光缆线路监测系统的原理及应用
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光缆自动化监测系统光缆自动化监测系统是一种用于实时监测和管理光缆网络的系统。
它通过使用传感器、监测设备和数据分析技术,可以对光缆网络的性能、故障和安全状态进行监测和分析。
本文将详细介绍光缆自动化监测系统的功能、原理和应用。
一、功能介绍光缆自动化监测系统具有以下主要功能:1. 实时监测:系统可以实时监测光缆网络的运行状态,包括光缆的传输性能、信号质量和故障情况等。
2. 故障定位:系统可以自动定位光缆网络中的故障点,并提供详细的故障报告,匡助运维人员快速定位和修复故障。
3. 安全监测:系统可以监测光缆网络的安全性,包括对恶意攻击和非法入侵的检测和防护。
4. 数据分析:系统可以对光缆网络的监测数据进行分析和统计,提供可视化的报表和图表,匡助运维人员了解网络性能和故障情况。
5. 远程管理:系统支持远程管理功能,运维人员可以通过云平台或者挪移应用程序远程监控和管理光缆网络。
二、工作原理光缆自动化监测系统的工作原理如下:1. 传感器部署:系统通过部署传感器设备在光缆网络中,实时采集光缆的性能数据和状态信息。
2. 数据采集:传感器设备将采集到的数据传输给监测系统,数据包括光缆的传输速率、信号强度、误码率等。
3. 数据分析:监测系统对采集到的数据进行分析和处理,通过算法和模型判断光缆网络的健康状态和存在的故障。
4. 故障报警:一旦系统检测到光缆网络浮现故障或者异常情况,会即将发送报警信息给运维人员,以便及时处理。
5. 数据展示:监测系统将分析结果以可视化的方式展示给运维人员,包括实时监测数据、故障报告和统计图表等。
三、应用场景光缆自动化监测系统广泛应用于以下场景:1. 电信运营商:光缆是电信运营商的重要基础设施,光缆自动化监测系统可以匡助运营商实时监测光缆网络的运行状态,提高网络的可靠性和稳定性。
2. 数据中心:数据中心的光缆网络承载着大量的数据传输,光缆自动化监测系统可以匡助数据中心管理者及时发现和解决光缆故障,保障数据传输的稳定性和安全性。
光缆在线监测系统在电力通信系统中的应用摘要:随着我国科学技术水平的不断提高,各种先进的科学技术手段也逐渐开始与我国的电力通信行业进行有机融合,很多系统的设备、材料与技术等都不断进行着革新换代。
而光纤技术凭借其优点已经逐渐成为我国电力通信行业内主要运用的技术,其承担的电力通信行业的业务量甚至已经达到了整个行业的98%。
但所有通信技术都存在着缺点,光纤技术也不例外。
很多自然因素或人工因素都会导致光缆受到损害,从而导致电力通信行业产生不可挽回的损失。
由于光缆始终被深埋于地下,在发生故障后,我们很难在第一时间就精准掌握。
关键词:光缆在线监测系统;电力通信系统;应用1光缆在线监测系统的工作原理光缆在线监测系统的本质其实就是一个光纤网速测试系统,其主要是将计算机技术、通信技术、数据库、以及光纤测量技术等多种技术进行结合设计出来。
其具体的技术原理是先借助OTDR设备使光从波分装置中通过,并且将光开关作为载体,将其传输到被测光缆纤芯中,随后再借助OTDR设备对传输回来的信号进行较为深入的分析[2]。
这样,根据分析结果就可以定位到故障发生的位置,同时还会发出相应的提示音。
通过运用这种技术,工作人员就可以实时对故障的各方面信息进行了解。
当故障发生后,维修人员只需要借助OTDR设备就可在终端较为准确地掌握光缆发生故障的位置,避免了逐一排查造成的时间浪费,同时也避免故障时间过长造成的巨大损失。
将分析得到的结果与数据库中存储的光缆的原始数据进行比较,还能较为精准地掌握光缆的裂化程度以及剩余使用,寿命等,从而为光缆的管理工作提供精准的数据支持。
