以處理，從而保證通信的正常使用。
參考文獻
[1]李建磊.光纜監(jiān)測系統(tǒng)在通信傳輸中的應(yīng)用探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012（10）.
[2]楊曉娜，王樹輝.光纜監(jiān)測系統(tǒng)在通信傳輸中的實現(xiàn)[J].中國管理信息化，2011（12）.
【關(guān)鍵詞】 通信 光纜 監(jiān)測
中圖分類號：E964
一、前言
隨著電網(wǎng)建設(shè)的加快，對通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性、安全性要求進一步增強，通信網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模和復(fù)雜程度也會進一步擴大。依靠傳統(tǒng)的管理方式，很難適應(yīng)當前的通信管理更加高效、更加規(guī)范的要求，采用現(xiàn)代化的管理手段，提高通信網(wǎng)絡(luò)的安全運行已經(jīng)是勢在必行。如何根據(jù)通信光纜線路的地理分布，采用一種光纜在線檢測的方式與各種有效的光纜線路保護，為光纜故障應(yīng)急處理提供全面完善的解決方案，是非常急需探討的課題，
二、光纜線路監(jiān)測
光纖是由很脆弱的玻璃制成，通常其外徑為125um單模光纖的纖芯只有7-8um，多模光纖的纖芯也僅為50um，雖然光纜本身利用FBT加強芯、油膏和塑料外護套等保護光纖，使光纜具有了一定的抗外力強度。但伴隨的野蠻施工、強烈的外力的沖擊、電腐蝕、加之如接頭盒的開裂、進水、腐蝕和光纜自然老化等因素，還會常常導(dǎo)致光纜傳輸系統(tǒng)的故障。光纜通信的中斷不但給電力通信與調(diào)度自動化系統(tǒng)造成中斷，而且嚴重影響繼電保護和穩(wěn)控系統(tǒng)運行，不但給電力企業(yè)造成直接的經(jīng)濟損失，而且還將造成極大的社會影響，給人民生活帶來不便。
傳統(tǒng)人工光纜維護方式基本的流程如下：故障發(fā)生后，光端機網(wǎng)管發(fā)出告警，通信調(diào)度值班人員通知光纜維護單位，光纜維護人員驅(qū)車至故障變電站機房，用OTDR測試，判斷大概障礙位置，驅(qū)車趕至故障地點，現(xiàn)場確定故障點，最后進行搶修。
可以看出，傳統(tǒng)人工維護方式比較原始、比較落后，其缺點主要表現(xiàn)為：
2.1. 由于機房值班人員只能從端機上得知系統(tǒng)有障礙，但無法判斷故障點，具體故障點必須等到線務(wù)人員趕到機房用OTDR進行測試以后才能確定故障點，造成故障歷時過長；
2.2. 由于光端機告警不能判斷是設(shè)備障礙還是線路障礙，因此，常常發(fā)生誤告警，增加了光纜維護人員無謂的勞動；
2.3. 不能預(yù)防故障的產(chǎn)生，特別是對光纖的逐步劣化，傳統(tǒng)的維護方式根本沒辦法發(fā)現(xiàn)。
目前電力信息容量的90%以上是通過光纜線路傳送的。隨著光纜數(shù)量的增加以及早期敷設(shè)光纜的老化，光纜線路的故障次數(shù)在不斷增加，傳統(tǒng)的光纜線路維護管理模式的故障查找困難，排障時間長，影響網(wǎng)絡(luò)的正常工作。因此，實施對光纜線路的實時監(jiān)測與管理，動態(tài)地觀察光纜線路傳輸性能的劣化情況，及時發(fā)現(xiàn)和預(yù)報光纜隱患，以降低光纜阻斷的發(fā)生率，縮短光纜的故障歷時顯得越來越重要。
通信光纜線路分布具有明顯的放射特性，利用光纜在線檢測系統(tǒng)可以實時檢測通信光纜線路運行狀況的特點，結(jié)合通信監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)基于OTGR的電力通信網(wǎng)絡(luò)管理，將通信監(jiān)控系統(tǒng)同光纜在線檢測系統(tǒng)有機地結(jié)合起來，可以實現(xiàn)管理的高效、合理和科學(xué)化。
三.光纜線路監(jiān)測的目的和過程
目前國內(nèi)外的光纜監(jiān)測幾乎都是采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、地理信息技術(shù)來實現(xiàn)對光纖網(wǎng)絡(luò)的集中監(jiān)控及資源管理。在光纜監(jiān)測管理中，通過監(jiān)控專用的多路光功率計、OTDR設(shè)備、光開關(guān)結(jié)合，實現(xiàn)對光纜的監(jiān)測。監(jiān)測方式有備纖監(jiān)測和在線監(jiān)測兩種：一是利用光纜中的備用光纖對光纜進行監(jiān)測，其原理是通過自備的激光光源及分光器將激光分別送入不同光纜的監(jiān)控備用光纖中，在光纜的另外一端使用專用光功率計實時檢測光纖中光功率的變化情況，當光纜發(fā)生劣化或斷裂時光功率會隨之變化，由此實現(xiàn)對光纜的監(jiān)控。二是使用光纜中的業(yè)務(wù)纖進行在線監(jiān)測的方式。系統(tǒng)采用先進的光時域反射儀（OTDR）將測試光通過波分復(fù)用器（WDM）和光開關(guān)耦合到業(yè)務(wù)纖中對光纖進行測試。
監(jiān)測就是通過對設(shè)備狀態(tài)信息進行采集，將采集的數(shù)據(jù)進行匯總與分析，并對設(shè)備運行狀況進行有效評價，從而發(fā)現(xiàn)設(shè)備的故障與潛在故障的全過程。監(jiān)測是維護的基本行為，有了監(jiān)測才能對設(shè)備進行科學(xué)的維護。監(jiān)測包含以下三個過程：其一，信息采集。獲取足夠的信息是對被監(jiān)測對象所處狀態(tài)進行了解的第一步，沒有信息采集過程，監(jiān)測就無法進行。信息采集可以是定時的，也可以是連續(xù)的、不間斷的。其二，信息數(shù)據(jù)的匯總與分析。如果只進行數(shù)據(jù)的采集而不進行統(tǒng)計和分析，就不可能揭示各種現(xiàn)象的本質(zhì)，就不可能發(fā)現(xiàn)問題與規(guī)律，也就很難真正實現(xiàn)監(jiān)測的目的。其三，對設(shè)備運行狀況進行有效的評價和診斷。監(jiān)測是維護的基本行為，維護所追求的中心目標就是診斷。診斷是以監(jiān)測為基礎(chǔ)，同時診斷也應(yīng)該是監(jiān)測行為的一個組成部分。有效評價和診斷是建立在數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析基礎(chǔ)之上的，如果沒有一個科學(xué)的分析和評價體系，就很難對故障進行有效判別，特別是對于潛在故障的判定。因此，監(jiān)測一定是包含了數(shù)據(jù)采集、分析、評價和診斷的一個全過程，其目的是發(fā)現(xiàn)設(shè)備的故障與潛在故障。
目前電力光纜自動監(jiān)測系統(tǒng)主要技術(shù)特點是：快速故障定位；告警工作流程管理；具有多種測試種類：點名測試、定期測試等。光纜自動監(jiān)測系統(tǒng)經(jīng)過長時間的開發(fā)、應(yīng)用和不斷的完善，己經(jīng)成為電力主干網(wǎng)、接入網(wǎng)光纜維護工作中重要的故障定位手段，在主干網(wǎng)、接入網(wǎng)的維護中發(fā)揮著巨大的作用，但由于技術(shù)及其他原因，系統(tǒng)本身還存在一定的局限性，主要就是光纜的監(jiān)測沒有和網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，監(jiān)測系統(tǒng)雖然能提供自動告警，但只能被本地的監(jiān)測站接收，而監(jiān)測中心無法實時獲知，造成檢修的延誤。另外監(jiān)測系統(tǒng)沒法實時提供詳細的監(jiān)測站報告，都需要人工的處理。所以，光纜監(jiān)測系統(tǒng)尚待完善。
四、結(jié)語
關(guān)鍵詞：光纖通信；改進應(yīng)力應(yīng)變系統(tǒng)；通信質(zhì)量；應(yīng)用
引言
光纖通信技術(shù)是以光纖為媒介的一項通信傳輸技術(shù)，具有穩(wěn)定性高、傳輸效率高等顯著優(yōu)勢，相比傳統(tǒng)通信而言，其通信質(zhì)量得到了大幅度的提高。而光纖通信的實現(xiàn)，建立在光纖通信工程高質(zhì)量建設(shè)的基礎(chǔ)上。因此，光纖通信改進應(yīng)力應(yīng)變系統(tǒng)通信工程光纜線路施工中，相關(guān)施工人員要科學(xué)合理運用光纜線路施工技術(shù)，并在實踐中明確光纜線路施工技術(shù)要點，確保改進應(yīng)力應(yīng)變系統(tǒng)通信光纜線路施工質(zhì)量，從而保證光纖數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性、高效性和安全性，進而有效提高光纖通信質(zhì)量。鑒于此，本文通過對應(yīng)力應(yīng)變系統(tǒng)及其通信方式介紹，進一步深入分析光纖通信在改進應(yīng)力應(yīng)變系統(tǒng)通信質(zhì)量中的應(yīng)用。
