淺談光纜線路集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在鐵路通信中的應(yīng)用
田永紅
[摘 要] 目前的鐵路通信網(wǎng)以光纖通信系統(tǒng)為主,通信網(wǎng)中的用戶,除了一般自動(dòng)電話用戶外,還有直接與行車(chē)運(yùn)營(yíng)指揮、公務(wù)聯(lián)絡(luò)和設(shè)備維護(hù)等相關(guān)的重要用戶。鐵路因線路較長(zhǎng),且有時(shí)修建于山區(qū)等人煙稀少地帶,迫切需要遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)了解光纜的運(yùn)行狀況。在光纜發(fā)生故障時(shí)及時(shí)獲取故障信息和故障點(diǎn)的地理位置,及時(shí)排除故障,不但對(duì)于保證光纜線路的傳輸質(zhì)量,而且對(duì)鐵路行車(chē)安全極為重要。
[關(guān)鍵詞] 鐵路通信 光纜 集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
引言
鐵路通信網(wǎng)由基礎(chǔ)承載網(wǎng)、業(yè)務(wù)網(wǎng)及支撐網(wǎng)構(gòu)成;A(chǔ)承載網(wǎng)為各業(yè)務(wù)網(wǎng)提供連接服務(wù),基礎(chǔ)承載網(wǎng)由以光纖為傳輸介質(zhì)的傳輸系統(tǒng)構(gòu)成。業(yè)務(wù)網(wǎng)包括:公務(wù)通信網(wǎng)、調(diào)度通信網(wǎng)、會(huì)議電視、電報(bào)、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)、運(yùn)輸管理信息系統(tǒng)、客運(yùn)自動(dòng)化系統(tǒng)等,所有業(yè)務(wù)網(wǎng)均承載于基礎(chǔ)承載網(wǎng)上。支撐網(wǎng)包括時(shí)鐘同步網(wǎng)、信令網(wǎng)和電信管理網(wǎng)。
一、鐵路通信中建立光纜線路集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的必要性
1.1鐵路光纖通信系統(tǒng)的重要性
隨著通信系統(tǒng)業(yè)務(wù)需求和傳輸技術(shù)的發(fā)展,光纖以其頻帶寬、抗干擾性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)已成為通信系統(tǒng)的主要傳輸介質(zhì)。鐵路光纖通信系統(tǒng)對(duì)擴(kuò)大和提高鐵路運(yùn)輸能力,提高行車(chē)密度和保障行車(chē)安全,改善調(diào)度指揮條件,為鐵路運(yùn)輸部門(mén)實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的傳輸、交換、處理各種信息,提高鐵路的運(yùn)輸質(zhì)量,促使鐵路運(yùn)輸逐步由限制型向開(kāi)拓型轉(zhuǎn)變,具有重要的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。
1.2 建立光纜線路集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的必要性
鑒于鐵路光纖通信系統(tǒng)在鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)指揮中的重要性和光纜敷設(shè)環(huán)境的特殊性,鐵路光通信系統(tǒng)建設(shè)時(shí)考慮的首要問(wèn)題是其安全性。隨著通信網(wǎng)絡(luò)中光纜數(shù)量的增加以及早期鋪設(shè)的光纜接近使用年限,出現(xiàn)了大量因光纜接頭盒滲水,衰耗隨時(shí)間推移而增大等影響通信的現(xiàn)象,光纜線路因受到鐵路施工、建筑挖方、開(kāi)采巖石、山體滑坡和其他意外事故造成的光纜中斷或損傷等事故也時(shí)有發(fā)生。
因此,鐵路通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維部門(mén)迫切需要隨時(shí)、快速和準(zhǔn)確地了解光纖通斷狀況及主要參數(shù),以便在光纖發(fā)生故障時(shí)及時(shí)的獲取故障信息,準(zhǔn)確判斷故障點(diǎn)的地理位置,及時(shí)排除故障;滿足這一需求的解決方案是建立光纜線路集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對(duì)光纖線路的光層傳輸性能、衰減變化及光纖阻斷等的自動(dòng)監(jiān)測(cè),從而達(dá)到以下目的:
(1)既可以實(shí)現(xiàn)故障的快速定位,又可以做到防患于未然;
(2)既可以減輕維護(hù)人員工作負(fù)擔(dān),又可以減少系統(tǒng)故障次數(shù)或縮短故障恢復(fù)時(shí)間,確保光纖干線暢通。
此外,隨著鐵路通信網(wǎng)的逐步建設(shè)和完善,光纜及光纖資源越來(lái)越豐富,如何高效管理這些資源,包括資源類(lèi)型、數(shù)量、分布狀況、工作狀態(tài)和主要特性參數(shù)的管理,使網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維部門(mén)能夠迅速方便的從中獲取相關(guān)的信息,進(jìn)而對(duì)這些原始數(shù)據(jù)進(jìn)行再加工和利用,又成為網(wǎng)絡(luò)維護(hù)管理更高層次的要求。
