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(hù)是構(gòu)建堅(jiān)強(qiáng)、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(hù)和管理存在以下方面問(wèn)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(zhǎng)期以來(lái)全光鏈路網(wǎng)的絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)、資源統(tǒng)計(jì)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(wèn)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(xì)節(jié)化和平面化管理模式,同時(shí)給光纖通信帶來(lái)巨大隱患,也造成了光纜資源的巨大浪費(fèi)。
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(cè)仍然依賴于“OTDR測(cè)量+人工巡查”,其OTDR技術(shù)存在光纜長(zhǎng)度與光纜地面投影長(zhǎng)度的誤差隨距離遞增,尤其表現(xiàn)為光纜越長(zhǎng)誤差越大,且缺乏穩(wěn)定可識(shí)別的參照點(diǎn),OTDR固有的很多缺陷嚴(yán)重制約了光纖通信運(yùn)行維護(hù)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(wú)法被直觀的進(jìn)行管理,它平時(shí)處于一種“黑盒子”狀態(tài),我們對(duì)其的運(yùn)行狀態(tài)是無(wú)從得知的,也就是說(shuō)全光鏈路所經(jīng)過(guò)的各個(gè)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(cè)更是無(wú)從談起。長(zhǎng)期以來(lái)主要依靠人為附加標(biāo)簽、電子標(biāo)簽等方式,實(shí)現(xiàn)人工干預(yù)的識(shí)別能力,對(duì)人工配合度依賴大,其識(shí)別可靠性嚴(yán)重降低。而且,不管是電子標(biāo)簽還是紙質(zhì)標(biāo)簽,其本質(zhì)都是一樣的,都無(wú)法對(duì)光鏈路進(jìn)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(zhǎng)期以來(lái)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(dú)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(dú)立的管理、運(yùn)行和監(jiān)測(cè)所屬領(lǐng)域,這種缺乏統(tǒng)一的管理系統(tǒng)的運(yùn)行模式嚴(yán)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(cè)管理系統(tǒng)以光鏈路所有單元節(jié)點(diǎn)內(nèi)置光纖編碼為基礎(chǔ),將光纖編碼作為一個(gè)識(shí)別、管理、監(jiān)測(cè)于一體的管理單元,實(shí)現(xiàn)光纖、跳纖、尾纖、光纜接頭盒、光纜等光鏈路單元的獨(dú)立識(shí)別、管理、監(jiān)測(cè),實(shí)現(xiàn)其各單元所組成的光纖通信鏈路物理層面的識(shí)別、管理和監(jiān)測(cè),進(jìn)而實(shí)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(cè)管理系統(tǒng)由管理中心、監(jiān)測(cè)站、擴(kuò)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(shí)現(xiàn)光纖網(wǎng)絡(luò)組成部件的光纖編碼化,實(shí)現(xiàn)光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的立體、細(xì)節(jié)化的智能識(shí)別、管理、監(jiān)測(cè)以及故障診斷。
2.1智能光纖網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)站
通過(guò)對(duì)光纖編碼的讀取和分析,實(shí)現(xiàn)全光鏈路中各組成單元的遠(yuǎn)程識(shí)別、管理和監(jiān)測(cè)。以各組成單元為監(jiān)測(cè)點(diǎn),在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、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(shí)間小于20秒。
1) 自動(dòng)進(jìn)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(zhǎng)度精度±5米。
3) 光纖編碼識(shí)別精度±0.1nm。
4) 接頭盒測(cè)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(cè)距精度±10米。
7) 系統(tǒng)能自動(dòng)進(jìn)行光纜路由錄入,并支持經(jīng)衛(wèi)星地圖進(jìn)行實(shí)時(shí)呈現(xiàn)。
8) 光纜監(jiān)測(cè)模式下,監(jiān)測(cè)站能同時(shí)接入16條光纜進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
9) 光鏈路監(jiān)測(cè)模式下,監(jiān)測(cè)站能同時(shí)對(duì)256條光鏈路實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
10) 實(shí)現(xiàn)光纖通信物理鏈路的自動(dòng)識(shí)別和邏輯連接。
