摘要:隨著光纖通信技術(shù)在電力通信行業(yè)的廣泛應(yīng)用，光纜的一些問(wèn)題也逐步凸顯出來(lái)。通信光纜大都是長(zhǎng)距離傳輸，無(wú)論是架空還是埋地，線路周?chē)沫h(huán)境都比較復(fù)雜，光纖接頭污染再加上人為破壞和自然破壞，都會(huì)導(dǎo)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(wù)也將隨之停滯。因此，光纜的運(yùn)行維護(hù)管理是電力通信系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障。

1.光纜管理現(xiàn)狀

目前對(duì)于光纜資源的管理已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了信息化管理，光纜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已經(jīng)大規(guī)模的應(yīng)用于光纜管理中，大量光纜的維護(hù)資料、數(shù)據(jù)等分散在不同部門(mén)和個(gè)人手中的資料已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了集中管理，資源共享。但對(duì)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(cè)試結(jié)果對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行定位，但其應(yīng)用依托的基礎(chǔ)資料仍然是二維的GIS系統(tǒng)，定位準(zhǔn)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(chǎng)勘察人員進(jìn)行故障點(diǎn)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(jìn)行管理，但機(jī)房設(shè)備信息以及光電纜的走向都是三維過(guò)程，機(jī)房、強(qiáng)弱電槽盒、廠房?jī)?nèi)、豎井、地下電站廊道中的光電纜走向十分復(fù)雜，靠現(xiàn)有的管理方式難以進(jìn)行準(zhǔn)確描述，往往只能依賴具有一定實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)或經(jīng)歷的工程維護(hù)人員充任“活地圖”。對(duì)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(wèn)題:1)光纜路由管理仍然以二維方式進(jìn)行管理，這種方式對(duì)于城市道路兩側(cè)管溝內(nèi)的光纜尚可應(yīng)對(duì)，但面向諸如水利樞紐等復(fù)雜建筑物內(nèi)部的光纜路由時(shí)則顯得力不從心。2)光纜故障定位時(shí)間長(zhǎng)，光纜故障測(cè)試信息為一維信息，目前只能反應(yīng)在二維地理信息中，與三維現(xiàn)實(shí)世界無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)，僅能作為參考，無(wú)法快速準(zhǔn)確定位故障點(diǎn)，造成故障排查時(shí)間長(zhǎng)。)光纜的走向、業(yè)務(wù)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(guān)聯(lián)性不強(qiáng)，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(shí)現(xiàn)的功能，通過(guò)人機(jī)交互模塊與用戶之間進(jìn)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(guò)信息接口從外部設(shè)備獲取相應(yīng)信息，經(jīng)過(guò)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(jī)房及光傳輸設(shè)備三維可視化。光纖從機(jī)房中的光傳輸設(shè)備出來(lái)后連接到光配柜，束成1根光纜連接到目的機(jī)房光配柜后分散出光纖連接到光傳輸設(shè)備。因此通信機(jī)房及光傳輸設(shè)備構(gòu)成了光纜的起點(diǎn)和終點(diǎn)。目前的機(jī)房三維管理系統(tǒng)僅能準(zhǔn)確描述通信機(jī)房的三維結(jié)構(gòu)、光傳輸設(shè)備的三維外觀以及其在通信機(jī)房中準(zhǔn)確的放置位置。但通信機(jī)房及光傳輸設(shè)備三維可視化不僅能夠滿足以上功能，還可以實(shí)現(xiàn)通信機(jī)房在所屬建筑物內(nèi)部的準(zhǔn)確位置，所屬建筑物可能是樓房、也可能是地下廠房，這一點(diǎn)可以保證在光纜路由三維可視化的功能中起點(diǎn)和終點(diǎn)位置也可準(zhǔn)確描述。

