本發(fā)明涉及電力監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及電力光纜在線智能監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

光通信網(wǎng)絡(luò)是當(dāng)前電力行業(yè)最主要的通信網(wǎng)絡(luò)，承擔(dān)高速、遠(yuǎn)程骨干通信的建設(shè)。隨著光網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò)的傳輸結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，對光纜的維護(hù)、光纜狀態(tài)的監(jiān)測變的越來越重要且越來越復(fù)雜。早期建設(shè)的光纜也已有了一定的年限，各種隱患，各種危機(jī)隨時存在，光纜線路故障次數(shù)的連年增加就充分說明了這個問題。業(yè)內(nèi)人士最近幾年對全球數(shù)百個傳輸網(wǎng)絡(luò)的故障分析后得到一個結(jié)論：光纜通信的線路故障要比設(shè)備故障更為突出，在所有的傳輸事故中，一半以上是以光纜為主的傳輸介質(zhì)故障所導(dǎo)致，故障時間約占不可用時間的90%以上，每年因通信光纜故障而造成的經(jīng)濟(jì)損失巨大。由此可見光纜是影響網(wǎng)絡(luò)安全性的主要因素。

隨著智能電網(wǎng)的全面建設(shè)，電網(wǎng)生產(chǎn)、經(jīng)營業(yè)務(wù)日益增長，單套設(shè)備、單條光纜的承載業(yè)務(wù)情況日趨集中，單一設(shè)備、光纜故障有可能導(dǎo)致的系統(tǒng)運行風(fēng)險增加。傳統(tǒng)的基于OTDR等儀器的光纜檢測的光纜線路維護(hù)管理模式中，監(jiān)測設(shè)備由多部分組成，可靠性不高，對故障的反應(yīng)速度由人而定，故障查找非常困難；排障時間長，故障定位能力差，無法預(yù)測隱患，影響通信網(wǎng)的正常工作。對于光傳輸設(shè)備的監(jiān)測主要依賴各設(shè)備廠家提供的專業(yè)網(wǎng)管系統(tǒng)，通用性差、不通廠家設(shè)備難以兼容。現(xiàn)場檢測光纜斷點等故障的效率低下，且需要中斷當(dāng)前的正常傳輸業(yè)務(wù)，難以實現(xiàn)長期、實時監(jiān)測，無法掌握光纜參數(shù)長期變化統(tǒng)計，只能實現(xiàn)故障后緊急搶修，無法做到事前預(yù)警。

申請?zhí)枮?01510437317.6的專利涉及光纖通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種多功能FTTH專用OTDR測試儀，包括LCD、MCU、OTDR、LTDR、光功率計、紅光源、尋線儀、網(wǎng)絡(luò)測速儀和線路測試儀，LCD、OTDR、LTDR、光功率計、紅光源、尋線儀、網(wǎng)絡(luò)測速儀和線路測試儀通過連接線連接在MCU上，OTDR上設(shè)有激光收發(fā)組件，激光收發(fā)組件包括二分光拉錐、激光發(fā)射管和雪崩接收管，激光發(fā)射管和雪崩接收管連接在二分光拉錐上，激光發(fā)射管通過驅(qū)動、雪崩接收管通過放大器連接在微控制單元MCU上。本裝置融合了光纖寬帶安裝維護(hù)所需的各種測試功能，集OTDR、LTDR、光功率計、紅光源、尋線儀、網(wǎng)絡(luò)測試、線路測試于一體，填補了國內(nèi)光纖到戶專用多功能測試儀的空白。

申請?zhí)枮?01110358502.8的專利涉及一種OTDR光收發(fā)模塊，包括盒體、及設(shè)置在盒體內(nèi)部的光器件，所述盒體的一端設(shè)置有光口，所述光口上設(shè)置有LC接口。通過將光收發(fā)模塊的接口設(shè)置成LC接口，使得光收發(fā)模塊內(nèi)部具有更大的PCB設(shè)計空間，使OTDR設(shè)備能集成在其內(nèi)部。