1應(yīng)力應(yīng)變系統(tǒng)及其通信方式介紹
應(yīng)變監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用通過有限元分析管土相互作用和地面運動模型通過特定的網(wǎng)站可以形成監(jiān)測數(shù)據(jù)，隨時監(jiān)測生成管道應(yīng)變是否超過管道應(yīng)變能力，防止地質(zhì)災(zāi)害對管道造成破壞。本項目管道應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測系統(tǒng)通過布設(shè)在管道監(jiān)測點的光纖光柵傳感器，實現(xiàn)對管道應(yīng)變、溫度和位移進行監(jiān)測，進而實現(xiàn)對管道變形的監(jiān)測和預(yù)警，作為評價管道的安全狀態(tài)的現(xiàn)實依據(jù)。管道結(jié)構(gòu)構(gòu)件的應(yīng)力應(yīng)變信息是反映其結(jié)構(gòu)是否處于安全狀態(tài)最直接的評價和判斷指標，因此采用光纖光柵應(yīng)變傳感器對管道結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位進行應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測以評價結(jié)構(gòu)安全狀態(tài)。同時當管道發(fā)生不均勻沉降時，布設(shè)的光纖光柵應(yīng)變傳感器也能監(jiān)測到管道的內(nèi)力變化，從而判斷不均勻沉降對管道結(jié)構(gòu)安全狀態(tài)的影響。由于管道內(nèi)部流通天然氣，溫度變化對管道的影響是十分重要的參考指標，同時管道溫度數(shù)據(jù)也能為管道結(jié)構(gòu)的數(shù)值仿真計算模擬提供更加全面的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持。因此在管道結(jié)構(gòu)關(guān)鍵位置處布設(shè)光纖光柵溫度傳感器以監(jiān)測管道結(jié)構(gòu)溫度變化情況。在自然環(huán)境各種因素的作用下，在野外布設(shè)的管道結(jié)構(gòu)往往會出現(xiàn)局部懸跨，從而引起管道結(jié)構(gòu)的不均勻受力造成不均勻變形，同時在土體地殼運動和外力的影響下管道結(jié)構(gòu)的不均勻變形成為一個不可忽略的安全問題，因此需要對管道結(jié)構(gòu)進行不均勻變形監(jiān)測。整個監(jiān)測系統(tǒng)采用光纖光柵監(jiān)測技術(shù)對管道結(jié)構(gòu)進行應(yīng)變、溫度和位移監(jiān)測；光纖光柵傳感器數(shù)據(jù)通過光纖光柵解調(diào)儀和相應(yīng)的采集軟件進行采集傳輸及存儲，數(shù)據(jù)通信以現(xiàn)場觀測閥室為輸入節(jié)點，以無線4G通信模塊為輸出節(jié)點，系統(tǒng)平臺作為各節(jié)點數(shù)據(jù)匯聚和處理的中心。如圖1所示，各傳感器的信號通過光纖傳輸?shù)焦饫w光柵解調(diào)儀后，對光纖信號進行解析和處理，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后上傳給數(shù)據(jù)采集主機，對數(shù)據(jù)進一步運算和處理，轉(zhuǎn)換成實際的工程量，一方面將處理后的數(shù)據(jù)存儲到本地硬盤，另一方面將這些數(shù)據(jù)通過4G無線信號發(fā)射器傳送至應(yīng)力應(yīng)變系統(tǒng)平臺，在系統(tǒng)平臺上進行存儲和分析。
2管道應(yīng)變監(jiān)測系統(tǒng)
光纖通信管道應(yīng)變監(jiān)測系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)完成監(jiān)測基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的自動讀取和遠程傳送。數(shù)據(jù)自動處理子系統(tǒng)完成管道力學(xué)指標變化生成，最后通過信息子系統(tǒng)對生成的管道力學(xué)指標變化進行可視化表達，讓管道管理者實時掌握管道力學(xué)變化。光纖通信對管道作用應(yīng)力關(guān)鍵表現(xiàn)在軸向上，對管道軸向應(yīng)力的測量就能較好地判斷管道的可接受應(yīng)力狀態(tài)。因此光纖光柵應(yīng)變傳感器僅測量管道軸向的應(yīng)變，基于鋼材彈性理論，若已知管道橫截面半徑r，和通過傳感器測量到的三個相隔90°圓弧位置A，B，C處的單軸縱向應(yīng)變，可以計算出圓周任一點的縱向應(yīng)變。
3光纖通信在改進應(yīng)力應(yīng)變系統(tǒng)通信質(zhì)量中的應(yīng)用
3.1精確標明線路
在改進應(yīng)力應(yīng)變系統(tǒng)通信施工之前，施工人員要事前做好光纜線路標注工作，確保后續(xù)施工中，相關(guān)操作人員可以快速辨識和準確選擇光纜線路，以此規(guī)避返工問題，為優(yōu)化光纜施工和保障光纜施工質(zhì)量奠定良好的基礎(chǔ)。與此同時，為了最大限度提高光纜線路施工質(zhì)量和經(jīng)濟效益，設(shè)計人員在設(shè)計光纜敷設(shè)線路時，要綜合考慮光纜施工需求，并通過現(xiàn)場勘察方式選擇出最佳線路敷設(shè)方案，同時要科學(xué)處理光纜線路敷設(shè)全過程的標志。在光纜敷設(shè)過程中，施工人員要嚴格按照要求做好各類標識工作，如下設(shè)管道標識、光纜直埋標識等，并保證各標識的準確性，為后續(xù)維護提供依據(jù)。同時，改進應(yīng)力應(yīng)變系統(tǒng)通信全過程的標識要十分醒目，才能保證光纜線路的安全性。原因在于光纜線路標識不醒目，將有較大概率被人為拆卸或者損壞線路，不利于保障光纜線路的安全性。另外，光纜線路標識過于明顯，雖能夠發(fā)揮出比較醒目的安全提醒，但是這類標識容易被人為損壞或者拆卸，使得標識的安全警示作用難以發(fā)揮出來。因此，在光纜線路全過程標志工作中，施工人員要始終堅持專人專線的施工原則，確保改進應(yīng)力應(yīng)變系統(tǒng)通信全程明晰，并做好線路的定期檢查工作，及時填補模糊或者損壞的標志。
3.2做好施工的溝通工作
嚴格遵守通信協(xié)議和技術(shù)要求，在整個改進應(yīng)力應(yīng)變系統(tǒng)通信光纜鋪設(shè)工作過程中，在各種部門中都應(yīng)建立良好的聯(lián)絡(luò)方式，以便做好互動而又統(tǒng)一的溝通方式。監(jiān)督業(yè)務(wù)計劃和加強合同關(guān)系，避免合作伙伴不按時進行項目計劃的實施。在開始設(shè)計光纜線路之前，項目的施工單位就應(yīng)該與分包商簽訂了施工合同，仔細閱讀了解合同或協(xié)議的站點建設(shè)條件和建設(shè)要求。要進行明確規(guī)定，光纜的鋪設(shè)必須嚴格按照合同的規(guī)定和布線設(shè)計方案進行，設(shè)計方案的調(diào)整要考慮到實際情況的局限性。
3.3加強安全防護
在改進應(yīng)力應(yīng)變系統(tǒng)通信光纜架設(shè)工作中，施工人員要做好光纜外層安全防護工作，規(guī)避光纜長期接觸粗糙表面或者光纜剮蹭問題，使得光纜表層防水功能遭到破壞，從而引發(fā)電腐蝕問題，最終影響光纖信號傳輸質(zhì)量和效率。在地面施工中，施工人員要在接頭盒裝配或者連接點連接作業(yè)完成之后，將連接盒架設(shè)在高處，目的在于規(guī)避其發(fā)生誤碰或者受損問題，以此保證光纜接頭施工質(zhì)量。在光纜架設(shè)過程中，施工人員要充分考慮施工中的各項潛在影響因素。因此，為了減少外在干擾因素，改進應(yīng)力應(yīng)變系統(tǒng)通信線路設(shè)計時，要盡可能規(guī)避穿越經(jīng)濟園林或者人群密集處。在條件一致的情況下，工程施工人員可選擇人行道或者慢車道的地下作為光纜線路敷設(shè)點，并嚴控光纜管道和其他管道之間的安全距離，避免光纜管道施工中破壞其他系統(tǒng)的管道，以此保證人們的正常生活不被影響。除此之外，在改進應(yīng)力應(yīng)變系統(tǒng)通信光纜線路敷設(shè)過程中，工程施工人員要盡可能規(guī)避超高建筑物、大型工業(yè)區(qū)等區(qū)域，若改進應(yīng)力應(yīng)變系統(tǒng)通信光纜線路敷設(shè)路段已經(jīng)存在高壓輸電線路，施工人員要確保光纜線路和高壓輸電線路之間保持足夠的安全距離，往往控制在2m以上的安全距離?？傊?，改進應(yīng)力應(yīng)變系統(tǒng)通信光纜線路施工中，加強安全防護至關(guān)重要，要求施工人員結(jié)合不同環(huán)節(jié)的施工需求，落實好各項安全措施。
