EXFO 光纜在線性能監(jiān)測系統(tǒng)方案

文章出處：應(yīng)用方案??作者：admin??人氣：

1 光纜維護(hù)現(xiàn)狀

隨著電力、金融、廣電及電信運(yùn)營商通信傳輸網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，承載關(guān)鍵業(yè)務(wù)的通信光纜數(shù)量會越來越多，覆蓋范圍也會不斷擴(kuò)大。戶外鋪設(shè)或架空的光纜經(jīng)常在道路改造、樓宇建設(shè)等施工中受損甚至中斷；光纜長期在地下掩埋或架空日曬雨淋、內(nèi)部光纖自身及其熔接點(diǎn)、接頭的老化、浸水等因素都會引起衰減增大，影響到關(guān)鍵通信業(yè)務(wù)的正常傳輸。怎樣管理和維護(hù)好關(guān)鍵光纜網(wǎng)絡(luò)，及時發(fā)現(xiàn)故障趨勢和隱患，定位排除故障，是通信光纜線路維護(hù)部門所關(guān)心的課題。
目前關(guān)鍵光纜維護(hù)中的不足：
Ø 缺少關(guān)鍵光纜鏈路實(shí)時性能的信息；
Ø 光纜性能劣化情況不能及時發(fā)現(xiàn)和預(yù)防排除；如：某段光纖受外力擠壓...
Ø 光纜發(fā)生故障時不能快速告警及定位；
Ø 保密通信無法保障；
Ø ...

2 EXFO光纜在線監(jiān)測方案

EXFO公司的光纜監(jiān)測系統(tǒng)，通過在核心通信機(jī)房單端部署監(jiān)測系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)：
Ø 7*24小時對關(guān)鍵光纜性能進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測；
Ø 在光纖性能出現(xiàn)劣化并達(dá)到預(yù)設(shè)門限時及時發(fā)出報(bào)警；
Ø 快速定位故障點(diǎn)，如：斷點(diǎn)、損耗異常點(diǎn)等；
Ø 快速發(fā)現(xiàn)光纜區(qū)段異常趨勢；
Ø 可對光纜進(jìn)行在線或備纖監(jiān)測，監(jiān)測光纖性能趨勢；
Ø 保密通信保障，發(fā)現(xiàn)0.1dB的光纜彎曲事件和距離；
Ø 生成日常的報(bào)告文件，及時把握光纖資源情況；
Ø ...

3 EXFO光纖在線監(jiān)測系統(tǒng)的部署

光纖監(jiān)測系統(tǒng)可以有兩種部署方式：單主機(jī)部署和多主機(jī)系統(tǒng)部署。

3.1 單主機(jī)部署

單主機(jī)部署主要針對需要監(jiān)測的關(guān)鍵光纜鏈路數(shù)量較少，物理位置又相對集中的情況。是比較經(jīng)濟(jì)的部署方式，只需要配置主機(jī)并根據(jù)需要監(jiān)測的光纖數(shù)量配置相關(guān)光開關(guān)即可；在以后所需監(jiān)測的光纜增多后，可以升級擴(kuò)展為多主機(jī)系統(tǒng)部署模式。

由于XX公司需要監(jiān)測的關(guān)鍵業(yè)務(wù)光纜還有備用光纖，我們建議采用備纖進(jìn)行監(jiān)測的方式。備纖監(jiān)測有以下幾點(diǎn)好處：
Ø 不必?cái)嚅_現(xiàn)有業(yè)務(wù)的光纖來接入WDM（光復(fù)用）器件；
Ø 一條光纜有多條光纖，備纖和在用光纖有相同的物理特性和環(huán)境，備纖監(jiān)測可以反映整條光纜的情況；

NQMSfiber系統(tǒng)單機(jī)可實(shí)現(xiàn)：
Ø 通過Web瀏覽器控制主機(jī)，實(shí)現(xiàn)多合一的OTDR測試和監(jiān)測功能；
Ø 多用戶管理和多任務(wù)系統(tǒng)；
Ø 自動發(fā)現(xiàn)和預(yù)防功能，安裝調(diào)試非常快捷簡單；
Ø 可通過短信觸發(fā)測試功能；
Ø 靈活的告警子系統(tǒng)；
Ø OTDR提供大的測量范圍和峰值監(jiān)測；
Ø 與網(wǎng)絡(luò)的安全無縫集成，可以通過連接主機(jī)IP實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程對系統(tǒng)進(jìn)行管理；

3.2 多主機(jī)系統(tǒng)部署

多主機(jī)系統(tǒng)部署主要針對需要監(jiān)測的關(guān)鍵光纜數(shù)量比較多，物理位置又相對分散的情況。光纖監(jiān)測系統(tǒng)可對多臺主機(jī)進(jìn)行統(tǒng)一管理，并可以實(shí)現(xiàn)與其它網(wǎng)管系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對接。

