陳娜

摘要 在民航空管系統(tǒng)光纖通信作為主要數(shù)據(jù)傳輸手段，具有十分重要的作用。隨著光纜敷設(shè)頻率的增加和早期已敷設(shè)線路的老化，光纜線路故障率持續(xù)攀升。傳統(tǒng)的光纜維護管理手段很難定位故障點且調(diào)度時間長，極大影響傳輸網(wǎng)的正常工作。如何更有效地維護和管理光纜變得越來越重要。本文介紹的光纜在線監(jiān)測系統(tǒng)能切實提高通信的穩(wěn)定性和安全性。同時，對系統(tǒng)各部分的功能和關(guān)鍵技術(shù)進行了詳細(xì)的分析，最后對光纜中斷提前進行了預(yù)測。

[關(guān)鍵詞]光纜監(jiān)測 OTDR GIS技術(shù)

1 背景

民航西北空管局網(wǎng)絡(luò)中心作為全國空管系統(tǒng)七大網(wǎng)絡(luò)中心之一，維護的主要傳輸設(shè)備有33套SDH光傳輸設(shè)備。其中使用了大量的光纜通信，另外場外雷達(dá)站、各臺站均通過光纜與航管樓通信，近年來機場擴建施工不斷進行，給機場周邊及場區(qū)的光纜傳輸造成了很大的威脅。一旦光纜被挖斷，就會造成雷達(dá)信號傳輸中斷的嚴(yán)重后果。因此需要對光纜的實施狀態(tài)作出判斷，能做到及時報警，從而在光纜斷裂或因為外力導(dǎo)致信號衰減時，能夠方便的啟預(yù)警，告知具體的位置，從而改變目前人工排除，不能及時發(fā)現(xiàn)故障點的困局。

2 現(xiàn)狀

目前西安咸陽國際機場二期工程的建設(shè)，西北空管局光環(huán)網(wǎng)二期項目的建成，使得西北空管局在機場區(qū)域的通信光纜數(shù)量迅速增加，但是由于機場建設(shè)目前還沒有結(jié)束，其它管道開挖工程不斷。由于這些開挖工程不是由空管局通信管理部門具體負(fù)責(zé)，空管局通信光纜在前期敷設(shè)時沒有設(shè)置地埋電子標(biāo)簽等定位設(shè)施，開挖人員也沒有管線探測手段和工具，基本上采取隨機施工，結(jié)果導(dǎo)致通信光纜被挖斷損傷的事件，已經(jīng)嚴(yán)重影響了空管局管制部門業(yè)務(wù)的正常通信，直接影響到飛行安全。

目前空管局對光纜沒有任何監(jiān)測手段，基本上是光纜斷裂中斷通信后才能發(fā)現(xiàn)，地下光纜是空管局通信的命脈，是保障飛行的主要手段。

怎樣有效的避免地面開挖帶來的風(fēng)險，怎樣能做到事先知道光纜的變化，如何實現(xiàn)實時監(jiān)測光纜內(nèi)部光信號強度，及時反映光纜網(wǎng)絡(luò)的連接、中斷、異常丟失和潛在故障等狀態(tài)，是空管部門亟待解決的問題。

3 需求分析

3.1 可擴展性

建立光纜統(tǒng)一的監(jiān)控平臺，對空管每條光纜能進行有效監(jiān)測，能根據(jù)空管的需要有選擇的對重要業(yè)務(wù)通信的光纜進行監(jiān)測。

3.2 穩(wěn)定性

要求系統(tǒng)穩(wěn)定性強，能夠全天候監(jiān)測光纜的變化。

3.3 故障定位

該系統(tǒng)能定位光纜的故障點，便于維護人員及時查找。

3.4 告警功能

在出現(xiàn)故障時能夠及時的發(fā)出告警。

4 解決方案

提供一種光纜自動監(jiān)測系統(tǒng)，能將光時域測量分析、自動化測量、DBMS、GIS、計算機和網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)綜合利用，對光纜中信號強度實時監(jiān)測，在線檢測光纜的通、斷、異常損耗、潛在故障等狀態(tài)，通過結(jié)合OTDR測試技術(shù)和GIS技術(shù)，實現(xiàn)光纜故障的自動監(jiān)測和定位，可切實提高排除故障效率、為排查隱患提供依據(jù)，從而鞏固光纜網(wǎng)絡(luò)通信的可靠性。

