电力通信网光缆监测系统的规划与设计

电力通信网光缆监测系统的规划与设计

王海滨黄晶晶童玉生闫海涛张爱奎

国网安徽省电力有限公司阜阳供电公司安徽阜阳236000

摘要：国家社会经济的不断进步与发展，极大地促进了电力通信网应用技术的飞跃，研究其光缆监测系统设计问题，对于提升整体监测效果具有极为关键的意义。

关键词：电力通信网；光缆；监测系统；设计

引言

随着电力通信网光缆监测系统应用条件的不断变化，对其规划与设计问题提出了新的要求，因此有必要对其相关课题展开深入研究与探讨，以期用以指导相关工作的开展与实践。

1光缆分配监测系统的结构

1.1光缆分配监测的整体系统

电力通信网光缆分配监测系统由上位机监测系统、通信网络系统、监测站系统三部分组成。其中监测中心、客户端组成了上位机监测系统。上位机监测系统连接监测站，采用TCP/IP协议。光缆分配监测系统工作原理如下：光缆线路的自动监测由监测站实施，同时对光纤传输损耗变化进行跟踪。对光缆线路光功率的实时监测由光功率监测模块实施。由于断线等故障，当监测到光功率比设定的阈值低时，控制模块完成光缆线路切换，同时发出告警。数据采集器件分布在光缆线路中，它将光纤基础数据发送到监测中心，同时分析并存储数据，反馈光缆运行状况给远程终端，这样故障就能被及时发现。用户可根据权限对历史告警信息、切换信息进行查看。光缆线路切换由远程控制监测站负责，通过实时监测光缆线路，能对光缆线路传输劣化情况有所察觉，从而降低光缆阻断的发生率。

1.2光缆分配监测系统功能模块设计

光缆监测模块主要包括实时监测、点名监测、周期监测，光缆监测可进行历史告警信息、切换信息查询、条件查询等。告警与故障处理模块主要包括告警设定、告警通知、告警处理、故障定位、故障分析、故障记录、故障恢复等。该模块可处理预告警线路、监测站延缓，切换预告警线路、控制监测站，进行周期性监测光缆线路。资源管理模块主要包括线路管理、电路管理、设备管理、拓扑管理，该模块利用TCP/IP协议连接客户端与监测中心的通信，当客户发出请求给服务器，请求收到后，服务器提供相应服务。统计分析模块主要包括光缆性能和设备性能，该模块为监测中心的核心处理模块，拆包解析监测站发的信息，并执行相应命令。GIS模块实质是进行系统的维护，进行输入数据、存贮数据、编辑数据、管理数据、空间查询、可视化输出等。

1.3光缆分配监测系统GIS功能设计

GIS软件系统具有五个功能，分别为数据输入、数据存贮和管理、数据编辑、可视化表达和输出、空间查询和分析。建立GIS数据库必须要进行数据输入，即输入地图、统计、物化遥、文字报告等数据，然后转换成可处理的数字形式。包括图形数据输入、GPS测量数据输入、栅格数据输入等。数据编辑由两部分组成，即属性编辑、图形编辑。图形编辑包括图形整饰、图形变换、图幅拼接、投影变换等。属性编辑通过结合数据库管理完成相关功能。数据的存储由空间及非空间数据存储、修改、更新、查询、检索组成。GIS的核心是进行空间查询并对其分析，地理信息系统包括空间检索、空间拓扑叠加分析、空间模型分析三部分。可视化表达通常以人机交互方式进行，根据图形数据信息密集度对显示进行放大或缩小。

2系统实时监测方案的实现

2.1光功率监测

通过应用分光器，可以将光传输设备中涉及到的工作光少量分出处理，并将其接入到告警模块，实现工作光的实时监测目标，以及时反映光纤传输状况，一旦传输质量有所变化，则发出告警信号。有关光功率监测通道的限值，可以根据实际情况进行设置，如果监测系统中的光纤发生断纤问题，工作光功率就会持续加强或者大幅度衰减，此时将发出告警信号，系统开始自动测试芯线，准确定位故障点。

2.2光端机告警

通过应用告警模块，其中设置设备告警的数据采集接口，及时发现光传输设备中的故障告警问题。通过细致过滤、分析，可筛除与告警信号无关的内容，此时启动光时域反射仪，对光缆线路实行进一步测试。

