光纖網(wǎng)絡(luò)是現(xiàn)代通信的重要載體，光纖網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和維護是構(gòu)建堅強、可靠光纖通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)。目前，光纖網(wǎng)絡(luò)的日常維護和管理存在以下方面問題 ：
一、 現(xiàn)狀 全光鏈路網(wǎng)絡(luò)是由光纜、跳纖、光纖配線等組成的，承載著通信業(yè)務(wù)的傳輸載體。長期以來全光鏈路網(wǎng)的絡(luò)系統(tǒng)運行維護、資源統(tǒng)計、實時監(jiān)測等均存在不能滿足現(xiàn)有光纖通信管理需要，其主要存在問題如下：
1、 光纜資源缺乏系統(tǒng)管理
光纖通信的高速發(fā)展促使光纜數(shù)量的劇增，城市化建設(shè)使得光纜路徑的屢次變遷，以往人工記錄光纜資源使得光纜資源凌亂等，光纜資源系統(tǒng)化管理的缺失，造成現(xiàn)有光纜資源管理滯后，不能滿足細節(jié)化和平面化管理模式，同時給光纖通信帶來巨大隱患，也造成了光纜資源的巨大浪費。
2、 光纜故障地理定位技術(shù)滯后
光纖通信發(fā)展至今，其光纜故障監(jiān)測仍然依賴于“OTDR測量+人工巡查”，其OTDR技術(shù)存在光纜長度與光纜地面投影長度的誤差隨距離遞增，尤其表現(xiàn)為光纜越長誤差越大，且缺乏穩(wěn)定可識別的參照點，OTDR固有的很多缺陷嚴重制約了光纖通信運行維護的效率。
3、 光纖鏈路處于“黑盒子”狀態(tài)
光纖的物理特性決定其無法被直觀的進行管理，它平時處于一種“黑盒子”狀態(tài)，我們對其的運行狀態(tài)是無從得知的，也就是說全光鏈路所經(jīng)過的各個環(huán)節(jié)，都處于一種“盲管”的狀態(tài)，光鏈路的資源管理和監(jiān)測更是無從談起。長期以來主要依靠人為附加標簽、電子標簽等方式，實現(xiàn)人工干預的識別能力，對人工配合度依賴大，其識別可靠性嚴重降低。而且，不管是電子標簽還是紙質(zhì)標簽，其本質(zhì)都是一樣的，都無法對光鏈路進行全覆蓋管理，都存在管理盲區(qū)。
4、 光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)缺乏統(tǒng)一的系統(tǒng)管理
長期以來光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)按照各自分工分為傳輸、線路、光配等獨立的管理單元，相互之間缺乏有效的溝通技術(shù)手段，各自獨立的管理、運行和監(jiān)測所屬領(lǐng)域，這種缺乏統(tǒng)一的管理系統(tǒng)的運行模式嚴重降低光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的管理水平。
二、 智能光纖網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)介紹
1、技術(shù)原理
智能光纖網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測管理系統(tǒng)以光鏈路所有單元節(jié)點內(nèi)置光纖編碼為基礎(chǔ)，將光纖編碼作為一個識別、管理、監(jiān)測于一體的管理單元，實現(xiàn)光纖、跳纖、尾纖、光纜接頭盒、光纜等光鏈路單元的獨立識別、管理、監(jiān)測，實現(xiàn)其各單元所組成的光纖通信鏈路物理層面的識別、管理和監(jiān)測，進而實現(xiàn)光纖傳輸業(yè)務(wù)、全光鏈路以及綜合地理位置信息相結(jié)合的三維一體的管理系統(tǒng)。
2、系統(tǒng)組成