多主機(jī)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)：
Ø 所有單機(jī)功能；
Ø 自定義的網(wǎng)元管理服務(wù)器（EMS）；
Ø 多主機(jī)的測試數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理；
Ø 實(shí)現(xiàn)與其它網(wǎng)管系統(tǒng)的對接；

4 EXFO方案優(yōu)勢

Ø 易于擴(kuò)展：單主機(jī)可以獨(dú)立運(yùn)行，并可以實(shí)現(xiàn)測試、告警和報(bào)告等用戶所需的功能；同時可以擴(kuò)展為多主機(jī)部署模式，保護(hù)用戶的前期投資。
Ø Web B/S管理界面，用戶可以通過IE瀏覽器管理系統(tǒng)，方便易用；
Ø 即插即用的優(yōu)勢：自動發(fā)現(xiàn)功能與參考數(shù)據(jù)管理功能；
Ø 除了點(diǎn)故障外，還可以發(fā)現(xiàn)區(qū)段故障；如：100公里光纜中有5公里發(fā)生性能劣化時可以及時報(bào)警；
Ø 多種測試：手動測試、條件觸發(fā)測試、預(yù)設(shè)測試、實(shí)時監(jiān)測測試等；
Ø OTDR高達(dá)10萬工作小時；光開關(guān)達(dá)1千萬次壽命，可升級到10億次；
Ø 可以按照時間設(shè)定，自動學(xué)習(xí)被測光纖參考曲線，并自動設(shè)定告警閾值，省卻繁瑣的人工設(shè)置過程，又減少誤告警的情況；
Ø 告警閾值可以達(dá)到0.1dB，是保密通信的有力保障；
Ø 告警可以通過短信、E-Mail等方式發(fā)送給相關(guān)維護(hù)人員；
Ø 5到15秒快速測試；
Ø 超長距離光纖監(jiān)測，可達(dá)200公里；
Ø 與GIS系統(tǒng)快速集成；

5 EXFO系統(tǒng)簡介

5.1 光纖監(jiān)測系統(tǒng)

光纖監(jiān)測系統(tǒng)包括兩層子系統(tǒng)：上層的EMS子系統(tǒng)、下層的FG-750遠(yuǎn)程測試子系統(tǒng)如下圖所示：

5.2 EMS子系統(tǒng)

上層子系統(tǒng)是EMS子系統(tǒng)，負(fù)責(zé)收集各地光纖網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測信息，包括WEB服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器等等。同時，在EMS系統(tǒng)可以對各個地點(diǎn)的FG進(jìn)行配置、控制。此外，EMS系統(tǒng)還可以包括GIS地理信息系統(tǒng)，和所監(jiān)測的光纜線路相對應(yīng)，地理信息系統(tǒng)可以精確反應(yīng)各個熔接點(diǎn)、連接器、端局、光纖配線架FDB、光纖配線盒ODB等等的位置。另外，還可對各個監(jiān)測單元出具監(jiān)測報(bào)告。
EMS包含操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫軟件與監(jiān)測軟件。具備安全管理、數(shù)據(jù)管理、設(shè)備網(wǎng)管、障礙異常告警、劣化比對分析、遠(yuǎn)程遙控測量、電子地理圖資、表格打印等主要功能。提供光纖劣化分析、告警事件、故障種類和故障因素，預(yù)估可能故障之光纜給管理人員，做事前的預(yù)防及改進(jìn)。
EMS另外的功能是用戶管理和用戶權(quán)限管理。每個用戶都可以設(shè)定相應(yīng)的瀏覽、修改權(quán)限，并能在指定的地域進(jìn)行監(jiān)測。
系統(tǒng)管理的WEB終端，對PC機(jī)性能要求不高，只要能支持IE、FireFox等瀏覽器和Java功能即可。

5.3 FG-750遠(yuǎn)程測試子系統(tǒng)

下層子系統(tǒng)是FG-750遠(yuǎn)程測試子系統(tǒng)，包括FG-750遠(yuǎn)程測試單元、本地WEB訪問終端。下層子系統(tǒng)可以是多個，負(fù)責(zé)監(jiān)測各個不同地點(diǎn)的光纖網(wǎng)絡(luò)，將收集的光纖、光纜鏈路的性能信息，通過Internet反饋到上層EMS子系統(tǒng)。
FG 750是一個模塊化的光纖監(jiān)測設(shè)備，高僅僅2U，支持機(jī)架安裝。如下圖所示：

