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标题: 光缆故障快速准确定位解决方案 [打印本页]
作者: vdianwang 时间: 2021-8-8 19:19
标题: 光缆故障快速准确定位解决方案
光缆网络可能面对的管理问题简介
中国通信光缆现状
据2017统计，我国已敷设光缆的总长度超过了605万公里，约10.582千万芯公里，光缆维护面临的突出问题，目前的光缆维护主要采用分散式、被动式的手工维护手段，难以达到更高的维护要求。以下便是实际所面临的突出问题。
1. 光缆铺设的各个区域需要配置大量的人工与设备资源。
2. 光缆人工检测频率低，难以及时发现潜在故障。
3. 维护人需要较高的OTDR经验。
4. 无法进行光缆性能的纵向历史比较。
5. 故障定位复杂，不能及时判断是设备故障还是光缆故障。
6. 故障事后响应时间慢。
7. 无法预判光缆的事前损害。
8. 没有完整的数据记录与管理。
光缆可能受到的破坏——由于自然因素可能造成的损坏
光缆可能受到的破坏——由于非自然因素可能造成的损坏
什么是光网络智能管理平台
光缆：系统管理的对象是光缆
自动：系统安装之后，可以24小时全天候进行工作，及时发现异常并上报告警。
监测：利用OTDR等光纤传感技术对光缆进行性能探测，发现光缆异常损耗故障。
管理：系统除了监测的功能，还具备一定的资源管理的功能。
系统：以上各个功能有机结合的整体。
所以光网络智能管理平台是集成了目前成熟的计算机、电子通信、地理信息系统（GIS）及光纤OTDR测量技术的一个光缆网络测试系统。
光缆在线监测设备的原理
使用OTDR模块对被监测的光缆中的某一纤芯进行OTDR测试，对测试结果进行数据分析，产生相应的告警信息。再综合计算机技术，数据库，网络技术，移动通信技术，把光缆信息、告警信息、维护人员信息集成一体的系统。
光网络智能管理平台的原理和结构
先进的光缆自动监测方案
每一根被测光纤都配置一个独立的OTDR模块
新的解决方案
多通路OTDR监测是我公司依靠自主知识产权开发的新型光缆监测方案，相对传统光缆监测方案有如下优势：
1.只需单纤监测，而传统光缆监测需要OTDR与光功检测两根光纤
2.只需单端监测，而传统光缆监测需要远端有光源发射
3.一个OTDR设备的损坏只影响单根光缆的监测; 而在传统光缆监测中一个OTDR设备的损坏可能导致大面积光缆监测失效。
在线监测
将与工作波长不同的测试波长，通过 WDM 设备合波在同一根光缆中传送，远端则利用滤波器将测试波长滤除而让工作波长通过。
下图为在线监测方式示意图：
备纤监测
使用备纤，易于建立光缆监测系统且安全性高，成本较低；测试波长可以与工作波长一样，系统架构简单明了，易于维护。
下图为离线监测方式示意图：
l 设备尺寸
采用高度为4U英寸标准机框，尺寸为488*177*318
（宽×高×深，单位：mm，含挂耳）。机框分为12个槽位，总共可以插入9块功能板，嵌入式主控制板1块，电源板2块。可以通过设备两侧的固定支架调节安装在19英寸的机柜中。
l 设备重量
RTU标准满配时：20Kg。
电源模块的特点
1.一个机框可以只配一块电源模块可以是DC-48V或AC220V；
2. 一个机框可以配两块电源模块可以全是DC-48V或AC220V；
3. 一个机框可以配两块电源是DC-48V与AC220V各一块；
4. 开关是防误操作设计；
5. 其中DC-48V的输入接口是防正负接反设计。
MCU
通信控制模块（MCU）用于管理监测站各个板卡，并且与监测中心服务器通信。将监测站状态上报给监测中心，或执行监测中心下发配置和操作指令。使用嵌入式控制系统，结构精炼，功耗低，体积小巧。具有通信灵活，数据存储稳定，维护方便等特点。
电源
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OTDR
OTDR基本测试时，由脉冲发生器产生的脉冲，驱动LD产生光脉冲，经方向耦合器射入待测光纤。射入光纤之光脉冲，因光纤内部含有杂质，气泡等发生散射，其中部分向后散射称为后方散射光（BACK SCATTERINGLIGHT），连同遇不平整光纤端面所产生的FRESENL反射光，一同反射回耦合器、射入光电二极管，转换成电脉波。此项反射光，因极微弱，故反复传送，收集，迭加、放大，平均处理后，再将波形显示于CRT上。具有高动态范围、体积小、高水平分辨率的特点。
通过OTDR来确定光纤事件点的物理位置。
工作波长（wave lenth）：1310nm\1550\1625nm±25nm；
动态范围（Dynamic range）：26 dB~40dB (at 25°C)；
脉冲宽度（Pulse width）：10ns, 40ns, 80ns, 160ns, 1us, 2us, 5us, 10us,20us等；
事件盲区（Event deadzone）：10 m ；
衰减盲区Attenuation deadzone：20m；
线性度（Linearity）：±0.05 dB/dB；
测量精度（Reflectance measurements accuracy）：±0.1dB；
接口类型（Optical connectors）：FC，SC；
工作温度（Operating Temperature）：0°C to +50°C；
保存温度（Storing Temperature）：-40°C to +70°C；
湿度要求（Humidity）：≦ 85%；