如圖所示，智能光纖網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測管理系統(tǒng)由管理中心、監(jiān)測站、擴展盤、智能配線柜（智能配線盤，其內(nèi)為智能光纖尾纖）、智能光纖跳纖以及智能光纜故障定位器組成，其覆蓋光纜、光纖配線、跳纖等光纖網(wǎng)絡(luò)組成部件，實現(xiàn)光纖網(wǎng)絡(luò)組成部件的光纖編碼化，實現(xiàn)光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的立體、細節(jié)化的智能識別、管理、監(jiān)測以及故障診斷。
2.1智能光纖網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測站
通過對光纖編碼的讀取和分析，實現(xiàn)全光鏈路中各組成單元的遠程識別、管理和監(jiān)測。以各組成單元為監(jiān)測點，在線實時監(jiān)測、故障診斷及精確定位。故障診斷結(jié)果涵蓋多種類型故障，光纜故障地理位置可定位至±25米范圍內(nèi)，光配故障位置可精確至端口或配線部件，故障診斷時間小于20秒。
1) 自動進行光纜故障診斷，光纜故障地理定位精度±25米。
2) 故障區(qū)段光纜長度精度±5米。
3) 光纖編碼識別精度±0.1nm。
4) 接頭盒測距精度±5米。
5) 接頭盒位置數(shù)據(jù)精度小于10米。
6) 末端故障診斷裝置測距精度±10米。
7) 系統(tǒng)能自動進行光纜路由錄入，并支持經(jīng)衛(wèi)星地圖進行實時呈現(xiàn)。
8) 光纜監(jiān)測模式下，監(jiān)測站能同時接入16條光纜進行實時監(jiān)測。
9) 光鏈路監(jiān)測模式下，監(jiān)測站能同時對256條光鏈路實時監(jiān)測。
10) 實現(xiàn)光纖通信物理鏈路的自動識別和邏輯連接。
11) 實現(xiàn)光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的圖形化、邏輯化展現(xiàn)。
12) 光配故障可直接定位至具體端口或部件。
2.2擴展盤
實現(xiàn)光纖通信波長與實時在線監(jiān)測波長的波分復用，以及增加智能光纖網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測站端口，每個擴展盤支持16個監(jiān)測端口。
2.3智能光纖配線盤所有尾纖內(nèi)置光纖編碼，支持自動識別端口插拔的光纖配線盤。
2.4智能光纖跳纖內(nèi)置光纖編碼的跳纖。
2.5智能尾纖
內(nèi)置光纖編碼的尾纖。
2.6管理中心
管理中心提供各類業(yè)務(wù)應用功能模塊，實現(xiàn)整個系統(tǒng)功能的集中呈現(xiàn)，對全光網(wǎng)絡(luò)各組件的集中識別、管理、監(jiān)測和故障管控。監(jiān)測中心符合電網(wǎng)TMS系統(tǒng)設(shè)計三級結(jié)構(gòu)及規(guī)范，同層由縱向接口實現(xiàn)與上下級通訊管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換，同級系統(tǒng)由橫向接口與本級公司信息系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，可實現(xiàn)與TMS系統(tǒng)無縫對接。
1 監(jiān)測中心能同時支持不少于50臺監(jiān)測站；
2 監(jiān)測中心可對區(qū)域內(nèi)光纖網(wǎng)絡(luò)可視化呈現(xiàn)和監(jiān)測。
3 系統(tǒng)能夠保存運維歷史數(shù)據(jù)，并提供調(diào)用、統(tǒng)計、分析等功能。