結(jié)語
通過以上改造，在充分利用現(xiàn)有富裕光纖資源的同時，保證了應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測系統(tǒng)信號傳輸?shù)姆€(wěn)定，保障了系統(tǒng)平臺對各個關(guān)鍵節(jié)點應(yīng)力應(yīng)變系統(tǒng)的實時監(jiān)測，為管道的平穩(wěn)安全運行提供了科學(xué)依據(jù)。
參考文獻
【關(guān)鍵詞】光纖網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)；光纜線路；光纜故障
【中圖分類號】TN915.63【文獻標識碼】A【文章編號】1006-4222（2016）02-0060-01
1光纖網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)概況
1.1光纖網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)的運行原理
①在光纖后向散射曲線遠端測試的基礎(chǔ)上，對于光纜線路實現(xiàn)全程監(jiān)測，如果在此過程中光纜運行不正常，就會自動進行測試，并且在光時域反射儀的幫助下，對于光纜故障的位置進行搜尋和標記，一般會在GIS地圖上準確標出來。②以業(yè)務(wù)設(shè)備警報的方式，使得對應(yīng)的測試方案得以啟動，在界定設(shè)備端口與光纜之間關(guān)系的基礎(chǔ)乢，明確光纜故障的發(fā)生位置，在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)OTDR測試方案的啟動。③波分復(fù)用技術(shù)的運用，可以處理好試波與工作波長之間的關(guān)系，使得其完美的融合在一起，由此切實的完成光纜在線測試工作。④通過測試備纖的性能反映整根光纜包括工作光纖的性能，測試光與傳輸業(yè)務(wù)可以在同樣的光纜中進行，僅僅是在不同光纖芯上進行傳達，并且從物理角度上做好隔離測試工作。⑤網(wǎng)絡(luò)告警與光纜故障通過相關(guān)規(guī)則進行關(guān)聯(lián)分析，使系統(tǒng)根據(jù)規(guī)則對光纜網(wǎng)絡(luò)故障進行初步判斷。
1.2光纖網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)的特點具體來講，光纖網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)的特點主要體現(xiàn)在以下幾個方面：
（1）將網(wǎng)絡(luò)告警與光纜故障通過相關(guān)規(guī)則進行關(guān)聯(lián)分析，使系統(tǒng)根據(jù)規(guī)則對光纜網(wǎng)絡(luò)故障進行初步判斷；
（2）利用ODTR實現(xiàn)光纜故障精確定位；
（3）采用專用技術(shù)手段和工程手段，由光纜空間距離、光纜皮長、光纜耐張長度準確推算出光纖的準確長度；
（4）利用故障影響業(yè)務(wù)分析技術(shù)，在出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障時，針對此故障對全網(wǎng)業(yè)務(wù)影響程度進行科學(xué)定量的分析。
2光纖網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用
在電力光纜線路構(gòu)建的過程中，發(fā)揮其在此方面自動監(jiān)測功能，保證在較短的時間內(nèi)找到光纜障礙，使得光纜裂化的現(xiàn)象得以控制，這對于促進長途光纜維護質(zhì)量的提升而言，是很有必要的。并與GIS地理信息系統(tǒng)緊密結(jié)合，可在電子地圖上進行線路故障定位和顯示。當前光纖網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀來看，其主要會在以下幾個方面發(fā)揮效能：①光纜線路監(jiān)測：系統(tǒng)提供完善、方便的光纜線路測試支持；一般來講可以結(jié)合實際需求提供不同的測試方案：可以是定期測試的方式；可以是點名測試的方式；可以是模擬警告的測試方式。在特殊情況下，可以綜合運用多種測試方式，以保證光纜線路維護工作的有效性。②光纜故障管理：在受到故障警告曲線數(shù)據(jù)文件之后，會自動啟動對應(yīng)的警告機制，并基于地理信息系統(tǒng)或邏輯拓撲的視圖上顯示故障發(fā)生的位置，并提供相關(guān)的故障處理操作。③光纜維護管理：系統(tǒng)科學(xué)的管理光纜監(jiān)測系統(tǒng)所用到的資源，合理配置資源，反映資源的實際運行狀況，實現(xiàn)對相關(guān)光纜資源維護管理功能。④拓撲管理：系統(tǒng)實現(xiàn)光纜網(wǎng)絡(luò)拓撲視圖，總結(jié)和歸納網(wǎng)絡(luò)資料，資源配置資料，由此形成對應(yīng)的傳輸資源拓撲體系。這個拓撲圖式以地理信息系統(tǒng)平臺為基礎(chǔ)的，能夠有效的實現(xiàn)光纜資源元素的界定，進而保證可以在拓撲圖的基礎(chǔ)上實現(xiàn)對應(yīng)的信息查詢或者操作。⑤對于數(shù)據(jù)監(jiān)測獲取到的數(shù)據(jù)信息可以進行積極的分析。對于光纜測試數(shù)據(jù)可以以圖形特性分析的方式來處理，從而掌握光纖衰減信息，并且采取對應(yīng)的措施予以解決。在于歷史數(shù)據(jù)信息進行廣泛深入對比之后，獲取光纖隱性衰減信息之后，可以采取對應(yīng)的預(yù)防措施，以避免會出現(xiàn)各種通信故障。
3光纖網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用前景
電力通信光纜自動監(jiān)測系統(tǒng)二期研究開發(fā)通過對電力實際情況的故障定位相關(guān)技術(shù)的研究，使得光纜自動監(jiān)控成為可能的同時，可以在較短的時間內(nèi)找到故障的位置，分析其發(fā)生的原因，以保證盡快的實現(xiàn)處理，以保證光纜故障率的不斷降低，提高故障處置響應(yīng)速度，節(jié)省大量的故障處理時間和人工成本，提高了通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性及長途光纜的維護質(zhì)量；與GIS地理信息系統(tǒng)緊密結(jié)合，可在電子地圖上進行線路故障定位和顯示。能夠監(jiān)控電力閩南地區(qū)骨干光纜的日常衰耗變化，有效預(yù)防外力變化造成的光纜中斷；通過系統(tǒng)使用過程中故障處理經(jīng)驗的積累，為電力故障處理預(yù)案的編制提供依據(jù)，提高電力服務(wù)的層次，增加服務(wù)手段，提高通信管理水平；系統(tǒng)研發(fā)投運后可以向全系統(tǒng)進行推廣，具有可觀的經(jīng)濟和社會效益。
4結(jié)束語
綜上所述，光纖網(wǎng)絡(luò)檢測技術(shù)的發(fā)展和進步能夠為光纖網(wǎng)絡(luò)的正?；\行創(chuàng)造相對健康的環(huán)境，即使光纖線路中出現(xiàn)故障，也可以通過智能化識別的方式，在最短的時間內(nèi)進行處理和控制，由此保證通信服務(wù)的質(zhì)量和效益。尤其對于電力系統(tǒng)的正常運行而言，實現(xiàn)光纖網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)的融入，可以保證整個電力運行網(wǎng)絡(luò)體系的健全性和穩(wěn)定性，進而避免重大通信故障的出現(xiàn)。
參考文獻
[1]范雨辰.基于OTDR的光纖實時監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計[D].杭州電子科技大學(xué)，2015.