2.3备用光纤监测

在该环节，仍然采取光功率告警模式，可支持离线监测，尤其加强对备用光纤的管理工作，实时监测、告警光功率运行状况。对于备用光纤的监测工作来说，由于涉及到传输设备的信号源支持问题，因此需要在路由的末端加入光源，实时向备用光纤发射信号，并在测试端检测光功率状况。在芯线出现异常的状况下，光源信号就会有所减弱或者直接阻断，此时系统开始进入测试环节，对光功率相关的芯线实行测试，精确判断并定位故障点。通过采取该种监测形式，无需在传输设备中插入任何额外器件，确保传输设备的正常、稳定运行，减少故障隐患，可满足网络复杂的运行状况。

2.4综合网管告警

通过应用网络管理的软件，可及时收集光传输网络设备中出现的告警信号，利用软件进行客观、科学的分析，测试可能出现故障的光纤网络。有关告警反映的实时性问题，采取在线光功率监测或者备用光纤的监测方式，将比光端机告警监控方式更加有效；考虑到系统的可靠性问题，可利用备用光纤进行实时监测，并不介入到正在使用的线路或通信设备中，极大地增强系统运行稳定性；由于应用在线光纤实时监测系统，与通信光源采用的纤芯一致，再加上波分复用器、滤光器等作用，可能对系统稳定性有所影响。通过采取光端机的告警监测形式，可能出现光端机误告警现象，此时系统处于激活测试阶段，可靠性能有所降低。在具体实施过程中，光功率备用纤维的监测方式往往只在发端增加光源即可，但是不需要对原有通信设备或接线方式进行改造，复杂度较低；有关在线监测光功率的方法，需要涉及到各种光器件，如分光器、滤光器、波分复用器等，加大对原有光纤连接方式或通信设备的改造，但是应用难度有所加大。

3光缆分配监测软件系统设计

3.1软件系统图设计

光缆分配监测软件整个系统的操作系统为Windows2012Server，选择SQLServer2012进行数据库开发，并配合操作系统实行无缝连接，采用VB进行前台开发，在光缆分配监测中心选择IBM服务器进行相关工作，工作站、数据库服务器选择的方式为客户/服务器。使用MapinfoProfessional12.0作为地理信息系统开发平台，开发工具使用MAPX5.0来实现。光缆分配监测软件整个系统由数据库系统、光缆监测系统软件、地理信息系统GIS、资源管理软件等组成。

3.2光缆资源软件系统设计

光缆资源管理系统由三层组成，分别为数据存储层、界面层、逻辑处理层。在光缆资源软件系统的体系结构模型中，包含三个组成部分：资源管理客户端、资源数据库、应用服务器，地图功能通过对GIS服务器地图信息的调用实现。对通信网络资源数据的存储，以及对资源管理系统中各种系统信息的存储均由数据存储层完成。界面层主要提供各种功能界面给系统用户。处理网络资源统计调配、分析等逻辑业务由逻辑处理层完成，软件系统具有较好的重用性、可调整性、维护管理较容易等优点。

在光缆网资源管理系统的数据存储层中，数据库存放全部数据，数据存储层中包含一系列数据表，这些数据表用量存储各类资源对象，同时，系统运行、管理一些需要的数据。这样保证数据库安全，降低了复杂度。系统全部界面功能由界面层负责实现，界面功能由各种资源维护、管理、统计、查询、调配、图形化展现等组成。

结语

在进行电力通信网光缆监测系统的规划与设计时，应着重考虑监测站选址、测试路由规划及测试方式选择等问题。只有全面客观地分析通信网络现状及监测需求，并在此基础上进行监测系统的规划设计，才能最大限度地发挥光缆监测系统的作用，做到投资最少、监测效果最好、监测范围最大。

参考文献：

[1]刘毅娟,何旸,雷鸣,李杰.光缆监测系统的应用探索[J].数字技术与应用.2018(05)

[2]李宏恩.光缆监测系统在通信传输中的实现[J].中国新通信.2017(17)

[3]石林,汪继龙.论光缆监测系统在通信传输中的实现[J].中国新通信.2018(18)