[摘  要] 就基于GIS（全球因特網(wǎng)系統(tǒng)）的光纜自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā)做一詳細(xì)介紹，對其中的一些關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行討論。
[關(guān)鍵詞] 全球因特網(wǎng)系統(tǒng)  遠(yuǎn)程光線自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)

1 引言
    國家南、北沿海光纜干線通信系統(tǒng)建成以后，大大緩解了這些地區(qū)快速增長的通信供需矛盾，為社會和郵電系統(tǒng)帶來了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。但是光纜工程竣工以來，沿途省市的維護(hù)部門發(fā)現(xiàn)了光纜接頭盒滲水，光纖熔接時(shí)去除被覆層不規(guī)范造成纖芯受損，衰耗隨時(shí)間推移而增大等現(xiàn)象。每年干線都不同程度地受到公路施工、建筑挖方、開采巖石、山體滑坡和其它意外事故造成的光纜中斷或損傷。信息傳輸干道的安全運(yùn)行問題日益引起運(yùn)營主管部門的重視。
2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    國內(nèi)外多家公司對基于GIS的光纜自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行了研究，其中國外公司有Agilent Technology和意大利的尼克特拉等，尤其以Agilent公司的AccessFIBER最為出名，其主要技術(shù)特點(diǎn)是：快速故障定位；告警工作流管理；GIS/GPS集成；網(wǎng)絡(luò)體系的可伸縮性；基于NT網(wǎng)絡(luò)；采用Oracle大型數(shù)據(jù)庫；可以通過互聯(lián)網(wǎng)訪問；TMN和SNMP集成。
    國內(nèi)公司有北京長線、山東光科、上海霍普、臺灣隆磐等，以北京長線為例，其主要技術(shù)特點(diǎn)是：規(guī)范的數(shù)據(jù)、命令格式和傳送文件；多種測試種類：點(diǎn)名測試、定期測試等；基于Windows NT，在其上運(yùn)行MS SQL Server；采用TCP/IP連接；采用路由器作為聯(lián)網(wǎng)設(shè)備；引入GIS/GPS（采用Mapinfo）。
    我們在分析國內(nèi)外技術(shù)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，既保留了一些優(yōu)秀的功能，又增加了一些對用戶實(shí)用并且用戶也比較感興趣的功能：1）增加移動(dòng)終端功能，移動(dòng)用戶可以通過撥號連接到撥號服務(wù)器調(diào)用測試曲線，完成一些測試功能（如點(diǎn)名測試等），以方便野外工作人員和非工作時(shí)間在家的工作人員或者管理人員進(jìn)行曲線的實(shí)時(shí)察看，不必到現(xiàn)場就能知道光纜的測試情況，同時(shí)也避免了誤告警引起的不必要的奔波。2）增加語音撥號功能，如果發(fā)生告警，則程序自動(dòng)撥號，當(dāng)對方搞機(jī)時(shí)，特定的語音信息開始播放，使用戶方便地知道發(fā)生告警的一些信息，以便組織合適的人員、檢修設(shè)備、車輛等。
3 系統(tǒng)的組成和關(guān)鍵技術(shù)
    系統(tǒng)一般由MS（Monitoring Station，監(jiān)測站）、LMC（Local Monitoring Center，地區(qū)監(jiān)測中心）、OPM（Optical Monitor，光功率檢測）模塊等組成。同時(shí)，系統(tǒng)具有一定的可擴(kuò)充性，根據(jù)用戶的需求，系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)層次可以增加一級或者多級。
    測試站，由WDM（波分復(fù)用器）、OTDR、OSW（Optical Switch）光開關(guān)模塊、TAP模塊、OPM、工控機(jī)等組成，其主要功能是在接受測試指令后完成光纜故障的定位，并且負(fù)責(zé)向上傳送測試文件；其中的WDM的主要作用就是復(fù)用工作波長和測試波長（兩者彼長必須不同）。中繼站是考慮本地網(wǎng)監(jiān)測的情況，如果是干線監(jiān)測，一般直接跳接即可，但是在本地網(wǎng)中由于網(wǎng)絡(luò)路由的復(fù)雜，進(jìn)站光纖比出站光纖少，直接跳接無法達(dá)到一一對應(yīng)的情況下，就必須要用到OTAU（Optical Test Access Unit）遠(yuǎn)端光路切換單元來達(dá)到一對多的效果，下面將對OTAU做一詳細(xì)介紹；當(dāng)在線測試時(shí)，只要用FILTER（濾波器）濾掉測試波長并使工作波長通過即可。