[2]王正方.橋隧工程安全監(jiān)測的光纖光柵傳感理論及關(guān)鍵技術(shù)研究[D].山東大學(xué)，2014.
隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展和供電可靠性要求的不斷提高，配電網(wǎng)運行面臨巨大的挑戰(zhàn)，而配電自動化是提高供電可靠性、供電質(zhì)量和供電能力，實現(xiàn)配電網(wǎng)高效經(jīng)濟運行的重要手段。城區(qū)內(nèi)日益龐大的管道光纖網(wǎng)絡(luò)和復(fù)雜的運行環(huán)境，為通信運維部門快速維護光纖鏈路、消除通信光纜故障帶來了巨大的挑戰(zhàn)。對光纖鏈路資源的統(tǒng)一管理與維護，減少障礙時間、提升配電自動化系統(tǒng)運維水平，是配電運檢部門正在面臨的難題。通信運維部門迫切需要實現(xiàn)對配網(wǎng)光纖網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測維護、預(yù)檢預(yù)修、故障定位與排除等工作的集中實時監(jiān)測與管理。
1.全新的PON網(wǎng)絡(luò)光纖集中監(jiān)測系統(tǒng)概述
（1）ARD-OTDR是核心硬件，負責向被測光纖鏈路中發(fā)送光信號，并接受反射回的信號。一般安裝于局端機房內(nèi)。
（2）OSW（光開關(guān)）可通過級聯(lián)方式，實現(xiàn)不在同一地理空間的多條光纖鏈路共享一個ARD-OTDR模塊的功能，擴展整個系統(tǒng)的監(jiān)測規(guī)模。并且可以通過切換主備纖遠程控制開關(guān)，實現(xiàn)主備用光纖的遠程自動倒換。WDM（合波器）的作用是將測試信號接入被監(jiān)測光纖鏈路，同時與業(yè)務(wù)信號隔離。系統(tǒng)可以將光開關(guān)、合波器二者合在一個設(shè)備中（用戶也可以單獨采購合波器），安裝于光纖鏈路所在的ODF架上。
（3）服務(wù)器和客戶端，分為數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和應(yīng)用服務(wù)器，服務(wù)器可設(shè)置在一臺計算機上。應(yīng)用服務(wù)器可以根據(jù)監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模配置多套計算機。客戶端可以安裝在各變電站、縣級公司運維中心，操作員通過客戶端連接到系統(tǒng)服務(wù)器，客戶端可以向ARD-OTDR發(fā)起測試命令，查看測試結(jié)果和測試服務(wù)器上的數(shù)據(jù)。
系統(tǒng)包括硬件和軟件兩個部分，其硬件核心就是獲得多項技術(shù)專利的ARD-OTDR。ARD-OTDR是主要利用光在光纖中傳輸時的瑞利散射和菲涅耳反射所產(chǎn)生的背向散射而制成的一套技術(shù)先進、性能穩(wěn)定的測試系統(tǒng)。
對普通OTDR而言，測試脈寬越大，動態(tài)范圍越大，意味著如果被測是理想光纖的情況下，能測量的距離就越長。因此，對于全程衰耗大的光纖鏈路，通常會采用大脈寬來測。但是，大脈寬會使得測得的反射事件的盲區(qū)增大，分辨率會降低，無法區(qū)分開離得很近的兩個事件，并且測試精度也會降低。所以在測試事件點離得很近，如PON網(wǎng)絡(luò)時，只能采用小脈寬。然而小脈寬的功率小，動態(tài)范圍小，被測光纖鏈路的全程損耗受到動態(tài)范圍的限制，不可能很大。因而普通OTDR無法穿透多級、大分光比ODN網(wǎng)絡(luò)。
通常，系統(tǒng)是在一條光纖鏈路正常的時候進行一次測試，保存這個測試結(jié)果作為參考數(shù)據(jù)，我們稱之為這條光纖鏈路的健康檔案。再次測試后的測試結(jié)果數(shù)據(jù)會跟這個健康檔案相比較，后臺專家分析系統(tǒng)通過比較各事件點的峰值、衰減等參數(shù)，自動分析出現(xiàn)在這臺光纖鏈路是否正常。如果有變化，但并不影響業(yè)務(wù)，本成果會給出預(yù)警的提示，如果由于鏈路的原因會影響業(yè)務(wù)信號，就要給出告警，并進入故障處理的相應(yīng)流程。這就要求監(jiān)測系統(tǒng)自身要具有極好的穩(wěn)定性與一致性。在OTDR中，激光源的穩(wěn)定性決定了監(jiān)測系統(tǒng)的穩(wěn)定性，而決定激光源穩(wěn)定性的主要因素是激光源溫度。ARD-OTDR采用獨特的技術(shù)手段，很好地控制了激光源的溫度，使得監(jiān)測試系統(tǒng)具有極強的穩(wěn)定性與一致性，因而保證了測試結(jié)果的可靠性。
使用對現(xiàn)網(wǎng)正常業(yè)務(wù)沒有影響的1650nm（或1625nm）的測試波長，經(jīng)過90秒左右的測試時間，就可以診斷出光纖斷（主干、分支），光纖老化/劣化，接頭污損、接觸不良，終端未接等PON網(wǎng)絡(luò)常見故障。
系統(tǒng)的光開關(guān)可以采用級聯(lián)方式，可以極大地延展被監(jiān)測的光纖鏈路數(shù)量。比如一個36路的光開關(guān)，級聯(lián)后，就可以監(jiān)測1296條光纖鏈路。
2.系統(tǒng)的技術(shù)關(guān)鍵與難點
無需在ONU終端處安裝任何光反射裝置，可以穿透多級分光裝置，并通過算法從微弱的反射信號中分離噪聲、探測出測試光信號并且具有極強的穩(wěn)定性與一致性。
由于系統(tǒng)無需在原有光纖線路上增加任何反射裝置，不僅大幅度地降低了整個解決方案的成本，避免了由于反射器自身引入的故障，而且更易于部署，特別是對于FTTx存量用戶，無需上門為每個用戶加裝反射器。
3.PON網(wǎng)絡(luò)光纖集中監(jiān)測系統(tǒng)在配網(wǎng)通信的應(yīng)用
為了驗證系統(tǒng)系統(tǒng)在配網(wǎng)中價值，溫州電力信通公司部署了配網(wǎng)光纖集中測量系統(tǒng)。
3.1工程概況
一期工程覆蓋市區(qū)1個局機房、9個變電站以及261個開閉所。其中部署光測量系統(tǒng)ARD-OTDR 2臺，光開關(guān)10臺（含WDM），ROSC 8臺，安裝FAST LIGHT軟件系統(tǒng)1套。
按照設(shè)計方案，本次工程涉及溫州局機房及9個變電站，變電站分別為：廣場變、龍泉變、東門變、東嶼變、楊府山變、九山變、站北變、雪山變、城中變。下圖1為本次工程的全網(wǎng)連接圖。
3.2工程意義
工程竣工后，對于覆蓋的變電站和開閉所能實現(xiàn)光纖全自動化集中實時監(jiān)測和統(tǒng)一集中管理，能準確定位故障、分析網(wǎng)元劣化趨勢、主動及時地維護主用與備用光纖鏈路。工程可將目前分散的各輸變電站（含配網(wǎng)）的在線或者備用光纜集中統(tǒng)一、自動化維護管理，徹底摒棄過去那種分段測試的檢修模式。工程無需改變目前維護管理架構(gòu)，系統(tǒng)部署之初，就能對整個配網(wǎng)進行一次全面的資源梳理。本文舉例說明如下。比如禮府電室，在沒部署系統(tǒng)之前，衰減比較大；通過部署系統(tǒng)后，就能發(fā)現(xiàn)此處的大衰減。對相關(guān)問題進行處理后，整條鏈路下降了約5dB，又比如在鹿城大廈電室出現(xiàn)大反射，直接導(dǎo)致后面事件點看不到，通過部署系統(tǒng)，對相關(guān)問題進行處理后，便能對后面事件點進行監(jiān)測（廣場變EA007- 1槽位5口-光纜第6芯，如圖2-a優(yōu)化前，圖2-b優(yōu)化后）。
3.3試驗效果
據(jù)統(tǒng)計，該系統(tǒng)應(yīng)用后，平均每月配電網(wǎng)通信光纜故障次數(shù)降低28%，平均故障消缺時間縮短43%，有效提高了配電光纜網(wǎng)絡(luò)的運維和管理水平，減輕了運維人員的負擔壓力，為配網(wǎng)自動化系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行提供了有力保障。
某些水利工程原有的安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)存在很多問題，例如運行速度過慢、采集數(shù)據(jù)不全面、信息傳輸慢、效率低下，勞動強度大等問題。這些問題嚴重影響了水利工程的發(fā)展。改造安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)，具有很重要的現(xiàn)實意義。目前，水利工程使用的采集控制設(shè)備大多配套有安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)，大多數(shù)采集控設(shè)備都是非標準的、通用的。設(shè)備的生產(chǎn)廠家不同、型號不同，設(shè)備接口不兼容等都將會影響安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)的性能以及增加改造的成本。為此，需在原有的安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，加以改進和優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。改造后的系統(tǒng)，采集和傳輸信息的速度以及工作效率有了明顯的提高，人工勞動強度也降低了，實現(xiàn)了自動化。