二、傳統(tǒng)的光纜線路維護(hù)模式存在的問(wèn)題
傳統(tǒng)的光纜線路維護(hù)模式是:當(dāng)光纜線路發(fā)生故障后,機(jī)房值班人員根據(jù)設(shè)備的報(bào)警信息確定故障線路所在區(qū)段,然后用光時(shí)域反射儀(OWDR,Optical Time DomainReflectometer)在該區(qū)段進(jìn)行測(cè)量確定故障點(diǎn),最后通知線路搶修人員趕往具體地點(diǎn)進(jìn)行搶修。
這種被動(dòng)的搶修維護(hù)方式配合復(fù)雜,費(fèi)時(shí)費(fèi)力,而且這種方式造成的延誤往往不可忍受,同時(shí),這種方式不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除光纜線路中的多種衰減積累造成的阻斷(比如光纜在承受壓力負(fù)荷、小半徑彎曲或接頭盒進(jìn)水導(dǎo)致的光纖傳輸特性的劣化等)。
與傳統(tǒng)光纜線路維護(hù)方法過(guò)分依賴于人工,效率低下,難以保證高速、寬帶、大容量光纜傳輸網(wǎng)絡(luò)的暢通相比,對(duì)故障進(jìn)行自動(dòng)定位、自動(dòng)派修,從而達(dá)到縮短故障響應(yīng)時(shí)間,降低損失,使光纜傳輸網(wǎng)絡(luò)優(yōu)質(zhì)、安全、高效、穩(wěn)定地運(yùn)行的目的。
三、光纜線路集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)簡(jiǎn)介
1.光纖結(jié)構(gòu)
光纖裸纖一般分三層:中心高折射率玻璃芯(芯徑一般為單模的8——l0Fm,多模的50或62.5Fm),中間為低折射率硅玻璃包層(直徑一般為1251“m),最外是加強(qiáng)用的樹(shù)脂涂層。
2.光纖種類(lèi)
按光在光纖中的傳輸模式可分為:?jiǎn)文9饫w和多模光纖。
單模光纖:中心玻璃芯比較細(xì),只能傳一種模式的光,適用于遠(yuǎn)程通信。多模光纖:中心玻璃芯較粗,可傳多種模式的光。但其模的色散較大,這就限制了傳輸數(shù)字信號(hào)的頻率,而且隨距離的增加會(huì)更加嚴(yán)重,多模光纖傳輸?shù)木嚯x比較近,一般只有幾公里。
3.光纖規(guī)格
單模:8/1254m:9/125gm:l0/1251tm;
多模:50/125µm;歐洲標(biāo)準(zhǔn)(62.5/125)tm。
4.光纖衰減
光纖對(duì)光波產(chǎn)生的衰減作用稱(chēng)為光纖衰耗,系統(tǒng)中的光纖產(chǎn)生衰耗的原因,一方面是由于光纖本身的損耗(如固有的和雜質(zhì)的吸收損耗、因波導(dǎo)結(jié)構(gòu)不完善引起的散射損耗等),另一方面是由于成纜、敷設(shè)以及作為系統(tǒng)傳輸媒質(zhì)所引起的附加損耗(如彎曲損耗、接續(xù)損耗等)。通常造成光纖衰減的主要因素有:本征、彎曲、擠壓、雜質(zhì)、不均勻和對(duì)接損耗。
5.OTDR測(cè)試原理
所有的光纖自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的最基本原理就是利用光時(shí)域反射儀(0TDR)對(duì)光纖的后向散射信號(hào)進(jìn)行測(cè)量,然后通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)對(duì)所測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、整理和分析。
后向散射法測(cè)量衰減是通過(guò)光纖中的后向散射信號(hào)來(lái)提取光纖的衰減信息,其原理是:將窄的光脈沖注入光纖端面。通過(guò)耦合、探測(cè)以及信號(hào)處理,就可分析光脈沖所到之處的光纖損耗特性。
四、光纜監(jiān)測(cè)原理和實(shí)現(xiàn)方式
4.1 光纜監(jiān)測(cè)原理
光纜自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是在不影響和不干擾現(xiàn)有的通信系統(tǒng)和傳輸監(jiān)控設(shè)備的基礎(chǔ)上,對(duì)現(xiàn)有的光纜傳輸干線進(jìn)行在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),主要是通過(guò)光功率監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的目的。
光功率監(jiān)測(cè)功能是通過(guò)光功率監(jiān)測(cè)單元OPM(Optical Power Monitor)實(shí)現(xiàn)的,PM將WDN(波分復(fù)用器)和分光器內(nèi)置于中,光時(shí)域反射儀)和光開(kāi)關(guān)對(duì)收光功率告警的光纜段的光纖進(jìn)行故障定位監(jiān)測(cè),以實(shí)現(xiàn)對(duì)在用光纖或備用光纖實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),如下圖所示:
