PON網(wǎng)絡光纖集中監(jiān)測系統(tǒng)在配網(wǎng)通信的應用

PAGEPAGE1PON網(wǎng)絡光纖集中監(jiān)測系統(tǒng)在配網(wǎng)通信的應用前言隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展和供電可靠性要求的不斷提高，配電網(wǎng)運行面臨巨大的挑戰(zhàn)，而配電自動化是提高供電可靠性、供電質(zhì)量和供電能力，實現(xiàn)配電網(wǎng)高效運行的重要手段。城區(qū)內(nèi)日益龐大的管道光纖和復雜的運行，為通信運維部門快速維護光纖鏈路、消除通信光纜故障帶來了巨大的挑戰(zhàn)。對光纖鏈路資源的統(tǒng)一與維護，減少障礙時間、提升配電自動化系統(tǒng)運維水平，是配電運檢部門正在面臨的難題。通信運維部門迫切需要實現(xiàn)對配網(wǎng)光纖的監(jiān)測維護、預檢預修、故障定位與排除等工作的集中實時監(jiān)測與。1.全新的PON網(wǎng)絡光纖集中監(jiān)測系統(tǒng)概述〔1〕ARD-OTDR是核心硬件，負責向被測光纖鏈路中發(fā)送光信號，并接受反射回的信號。一般安裝于局端機房內(nèi)?！?〕OSW〔光開關(guān)〕可通過級聯(lián)方式，實現(xiàn)不在同一空間的多條光纖鏈路共享一個ARD-OTDR模塊的功能，擴展整個系統(tǒng)的監(jiān)測規(guī)模。并且可以通過切換主備纖遠程控制開關(guān)，實現(xiàn)主備用光纖的遠程自動倒換。WDM〔合波器〕的作用是將測試信號接入被監(jiān)測光纖鏈路，同時與業(yè)務信號隔離。系統(tǒng)可以將光開關(guān)、合波器二者合在一個設備中〔用戶也可以單獨采購合波器〕，安裝于光纖鏈路所在的ODF架上?！?〕服務器和客戶端，分為數(shù)據(jù)庫服務器和服務器，服務器可設置在一臺上。服務器可以根據(jù)監(jiān)控的網(wǎng)絡規(guī)模配置多套?？蛻舳丝梢园惭b在各變電站、縣級運維中心，操作員通過客戶端連接到系統(tǒng)服務器，客戶端可以向ARD-OTDR發(fā)起測試命令，查看測試結(jié)果和測試服務器上的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)包括硬件和兩個部分，其硬件核心就是獲得多項技術(shù)專利的ARD-OTDR。ARD-OTDR是主要利用光在光纖中傳輸時的瑞利散射和菲涅耳反射所產(chǎn)生的背向散射而制成的一套技術(shù)先進、性能穩(wěn)定的測試系統(tǒng)。對普通OTDR而言，測試脈寬越大，動態(tài)范圍越大，意味著如果被測是理想光纖的情況下，能測量的距離就越長。因此，對于全程衰耗大的光纖鏈路，通常會采用大脈寬來測。但是，大脈寬會使得測得的反射事件的盲區(qū)增大，分辨率會降低，無法區(qū)分開離得很近的兩個事件，并且測試精度也會降低。所以在測試事件點離得很近，如PON網(wǎng)絡時，只能采用小脈寬。然而小脈寬的功率小，動態(tài)范圍小，被測光纖鏈路的全程損耗受到動態(tài)范圍的限制，不可能很大。因而普通OTDR無法穿透多級、大分光比ODN網(wǎng)絡。通常，系統(tǒng)是在一條光纖鏈路正常的時候進行一次測試，保存這個測試結(jié)果作為參考數(shù)據(jù)，我們稱之為這條光纖鏈路的健康。再次測試后的測試結(jié)果數(shù)據(jù)會跟這個健康相比較，后臺專家分析系統(tǒng)通過比較各事件點的峰值、衰減等參數(shù)，自動分析出現(xiàn)在這臺光纖鏈路是否正常。