信息光缆（精选八篇）
信息光缆 篇1
油田光缆资源管理现状
1)光缆资源管理各自为政,未实现集中管理
目前,油田未建立通信信息资源统一管理体系。由于分散建设、管理,整体上存在资源管理不统一、资源共享很困难的局面,造成重复建设,设备和光缆资源无共享、不透明及利用率低等诸多问题。
2)通信信息网络建设在设计、建设、运维方面存在脱节现象,未建立统筹管理体系
在通信信息网络建设中,设计部门从产能建设角度对光缆资源进行了设计,建设单位根据实际现场情况对光缆资源数据进行了变更,运维单位在运行过程中完善了光缆资源数据。但是这些资源数据没有统一的管理和反馈,各单位之间的数据缺乏动态联动,基础数据的不统一、不一致,影响了设备和光缆网络建设规划决策的准确性和高效性。
3)通信信息网络建设和运维成本居高不下
由于缺乏统一的光缆资源管理,根据各自的需求进行网络建设造成了光缆重复建设和大量网络资源的浪费。光缆资源数据的不准确、不可靠也给通信网络的运行维护造成了很大的困难,使运维成本不断增大。
总体设计
系统设计为一套集资源数据采集、资源数据展示、资源数据共享及输出于一体的油田资源管理系统。
数据采集子系统:完成资源数据的坐标和属性的采集、导入及管理工作,以及空间数据的编辑、入库、更新等维护工作;同时也可导入已有CAD、Shp、Mif、Excel等数据,本部分是整套系统的基础;
数据展示子系统:是“油田资源管理系统”系统的核心子系统之一,承载着资源设施分布图及专题图层的建设及展示功能;
数据共享子系统:主要完成两大功能,一是:产生各种专题地图,并通过导出到Word或Excel等电子文档保存;二是:可将各种采集数据导出成目前较为主流的数据格式保存,如shp、mif、dxf等;
数据输出子系统:主要为外部系统提供数据支持,有两种提供方式,一是:利用网络自动传输采集数据;二是:通过交换文件的方式提供数据支持。
系统平台搭建技术要求
基本架构:B/S架构
用户数量:可支持不少于100个用户的同时登录使用。极限数量多少与服务器的硬件性能、网络带宽等因素相关。
网页平均响应时间:平均响应时间在5s以内。系统可基于ASP.NET缓存(Cache)技术对缓存系统进行了设计,能够优化系统的性能。
压力测试:系统最大运行数据量及故障恢复时间在允许范围内;本系统在前端对于地图加载、显示进行了优化。对于坐标信息进行分层加载显示,优化显示速度,避免了传统GIS平台显示的卡顿、易用性差的缺点。
容错能力:系统只是光缆资源的一个展示平台,后台数据录入在统一平台上执行。如果遇到显示问题,可直接关掉重新打开网页即可恢复,并不对后台数据造成影响。
运行要求能力:在windows 7及8 XP下是否正常运行,在不同浏览器(IE、Chrome、Firefox)、不同版本下是否运行正常,并显示正常;浏览器能使用IE9及以上浏览器打开。
安全性能:安全性测试是否有注册、登录验证等;是否有超时限制;数据传输是否加密。
实验平台搭建
通过与已有光缆资源坐标采集数据相结合,研究油气区光缆管理现状,依据现有光缆基础管理架构的研究,确立光缆资源管理系统设计方案。在油田现有的骨干网光缆监测平台上实现了综合管理功能,确保能够实现分权分域管理。光缆资源管理系统是通过对ASP.NET、IIS 7、SQL Server2008、EXTJS、Google Maps API、Google earth等技术软件的研究,实现了Web系统整体框架、数据库分析统计、用户管理、地图解析等功能。
系统采用B/S架构,基于微软的ASP.NET平台进行开发,服务端开发语言是C#,前端开发语言是html与javascript。系统主要分为3层:数据访问层DAL、业务逻辑层BLL、表示层。
1)数据访问层:采用工厂模式,完成系统底层原始数据的读写操作。目前是与Microsoft SQL Server数据库进行交互但是设计预留了与Oracle数据库与Access数据库的接口。
2)业务逻辑层:负责对数据层的操作,也就是说把一些数据层的操作进行组合,实现一系列的系统功能。
3)表示层:最终界面展示,主要对用户的请求接受,以及数据的返回,为客户端提供应用程序的访问。
主要创新点
1)通过光缆资源标定数据在光缆资源管理平台的应用,实现了光缆管理的可视化。
2)通过光缆信息的集中展示,为通信生产决策提供了极大便利。也为油气区进一步实施支线光缆建设和监测技术应用奠定了良好地基础。
3)通过光缆信息的采集和分享,特别是光缆重要信息点的记录,为光缆维护提供了辅助作用。
应用前景
统一的光缆资源管理平台能够应用于油田数字化管理,通过搭建系统将各油气单位光缆地理现状和业务关系,并经过软件性能测评,取得了较好的实施效果,能够为油(气)区光缆资源管理建设奠定一定地基础。
信息光缆 篇2
学院
专业 姓名 学号 班级 时
间
电子工程学院电子科学与技术
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2013-2014学年 第一学期
《光缆通信工程》
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光缆通信行业现状调查研究
摘要：从诞生光纤通信以来，人们所需的清晰、可靠、远距离、大容量通信能力，逐步变成现实。今天的光纤通信已经渗透到各种电信网络、数据网络、有线网络、有线电视网络和光互联网络等信息网络中，可以说，光纤通信已经成为信息传输最为重要的方式之一。本文对光缆通信的原理知识、发展历程、相关企业、应用领域、研究热点、行业展望等进行了学习和分析，光纤通信及其技术产业的快速发展，给通信技术带来划时代的革命。
