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摘要：截至2012年，中国油气管道铺设的总里程已经达到2万多公里，相应石油管道的通信光缆的总里程也不断刷新，大部分通信技术都是建立在一个分布密度高、容量大、速度快的光缆网络上的，其安全性和可靠性极为重要。如果发生了光缆事故，就会影响正常的通信，威胁着石油管道传输的安全。传统的光缆监测系统已经不能满足及时准确判断故障光缆的位置，因此，动态的方式监测石油管道通信光缆的传输性能，才能准确判断故障的地点和时间，保障通信信息有效传输，为其优质、高效的通信传输提供可靠保障。
关键词：光缆监测系统； 通信传输； 光纤； 石油管道
中图分类号：TE6 文献标识码：A 文章编号：
1、传统的光缆维护方式存在的主要问题：
(1)检修时间遵照日常维护规程，随着光缆数量的增多，按期完成对光缆的测试成为非常繁重的任务，耗费人力和物力，且效率低。
(2)由于测试周期不能保证，无法对光缆劣化情况进行分析，因而在此基础上进行的光缆运行分析缺乏科学依据。
(3)光缆发生故障时，传输网管的相关网元发生告警，经机务人员对路由进行分析判断后，通知线路人员某条光缆发生阻断。由于故障相关信息太少，因此线务人员不能判明故障点的具体地理位置，从而增加了处理难度，延长了处理时间。
(4)历史测试数据依靠手工保留和归档，查询检索比较困难。
2、光缆监测系统简述：
所谓光缆监测系统，就是通过对光缆进行监测，进而做出光缆运行是否正常的判断；当出现不正常情况时，就会进行报警，并进行相应的测试，以准确定位故障发生点。随着现代信息技术和通信事业的发展，光缆监测技术的水平和手段得到提高和完善，已经由最初的肉眼监测发展到现今的监测结果更精确的电子化自动监测。所谓电子自动化监测是指运用自动化监测系统，实施对光缆线路传输质量的监测。
光缆监测系统实施的流程分为三个部分：信息采集、汇总与分析信息数据、评价与诊断设备的运行情况。（１）如果没有信息采集，就不能进行光缆信息监测。信息采集是指获取信息，让检测员了解监测对象处于什么样的状态。（２）如果对收集起来的数据不进行汇总和分析，就失去了收集数据的作用，无法揭示数据反映的现象，无法揭示内在的规律，监测很难实施。（３）评价与诊断设备运行的情况。因为监测是最基本的维护行为，维护的最终目标是能够进行评价和诊断。
3、集中式光缆监测技术的比较：
集中式远程光缆监测系统RFTS(RemoteFiber Testing System)是通信管理网(TMN)中传输网管理域的一个子网,是有效压缩障碍历时、及时发现光缆线路隐患的重要技术手段。目前的代表技术有“OTDR(光时域反射仪) ＋光开关＋控制软件”方式、机架式RTU(远端测试单元) 方式、在线OTDR监测方式以及“光源－光功率监测”方式。表1中我们对这几种代表技术进行了详细的比较。相对来说,“OTDR仪表＋光开关＋控制软件”方式在测试精度、测试灵活性和性价比方面均有一定优势。
表1
4、光缆监测系统在石油管道通信传输中的设计
4.1 设计遵循的原则
( 1) 严格执行通信网相关标准的规定，必须在通信网管系统的基础上开发光缆监测系统，监测实施方案以光纤骨干网光缆路由图为依据, 首先满足监测各段骨干网光缆的要求, 同时兼顾监测各端支线光缆。
( 2) 可靠与安全性。系统的可靠性和安全性是系统设计的重要指标，设计的系统要具有较强的容错，容灾能力。在设计时，我们充分考虑关键部件的冗余备份。设备的电气性能指标要符合电信标准。系统具备安全认证能力，系统能够识别和控制非法用户。设备要准确，即使的反应光缆网络的运行状况，不至于发生漏，误告警的情况。
( 3) 标准化与实用性。设计的光缆在线监测系统要符合开放的国际标准和规范，符合信息产业部“YDN 010-1998光缆线路自动检测系统技术条件”和“本地网光缆线路监测系统技术要求”的有关规定，具有统一数据库平台，统一应用系统，统一资源编码，统一接口标准。机房施工要符合2004年信息产业部颁发的“光缆线路自动检测人系统工程验收规范”，设计的系统要紧密结合实际工作需求，充分考虑值勤一线的需要。尽量减少系统的复杂度，通过图形化的管理界面，减少专业人员培训的难度和网络管理的压力。