申請?zhí)枮?01410541412.6的專利涉及使用OTDR儀器的光纖測試。一種用于使用光時域反射計(OTDR)儀器來測試通信網(wǎng)絡(luò)中的光纖電纜的操作的方法，該方法包括接收待測試光纖組的標(biāo)識符的范圍。顯示第一光纖組的標(biāo)識符。該第一光纖組被包括在該范圍中并構(gòu)成待測試的下一個光纖組。確定該第一光纖組是否連接到OTDR儀器。響應(yīng)于確定第一光纖組連接到OTDR儀器，使用OTDR儀器對第一光纖組進(jìn)行測試。顯示第二光纖組的標(biāo)識符。該第二光纖組被包括在該范圍中并構(gòu)成待測試的下一個光纖組。

如何利用有限的維護(hù)人力，智能而集中地進(jìn)行光纜的監(jiān)測、維護(hù)和管理就顯得更加重要。該項目目標(biāo)是研究電力光纜及光傳輸設(shè)備的有效、實時監(jiān)測技術(shù)，能夠在不中斷正常業(yè)務(wù)的情況下，實現(xiàn)電力光纜的長期在線監(jiān)測；掌握光纜的長期參數(shù)變化趨勢，實現(xiàn)故障預(yù)警，將事故后搶修變成事前計劃性檢修。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供電力光纜在線智能監(jiān)測系統(tǒng)，通過及時調(diào)取各光纜訊息并對信息進(jìn)行加工，系統(tǒng)采用機(jī)架式集成，集成度高，穩(wěn)定性強，可擴(kuò)展性強。

為實現(xiàn)本發(fā)明的目的所采用的技術(shù)方案是：電力光纜在線智能監(jiān)測系統(tǒng)，包括智能監(jiān)測診斷主機(jī)、監(jiān)測診斷單元和PC終端顯示單元，所述智能監(jiān)測診斷主機(jī)包括中央處理器以及分別與所述中央處理器連接的光時域反射儀模塊、光路切換模塊、光功率監(jiān)測模塊，所述監(jiān)測診斷單元包括電源模塊以及分別與所述電源模塊連接的光源設(shè)備、光耦合模塊和光保護(hù)模塊。

進(jìn)一步地，所述中央處理器包括MCU嵌入式微處理器模塊。

進(jìn)一步地，所述光源設(shè)備包括脈沖激光器，所述方向耦合器通過法蘭與待測光纖連接。

進(jìn)一步地，所述光耦合模塊包括方向耦合器，所述脈沖激光器通過脈沖驅(qū)動電路與所述MCU處理器連接。

進(jìn)一步地，所述光保護(hù)模塊包括相互連接的光電檢測電路、信號放大電路和A/D轉(zhuǎn)換電路，所述光電檢測電路與所述方向耦合器連接。

進(jìn)一步地，所述光路切換模塊包括單片機(jī)芯片以及分別與所述單片機(jī)芯片連接的光開關(guān)單元與總線單元。

進(jìn)一步地，所述光功率監(jiān)測模塊包括離線式告警模塊和在線式告警模塊。

進(jìn)一步地，所述PC終端顯示單元包括PC客戶端以及與其連接的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、網(wǎng)管服務(wù)器。

進(jìn)一步地，所述PC客戶端設(shè)置系統(tǒng)管理軟件，所述系統(tǒng)管理軟件包括網(wǎng)管顯示功能、故障定位顯示功能、多曲線顯示功能、光纜劣化分析與跟蹤顯示功能、事件自動分析功能、事件告警及管理顯示功能。

進(jìn)一步地，所述智能監(jiān)測診斷主機(jī)包括單通路型、雙通路型和六通路型。

本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1、本發(fā)明系統(tǒng)具有全面性，能滿足全面監(jiān)測的要求，因為不論光端機(jī)發(fā)送端輸出光功率減少還是光纖網(wǎng)絡(luò)的衰減增加，都會十分敏感的將其變化記錄下來。這意味著智能光纜網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)既可以監(jiān)測光端機(jī)發(fā)送端也可以監(jiān)測光纖網(wǎng)絡(luò)，因此能對整個光纖通信系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測和管理。

