王煒　程國建

摘要：隨著科學技術(shù)的發(fā)展，光纜監(jiān)測系統(tǒng)作為一種全新的技術(shù)已經(jīng)應用于油田建設中，并為我國社會主義現(xiàn)代化建設做出了較大的貢獻?；诖耍撐氖紫冉榻B了某油田采氣廠光纜數(shù)據(jù)傳輸維護過程中存在的問題，指出了建設光纜自動監(jiān)測系統(tǒng)的必然性，并重點介紹了光纜自動監(jiān)測系統(tǒng)的功能以及其所使用設備、工作原理、工作流程，最后闡述光纜自動監(jiān)測系統(tǒng)對數(shù)字化管理及光纜事故搶險中的實際意義。

關(guān)鍵詞：光纜監(jiān)控系統(tǒng)；GIS；OTDR光功率監(jiān)測單元；GPS

中圖分類號：TP301 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）27-0028-03

Abstract： With the development of science and technology， optical fiber cable monitoring system as a new technology has been used in oil field construction， and for China's socialist modernization has made greater contribution. Based on this，The paper firstly introduces some problems existed in the process of optical cable data transmission of oil gas recovery plant maintenance， then points out the necessity of construction of optical cable auto monitoring system， mainly elaborates its function， as well as the equipment， working principle and working process， finally discusses the practical significance of optical cable auto monitoring system in digital management and cable accident emergency.

Key words： optical cable auto monitoring system ； GIS； OTDR； GPS

目前某油田采氣廠干光纜總長度已達到1500多公里，可靠性、穩(wěn)定性不斷加強；光纖的覆蓋范圍也不斷擴大，在目前的數(shù)字化網(wǎng)絡格局下，光纖為數(shù)據(jù)通信工作提供了可靠保障[1]。光纜傳輸線路井噴式的增長為某油田采氣廠數(shù)字化提供高速信息公路的同時，但維護與管理問題也日漸突出。近幾年據(jù)數(shù)據(jù)通信方面的研究數(shù)據(jù)顯示由于光纜自身性能和外部因素的影響，很多區(qū)域主干和分支光纜中斷次數(shù)超過50次，中斷時間累積超過300余小時[2]。

為此就需要設置一定的光纜監(jiān)測系統(tǒng)對光纜通信過程中的故障進行及時監(jiān)控，并利用告警[3]、測試、數(shù)據(jù)庫、等技術(shù)對光纖網(wǎng)絡進行自動監(jiān)控。并聯(lián)合將光纖測試、故障處理和維護機制以此來確保光纖網(wǎng)絡運行正常為數(shù)據(jù)通信工作提供保障，對故障進行自動定位、及時指派人員修復，以此來降低故障修復時間，盡量減少對用戶的影響[4-6]。

傳統(tǒng)的光纜線路維護管理模式較為被動，日常光芯指標測試全靠人工，工作量大且費時費力；出現(xiàn)故障后需到光纜端點進行人工測試，測試距離后進行維修，故障歷時較長。嚴重影響通信網(wǎng)的正常運行，特別是生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)字化生產(chǎn)、監(jiān)測業(yè)務，與通信光纜緊密相關(guān)，如何快速高效的解決光纜維護問題是需要重點關(guān)注的。

1 光纜自動監(jiān)測系統(tǒng)原理及組成

光纜監(jiān)測系統(tǒng)主要包括如下幾部分，監(jiān)測中心、監(jiān)測站與系統(tǒng)終端，以下對其進行具體描述[7]。

監(jiān)測中心——其作為系統(tǒng)的控制中心，主要作用是接收發(fā)來的報警信息，同時向光開關(guān)發(fā)送測試指令，然后分析測試所得結(jié)果，據(jù)此判斷出故障或功能位置；

監(jiān)測站——主要包含監(jiān)控元件和光開關(guān)等，其可以分為監(jiān)控和測試兩部分，前者主要負責對光纜進行實時監(jiān)控，后者主要是測試光纜狀態(tài)；

監(jiān)測客戶端——其主要是系統(tǒng)終端包括相應的軟件，用戶可以利用此終端來進行全部操作其中包含了GIS軟件，可以很方便管理維護各項系統(tǒng)資源。

1.1監(jiān)測原理

1.1.1光功率在線監(jiān)測原理

在檢測時先將工作光進行分離后使其進入告警采集模塊中，由后者對工作光進行實時監(jiān)測：并同時將光纖的傳輸信息反饋回，可以根據(jù)需要設置這些監(jiān)測通道的衰減率。當被監(jiān)測光纖在環(huán)境因素影響下，功率下降到一定幅度后，檢測模塊會發(fā)出報警信息，OTDR就會被激活并同時測試該纖芯，分析其故障原因和所處位置[8]。測試原理如圖1所示。

1.1.2光功率備纖監(jiān)測原理

在此種告警模塊中，可以利用離線方法對備用光纖進行測試，并同時進行警報監(jiān)測。由于備纖沒有信號源，因而在進行此種測試使需要在監(jiān)測路由加入光源，然后由測試設備進行光功率檢測。當纖芯出現(xiàn)故障或異常時，光源信號一般會中斷減弱，此時發(fā)出報警信息后系統(tǒng)會對該芯線進行監(jiān)測并判斷出故障類型和位置。測試原理如圖2所示。

1.2監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及設備

光開關(guān)：作用主要是選擇需要測試的光路，系統(tǒng)可以利用串口控制來選擇需要測試的光纖路號，為測試做好準備。

OTDR：其也被稱作為光時域反射儀，此儀器在測試過程中作用很重要，其主要用于對監(jiān)測光路進行測試并同時判斷故障信息確定故障位置，其費用一般較高[9]。利用此設備可以獲得所測光路的散射曲線，以及與接頭、熔接點等相關(guān)的信息。

交換機：交換機在此種系統(tǒng)中主要作用是為通信提供支持，其可以作為帶光接口的獨立設備，也可以只檢測對光回路，這取決于系統(tǒng)需要。

測試系統(tǒng)軟件：其重要功能為測試功能的開啟；設置測試參數(shù)；對光曲線進行采集和分析，然后得出分析結(jié)果和其他系統(tǒng)進行結(jié)果交互。

1.3光纜監(jiān)測系統(tǒng)建設過程中可能遇到的問題分析及解決辦法

1.3.1項目實施過程中應注意如下情況

1）在設置監(jiān)測設備參數(shù)時應檢查確保設置無誤，避免因為網(wǎng)絡參數(shù)分配錯誤而引起故障和IP沖突，并對其他設備造成影響，并使得在線監(jiān)測和配置無法正確進行。

2）網(wǎng)絡資源鏈路和端口應滿足要求。

3）檢查監(jiān)測線路狀況確保無故障。

1.3.2安裝過程中應注意如下情況

1）分析確定之后選擇合適的光纜監(jiān)測設備安裝位置；

2）確定好各項設備連接線路長度和跳線長度；

3）提前確定監(jiān)測設備、ODF機架、光端機連接器型號。

1.3.3項目實施后對在用設備的影響分析

離線監(jiān)測模式：離線監(jiān)測模式對傳輸線路無任何影響。

在線監(jiān)測模式：設備本身并不會吸收光信號，在發(fā)射和接收端設置光損耗最大值為不超過3dB，以此來確保接收功率符合要求，并有一定冗余度，對設備的運行不會造成影響。

2 光纜自動監(jiān)測系統(tǒng)的擴展應用及意義

2.1光纜自動監(jiān)測系統(tǒng)的擴展應用

2.1.1地理信息系統(tǒng)（GIS）與光纜自動監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)合應用

地理信息系統(tǒng)（GIS）目前已經(jīng)在地理信息測量方面使用較為廣泛了，可以將其看做是一種決策支持系統(tǒng)，其利用地理信息模型方法來對空間數(shù)據(jù)進行分析以此來得到特定區(qū)域的多種空間信息，以便為研究和和決策提供支持。

光纜線路在進行敷設、巡查等過程中都需要利用地理地形信息，因而可以利用GIS技術(shù)對光纜檢測提供一定支持，例如可以利用電子地圖來家拿出設備和線路，并將報警信息顯示在地圖上，以此來方便維修人員及時獲得故障和報警信息[10]。因而光纜自動監(jiān)測系統(tǒng)可以和應用GIS技術(shù)結(jié)合起來為用戶故障分析提供支持，用戶可以利用“顯示地圖”來得知監(jiān)測線路環(huán)境信息，然后將其和所測曲線關(guān)聯(lián)起來就可以對實際線路故障信息進行確定，并同時為巡查、搶險工作提供方便。

2.1.2全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）與光纜自動監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)合應用