关键词：光缆通信原理知识相关企业应用领域研究热点
一、光缆通信的原理
1.1光缆通信
光缆通信是指利用相干性和方向性极好的激光束作载波来携带信息，而以光缆作为传输介质实现信息传输，达到通信目的的一种最新通信技术。
光缆是由单根玻璃光纤、紧靠纤芯的包层、一次涂履层以及套塑保护层组成。纤芯和包层由两种光学性能不同的介质构成，内部的介质对光的折射率比环绕它的介质的折射率高，因此当光从折射率高的一侧射入折射率低的一侧时，只要入射角度大于一个临界值，就会发生反射现象，能量将不受损失。这时包在外围的覆盖层就象不透明的物质一样，防止了光线在穿插过程中从表面逸出。
1.2光纤通信系统
光纤通信系统：在发送端首先要把传送信息（如话音）变成电信号，然后调制到激光器发出激光束上，使光强度随电信号幅度（频率）变化而变化，并通过光纤发送出去；在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息。
1.3光纤优点
1)传输频带宽、通信容量大。
2)光纤传输损耗低、中继距离长。
3)光纤传输的信号不受电磁的干扰、保密性强、使用安全。
4)光纤具有抗高温和耐腐蚀的性能，因而可以抵御恶劣的工作环境。
5)光纤的体积小、重量轻，便于敷设。
6)制作光纤的原材料丰富，石英光纤的主要成分是二氧化硅。
1.4光缆的种类
1)按敷设方式分有：自承重架空光缆、管道光缆、铠装地埋光缆和海底光缆。
2)按光缆结构分有：束管式光缆、层绞式光缆、紧抱式光缆、带式光缆、非金属光缆
和可分支光缆。
3)按用途分有：长途通信光缆、短途室外光缆、混合光缆和建筑物内用光缆。
二、光缆通信的发展
2.1光纤通信的诞生
光纤通信的诞生和发展是电信史上的一次重要革命与卫星通信、移动通信并列为20世纪90年代的技术。1966年英籍华裔学者高锟（C.K.KA）和霍克哈母（C.K.HOCKHAM）发表了关于传输介质新概念的论文，指出了利用光纤（Optical Fiber）进行信息传输的可能性和技术途径，奠定了现代光通信——光纤通信的基础。高锟先生也因此获得了2009年诺贝尔物理学奖。
1970年，光纤研制取得了重大突破，同时作为光纤通信用的光源也取得了实质性的进展，使1970年成为光纤通信发展的一个重要里程碑。1976年，美国在亚特兰大（ATLANTA）进行了世界上第一个实用光纤通信系统的现场实验，系统采用GAALAS激光器作为光源，多模光纤做传输介质，速率为44.7Mb/s，传输距离约10km。
2.2光纤通信的发展
光纤通信的发展史虽然只有二三十年，但由于它无比的优越性，使它成为了现代化通信网络中最为重要的传输媒介。
总体来说，光纤通信的发展大致分为4个阶段。
第一阶段（1966——1976年）是基础研究到商业应用的开发时期。这个时期中，出现了短波长（850nm）低速率（34或45Mb/s）多模光纤通信系统，无中继传输距离约为10km。
第二阶段（1976——1986年）是以提高传输速率和增加传输距离为研究目标的大力推
广应用的大发展时期。在这个时期，光纤从多模发展到单模，工作波长从短波长（850nm）发展到长波长（1310nm和1550nm），实现了工作波长为1310nm，传输速率为140—565Mb/s的单模光纤通信系统，无中继传输距离为50到100km。
第三阶段（1986——1996年）是以超大容量超长距离为目标，全面深入开展新技术研究的事情。在这个时期，出现了1550nm色散位移单模光纤通信系统。采用外调制技术，传输速率可达2.5—10Gb/s，无中继传输距离可达100—150km，实验室可以达到更高水平。
第四阶段（1996年至今）是采用光放大器，波分复用光纤通信系统的超长距离的光弧子通信系统的时期。
目前人们正涉足第五阶段光纤通信系统的研究和开发，其至少具有四大特征：超宽带——单根光纤传输容量Tbit/s以上；超长距离——光放大距离可达数千km；光交换——克服电交换瓶颈；智能化——智能光网络技术。
2.3国内外光纤通信发展状况
国外的发展状况：20世纪60年代中期，所研制的最好的光纤损耗在400dB以上，1966年英国标准电信研究所高锟及Hockham从理论上预言光纤损耗可降至20dB/km以下。日本于1969年研制出第一根通信用光纤损耗为100dB/km。1970年康宁公司（Corning）采用“粉末法”先后获得了损耗低于20dB/km和4dB/km的低损耗石英光纤。1974年贝尔实验室（Bell）采用改进的化学汽相沉积法制出性能优于康宁公司的光纤产品。到1979年，掺锗石英光纤在1.55µm处的损耗已经降到0.2dB/km，这一数值已经十分接近由Rayleigh散射所决定的石英光纤理论损耗极限。
国内光纤通信的发展：1963年开始光通信的研究；1977年，第一根短波长(0.85mm)阶跃型石英光纤问世，损耗为300dB/km；1978年，阶跃光纤的衰减降至5dB/km。研制出短波长多模梯度光纤，即G.651光纤；1979年，研制出多模长波长光纤，衰减为1dB/km。建成5.7 km、8Mb/s光通信系统试验段；1980年 1300nm窗口衰减降至0.48dB/km，1550nm窗口衰减为0.29dB/km。1981年多模光纤活动连接器进入实用；1984年 武汉、天津34Mb/s市话中继光传输系统工程建成(多模)；1990年，研制出G.652标准单模光纤，最小衰减达0.35dB/km；1992年降至0.26dB/km。