2、本發(fā)明系統(tǒng)具有定量性，系統(tǒng)選擇反映光信號幅度的光功率作為光纖通信質(zhì)量的監(jiān)測指標(biāo)，這是因為它能真實的描述并反映光纖通信質(zhì)量的品質(zhì)。選擇光功率的優(yōu)勢在于：實用，—般來講光功率信號較大就意味著光通信質(zhì)量較好；簡單，每個光通信通道只有1個值，很容易處理和存儲其質(zhì)量狀態(tài)的數(shù)據(jù)；普通，也就是說容易計算且顯而易見，較其他通信質(zhì)量參數(shù)容易被維護(hù)人員接受。

3、本發(fā)明系統(tǒng)具有實時性，因為智能光纜網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)的光功率分路器和光電轉(zhuǎn)換器件都是線性元件，且它們是永久地置于每1個光纖通道中，故不需要均分、不需要1個通道到 1個通道的切換。

4、本發(fā)明系統(tǒng)具有在線功能，系統(tǒng)的光功率分路器和光電轉(zhuǎn)換器件都是無源光器件，它不會向被監(jiān)視下的光纖通信系統(tǒng)發(fā)射任何的光信號。因此它在線監(jiān)測時不會妨礙正常通信系統(tǒng)。

5、本發(fā)明系統(tǒng)具有高可靠性，在該系統(tǒng)中僅有1個光器件(光分路器)插入在光通信通道的兩端，插入光器件的數(shù)目是最少的，總的光插入損耗約為0．5dB，而智能光纜網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)的光電轉(zhuǎn)換器件也是非常穩(wěn)定的元件，它由超大規(guī)模集成電路組成。光功率分路器的可靠性由它的制造工藝來保證，它是用光纖的熔融法制成的。

6、本發(fā)明系統(tǒng)具有預(yù)警性，智能光纜網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)因為有自學(xué)習(xí)功能和比較功能，所以可設(shè)置多個提前報警值或故障閾值功率，以實現(xiàn)提前預(yù)警和報警功能。

7、本發(fā)明系統(tǒng)具有預(yù)見性，通過對每一光通道的光功率數(shù)據(jù)的長時期的采集、計算和分析，智能光纜網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)就可發(fā)現(xiàn)光通信系統(tǒng)的光衰減值與時間的內(nèi)在聯(lián)系，從而找出光衰減值在時間上的變化曲線，由此可得到光纖通信系統(tǒng)光衰減到某一功率值時的時間，將該時間預(yù)報給維護(hù)管理人員，就可對光纖通信系統(tǒng) 在該日期之前進(jìn)行處理，以避免故障發(fā)生。

8、本發(fā)明系統(tǒng)具有獨立性，智能光纜網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)直接從光纖中獲取光功率信號，如果光纖在線自動監(jiān)測系統(tǒng)通信媒介不使用被監(jiān)測的光通信系統(tǒng)，則光纖在線自動監(jiān)測系統(tǒng)是一完全獨立的系統(tǒng)。

9、本發(fā)明是一套針對光纖網(wǎng)絡(luò)管理和維護(hù)的智能型系統(tǒng)。它是利用目前最流行的RIA開發(fā)技術(shù)之一的Flex實現(xiàn)的應(yīng)用，并且結(jié)合了最精確的GIS定位、數(shù)據(jù)庫技術(shù)整合而成的。集光纜在線監(jiān)測、告警、故障分析、定位、線路保護(hù)于一體，結(jié)合地理信息系統(tǒng),為光纜網(wǎng)絡(luò)的安全高效運行提供保障，從而實現(xiàn)光纖物理網(wǎng)絡(luò)資源的實時的智能監(jiān)控和維護(hù)管理。

