光缆监控系统技术的探讨及应用郑志良

光缆监控系统技术的探讨及应用郑志良

郑志良

（国网浙江省电力公司金华供电公司321001）

摘要：随着电力系统通信信息网络规模的不断扩大，对网络集约化维护的要求越来越高。电力通信传输网络操作维护集约化的总体目标是，进一步简化生产流程、集中维护资源、实行扁平化管理，强化对生产一线的服务支撑，推进建立全网一体的运行支撑模式。

关键词：系统设计；光缆测试；性能模块

引言

目前，金华电力传输网络主要采用华为、富士通、ECI等厂家的传输设备组网。前期，金华电力已经使用了集中监控系统系统对通信传输设备进行监控和电路管理。在此背景下，根据金华电力通信、信息网状况，结合自身特点，提出构建具有自身特色的光缆监控系统，以提高光缆监测的效率，提升网络维护管理的水平。

系统实现对金华电力现有传输EMS网管的对接和管理。通过EMS网管的北向接口功能，实现传输网络运行状态、告警、性能及配置等相关数据的采集、分析及呈现，以集中监控维护；实现割接辅助功能；实现对多厂家告警信息的格式统一、归并和压缩功能等。

系统提供光缆资源的简单管理功能，可以实现对光缆网络的测试、监控和运行质量分析功能。

1系统设计原则

在应用系统设计时，以“设计时考虑维护、设计时考虑将来”作为总的设计原则，并严格遵循先进性、实用性、开放性、稳定性、安全性、符合国际标准的原则。

a安全性原则

系统安全性要有保证，主要从四个方面保证：

1）要有日志功能，对数据库的操作、文件的操作等要求记录进用户日志；

2）对用户要分配不同的访问和使用权限；

3）系统要能防止病毒、黑客等攻击，保证资料在网上存储与传播的保密性和准确性；

4）对备份功能的考虑，保证系统中文件等数据的万无一失。

b可靠性原则

保证系统的可靠性，要能保证多人同时访问时系统负载能力；保证系统在365天，每天24小时的运行稳定性，在突发事件出现时，要求保证系统恢复的快速性；保证系统具有负载均衡能力，支持应用部署在多台服务器上，避免应用系统的单点故障。

c开放性原则

保证系统的开放性，采用构件化设计思想，分布式处理结构、插件式模块组织，系统框架与业务逻辑分离，具备开放的体系结构。

d易用性原则

保证系统的易用性，易用性主要从两个方面把握：

1）对获得的数据进行分析对比，形成符合维护习惯的多种数据报表（包括以网元为对象和以WDM光复用段为对象的报表）。

2）提供丰富、直观的网络数据统计图表，实现对网络运行整体状况、趋势的快速、直观了解。

3）本次接入范围是华为U2000网管，不接入其他；

2光缆测试功能

2.1站点覆盖：

包括调度大楼、500kV变电所、220kV变电所10个站点。

2.2光缆监测需求

1.调度大楼：16条光缆

2.500kV变电所：20条光缆

3.220kV变电所：30路光缆

2.3光缆测试单元硬件

光缆性能监测管理系统RTU设备由主控模块MCU、OTDR模块、光开关模块OSW、电源供电模块（PWR）等构成。

远端光纤测试单元RTU（RemoteTestUnit）

组成：由主控模块、OTDR模块、光开关OSW模块、电源供电模块等构成；

功能：24小时全天候对光芯进行监测，当监测到光功率有异常时，将自动启动OTDR对相应光路进行测试，并在网管中心软件的配合下，完成故障判断和故障定位。同时，RTU可以取代人工方式定期对各条光缆进行OTDR测试，并将测试数据实时上报给网管中心，从而实现对光缆质量变化的实时跟踪和分析，防患于未然。

3性能模块

性能模块功能主要包括：性能数据的采集、分析、存储、性能数据的门限管理、性能数据的查询、性能数据的统计分析等。

3.1采集功能

性能采集模块的主要功能是：通过CORBA接口，发送采集命令到EMS，直接采集当前性能。或者发送历史性能采集命令，通过FTP服务，获取EMS形成的历史性能文件，再对该文件进行解析、入库。