三、 應用場景介紹
1、光纜狀態(tài)預警及故障地理精準定位
在室外光纜接頭盒中融入有光纖編碼的故障定位器，通過光纜在接頭盒處光纖編碼的唯一識別，實現(xiàn)光纜以接頭盒為光學分界點的分段識別、分段管理、分段監(jiān)測以及分段故障診斷定位。監(jiān)測站對光纖網(wǎng)絡(luò)的管理資源信息、運行狀態(tài)進行在線實時監(jiān)測，在故障發(fā)生時快速準確地理定位。監(jiān)測站依托人工標定、PDA輸入等方式進行光纜資源信息管理，利用光纖編碼解調(diào)儀等終端設(shè)備進行光纜實時數(shù)據(jù)分析，當故障發(fā)生時，結(jié)合系統(tǒng)內(nèi)置算法確定光纜故障點，最終以GIS地圖形式顯示光纜故障地理信息，同時將故障點的詳細信息（故障類型、發(fā)生時間、實際位置等）顯示在界面對話框里。故障診斷結(jié)果涵蓋多種類型故障，光纜故障可定位至±25米范圍內(nèi)，故障診斷時間小于20秒。
2、通信機房內(nèi)光配智能化
機房內(nèi)主要采用嵌入光纖編碼的智能光纖跳纖以及智能光纖配線，實現(xiàn)機房內(nèi)各連接點及連接線的智能識別、管理、監(jiān)測，利用光纖編碼的可識別、監(jiān)測特性實現(xiàn)光纖跳纖、光纖配線等部件的分段識別、管理以及故障診斷。智能配線盤可自動監(jiān)測光端口狀態(tài)，實時上傳光端口的狀態(tài)及其編碼信息；監(jiān)測站通過掃描每條光業(yè)務(wù)通道上的光纖編碼信息，可準確識別出光鏈路上的每個配線組件及其拓撲連接關(guān)系，從而實現(xiàn)光鏈路的自動識別和智能化管理。監(jiān)測站還可對每條光鏈路進行在線實時監(jiān)測和故障診斷，診斷結(jié)果涵蓋多種類型故障，故障位置可精確至端口或配線部件，故障診斷時間小于20秒。
智能光纖配線系統(tǒng)示意圖
3、全光鏈路管理
對光纜、光纖、光纖跳線、法蘭等光鏈路單元編碼化，實現(xiàn)光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中各單元的光纖編碼識別、監(jiān)測，以各單元為監(jiān)測點在線實時監(jiān)測、故障診斷及精確定位。實時讀取光纖鏈路各組成單元的光纖編碼，實現(xiàn)全光路自動錄入。對光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進行整體集中監(jiān)控，組建管理中心，實現(xiàn)全光網(wǎng)絡(luò)各組件的集中識別、智能管理、監(jiān)測和故障管控。
專家系統(tǒng)：
1. 可對光纖網(wǎng)絡(luò)未來規(guī)模進行預判，規(guī)劃時給出擴容資源預留建議；
2. 可對所承載的業(yè)務(wù)進行光鏈路缺陷排查，尤其是對要求主用路由和備份路由完全隔離的重要業(yè)務(wù)，自動給出其所經(jīng)過的光路由是否經(jīng)過共同的光鏈路單元、是否經(jīng)過有物理損傷的光鏈路單元；
3. 可對點對點業(yè)務(wù)自動給出光路由建議，合理分配使用光鏈路資源。
四、 系統(tǒng)優(yōu)勢
1、光纖編碼—光鏈路單元的唯一身份證
光纖編碼作為光纖介質(zhì)本身的一部分，具有和光纖介質(zhì)相同的壽命；所有光鏈路單元內(nèi)置光纖編碼后，均具有唯一“指紋”特性，永不改變。光纖編碼為能源行業(yè)建立自己的智能光纜行業(yè)規(guī)范，提供了基礎(chǔ)。
2、光纖通信鏈路全程管理
以光纖編碼為基本管理單元，將內(nèi)置有光纖編碼的光纜、光纜接頭盒、尾纖、跳纖等的各光纖單元，以光鏈路的方式全部統(tǒng)一管理起來，實現(xiàn)光纖通信鏈路的全程唯一識別、圖元化管理、實時監(jiān)測以及故障定位。