圖4.1 OPM原理圖
光功率監(jiān)測(cè)需在收光光纖上加裝分光器,分光器有3個(gè)端口,分別是100%、97%和3%。100%連接原線路端,97%的通信光進(jìn)入光端機(jī),3%的通信光進(jìn)入光功率告警單元的監(jiān)測(cè)端口?梢匝杆賳(dòng)OTDR對(duì)告警的跨接光纜段進(jìn)行障礙點(diǎn)定位監(jiān)測(cè)。
4.2光纜監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)方式
光纜監(jiān)測(cè)的實(shí)現(xiàn)方式有三種:
(1)光功率在線監(jiān)測(cè):采用分光器將光傳輸設(shè)備的工作光分出3%,接入告警采集模塊中,對(duì)工作光進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),實(shí)時(shí)地反映光纖的傳輸特性,并及時(shí)地發(fā)現(xiàn)傳輸質(zhì)量的變化;虺霈F(xiàn)較大的衰減時(shí),產(chǎn)生即時(shí)告警,系統(tǒng)立即激活OTDR測(cè)試該纖芯,進(jìn)行精確的故障判斷與定位。
(2)光終端機(jī)告警監(jiān)測(cè):利用告警采集模塊上提供的設(shè)備告警采集接口,收集光傳輸設(shè)備上產(chǎn)生的故障告警。經(jīng)分析過(guò)濾,濾除與線路告警無(wú)關(guān)的信息,然后啟動(dòng)OTDR,對(duì)可能引起告警的光纜線路進(jìn)行測(cè)試。每個(gè)告警采集端口均可以通過(guò)軟件進(jìn)行配置,可以接入如開(kāi)關(guān)量、電壓量和電流量等告警信號(hào)。
(3)光功率備纖監(jiān)測(cè):也是采用光功率告警模塊,以離線測(cè)試方式,監(jiān)測(cè)備用光纖,從而實(shí)現(xiàn)光功率實(shí)時(shí)告警監(jiān)測(cè)。因?yàn)楸O(jiān)測(cè)的是備纖,沒(méi)有來(lái)自傳輸設(shè)備的信號(hào)源,故此種測(cè)試方式必須在監(jiān)測(cè)路由的末端加入一個(gè)光源,向備纖發(fā)送光信號(hào),然后在測(cè)試端進(jìn)行光功率監(jiān)測(cè)。
五、結(jié)束語(yǔ)
光纜線路集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是電信支撐網(wǎng)的一部分,它和電信網(wǎng)TMN中的電信基礎(chǔ)設(shè)施管理、接入網(wǎng)管理、傳輸網(wǎng)管理系統(tǒng)有著緊密的聯(lián)系。需要定義適應(yīng)本系統(tǒng)實(shí)際情況的互連協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)全網(wǎng)光纜運(yùn)行狀態(tài)、告警、故障信息的交換和共享。
參考文獻(xiàn)
[1] 原榮:《光纖通信》,電子工業(yè)出版社,2002.
[2] 肖建國(guó):《光纜網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)》,人民郵電出版社,1999.
[3] 張翎,沈曉:《全國(guó)長(zhǎng)途光纜線路綜合管理網(wǎng)絡(luò)LIMN線路綜合管理》,人民郵電出版社,1999.
月期刊網(wǎng)是一個(gè)專(zhuān)業(yè)致力于期刊征稿、論文發(fā)表、寫(xiě)作指導(dǎo)、文獻(xiàn)參考等服務(wù)項(xiàng)目的綜合服務(wù)網(wǎng)站,為客戶提供了權(quán)威、專(zhuān)業(yè)的服務(wù)。用心服務(wù)是我們的運(yùn)行宗旨,客戶滿意是我們的工作目標(biāo)。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展,本站與國(guó)內(nèi)上幾百種權(quán)威期刊保持著密切的合作關(guān)系,已擁有大批的固定客戶群,覆蓋全國(guó)大部分省市。
月期刊網(wǎng)論文發(fā)表公告
1、月期刊咨詢網(wǎng)是幫助客戶快速高效發(fā)表的**機(jī)構(gòu),并非各類(lèi)雜志的官方網(wǎng)站,若想直接向該刊雜志社投稿,請(qǐng)聯(lián)系其所屬雜志社。
2、本站提供期刊推薦、論文發(fā)表、論文寫(xiě)作指導(dǎo)服務(wù),如有需要請(qǐng)點(diǎn)擊在線客服人員進(jìn)行具體咨詢。
3、本站只適當(dāng)收要收取編審排錄費(fèi)、排版、制作、印刷、郵寄樣刊、發(fā)票等綜合費(fèi)用,以維持網(wǎng)站正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
4、本站所推薦期刊,均為國(guó)家新聞出版總署(www.gapp.gov.cn)承認(rèn)的,正規(guī)、合法、雙刊號(hào)期刊。
5、本站與雜志社保持著密切的合作關(guān)系,發(fā)表成功率高,文章審核通過(guò)確認(rèn)錄用支付費(fèi)用。
轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明來(lái)自:http://www.jinnzone.com/tongxinlw/14392.html