光纜線路自動監測系統的應用

　　隨著光纖通信系統的廣泛應用，運營商對光纜的維護和管理都提出了更高的要求。本文介紹了光纜線路自動監測系統的組成原理，分析了其應用。

一、應用背景

　　據統計，我國已敷設光纜的總長度超過了4.05×106km，約7.582×107芯公里，而微波線路長度僅為2×105km，且傳輸容量遠低于光纜線路，可見目前我國信息容量的90%以上是通過光纜線路傳送的。

　　隨著光纜數量的增加以及早期敷設光纜的老化，光纜線路的故障次數在不斷增加。傳統的光纜線路維護管理模式的故障查找困難，排障時間長，影響通信網的正常工作，每年因通信光纜故障而造成的經濟損失巨大。如何更加高效的對光纜進行維護和管理的問題就日益突出。

　　雖然現有環網保護技術可在一定程度上能繼續保證業務的暢通，但可以看出，由于線路維護仍然采取傳統的方式維護搶修，線路故障恢復歷時均較長，出現業務故障的隱患仍然存在。

　　因此，實施對光纜線路的實時監測與管理，動態地觀察光纜線路傳輸性能的劣化情況，及時發現和預報光纜隱患，以降低光纜阻斷的發生率，縮短光纜的故障歷時顯得至關重要。

二、光纜線路監測系統的應用

　　光纜線路自動監測系統是電信管理網（TMN）中傳輸網管理域的一個子網，是有效壓縮全阻障礙歷時和及時發現光纜線路隱患的重要技術手段。它利用計算機技術、光纖通信測量等技術，對光纜線路質量、運行等情況進行自動、實時監控和測試。

　　根據監測對象的不同，一般將監測系統分為兩大類：對光纜金屬護套對地絕緣電阻的測試和對光纖后向散射系數的測試，前者也稱光纜護套對地絕緣自動監測系統，后者稱光纖自動監測系統。

1．光纜護套對地絕緣電阻自動監測系統

　　光纜的核心是光學纖維束，光纖束的外圍是鋁套管，最外層是塑料外護層。長途光纜大部分埋設在地下，外護層難免因各種原因受到損壞，影響通信質量。土壤的水分侵入光纜，進而損壞光纖影響通信。光纜外護套損壞可由光纜鋁套管對大地的絕緣電阻值下降來測定。如每公里光纜對地絕緣電阻不得少于2MΩ，維護人員為此定期來測定，分段的用高阻計檢測光纜的對地電阻。傳統的檢測方式雖花費大量的時間來找破損點，但準確度都不高。光纜護套對地絕緣電阻自動監測系統能自動監測光纜的對地電阻狀態，節省查找故障時間，大大提高維護光纜的效率。

　　該系統優點能在外護套質量受到影響時，提供損傷預警，可及時對受損光纜進行修復；自動進行數據采集；系統設備較為簡單（與光纖監測相比較）；提供定量的故障定位信號，縮短障礙歷時。

　　但該系統在應用時，還存在以下缺點。

　　（1）由于國內直埋光纜施工時，在金屬外護層對地絕緣電阻方面存在較多的問題，而該系統在安裝前要求對地絕緣電阻必須符合規定，因此前期改造的工作量很大；

　　（2）前站安裝傳感器時，必須打開接頭盒，對已開通電路的線路來講，危險性大；

　　（3）由于該系統利用直埋光纜金屬外護層與大地構成的回路來進行測試和傳輸數據，不適用于架空光纜線路。

　　綜合以上分析，由于目前迫切需要應用光纜線路自動監測系統的干線均已建設成形，改造困難大，故光纜護套對地絕緣電阻自動監測系統應用的可行性較差。

2．光纖自動監測系統

　　光纖自動監測系統是利用對光纖后向散射曲線的遠端測試來實現光纜線路的自動監測。已應用于運營商的部分光纜干線上。一般所言的光纜監測系統即為光纖監測系統。

　　光纖自動監測系統主要由監測中心和監測站（MS）組成。監測中心又可以分為總監測中心（GMC）、省監測中心（PMC）、區域監測中心（DMC）3個等級。

　　系統工作原理是對由分光路器所截取的光傳輸網絡收、發信端的一部分光進行光功率測量，所得到的光功率值將定性地說明光纜線路所處的狀態及故障現象，一旦確定光纜由故障，監測系統會自動啟動OTDR，對接在光開關上的光纖線路進行故障測試，查找故障點。

　　根據不同的需要，現場監測站可實現在線監測、備纖監測、跨段監測3種測試方式。

　　光纖自動監測系統近些年的應用和不斷的改進完善，已經成為我國干線光纜維護工作中重要的故障定位手段，在全國的干線網的維護中發揮著巨大的作用，但由于技術及其它原因，目前系統本身還存在一定的不足之處。

　　（1）告警信號的提取

　　目前，光纖監測系統提取告警信息大致有3種方式：利用分光器提取3%的在用光，通過AIU、ACU進行分析；利用設備的架告警信號；利用設備中繼光盤的收無光告警信號。

　　但這3種方式都存在一定的局限性。

　　①利用AIU方式時，需分流在用系統3%的光功率，這對于光功率富余度較小的中繼段來講不太可行；

　　②利用架告警信號時，監測系統將對該機架所有的告警信號（包括電源告警、設備告警等）進行緊急反應，易形成誤告警； 來源:http://tede.cn

　　③由于不同廠家的中繼光盤具有不同數據格式的收無光告警信號，故該方法較難實現，且成本較高。

　　（2）系統介入的衰耗

　　 由于系統需要介入WDM、Filter等無源光器件，會影響在用系統的收光功率。

　　（3）缺乏迅速倒換的功能

　　目前的監測系統只有測試、分析和告警的功能，在光纜發生障礙后仍需等待維護人員到現場進行緊急搶修。沒有根本解決即時倒換光路、恢復通信的問題。

　　（4）監測光纖的數目較少

　　目前，我國一級光纜干線監測系統一般采用雙向四纖監測，即在現場監測站（MS）向兩個方向各監測兩纖，被監測光纖在光纜中所占比例較小，當光纜發生非全阻障礙時，往往因為阻斷光纖不是監測光纖而使監測系統沒有產生應有的告警信息。

　　綜合以上分析，光纖自動監測系統雖然還存在一定的不足，但在具有完善的光纜竣工基礎資料情況下，應用在干線光纜上是可行的。

三、結束語

　　對于中國移動而言，線路維護主要采取委托代維方式，沒有專業的維護機構。應在一級干線和省內二級干線上逐步使用光纜線路自動監測系統，并結合纖芯自動倒換系統、GPS等現代化手段進一步提高網絡的安全可靠性。

　　在競爭日益激烈的通信市場中，僅有大容量通信能力是遠遠不夠的，競爭的真正核心是服務質量、是保證每一個客戶的通信暢通無阻。因此，特別是對干線光纖傳輸系統裝備光纖監測與保護系統和其它通信網絡監控保護技術措施具有非常重大的意義。