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OTDR短信模块
短信发送模块用于系统将系统产生的告警信息及时地通过短信息方式发送给相应的维护人员。
光缆在线监测管理软件—软件
主要功能
-光纤故障及故障隐患实时告警定位功能(故障点GIS自动定位、声音告警、短信通知维护员，达到紧急式维护效果)
-线路传输状态劣化分析功能（分析并输出光缆总损耗、光缆衰减率、事件点定位。达到预防式维护效果）
-多种测试功能（告警测试、人工点名测试、周期性测试。具备自动化远程测试和人工点名远程测试效果）
-光缆线路资源管理功能（结合GIS、拓扑图等达到可视化线路资源管理效果）
-对每段光路进行故障、告警等统计分析功能
视觉化的操作与管理
光缆在线监测管理系统为视觉化操作与管理，所有的系统管理、OTDR 曲线显示与地图显示等功能均在一个客户端软件上进行，并提供 GIS 电子地图信息，当光缆发生故障时可自动显示事件地点及所在位置附近之地图等讯息。
完整的光缆测试方案
OTDR 启动测试提供点名测试、周期测试与告警测试三种测试方式。点名测试也可称作“手动测试”,通过远端指定待测试的光缆，完成测试动作并得到测试结果，可以随时掌握光缆的传输特性。周期测试：利用光时域反射器实时监测模块(OTDR)以周期性监测光缆质量，并通过用户端设备连网对机房内的远端监测单元进行资料之收集、分析处理与报表打印及资料储存。告警测试：OTDR自动实时监测模块实时监测光缆损耗变化，当光缆的损耗发生异常时，取得测试结果，与参考曲线历史资料做比较，分析并定位故障点。
主动维护预先告警
系统于侦测光缆质量后，可显示分析结果报告。通过光缆历史资料的汇总分析，可发现光缆缓慢劣化，实现光缆故障预警功能，及时发现故障，及时维修，由被动维护转变为主动维护，提前对质量衰减之光路进行维护处理，预防光缆断线。
系统软件工作流程
软件操作—资源配置
系统支持的资源管理包括：
机房站点（包括站点下的 Remote Test Unit ）
设备、光缆（包括光缆下的光纤）、人井、手井、路杆、标石、光交箱、地理坐标点
资源编辑包括：基本属性、图片、光缆段、所涉及设备、熔接盒管理、专业属性、维护记录。
软件操作—机房站点
站点信息包括：名称、地理坐标、所属区域、状态、图片及涉及光缆段。
软件操作—光缆
光缆信息包括：名称、编号、起点名称、终点名称、光缆段长度、盘储总长、光缆总长、所属区域等。
软件操作—连接盒
连接盒信息包括：点类型、名称、地理坐标、状态、所属区域、图片、涉及光缆段、设备、熔接盒管理、专业属性及维护记录。
软件操作—完整光缆网络资源
软件操作—告警功能
告警功能包括：类别、级别、光缆名称、设备、时间、位置等信息
软件操作—告警管理
软件操作—告警曲线查看
告警曲线查看功能：不仅可以通过列表的方式查看告警的信息，还可以查看产生告警当时的OTDR测试曲线。
软件操作—告警曲线对比
告警曲线对比功能：不仅查看产生告警当时的OTDR测试曲线，还可以获取参考曲线与告警曲线进行对比。
软件操作—性能管理
监控管理包括：点名测量、周期性测量
监控平台—点名测量
点名测量方便用户随时查看每条光缆的OTDR曲线。
监控平台—周期性测量
周期性测量根据用户需求定期保存每条光缆的OTDR曲线。
软件操作—资源管理
资源管理包括：
地标点管理、机房管理、机柜管理、光缆管理、设备管理
资源管理—地标点管理
点击定位，系统自动跳转到地标点在GIS地图上的位置。
资源管理—机房管理
机房管理包括平面图、站点成端、跳纤管理及定位等功能。
资源管理—机柜管理
机柜管理可呈现机柜立体图，更加直观。
资源管理—光缆管理
光缆管理包括光缆信息查看、编辑、定位等功能。
资源管理—设备管理
设备管理包括设备信息查看、编辑、定位等功能。
软件操作—统计报表
历史记录包括：
告警历史记录、操作历史记录、短信历史记录
统计报表包括：
设备区域统计、告警日志统计、性能统计
软件操作—告警历史记录
软件操作—操作历史记录
软件操作—短信历史记录
软件操作—设备区域统计
软件操作—告警日志统计
软件操作—性能统计
建立光缆在线监测管理系统的效益分析
考虑到光设施是迄今为止通信运营者最大的一笔投资（占90%以上），拥有光纤网络的运营者必须提高其维护工作效率。
建立光缆在线监测管理系统的效益分析
我们可否降低运营者的费用呢？
运营费用：人工中断和数据储存时间；查明故障时间；维修部门设施；网络设计和规划
隐形费用：
可预防的维护和高花费检修；
业务中断造成的营业额损失（运行中断）；
对商业资源即光缆性能（及利用率）的全面了解；
在宽带（或业务）需要扩展时，减少了投入营运所需时间；
避免由于安装质量差造成维护行为
预防性维护
为避免可预防性故障，早期检测劣化原因
纠正性维护
万一发生故障，自动进行定位，及早行动；明确中断责任
预防性维护
为避免可预防性故障，早期检测劣化原因
纠正性维护
万一发生故障，自动进行定位，及早行动；明确中断责任
XX专用通信局光缆防护设备效果图
系统扩容
光缆在线监测设备完全采用模块化设计，具有热插拔的功能，新模块的加入对原有的系统无影响，扩容时也不会影响原有系统的监测功能。这种方便的扩容功能极大的提高了系统的整体稳定性和减少了再建设的重复性投入，是光缆在线监测设备中的一个闪光点。同时，该系统不仅单独可以兼容OTDR模块（光缆监测单元模块），并且可以兼容我所研发的其他功能的监测模块，比如温度、振动...
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