1 工程概述
某水利樞紐工程是一項集旅游、防洪、發(fā)電、灌溉為一體的綜合性的大型水利工程，是一項規(guī)模達到大(2)型、建筑物等級為二等的農(nóng)業(yè)開發(fā)的重要工程。工程的建筑物主要由4部分組成，分別是地面式發(fā)電廠房、引水隧洞、泄洪洞和大壩。
前兩者(地面式發(fā)電廠房、引水隧洞)的建筑物等級為Ⅳ級，后兩者(泄洪洞和大壩)的建筑物等級為Ⅱ級。工程的大壩最大壩高、壩長、壩頂寬、壩頂高程分別為76.3米，287米，10米，4261.3米。大壩主要用粘土心墻堆填筑。
2 工程安全監(jiān)測現(xiàn)狀
隨時掌握樞紐的運行情況跟工作性態(tài)，需借助監(jiān)測儀器設(shè)備。當初，在設(shè)計時已考慮到這點，該工程安裝了大量的監(jiān)測儀器設(shè)備。在2001年5月，該水利工程的安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)試運行，安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)主要從以下四個方面進行監(jiān)測。(1)工程安全監(jiān)測自動化;(2)變形安全監(jiān)測(主要是監(jiān)測樞紐外部);(3)引水系統(tǒng)安全監(jiān)測;(4)大壩安全監(jiān)測。該水利工程處于地震高烈度區(qū)，地震防烈度為8度。強震監(jiān)測系統(tǒng)由3部分構(gòu)成，分別是強震采集工作站、強震采集儀以及強震測點，其數(shù)量分別為1臺、1臺、4套。根據(jù)管理人員的敘述和相關(guān)資料的記錄，證實從2004年兩套系統(tǒng)的故障率已達到一定標準。在2013年4月22日到24日去現(xiàn)場進行測試和檢測，發(fā)現(xiàn)的問題有：一是兩套系統(tǒng)問題嚴重，基本癱瘓了。二是受雷擊的影響，電源系統(tǒng)及主模塊已損壞。三是強震采集儀以及強震采集工作站都無法工作。四是部分設(shè)備電路老化問題嚴重。五是MCU也遭受了破壞。六是主板已生銹腐爛(受潮濕以及電解液浸泡的影響)。
3 改造安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)的必要性及設(shè)計原則
3.1 必要性
該水利工程所建位置地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，地基性質(zhì)屬于巖土特性且不均勻。安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)的運行狀況以及工作性態(tài)易受多方面的影響而發(fā)生變化。例如，自然環(huán)境以及各種作用力，大壩配套安全監(jiān)測系統(tǒng)的技術(shù)水平，安全監(jiān)測系統(tǒng)的使用壽命，大壩的建筑材料、施工質(zhì)量以及設(shè)計水平等都將會影響安全系統(tǒng)的運行狀況以及工作性態(tài)。若是現(xiàn)場工作人員不能及時發(fā)現(xiàn)安全監(jiān)測系統(tǒng)工作性態(tài)的異常情況，任由其發(fā)展，造成的后果將會非常嚴重。因此，有必要建立一套先進、可靠的安全監(jiān)測系統(tǒng)，進一步對現(xiàn)有系統(tǒng)改造、升級，確保安全監(jiān)測系統(tǒng)能正常穩(wěn)定的運行，具有很重要的現(xiàn)實意義。
3.2 設(shè)計原則
安全監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計要滿足3個設(shè)計原則，一是可靠性原則。安全系統(tǒng)的可靠性，可從技術(shù)指標方面來提升：(1)自動采集的數(shù)據(jù)的準確度要達到相關(guān)規(guī)范(SL551，SL268 等)的要求;(2)自動采集的數(shù)據(jù)的缺失率應(yīng)低于2%;(3)數(shù)據(jù)采集裝置的無故障時間的平均值應(yīng)大于6800小時。二是先進性原則。通訊控制、自動化、計算機以及當前的監(jiān)測儀器設(shè)備的軟硬件技術(shù)水平要先進。三是經(jīng)濟適用原則。根據(jù)樞紐工程的實際作用，監(jiān)測項目的改造要有針對性，現(xiàn)有的儀器設(shè)備不能棄之不用，要充分將他們的作用發(fā)揮出來，一來可以避免資源的浪費;二來可以節(jié)省投資，達到經(jīng)濟適用的目的。
3.3 改造項目的確定
通過對現(xiàn)場調(diào)研，該安全監(jiān)測系統(tǒng)的運行現(xiàn)狀和其他問題已全面掌握。改造的重點主要放在工程的安全監(jiān)測自動化方面以及大壩安全監(jiān)測方面。改造的具體監(jiān)測項目主要有五個方面，一是工程安全監(jiān)測自動化系統(tǒng);二是大壩強震;三是大壩滲流;四是壩體內(nèi)部位移;五是庫區(qū)環(huán)境量。前四個方面是對現(xiàn)有系統(tǒng)進行升級改造的項目。第五個方面是新增的項目。
4 系統(tǒng)的改造設(shè)計
4.1 壩體內(nèi)部位移監(jiān)測
壩體內(nèi)部位移的監(jiān)測需在距大壩軸線7米處(壩軸線下游側(cè))的位置設(shè)置一條測斜管，其樁號為0+150.00 米。采用人工監(jiān)測和自動檢測兩種方法來監(jiān)測壩體內(nèi)部位移(粘土心墻內(nèi)部分層水平位移)分布的規(guī)律以及大小。人工監(jiān)測方法使用的設(shè)備為活動測斜儀。自動檢測的方法使用的設(shè)備為固定測斜儀。固定測斜儀安裝在測斜管內(nèi)，安裝數(shù)量為13臺。每隔6米安裝一臺固定測斜儀。
4.2 大壩滲流監(jiān)測
為了能夠全面掌握運行期的壩體的滲流情況，需監(jiān)測壩體內(nèi)浸潤線的位置。壩體內(nèi)浸潤線的監(jiān)測需在壩體內(nèi)部沿壩軸線上游側(cè)(距壩軸線1米)以及下游側(cè)(距壩軸線7米)安裝測壓管。一般選擇2個監(jiān)測斷面進行監(jiān)測。在壩軸線選擇樁號0+146.00 米和0+088.00 米作為監(jiān)測斷面。測壓管的數(shù)量為4個，每個監(jiān)測斷面需安裝2個。采用人工監(jiān)測和自動監(jiān)測的方法進行監(jiān)測。人工監(jiān)測使用的設(shè)備是平尺水位計。自動監(jiān)測方法使用的設(shè)備是滲壓計。滲壓計安裝在測壓管內(nèi)。自動監(jiān)測方法需使用測壓管4個，滲壓計6支。滲流量自動化監(jiān)測和繞壩滲流的監(jiān)測需安裝測壓孔12個，采用自動監(jiān)測的方法進行監(jiān)測。自動監(jiān)測使用的設(shè)備為滲壓計。12支滲壓計需安裝在測壓孔內(nèi)。
4.3 大壩強震監(jiān)測
在原大壩的強震監(jiān)測臺陣上進行重新設(shè)置。監(jiān)測的主要目標位于大壩的最高點和自由場測點。選大壩上樁號 為0+142.30m點為最高點，選大壩下游距壩址距離為100米處為自由場測點。大壩的強震監(jiān)測需設(shè)置6個監(jiān)測點。其中3個監(jiān)測點設(shè)置在壩址、壩高的1/2，壩頂處。剩余的監(jiān)測點(3個)分別設(shè)置在自由場、右岸壩肩、溢洪道處。每個監(jiān)測點還需使用加速度傳感器((3向一體))1臺和強震儀1臺。在左岸的監(jiān)測房內(nèi)安裝強震采集儀。自動監(jiān)測(地震動力加速度變化的瞬間過程)主要是通過強震儀之間組網(wǎng)實現(xiàn)的。
4.4 庫區(qū)環(huán)境量監(jiān)測
庫區(qū)環(huán)境量的監(jiān)測需安裝數(shù)據(jù)采集軟件和自動氣象站。在負責數(shù)據(jù)采集的工作站(監(jiān)測管理站內(nèi))內(nèi)安裝數(shù)據(jù)采集軟件。環(huán)境量監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集與存儲工作需要實時的進行監(jiān)控，可通過采集網(wǎng)絡(luò)的通訊光纜實現(xiàn)其目的。自動氣象站需安裝在左壩頭1號監(jiān)測站的屋頂上。其主要測量的要素有5個，分別是濕度和溫度、風(fēng)向和風(fēng)速以及降水。