三、光缆通信的企业
光纤通信系统主要包含三大部分：光通信设备、光纤光缆、光器件，其中光通信设备约占到光通信系统总投资的80%左右。光通信系统主要由电信运营商部署，以满足其在固网、移动网络通信方面的需求。目前光通信设备产业已经很集中，国内的大部分市场份额为华为、中兴及烽火占有；光纤光缆产业的集中度也在提升，几大厂商的产能规模扩张较快，市场地位较高，形成了一定的行业壁垒；光器件行业亦在经历行业集中度提高的过程。
国内生产的光纤光缆企业包括：长飞、富通、烽火通信、中天科技、亨通光电、通光、康宁、住友电工、创合、深圳特发、法尔胜、永鼎、通鼎、西古等。光纤由于存在预制棒供应、生产工艺等壁垒，存在一定门槛；而光缆生产门槛很低，几乎处于完全竞争的格局。总体而言，光纤光缆行业的竞争程度较高，这也使得光纤光缆的价格近年来处于逐年下降的趋势。
海外光设备行业的主要提供商包括阿朗、泰乐和Ciena。而从国内光设备行业的竞争对手来看，主要的供应商为三家，包括中兴、华为、烽火；而其他的供应商包括：上海贝尔、北京瑞斯康达、UT 斯达康、青岛龙泰天翔、北京格林威尔
经历行业低潮期的洗牌后，中国光系统市场竞争格局已经稳定，国外光系统厂商逐渐淡出，华为、烽火和中兴已经占据了中国光传输市场90%以上市场份额。从当前国内光网络设备市场占有率上看，华为、中兴、烽火位列前三，紧随其后的是北电、阿朗。华为、中兴、烽火等国内厂商的占有率占绝对主导位置，达到近80%-90%的市场份额，光设备竞争市场可
以用三分天下去描述。分产品来看，在光传输领域，华为占据近40%的份额，是光传输设备市场当仁不让的领头羊，中兴通讯、烽火的份额则比较接近，共同分享其余近40%-50%的市场份额。
四、光缆通信的应用
光纤通信网络不仅适用于电信业务网，而且也广泛适用于有线电视网、计算机局域网、光互联网等信息网络。
4.1光纤通信在长途骨干网、本地网的应用
骨干网、本地网中继传输主要以光纤通信系统为主。
4.2光纤通信在用户接入网中的应用
光纤接入网是指用户接入网中采用光纤作为主要传输媒质来实现用户信息传送的应用形式。光纤接入网的主要优点是可以传输宽带业务，如高数据下载业务、IPTV业务和图像传达业务等，且传输质量好，可靠性高。网径一般较小，可不需要中继器等。
4.3光纤通信在电视、数据传输网中的应用
利用光纤作为有线电视的干线传输媒质，可大大提高信号的传输质量，为多功能、大容量的信息传送提供了基础。然而，目前做到光纤到户成本很高，难于大规模实现。因此，目前CATV网的最佳选择是光纤、同轴电缆混合传输方式。
4.4光纤通信在计算机校园网中的应用
利用光纤通信系统可容易地传输1000Mb/s计算机校园网的数据信号。
五、光缆通信的研究热点
对光缆通信而言，超高速度、超大容量和超长距离传输一直是人们追求的目标，而全光网络也是人们不懈追求的梦想。
5.1超大容量、超长距离传输技术
波分复用技术极大地提高了光纤传输系统的传输容量，在未来跨海光传输系统中有很大的应用前景，这几年波分复用系统发展也确实十分迅猛。目前，1.6Tbit/s的WDM系统已经大量商用，同时，全光传输距离也在大幅度扩展。提高传输容量的另一种途径是采用光时分复用（OTDM）技术，与WDM通过增加单根光纤中传输的信道数来提高其传输容量不同，OTDM技术是通过提高单信道速率提高传输容量，其实现的单信道最高速率达640Gbit/s。仅靠OTDM和WDM来提高光通信系统的容量毕竟有限，可以把多个OTDM信号进行波分复用，从而大大提高传输容量。WDM/OTDM混合传输系统需要解决的关键技术基本上都包括在OTDM和WDM通信系统的关键技术中。欧共体的RACE计划和美国正在执行的ARPA计划在发展宽带全光网中都部署了WDM和OTDM混合传输方式，以提高通信网络的带宽和容量。WDM/OTDM系统已成为未来高速、大容量光纤通信系统的一种发展趋势，两者的适当结合应该是实现Tbit/s以上传输的最佳方式。实际上，最近大多数超过3Tbit/s的实验都采用了时分复用和WDM相结合的传输方式。
5.2光弧子通信
光弧子是一种特殊的ps数量级上的超短光脉冲，由于它在光纤的反常色散区，群速度色散和非线性效应相互平衡，因而，经过光纤长距离传输后，波形和速度都保持不变。光弧子通信就是利用光弧子作为载体实现长距离无畸变的通信，在零误码的情况下信息传递可达万里之遥。
在光弧子通信领域内，由于其具有高容量、长距离、误码率低、抗噪声能力强等优点，光弧子通信备受国内外的关注，并大力开展研究工作。美国和日本处于世界领先水平。在我国，光弧子通信技术的研究也有一定的成果，国家成功地进行了OTDM光弧子通信关键技术的研究，实现了20Gbit/s、105km的传输。近年来，时域上的亮孤子、正色散区的暗孤子、空域上展开的三维光弧子等，由于它们完全由非线性效应决定，不需要任何静态介质波导而
备受国内外研究人员的重视。
光孤子技术未来的前景是：在传输速度方面采用超长距离的高速通信，时域和频域的超短脉冲控制技术以及超短脉冲的产生和应用技术使现行速率10～20Gbit/s提高到100Gbit/s以上；在增大传输距离方面采用重定时、整形、再生技术和减少ASE，光学滤波使传输距离提高到100000公里以上；在高性能EDFA方面是获得低噪声高输出EDFA。当然，实际的光孤子通信仍然存在许多技术难题，但目前已取得的突破性进展使我们相信，光孤子通信在超长距离、高速、大容量的全光通信中，尤其在海底光通信系统中，有着光明的发展前景。
5.3全光网络
未来的高速通信网将是全光网。全光网是光纤通信技术发展的最高阶段，也是理想阶段。传统的光网络实现了节点间的全光化，但在网络结点处仍采用电器件，限制了目前通信网干线总容量的进一步提高，因此，真正的全光网成为一个非常重要的课题。全光网络以光节点代替电节点，节点之间也是全光化，信息始终以光的形式进行传输与交换，交换机对用户信息的处理不再按比特进行，而是根据其波长来决定路由。
全光网络具有良好的透明性、开放性、兼容性、可靠性、可扩展性，并能提供巨大的带宽、超大容量、极高的处理速度、较低的误码率，网络结构简单，组网非常灵活，可以随时增加新节点而不必安装信号的交换和处理设备。当然，全光网络的发展并不可能独立于众多通信技术之中，它必须要与因特网、ATM网、移动通信网等相融合。
目前全光网络的发展仍处于初期阶段，但它已显示出了良好的发展前景。从发展趋势上看，形成一个真正的、以WDM技术与光交换技术为主的光网络层，建立纯粹的全光网络，消除电光瓶颈已成未来光通信发展的必然趋势，更是未来信息网络的核心，也是通信技术发展的最高级别，更是理想级别。
六、光缆通信的行业展望
光通信行业经过多年竞争，格局已经稳定，国内厂商和国外厂商相比，在成本方面具有明显优势，且在技术方面差距已经较小；而且依靠本土优势，国外厂商想要改变目前的格局，困难较大。而对于国内厂商来说，华为、中兴、烽火在光通信领域积累深厚，其他厂商在技术方面与之差距较大，也难以改变三强为主的竞争格局。
加上光系统具备较高的技术壁垒，在位者较难受到新进入者的威胁。运营商对设备供应商的选择也从价格主导型转向全面合作能力，市场分额逐步向优势企业倾斜，这意味着新增的光系统市场仍将被目前的市场领先者瓜分，从而光系统厂商具备持续的发展空间。故在光通信设备领域三分天下的竞争格局，在未来仍将得以持续。
【参考文献】
[1]徐素妍主编.现代光纤通信系统.北京：科学出版社，2005.1
[2]胡庆，张德民，胡敏，王敏琦编著.光纤通信系统与网络.北京：电子工业出版社，2010.8
光缆传输资源管理信息系统概述 篇3
1 系统总体介绍
通过该平台的实施, 为运营商提供一套完善科学的光缆传输资源管理体系, 该体系以光缆资源信息数据库, 基础设施数据库为依托, 以巡检计划为手段, 以信息管理平台为支撑, 代维公司为保障从而实现光缆传输资源管理体系。
1.1 系统总体框架
主要分为业务框架和技术框架, 为简化实施和部署难度以及提高系统易用性和效率, 系统采用目前主流的B/S结构, 数据集中存储, 分布使用, 配合目前GIS应用中最前沿的WebGIS技术做到基础数据统一、空间地理数据统一、空间数据分析统一, 在数据三统一的前提下, 基础数据的一致性、监管的有效性。
其中应用层和存储层提供技术支撑和管理支撑相关业务支持逻辑。
存储层的主要功能是将数据服务层提供的相关数据进行数据整理和数据预处理后, 将合法有效的结构化数据存放于基础设施数据库中, 并对数据进行空间分析整理, 将数据之间的空间逻辑结构保存于SDE空间数据库引擎中, 供WebGIS和空间分析使用。
应用层包含光缆资源管理系统的所有业务逻辑, 系统的主要功能由应用层提供, 其中包含基础信息管理、故障管理、统计报表、基础字典、WebGIS、空间数据、安全管理、系统管理等八个功能模块。
访问层的主要功能是将应用层提供的业务直接展现给最终用户, 提供人机交互接口, 用户可以通过访问层操作相关业务数据;通过手机终端查询部件的基本信息和设计文档等。
系统技术框架服务于系统业务, 对应的也分为四层, 分别是存储层、业务层、服务层、展现层。
存储层负责存储与系统相关的各种数据, 使用DBMS、SDE等技术, 负责将服务层提供的各种数据进行合法性检测、数据清理、格式化、空间信息分离等操作, 并根据数据的不同性质分别将处理后的数据保存于DBMS和SDE中。
业务层负责主要的业务实现和对各种功能的实现提供业务支撑, 技术上包括三个部分业务处理中间件、SDE空间分析、WebGIS内核。业务层的核心是业务处理中间件, SDE空间分析引擎处理过的数据。WebGIS内核主要负责地图数据、空间数据、SDE分析过的数据进行处理, 为展示层提供支持。服务层主要对核心业务和GIS服务封装统一服务接口。展现层相对简单, 对业务层处理过的数据最终在浏览器和手机终端中进行展示服务。
1.2 系统部署
光缆资源管理系统采用集中部署。可部署于联通机房, 平台设置地图服务器、应用/WEB服务器、数据库和SDE服务器、短信网关/接口服务器等。市公司与县区局之间分别通过自身的专用的互联网专线方式接入平台, 平台网络接入配置相关防火墙、路由器、核心交换机等网络设备保障平台网络安全。
2 系统主要功能介绍
光缆资源管理系统分为七大模块:基础信息管理模块、基础数据字典模块、系统管理模块、GIS应用模块、故障管理模块、手机端应用、统计报表模块。
2.1 基础信息管理模块
基础信息管理是对部件的基本信息和设计文档等资料的管理, 主要分为部件查询、部件管理、文档资料管理三部分。
(1) 部件查询。部件信息查询, 查询条件包含部件编码、部件类型、路由、局向、是否割接、是否备用、行政区域、建设时间, 维护及管理责任人等, 并对查询结果统计和导出。
