高速交通光纖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范書V10

1、高速交通光纖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范書XXX有限公司二O一六年六月目錄1概述11.1背景綜述11.2項(xiàng)目?jī)?nèi)容11.3需求分析21.4建設(shè)范圍32系統(tǒng)總體技術(shù)規(guī)范32.1對(duì)維護(hù)管理的基本要求32.2系統(tǒng)的組成42.3系統(tǒng)的功能52.4網(wǎng)管功能53技術(shù)要求63.1工作條件63.2技術(shù)指標(biāo)63.3監(jiān)測(cè)站硬件設(shè)備指標(biāo)73.4波分復(fù)用器技術(shù)指標(biāo)74功能要求84.1運(yùn)行維護(hù)及故障定位94.2光功率衰減及故障定位功能94.3巡檢功能94.4光纖劣化分析及告警94.5故障自動(dòng)分析功能94.6故障報(bào)警及信息及時(shí)上報(bào)功能104.7完善的光纖網(wǎng)絡(luò)資料數(shù)據(jù)庫(kù)及信息查詢104.8數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及報(bào)表104.9系統(tǒng)配置管理及日志管理1

2、04.10用戶管理功能114.11地理信息系統(tǒng)(WEBGIS)114.12數(shù)據(jù)管理115性能要求116可靠性要求12高速交通光纖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范書1 概述1.1 背景綜述隨著高速公路信息化的加速建設(shè)，為保證公路信息暢通、安全，可靠，高效運(yùn)行，各類智能化的信息系統(tǒng)也在不斷的上線運(yùn)行，因此針對(duì)整個(gè)高速公路運(yùn)行的各類監(jiān)測(cè)、運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集量和傳輸量越來(lái)越大。光傳輸網(wǎng)作為承載數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹匾d體，決定了整個(gè)高速信息網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。因此，保證光傳輸網(wǎng)堅(jiān)強(qiáng)穩(wěn)定的運(yùn)行就顯得非常重要和必要。眾所周知，光傳輸網(wǎng)是由光傳輸設(shè)備加光纜構(gòu)成的。光傳輸設(shè)備可以組成鏈形網(wǎng)（含星形網(wǎng)）、環(huán)形網(wǎng)和環(huán)帶鏈形網(wǎng)。因此用戶可以根據(jù)自身

3、建設(shè)需求自由組網(wǎng)。隨著光傳輸網(wǎng)的大量建設(shè)，傳輸設(shè)備自身運(yùn)行情況的監(jiān)控和管理已經(jīng)非常完善且已經(jīng)運(yùn)行的非常穩(wěn)定。但是，作為光傳輸網(wǎng)的另一重要組成部分光纜，其運(yùn)行的情況卻一直沒(méi)有一套很好的監(jiān)測(cè)和維護(hù)方案。長(zhǎng)期以來(lái)，光纜的維護(hù)一直靠建設(shè)單位的維護(hù)人員利用簡(jiǎn)單的儀器加上自身多年積累的經(jīng)營(yíng)進(jìn)行維護(hù)。很多時(shí)候由于外力破壞和自然環(huán)境的影響光纜的維護(hù)既艱難繁瑣又效率低下。維護(hù)人員因此承受著很大的工作壓力和高負(fù)荷的工作量。因此，針對(duì)光纜建設(shè)一套智能分析，監(jiān)測(cè)，保護(hù)，管理系統(tǒng)就顯得十分必要。1.2 項(xiàng)目?jī)?nèi)容本次項(xiàng)目在四川XXX路段建設(shè)一套智能光纖網(wǎng)絡(luò)維護(hù)工作站。該維護(hù)工作站針對(duì)光傳輸網(wǎng)中的光纜運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)運(yùn)行維護(hù)和

4、分析。實(shí)現(xiàn)對(duì)光纜的運(yùn)行生命周期分析，光損分析，通斷報(bào)警，故障精確定位等功能。為維護(hù)人員提供光纜日常維護(hù)依據(jù)，降低維護(hù)人員工作強(qiáng)度。從而提高光纜維護(hù)效率，提高光纜運(yùn)行周期和穩(wěn)定性，詳情如下： Ø 針對(duì)高速公路建設(shè)一套光纜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，單個(gè)監(jiān)測(cè)站支持多鏈路級(jí)聯(lián)，支持對(duì)備用光纜或者在線光纖進(jìn)行7x24小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)Ø 對(duì)高速交通的光纜資源進(jìn)行整合。在現(xiàn)有光纜管理的基礎(chǔ)上，基于多部門、多廠家的網(wǎng)管資源逐步建設(shè)大規(guī)模光纖監(jiān)管平臺(tái)Ø 根據(jù)系統(tǒng)平臺(tái)提供多元化預(yù)警功能，比如監(jiān)測(cè)管控平臺(tái)與高速交通現(xiàn)有的綜合管理平臺(tái)對(duì)接的北向接口，平臺(tái)還將輔以短信，email以及APP多樣化方式提供光纜資

5、源的監(jiān)測(cè)管控Ø 以該系統(tǒng)和相關(guān)接口作為基礎(chǔ)和標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)條件允許時(shí)能夠在此基礎(chǔ)上繼續(xù)接入其他資源平臺(tái)、業(yè)務(wù)平臺(tái)，進(jìn)行多維度業(yè)務(wù)整合（比如交通GIS系統(tǒng)、調(diào)度系統(tǒng)等）；Ø 建立健全的交通網(wǎng)資源調(diào)度策略和業(yè)務(wù)機(jī)制，形成可延續(xù)性的規(guī)范流程，為業(yè)務(wù)的搶修、巡檢提供依據(jù)。1.3 需求分析“光纜監(jiān)控系統(tǒng)”可廣泛應(yīng)用于高速交通網(wǎng)絡(luò)的智能維護(hù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)在線光纜或者通信網(wǎng)絡(luò)資源的數(shù)據(jù)收集、監(jiān)測(cè)，并對(duì)故障搶修、巡檢提供輔助決策。為相關(guān)部門提供一個(gè)科學(xué)、合理、優(yōu)化的光纜智能運(yùn)維方案和可行性較強(qiáng)的光纜應(yīng)急搶修及巡檢方案。在通信網(wǎng)絡(luò)故障發(fā)生時(shí)，能夠?yàn)橄嚓P(guān)領(lǐng)導(dǎo)和參與運(yùn)維的人員和專家提便捷的可視化服務(wù)，并支持

6、巡檢和光纖資源的數(shù)據(jù)重建，通過(guò)科學(xué)管理和預(yù)警機(jī)制，減少光纖損壞的故障率?！肮饫|監(jiān)控系統(tǒng)”的建設(shè)需要逐步去完善，經(jīng)過(guò)資源不斷的錄入以及光纜監(jiān)測(cè)周期性數(shù)據(jù)的積累，將會(huì)為高速交通網(wǎng)的維護(hù)帶來(lái)更加的便利性。光纜在線智能分析，監(jiān)測(cè)，保護(hù)，管理系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)光傳輸網(wǎng)的所有光纜進(jìn)行壽命周期分析，光損分析，通斷報(bào)警，故障精確定位，光纜保護(hù)等工作，可以高效的處理光纜運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題。從而可以減輕維護(hù)人員工作強(qiáng)度，提高維護(hù)人員處理故障的效率。能夠智能分析出光纜的運(yùn)行生命周期和光信號(hào)損耗的原因，為維護(hù)人員日常維護(hù)提供工作依據(jù)以保證光纜安全穩(wěn)定的長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行。1.4 建設(shè)范圍本次項(xiàng)目建設(shè)規(guī)模如下：1) XXX至

7、XXXX的XXXX段光纜XX芯2) XXX至XXXX的XXXX段光纜XX芯2 系統(tǒng)總體技術(shù)規(guī)范2.1 對(duì)維護(hù)管理的基本要求為了能夠?qū)λ拇ㄊ「咚俳煌ǖ墓饫|線路進(jìn)行監(jiān)測(cè)，光纜建設(shè)單位和光纜維護(hù)單位應(yīng)考慮在建設(shè)光纜時(shí)，對(duì)需要被監(jiān)測(cè)的光纜預(yù)留必要的備用光纖或者工作光纖。光纜建設(shè)單位和光纜維護(hù)單位應(yīng)考慮保留完整的光纜竣工數(shù)據(jù)，并且在安裝光纜自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)時(shí)提供工程所必需的各種光纜資料數(shù)據(jù)。2.2 系統(tǒng)的組成光纜自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是高速公路管理域的一個(gè)子網(wǎng)。因此，當(dāng)它介入被監(jiān)測(cè)的光纜線路，以及今后監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟硬件的升級(jí)，都必須不影響在用的光傳輸系統(tǒng)的傳輸性能。光纜自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由監(jiān)測(cè)中心（PMC）、區(qū)域監(jiān)測(cè)中心（LM

8、C）、和監(jiān)測(cè)站（RTU）組成，如圖1所示。光纜自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)采用靈活的多級(jí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)高速交通對(duì)光纜資源的維護(hù)管理體制。其中，各LMC可根據(jù)所選擇的監(jiān)測(cè)方式，選配與自動(dòng)測(cè)試有關(guān)的組成部分。DCN，PSTN，專網(wǎng)等PMC移動(dòng)終端監(jiān)測(cè)終端LMC1LMCnDCN，PSTN，專網(wǎng)等RTU1RTURTURTUiTCP/IPTCP/IPTCP/IP圖1 光纜自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖光纜自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)光纜進(jìn)行監(jiān)測(cè)的方式主要有3種：光功率監(jiān)測(cè)、在纖監(jiān)測(cè)和備纖監(jiān)測(cè)?？筛鶕?jù)實(shí)際條件和需要，選擇相應(yīng)的監(jiān)測(cè)方式或混合使用。采用在纖監(jiān)測(cè)時(shí)，為把COTDR測(cè)試信號(hào)接入被測(cè)光纖，需要斷開(kāi)原有傳輸系統(tǒng)或切換原有傳輸系統(tǒng)到備用傳

9、輸系統(tǒng)，然后插入波分復(fù)用器和耦合器；在接收端插入反射器，濾去COTDR測(cè)試信號(hào)，以消除對(duì)光端機(jī)接收的影響；所插入的無(wú)源光器件均應(yīng)達(dá)到3.4中所規(guī)定的技術(shù)參數(shù)。2.3 系統(tǒng)的功能光纜自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以段內(nèi)的或跨段的在纖監(jiān)測(cè)方式、備纖監(jiān)測(cè)方式，對(duì)光纜線路中被監(jiān)測(cè)光纖的狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，而且能方便地構(gòu)成OSI計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，人機(jī)界面友好，具有漢字支持能力，安裝容易，使用方便，自治運(yùn)行，它應(yīng)符合YD/T 872以及ITU-T建議X.200所規(guī)定的要求，并具有以下主要功能：Ø 實(shí)時(shí)地對(duì)光纜線路中被監(jiān)測(cè)光纖運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)線路故障隱患；Ø 當(dāng)被監(jiān)測(cè)光纖發(fā)生障礙時(shí)，能發(fā)出告警信息并迅速地、

10、準(zhǔn)確地確定故障點(diǎn)的位置；Ø 提供維護(hù)管理報(bào)表和統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表；Ø 光纜線路劣化趨勢(shì)預(yù)測(cè)，針對(duì)監(jiān)測(cè)的光纜/光纜段，提供多種性能指標(biāo)（全程衰耗、接頭損耗、衰耗系數(shù)等）的變化數(shù)據(jù)和動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)結(jié)論；2.4 網(wǎng)管功能光纜自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)支持與高速交通管理系統(tǒng)對(duì)接的接口，應(yīng)能通過(guò)Internet、專網(wǎng)或PSTN等方式進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問(wèn)，并保證系統(tǒng)的安全。光纜自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)具備對(duì)自身設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控的能力。當(dāng)自身設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)能立即上報(bào)告警。3 技術(shù)要求3.1 工作條件光纜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（FMS）在下列正常工作條件下，應(yīng)符合技術(shù)指標(biāo)的要求：Ø 環(huán)境溫度：-5+55（安裝在無(wú)人站中時(shí)為0+40）；&

11、#216; 相對(duì)濕度：+25時(shí)5%90%（無(wú)冷凝）;Ø 大氣壓強(qiáng)：86kPa 106kPa；Ø 電源電壓：-48V或220V，變動(dòng)范圍為±20；在下列任一條件出現(xiàn)時(shí)，光纜自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)能工作，但不保證技術(shù)指標(biāo)；3.2 技術(shù)指標(biāo)光纜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（FMS）的技術(shù)指標(biāo)如下：Ø 支持對(duì)備用光纖及在線光纖的7×24小時(shí)實(shí)時(shí)檢測(cè)，提供持續(xù)的監(jiān)控和故障定位Ø 提供光纜數(shù)據(jù)文件，自動(dòng)判斷是否光纖故障，并提供實(shí)時(shí)告警，不像OTDR需要人為判斷。Ø 實(shí)時(shí)精確的傳輸監(jiān)控，100KM光纜監(jiān)測(cè)定位精確到1mØ 監(jiān)測(cè)工作光纖時(shí)，設(shè)備斷電或者故障不