附圖說明

圖1是本發(fā)明智能監(jiān)測系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)圖。

圖2是本發(fā)明監(jiān)測診斷單元的流程示意圖。

圖3是本發(fā)明實施例的在線監(jiān)測示意圖。

圖4是本發(fā)明與傳統(tǒng)監(jiān)測維護(hù)方式的對比圖。

圖5是本發(fā)明實施例的光纜網(wǎng)絡(luò)布局示意圖。

具體實施方式

實施例

如圖1至圖5所示，電力光纜在線智能監(jiān)測系統(tǒng)，包括智能監(jiān)測診斷主機(jī)1、監(jiān)測診斷單元6和PC終端顯示單元11，智能監(jiān)測診斷主機(jī)1包括中央處理器2以及分別與中央處理器2連接的光時域反射儀模塊3、光路切換模塊4、光功率監(jiān)測模塊5，監(jiān)測診斷單元（OTDR）基本測試時，由脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖，驅(qū)動LD產(chǎn)生光脈沖，經(jīng)方向耦合器射入待測光纖。射入光纖之光脈沖，因光纖內(nèi)部含有雜質(zhì)，氣泡等發(fā)生散射，其中部分向后散射稱為后方散射光（BACK SCATTERINGLIGHT），連同遇不平整光纖端面所產(chǎn)生的FRESENL反射光，一同反射回耦合器、射入光電二極管，轉(zhuǎn)換成電脈波。處理后，再將波形顯示，并判斷故障點位置，以便采取處理措施。

中央處理器包括MCU嵌入式微處理器模塊。中央處理器（MCU）用于管理監(jiān)測站各個板卡，并且與監(jiān)測中心服務(wù)器通信。將監(jiān)測站狀態(tài)上報給監(jiān)測中心，或執(zhí)行監(jiān)測中心下發(fā)配置和操作指令。使用嵌入式控制系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)精煉，功耗低，體積小巧。具有通信靈活，數(shù)據(jù)存儲穩(wěn)定，維護(hù)方便等特點。光路切換模塊4包括單片機(jī)芯片12以及分別與單片機(jī)芯片12連接的光開關(guān)單元13與總線單元14。光路切換單元（OSW）通過智能判斷的方式，將故障的光纖切換到預(yù)備光纖上，恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)正常功能，進(jìn)而實現(xiàn)光纖通路的冗余容錯確保網(wǎng)絡(luò)的高可用性。此OSW單元，內(nèi)含一顆微處理器來控制光開關(guān)切換，監(jiān)控光開關(guān)切換狀態(tài),與CPU MODULE通信則采用背板總線方式，支持熱插拔，使系統(tǒng)更加模塊化。光功率監(jiān)測模塊包括離線式告警模塊和在線式告警模塊。光功率監(jiān)測單元 (Optical Power Meter, OPM)具備多種型式，可應(yīng)用于離線式實時告警測試和在線式實時告警測試；透過監(jiān)測光功率，即可達(dá)到實時告警測試的目的。電源單元（PWR）采用高可靠性和穩(wěn)定性設(shè)計，融入了供電穩(wěn)定、過載保護(hù)、短路保護(hù)等技術(shù)。為了保護(hù)系統(tǒng)安全，本發(fā)明在電源單元中增加電源保護(hù)電路，以免由于海下電纜供電不良導(dǎo)致系統(tǒng)意外損壞。