(2) 部件管理。部件管理主要是对这些基本部件的日常维护 (增加、删除、编辑) 。部件按其管理类型分为光缆管理、光纤管理、接头管理、电杆管理、ODF架管理、光交接箱管理、人井管理、标石管理等八类。
(3) 文档资料管理。主要管理部件的设计图纸、工程施工数据, 设备厂商说明书等文档资料。支持格式为CAD, JPG, Excle, Word等。
2.2 基础数据字典
在本系统中为了方便录入和查询提供七种字典分别是局站字典、局向字典、路由字典、部件类型、故障类型、故障级别、行政区域。
2.3 故障管理
故障管理主要是故障工单管理系统, 由线路巡检人员通过该平台上报故障信息, 通过工单系统快速的给设备维护人员下达故障维护工单并短信通知该设备维护责任人员。故障管理分为提交故障、发送故障工单、短信通知三个功能见图1。
2.4 系统管理
系统管理模块提供整个系统的管理、维护以及诊断, 通过这个模块, 可以对整个系统中的各个功能模块、系统运行情况进行诊断以及管理。系统管理分为五个模块分别是部门管理、人员管理、权限管理、角色管理、日志管理。
2.5 统计报表
统计报表分为两大类, 部件统计、故障统计。
2.6 GIS应用
地理信息系统 (Geographic Information Systems, 简称GIS) 是指在计算机软、硬件支持下, 对现实客观世界的各类与地理信息有关的资源及描述这些资源特性的属性数据进行采集、储存、管理、运算、分析、查询、统计等功能的技术系统。在本系统中GIS应用分为查询部件、查询文档资料、查询部件故障、修改部件信息四个模块。
2.7 手机客户端应用
通过在手机端输入查询条件快速的查询部件, 包含故障级别, 故障类型, 故障内容, 处理时限、申告人、设备编号, 处理人 (责任人) , 受理人 (当前登录用户) 等信息。
3 系统应用的意义
随着电信行业的不断发展, 运营商对于辖区内光缆传输资源的统一利用和管理, 优化光缆传输资源, 同时大力推进驻地网“光进铜退”工程。光纤资源管理系统的应用将实现:
(1) 有效监督检查电信基础资源建设情况;
(2) 准确高效的统计资源;
(3) 及时掌握许昌基础通信资源数据。
信息光缆 篇4
地理信息系统 (Geographic Information System, 简称GIS) , 是一种采集、存储、管理、分析、显示与描述地理信息的技术系统。GIS在计算机软件、硬件支持下为规划、管理、决策和研究提供所需的空间和属性数据。简单的讲, GIS就是一个将地理信息 (回答在什么地方的信息) 和描述信息 (回答是什么的信息) 结合在一起的计算机软件。目前, GIS己经被广泛应用到资源调查、环境评估、灾害预测、国土管理、城市规划、交通运输、通信资源管理等与空间信息有密切关系的各个领域。
2 地理信息系统在通信光缆维护管理中的应用
通信光缆有架空、直埋、管道等敷设方式, 通过平原、山地、丘陵等多种地形。用传统的方法维护管理光缆路由信息, 需要大量的人力和物力, 而且很难让业务部门领导掌控光缆的分布和维护状况。将GIS应用到通信光缆维护管理中, 把各种数据以直观可视的、专题图形的方式呈现给业务人员, 有助于提高维护人员的工作效率, 便于业务管理部门了解光缆资源的空间分布及维护质量情况, 提高通信光缆的维护质量和管理水平。
通信光缆维护管理GIS系统可以实现以下功能:
(1) 能够以维修区域的地形地貌电子地图为背景, 分层创建或修改光缆路由图, 包括线路、端站、人井、标石、接头、警示牌、巡检按钮等具有空间位置的信息;
(2) 能够对各种空间要素的描述信息如光缆线路芯线总数、接头损耗值等进行查询、显示和维护更新工作;
(3) 能够实现对各空间要素的精确定位、分析与统计, 如根据OTDR测量的光缆故障点距离在地图中定位, 为光缆抢修提供指导;
(4) 能够管理各种业务数据, 如标注巡线情况, 登记线路抢修记录。
3 通信光缆维护管理地理信息系统实现方法探讨
在GIS系统的发展过程中已经出现了大量的专业开发工具, 从组成结构上可以归纳为以下几个类别:集成式GIS、模块化GIS、组件式GIS、万维网GIS, 可以根据情况采用相应的工具。
通信光缆GIS开发主要包括两部分内容:
3.1 准备地图, 采集信息
地图包括环境背景图和光缆路由图。环境背景图可以通过对纸质地图进行矢量化的方式生成, 为保证地图实时和准确, 对已经发生变化的地形地貌以及特殊地段的地貌特征, 可以通过采集数据对地图进行修正。光缆路由图可以使用地理信息采集设备获得光缆线路、人井、标石、接头的精确经纬度坐标, 在相应的图层中生成点线来形成, 空间要素的属性信息通过查阅光缆线路竣工资料获得。
3.2 软件规划、代码编写
为便于数据集集中管理和提高系统响应速度, 客户端服务器模式是比较好的一种结构。光缆路由图以空间数据库的形式存储在服务器中, 集中更新维护, 环境背景图每个客户端保存一份, 这样可以加快系统运行速度。客户端软件利用GIS组件运行库通过网络与GIS服务器进行交互。
4结束语
地理信息系统应用到通信光缆的维护管理中, 发挥其强大的地图显示、数据管理、统计分析等功能, 形成一种低成本、高效率的管理方式, 将在通信光缆维护管理中发挥重要作用。
参考文献
[1]汤国安, 赵牡丹, 杨昕, 周毅.地理信息系统[M].科学出版社, 2016.