12、影響原有數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)性能Ø 支持集成GIS系統(tǒng)，地圖定位。Ø 故障的報(bào)警時(shí)限為1分鐘（段內(nèi)）或2分鐘（跨段）,不含告警信號(hào)在通信網(wǎng)絡(luò)中傳送所需的時(shí)間；3.3 監(jiān)測(cè)站硬件設(shè)備指標(biāo)Ø 中心波長(zhǎng)：1310nm±20nm、1550nm±20nm或1625nm±20nmØ 事件盲區(qū)：無(wú)Ø 動(dòng)態(tài)范圍：根據(jù)被監(jiān)測(cè)光纜線路中光纖通道的全程傳輸損耗（dB）和需精確測(cè)量時(shí)的富余度（dB）來(lái)選擇，原則上28dBØ 測(cè)距精度: 1mØ 測(cè)試端口數(shù)：8個(gè)Ø 折射率：1.4677Ø 光纖連接器：SCPC型（

13、可以根據(jù)用戶的需要，選配FC或APC）Ø MTBF10年Ø 工作溫度-5 +55Ø 相對(duì)濕度：+25時(shí)5%90%（無(wú)冷凝）; Ø 貯存溫度-10+703.4 波分復(fù)用器技術(shù)指標(biāo)Ø 復(fù)用波長(zhǎng)1550nm/1625nm，1310nm/1625nm，（1310、1550）nm/1625nmØ 不得與主設(shè)備光信號(hào)波段相沖突Ø 年故障率0.11000只Ø 光纖連接器LC/PC型（可以根據(jù)用戶的需要，選配SC或FC）Ø 光纖連接器回波損耗 45dBØ 光纖連接器插入損耗 0.5dBØ 在線監(jiān)測(cè)方式

14、下， WDM的端口隔離度和插入損耗見(jiàn)下表 表1 1550nm/1625nm型WDM的端口隔離度和插入損耗輸入端口輸出端口1550nm1625nm1550nm/1625nm1550nm（1550nm+20nm/-50nm35dB0.8dB1625nm（1625nm±30nm）35dB0.8dB1550nm/1625nm1550nm波長(zhǎng)下0.8dB35dB1625nm波長(zhǎng)下35dB0.8dB表2 1310nm/1625nm型WDM的端口隔離度和插入損耗輸入端口輸出端口1310nm1625nm1310nm/1625nm1310nm（1310nm±30nm）40dB0.8dB（16

15、25±30）nm40dB0.8dB1310nm/162）nm1310nm波長(zhǎng)下0.8dB40dB1625nm波長(zhǎng)下40dB0.8dB 表3 （1310,1550）nm/1625nm型WDM的端口隔離度和插入損耗輸入端口輸出端口1310nm1550nm（1310、1550）/1625nm（1310±30）nm（1550+20/-50）nm35dB0.8dB（1625±30）nm35dB0.8dB（1310、1550）/1625nm（1310、1550）nm波長(zhǎng)下0.8dB35dB1625nm波長(zhǎng)下35dB0.8dB4 功能要求 本系統(tǒng)以監(jiān)測(cè)站網(wǎng)元為管理層，以地理信息

16、系統(tǒng)為基礎(chǔ)形成的高速交通光纜管理的光纖網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行維護(hù)管理信息平臺(tái)。光纖網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行維護(hù)管理信息平臺(tái)也可以向其他管理系統(tǒng)提供接口，以方便高速交通管理系統(tǒng)的需要。信息傳輸以高速交通站點(diǎn)內(nèi)部數(shù)據(jù)通信網(wǎng)作為支撐，為高速公路光纖網(wǎng)絡(luò)提供完整、先進(jìn)的集中監(jiān)測(cè)與綜合管理功能：4.1 運(yùn)行維護(hù)及故障定位光纖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能對(duì)被測(cè)光纖的長(zhǎng)度或者所發(fā)生的故障點(diǎn)能夠進(jìn)行精確測(cè)量和自動(dòng)定位，并且通過(guò)網(wǎng)管系統(tǒng)能直觀顯示出來(lái)。4.2 光功率衰減及故障定位功能 光功率監(jiān)測(cè)方式是通過(guò)COTDR模塊檢測(cè)單元及時(shí)對(duì)用戶使用業(yè)務(wù)光路由經(jīng)行檢測(cè)，與設(shè)定的參考曲線數(shù)據(jù)自動(dòng)進(jìn)行比較，得出光纜衰減曲線，結(jié)合GIS地理信息系統(tǒng)能精確定位故障點(diǎn)，方便維護(hù)

17、人員及時(shí)排除這條光纜段故障。4.3 巡檢功能 巡檢是用戶根據(jù)維護(hù)需要，對(duì)每條纖芯進(jìn)行定期測(cè)試，在監(jiān)測(cè)站中實(shí)測(cè)曲線數(shù)據(jù)與參考曲線數(shù)據(jù)自動(dòng)進(jìn)行比較，當(dāng)超過(guò)設(shè)定的門限時(shí)，即產(chǎn)生告警信息。自動(dòng)巡檢可以長(zhǎng)期跟蹤線路的傳輸質(zhì)量，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)劣化等問(wèn)題。4.4 光纖劣化分析及告警通過(guò)光纜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，光功率監(jiān)測(cè)及COTDR檢測(cè)單元及時(shí)發(fā)現(xiàn)光纜纖芯變化，并提供對(duì)纖芯劣化分析、纖芯事件分析并告警，對(duì)漸變的隱性故障點(diǎn)有正確的分析判斷，可提前做好故障排除方案，使管理層人員實(shí)時(shí)了解光纜狀況，及早預(yù)防改善，提高光纜傳輸品質(zhì)。4.5 故障自動(dòng)分析功能 實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)檢測(cè)光網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)，正確實(shí)時(shí)提供光網(wǎng)絡(luò)故障發(fā)生點(diǎn)、分析故障的影響區(qū)

18、域，提供處理故障的緊急預(yù)案，縮短故障排除的時(shí)間，減少故障處理的成本。4.6 故障報(bào)警及信息及時(shí)上報(bào)功能 監(jiān)控中心收到告警信息后可以采用Email和現(xiàn)場(chǎng)聲光等多種告警方式及時(shí)通知相關(guān)人員，系統(tǒng)可在極短的時(shí)間內(nèi)及時(shí)反映故障信息,同時(shí)把故障信息上報(bào)給最高級(jí)管理中心。4.7 完善的光纖網(wǎng)絡(luò)資料數(shù)據(jù)庫(kù)及信息查詢 與地理信息系統(tǒng)相結(jié)合，全面了解光網(wǎng)絡(luò)的真實(shí)分布情況，全面掌握光網(wǎng)絡(luò)通信資源、路由資源（為用戶提供芯線顏色、芯線用途和說(shuō)明、起點(diǎn)連接類型、起點(diǎn)機(jī)架編號(hào)、終點(diǎn)端口號(hào)、終點(diǎn)接頭資源信息管理）、光纜管道和桿路路由資源、通信容量資源的合理分配與承載，為光網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行、設(shè)計(jì)、規(guī)劃、發(fā)展和保障提供真實(shí)可靠的決策依據(jù)。4.8 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及報(bào)表 智能光纖網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行維護(hù)保護(hù)管理系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)分析管理模塊，提供光網(wǎng)絡(luò)資源使用率統(tǒng)計(jì)，自動(dòng)統(tǒng)計(jì)建立光纜線、交接箱、分線盒等基礎(chǔ)網(wǎng)元數(shù)據(jù)表；管道、管孔使用狀況統(tǒng)計(jì)， 對(duì)所有統(tǒng)計(jì)分析按用戶要求定制報(bào)表并自動(dòng)生成打印。4.9 系統(tǒng)配置管理及日志管理通過(guò)網(wǎng)管軟件系統(tǒng)配置管理模塊清晰查看所管轄的各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的設(shè)備運(yùn)行狀況及配置情況，可以合理的對(duì)光網(wǎng)絡(luò)的調(diào)配工作；操作人員可以通過(guò)對(duì)歷史數(shù)據(jù)的查詢，獲得芯線每日的測(cè)試記錄、歷史參考資料等各項(xiàng)數(shù)據(jù)。4.10 用戶管理功能為保證系統(tǒng)安全，光纜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)用戶進(jìn)行了分級(jí)管理，實(shí)