光纜自動監測管理系統

u  光纜自動監測管理系統

FAMMS ( Fiber Auto Monitoring Manage System)光纜自動監測管理系統是一套針對光纜網絡管理和維護的智慧系統，由多個不同的遙控測試單元、監測服務器、與相關的軟 件界面等組成，可用以進行完整性的光纜損耗無人監測、遠程監測與管理、光纖特性分析與 預測等工作。可由 TCP/IP 網絡進行光纖實時關聯告警測試與周期性測試，光纜監測周期性 測試提供自定義時間自由設定(如 30分鐘/每小時/每日定期測試 1次) ，并及時將分析 之光纖狀態回報給系統，并由系統立即發送告警訊息等自動化的光纖維護管理功 能。同時提供對 RTU  之參數設置與修改功能。

FAMMS 光纜監控管理系統采用“模塊化設計、插槽式、雙電源熱備份”的結構 ，所 有模塊均支持熱插拔 ，在系統維護與擴充性，提供極大的便利性。RTU 監測站系統采用嵌 入式實時系統，系統具有效率高、穩定性佳、安全性高等優點。

  FAMMS 光纜監控管理系統，有在線監控、離線監控及混合型監控三種方式，組成要件 包括光纜監測中心(TSC)、遠端光纖測試站(RTU)、終端機(客戶端業務主機)。

FAMMS 光纖監測軟件包含數據庫軟件、 服務器軟件，客戶端軟件，節點配置軟件， 電子地圖，提供 Google Map。

u  遠程監測設備（RTU Remote Test Unit）

RTU 遠程監測站的基本組 成包括：主控制模塊(MCU) 、 電源模塊(POWER)、光時域反 射儀實時監測模塊(OTDR)、短 信發送模塊(GSM)、合波濾波模 塊(WDM)等。

u  RTU  遠程監測站特點

采用 32位嵌入式處理器系統,不易受病毒入侵安全性高；

集中式網絡架構：采用單一服務中心以節省建置與維護成本；

高度整合式結構：采用目前最盛行、實用的 ARM9 及 ARM7 嵌入式架構；

按需設計的理念：可依據客戶需求增減硬件；

插槽式結構設計：具有高擴充性與維修方式的便利性；

TCP/IP- based 管理系統提供遠端更新功能、查看各 RTU  模塊狀態及 RTU  參數修改功能。

監測中心可通過 TCP/IP 網絡，同時管理多臺 FAMMS  遠程監測主機 RTU，如圖光纜 自動監測管理系統結構圖

u  光纜自動監測管理系統解決方案

多通路 OTDR 監測是業界新型的光纜監測方案，相對傳統光纜監測方案有如下優勢：

1.只需單纖監測，而傳統光纜監測需要 OTDR 與光功檢測兩根光纖

2.只需單端監測，而傳統光纜監測需要遠端有光源發射

3.一個OTDR設備的損壞只影響單根光纜的監測；而在傳統光纜監測中一個 OTDR 設備的損 壞可能導致大面積光纜監測失效。

 

u  在線監測方式

 

將與工作波長不同的測試波長，通過 WDM 設備合波在同一根光纜中傳送，遠端則利 用濾波器將測試波長濾除而讓工作波長通過。下圖為在線監測方式示意圖：

u  離線監測方式

使用備纖，易于建立光纜監測系統且安全性高，成本較低；測試波長可以與工作波長一樣，系統架構簡單明了，易于維護。下圖為離線監測方式示意圖：

u  光纜自動監測管理系統軟件特點

 

視覺化的操作與管理

光纜自動監測管理系統為視覺化操作與管理，所有的系統管理、OTDR 曲線顯示與地圖顯示等功能均在一個客戶端軟件上進行，并提供 GIS 電子地圖信息，當光纜發生故障時可自動顯示事件地點及所在位置附近之地圖等訊息。

完整的光纜測試方案

OTDR啟動測試提供點名測試、周期測試與告警測試三種測試方式。點名測試也可稱作“手動測試” ，通過遠端待測試的光纜，完成測試動作并得到測試結果，可以隨時掌握光纜的傳輸特性。周期測試：利用光時域反射器實時監測模塊(OTDR)以周期性監測光纜質量，并通過用戶端設備連網對機房內的遠端監測單元進行資料之收集、分析處理與報表打印及資料儲存。告警測試：OTDR 自動實時監測模塊實時監測光纜損耗變化，當光纜的損耗發生異常時，取得測試結果，與參考曲線歷史資料做比較，分析并定位故障點。