OTM測試頭包括了光開關(guān)和嵌入式OTDR，光開關(guān)可以在線疊加擴(kuò)展，達(dá)到到96口；同時若采用光開關(guān)外置連接的方式，光開關(guān)總數(shù)可達(dá)到1024個，即能掃描1024路光纖、光纜。
測試頭控制器，控制光開關(guān)和OTDR的運(yùn)作，內(nèi)置Win的操作系統(tǒng)，支持WEB訪問。支持兩個100M網(wǎng)口，前置網(wǎng)口支持本地訪問；后置網(wǎng)口支持遠(yuǎn)程訪問，USB口支持GSM Modem，用于手機(jī)的無線遠(yuǎn)程控制。
同樣，F(xiàn)G遠(yuǎn)程測試子系統(tǒng)中包含操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫軟件與監(jiān)測軟件。具備用戶安全管理、數(shù)據(jù)管理、設(shè)備網(wǎng)管、障礙異常告警、劣化比對分析、遠(yuǎn)程遙控測量、報(bào)告打印等主要功能。提供光纖劣化分析、告警事件、故障種類和故障因素，預(yù)估可能故障之光纜給本地管理人員，做事前的預(yù)防及改進(jìn)。
用戶可以通過WEB方式，直接訪問各個FG-750單元。用戶可以使用不同的URL訪問多個不同的FG，對FG所連接的光纖、光纜進(jìn)行配置和監(jiān)測；若有光纜斷開、光纖劣化、連接點(diǎn)衰耗異常等信息，可以在本地產(chǎn)生報(bào)警，工作人員可相應(yīng)的采取措施。所以，下層單機(jī)子系統(tǒng)可以長期獨(dú)立工作，這是EXFO系統(tǒng)的一大特點(diǎn)。

5.4 光纖監(jiān)測-在線和離線

光纖監(jiān)測系統(tǒng)光纖的監(jiān)測分為在線監(jiān)測和離線監(jiān)測兩種方式。兩者都是采用OTDR通過光開關(guān)陣列，對光纖通過光開關(guān)陣列，進(jìn)行巡回監(jiān)測。在FG控制器或網(wǎng)管服務(wù)器中，預(yù)設(shè)置各路光纖的OTDR的標(biāo)準(zhǔn)參考曲線。每路OTDR巡回測試的結(jié)果，和該路參考曲線進(jìn)行對比，若發(fā)現(xiàn)衰耗異常，則發(fā)出報(bào)警。如下圖所示：

兩者不同的是監(jiān)測的光纖種類不同，在線監(jiān)測使用的是目前工作狀態(tài)的光纖；離線監(jiān)測的是備用光纖，又稱暗光纖。
Ø 在線監(jiān)測
光纖監(jiān)測系統(tǒng)能同時監(jiān)測在線光纖，這需要設(shè)備中提供合波器/分波器（FWDM），從而監(jiān)測波長可以裝載、卸下。如下圖所示：λ1為交換機(jī)的工作波長，λ2為監(jiān)測設(shè)備的監(jiān)測波長，F(xiàn)WDM為分波器/合波器。發(fā)送端λ1經(jīng)過合波器和λ2合在一起傳輸，經(jīng)中間網(wǎng)元時，通過分波器分開，監(jiān)測波長不會干擾網(wǎng)元的業(yè)務(wù)。通過中間網(wǎng)元、放大器等器件后，再經(jīng)過合波器將兩個波長合在一起傳輸，到接受端時，再經(jīng)過分波器FWDM分開。

在線監(jiān)測的優(yōu)點(diǎn)是測試準(zhǔn)確，所測試的光纖為在線光纖。但由于需要分波器、合波器（FWDM）參與工作，成本會略高，部署的工作量稍大，同時FWDM本身存在衰耗（損耗≦1dB/FWDM），測試距離會相對的短。
另外，由于在線監(jiān)測采用的波長一般要避開1550nm波長，因?yàn)?550nm波長傳輸距離遠(yuǎn)，一般用作工作波長。這樣監(jiān)測只能采用1650nm或1625nm的工作波長，測試距離在使用FWDM的基礎(chǔ)上會更小。
Ø OTDR離線監(jiān)測（推薦）
離線監(jiān)測一般采用同一根光纜中的備纖來進(jìn)行監(jiān)測。如下圖所示：

離線監(jiān)測不需要分波器、合波器的參與，成本和工作量會降低，衰耗比在線監(jiān)測更小，測試的距離更長；
同時由于離線監(jiān)測采用備纖的方式，可利用1550nm波長，這樣監(jiān)測的距離會更長。
從理論上來說，一根光纜里的所有纖芯，不論是否使用，其受環(huán)境影響的程度和物理特性的變化大致相同，例如：外力作用、濕氣滲透、線路受潮或線路斷損等，所表現(xiàn)出的性能數(shù)據(jù)的改變情況基本相同。因此通過測試備纖的性能基本上可以反映整根光纜包括工作光纖的性能。根據(jù)Bell core的測試結(jié)果，大約有90％的光纜故障會影響光纜中的所有纖芯。因此測試了光纜中的一根纖芯，就基本上可以間接反映出整根光纜的情況。這個結(jié)論是光纜監(jiān)測系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)。
綜上所述，離線監(jiān)測為光纖監(jiān)測的最常用的手段。除非對監(jiān)測的要求特別的高，不采用在線監(jiān)測的方式。