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光缆自动监测系统的实现<1>

2/14/2005来源:光纤通信人气:9102

光缆自动监测系统的实现<1>(朱磊、张盛武) 摘要本文对光缆线路自动监测中的若干问题进行了探讨。首先介绍了光缆线路自动监测 系统(OAMS)的组织结构,然后文章重点介绍了光缆实时监测的技术,并对三种实时故 障告警的解决方案进行了详细分析比较。在文章中还对测试精度和事件分析算法进行了 讨论,最后介绍了一个应用实例。 关键词 光缆自动监测系统 光缆网络 光时域反射仪 实时监测 1前言 现代通信网络日趋复杂,通信设备的种类制式剧增,给通信网络的管理维护带来了 巨大的困难。光缆通信传输系统本身虽然有网络管理褓护倒换功能,但并不支持对光缆 特性的监控。实际工作经验表明,光缆通信的线路故障要比设备故障远为突出,约为不 可用时间的95%,因此,如果只采用设备自带的监测系统,难以保证高速、宽带、大容 量光缆传输线路的畅通。 光缆网线路自动监测系统(OAMS)主要是采用先进的告警、测试、数据库、网络控 制、业务流程控制和地理信息系统等技术,将光纤测试、网管告警与维护体制全面结合 起来,通过对光缆的实时自动监视、告警信息的自动分析,自动启动相应的测试,对故 障进行自动定位、自动派修,从而压缩障碍历时,把用户的损失降到最低。 2系统组成 光缆监测系统的关键测试仪表之一是光时域反射仪(OTDR),安装在各个监测站的 OTDR测试仪通过获得测试波长的背向散射光在光纤上随时间(距离)的能量分布曲线来 得到光纤的传输特性,对线路的各种故障(比如各种形式的断裂故障)能较好地反映, 且对一些缓变的线路损耗也可反映。可通过公共电话交换网或其它通信链路,将监测中 心与远程分布的各个监测站连接而构成光线自动监测系统。 该系统是电信管理网(TMN)中传输网管理域的一个子网,因此,当它介人被监测 的光缆线路后,不能影响在用的光传输系统的传输性能。OAMS系统采用模块化、分布式 多级体系结构,通过开放式通信协议可以非常方便地集成到网络之中。系统采用多级监 测网络互联的拓扑结构,各级对其相应的上一级监测中心负责,上级监测中心可以对属 于它管辖的下级监测中心和监测站统一进行管理。 该系统的开发是遵照原邮电部技术规范YDN-010-1998光缆线路自动监测系统技术 条件进行的。 3技术难点及解决方案 3.1实时监测的实现 系统的主要特点是对光缆进行实时监测,目前存在三种实时故障告警的解决方案。 光功率在线监测:采用分光器将光传输设备的工作光分出3%,接入告警采集模块中, 对工作光进行实时监测,实时地反映光纤的传输特性,并及时地发现传输质量的变化。 每个光功率监测通道的门限可以进行设定,当被监测光纤出现断纤,工作光功率下降到 某一门限值,或出现较大的衰减时,产生即时告警,系统立即激活OTDR测试该芯线,进 行精确的故障判断与定位。在这种监测方式中,采用波分复用(WDM)技术和相应器件可 以实现在一根纤芯中同时传输通信光源与OTDR测试光源。目前常用的通信光波长为1310nm 和1550nm,因此在这种监测方式中OTDR的测试光波长应选用1625nm。 光终端机告警监测:利用告警采集模块上提供的设备告警采集接口,可以收集光传 输设备上产生的故障告警。经过分析过滤,滤除与线路告警无关的信息,然后启动OTDR 对可能引起告警的光缆线路进行测试。每个告警采集端口均可以通过软件进行配置,可 以接入例如开关量、电压量和电流量等告警信号。每个通道告警的门限可以独立进行配 置,以适应不同厂家的传输设备的接口要求。 光功率备纤监测:同样采用光功率告警模块,在离线测试方式下,监测备用光纤, 以实现光功率实时告警监测。由于监测备纤,所以没有来自传输设备的信号源,故此种 测试方式必须在监测路由的末端加入一个光源,向备纤发送光信号,然后在测试端进行 光功率检测。需要指出的是在这里加入的光源可选用1310nm。1550nm和1625nm三种波长 中的任一波长,并且这种方式下不需要WDM设备。当芯线异常时光源信号会被阻断或减弱, 系统立即激活OTDR测试该芯线,进行精确的故障判断与定位。这种实时监测方式具有以 下三个特点:第一,不需在传输设备的工作光纤中插入器件,完全不影响传输设备工作, 减少了系统故障隐患;第二,对每一根被监测光纤均为实时监测,保证故障告警的实时 性;第三,能适应复杂的网络状况,对于光缆段短的线路,可以实现跨段监测而无需额 外增加设备。 对这三种监测方式从技术上和实施上进行比较。在告警反映实时性上,光功率的在 线和备纤监测方式要优于利用光端机告警的监测方式。在系统的可靠性上,采用备纤进 行光功率实时监测的系统由于不介入通信设备与线路,因此其系统可靠性最高;采用在 线光纤进行光功率实时监测的系统由于和通信光源共用同一纤芯,并且引入了WDM和滤光 器等器件,使得整个系统的可靠性有所降低;而利用光端机告警的监测方式由于光端机 会有误告警,则会导致测试系统常被激活测试,其系统可靠性差。在实施上,光功率的 备纤监测方式只需在发端增加一个光源,而对原有的光纤通信设备和光纤连线方式不需 要做大的改造,实施复杂度最小;光功率的在线监测方式则需要引入一系列光器件 (WDM、滤光器、分光器等),对原有的光纤通信设备和光纤连线方式需要做大的改造, 实施复杂度大。光端机告警的监测方式则需要增加光端机告警信号采集接口,实施复杂 度较大。 从以上的分析可以看出,在完成系统所需功能的前提下,采用光功率的备纤监测方 式是一种较为合适的方案。