2管道光缆在线监测系统应用意义开展被淘汰管道、光缆、电缆外力破坏信息安全防护在线监测系统的科学研究,完成管道开挖、冲击、交叉钻孔等潜在危险因素的预防和报警,确保被淘汰管道的安全,确保管道和光缆的安全运行,提高电力通信互联网的安全系数。
同时,可以提高电力通信管道、光缆和电缆的安全系数,提高对各种洪水和外部破坏的抵抗能力,以及信息管理网络资源的配置能力,从而满足电网发展趋势各个阶段和领域的通信网络要求。
光缆在线监测系统在长输管道的应用发布时间:2023-02-02T07:31:56.472Z 来源:《科学与技术》2022年18期作者:谭晓明[导读] 传统的光缆监测主要依赖于光功率实施监测,谭晓明国家石油天然气管网集团有限公司华南分公司广东深圳 518000摘要:传统的光缆监测主要依赖于光功率实施监测,优点是能够监测到光纤的总消耗数据,缺点是看不出光纤的损耗情况,找不出光缆出现问题的具体的位置。
基于此,一种以多通路为基础的光缆监测系统应运而生,该光缆监测系统主要是由OTDR和光开关共同组成而成,OTDR能够监测出光纤的实际耗损情况,根据对OTDR曲线进行分析就能够准确找出光纤出现问题的位置和问题类型,而且可以通过设置多路光开关切换多种类的联络方式,以此减少成本消耗。
某管道工程使用该系统,系统搭建2台OTDR与16路的光开关,最终实现节省成本投入达2万元。
关键词:OTDR;光开关;光缆监测;光缆损耗0引言光缆检测技术已经广泛应用于长距离通信管线输送中,其对光缆的维护作用是不可忽略的,因以前的光缆监测系统主要是用光功率来监测光缆的故障,这种方式的问题就是在发生故障的地方多时,其准确率较低。
为解决上述问题,本文提出了由多种通路构成的光缆监控系统,系统通过单纤、单端进行检测,既能够加快监测速度,准确率又得到了保证。
1光缆在线监测系统的工作原理从其本质上来讲,光缆在线监测系统就相当于一个光纤网速测试系统,该系统是将多种技术融合设计而成,主要包含的技术有计算机技术、通信技术、光纤数据库、光纤监测技术等多项内容。
其技术原理并不是很复杂,具体是通过OTDR设备先让光从波分装置中穿过,并将光开关看作是一个载体,将其传输至需要测试的光缆纤芯中,接着通过OTDR设备仔细深入的分析传送回来的信号。
经过对结果进行分析后,就能够轻松找出出现故障的地方,并且在故障发生的同时,系统还会发出提示音,便于及早进行解决。
使用该项技术,技术人员就能够实时掌握故障有关信息,在出现故障的时候,故障检测人员只需查看OTDR设备就能在终端准确地发现光缆故障位置,不仅有效避免了逐一排查问题所浪费的时间,还能减少因维修时间长而造成的损失。
光缆自动化监测系统光缆自动化监测系统是一种通过使用先进的技术和设备来实现对光缆网络进行实时监测和管理的系统。
该系统可以匡助网络运营商和企业有效地监测光缆的运行状况,及时发现和解决潜在的故障和问题,提高网络的可靠性和稳定性。
光缆自动化监测系统的主要功能包括光缆状态监测、故障定位和预警、性能统计和分析、资源管理等。
下面将详细介绍每一个功能的具体要求和实现方式。
1. 光缆状态监测:光缆状态监测是光缆自动化监测系统的核心功能之一。
通过对光缆的物理参数进行实时监测,可以及时发现光缆的断裂、弯曲、温度异常等问题。
监测的物理参数包括光功率、温度、振动等。
系统需要具备高精度的传感器和采集设备,能够实时采集和处理这些参数,并将监测结果以图形化界面的形式展示给用户。
2. 故障定位和预警:光缆自动化监测系统应具备故障定位和预警功能,能够快速准确地定位光缆故障的位置,并及时向用户发出预警信息。
系统需要通过分析监测数据,结合地理信息系统(GIS)数据,确定故障点的具体位置,并通过短信、邮件等方式向相关人员发送故障报警信息。
同时,系统还应提供故障处理的建议和指导,匡助用户快速解决故障。
3. 性能统计和分析:光缆自动化监测系统需要能够对光缆网络的性能进行统计和分析,包括光功率衰减、误码率、信噪比等指标。