5 完善工程安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)
5.1 設(shè)置監(jiān)測站
該水利需設(shè)置監(jiān)測管理站、監(jiān)測管理中心站以及3座監(jiān)測站。在廠區(qū)的辦公樓內(nèi)設(shè)置監(jiān)測管理站。在會商中心設(shè)置監(jiān)測管理中心站。會商中心位于某水利管理局(江孜縣)辦公樓內(nèi)。在施工洞的出口、進水口閘室以及大壩左岸分別設(shè)置監(jiān)測站。監(jiān)測站需使用150支傳感器和7臺DAU兩種設(shè)備。3個監(jiān)測站分別命名為1號監(jiān)測站(也是強震監(jiān)測站)、2號監(jiān)測站和3號監(jiān)測站，3個監(jiān)測站傳感器數(shù)量分別為34支，35支，81支。
5.2 構(gòu)建自動化采集網(wǎng)絡(luò)
原水利采集網(wǎng)絡(luò)所存在的問題主要有3個，一是系統(tǒng)運行速度慢;二是穩(wěn)定性較差;三是通訊干擾大。系統(tǒng)的采集網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議為RS-485，采集網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了全覆蓋(3個監(jiān)測站和1個監(jiān)測管理站)。通過光纜(通信介質(zhì))連接分布在不同地方的監(jiān)測站。雙環(huán)自愈型的采集網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及光纜的類型(鎧裝聚乙烯護層通信用室外 8 芯光纜)能為通訊的可靠性提供保證。采集工控機跟遠程控制計算機(監(jiān)測管理中心站內(nèi))通過以太網(wǎng)絡(luò)連接。以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議為TCP/IP。
各監(jiān)測點的儀器再經(jīng)監(jiān)控服務(wù)器發(fā)出的指令后同時被觸發(fā)。系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)的工作效率以及運行速度都有了很大的提高，為通訊的安全性以及可靠性提供了保證。
5.3 強震監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
該工程的強震監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)也是通過以太網(wǎng)連接各個監(jiān)測站。其通訊協(xié)議為TCP/IP，網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了全覆蓋(1號監(jiān)測站、2號監(jiān)測站及現(xiàn)場辦公樓內(nèi)的監(jiān)測管理站)。強震監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)使用的通信介質(zhì)也是光纜。1號監(jiān)測站和2號監(jiān)測站的強震監(jiān)測儀都需要通過強震專用電纜連接相應(yīng)的強震傳感器。1號監(jiān)測站的強震監(jiān)測儀連接的是位于自由場、壩高1/2以及壩頂中間的強震傳感器。2號監(jiān)測站的強震監(jiān)測儀連接的是位于溢洪道以及壩頂右岸的強震傳感器。通過光纜將強震采集服務(wù)器與強震監(jiān)測儀(2個監(jiān)測站)連接。這樣就形成了強震的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)的采集與存儲工作也就完成了。
5.4 自動化監(jiān)測系統(tǒng)
自動化監(jiān)測系統(tǒng)需安裝遠程數(shù)據(jù)采集與分析的工作站和服務(wù)器以及數(shù)據(jù)采集工作站三種設(shè)備。數(shù)據(jù)采集工作站安裝在廠區(qū)辦公樓內(nèi)，也就是監(jiān)測管理站的位置，數(shù)量為1臺。遠程數(shù)據(jù)采集與分析工作站以及服務(wù)器安裝在監(jiān)測管理中心站(某水利樞紐管理局辦公樓)，其數(shù)量為1臺，1臺?？刂齐娎|的一頭連接著監(jiān)測管理中心站的管理網(wǎng)絡(luò)(縣某水利樞紐管理局辦公樓內(nèi))，另一頭連接著數(shù)據(jù)采集工作站(監(jiān)測管理站內(nèi))?，F(xiàn)場實時自動化數(shù)據(jù)采集工作主要是由數(shù)據(jù)采集工作站(現(xiàn)場監(jiān)測管理站)來完成。遠程數(shù)據(jù)采集與管理分析工作主要是由遠程數(shù)據(jù)采集與分析工作站來完成。
5.5 開發(fā)安全監(jiān)測自動化采集、信息管理軟件
安全監(jiān)測自動化軟件系統(tǒng)主要包含3個子系統(tǒng)：(1)數(shù)據(jù)管理分析子系統(tǒng);(2)數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng);(3)數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)。數(shù)據(jù)管理分析子系統(tǒng)主要是用來綜合分析和管理信息程序。數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)包含自動化數(shù)據(jù)采集、自動化數(shù)據(jù)采集以及人工監(jiān)測數(shù)據(jù)輸入3個模塊。系統(tǒng)最為關(guān)鍵的核心是數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)。其他子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)服務(wù)支持離不開數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)的支持。數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)由7個數(shù)據(jù)庫組成，分別是工程資料庫、方法庫、模型庫、系統(tǒng)配置庫、分析數(shù)據(jù)庫、整編數(shù)據(jù)庫以及原始數(shù)據(jù)庫。由此可見，該軟件系統(tǒng)的安全運行服務(wù)主要是以數(shù)學(xué)物理模型方法、數(shù)據(jù)庫(分布式關(guān)系)、計算機管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、自動化數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合工作的。評價一個軟件系統(tǒng)是否好壞，不僅要看軟件系統(tǒng)軟硬件的配置，還需考慮軟件系統(tǒng)是否能與其他設(shè)備兼容、技術(shù)是否先進，運行是否可靠，系統(tǒng)是否實用、操作是否簡單以及能否擴充等問題。因此，有必要開發(fā)一套安全監(jiān)測自動化采集、信息管理軟件。該軟件應(yīng)具有的功能有選測功能、自動巡測功能以及自動檢查功能。該軟件系統(tǒng)提供了5中自動控制方式，更好的實現(xiàn)了自動檢測存儲、采集以及觸發(fā)的功能。該系統(tǒng)采用兩種控制方式完成數(shù)據(jù)采集工作。一種是遠程控制方式;另一種是現(xiàn)場控制方式。為了確保觀測數(shù)據(jù)的及時性以及準確性，該系統(tǒng)還提供了自動觸發(fā)復(fù)測、在線監(jiān)測以及實時完成數(shù)據(jù)整編計算的功能。另外，軟件系統(tǒng)還提供了遠程監(jiān)控的功能。通過構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了對監(jiān)測管理中心站、現(xiàn)場工控機以及采集工控機的聯(lián)網(wǎng)。遠程控制采集軟件安裝在遠程下位機處，幫助軟件系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)提交人庫以及遠程數(shù)據(jù)采集等工作。監(jiān)測管理中心站的數(shù)據(jù)庫為SQL Serv-er 2008 R2版，其主要是用來整合前期觀測的數(shù)據(jù)(觀測數(shù)據(jù)的整編計算、粗差剔除、人庫等工作)。