3.2定期采集任务

性能采集以网管为对象，设置每个网管的定时采集计划。

网管设置采集开始时间及结束时间的设置，每天在指定的时间内进行性能采集计划。在保证每天性能数据的采集的同时，避免个别网管采集时间过长对网管或其它系统的影响。

对于网元性能数据采集的类型，可根据用户需求进行自定义。对象包括了“计数值”、“物理量”和“通道”。

在实际性能数据采集中，往往会由于网元数量过多、网管服务器性能不高等等原因，导致无法一次将所有网元的性能数据全部采集回来。为了解决这个问题，考虑到各个网管管理网元类型及数量的不同，各个网元关注度的不同，FTSP软件对采集部分进行了针对性的优化设计，采集功能提供了3种不同采集方式，以实现网元性能数据的采集。

1.每天采

对于重点关注、需要每天分析性能数据的网元，采用“每天采”的采集方式，保证每天采集其性能数据，为之后性能分析及报表生成提供数据基础。

2.循环采

对于关注度不高、不需要每天分析性能数据的网元，提供“循环采”采集方式。每天在采集完“每天采”网元的性能数据后开始这些网元数据的采集，一直采集到设置的采集结束时间。次日，会继续剩余的网元性能数据，周而复始。从而实现这些网元性能数据在一定时间间隔下的采集功能。

3.不采集

对于不需要采集性能数据的网元，通过“不采集”方式的选择，在采集计划执行时将不进行此类网元的采集动作。

通过这3种采集方式，实现了不同关注度网元的区别对待，极大提高了网元性能数据的采集效率，保证了重点关注网元性能数据的采集。

4性能数据的门限分析

性能分析模版管理

性能分析完成对“性能采集”功能采集到的海量性能数据进行对比分析，提炼出对用户日常维护有效的数据。

性能分析功能通过性能分析模版的建立、管理及应用，实现对用户关注的网元、端口的性能数据的深入分析及异常管理。

性能分析功能的实现包括以下步骤：

软件首先根据用户的设定建立不同的性能分析模版，分析模版建立后再将不同的性能分析模版应用到不同的网元、端口上，从而提供对不同厂家、不同设备类型、不同网元型号、不同关注度的性能数据的个性化、定制化、有针对性的性能分析功能。

并且可根据用户的需求，随时变更分析模版或者去除某些网元、端口的性能分析功能。

性能分析模版类型

软件根据传输网络性能数据的特点，对于不同的性能数据提供了不同的分析模版种类，目前包括了“计数值”和“物理量”这两大类不同的分析模版。

对于“计数值”，软件提供了3级预警模式，通过对3个预警阀值的设定，可实现异常性能数据的分级预警功能。在提供3级预警模式的同时，根据传输网络在实际运行中的特点提供了过滤值的设置。

对于“物理量”，考虑到传输网络实际维护中的工作需要，软件采取和“计数值”不同的模版策略。“物理量”的分析模版包括了两种常用的分析方式：基准值法和动态范围法。

基准值法

软件利用采集到的物理量数据作为性能参数的基准值，在此基础上设定偏差范围，当物理量数据发生变更并超出此范围时系统提供预警功能。这种方法是一种相对值的比较分析方法。

动态范围法

由于传输系统的特点，物理量数据主要为光功率数据，任何一个光模块的光功率数值都必须在一定的动态范围内，当超出这个范围时将直接影响到传输系统的运行。根据这个特点，软件提供了具有针对性的分析方法。FTSP软件根据采集到的设备光模块数据（如无光模块数据则根据收、发光功率数据及工程经验进行分析），分析出各个端口所用光模块的类型，再根据内建的模型匹配出不同光模块的动态范围，提供光模块的上、下限值。用户在光模块上、下限值的基础之上进行偏差值的设定，从而实现对光功率数据的动态范围的监控。

对于WDM/OTN设备，由于其对于光功率的变化十分敏感，一般建议采用基准值法。

对于SDH设备，由于其对于光功率的变化不是十分敏感，主要关心是否超出其动态范围，一般建议采用动态范围法。

5结束语

光缆测试功能是采用先进的光纤测试、数据库技术、高速数字信号处理技术、光纤随路控制及计算机技术等，将光纤测试、光缆网络管理、分析统计、告警与维护机制全方位整合在本套系统中。系统可以远程、在线、自动地监测整个光缆线路，实时监测光纤特性的变化及自动分析劣化趋势，有效地减少和预防光缆故障的发生。