如果有變化，但并不影響業(yè)務，本成果會給出預警的提示，如果由于鏈路的原因會影響業(yè)務信號，就要給出告警，并進入故障處理的相應流程。這就要求監(jiān)測系統(tǒng)自身要具有極好的穩(wěn)定性與一致性。在OTDR中，激光源的穩(wěn)定性決定了監(jiān)測系統(tǒng)的穩(wěn)定性，而決定激光源穩(wěn)定性的主要因素是激光源溫度。ARD-OTDR采用獨特的技術(shù)手段，很好地控制了激光源的溫度，使得監(jiān)測試系統(tǒng)具有極強的穩(wěn)定性與一致性，因而保證了測試結(jié)果的可靠性。使用對現(xiàn)網(wǎng)正常業(yè)務沒有影響的1650nm〔或1625nm〕的測試波長，經(jīng)過90秒左右的測試時間，就可以診斷出光纖斷〔主干、分支〕，光纖老化/劣化，接頭污損、接觸不良，終端未接等PON網(wǎng)絡常見故障。系統(tǒng)的光開關(guān)可以采用級聯(lián)方式，可以極大地延展被監(jiān)測的光纖鏈路數(shù)量。比如一個36路的光開關(guān)，級聯(lián)后，就可以監(jiān)測1296條光纖鏈路。2.系統(tǒng)的技術(shù)關(guān)鍵與難點無需在ONU終端處安裝任何光反射裝置，可以穿透多級分光裝置，并通過算法從微弱的反射信號中分離噪聲、探測出測試光信號并且具有極強的穩(wěn)定性與一致性。由于系統(tǒng)無需在原有光纖線路上增加任何反射裝置，不僅大幅度地降低了整個解決方案的成本，避免了由于反射器自身引入的故障，而且更易于部署，特別是對于FTTx存量用戶，無需上門為每個用戶加裝反射器。3.PON網(wǎng)絡光纖集中監(jiān)測系統(tǒng)在配網(wǎng)通信的應用為了驗證系統(tǒng)系統(tǒng)在配網(wǎng)中價值，溫州信通部署了配網(wǎng)光纖集中測量系統(tǒng)。3.1工程概況一期工程覆蓋市區(qū)1個局機房、9個變電站以及261個開閉所。其中部署光測量系統(tǒng)ARD-OTDR2臺，光開關(guān)10臺〔含WDM〕，ROSC8臺，安裝FASTLIGHT系統(tǒng)1套。按照設計方案，本次工程涉及溫州局機房及9個變電站，變電站分別為：廣場變、龍泉變、東門變、東嶼變、楊府山變、九山變、站北變、雪山變、城中變。以以下圖1為本次工程的全網(wǎng)連接圖。3.2工程意義工程竣工后，對于覆蓋的變電站和開閉所能實現(xiàn)光纖全自動化集中實時監(jiān)測和統(tǒng)一集中管理，能準確定位故障、分析網(wǎng)元劣化趨勢、主動及時地維護主用與備用光纖鏈路。工程可將當下分散的各輸變電站〔含配網(wǎng)〕的在線或者備用光纜集中統(tǒng)一、自動化維護管理，徹底摒棄過去那種分段測試的檢修模式。工程無需改變當下維護管理架構(gòu)，系統(tǒng)部署之初，就能對整個配網(wǎng)進行一次全面的資源梳理。本文舉例說明如下。比如禮府電室，在沒部署系統(tǒng)之前，衰減比較大；通過部署系統(tǒng)后，就能發(fā)現(xiàn)此處的大衰減。對相關(guān)問題進行處理后，整條鏈路下降了約5dB，又比如在鹿城大廈電室出現(xiàn)大反射，直接導致后面事件點看不到，通過部署系統(tǒng)，對相關(guān)問題進行處理后，便能對后面事件點進行監(jiān)測〔廣場變EA007-1槽位5口-光纜第6芯，如此圖2-a優(yōu)化前，圖2-b優(yōu)化后〕。3.3試驗效果據(jù)，該系統(tǒng)應用后，平均每月配電網(wǎng)通信光纜故障次數(shù)降低28%，平均故障消缺時間縮短43%，有效提高了配電光纜網(wǎng)絡的運維和管理水平，減輕了運維人員的負擔壓力，為配網(wǎng)自動化系統(tǒng)安全穩(wěn)定運