6 結(jié)語
經(jīng)改造后的安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)結(jié)合了當代最先進的自動化技術(shù)以及安全監(jiān)測技術(shù)。改造后的系統(tǒng)，采集網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更先進，測控裝置選用了新型的DAU，增加了人工接口裝置以及防雷電設(shè)備等，極大的改善了原系統(tǒng)的性能。該系統(tǒng)集數(shù)學(xué)物理模型方法、數(shù)據(jù)庫(分布式關(guān)系)、計算機管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以及自動化數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)為一體，更好的實現(xiàn)了對觀測數(shù)據(jù)的采集、整編、計算等工作，使得安全監(jiān)測系統(tǒng)能安全可靠的運行。
1光纖傳感在煤礦機械設(shè)備動態(tài)監(jiān)測應(yīng)用
針對監(jiān)測系統(tǒng)的檢測頻率,構(gòu)建監(jiān)測系統(tǒng)的形式一般可以分為離線式監(jiān)測系統(tǒng)和實時在線式監(jiān)測系統(tǒng)兩種，本文介紹的是實時在線式監(jiān)測系統(tǒng)。在線監(jiān)測模式是在設(shè)備運行中實時的對設(shè)備進行監(jiān)測。在機械設(shè)備中,如壓縮機、機錄群的工作狀態(tài)中,在線監(jiān)測系統(tǒng)可通過安裝在機組上的光纖光柵傳感器實時的獲取機組的狀態(tài)參數(shù),并對機組的運行情況進行評估,判斷機組是否在正常的狀態(tài)下運行,并對機組健康狀態(tài)進行長期實時監(jiān)測監(jiān)測,確保機組生產(chǎn)的正常運行。實時在線監(jiān)測系統(tǒng)適用于對生產(chǎn)影響極大,故障率較高的重要設(shè)備,依靠監(jiān)測設(shè)備實時或動地巡檢設(shè)俗狀態(tài)?？捎蓡螜C或多機組成系統(tǒng),其安全可靠性能高。虛線中所包括的硬件為工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場中的機械設(shè)備和安裝在設(shè)備上的N個光纖光柵傳感器。設(shè)備的狀態(tài)參數(shù),通過光纖傳感技術(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)楣獠ㄩL信號。傳感網(wǎng)絡(luò)前端即生產(chǎn)現(xiàn)場中所采集到的光信號通過光纜,直接把信號送到上位機。由于光信號便于長距離傳輸,所以上位機和下位機一般都位于控制室內(nèi)。這樣確保了生產(chǎn)現(xiàn)場的無電傳感,對于煤礦機械設(shè)備的監(jiān)測而言,無疑增加了系統(tǒng)的安全性能。光信號通過光纖信號解調(diào)儀,把光信號解調(diào)為電信號。然后通過采集程序和通信模塊,把釆集到數(shù)據(jù)源源不斷的發(fā)送給上位機。現(xiàn)場所釆集到的數(shù)據(jù)到達上位機后,一方面通過分析處理,判斷系統(tǒng)的運行狀態(tài)是否正常,起到預(yù)警的作用;另一方面選擇性的保存于機組數(shù)據(jù)庫中,建立機組狀態(tài)數(shù)據(jù)庫,方便用于后期查詢,也可起到長期監(jiān)測以及趨勢預(yù)測的作用。
2在線監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計
2.1系統(tǒng)的總體組成
用于機械裝備狀態(tài)監(jiān)測的系統(tǒng)在總體構(gòu)成方而與其他監(jiān)測系統(tǒng)布箱眾多的相似之處,但也存在請多要點的不同,有著屬于自己的特點。從大的方面一般需要具有檢測模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)分析模塊、實時M示和報警模塊以及狀態(tài)評估模塊等兒大部分。在對基于光纖傳感技術(shù)的機械裝備實時在線檢測特點了解的基礎(chǔ)上,根掘其特質(zhì)構(gòu)建了如圖1所示檢測系統(tǒng)。
2.2監(jiān)測系統(tǒng)硬件構(gòu)成
監(jiān)測系統(tǒng)由硬件部分和軟件部分構(gòu)成,其硬件部分由各種傳感器、光纖光柵振動解調(diào)儀、網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備和計算機等構(gòu)成;軟件部分由各種硬件設(shè)備驅(qū)動、控制、通信軟件以及機械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測專家評估軟件,同時還包念對所測量的數(shù)據(jù)進行處理的數(shù)據(jù)庫管理軟件等組成。由軟件和硬件系統(tǒng)密切配合實現(xiàn)長期健康監(jiān)測及狀況評估功能。
2.3系統(tǒng)軟件構(gòu)架與實現(xiàn)
根據(jù)機械裝備動態(tài)在線檢測特點以及光纖傳感技術(shù)的獨有特性,在研究了振動信號的數(shù)據(jù)處理方法、數(shù)據(jù)庫設(shè)置和基于此的典型部件故障診斷方法的基礎(chǔ)和前提下,通過軟件編程將光纖光柵機械裝備監(jiān)測系統(tǒng)予以實現(xiàn)是非常可行也是十分必要的。機械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)軟件主要包括:數(shù)據(jù)解調(diào)、信號濾波、振動有效值計算、結(jié)果的輸出和保存等部分。軟件部分主要是通過時域及頻域分析,得到振動烈度、歷史趨勢圖、3D譜線圖,為機械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和故障分析提供有用數(shù)據(jù)。在光纖光纜機械設(shè)備動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的主界面可以觀察到被檢測的所有的機械裝備的運行狀態(tài)，而且可以在將溫度報警和振動報警分開提示，這樣有助于工作人員對設(shè)備的故障進行初步判斷，避免造成不必要的慌亂。另外，工作人員也可以用過雙擊主界面中的設(shè)備來查看其對應(yīng)的運行狀態(tài)和記住編號。進入具體機組狀態(tài)監(jiān)測界面后,可以分別看到該機組所有監(jiān)測點的實時狀態(tài)以及所有被監(jiān)測點的振動總值和溫度的實時數(shù)據(jù),并以棒圖的形式直觀顯示出來。這種多樣選擇的方式有助于提高工作效率，是其更加人性化。
3狀態(tài)評價及報警設(shè)置
由于檢查設(shè)備和檢查對象不同，從而采取的檢查手段也不盡相同，所以對設(shè)備狀態(tài)的評估方法和報警設(shè)置也存在著不同的要求。
3.1評估方法
1）類比判斷標準。當監(jiān)測系統(tǒng)或?qū)ο笾谐霈F(xiàn)兩臺或多臺相同型號的監(jiān)測對象時，要使用類比判斷標準，通過對比同型號不同設(shè)備的狀態(tài)參數(shù)來判斷設(shè)備的安全狀態(tài)，特別適用于不易或無法獲得設(shè)備的健康狀態(tài)參數(shù)的情況下。2）相對判斷標準。此判斷標準就是將設(shè)備的歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)作為該設(shè)備的健康檔案，從歷史數(shù)據(jù)中來直觀的展現(xiàn)設(shè)備的里歷史趨勢，通過數(shù)據(jù)的對比判斷設(shè)備偏離健康狀態(tài)的參數(shù)程度。3）絕對判斷標準。絕對判斷標準是最常見的監(jiān)測方法，即以標準中的參數(shù)作為絕對標準，將所測的參數(shù)與標準參數(shù)進行對比。通常把標準中的參數(shù)設(shè)置為絕對報警值。
3.2報警設(shè)置
1）相位報警。一般相位報警多個傳感器聯(lián)立來完成，如當兩個傳感器所測得的數(shù)據(jù)頻率之間的理論相位或既定相位差為α，當相位小于或大于時系統(tǒng)就發(fā)出報警聲提示。2）振動總值報警。振動總值報警就是當設(shè)備參數(shù)值達到了振動總值是報警的方法，也是最常用的方法。振動總值表達式一般是以振動烈度作為標準，及即是振動速度在測量頻帶內(nèi)的均方根值表示振動的大小。根據(jù)檢測量的不同,振動烈度的公式可表達為3）頻段報警。在振動總值報警的基礎(chǔ)上，將振動頻率細化，對各個諧波頻率分別監(jiān)測的方法就是頻段報警。因為在機械設(shè)備故障中存在振動總值不變,但各個頻率振幅此消彼長，不同的故障對應(yīng)著不同的頻率的現(xiàn)象,因此對設(shè)備設(shè)置頻段報警具有著重要的意義。首先依據(jù)設(shè)備的特征來確定測點的頻率量程，然后根據(jù)各個頻率的起始值和高頻值的截止頻率以及各個頻段預(yù)警值與報警值的大小來制定設(shè)備各頻段的報警方案。