11) 實(shí)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。
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2.2擴(kuò)展盤
實(shí)現(xiàn)光纖通信波長(zhǎng)與實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)波長(zhǎng)的波分復(fù)用,以及增加智能光纖網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)站端口,每個(gè)擴(kuò)展盤支持16個(gè)監(jiān)測(cè)端口。
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2.3智能光纖配線盤所有尾纖內(nèi)置光纖編碼,支持自動(dòng)識(shí)別端口插拔的光纖配線盤。
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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。
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2.6管理中心
管理中心提供各類業(yè)務(wù)應(yīng)用功能模塊,實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)功能的集中呈現(xiàn),對(duì)全光網(wǎng)絡(luò)各組件的集中識(shí)別、管理、監(jiān)測(cè)和故障管控。監(jiān)測(cè)中心符合電網(wǎng)TMS系統(tǒng)設(shè)計(jì)三級(jí)結(jié)構(gòu)及規(guī)范,同層由縱向接口實(shí)現(xiàn)與上下級(jí)通訊管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換,同級(jí)系統(tǒng)由橫向接口與本級(jí)公司信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換,可實(shí)現(xiàn)與TMS系統(tǒng)無(wú)縫對(duì)接。
1 監(jiān)測(cè)中心能同時(shí)支持不少于50臺(tái)監(jiān)測(cè)站;
2 監(jiān)測(cè)中心可對(duì)區(qū)域內(nèi)光纖網(wǎng)絡(luò)可視化呈現(xiàn)和監(jiān)測(cè)。
3 系統(tǒng)能夠保存運(yùn)維歷史數(shù)據(jù),并提供調(diào)用、統(tǒng)計(jì)、分析等功能。
三、 應(yīng)用場(chǎng)景介紹
1、光纜狀態(tài)預(yù)警及故障地理精準(zhǔn)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(guò)光纜在接頭盒處光纖編碼的唯一識(shí)別,實(shí)現(xiàn)光纜以接頭盒為光學(xué)分界點(diǎn)的分段識(shí)別、分段管理、分段監(jiān)測(cè)以及分段故障診斷定位。監(jiān)測(cè)站對(duì)光纖網(wǎng)絡(luò)的管理資源信息、運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),在故障發(fā)生時(shí)快速準(zhǔn)確地理定位。監(jiān)測(cè)站依托人工標(biāo)定、PDA輸入等方式進(jìn)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(jìn)行光纜實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析,當(dāng)故障發(fā)生時(shí),結(jié)合系統(tǒng)內(nèi)置算法確定光纜故障點(diǎn),最終以GIS地圖形式顯示光纜故障地理信息,同時(shí)將故障點(diǎn)的詳細(xì)信息(故障類型、發(fā)生時(shí)間、實(shí)際位置等)顯示在界面對(duì)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(shí)間小于20秒。
2、通信機(jī)房?jī)?nèi)光配智能化
機(jī)房?jī)?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(shí)現(xiàn)機(jī)房?jī)?nèi)各連接點(diǎn)及連接線的智能識(shí)別、管理、監(jiān)測(cè),利用光纖編碼的可識(shí)別、監(jiān)測(cè)特性實(shí)現(xiàn)光纖跳纖、光纖配線等部件的分段識(shí)別、管理以及故障診斷。智能配線盤可自動(dòng)監(jiān)測(cè)光端口狀態(tài),實(shí)時(shí)上傳光端口的狀態(tài)及其編碼信息;監(jiān)測(cè)站通過(guò)掃描每條光業(yè)務(wù)通道上的光纖編碼信息,可準(zhǔn)確識(shí)別出光鏈路上的每個(gè)配線組件及其拓?fù)溥B接關(guān)系,從而實(shí)現(xiàn)光鏈路的自動(dòng)識(shí)別和智能化管理。監(jiān)測(cè)站還可對(duì)每條光鏈路進(jìn)行在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(shí)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(duì)光纜、光纖、光纖跳線、法蘭等光鏈路單元編碼化,實(shí)現(xiàn)光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中各單元的光纖編碼識(shí)別、監(jiān)測(cè),以各單元為監(jiān)測(cè)點(diǎn)在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、故障診斷及精確定位。實(shí)時(shí)讀取光纖鏈路各組成單元的光纖編碼,實(shí)現(xiàn)全光路自動(dòng)錄入。對(duì)光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行整體集中監(jiān)控,組建管理中心,實(shí)現(xiàn)全光網(wǎng)絡(luò)各組件的集中識(shí)別、智能管理、監(jiān)測(cè)和故障管控。
