通信光缆干线管理与维护

【摘要】通信光缆已经成为现代通信系统中不可或缺的组成部分,在获得大规模应用的同时,其安全问题也越显突出。本文分析研究威胁通信光缆干线安全运行的主要因素及其特点,总结通信光缆干线的管理维护措施和方法,介绍光缆自动监测系统和基于分布式光纤传感技术的光缆安全预警系统两种技防手段,并对其优缺点进行分析、论述。

【关键词】通信光缆光管理与维护光缆自动监测光缆安全预警

一、引言

随着光纤光缆技术和光通信技术的不断发展,光通信在速度、容量、建设成本、维护等方面具有显著优势,国内主要长途通信干线已普遍使用光缆,成为通信网的关键组成部分。

光缆在通信领域获得了大规模应用,但受各种自然因素和人为因素影响,通信光缆干线也面临着被破坏、窃听等威胁。因此,对于通信光缆运维单位来说,如何有效管理和维护通信光缆是一个重要问题。

二、威胁通信光缆干线的主要因素

通信光缆一般采用地埋和架空方式,在长期运行期间不可避免地受到各种因素的破坏威胁,对通信光缆构成威胁的因素主要如下:(1)自然灾害及地理因素。不论是架空光缆还是地埋光缆,光缆路由总是会穿过各种复杂的自然环境,不可避免的面临地震、洪水冲击、山体滑坡、泥石流、大风、冻雨雪灾等自然灾害的威胁。(2)第三方施工及人为偷盗。施工方未按相关规定组织施工,导致光缆挖断;此外,社会对光缆认知不够,曾发生不法分子将光缆误认为电缆进行盗割案例。(3)动物及昆虫对光缆的破坏。通信光缆经过区域复杂,光缆线路可能被鼠类咬伤、白蚁破坏等,使光缆传输能力下降。

三、通信光缆的管理与维护措施

通信光缆管理和维护的目的应该是确保通信光缆安全和通信畅通,应“预防为主,防抢结合”,尽量在光缆故障发生之前采取措施,消除隐患,避免故障发生。通过对威胁光缆安全的因素的分析,总结出一些光缆管理维护的方法和措施,具体如下:(1)通信光缆的日常管理与维护。第一,加强日常线路巡查,在光缆沿线进行定期、不定期的巡视和检查,这些工作包括埋地光缆路由标石和标志牌的维护、除草、光缆路由探测、架空光缆电杆的巡检等[1];第二,加强光缆保护的宣传,建立和当地政府部门、光缆沿线单位和当地群众的联系,提高社会对通信光缆的认知度和重视程度;第三,加强对光缆沿线施工情况的关注和跟踪,通过各种手段关注施工信息;第四,加强光缆干线隐患排查,清空架空光缆线路下堆放的垃圾、杂草、庄稼秸秆等易燃物,有计划地对光缆线路进行防汛加固、大修整治等,减少意外因素引起的光缆信号中断;第五,针对人为破坏光缆问题,加大向社会的宣传力度,让群众深刻了解有关法律法规和相关知识,打击盗窃和破坏光缆干线的活动;第六,完善光缆干线抢修应急预案,加强抢修演练,建设经验丰富和作风过硬的专业维护队伍;做好平时抢修车辆、抢修仪器设备的维护,做到24小时待命,最大限度缩短抢修时间。(2)通信光缆线路的定期检测。在平时的维护中,使用OTDR或激光源和光功率计对光缆中备用光纤进行定期检测,对断芯、衰减过大问题及时处理,保证光缆通信正常;对光缆的衰减变化、故障发生率、故障原因等进行统计和分析,运用技术统计方法对线路性能指标进行评估,尽量避免重复性工作和同类型故障的多次发生。(3)加强光缆干线技术资料的管理。加强诸如光缆干线详细路由图、光纤熔接资料等主要技术资料的管理,避免在维护和抢修中的盲目性,提高光缆抢修效率。

四、光缆安全防护的技术措施

随着计算机技术和光纤传感技术的发展,出现了通信光缆计算机自动监测系统以及基于分布式光纤传感技术的光缆安全预警系统,为通信光缆干线的安全监测与防护提供了技防手段。

4.1通信光缆的计算机自动监测系统

通信光缆干线传输网计算机自动监测系统是一种利用计算机网络技术结合光纤衰耗特性的测试,对光缆传输网进行远程、在线、实时监测的系统[2,3]。该系统独立于通信传输设备,不影响通信信号传输质量,光缆出现故障时能准确、及时的定位故障位置并发出警告,提高抢修的反应速度。

通信光缆监测系统主要有光功率在线监测、光端机告警监测和光功率备纤监测三种方式,综合比较这三种监测方式,光功率备纤监测方式的告警实时性、可靠性更好,而且只需在发端增加一个光源,对原有通信设备不需做大的改动,实施复杂度最小。

4.2基于分布式光纤传感技术的光缆安全预警系统

针对第三方施工、人为破坏与窃听以及滑坡、泥石流等地质灾害对光缆的威胁,出现了一种新型的基于分布式光纤传感技术的光缆安全预警系统[4]。这种系统可在光缆遭受破坏或损坏之前发出预警,给维护人员留出处理时间,最大程度上避免光缆中断和通信故障的发生。

该系统在通信光缆两端安装首端和尾端适配器,与光缆中的3芯光纤构成双马赫-曾德尔干涉仪结构的分布式光纤传感器,加上激光光源、光电探测器与信号放大器、AD转换及信号处理与控制器及本地管理系统,构成一个完整的传感单元。

该系统振动检测灵敏度高,定位精度可达±200m,监测长度可达60km。由于该系统成本相对较高,目前主要广泛应用于一些对安全要求高、成本不敏感的行业和领域,如国内一些重要军用光缆的安全监测与防窃听,以及包括国内中哈原油管道、兰郑长成品油管道和非洲乍得管道在内的具有同沟敷设光缆的石油天然气管道的安全监测与防护,系统运行期间避免了多次破坏事件的发生,取得了不错的监测效果;在对成本较为敏感的民用通信领域应用还很少,但由于该系统独有的事前预警功能,加上技术发展带来的成本降低,该技术必将会广泛应用于民用通信光缆干线的安全防护。

五、总结

随着通信及信息技术的发展,人们对高速数据业务、语音业务和视频图像业务的需求也越来越高,通信光缆干线网络的规模也越来越大,但随之而来的通信光缆安全问题也越来越突出,光缆干线管理维护的重要性不言而喻。进一步提高光纤通信的可靠性和安全性,除了继续加强现有的管理维护方法和措施外,还应大力开展光缆干线安全监测技术的研究和应用,建立完善的安全防御机制,确保通信网络的可靠运行。

参考文献

[1]徐斌,赵义敏等.油气管道伴行光缆安全管理浅析.化学工程与装备(J),2012(1),142~144.

[2]范煜飞.光缆自动监测系统的设计与测试(D).北京:北京邮电大学,2009,7~12.

[3]王宏宜.长途光缆干线计算机自动监测系统设计(D).哈尔并:哈尔滨理工大学,2005,22~25.

[4]曾科宏,张金权,王飞.光纤管道安全预警系统的研究与应用(J).计算机工程与设计,2011,32(5),1862~1865.

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