系统需要能够实时采集和记录这些指标,并生成相应的统计报表和图表,匡助用户了解网络的运行状况和性能变化趋势。
同时,系统还应提供异常告警功能,当网络性能超出设定的阈值时,及时向用户发出警报。
4. 资源管理:光缆自动化监测系统需要能够对光缆资源进行管理,包括光缆的拓扑结构、光缆段的属性信息、光缆设备的配置信息等。
系统需要提供可视化的界面,方便用户对光缆资源进行查看和管理。
同时,系统还应支持光缆资源的自动发现和更新,确保资源信息的准确性和完整性。
总结:光缆自动化监测系统是一种能够实现对光缆网络进行实时监测和管理的系统。
通过光缆状态监测、故障定位和预警、性能统计和分析、资源管理等功能,可以匡助用户及时发现和解决光缆故障和问题,提高网络的可靠性和稳定性。
光缆自动化监测系统光缆自动化监测系统是一种用于实时监测和管理光缆网络的技术系统。
它通过使用传感器和监测设备,可以对光缆的状态、性能和安全进行全面的监测和分析。
本文将详细介绍光缆自动化监测系统的工作原理、功能特点、应用场景和优势。
一、工作原理光缆自动化监测系统通过安装在光缆上的传感器和监测设备,实时采集光缆的各项参数和状态信息。
这些传感器可以监测光缆的温度、湿度、拉力、弯曲、振动等物理量,并将采集到的数据传输到监测系统的中心控制台。
中心控制台通过数据分析和处理,可以实时监测光缆的运行状态、性能指标和安全风险,并提供相应的报警和预警信息。
二、功能特点1. 实时监测:光缆自动化监测系统能够实时监测光缆的各项参数和状态信息,包括温度、湿度、拉力、弯曲、振动等。
用户可以随时了解光缆的运行情况,及时发现并处理潜在问题。
2. 报警预警:系统可以根据设定的阈值,对光缆的异常状态进行实时报警和预警。
用户可以通过手机、电子邮件等方式接收到相关的警报信息,以便及时采取措施。
3. 数据分析:系统可以对采集到的数据进行分析和处理,生成相应的报表和图表,匡助用户了解光缆的运行趋势和性能指标,为网络规划和优化提供参考依据。
4. 远程管理:用户可以通过网络远程管理光缆自动化监测系统,包括参数设置、数据查询、报警处理等。
这样可以方便用户在不同地点对光缆进行监测和管理。
三、应用场景光缆自动化监测系统适合于各种光缆网络的监测和管理,特殊是在以下场景中具有广泛的应用价值:1. 通信运营商:光缆是通信运营商的重要基础设施,对光缆网络进行实时监测和管理,可以提高网络的可靠性和稳定性,减少故障和停机时间,提高用户满意度。
2. 数据中心:数据中心的光缆网络通常规模较大,对网络的可靠性和安全性要求较高。
光缆自动化监测系统可以匡助数据中心及时发现和解决光缆故障,保障数据中心的正常运行。
3. 城市基础设施:光缆网络是城市基础设施的重要组成部份,包括交通、供电、水务等方面。
光缆线路监测系统的原理及应用由于光纤通信具有容量大、传送信息质量高、传输距离远、性能稳定、防电磁干扰、抗腐蚀能力强等优点,而得到了人们的青睐。
特别是在近十年里,随着人们对宽带业务需求的不断提高,光纤通信得到了大力发展。
目前,中国电信已基本完成了以网状网为组网方式,连接全国31个省(自治区、直辖市)的"八纵八横"光缆传输网的建设,全国光缆总长度超过93万km。
加上有线电视网、各专用网所用的光缆,估计全国光缆的总长度达168万km。
另一方面,随着光同步数字传输网(SDH)和密集波分复用(DWDM)技术的飞速发展,光纤的传输容量也在以前所未有的速度发展着。
各大国内外商家,如朗讯科技、阿尔卡特、大唐电信和华为科技等纷纷推出各自的80~400Gbit/s的DWDM光传输系统。
据有关预测2001年后,我国干线容量要求超过10Gbit/s的线路约占15%,到2010年超过10Gbit/s的线路约占43%,容量要求超过20Gbit/s的约占13%。
但与此同时,光缆的维护与管理问题也日渐突出。
随着光缆数量的增加以及早期敷设光缆的老化,光缆线路的故障次数在不断增加。
传统的光缆线路维护管理模式的故障查找困难,排障时间长,影响通信网的正常工作,每年因通信光缆故障而造成的经济损失巨大。
因此,实施对光缆线路的实时监测与管理,动态地观察光缆线路传输性能的劣化情况,及时发现和预报光缆隐患,以降低光缆阻断的发生率,缩短光缆的故障历时显得至关重要。
光缆监测系统集计算机技术、通信技术和光电技术为一体,具备远端实时、定期测试、遇不良情况自动告警及数据综合分析等多项功能。
同时,通过定期测试,光缆自动监测系统能及时判断光缆接头盒进水进潮情况,迅速准确地判断光缆障碍,缩短障碍历时,及早发现光缆劣化情况,提高长途光缆的维护质量。
根据监测对象的不同,一般将监测系统分为两大类:对光缆金属护套对地绝缘电阻的测试和对光纤后向散射系数的测试,前者也称光缆护套对地绝缘自动监测系统,后者称光纤自动监测系统。
光缆线路监测系统的原理及应用光缆线路监测系统(Optical Cable Route Monitoring System)是一种用于对光缆线路进行实时监测和故障定位的系统。
它通过布置在光缆线路上的传感器和监测设备,采集相关的数据并进行分析,以提供对光缆线路状态的实时监测和故障定位。
1.传感器:光缆线路监测系统使用光纤传感技术,将光纤布置在光缆线路上,作为传感器。
光纤传感器可以测量光的强度、温度、压力等参数,并将这些数据通过光纤传输到监测设备。
2.监测设备:监测设备是光缆线路监测系统的核心部分,主要包括数据采集模块、数据传输模块、数据处理模块和故障定位模块。
数据采集模块负责接收传感器采集到的数据;数据传输模块将采集到的数据通过光缆传输到数据处理模块;数据处理模块对数据进行处理和分析,并生成报告;故障定位模块通过分析数据,确定光缆线路上故障发生的位置。
3.数据分析:光缆线路监测系统通过对传感器采集到的数据进行分析,可以判断光缆线路是否正常工作,并获取光缆线路的实时状态信息。
例如,当光纤传感器检测到光强异常或温度升高时,系统会发出警报并定位故障位置。
基于数据分析,可以及时进行维护和修复,提高光缆线路的运行效率和可靠性。
1.光缆故障定位:通过光缆线路监测系统,可以实时监测光缆线路的状态,并迅速定位故障发生的位置,减少维修时间和维修成本。
例如,当光缆发生断裂或切割时,系统可以立即发出警报,并指示具体的断裂位置,以便维修人员及时修复。
2.光缆质量监测:光缆线路监测系统可以对光缆线路的信号质量进行实时监测和评估。
例如,可以通过监测光强度来判断信号衰减情况,以便及时采取措施,避免信号损失和质量下降。
3.光缆安全监测:光缆线路监测系统可以监测光缆线路周围的环境情况,如温度、湿度和压力等参数。
通过实时监测这些环境参数,可以及时发现线路附近的危险因素和异常情况,以保障光缆线路的安全运行。
4.光缆网络优化:光缆线路监测系统可以对光缆网络进行实时监测和优化调整。
光缆线路监测系统的原理及应用
由于光纤通信具有容量大、传送信息质量高、传输距离远、性能稳定、防电磁干扰、抗腐蚀能力强等优点,而得到了人们的青睐。
特别是在近十年里,随着人们对宽带业务需求的不断提高,光纤通信得到了大力发展。
目前,中国电信已基本完成了以网状网为组网方式,连接全国31个省(自治区、直辖市)的"八纵八横"光缆传输网的建设,全国光缆总长度超过93万km。
加上有线电视网、各专用网所用的光缆,估计全国光缆的总长度达168万km。
另一方面,随着光同步数字传输网(SDH)和密集波分复用(DWDM)技术的飞速发展,光纤的传输容量也在以前所未有的速度发展着。
各大国内外商家,如朗讯科技、阿尔卡特、大唐电信和华为科技等纷纷推出各自的80~400Gbit/s的DWDM光传输系统。
据有关预测2001年后,我国干线容量要求超过10Gbit/s的线路约占15%,到2010年超过10Gbit/s的线路约占43%,容量要求超过20Gbit/s的约占13%。
但与此同时,光缆的维护与管理问题也日渐突出。
随着光缆数量的增加以及早期敷设光缆的老化,光缆线路的故障次数在不断增加。
传统的光缆线路维护管理模式的故障查找困难,排障时间长,影响通信网的正常工作,每年因通信光缆故障而造成的经济损失巨大。
因此,实施对光缆线路的实时监测与管理,动态地观察光缆线路传输性能的劣化情况,及时发现和预报光缆隐患,以降低光缆阻断的发生率,缩短光缆的故障历时显得至关重要。
光缆监测系统集计算机技术、通信技术和光电技术为一体,具备远端实时、定期测试、遇不良情况自动告警及数据综合分析等多项功能。
同时,通过定期测试,光缆自动监测系统能及时判断光缆接头盒进水进潮情况,迅速准确地判断光缆障碍,缩短障碍历时,及早发现光缆劣化情况,提高长途光缆的维护质量。
根据监测对象的不同,一般将监测系统分为两大类:对光缆金属护套对地绝缘电阻的测试和对光纤后向散射系数的测试,前者也称光缆护套对地绝缘自动监测系统,后者称光纤自动监测系统。
下面分别加以说明。
1光缆护套对地绝缘电阻自动监测系统
光缆护套对地绝缘电阻自动监测系统是通过远程测量直埋光缆金属外护层对大地构成回路的完整性来实现对光缆监测的目的。
它利用远程供电系统对安装于直埋光缆接头盒内的设备进行充电,并进行数据的收集和分析,产生告警信号。
目前较为成功的光缆护套对地绝缘电阻监测系统是由英国雷迪公司研制生产的LMS-3ARRM自动远程监测系统。
该系统于1996年在上海新场中继站至南汇登陆局间全长39km的线路上进行了安装。
下面以LMS-3ARRM系统为例,介绍直埋光缆护套对地绝缘自动监测系统。
1.1系统的组成
光缆护套对地绝缘自动监测系统一般由前站、监测站和监测中心组成。
前站是该系统的主要组成部分,安装于光缆接头盒处,通过测量本接头盒与下一个接头盒之间的金属护套对大地的绝缘电阻来监测地下光缆状况。
监测站为前站提供工作电压,发送测试信号,收集测量结果,并进行数据处理,将处理结果传送至监测中心。
当测试数据超过设定门限值时,发出告警信号。
监测中心分析从监测站传输来的数据,并进行处理,以图形、表格等较为直观的形式展示出来。
也可发出告警音,还可进行周期或定点测试。
1.2系统各部分的功能及工作流程
1前站:主要由微处理器、电子开关、发射机、远供单元、电阻测量单元、防雷保护和传感器等部分组成。
其主要功能是接收监测站提供的供电电源、指令测量金属护套对地绝缘电阻、测量接头盒内湿度并将测量数据传送到监测站。
前站共有常态、供电、测量和数据传输等4个工作状态。
在常态时,前站中的电子开关处于断开状态,光缆的金属护套每2~3km相互绝缘。
当来自监测站的供电或指令到来时,电子开关闭合,前站进入供电状态。
监测站通过金属护套对地构成的回路向前站远供单元的电容器进行充电,电容器中的充电电压即是前站的工作电压。
充电完毕后,前站中的微处理器启动电阻测量单元进行测量,然后将数据经金属护套传送至监测站。
2监测站:主要由中央处理单元、通信单元、信号发生器、告警单元、供电单元等部分组成。
监测站向前站发送400V、20kA的瞬时浪涌电压,为所有前站提供工作电压;接收来自前站的数据,进行处理存储并通过通信单元实现与监测中心的数据通信。
根据所测数据发出告警信号;根据指令发送定位信号和故障查询信号(440Hz、220Hz、8kHz、9kHz,供维护人员利用探测器进行故障定位。
3监测中心:由微机及通信单元组成。
监测中心可发送指令对监测站进行控制,从监测站接收测试数据,进行分析处理并提供故障及测试记录报告。
1.3系统评价
1优点:该系统在外护套质量受到影响时,提供损伤预警,可及时对受损光缆进行修复;自动进行数据采集;系统设备较为简单(与光纤监测相比较);提供定量的故障定位信号,缩短障碍历时。