信息光缆 篇5
关键词：光缆干线,黄河防汛,信息通信
山东黄河信息通信专网的传输电路,是由郑州至济南、济南至河口的SDH数字微波干线和PDH数字微波支线组成的,SDH数字微波设备的传输容量为155MHz,PDH数字微波设备的传输容量为34MHz,传输容量小,电路分配捉襟见肘,仅能满足日常黄河信息通信的需要,不能满足水雨情、工情灾情、水资源保护信息采集、堤防日常管理及涵闸监控和“数字水调”等应用系统的的需求,难以保证防汛、防凌和抢大险的要求。通信干线通信手段单一,没有备用路由,一旦微波干线发生故障,会影响黄河防汛、防凌及日常信息通信传输的需求。
为满足山东黄河信息通信专网传输稳定、管理方便的要求,提高防汛防凌工作效率,开发建设了济南黄河防汛通信光缆传输系统。
1 总体方案与实施
济南黄河防汛通信光缆传输系统的建设,是以现代信息通信传输技术为基础建立起来的为用户服务的综合传输平台,本系统是根据山东黄河防汛通信专网的特点与需求进行设计、开发、建设的。
1.1 系统建设范围
本系统是山东黄河沿黄光缆干线省域网建设的一部分,济南黄河防汛通信光缆系统建设从黄河上游槐荫黄河河务局始,沿黄河大堤下至历城黄河河务局段止。共有槐荫河务局、徐庄闸管所(药山管理段)、天桥河务局(泺口管理段)至泺口通信站,泺口通信站经工程二处、疏浚工程处、物资储备中心、华山管理段至历城区局两段,以及西郊建邦黄河大桥跨河光缆。泺口通信站至济南黄河河务局之间的光缆已提前建设完成。未来本段光缆将接入以泺口通信站为2.5G汇聚点组成的155M接入环,纳入山东黄河光缆干线省域传输网。
1.2 系统规模与内容
本系统将济南市黄河南岸各黄河防汛单位的信息通信均纳入山东黄河防汛专网中,为各防汛单位解决了语音、网络、水文测报监控、水资源利用、视频传输、综合信息管理等问题。共建设通信管道18千米,各接入单位都做手孔,每3千米做人孔预留;敷设通信光缆26千米。安装155M接入设备16套。
1.3 系统实施方案
济南黄河防汛通信光缆传输系统光缆敷设采用在黄河大堤结合标准化堤防在背河大堤上采用外加硅芯管护套管道直埋方式进行敷设。设备具有LAN口及PCM功能的155M接入设备。
具体为:槐荫河务局经徐庄闸管所(药山管理段)、天桥河务局(泺口管理段)至泺口通信站敷设12芯光缆15.5千米;泺口通信站至工程二处敷设6芯光缆0.5千米,泺口通信站经疏浚工程处至物资储备中心敷设24芯光缆3.2千米;物资储备中心经华山管理段至历城区局敷设6芯光缆4.8千米;西郊建邦大桥跨河48芯光缆2.5千米;已提前建设完成的泺口通信站至济南黄河河务局之间为4芯光缆2千米。
光缆接入情况详见济南黄河防汛光缆敷设示意图(如图1所示)。
2 系统主要特点
2.1 运用光缆传输技术,实现了黄河信息通信传输多重保障
济南黄河河务局至各县(区)河务局及县局以下防汛单位原有450M无线接入、800M集群无线通信、宽带无线接入、一点多址等通信方式,本系统建成后,一并纳入山东黄河通信网,加上微波传输系统,实现山东黄河信息通信传输双路由方式,使黄河信息传输通道得到多重保障。
2.2 运用光缆传输安全可靠性,解决了以往黄河通信单纯依赖无线通信的各种弊端
光纤传输与微波等其它传输方式相比,有许多突出的优点:(1)通信容量大,一根光纤的理论带宽可达20THz,目前400Gbit/s系统已经投入实际应用。(2)传输距离远,光纤的损耗极低,无中继传输距离可达几十、甚至上百公里。(3)信号串扰小、保密性能好。(4)抗电磁干扰、传输质量佳,微波传输及其他电通信方式不能解决各种电磁干扰问题,唯有光纤通信不受各种电磁干扰。(5)光纤尺寸小、重量轻,便于敷设和运输。(6)材料来源丰富,环境保护好,有利于节约有色金属铜。(7)无辐射,难于窃听,保密性极好。(8)光缆适应性强,寿命长。 (9)价格低且今后将不断下降。
无线通信有传输质量不稳定,信号易受干扰或易被截获,保密性差,以及易遭受雷毁等缺点,而光缆传输却具有容量大、衰减小、抗扰性能强、成本低等等优点。利用光纤可靠性更高,速率更快,保密性更强的特点,可弥补无线通信的各种弊端。与无线通信形成良好的互补。
2.3 运用光缆传输小范围试点建设技术,为山东黄河光缆干线省域网乃至全河干线传输网建设打下基础
本系统是山东黄河沿黄光缆干线省域网建设的一部分,今后将一并纳入山东黄河沿黄光缆干线省域网中,为今后山东黄河光缆干线省域网建设乃至全黄河干线传输网建设打下坚实的基础。
山东黄河沿黄光缆干线省域网系统结构方案如图2所示。
本系统可纳入今后泺口通信站为2.5G汇聚点组成的155M接入环,如图3所示。
3 应用情况、效益
3.1 应用情况
本系统自2005年开始实施分段建设,至2011年4月系统全部建成投入运行。系统运行稳定,优点突出,几年来系统没出过任何故障,有力的保障了济南黄河防汛防凌工作,为雨情、水情、工情、险情、调水、河道管理等信息的传递提供迅捷且高可靠的传输通道,应用效果十分显著。
3.2 经济和社会效益
3.2.1 经济效益
本系统应用之前,因微波设备和450M无线接入等设备年久失修,及雷击灾害损失等,山东黄河信息中心及各级通信部门每年都要抽调专业技术人员到济南黄河河务局进行故障处理及现场抢修,耗费了大量的人力物力。本系统应用后,无一次故障出现,节省了大量的时间、人力和财力。按原有统计显示,山东黄河河务局信息通信系统80多个通信站点,因主力传输设备为无线传输系统,平均每年因设备雷击损失高达70余万元,应用光传输系统后,此损失将极大幅度下降,经济效益十分显著。
3.2.2 社会效益及前景
该项目的开发应用为山东黄河防汛通信畅通提供了极大的技术支撑,使信息通信系统上了一个新台阶,大大提高了山东黄河专网通信的畅通率。并且作为山东黄河光缆干线省域网建设的试点项目,经几年来运行的稳定可靠证明,山东黄河光缆干线省域网建设是切实可行的,为山东黄河光缆干线省域网建设做出了有益的尝试,为将来的山东黄河光缆干线省域网建设打下了坚实的基础。又因光缆敷设方式为管道地埋式敷设,没有铁塔建设等,对黄河全河的标准化大堤堤防建设,对济南百里黄河风景区建设无任何不良影响,对美化黄河大堤环境功不可没。本项目社会效益显著。
4 结束语
光缆干线广域网技术在山东黄河防汛信息通信系统的应用,是对山东黄河沿黄光缆干线省域网建设成功探索,为沿黄全河信息通信光缆传输网建设提供了试点,对黄河信息通信传输手段单一等问题提供了可行的解决方案,随着黄河信息化的飞速发展, 该技术将会得到进一步的推广和应用,前景广阔。
参考文献
[1]张引发.光缆线路工程设计、施工与维护(第2版)[M].北京:电子工业出版社,2007.351.ISBN:9787121046872.
[2]胡庆,张德民,张颖.通信光缆与电缆线路工程[M].北京:人民邮电出版社,2011.252.ISBN:9787115234865.
信息光缆 篇6
1 光缆维护现状
汕头地区电力通信网络主要由传输设备和光缆以及一小部分的载波设备组成, 为电网的生产运营提供调度数据网﹑综合数据网﹑电力线路保护通道﹑话路和远动信号等业务。随着社会经济的发展, 对电量的需求越来越多, 新建变电站和电力线路日益增多, 随之而来的是光缆接入速度加快, 整个地区的光缆资源网络更加庞大, 光缆的维护任务也日益繁重。在通信网络维护中, 光缆故障是维护的大敌。由于光缆比较脆弱, 加之各种外力破坏, 光缆很容易出现故障, 如:施工影响﹑电击和雷击﹑鼠害﹑人为损伤等。
目前, 汕头地区电力通信依然采用传统的光缆维护管理方法, 光缆通信系统发生故障时, 运行管理人员在传输机房首先判断故障发生在设备部分还是线路部分。若判断为线路部分, 即判定故障的段落和性质, 并立即通知线路维护部门进行光缆故障的查修。查修人员带齐相关光缆线路的原始资料到达相应通信站点后, 测试人员用OTDR仪表测试故障点的距离, 将测试结果与技术资料核对, 找出故障点后, 对故障光缆进行抢修。随着光缆数量增加以及早期敷设光缆的老化, 光缆线路故障次数在不断增加, 传统的光缆线路管理模式的故障查找方式困难, 排障时间长, 影响通信网的正常工作, 必须利用通信技术的发展, 运用新的手段来维护光缆的运行。
2 OTDR光缆在线监测系统
OTDR是光缆监测的重要工具, 传统上OTDR作为测试仪表的使用是一种分散式、被动式的手工维护手段, 难以保障更高的光缆安全要求。因此, 利用多台OTDR实现一个集测试、分析、告警、定位、信息管理、业务报表功能于一体的光缆网络集中监控系统, 采用集中式自动维护方法, 是传统OTDR使用方式和维护体制进一步的发展和革新, 能大大提供维护效率和水平。
系统采用网络和数据库技术, 利用分布式客户端, 维护人员可完成系统的各项操作并查看测试结果。系统自动监控光缆网络, 对光纤性能劣化进行分析, 并发出告警。所有测试光纤的资料和结果存储在后台数据库, 以便于日后查询和分析。