PC終端顯示單元包括PC客戶端15以及與其連接的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)16、網(wǎng)管服務(wù)器17。PC客戶端設(shè)置系統(tǒng)管理軟件，系統(tǒng)管理軟件包括網(wǎng)管顯示功能、故障定位顯示功能、多曲線顯示功能、光纜劣化分析與跟蹤顯示功能、事件自動分析功能、事件告警及管理顯示功能。系統(tǒng)管理軟件讀取數(shù)據(jù)庫中儲存的多路光纖檢測歷史數(shù)據(jù)，利用大量的采集數(shù)據(jù)的光器件(光功率監(jiān)測模塊，OTDR模塊)等，將反映光纖性能所需的數(shù)據(jù)傳送到監(jiān)測站及各級的監(jiān)測中心，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，及時、準(zhǔn)確地反映被監(jiān)測光纜線路的運行情況，對故障隱患進(jìn)行預(yù)測或者迅速定位故障，并進(jìn)行分析和圖形的顯示，當(dāng)異常發(fā)生時，通過微信等接口進(jìn)行告警。實時在線監(jiān)測出全網(wǎng)每時每刻數(shù)百套傳輸光端機(jī)盤的收光功率的變化，對超過門限值的告警信息自動向光纜監(jiān)測設(shè)備報告，引導(dǎo)監(jiān)測系統(tǒng)對突發(fā)性的光纜故障進(jìn)行故障精確位置點測試，以達(dá)到及時發(fā)現(xiàn)光纜阻段地點、通知搶修、大幅度降低光纜故障時間、減少損失的目的，并解決目前光纜監(jiān)測系統(tǒng)中由于采用光端機(jī)架告警方式而產(chǎn)生過多的誤告警現(xiàn)象。

智能監(jiān)測診斷主機(jī)包括單通路型、雙通路型和六通路型，即1U，2U和6U機(jī)型。智能檢測診斷主機(jī)（RTU）是集成其它單元的主體，可以滿足擴(kuò)容需求。主機(jī)接口可以和客戶現(xiàn)有的資源管理系統(tǒng)進(jìn)行無縫對接。其中，2U型RTU是為了滿足小容量系統(tǒng)環(huán)境的應(yīng)用，經(jīng)過對現(xiàn)有1U型RTU板卡進(jìn)行小型化集成設(shè)計，形成2U機(jī)型設(shè)備，具有體積小，便于放置，不占空間的優(yōu)點；6U型RTU是自主研發(fā)的大動態(tài)OTDR子卡技術(shù)指標(biāo)已可以替代國內(nèi)外OTDR廠家子卡相應(yīng)型號，可實現(xiàn)離起點150米外無縫測試，領(lǐng)先行業(yè)水平，適用于城域網(wǎng)匯聚點，特點是接入監(jiān)測光纜數(shù)量大，光纜網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜。

監(jiān)測診斷單元6包括電源模塊7以及分別與電源模塊7連接的光源設(shè)備8、光耦合模塊9和光保護(hù)模塊10，光源設(shè)備8包括脈沖激光器，方向耦合器通過法蘭與待測光纖連接；光耦合模塊9包括方向耦合器，脈沖激光器通過脈沖驅(qū)動電路與MCU處理器連接；光保護(hù)模塊10包括相互連接的光電檢測電路、信號放大電路和A/D轉(zhuǎn)換電路，光電檢測電路與方向耦合器連接。OTDR的測量流程如圖2所示，其核心在于多通道OTDR在線監(jiān)測技術(shù)，利用光時域反射原理,向光纖發(fā)送激光脈沖,并接收測量沿光纖連續(xù)光反射信號的強度和時間,得到反映光纖長度和衰減變化的光纖反射測試曲線,供監(jiān)測中心分析處理光纖長度、衰減、接頭損耗、故障精確位置和幅度。由于光纖中的任意一點都存在著瑞利散射,這種散射的強度對各個方向都是相同的,當(dāng)一部分散射光滿足沿纖芯方向的傳輸條件時,散射光就能折返到光纖的入射端,這就是背向散射光,即瑞利散射光。OTDR正是根據(jù)光纖的背向散射特性而制成的。激光器將探測信號發(fā)生器中產(chǎn)生的周期為T的電脈沖信號轉(zhuǎn)化為符合要求的光脈沖信號,并通過禍合器發(fā)送到被測光纖。光脈沖經(jīng)過一段時間后,光信號的一部分便被反射回儀器,在反射回儀器的這部分光中,包含了背向散射光和光纖連接器、光纖接頭及光纖終端處的菲涅爾反射光,通過禍合器返回到接收器。檢測器將這個與時間有關(guān)的反向光信號連續(xù)記錄下來,并在顯示器上顯示出反向光的信息與距離的關(guān)系曲線,根據(jù)這一曲線,就能確定被測光纖的長度,連接器和接頭的位置,以及接頭的損耗和衰減等數(shù)據(jù)。