專家系統(tǒng):
1. 可對(duì)光纖網(wǎng)絡(luò)未來(lái)規(guī)模進(jìn)行預(yù)判,規(guī)劃時(shí)給出擴(kuò)容資源預(yù)留建議;
2. 可對(duì)所承載的業(yè)務(wù)進(jìn)行光鏈路缺陷排查,尤其是對(duì)要求主用路由和備份路由完全隔離的重要業(yè)務(wù),自動(dòng)給出其所經(jīng)過(guò)的光路由是否經(jīng)過(guò)共同的光鏈路單元、是否經(jīng)過(guò)有物理?yè)p傷的光鏈路單元;
3. 可對(duì)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)業(yè)務(wù)自動(dòng)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(shì)
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(lái),實(shí)現(xiàn)光纖通信鏈路的全程唯一識(shí)別、圖元化管理、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(dòng)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(duì)比
對(duì)比項(xiàng)
傳統(tǒng)管理
電子標(biāo)簽光配系統(tǒng)
全光鏈路智能管理系統(tǒng)
備注
識(shí)別方式
紙質(zhì)標(biāo)簽和人工記錄
電子標(biāo)簽,有源設(shè)備
光纖編碼,無(wú)源內(nèi)置,身份唯一,永不改變
電子標(biāo)簽和紙質(zhì)標(biāo)簽本質(zhì)上無(wú)區(qū)別,均為外置標(biāo)簽,需要多人工參與,無(wú)法保證準(zhǔn)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(biāo)簽和電子標(biāo)簽壽命期限均遠(yuǎn)小于光纖壽命,電子標(biāo)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(cè),引起的衰耗≤0.08dB,全壽命周期無(wú)變化
適用性
人工填寫費(fèi)工費(fèi)時(shí)
人工外置附加信息
出廠內(nèi)置光纖編碼,現(xiàn)場(chǎng)無(wú)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(biāo)準(zhǔn)建立了基礎(chǔ)
識(shí)別效率
逐級(jí)核對(duì)記錄資料
人工附加信息聯(lián)網(wǎng)匹配
實(shí)時(shí)自動(dòng)檢測(cè),編碼自動(dòng)識(shí)別,與通信波段隔離,隔離度60dB
光纖編碼基于光柵波長(zhǎng)識(shí)別,技術(shù)成熟,快速準(zhǔn)確
更換效率
更換后人工標(biāo)注信息
更換后人工標(biāo)注和套環(huán)
直接更換無(wú)需其它動(dòng)作
尾纖、跳纖均出廠帶光纖編碼,更換后,自動(dòng)識(shí)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(dòng)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(jī)房?jī)?nèi)故障自動(dòng)定位到跳纖和尾纖
信息準(zhǔn)確性
人工錄入,信息準(zhǔn)確無(wú)法保證
人工標(biāo)注、套環(huán)以及錄入,信息準(zhǔn)確無(wú)法保證
無(wú)需人力參與,自動(dòng)編碼檢測(cè)識(shí)別
每根跳纖、尾纖均需要不同人工參與,人為因素越多,準(zhǔn)確性越差。采用拉曼等分布式振動(dòng)傳感識(shí)別噪聲大、準(zhǔn)確性差
延伸功能
無(wú)
無(wú)
具備實(shí)現(xiàn)高精度、高靈敏的溫度、覆冰、振動(dòng)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(dòng)傳感和地理定位的功能基礎(chǔ)
業(yè)務(wù)影響
誤動(dòng)業(yè)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)高
嵌入式改造存在誤動(dòng)業(yè)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)
采用單個(gè)光纖配線盤獨(dú)立更換,主備業(yè)務(wù)分別平移,降低對(duì)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(yīng)用
單一管理
單一管理
識(shí)別、管理、監(jiān)測(cè)、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(duì)全光鏈路自動(dòng)給出缺陷分析,承載的重要業(yè)務(wù)給出缺陷分析,對(duì)光鏈路給出資源分析
總體而言電子標(biāo)簽光配系統(tǒng)相對(duì)傳統(tǒng)管理更智能化和系統(tǒng)化,但是由于其電子標(biāo)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(shí)別效率以及信息準(zhǔn)確性上都存在問(wèn)題,且附加信息的準(zhǔn)確性無(wú)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(zhǎng)進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別、監(jiān)測(cè)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。