完備的歷史資料查詢

可對歷史資料進行查詢，可查詢光纜的歷史資料，取得光纜測試記錄、參考曲線等各項資料，也可打印功能、將資料保存或運用。

 

實時的失效告警功能

光纜自動監測管理系統提供了多種的故障告警功能，可在極短的時間內及時反應故障訊息。并于事件告警訊息視窗中提 供欄位供使用者輸入該事件相關信息，如故障原因及處理狀態 等等。

主動維護預先告警

系統于偵測光纜質量后，可顯示分析結果報告。通過光纜歷史資料的匯總分析，可發現光纜緩慢劣化，實現光纜故障預警功能，及時發現故障，及時維修，由被動維護轉變為主動維護，提前對質量衰減之光路進行維護處理，預防光纜斷線。

當發現光纜故障時，該系統自動顯示斷線路段告警，并以紅色告警，當光纜修復后，該紅色告警消失。

此外系統采模塊式熱插拔設計，當光纜修復后或系統重新啟動后，系統可自我測試是否正常運作。

實時服務與回報

當機房 RTU產生告警訊號時，自動將告警訊息以XML 或其他格式回報給中心光纜監測軟件，再統一通過中心系統發送手機簡訊。此外提供告警訊息之聯絡人群組設定，包含設定簡訊聯絡人群組名單。

系統界面開放與網管整合，支持二次開發與設備定制

系統具備開放式界面，以供網管系統之整合。

完整式的圖資管理功能

系統具有支持光纜路徑之規劃能力，使用者可在 GIS 電子地圖上直接以繪圖方式，規劃光纜的鋪放路徑，記錄機房、人手孔等地理位置，同時可將光纜的相關資料記錄于數據庫中。可納入現況光纜及人手孔資料,并檢查驗證該原工程管道及纜線施作范圍資料是否正確， 且不足部分經調查后建入。光纜監測電子地圖光纜路徑繪制，可依人手孔及機房之 GIS  坐 標繪制，并與 OTDR  實際測試結果相互調整，以使光纜路徑圖較符合實際現況光纜路徑。

全面的光纜狀態分析

通過監測軟件讓機房遠端監測單元自動收集光纜訊息并儲存，長期監測光纜品質，提供告警訊息及打印功能提醒維修人員維修處理。提供失效種類統計、失效原因統計、光纜事件分析及光纜劣化分析等多種功能，使管理人員能掌握光纜變化，提早預防改善，提升光纜傳 輸質量。
 

u  遠程監測站（RTU）技術參數

遠程監測站（RTU）是利用計算機技術、通信技術，以及光纖特性測量技術把 OTDR 通過工業控制技術集成的設備系統，是光纜監測系統的“神經末梢”。RTU 設備在滿配置 情況下，第 12、11 槽位用于安裝電源模塊，第 10 槽位安裝主控模塊，第 1 槽位至第 9 槽位 安裝功能模塊（包括 OTDR 模塊，WDM 模塊等其它功能）。RTU 采用 19 英寸標準機箱，高度為4U （ 177mm ） , 可安裝于19英寸機架 。 RTU外形尺寸為 ：318mm(深)X483mm(寬)X177mm（高 4U），RTU 滿配質量小于 20kg。 

u  電源模塊（PWU） 

功能概述

電源模塊在設計上為提高可靠性和穩定性，融入了供電穩定、過載保護、短路保護等技術，便于系統運行狀態下替換板卡。

此外，為了保護系統安全，我們并特別設計了保護電路，以免由于機房供電不良導致系統意外損壞。

模塊參數

輸入電壓范圍：-36～-72(DC)或 220V(AC)；

工作溫度參數：0°C~50°C；

工作濕度：80% ；

功率范圍：≤75W；


交流 AC220V 電源板卡        直流 DC-48V 電源板卡

電源模塊有兩種分別是：DC-48V 與 AC220V。特點是一個機框可以只配一塊電源模塊 可以是 DC-48V 或 AC220V；一個機框可以配兩塊電源模塊可以全是 DC-48V或 AC220V； 一個機框可以配兩塊電源是 DC-48V 與 AC220V 各一塊；開關是防誤碰設計；其中 DC-48V 的輸入接口是防正負接反設計。