    考慮到在本地網(wǎng)的監(jiān)測中，網(wǎng)絡(luò)路由比較復(fù)雜，在中繼端通過簡單的跳接不能解決問題,為此我們開發(fā)了OTAU，通過切換遠(yuǎn)地的光開關(guān)來解決此類矛盾。
    OTAU一般由工控機(jī)和光開關(guān)模塊（光開關(guān)采用JDS的產(chǎn)品）組成，通過TCP/IP協(xié)議同MS（或者LMC）相連，接收和處理來自MS（或者LMC）的控制指令，同時(shí)根據(jù)設(shè)定時(shí)間定期返回自身的狀態(tài)，盡量減少監(jiān)測系統(tǒng)本身的不穩(wěn)定性。光開關(guān)模塊通過標(biāo)準(zhǔn)并口線與工控機(jī)的I/O卡相連接，當(dāng)通信模塊接收到MS（或者LMC）切換光開關(guān)的指令后，立即通知I/O卡產(chǎn)生特定的波形來控制光開關(guān)指定端口的切換，同時(shí)返回切換的結(jié)果。總而言之，其實(shí)質(zhì)就是一個(gè)放在遠(yuǎn)端的可以控制的光開關(guān)。
    系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一是如何保證系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，也就是一旦有故障，能夠在最短的時(shí)間內(nèi)通知相關(guān)人員，把工程維護(hù)由被動(dòng)方式轉(zhuǎn)移到主動(dòng)方式。我們采用的關(guān)鍵技術(shù)之一就是應(yīng)用OPM（光功率檢測模塊）。
    此模塊通過TAP光耦合器從工作光纖中取出少量光，一般為3%或5%，提供給OPM模塊，來檢測當(dāng)前工作光纖的功率值，通過比較告警光功率閾值（用戶可以遠(yuǎn)程設(shè)定）來確定是否需要發(fā)送告警信號，如果需要，OPM模塊通過RS232接口向MS發(fā)送告警信號，MS收到告警信號后，立即啟動(dòng)OTDR進(jìn)行測試，測試完畢后測試文件送測試中心。
    OPM模塊每天24h工作，為了提高可靠性，同時(shí)把它做成能夠集成在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱里，我們采用了電子盤和無顯示器模式，拋棄了傳統(tǒng)的硬盤加顯示器模式，這樣縮小了硬件的體積，也節(jié)約了成本。采用此種方式，一般來說，光纜監(jiān)測的周期可由現(xiàn)行的每天一次變?yōu)?0天一次，30天的周期測試僅為取得光纖特性的緩慢變化，以發(fā)現(xiàn)纜、纖、接頭的衰耗劣化趨勢，其它模塊只是在OPM告警或有特殊需要時(shí)才啟動(dòng)。
    關(guān)鍵技術(shù)之二是采用GIS/GPS集成，使得故障點(diǎn)的顯示直觀化，同時(shí)可以顯示人孔、標(biāo)石等具體位置，對精確查找故障點(diǎn)的位置有很大的幫助。我們采用了Mapinfo。公司的Mapinfo professional 5.5版本來開發(fā)，其它開發(fā)工具，如VC或者VB可以通過OLE的方式來調(diào)用它，而WebGIS的提出，使得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)從C/S（客戶/服務(wù)器模式）轉(zhuǎn)移到B/S（測覽器/服務(wù)器模式）成為可能。
4 結(jié)論
    遠(yuǎn)程光纜自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)（RFTS）就是一種實(shí)現(xiàn)光纜監(jiān)測從被動(dòng)方式轉(zhuǎn)移到主動(dòng)方式的一種系統(tǒng)解決方案。其主要的關(guān)鍵技術(shù)是使用OPM（光功率檢測）模塊，其全天24h工作的性質(zhì)保證了告警信號的及時(shí)傳送和GIS/GPS集成，使得故障點(diǎn)的顯示直觀化、圖形化，節(jié)約了找到故障點(diǎn)的時(shí)間。
    需要指出的是，在實(shí)施RFTS的工作中，由于光纖網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性，特別是在本地網(wǎng)中可能存在一些光無源器件，此時(shí)在線監(jiān)測可能除了用跳線跳過外，難有其它辦法。
    光纖網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展，使得光纖網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，管理工作也顯得比較重要，可以預(yù)見，今后采用RFTS系統(tǒng)會越來越多。