( 4)系统智能化与可扩展性。系统要具有智能化，能够自动完成光功率实时监测、故障判断定位、消息自动上报等功能，以减少值勤人员的工作量，要预留扩容和升级改造空间，要具有能够面对未来网络的膨胀和业务的不可预测性发展的能力。系统的性能指标应能够满足现代光网络管理的各项功能，整个光缆在线监测系统可以划分为很多模块，且分别具备不同功能，
( 5)监测实施方式: 为了保证监测不影响原光纤通信系统, 同时尽量减少监测路由上的衰减, 增大测试距离; 建议采用在线监测、离线测试的方式, 即利用各段光缆的备用纤芯进行离线测试。充分利用已有的综合通信网管对现有光端机的实时监控告警,一旦光端机发生光信号丢失告警, 即启动光缆监测OTDR, 进行在线监测。
( 6) 监测中心配置原则: 监测中心, 配置光缆服务器, 操作系统Window s2003 Server版, 工作站, 监测中心网络设备等，光开关( OSW ) 配置原则: 每台监测设备RTU 光开关做相应的冗余通道配置。
( 7) RTU 配置原则: 根据路由的实际情况, 各RTU 监测设备原则设置于各区地网管中心或地区网管中心附近的节点站。
( 8) 通信设备配置原则: 由于监测中心需要管理多台远端终端, 为满足故障告警与监测的实时性, 建议主通信采用IP通信网络平台。系统通信架构建立在TCP / IP的基础之上
系统的组网方案
4.2经过多种方案的综合比较, 光缆监测系统在石油管道通信传输中的设计为“ OTDR仪表＋ 光开关＋控制软件”方式来组建集中式光缆监测系统。整个系统的总体架构分为三层。最底层是OTDR和光开关,完成光缆的测试功能,测试硬件采用高性能OTDR以及48或12端口的光开关。中间层是后台服务器层,包括电子地图(GIS)、ORACLE数据库、后台控制程序。后台服务器完成OTDR的管理、测试控制、告警分析、数据管理、消息分发、资源和告警的同步。光缆监控系统的工作方式最上层是客户端,每个基站通过客户端连接到光缆监测服务器, 完成界面表现和实现系统的各项操作功能。整个系统采用备纤监测方式, 石油管道的通信传输的干线路由, 采用40dB动态范围的OTDR, 可单向监测超过100公里的光纤。
4.3 系统的测试模式
(1)周期测试:对被监测的备纤每天轮流打光几次, 通过与参考曲线的分析比较进行预防性测试, 当性能劣化超过告警门限时系统发出告警通知。(2)点名测试:根据需要远程启动OTDR测试,主要应用在需要随时测试的场合。(3)告警测试:在出现光缆中断等重大告警时, 系统会自动再进行一次参考测试,确认该告警是否存在,消除系统可能出现的误告。经告警测试确认无误后, 系统会短信通知故障点位置以方便维护人员处理。
5、光缆监测系统在石油管道通信传输中的优势
集中式光缆监测系统在石油管道通信传输中使用,一方面能够预防性地发现光纤的劣化趋势,及时排除隐患；另一方面在断纤时能够结合资源信息, 准确定位、自动派单,缩短了障碍历时。光缆线路自动监测系统以其自身优势以及新的实现方案, 必将成为光缆线路维护中不可或缺的一环, 为石油管道的通信网络的安全稳定运行发挥重要作用。
( 1) 光缆监测系统将G IS、监控、资源管理三大领域有效, 有机得结合, 使得该系统成为第一个真正意义上的光纤管理系统, 实现了管理和监测, 控制的联动处理。
( 2) 光缆监测系统中, 海量数据库设计优化技术(地图数据的结构分析存储, 光纤端口等应用数据的结构分析存储等) , 快速树查询算法的采用(快速路由查找, 网络拓扑动态生成等) , 大大提高了系统的响应速度。
( 3) 领先的高灵敏度, 低噪声光功率采集技术,使得OCSS 光缆监控系统的光采集灵敏度达到0.1DB。
( 4) 独有的远程智能光开关, 光功率采集技术。
( 5) 独有的针对配线/熔接面板的可视化管理。
( 6) 現代数字滤波算法大大提高系统的量测精度, 提高系统对事件的判别过滤处理的精度。
( 7) 基于TCP / IP的计算机网络通讯技术在系统中的应用, 实现了点对点, 一点对多点的实时响应。
( 8) 真正的路由搜索技术, 实现对光缆网络中光路由的从光发射到光接收整个路由的全程搜索。
( 9) 智能化的网络拓扑分析技术, 使得系统能够根据光缆网络的变化实时生成光缆网络拓扑图形, 极大的方便了使用者的决策。
( 10) 对底层光缆/端口/设备之间的数学模型分析技术, 深入到端口/纤芯。