4.1 離線監(jiān)測

離線監(jiān)測：在光纖制備中監(jiān)測光信號，增加激光光源，向光纖提供光信號，通過通信裝置的接口采集通信設(shè)備給出的信息。監(jiān)測方法如圖l所示。

4.2 在線監(jiān)測

在線監(jiān)測：監(jiān)測工作纖中的光信號，通過利用分光器、波分復(fù)用器、濾波器、垮接設(shè)備等，監(jiān)測方法如圖2所示。

4.3 方案設(shè)計

根據(jù)西北空管局光纜網(wǎng)絡(luò)的特點，采用備纖監(jiān)測方法，首先采用備纖監(jiān)測方法成本低，另外施工無需中斷業(yè)務(wù)，系統(tǒng)對現(xiàn)有業(yè)務(wù)無任何影響，安全性高。但是采用備纖監(jiān)測方法只能判斷到纜級，也就是在一條光纜中隨機抽出了一芯纖作為監(jiān)測對象，由此判斷一條纜的光纖變化情況。

5 系統(tǒng)功能介紹

5.1 點名測試功能

通過遠(yuǎn)程指定待測試的光纖，完成測試動作并得到測試結(jié)果，可以隨時掌握光纖的傳輸特性

5.2 周期測試

通過預(yù)制的測試周期，該系統(tǒng)能自動完成測試，對測試數(shù)據(jù)進行分析及存儲，并匹配結(jié)果與現(xiàn)有過程吻合程度，可以直觀看到光纖網(wǎng)絡(luò)的變化。

5.3 告警測試

通過光功率采集或其他告警信息采集獲得光纜線路告警的信息，并自動觸發(fā)系統(tǒng)完成測試、分析、告警等功能

5.4 光功率告警功能

可以實時監(jiān)視傳輸線路的損耗變化情況，發(fā)現(xiàn)故障隱患，預(yù)防障礙發(fā)生

5.5 數(shù)據(jù)匯總分析功能

在通訊系統(tǒng)正常運作下，通過對光纜網(wǎng)絡(luò)歷史數(shù)據(jù)的匯總分析，可發(fā)現(xiàn)光纜緩慢劣化，實現(xiàn)光纜障礙預(yù)警功能，及時發(fā)現(xiàn)障礙，及時維修，壓縮故障時間，化被動維護為主動預(yù)防，將光纜由不可控變成可控，增強線路維護質(zhì)量，保障飛行安全。

6 結(jié)束語

光纜實時監(jiān)測系統(tǒng)是有效保障空管光纜網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定運行的重要手段，對于提高空管現(xiàn)有光纜網(wǎng)絡(luò)運行的可靠性有著重要的意義。隨著光纜在線監(jiān)測系統(tǒng)的不斷成熟，對于光纜故障的定位也更加清楚，通過新技術(shù)新手段的應(yīng)用，對提高空管數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)陌踩院涂煽啃詫l(fā)揮重要作用。

參考文獻

[1]譚健珩.電力光纜在線監(jiān)測系統(tǒng)研究[J]，企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2011，30 （19）：51-53+61.

[2]李華舟，鮑振武，曹俊忠，張誠.光纜自動監(jiān)測系統(tǒng)研究[J].天津理工學(xué)院學(xué)報，2004 （04）：79-82.

[3]李踐實，光纜監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)及應(yīng)用研討[J]，鐵路通信信號工程技術(shù)，2007 （03）.

[4]董勇，鄭國華，光纜在線監(jiān)測系統(tǒng)在黃山電網(wǎng)的應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)通信，2011，32 （11）：27-30.

[5]張發(fā)勇，李才仙，淺析GIS通信本地網(wǎng)管理系統(tǒng)的建設(shè)[J].地球科學(xué)，2012， 27 （03）： 329-332.

[6]中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，基于光纖傳感技術(shù)的應(yīng)力監(jiān)測方法，GB/T 33213，2016.