OTDR的測量范圍也是OTDR的動態(tài)范圍,其定義為:始端背向散射電平與噪聲之間的dB差。測量范圍是OTDR的一項重要指標(biāo),它決定了這臺儀器能測量多長距離的能力。測量范圍的大小取決于儀器光脈沖功率、寬度、波長以及接收器的噪聲等因素。光脈沖信號在光纖中傳輸時會產(chǎn)生衰減,傳輸越遠(yuǎn),衰減就越大,當(dāng)傳輸?shù)揭欢ň嚯x后,由與信噪比(S/N)太小,致使信號無法從噪聲中區(qū)分出來,這個因素決定了可測光纖的距離。動態(tài)范圍大,就能在越遠(yuǎn)的距離保持一定的損耗值分辨率;動態(tài)范圍小,則損耗值分別率在較近距離處就開始惡化,降低了對接頭損耗等事件的分辨能力。OTDR的光源發(fā)射光脈沖的功率一般可分為平均功率和峰值功率。平均功率的大小與OTDR設(shè)置的脈寬參數(shù)(或占空比)有關(guān),在相同的峰值下,脈寬或占空比越大,平均光功率就越大;反之,平均光功率就小。在維護(hù)測試中,用光功率一計測得的就是平均光功率,測得的值一般較小。在用OTDR做光纖線路傳輸特性測試時,一般只關(guān)心其平均功率的大小。當(dāng)被測光纖線路的衰減一定時,平均功率越大,其測量范圍相應(yīng)也大。

OTDR模塊的處理器通過以太網(wǎng)接口接收控制命令，對光纖電纜進(jìn)行測試，激光器向光纖注射相應(yīng)波長的光脈沖信號，光纖散射和折射回來的信號進(jìn)入耦合器等接收模塊進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換和信號調(diào)理，再進(jìn)入AD轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，由處理器進(jìn)行讀取、運算、并進(jìn)行信號分析和處理。采用多通路OTDR 光纜監(jiān)測方案系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，配置靈活，適用不同監(jiān)測光纜數(shù)量的要求。由于每根被測光纖都有獨立的OTDR 進(jìn)行監(jiān)測，因此可以做到極高的實時性，光纖監(jiān)測的完整性，同時可支持對多條光纖的點名測試及其它測試。通過配置PC 端軟件可對每個通路的運行參數(shù)進(jìn)行不同的設(shè)置，各個子模塊可以自由選擇合適的工作波長、動態(tài)范圍、量程和測量模式等，使測量更準(zhǔn)確和快捷。 多通路 OTDR 模塊由若干獨立的 OTDR 子模塊組合而成。

下面以某地區(qū)中所包括的所有35KV至220KV變電站為例，進(jìn)行本方面的方案實施，如圖5所示：

在圖中各個變電站之間建立星形電力光纜網(wǎng)絡(luò)，（220KV代縣站為中心，110KV北關(guān)站、220 KV原平站、110 KV政化站、35 KV新高站、220 KV繁峙站、110 KV峪口站、220 KV永安站和110 KV安榮站為終端），應(yīng)用本發(fā)明方案，通過采用先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、圖像處理技術(shù)、OTDR技術(shù)、GIS技術(shù)等，可方便地實現(xiàn)對各個站點間光纜的實時運行狀態(tài)、光纖斷裂、光纖劣化、精確故障定位、診斷預(yù)警、報警等實時監(jiān)測。

本方案在代縣站建立監(jiān)測中心，監(jiān)測中心需要配備監(jiān)測系統(tǒng)網(wǎng)管服務(wù)器，PC客戶端（帶win Server2008版操作系統(tǒng)），網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，光纜網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控主機(jī)RTU（6U機(jī)箱），其中RTU與光端機(jī)連接，接入在用的一對光纖中。終端站點各需配備1U型單路濾波模塊FCM，以實現(xiàn)OTDR單元測試波長1650nm被過濾，實現(xiàn)實時在線測試和監(jiān)控。

