Page 42 - 网络电信2018年9月刊下

测试仪、光隔离器、光线路开关器等设备组成。监测站通过使 进行在线测试和离线测试。
用OTDR或光功率测试仪对光纤上的光信号进行监测，并跟踪线 监测站(RTU)的主要功能有:
路光功率的改变，如果光缆上发生超出软件规定的门限值事件 (1)可以即时采集测试光线路上的光功率，并根据系统数据
的时候，监测站上的功能软件会立刻对光事件进行估算，根据 库判断是不是光功率异常;
估算结果判断是否产生报警信号，如果产生报警则通过系统局 (2)向上级监控中心上传采集到的数据，并及时接受监控中
域网进行上报，监测站级联的上级监测中心接受到监测站上报 心下达的操作指令;
的数据后进行接收，对接受到的数据进行分析、计算，根据特 (3)能根据上级监测中心发来的路由测试指令进行故障线路
征数据库判断光缆故障的现象和发生故障的位置，生成测试路 的光功率测试。
由，并通知监测站根据测试路由进行进一步测试。监测站收到 监测中心软件的功能主要是:
控制命令后会启动OTDR和光线路开关设备根据测试路由对故障 (1)可以对光缆链路、地理节点、设备资源进行设置，通过
光缆进行进一步测量。测试后得到数据后再发送给上级监测中 查询测试数据可以确定光纤的故障点;
心，监测中心根据测量数据生成测试曲线，确定故障的方位和 (2)能对光纤信息、铁路通信站的信息进行拓扑管理;
故障等级。在铁路的整个沿线，具有很多通信站，在通信站自 (3)能对各种数据进行集中管理、备份，并对故障信息进行
动监测光纤系统中都是有监测站布置的。监测站有效的监测距 分析、判断。
离是＞10km，它可以对上行通信和下行通信数据进行同步监测 监测中心软件业务处理流程如图3所示。
[7]
。
图3 软件设计主程序流程
2、系统硬件选型设计
硬件模块设计主要包括:电源、通信组网模块、智能控制模
块、光耦合模块、光开关控制模块、测试管理模块等。智能控
制模块和光开关模块连接进行光路切换，智能控制部分可以提
供标准接口。由于在监测系统中光线路开关设备使用量巨大，
因此在系统设计时要充分考虑经济成本且不能降低系统控制灵
敏度，此次设计选择机械式的具有微步进控制能力的光线路开
关。波分复用器(WDM)的选择要求:光回波损耗≥45dB;光纤连接
器的介入损耗≤0.5dB。OTDR模块是监测站的核心测量模块，因
此这部分的硬件选择是本次设计的重点，模块的选择主要考虑
的是监测的距离，依据信息产业部《光缆线路自动监测系统工
程设计规范》，最大监测长度的计算参照光缆传输中继段长度
的计算方法进行推导，公式如下:
S=(P-Lc-Me-Mc)/(Lf+Ls) (1)
公式中S表示自动光纤测试部分能够监测整个通信系统中
有效光纤长度;P表示系统监测站中功率有效指标;Me表示光纤监
测和测试设备运行的富余度;Mc表示光线路衰减富余度;Lc是介
入的损耗，是指WDM单元、光耦合单元、光路切换等介入产生的
总损耗;Ls表示光接头衰减的平均系数;Lf表示光纤平均衰减系
数。这个公式是计算理想的长度距离，如果是考虑实际损耗情
况，在计算结果中需要保留5-7Km余量。在方案测试中我们结合
铁路局内10条主干光缆进行监测对比，最终定型采用1625/40dB
的光监测模块，该模块监测长度可以达到80公里以上。本次设
计OTDR设备采用的不是独立的设备，而是可以插入PC插槽上的
板卡式的OTDR模块，多个模块由系统控制服务器控制，并通过
程序控制的方式把OTDR模块连接到多路光开关设备的接口上。 根据流程图可以看出，软件实现主要是依靠控制以及反
3、光纤监测系统软件设计 馈功能。首先是程序系统的初始化，之后加载监测模块，进行
系统的软件架构采用Client/Server模式。监控中心部署服 系统实时监测情况判断，利用光纤将监测数据给附近控制节点
务器端软件，监测站(RTU)部署远端客户端软件。监测中心软件 传输过去，之后传给远程控制单元，如果显示监测状态正常，
具有较高的管理、维护级别，能完成监控中心数据的存储、备 系统会持续对数据进行监测和汇集，数据收集完毕后通过对比
[8]
份，以及具有对级联到中心站的RTU进行管理的能力 。远端监 特征数据库进行故障分析，这样就可以对光缆线路出现的问题
测单元(监测站)运行的软件主要的功能是对光线路上的光纤、 及时进行发现，做到了即时监测。光缆出现故障后就需要启动
光器件的运行性能进行监测和采集。RTU可以根据监测中心软件 故障分析处理模块，直到系统恢复正常后就可以继续进行实时
设置的要求运行，可以进行人工监测和即时监测，并能对光纤 监测和显示。由于光缆的安全是铁路通信业务的重要保障，系

网络电信 二零一八年九月 65