3、圖元與衛(wèi)星地圖管理相結(jié)合的管理界面
將智能光纖配線柜、智能光纖配線盤、智能光纖配線盤端口、智能跳纖、智能光纜故障定位器等以圖元形式呈現(xiàn)可視化的動態(tài)信息管理界面，結(jié)合衛(wèi)星地圖的經(jīng)緯度化的數(shù)字管理界面，給用戶提供完善、友好的操作和管理方式。
五、 技術(shù)對比
對比項
傳統(tǒng)管理
電子標簽光配系統(tǒng)
全光鏈路智能管理系統(tǒng)
備注
識別方式
紙質(zhì)標簽和人工記錄
電子標簽，有源設(shè)備
光纖編碼，無源內(nèi)置，身份唯一，永不改變
電子標簽和紙質(zhì)標簽本質(zhì)上無區(qū)別，均為外置標簽，需要多人工參與，無法保證準確性
使用壽命
易于損壞和遺失
有源設(shè)備，故障率高
光纖介質(zhì)分子固化，與光纖同壽命
紙質(zhì)標簽和電子標簽壽命期限均遠小于光纖壽命，電子標簽為電子設(shè)備，在接近壽命期限后，故障率明顯大幅增大。光纖編碼，經(jīng)電科院檢測，引起的衰耗≤0.08dB，全壽命周期無變化
適用性
人工填寫費工費時
人工外置附加信息
出廠內(nèi)置光纖編碼，現(xiàn)場無需任何操作
光纖編碼為逐步建立能源行業(yè)的光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)管理標準建立了基礎(chǔ)
識別效率
逐級核對記錄資料
人工附加信息聯(lián)網(wǎng)匹配
實時自動檢測，編碼自動識別，與通信波段隔離，隔離度60dB
光纖編碼基于光柵波長識別，技術(shù)成熟，快速準確
更換效率
更換后人工標注信息
更換后人工標注和套環(huán)
直接更換無需其它動作
尾纖、跳纖均出廠帶光纖編碼，更換后，自動識別，提示更新信息
故障診斷
人工排查
人工排查
全光鏈路自動故障診斷和定位
基于光纖編碼，光纜故障定位精度到±25米，機房內(nèi)故障自動定位到跳纖和尾纖
信息準確性
人工錄入，信息準確無法保證
人工標注、套環(huán)以及錄入，信息準確無法保證
無需人力參與，自動編碼檢測識別
每根跳纖、尾纖均需要不同人工參與，人為因素越多，準確性越差。采用拉曼等分布式振動傳感識別噪聲大、準確性差
延伸功能
無
無
具備實現(xiàn)高精度、高靈敏的溫度、覆冰、振動傳感功能基礎(chǔ)
利用全光鏈路的光柵，使光鏈路具備高精度溫度、覆冰、振動傳感和地理定位的功能基礎(chǔ)
業(yè)務(wù)影響
誤動業(yè)務(wù)風險高
嵌入式改造存在誤動業(yè)務(wù)風險
采用單個光纖配線盤獨立更換，主備業(yè)務(wù)分別平移，降低對業(yè)務(wù)影響
提前集中完成備用光纖鏈路組建，業(yè)務(wù)平移10分鐘內(nèi)順利完成
功能應用
單一管理
單一管理
識別、管理、監(jiān)測、傳感于一體的多功能、全光業(yè)務(wù)功能；提供基于全光鏈路管理的專家系統(tǒng)
可對全光鏈路自動給出缺陷分析，承載的重要業(yè)務(wù)給出缺陷分析，對光鏈路給出資源分析
總體而言電子標簽光配系統(tǒng)相對傳統(tǒng)管理更智能化和系統(tǒng)化，但是由于其電子標簽為光纖外附加的有源設(shè)備，需要人為為其附加信息，這在壽命、人力投入、識別效率以及信息準確性上都存在問題，且附加信息的準確性無法判斷。全光鏈路智能管理系統(tǒng)基于光纖編碼技術(shù)，在尾纖、跳纖等光纖介質(zhì)上直接內(nèi)置光纖編碼，利用波長進行自動識別、監(jiān)測和故障診斷，這就將傳統(tǒng)的光纜管理、光配管理提升到全光鏈路的統(tǒng)一管理。
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