本方案可采用兩種方式實現(xiàn)多通路OTDR實時在線光纜故障監(jiān)測。第一種方式是OTDR+光功率模塊的實時在線監(jiān)測。實現(xiàn)多通道OTDR實時在線測試，可以通過光功率模塊實時檢測和OTDR模塊測試相結(jié)合的方法實現(xiàn)。具體測試示意圖見圖4。在RX光纖中，通過RTU中的5:95分光器模塊，可以得到在線線路的實時功率，系統(tǒng)軟件可以設(shè)置鏈路故障的閾值功率值，當(dāng)OPM模塊監(jiān)測到鏈路的功率值低于閾值時，系統(tǒng)認(rèn)為有故障發(fā)生，即刻啟動OTDR模塊進(jìn)行測試，OTDR模塊通過合波模塊把1650nm光加載到在線TX光纖中，進(jìn)行測試并準(zhǔn)確定位故障位置，發(fā)出報警。 第二種方式是多路OTDR輪詢故障定位監(jiān)測，通過光纜在線監(jiān)測系統(tǒng)軟件，可以自定義OTDR模塊工作的周期，例如可設(shè)置每站點每隔30分鐘輪詢測試一次，設(shè)置完成后，系統(tǒng)會按設(shè)置自動執(zhí)行OTDR測試，分析測試結(jié)果，給出故障預(yù)警報警信息。

通過以上兩種方式的任意一種，以代縣站為中心監(jiān)測站，形成星形拓?fù)渎酚山Y(jié)構(gòu)，其中8個終端站點通過光路切換單元OSW連接到監(jiān)測診斷單元OTDR（其中OTDR的最大動態(tài)范圍可達(dá)41dB，可有效覆蓋至少100km的光纖鏈路），實現(xiàn)其余8個終點站點的OTDR輪巡測試，需要通過光路切換單元OSW，此OSW單元，內(nèi)含一顆微處理器來控制光開關(guān)切換，監(jiān)控光開關(guān)切換狀態(tài)，與CPU MODULE通信則采用背板總線方式。通過系統(tǒng)的“光纜在線監(jiān)測系統(tǒng)”軟件管理員可根據(jù)現(xiàn)場需求設(shè)置實時輪巡測試的周期和頻率，設(shè)置確定好后系統(tǒng)可自動控制OTDR模塊對每一終點站進(jìn)行測試及數(shù)據(jù)記錄，線路報警等。OSW單元支持熱插拔，使系統(tǒng)更加模塊化。監(jiān)測診斷單元OTDR是利用精確脈寬光脈沖控制技術(shù)和微弱信號的精確檢測處理技術(shù)來實現(xiàn)的。由脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖，驅(qū)動LD產(chǎn)生光脈沖，經(jīng)方向耦合器射入待測光纖。射入光纖的光脈沖，因光纖內(nèi)部含有的雜質(zhì)、纖核添加物等產(chǎn)生漫反射，其中部分向后散射的后向散射光（BACK SCATTERING LIGHT），連同遇不平整光纖端面所產(chǎn)生的FRESENL反射光，一齊反射回耦合器、射至光電二極管，轉(zhuǎn)換成電脈沖。此反射光因極微弱，故反復(fù)傳送、收集以放大，平均處理。所有控制及數(shù)據(jù)處理（包含信號放大、噪聲濾除、數(shù)據(jù)平均化處理等工作）可在OTDR控制版中完成。處理后的數(shù)據(jù)在經(jīng)由總線送往MCU主控制模塊來處理顯示，并通過系統(tǒng)分析軟件實現(xiàn)管理及運行維護(hù)功能。整體方案在線監(jiān)測原理主要采用波分復(fù)用技術(shù)，將通信所用的光纖纖芯作為測試?yán)w芯，可有效節(jié)約纖芯資源，測試波長1650nm和工作波長復(fù)合到一起共享物理介質(zhì)，但不影響在線信號的傳輸。光纜在線監(jiān)測的突出優(yōu)勢是實時、在線，且測試結(jié)果直接反應(yīng)通信纖芯的狀態(tài)，但該方案需要增加波分復(fù)用模塊和光濾波模塊FCM。