PWU 指示燈說明

u  主控模塊（MCU）

功能概述

控制模塊用于管理監測站各個板卡，并且與監測中心服務器通信。將監測站狀態上報給監測中心，或執行監測中心下發配置和操作指令。使用嵌入式控制系統，結構精煉，功耗低，體積小巧。具有通信靈活，數據存儲穩定，維護方便等特點。

指示燈說明：

接口與按鍵說明：

u  OTDR 監測板卡（OTDR）

功能概述

OTDR 基本測試時，由脈沖發生器產生的脈沖，驅動 LD 產生光脈沖，經方向耦合器射入待測光纖。射入光纖之光脈沖，因光纖內部含有雜質，氣泡等發生散射，其中部分向后散射稱為后方散射光（BACK SCATTERING LIGHT），連同遇不平整光纖端面所產生的 FRESENL 反射光，一同反射回耦合器、射入光電二極管，轉換成電脈波。此項反射光，因極微弱，故反復傳送，收集，迭加、放大，平均處理后，再將波形顯示于 CRT 上。具有高動態范圍、體積小、高水平分辨率的特點。

通過 OTDR 來確定光纖事件點的物理位置.

模塊參數

工作波長（wave lenth）：1310nmnm±25nm）；

動態范圍（Dynamic range）：26 dB~40dB (at 25°C)；

脈沖寬度（Pulse width）：10ns, 40ns, 80ns, 160ns, 1us,     2us, 5us,10us,20us 等；

事件盲區（Event deadzone）：10 m ；

衰減盲區 Attenuation deadzone：20m；

線性度（Linearity）：±0.05 dB；

測量精度（Reflectance measurements accuracy）：

±(1 m + 5×10-5×距離+取樣間距)  ；

接口類型（Optical connectors）：FC/UPC，SC/UPC；

工作溫度（Operating Temperature）：0°C to +50°C；

保存溫度（Storing Temperature）：-40°C to +70°C；

濕度要求（Humidity）：≦  85%;

指示燈說明

注：目前提供 1、2、4 三種監測通道數的型號。

u  短信發送模塊（GSM） 

功能概述

短信發送模塊用于系統將系統產生的告警信息及時地通過短信息方式發送給相應的維護人員。

指示燈說明：

接口與按鍵說明：

功能概述

在線監測方式下，用于合波與濾波的功能模塊，是無源的。

接口與按鍵說明：

u  附錄

監測站RTU的OTDR選用原則

相應的監測距離由以下算法確定：

1、OTDR 光源打到光纜的最末端時 S/N=1，此時末端曲線已經受噪聲影響而變得不平滑， 測試和分析精度較低。為了提高監測精度，系統規劃考慮以 S/N=3dB 來確定監測距離。即 在 OTDR  提供商的動態范圍中減去 3dB。

2、頭端光衰耗的計算方法：

光連接器（Adapter）的插入損耗＝0.3dB（典型值）

WDM 的插入損耗=0.3dB（典型值）

濾波器 Filter 的插入損耗=1.0dB（典型值）

熔接點 Fusion  的插入損耗=0.1dB（典型值）

光開關（OCS）的插入損耗＝1.2（典型值）+2Adapter＝1.8dB

離線周期頭端光損耗（Head-End Loss）=1 OCS+2Adapter＝2.4dB 1550nm 的光傳輸損耗＝0.25dB/km（典型值）

3、末端插入損耗的計算方法:

離線末端總損耗 =0 dB

4、系統的監視距離與下列各因素相關：

1) OTDR  之測試光波與動態范圍(Dynamic Range)。

2)  現存光纜網絡之耗損值(Loss)本次方案設計假設光纜傳輸 1550nm波長光的每公里衰耗為 0.25dB。

3)  各光纜接點之耗損值；包含接頭(Adapter)及熔接(Fusion)二種耗損.

傳輸損耗參考下表

依照 OTDR  的測試特性與光纜傳輸的基本原理，則上述各項目可以整理成一個計算公 式，公式如下：

1) DR：動態范圍(Dynamic Range)，單位為 dB。

2) HELoss：頭端點的耗損，單位為 dB。

3) RT：中繼點(Re-Transmitter)的數量。

4) RTLoss：每一個中繼點的耗損，單位為 dB。

TXLoss：光纜對測試波長的傳輸耗損(Transmission Loss)，單位為 dB。