4總結(jié)
[關(guān)鍵詞] 管道運輸；監(jiān)控系統(tǒng)；光纖傳感
doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2015. 05. 081
[中圖分類號] TP273 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2015）05- 0166- 02
石油是一種重要的戰(zhàn)略物資，在國家經(jīng)濟中起到舉足輕重的作用。伴隨著中國經(jīng)濟的快速騰飛和石油工業(yè)的蓬勃發(fā)展，目前中國油氣骨干管道里程已突破7萬千米。管道運輸作為五大運輸方式之一，具有安全、經(jīng)濟、保質(zhì)、無污染等優(yōu)點，已經(jīng)成為油氣運輸?shù)闹匾緩剑袚覈?0%的原油和99%的天然氣的運輸任務(wù)。到2020年，我國油氣管網(wǎng)里程將達到20萬千米，基本實現(xiàn)全國骨干管線聯(lián)網(wǎng)。管道輸送具有占地少、損耗少、成本低、輸量大、快捷方便等優(yōu)點，但也有管線長、跨區(qū)域多、沿途地質(zhì)狀況和自然環(huán)境復(fù)雜多變等缺點，還有對監(jiān)控水平、安全保障性要求高等特點。且隨著國際原油價格的攀升，在利益的驅(qū)使下，盜油分子不惜以身試法，瘋狂地盜竊原油，同時肆無忌彈地破壞油田設(shè)備，對油田的正常生產(chǎn)造成了嚴重影響并對周邊環(huán)境造成了嚴重的污染。
石油管線作為石油資源輸送的重要途徑，受犯罪分子破壞嚴重，對于通常的入侵、破壞等犯罪，安防部門已經(jīng)建立了多種防范技術(shù)，如音頻探測報警器、視頻監(jiān)控報警系統(tǒng)、主動紅外入侵探測器等。但傳統(tǒng)的安防監(jiān)控方式受環(huán)境因素影響較為嚴重，存在誤報率高、特殊天氣條件下監(jiān)控效果差，被動防御等缺點，我們需要一種能有效地識別非法入侵與接近的全天候的監(jiān)控技術(shù)，來滿足油田各單位的輸油管安防需求。
1 油田輸油管道安防中的難點問題
1.1 特殊天氣條件下監(jiān)控困難的問題
由于油田生產(chǎn)的特點，輸油管道大都分布在野外，而輸油管的連續(xù)傳輸又與企業(yè)的經(jīng)濟效益息息相關(guān)，對輸油管道工作狀態(tài)的實時監(jiān)控一直是生產(chǎn)作業(yè)單位一項重要且困難的內(nèi)容。隨著近年來打擊力度的加強，打孔盜油分子的囂張氣焰已經(jīng)得到了有效地遏制，但目前偷盜油案件已經(jīng)有了新的動向，即偷油分子選擇天氣條件惡略、能見度較低的時間段進行偷盜油犯罪，在此種天氣條件下傳統(tǒng)的監(jiān)控方式無法發(fā)揮有效作用。
1.2 輸油管道距離長、監(jiān)控范圍廣的問題
油田范圍內(nèi)分布著大量的輸油管線，由于許多井場和大站間距離較遠，又由于管道運行過程的復(fù)雜性和周邊環(huán)境的多樣性，因此現(xiàn)有的各種管線安全監(jiān)控系統(tǒng)難以達到令人滿意的監(jiān)控效果。
1.3 監(jiān)控實時性和準確性問題
傳統(tǒng)的輸油管道防盜油技術(shù)均屬于事后防范技術(shù)，只能查找泄漏、破裂等意外事件的定位，不能提前感知威脅來防范于未然，從而制止盜竊、破壞事件的發(fā)生。同時定位精度較低，且難以實時有效地實現(xiàn)長距離監(jiān)測。
理想的油氣管線安全監(jiān)測系統(tǒng)，應(yīng)能運用單套系統(tǒng)實現(xiàn)全天候長距離監(jiān)控，便于維修管理。能在各種威脅發(fā)生前預(yù)警，從而采取有效措施避免破壞發(fā)生。意外發(fā)生時，能在第一時間準確地對事故定位，便于維護人員迅速開展工作，減少損失。
鑒于光纖傳感技術(shù)具有可實現(xiàn)長距離分布式監(jiān)控、可定位、耐腐蝕、能源依賴性小等優(yōu)點，正符合我們的需求。傳統(tǒng)的管道檢測技術(shù)主要依靠管道起始點和結(jié)束點采集的信號參數(shù)進行泄漏判別，無法實現(xiàn)對管道中段的檢測，而光纖傳感技術(shù)則利用隨管道鋪設(shè)的光纖作為傳感單元，實現(xiàn)對輸油管道的全程監(jiān)控，滿足長路由輸油管線的漏油定位報警需求。并且隨輸油管道鋪設(shè)的光纜可對輸油管附近的異常震動作出判斷，實現(xiàn)預(yù)判功能，提高管道監(jiān)控安全性。同時，由于光纜的物理特性決定其使用年限長、維護簡便、費用低等特點，因此利用光纖傳感器技術(shù)實現(xiàn)長距離輸油管道的防漏、防盜檢測越來越受到重視。
2 光纖傳感器技術(shù)原理
光纖傳感器是以光學(xué)量轉(zhuǎn)換為基礎(chǔ)，以光信號為變換和傳輸?shù)妮d體，利用光導(dǎo)纖維輸送光信號的一種傳感器。光纖傳感器主要由光源、光導(dǎo)纖維（簡稱光纖）、光檢測器和附加裝置等組成。光源種類很多，常用光源有鎢絲燈、激光器和發(fā)光二極管等。光纖很細、較柔軟、可彎曲，是一種透明的能導(dǎo)光的纖維。光纖之所以能進行光信息的傳輸，是因為利用了光學(xué)上的全反射原理，即入射角大于全反射的臨界角的光都能在纖芯和包層的界面上發(fā)生全反射，反射光仍以同樣的角度向?qū)γ娴慕缑嫒肷?，這樣光將在光纖的界面之間反復(fù)地發(fā)生全反射而進行傳輸。由于挖掘、盜油等行為會引起布放在輸油管道附近的光纜震動，使得光纜的直射率發(fā)生變化，進而引起光波的相位和波形的變化，我們可以此作為依據(jù)來判定輸油管道周圍的環(huán)境變化、所在位置及變化原因。正常狀態(tài)下的光路波形見
3 光纖油氣管道安全監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用
目前，大港油田管線眾多，輸送介質(zhì)繁多，管線型號各異，大致有7 244條管線，總長度約2 261千米。
管道沿線有多處在建廠房、橋梁、公路和樓群等，管道多次穿越公路及河流，現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜。慣例的檢測方法是派工作人員沿管線巡查，也有采用一些傳統(tǒng)的監(jiān)測手段，但實踐證明效果不佳，且原有的探測、檢測技術(shù)也不十分可靠。
光纖傳感技術(shù)通過埋設(shè)在管道旁的光纖來感受管線周圍的震動，對于由于車輛等對地面沖擊形成的振動信號，系統(tǒng)會分析后自動屏蔽。對于挖掘、敲打等形成的振動信號，系統(tǒng)則會發(fā)出準確報警，并將報警信號傳輸給監(jiān)控主機告知值班人員管線出現(xiàn)事故的區(qū)域。各種振動形成的光路波形見圖3。
4 總 結(jié)
光纖傳感技術(shù)具有連續(xù)監(jiān)測、本質(zhì)安全、戶外無源、無輻射、抗干擾、環(huán)境適應(yīng)性強、靈敏度高、能耗低等優(yōu)勢，具體如下：
（1）監(jiān)控路由中采用無源設(shè)計，降低功耗的同時提高了系統(tǒng)的環(huán)境適應(yīng)性，降低了系統(tǒng)的復(fù)雜性。
（2）實現(xiàn)長距離、大范圍監(jiān)控，實現(xiàn)油氣管線光纖干線監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控范圍長達60千米。
（3）定位精度高，在判斷有破壞行為發(fā)生時，可以實時對破壞行為發(fā)生點進行定位。在監(jiān)控距離內(nèi)，實現(xiàn)定位精度最高達到±200米。
（4）采集小波降噪、信號特征提取算法、模式識別等算法，降低工程應(yīng)用的誤報率。
（5）適應(yīng)性強，其戶外環(huán)境溫度適應(yīng)性在-50℃～80℃，光纜可埋設(shè)在潮濕的環(huán)境中長期使用。
5 結(jié)論
綜上所訴，我們不難發(fā)現(xiàn)光纖管道監(jiān)控技術(shù)相對于傳統(tǒng)的輸油管道監(jiān)控技術(shù)有較大的優(yōu)勢，如果在油田推廣必將大幅提高油田輸油管線安防水平，為油田生產(chǎn)的現(xiàn)代化建設(shè)做出巨大貢獻。
主要參考文獻
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產(chǎn)信息網(wǎng).