自動監(jiān)測并預(yù)警光纜潛在的故障隱患，及時的掌握光纜的老化程度，做到提前預(yù)警，防患于未然。該技術(shù)利用光功實時在線檢測和模糊算法可查看一段歷史時間內(nèi)光路的實際狀況，預(yù)估一段時間后的光功率值，利用歷史測試曲線，預(yù)估一段時間后，曲線中事件點位置的衰耗，依據(jù)實際設(shè)置分析出光纜健康狀態(tài)并發(fā)出預(yù)警和報警。系統(tǒng)軟件通過設(shè)置樣本容量（表示產(chǎn)生預(yù)估值所采用的當(dāng)前選擇的樣本的數(shù)量，便于后臺自動分析的一個條件限制，對預(yù)估結(jié)果不造成影響）、累計時間（當(dāng)前選擇的樣本的時間跨度，對應(yīng)的是數(shù)據(jù)列表中的測試時間跨度，便于后臺自動分析的一個條件限制，對預(yù)估結(jié)果不造成影響）、分析模式（當(dāng)存在線路告警時，處理方式分為忽略、中斷、不操作）、預(yù)估時長（自定義預(yù)估的時間范圍）、預(yù)估衰耗（自定義預(yù)估時長后的曲線對應(yīng)的衰耗數(shù)值）。當(dāng)系統(tǒng)分析得到的預(yù)估曲線在預(yù)估時長后的曲線對應(yīng)的衰耗數(shù)值大于預(yù)估衰耗時，會產(chǎn)生預(yù)報告警（告警類型）。同時，本方案可以靈活利用地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)，可方便靈活地導(dǎo)入用戶的GIS數(shù)據(jù)，通過瀏覽器打開系統(tǒng)主界面，系統(tǒng)自動加載離線GIS地圖背景，依據(jù)用戶的GIS信息進(jìn)行區(qū)域管理（定義局站、地標(biāo)、光纜段、光纖等的屬性）、局站管理（定義光纖跳接位置）、地標(biāo)管理（定義井、桿、塔、接頭盒等精確的GPS位置）、光纜段管理、光纜段地標(biāo)管理、纖芯管理、跳纖管理等，當(dāng)發(fā)生故障時，系統(tǒng)能清晰顯示故障GPS點和故障類型，維護(hù)人員可通過GIS地圖精確定位，從而提高維護(hù)效率。

通過實施例中對本方案的實踐，可以對采集到的監(jiān)測數(shù)據(jù)及時記錄、查詢和自動快速報警，并可進(jìn)行多維度的智能關(guān)聯(lián)，分析給出各鏈路、各周期（年、月、周、日）、各關(guān)鍵考核指標(biāo)排名對比和趨勢分析，為運維管理工作提供實用參考分析，提升管理效率和管理質(zhì)量，為決策者在運維質(zhì)量提升、目標(biāo)差距分析、業(yè)務(wù)推廣分布、團(tuán)隊對比評價、投資規(guī)劃等方面提供決策依據(jù)。

本方案不僅具備高效全面的監(jiān)控及管理能力，還具有良好的系統(tǒng)兼容性，可接入其它系統(tǒng)的告警信息，并提供調(diào)用接口。還能根據(jù)用戶的需求擴(kuò)展故障分析處理、數(shù)據(jù)智能分析等管理模塊，使得監(jiān)控系統(tǒng)能夠與用戶的運維管理體系相結(jié)合，智能的發(fā)現(xiàn)、分析并處理故障，有針對性的篩選并統(tǒng)計監(jiān)控數(shù)據(jù)，提供合理的管理建議。

上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方案進(jìn)行了描述，但并非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍。