高莉

[摘 要]在日常維護中，光纜采用傳統(tǒng)的OTDR儀表進行人為手動的光纖測試，全網內所有光纖做一次維護測試，人力和時間耗費大。嵌入式OTDR單板監(jiān)測系統(tǒng)利用OTN傳輸網絡和光開關技術，將傳輸網絡中的光纖納入光纜監(jiān)測系統(tǒng)中，系統(tǒng)自動管理傳輸設備嵌入式OTDR單板，自動完成分析處理、判斷、顯示、數(shù)據生成等，自動監(jiān)測光纖質量，進行實時告警和光纖性能劣化分析，維護人員可以完成全網光纖各項操作并查看各種測試結果。

[關鍵詞]OTN;嵌入式OTDR;集中監(jiān)測系統(tǒng)

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2020.12.033

[中圖分類號]TP315;TN98[文獻標識碼]A[文章編號]1673-0194（2020）12-00-02

0 ? ? 引 言

油田的傳輸網絡結構橫跨陜西省、甘肅省、寧夏回族自治區(qū)、內蒙古自治區(qū)，在地理位置上具有分散性，光纜大量鋪設難度大、成本高，導致光纖網絡中光纜資源緊張，光纜維護人員趕到現(xiàn)場用OTR（Optical Time-domain Reflectometer，光時域反射儀）儀器測試，判斷故障點，進行故障定位，趕往現(xiàn)場處理故障，不能迅速解決光纜中斷造成的問題，增加了光纜在日常維護、實時監(jiān)測、分析和管理工作的困難。

1 ? ? 嵌入式OTDR單板光纜集中監(jiān)測系統(tǒng)概述

油田的傳輸網橫跨陜西省、甘肅省、寧夏回族自治區(qū)、內蒙古自治區(qū)，共計3 000千米，承載著油田數(shù)字化、智能化建設的高寬帶數(shù)據業(yè)務，支撐油田生產建設語音業(yè)務、生產和辦公數(shù)據業(yè)務，因此光纜線路在油田傳輸網中發(fā)揮了重要作用。

2 ? ? 嵌入式OTDR單板光纜集中監(jiān)測系統(tǒng)在油田專網的應用現(xiàn)狀

2018年，油田OTN（Optical Transport Network，光傳送網）傳輸網改造項目完成，部署了一張完整的100 Gbps OTN Mesh網（網狀網）。光纜中斷后，傳輸網管上報某站點輸入光功率越線告警，網管不自動上報光纜中斷情況、斷點地點，人為手動對嵌入式OTDR（Optical Time Domain Reflectometer，光時域反射儀）單板參數(shù)設置，進行數(shù)據采集分析后得到光纖的性能情況。盡管嵌入式OTDR單板支持網管系統(tǒng)實時查詢和檢測，但是必須人工手動參與設置，嵌入式OTDR單板才能完成實施檢測、數(shù)據采集和分析工作，不能自動完成光纖運行質量測試。每個OTN傳輸站點都配置了嵌入式OTDR單板，管理上比較分散，光纜中斷時，需人為在傳輸網管上進行測試，再通知光纜維護人員進行處理。

3 ? ? 嵌入式OTDR單板光纜集中監(jiān)測系統(tǒng)在油田專網的應用需求

OTDR作為光纜維護和監(jiān)測的測試儀表，采用分散式、被動式的手工維護手段，很難達到光纜實時維護，需要提前預防，確保光纜安全可靠;當出現(xiàn)光纜中斷時，人工維護的響應速度、故障點的準確定位都不能達到維護要求。OTN傳輸設備嵌入式OTDR單板支持光纖長度、光纖衰減、接頭衰減、光纖斷點故障定位測試，同時由于部分傳輸段光纖資源緊張，無法采用傳統(tǒng)的光纜監(jiān)測方案，因此，需要采用革新的光纜在線監(jiān)測方案解決。

4 ? ? 光纜集中監(jiān)測系統(tǒng)的應用

4.1 ? OTN嵌入式OTDR單板的應用

嵌入式OTDR支持離線和在線兩種配置方式。離線配置方式，如圖1所示。如果有同路由或同纜的備用光纖，可以通過監(jiān)測備用光纖間接反映主用光纖的質量，這種配置方式的優(yōu)點是可以在不間斷業(yè)務的情況下在系統(tǒng)中構建OTDR監(jiān)測系統(tǒng)。

在線配置方式，如圖2所示。OTDR使用工作波長帶外的波長，利用合分波器件將OTDR發(fā)射的光合入被測光纖。這種配置方式可以直接監(jiān)測當前的工作光纖，缺點是在線路中加入合分波器件，提高了線路的毀損率。

