摘要:隨著光纖通信技術在電力通信行業(yè)的廣泛應用，光纜的一些問題也逐步凸顯出來。通信光纜大都是長距離傳輸，無論是架空還是埋地，線路周圍的環(huán)境都比較復雜，光纖接頭污染再加上人為破壞和自然破壞，都會導致光纜通信中斷。光纜是電力通信的鏈路承載形式，是現(xiàn)代電力通信網(wǎng)最寶貴的資源，一旦通信鏈路中斷一切電力生產(chǎn)調(diào)度業(yè)務也將隨之停滯。因此，光纜的運行維護管理是電力通信系統(tǒng)穩(wěn)定運行的重要保障。

1.光纜管理現(xiàn)狀

目前對于光纜資源的管理已經(jīng)實現(xiàn)了信息化管理，光纜在線監(jiān)測系統(tǒng)已經(jīng)大規(guī)模的應用于光纜管理中，大量光纜的維護資料、數(shù)據(jù)等分散在不同部門和個人手中的資料已經(jīng)實現(xiàn)了集中管理，資源共享。但對于光纜路由以及故障定位仍然依托于二維圖紙與資料，目前的光纜管理系統(tǒng)，雖然可以根據(jù)OTDR測試結(jié)果對故障點進行定位，但其應用依托的基礎資料仍然是二維的GIS系統(tǒng)，定位準確度低，定位結(jié)果只能作為參考，最終還是需要依托現(xiàn)場勘察人員進行故障點查找。光電纜路由信息通常都是以二維圖紙或文字描述的方式進行管理，但機房設備信息以及光電纜的走向都是三維過程，機房、強弱電槽盒、廠房內(nèi)、豎井、地下電站廊道中的光電纜走向十分復雜，靠現(xiàn)有的管理方式難以進行準確描述，往往只能依賴具有一定實踐經(jīng)驗或經(jīng)歷的工程維護人員充任“活地圖”。對于線路巡檢、故障定位與處理、后期的光纜系統(tǒng)優(yōu)化與管理等工作存在一定限制。目前的光纜管理主要存在以下弊端及問題:1)光纜路由管理仍然以二維方式進行管理，這種方式對于城市道路兩側(cè)管溝內(nèi)的光纜尚可應對，但面向諸如水利樞紐等復雜建筑物內(nèi)部的光纜路由時則顯得力不從心。2)光纜故障定位時間長，光纜故障測試信息為一維信息，目前只能反應在二維地理信息中，與三維現(xiàn)實世界無法實現(xiàn)對應，僅能作為參考，無法快速準確定位故障點，造成故障排查時間長。)光纜的走向、業(yè)務承載、履歷、巡查、故障處理記錄等信息都是以表格圖紙分形式展現(xiàn)的，彼此之間的關聯(lián)性不強，不直觀。

2.光纜三維管理系統(tǒng)

2.1系統(tǒng)功能淺析

可視化部分是三維管理系統(tǒng)主要可以實現(xiàn)的功能，通過人機交互模塊與用戶之間進行信息輸入輸出，所有的可視化功能均為綜合管理模塊通過信息接口從外部設備獲取相應信息，經(jīng)過三維引擎渲染后形成的可視化成果，具體包含如下可視化功能。

1)通信機房及光傳輸設備三維可視化。光纖從機房中的光傳輸設備出來后連接到光配柜，束成1根光纜連接到目的機房光配柜后分散出光纖連接到光傳輸設備。因此通信機房及光傳輸設備構成了光纜的起點和終點。目前的機房三維管理系統(tǒng)僅能準確描述通信機房的三維結(jié)構、光傳輸設備的三維外觀以及其在通信機房中準確的放置位置。但通信機房及光傳輸設備三維可視化不僅能夠滿足以上功能，還可以實現(xiàn)通信機房在所屬建筑物內(nèi)部的準確位置，所屬建筑物可能是樓房、也可能是地下廠房，這一點可以保證在光纜路由三維可視化的功能中起點和終點位置也可準確描述。

2)光纜路由三維可視化。光纜從機房出來后會經(jīng)過槽盒、豎井、橋架、廊道等建筑內(nèi)部環(huán)境，還有OPGW、跳空明線、管溝等野外壞境，對于光纜路由的準確管理是光纜故障快速定位的基礎，是保證光纜可靠運行的必要條件。由于三維GIS系統(tǒng)仍處于研究階段，無法投入光纜路由管理的使用，目前光纜路由可視化主要是基于二維GIS系統(tǒng)，對于平坦的野外環(huán)境尚可應付，但對于山區(qū)等起伏較大的地勢就顯得力不從心，而面對類似地下電站等復雜的建筑結(jié)構內(nèi)部，GIS系統(tǒng)基本無法體現(xiàn)光纜路由的實際情況。光纜路由的三維模型，首先需要包含途經(jīng)建筑，比如樓房、管溝、豎井廊道、鐵塔以及其他光纜路由途經(jīng)的建筑，這樣在光纜故障可視化功能中可以提供故障點周圍的建筑參考。建筑物內(nèi)部需要有電纜井、槽盒、橋架、跳空明線等光纜容器的三維模型，光纜橫截面及路徑三維模型，從而可以直觀清晰的看到光纜所經(jīng)過的路由，且可以從各個角度觀看，對光纜路由及其所經(jīng)過的建筑、所使用的容器都可以清晰直觀地展示。

