一种光缆线路自动监测系统的设计和实现

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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。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。本文介绍了光缆线路自动监测系统的组成原理，分析了其应用。
　　一、应用背景
　　据统计，我国已敷设光缆的总长度超过了4.05×106km,约7.582×107芯公里，而微波线路长度仅为2×105km,且传输容量远低于光缆线路，可见目前我国信息容量的90%以上是通过光缆线路传送的。
　　虽然现有环网保护技术可在一定程度上能继续保证业务的畅通，但可以看出，由于线路维护仍然采取传统的方式维护抢修，线路故障恢复历时均较长，出现业务故障的隐患仍然存在。
　　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。
　　二、光缆线路监测系统的应用
　　光缆线路自动监测系统是电信管理网（TMN）中传输网管理域的一个子网，是有效压缩全阻障碍历时和及时发现光缆线路隐患的重要技术手段。它利用计算机技术、光纤通信测量等技术，对光缆线路质量、运行等情况进行自动、实时监控和测试。
　　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。
　　1.光缆护套对地绝缘电阻自动监测系统
　　光缆（optical fiber cable）主要是由光导纤维（细如头发的玻璃丝）和塑料保护套管及塑料外皮构成，光缆内没有金、银、铜铝等金属，一般无回收价值。光缆是一定数量的光纤按照一定方式组成缆心，外包有护套，有的还包覆外护层，用以实现光信号传输的一种通信线路。 即：由光纤（光传输载体）经过一定的工艺而形成的线缆。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。
　　该系统优点能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。
　　但该系统在应用时，还存在以下缺点。
　　（1）由于国内直埋光缆施工时，在金属外护层对地绝缘电阻方面存在较多的问题，而该系统在安装前要求对地绝缘电阻必须符合规定，因此前期改造的工作量很大；
　　（2）前站安装传感器时，必须打开接头盒，对已开通电路的线路来讲，危险性大；
　　（3）由于该系统利用直埋光缆金属外护层与大地构成的回路来进行测试和传输数据，不适用于架空光缆线路。
　　综合以上分析，由于目前迫切需要应用光缆线路自动监测系统的干线均已建设成形，改造困难大，故光缆护套对地绝缘电阻自动监测系统应用的可行性较差。