全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）是可以在陸地，海洋和空中進行全方位實時三維導航的一種全新的定位系統(tǒng)。GPS由空間、地面支撐系統(tǒng)、用戶設備等組成。其主要原理就是依據(jù)相關(guān)的衛(wèi)星瞬間位置作為基礎的測算依據(jù)，采用空間距離后方教會的思路，確定所需要測算的具體位置，由于其精度較高，且可以得到較好的測算效果，可以在工業(yè)領域內(nèi)得以廣泛使用。

在光纜自動監(jiān)測系統(tǒng)平臺上也擁有GPS技術(shù)，主要是應用GPS對光纜線路路由各個相關(guān)點的位置進行相應的定位，對光纜線路實際地理做出準確的分析和判斷。如果同時把GIS技術(shù)集成以后，光纜線路所處的地理環(huán)境則不會發(fā)生較大的變化，通過把相關(guān)的數(shù)據(jù)錄入，可動態(tài)了解線路的具體情況，及時地判斷出故障，并做好各項檢修工作。

2.2某油田采氣廠光纜監(jiān)測系統(tǒng)功能及意義

2.2.1光纜監(jiān)測系統(tǒng)的功能

1）光纜性能劣化告警功能；2）光纜測試功能：周期測試，點名測試；3）光纜故障定位功能；4）光纜資源管理功能；5）網(wǎng)管功能：配置管理、實時監(jiān)測、安全管理、拓撲顯示、報表管理、GIS管理。

2.2.2光纜監(jiān)測系統(tǒng)的意義

1）智能化維護：光纜自動監(jiān)測系統(tǒng)的建立實現(xiàn)了光纜維護由粗放型向集約型的轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)了向智能化的邁進，符合光纜維護實際的需要。

2）障礙定位快速精確：可在20秒內(nèi)就能獲取光纖當前傳輸情況，精確的數(shù)據(jù)分析大大提高了障礙定位精度，從而壓縮了搶修時間。如圖3所示。

3）預防障礙：系統(tǒng)可以發(fā)現(xiàn)監(jiān)測線路傳輸特性的漸變情況，及時發(fā)現(xiàn)障礙隱患，預防障礙。

3 結(jié)論

光纜自動監(jiān)測系統(tǒng)的應用使得當前的油田的工作環(huán)境有較大的改善，同時還可以早早發(fā)現(xiàn)光纜線路隱患，壓縮所需要的工作時間，使光纜的維護方式上升為受控式維護；可以更好地對各種工作情況進行集中控制和有效的維護，有力地實現(xiàn)規(guī)范化管理。在光纜發(fā)生故障時實時保護光纜線路，并實時監(jiān)測與管理、動態(tài)地了解光纜線路傳輸性能的好壞，及時發(fā)現(xiàn)和預報光纜隱患，以增強工作的可靠性，更好地發(fā)揮出其作用，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，使各項工作可以更好地得到開展。

參考文獻：

[1]姚元平. 光纜自動監(jiān)測系統(tǒng)分析[J]. 電信技術(shù)， 2012（8）：87-88

[2]韓俊義. 結(jié)合OLP光纜自動監(jiān)測系統(tǒng)的研究[J]. 中國新技術(shù)新產(chǎn)品， 2011（1）：1-2.

[3]趙有勤，蘇慧生，齊國富，等. 光纜自動監(jiān)測技術(shù)在長慶油田的應用探討[J]. 中國管理信息化， 2011（14）：52.

[4]汪艷萍. 光纜自動監(jiān)測系統(tǒng)在油田通信中的應用[J]. 系統(tǒng)實踐， 2011（2）：19-20.

[5]龐金龍. 光纜自動監(jiān)測系統(tǒng)的設計與曲線分析模塊的研究實現(xiàn)[D]. 哈爾濱： 哈爾濱工業(yè)大學， 2011：1-5.

[6]盛昀瑤，吳紅亞，朱華，等. 光纜自動監(jiān)測系統(tǒng)在油田通信中的應用[J]. 儀表電氣， 2014，33（9）：67-68.

[7]張振宏. 油田通信中光纜自動監(jiān)測系統(tǒng)的運用[J]. 信息與電腦， 2011（8）：79-80.

[8]侯曉青， 劉剛. 淺析光纜自動監(jiān)測系統(tǒng)及應用[J]. 廣播與電視技術(shù)， 2013（ 8）：96-99.

[9]沈捷. 光纜自動監(jiān)測系統(tǒng)的設計與測試分析[J]. 科技資訊， 2012（15）：39.

[10]褚文建. 光纜自動監(jiān)測技術(shù)在光纖通信中的應用[J]. 科技信息， 2011（22）：230-232.