目前，大部分企業(yè)采用在線配置方式，用OTN傳輸網利用光纜解決光纜瓶頸問題，緩解光纜資源壓力。OTN系統(tǒng)提供OFMF單板檢測光脈沖信號與WDM設備用光信號的合分波;提供OFM單板集成設備內置的OTDR模塊監(jiān)測、控制單板光開關切換光接口，完成被測光纖測試和性能分析，該單板集成1×4或1×8光開關模塊，能夠滿足4個或8個光方向的測試需求。用OTN傳輸網嵌入式OTDR單板組成集中在線監(jiān)測系統(tǒng)，只要傳輸設備帶OTDR單板的網元沒有脫管，就可以實現(xiàn)實時光纖性能監(jiān)控和故障定位。這種方式是對傳統(tǒng)OTDR使用方式和維護體制的變革，同時具有高效的維護水平。

4.2 ? 光纜集中監(jiān)測系統(tǒng)的應用

系統(tǒng)與OTDR單板測試功能、傳輸網管系統(tǒng)結合，通過硬件模塊采用TCP/IP進行連接，用網絡和數(shù)據庫技術，組成光纜監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)與傳輸設備的告警和性能事件的聯(lián)動。光纜集中監(jiān)測系統(tǒng)能在后臺服務器上提供標準化的北向接口（TCP/IP，XML，CORBA）與傳輸網管系統(tǒng)數(shù)據庫互通。系統(tǒng)又通過傳輸設備內部管理通道（如：OSC、DCC、GCC等）回傳數(shù)據，實現(xiàn)數(shù)據采集實時告警管理，實時接收OTN傳輸設備的告警信號，通過傳輸網管提供的告警，分析告警類型和所在纖芯光纜，為測試模塊提供告警觸發(fā)信號，收到信號后由測試模塊做告警測試，提取OTN傳輸設備線路板、光放板上的光功率，經過門限比較和邏輯判斷后，確認光纜的運行狀態(tài)。例如，OTN傳輸網管發(fā)生告警事件，光纜監(jiān)測系統(tǒng)接收告警事件自動產生告警并進行區(qū)分，如發(fā)生光纜中斷或者光纜質量下降，系統(tǒng)下發(fā)指令給傳輸網管激活嵌入式OTDR單板進行測試，數(shù)據采集完成后傳輸網管將結果回傳給光纜監(jiān)測系統(tǒng)，系統(tǒng)將所有的測試結果自動記錄到數(shù)據庫，進行測試數(shù)據分析，通過曲線分析，與參考曲線對比，測試曲線上光纜中斷距離、衰減值和所有測試事件點的位置、反射點和非反射點。

光纜集中監(jiān)測系統(tǒng)管理平臺對嵌入式OTDR單板有管理功能，即時獲取嵌入式OTDR單板運行信息和手動測試嵌入式OTDR單板連接是否正常。嵌入式OTDR單板測試分為參考測試、告警測試、點名測試和周期測試4類，周期測試由系統(tǒng)根據設置的測試周期定時進行測試，測試時與參考測試參數(shù)比較，并進行分析，當門限超過指標時，可以根據超出值，在告警窗口自動產生重要或次要告警。系統(tǒng)通過讀取嵌入式OTDR單板存儲記錄的方式，將周期巡檢中的光纖測試數(shù)據收集到系統(tǒng)中，提前了解當前光纖網絡性能狀況。

5 ? ? 結 語

利用OTN傳輸設備嵌入式OTDR、網絡技術、數(shù)據庫技術，實現(xiàn)一個集光纖線路測試、線路性能分析、光纖中斷告警、光纖故障點定位功能于一體的光纜網絡集中監(jiān)測系統(tǒng)，在油田骨干傳輸網上構建智能光纖監(jiān)測網絡，對監(jiān)控范圍的光纜定期進行自動測試，采集測試結果并自動進行分析比較，實時定位、實時監(jiān)測、動態(tài)觀察光纜性能劣化情況，及時預警光纜線路中存在的故障，提前預置風險，加強重點保障線路的維護工作，降低光纜風險。

主要參考文獻

[1]張增愷.光纜在線監(jiān)測系統(tǒng)在油田專網的應用研究[D].西安：西安科技大學，2014.

[2]陳健，徐麗，朱祥華.光纖網絡集中監(jiān)測系統(tǒng)的研究[J].電信網技術，1999（3）：28-32.

[3]盧麟，韋毅梅，王榮.基于嵌入式OTDR的光纜網自動監(jiān)測系統(tǒng)[J].光通信研究，2005（4）：53-56.

[4]盧麟，韋毅梅，王榮.基于嵌入式OTDR的光纜網自動監(jiān)測系統(tǒng)[J].光通信研究，2005（4）：50-53.

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