参考文献：
［１］ 赵子岩，刘建明，等。 电力通信网光缆监测系统的规划与设计［Ｊ］电网技术，2007（3）。
［２］ 郑轶，林中。 集中式OTDR测试系统的设计与实现[J].电信工程技术与标准化。2004(11)
［３］ 张晓州。 光缆的监测与保护［Ｊ］， 电信技术，２００７（６）。
关键词：光缆监测系统； 通信传输； 光纤； 石油管道
中图分类号：TE6 文献标识码：A 文章编号：
1、传统的光缆维护方式存在的主要问题：
(1)检修时间遵照日常维护规程，随着光缆数量的增多，按期完成对光缆的测试成为非常繁重的任务，耗费人力和物力，且效率低。
(2)由于测试周期不能保证，无法对光缆劣化情况进行分析，因而在此基础上进行的光缆运行分析缺乏科学依据。
(3)光缆发生故障时，传输网管的相关网元发生告警，经机务人员对路由进行分析判断后，通知线路人员某条光缆发生阻断。由于故障相关信息太少，因此线务人员不能判明故障点的具体地理位置，从而增加了处理难度，延长了处理时间。
(4)历史测试数据依靠手工保留和归档，查询检索比较困难。
2、光缆监测系统简述：
所谓光缆监测系统，就是通过对光缆进行监测，进而做出光缆运行是否正常的判断；当出现不正常情况时，就会进行报警，并进行相应的测试，以准确定位故障发生点。随着现代信息技术和通信事业的发展，光缆监测技术的水平和手段得到提高和完善，已经由最初的肉眼监测发展到现今的监测结果更精确的电子化自动监测。所谓电子自动化监测是指运用自动化监测系统，实施对光缆线路传输质量的监测。
光缆监测系统实施的流程分为三个部分：信息采集、汇总与分析信息数据、评价与诊断设备的运行情况。（１）如果没有信息采集，就不能进行光缆信息监测。信息采集是指获取信息，让检测员了解监测对象处于什么样的状态。（２）如果对收集起来的数据不进行汇总和分析，就失去了收集数据的作用，无法揭示数据反映的现象，无法揭示内在的规律，监测很难实施。（３）评价与诊断设备运行的情况。因为监测是最基本的维护行为，维护的最终目标是能够进行评价和诊断。
3、集中式光缆监测技术的比较：
集中式远程光缆监测系统RFTS(RemoteFiber Testing System)是通信管理网(TMN)中传输网管理域的一个子网,是有效压缩障碍历时、及时发现光缆线路隐患的重要技术手段。目前的代表技术有“OTDR(光时域反射仪) ＋光开关＋控制软件”方式、机架式RTU(远端测试单元) 方式、在线OTDR监测方式以及“光源－光功率监测”方式。表1中我们对这几种代表技术进行了详细的比较。相对来说,“OTDR仪表＋光开关＋控制软件”方式在测试精度、测试灵活性和性价比方面均有一定优势。
表1
4、光缆监测系统在石油管道通信传输中的设计
4.1 设计遵循的原则
( 1) 严格执行通信网相关标准的规定，必须在通信网管系统的基础上开发光缆监测系统，监测实施方案以光纤骨干网光缆路由图为依据, 首先满足监测各段骨干网光缆的要求, 同时兼顾监测各端支线光缆。
( 2) 可靠与安全性。系统的可靠性和安全性是系统设计的重要指标，设计的系统要具有较强的容错，容灾能力。在设计时，我们充分考虑关键部件的冗余备份。设备的电气性能指标要符合电信标准。系统具备安全认证能力，系统能够识别和控制非法用户。设备要准确，即使的反应光缆网络的运行状况，不至于发生漏，误告警的情况。
( 3) 标准化与实用性。设计的光缆在线监测系统要符合开放的国际标准和规范，符合信息产业部“YDN 010-1998光缆线路自动检测系统技术条件”和“本地网光缆线路监测系统技术要求”的有关规定，具有统一数据库平台，统一应用系统，统一资源编码，统一接口标准。机房施工要符合2004年信息产业部颁发的“光缆线路自动检测人系统工程验收规范”，设计的系统要紧密结合实际工作需求，充分考虑值勤一线的需要。尽量减少系统的复杂度，通过图形化的管理界面，减少专业人员培训的难度和网络管理的压力。
( 4)系统智能化与可扩展性。系统要具有智能化，能够自动完成光功率实时监测、故障判断定位、消息自动上报等功能，以减少值勤人员的工作量，要预留扩容和升级改造空间，要具有能够面对未来网络的膨胀和业务的不可预测性发展的能力。系统的性能指标应能够满足现代光网络管理的各项功能，整个光缆在线监测系统可以划分为很多模块，且分别具备不同功能，
( 5)监测实施方式: 为了保证监测不影响原光纤通信系统, 同时尽量减少监测路由上的衰减, 增大测试距离; 建议采用在线监测、离线测试的方式, 即利用各段光缆的备用纤芯进行离线测试。充分利用已有的综合通信网管对现有光端机的实时监控告警,一旦光端机发生光信号丢失告警, 即启动光缆监测OTDR, 进行在线监测。
( 6) 监测中心配置原则: 监测中心, 配置光缆服务器, 操作系统Window s2003 Server版, 工作站, 监测中心网络设备等，光开关( OSW ) 配置原则: 每台监测设备RTU 光开关做相应的冗余通道配置。
( 7) RTU 配置原则: 根据路由的实际情况, 各RTU 监测设备原则设置于各区地网管中心或地区网管中心附近的节点站。
( 8) 通信设备配置原则: 由于监测中心需要管理多台远端终端, 为满足故障告警与监测的实时性, 建议主通信采用IP通信网络平台。系统通信架构建立在TCP / IP的基础之上
系统的组网方案
4.2经过多种方案的综合比较, 光缆监测系统在石油管道通信传输中的设计为“ OTDR仪表＋ 光开关＋控制软件”方式来组建集中式光缆监测系统。整个系统的总体架构分为三层。最底层是OTDR和光开关,完成光缆的测试功能,测试硬件采用高性能OTDR以及48或12端口的光开关。中间层是后台服务器层,包括电子地图(GIS)、ORACLE数据库、后台控制程序。后台服务器完成OTDR的管理、测试控制、告警分析、数据管理、消息分发、资源和告警的同步。光缆监控系统的工作方式最上层是客户端,每个基站通过客户端连接到光缆监测服务器, 完成界面表现和实现系统的各项操作功能。整个系统采用备纤监测方式, 石油管道的通信传输的干线路由, 采用40dB动态范围的OTDR, 可单向监测超过100公里的光纤。
4.3 系统的测试模式
(1)周期测试:对被监测的备纤每天轮流打光几次, 通过与参考曲线的分析比较进行预防性测试, 当性能劣化超过告警门限时系统发出告警通知。(2)点名测试:根据需要远程启动OTDR测试,主要应用在需要随时测试的场合。(3)告警测试:在出现光缆中断等重大告警时, 系统会自动再进行一次参考测试,确认该告警是否存在,消除系统可能出现的误告。经告警测试确认无误后, 系统会短信通知故障点位置以方便维护人员处理。
5、光缆监测系统在石油管道通信传输中的优势
集中式光缆监测系统在石油管道通信传输中使用,一方面能够预防性地发现光纤的劣化趋势,及时排除隐患；另一方面在断纤时能够结合资源信息, 准确定位、自动派单,缩短了障碍历时。光缆线路自动监测系统以其自身优势以及新的实现方案, 必将成为光缆线路维护中不可或缺的一环, 为石油管道的通信网络的安全稳定运行发挥重要作用。
( 1) 光缆监测系统将G IS、监控、资源管理三大领域有效, 有机得结合, 使得该系统成为第一个真正意义上的光纤管理系统, 实现了管理和监测, 控制的联动处理。
( 2) 光缆监测系统中, 海量数据库设计优化技术(地图数据的结构分析存储, 光纤端口等应用数据的结构分析存储等) , 快速树查询算法的采用(快速路由查找, 网络拓扑动态生成等) , 大大提高了系统的响应速度。
( 3) 领先的高灵敏度, 低噪声光功率采集技术,使得OCSS 光缆监控系统的光采集灵敏度达到0.1DB。
( 4) 独有的远程智能光开关, 光功率采集技术。
( 5) 独有的针对配线/熔接面板的可视化管理。
( 6) 現代数字滤波算法大大提高系统的量测精度, 提高系统对事件的判别过滤处理的精度。
( 7) 基于TCP / IP的计算机网络通讯技术在系统中的应用, 实现了点对点, 一点对多点的实时响应。
( 8) 真正的路由搜索技术, 实现对光缆网络中光路由的从光发射到光接收整个路由的全程搜索。
( 9) 智能化的网络拓扑分析技术, 使得系统能够根据光缆网络的变化实时生成光缆网络拓扑图形, 极大的方便了使用者的决策。
( 10) 对底层光缆/端口/设备之间的数学模型分析技术, 深入到端口/纤芯。
参考文献：
［１］ 赵子岩，刘建明，等。 电力通信网光缆监测系统的规划与设计［Ｊ］电网技术，2007（3）。
［２］ 郑轶，林中。 集中式OTDR测试系统的设计与实现[J].电信工程技术与标准化。2004(11)
［３］ 张晓州。 光缆的监测与保护［Ｊ］， 电信技术，２００７（６）。