3)光纜業(yè)務可視化。1根光纜里面包含12倍數(shù)根光纖，不同的光纖承載著不同的業(yè)務。實際使用中并非所有光纖都承載業(yè)務，不同光纖承載的業(yè)務也不同，有的承載視頻會議，有的承載調(diào)度業(yè)務，且各個業(yè)務擁有不同的QaS。在光纜發(fā)生中斷進行搶修時，先對有承載業(yè)務的光纖進行熔接，如果承載的業(yè)務多則要根據(jù)業(yè)務的重要程度先熔接承載重要業(yè)務的光纖，如安穩(wěn)、保護、調(diào)度數(shù)據(jù)等業(yè)務，使得重要業(yè)務最短時間恢復，次要業(yè)務后恢復，最后熔接不承載業(yè)務的光纖。同時可以在可視化光纜上展示出此條光纜曾發(fā)生過故障的節(jié)點以及原因等信息，為光纜建立起可視化的故障履歷。光纜故障、以及故障、巡查履歷、光纖性能的可視化。在通信機房可視化、光纜路由可視化的前提下，系統(tǒng)中所展示的光纜路由三維模型在不考慮建模誤差的情況下理論上與實際光纜敷設情況是完全一致的，在光纜正常時，提供可視化的直觀的纖芯性能值(衰耗值)，也可以直觀形象的看到光纜的履歷信息，故障記錄等，而在光纜出現(xiàn)故障時，OTDR設備可以給出故障點距離測量點的光纜長度，根據(jù)這個長度采用相應的三維算法沿著光纜路由三維模型進行計算，即可在模型中得出具體故障點的三維位置，結(jié)合周圍建筑物的三維模型進行參考，可以立即判斷故障點的實際位置，引導搶修人員迅速前往現(xiàn)場，這個反應時間相比現(xiàn)有的故障點巡查技術大大減少。另一方面，平時運行維護工作中巡查的記錄也可以通過人機交互接口導入系統(tǒng)，可以實現(xiàn)巡查履歷可視化。

2.2系統(tǒng)運行方式

上一節(jié)闡述了三維技術應用于光纜管理的光纜三維管理系統(tǒng)可以實現(xiàn)的功能，但光纜三維管理系統(tǒng)具體是如何運行來實現(xiàn)這一功能是本節(jié)主要描述的內(nèi)容。光纜三維管理系統(tǒng)中不僅有上述功能可視化模塊，還有綜合管理模塊、三維引擎以及一系列接口。綜合管理模塊是整個系統(tǒng)的處理中樞，從三維模型接口接收光纜路由、光傳輸設備、通信機房的三維模型，從光纜監(jiān)測信息接口與光纜監(jiān)測設備連接，從光纜監(jiān)測設備獲取光纜監(jiān)測信息，與光傳輸網(wǎng)絡管理系統(tǒng)連接，從光傳輸網(wǎng)絡管理系統(tǒng)獲取光纜承載業(yè)務信息。三維引擎是三維可視化的視覺中樞，將綜合管理模塊獲得的各個三維模型進行渲染用以進行可視化與用戶交互，渲染后實現(xiàn)通信機房及光傳輸設備可視化以及光纜路由可視化，實現(xiàn)光纜故障可視化，實現(xiàn)光纜業(yè)務可視化，并通過人機交互模塊顯示。

3.結(jié)論

隨著下一代網(wǎng)絡技術的不斷推進，多業(yè)務融合的趨勢愈發(fā)明顯，光纖作為長距離大容量低損耗的穩(wěn)定信道形式，技術優(yōu)勢明顯。SDH的多業(yè)務兼容性能，也使得光傳輸技術逐漸占領更大的份額。新建電站的持續(xù)上馬、智能電網(wǎng)技術的推廣，使得光纜無論是數(shù)量還是所處的建筑環(huán)境都在變得越來越多、越來越復雜，現(xiàn)有的電力通信光纜管理方式可視化程度低、定位精度低、對搶修的指導價值較少，大大限制了光纜運行維護能力，不能滿足未來的光纜精細化運行管理需要。三維技術憑借其優(yōu)異的可視化性能和與顯示信息維度相同的三維信息存儲形勢，在未來，憑借其三維可視化、三維故障定位、故障搶修指導等方面的卓越性能，將被廣泛應用建設期間的光纜敷設以及運行期的光纜維護。

參考文獻:

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