2)光纜路由三維可視化。光纜從機(jī)房出來(lái)后會(huì)經(jīng)過(guò)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(duì)于光纜路由的準(zhǔn)確管理是光纜故障快速定位的基礎(chǔ)，是保證光纜可靠運(yùn)行的必要條件。由于三維GIS系統(tǒng)仍處于研究階段，無(wú)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(duì)于平坦的野外環(huán)境尚可應(yīng)付，但對(duì)于山區(qū)等起伏較大的地勢(shì)就顯得力不從心，而面對(duì)類(lèi)似地下電站等復(fù)雜的建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部，GIS系統(tǒng)基本無(wú)法體現(xiàn)光纜路由的實(shí)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(diǎn)周?chē)慕ㄖ⒖肌＝ㄖ飪?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(guò)的路由，且可以從各個(gè)角度觀看，對(duì)光纜路由及其所經(jīng)過(guò)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(wù)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(wù)。實(shí)際使用中并非所有光纖都承載業(yè)務(wù)，不同光纖承載的業(yè)務(wù)也不同，有的承載視頻會(huì)議，有的承載調(diào)度業(yè)務(wù)，且各個(gè)業(yè)務(wù)擁有不同的QaS。在光纜發(fā)生中斷進(jìn)行搶修時(shí)，先對(duì)有承載業(yè)務(wù)的光纖進(jìn)行熔接，如果承載的業(yè)務(wù)多則要根據(jù)業(yè)務(wù)的重要程度先熔接承載重要業(yè)務(wù)的光纖，如安穩(wěn)、保護(hù)、調(diào)度數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)，使得重要業(yè)務(wù)最短時(shí)間恢復(fù)，次要業(yè)務(wù)后恢復(fù)，最后熔接不承載業(yè)務(wù)的光纖。同時(shí)可以在可視化光纜上展示出此條光纜曾發(fā)生過(guò)故障的節(jié)點(diǎn)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(jī)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(shí)際光纜敷設(shè)情況是完全一致的，在光纜正常時(shí)，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(shí)，OTDR設(shè)備可以給出故障點(diǎn)距離測(cè)量點(diǎn)的光纜長(zhǎng)度，根據(jù)這個(gè)長(zhǎng)度采用相應(yīng)的三維算法沿著光纜路由三維模型進(jìn)行計(jì)算，即可在模型中得出具體故障點(diǎn)的三維位置，結(jié)合周?chē)ㄖ锏娜S模型進(jìn)行參考，可以立即判斷故障點(diǎn)的實(shí)際位置，引導(dǎo)搶修人員迅速前往現(xiàn)場(chǎng)，這個(gè)反應(yīng)時(shí)間相比現(xiàn)有的故障點(diǎn)巡查技術(shù)大大減少。另一方面，平時(shí)運(yùn)行維護(hù)工作中巡查的記錄也可以通過(guò)人機(jī)交互接口導(dǎo)入系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)巡查履歷可視化。

2.2系統(tǒng)運(yùn)行方式

上一節(jié)闡述了三維技術(shù)應(yīng)用于光纜管理的光纜三維管理系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)的功能，但光纜三維管理系統(tǒng)具體是如何運(yùn)行來(lái)實(shí)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(gè)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(shè)備、通信機(jī)房的三維模型，從光纜監(jiān)測(cè)信息接口與光纜監(jiān)測(cè)設(shè)備連接，從光纜監(jiān)測(cè)設(shè)備獲取光纜監(jiān)測(cè)信息，與光傳輸網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)連接，從光傳輸網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)獲取光纜承載業(yè)務(wù)信息。三維引擎是三維可視化的視覺(jué)中樞，將綜合管理模塊獲得的各個(gè)三維模型進(jìn)行渲染用以進(jìn)行可視化與用戶交互，渲染后實(shí)現(xiàn)通信機(jī)房及光傳輸設(shè)備可視化以及光纜路由可視化，實(shí)現(xiàn)光纜故障可視化，實(shí)現(xiàn)光纜業(yè)務(wù)可視化，并通過(guò)人機(jī)交互模塊顯示。

3.結(jié)論

隨著下一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷推進(jìn)，多業(yè)務(wù)融合的趨勢(shì)愈發(fā)明顯，光纖作為長(zhǎng)距離大容量低損耗的穩(wěn)定信道形式，技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯。SDH的多業(yè)務(wù)兼容性能，也使得光傳輸技術(shù)逐漸占領(lǐng)更大的份額。新建電站的持續(xù)上馬、智能電網(wǎng)技術(shù)的推廣，使得光纜無(wú)論是數(shù)量還是所處的建筑環(huán)境都在變得越來(lái)越多、越來(lái)越復(fù)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(duì)搶修的指導(dǎo)價(jià)值較少，大大限制了光纜運(yùn)行維護(hù)能力，不能滿足未來(lái)的光纜精細(xì)化運(yùn)行管理需要。三維技術(shù)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(chǔ)形勢(shì)，在未來(lái)，憑借其三維可視化、三維故障定位、故障搶修指導(dǎo)等方面的卓越性能，將被廣泛應(yīng)用建設(shè)期間的光纜敷設(shè)以及運(yùn)行期的光纜維護(hù)。

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