3现场监测站(MS)
现场监测站主要由工控机、OTDR卡、光开关、光功率采集单元、光功率控制单元、通信模块及WDM构成。
MS可按中心指令完成点名、周期、模拟告警测试功能;仿真OTDR分析功能;收无光和光功率超门限应急测试功能,并可进行数据的比较和回传;自动寻呼功能。
根据不同的需要,现场监测站可实现以下几种测试方式:
●在线监测。
监测站中光时域反射测试仪(OTDR)采用与光传输设备工作波长不同的测试光进行测试,利用波分复用器(WDM)、滤光器(FILTER)、程控光开关(OSW),通过波分复用技术,可实时地对被在用光纤的运行状况进行监测。
●备纤监测。
对被监测光缆线路中备用光纤的运行状况进行监测。
●跨段监测。
通过配置有源设备和无源光器件(主要是WDM和FILTER),对一个光缆段以上的光缆线路进行远程的在线、离线或备纤监测。
跨段监测一般用于本地网及农话等中继段较短、成网较复杂的光缆线路。
2.3技术特点
系统可进行定期(周期)测试、点名测试和障碍告警测试。
当被监测光纤发生障碍时,系统进行障碍告警测试,并对光纤障碍性质进行自动判断,按规定的告警级别发出告警信息。
并迅速、准确地确定故障点的位置。
该系统通常融合了网络通信技术、光学测量技术、地理信息系统(GIS)以及全球卫星定位系统(GPS)等技术,对光缆中光纤传输衰耗特性变化及光纤阻断故障实现远程分布式实时、在线的自动监测。
采用TCP/IP进行系统互连,可使监测中心和监测站同时处理多个连接,并可远程进行系统维护及软件升级,还具有较好的安全性和较高的可靠性,符合全国电信管理网(TMN)的要求。
2.4需要解决的几个问题
光纤自动监测系统经过长时间的开发、应用和不断的完善,已经成为我国干线光缆维护工作中重要的故障定位手段,在全国的干线网的维护中发挥着巨大的作用,但由于技术及其他原因,系统本身还存在一定的局限性。
1告警信号的提取
目前,光纤监测系统提取告警信息大致有3种方式:利用分光器提取3%的在用光,通过AIU、ACU进行分析;利用机务设备的架告警信号;利用设备中继光盘的收无光告警信号。
但这3种方式都存在一定的问题:①利用AIU方式时,需分流在用系统3%的光功率,这对于光功率富余度较小的中继段来讲不太可行;②利用架告警信号时,监测系统将对该机架所有的告警信号(包括电源告警、设备告警等)进行紧急反应,易形成误告警;③由
于不同厂家的中继光盘具有不同数据格式的收无光告警信号,故该方法较难实现,且成本较高。
2系统介入的衰耗
由于系统需要介入WDM、FILTER等无源光器件,会影响在用系统的收光功率。
3缺乏迅速倒换的功能。
目前的监测系统只有测试、分析和告警的功能,在光缆发生障碍后仍需等待维护人员到现场进行紧急抢修。
没有根本解决即时倒通光路、恢复通信的问题。
4监测光纤的数目较少
目前,我国一级光缆干线监测系统一般采用双向四纤监测,即在现场监测站(MS)向两个方向各监测两纤,被监测光纤在光缆中所占比例较小,当光缆发生非全阻障碍时,往往因为阻断光纤不是监测光纤而使监测系统没有产生应有的告警信息。
3发展前景
一个完整的光缆自动监测系统应包含光纤自监测和光缆护套对地绝缘自动监测两个方面,光纤的监测和护套对地绝缘监测各有其不同含意和作用,二者是互为补充相辅相成的。
随着信息技术的发展和人们对宽带业务、通信质量和服务质量要求的不断提高,我国的光纤传输网将会持续快速发展。
同时,如何进一步提高光纤通信的可靠性,如何更及时有效地对光缆线路网实施监控与管理,准确地捕捉故障征兆,防止线路阻断已经成为一个人们关心的话题,光缆线路监测的重要性将更加突出,也使光缆线路监测与管理系统成为一个新亮点而得到空前的发展。
我们相信,随着通信技术的飞速发展,光缆自动监测系统本身的局限将最终被解决。