利用OTDR组建光缆集中监控系统的一大特点是使用灵活, 方便, 既可以单独使用单台仪表, 又能集中利用, 组成完整的光缆维护系统。
光缆监控系统可将其核心的测试功能和其它外部网管系统 (如资源管理系统, 故障派单系统, SDH网管告警接口等) 结合, 从而进一步提高系统功效。
2.1 系统的总体结构
光缆监控系统的总体架构分为三层。最底层是OTDR和光开关, 完成光缆的测试功能, 测试硬件采用N3900A高性能OTDR, 光开关采用N3900A内置1×12光开关模块或其它外置光开关。
中间层是后台服务器层, 包括电子地图 (GIS) 、ORACLE数据库、后台控制程序。后台服务器完成OTDR的管理、测试控制、告警分析、数据管理、消息分发、资源和告警的同步。
光缆监控系统的工作方式最上层是客户端, 用户通过客户端连接到光缆监测服务器, 完成界面表现和实现系统的各项操作功能。客户端并不支持操作仪表, 而通过后台分配执行, 避免多客户端同时操作引起OTDR硬件资源冲突。这种基于客户端和服务器的方案使用简单, 控制有效, 并便于系统升级。
光缆监控系统为一独立的测试系统, 但能在后台服务器上提供标准化的向上的网络级接口 (TCP/IP, XML, CORBA) 与其它网管系统数据库 (如资源管理系统) 互通;一方面光缆监控系统能从资源管理系统查询相关的光缆资源信息 (如各种地理标识信息, 光缆的路由走向等) , 另一方面资源管理系统也能从光缆监控系统中提取所需的信息 (如性能参数, 告警信息和报表) , 通过资源共享和各种应用进一步结合, 发挥系统的更大功效。
2.2 系统主要功能
该OTDR光缆监测系统集成自动测试、数据库管理、网络控制管理、业务流程控制等技术, 全面结合光纤测试、数据管理与维护体制, 其主要功能包括:
1) 远程OTDR自动测试
OTDR测试是整个系统最核心的功能, 测试分为周期自动测试和点名测试。前者通过预置的程序自动进行, 后者是由网管人员通过口令进行远程测试, 以确定光缆上的告警事件。因此, 维护人员无需到现场定期抽测光缆, 节约了成本并提高了准确率。
2) 基本告警模块
根据测试数据分析, 自动生成光缆告警信息和告警清除消息, 支持用户手工增加告警信息并启动告警测试, 并能结合GIS地图定位和显示告警的光缆和光缆中断点, 提供告警屏蔽、告警过滤、告警确认、启动告警测试、告警查询、告警统计、告警清除、告警导出等功能。
3) 故障处理
提供告警处理的故障流程管理, 实现告警闭环处理;可自动和手工启动故障流程, 提供故障通知相关责任人。通过短信接口将故障信息发给相关责任人和抢修人员, 获得具体的故障信息和故障点位置信息。
4) 光缆性能分析和质量统计
通过长期监测得到光缆测试数据, 统计光缆发生故障情况, 对光缆进行性能分析, 及时将光缆劣化情况通过OA派发到有关负责人。
3 建立光缆监控系统必要性
光纤传输网络运行的可靠性关系到电网稳定和运营效益, 目前普遍采用的被动式管理维护方式已经滞后于电力市场对光纤传输网络稳定性的要求。汕头地区落后的光缆维护模式必须改变, 光纤集中监测系统适用于电力专网的光纤网络监测, 可以改变传统的人工加仪器的光纤传输网络的维护方式, 它为线路的运行维护人员提供了一个自动化的维护与测试平台。系统通过日常的测试, 可以为光纤传输网络的运行质量提供一个性能分析报告, 对于光纤传输网络存在的隐患提出预警, 而不至于只有当线路中断时才告警。该系统将对汕头地区光纤传输网络的维护提供有效、及时的参考和依据, 使得对线路维护更加自动化、科学化、合理化, 非常适合电力通信专网的使用要求, 建立光缆在线监测系统势在必行。S
摘要：近十年来, 光纤通信得到了大力的发展, 由于其具有容量大、传送信息质量高、传输距离远、性能稳定、防电磁干扰、抗腐蚀能力强等优点, 从而被广泛应用于电力通信中, 逐渐取代了微机载波通信。但是当前对光缆的维护主要是出现故障再进行抢修, 维护力量也相对不足, 必须改变当前落后的维护方式, 采用集中化的维护手段。要及时掌握光缆网络的运行状况, 及时发现劣化趋势, 防患于未然;当出现断纤时, 能够快速响应, 准确定位, 缩短故障历时, 所以建立光缆集中监测系统势在必行。本文分析了汕头地区电力通信光缆维护的现状, 介绍了OTDR光缆集中监测系统的原理, 提出了在本地区建立光缆集中监测系统的必要性。
关键词：现状,OTDR集中监测系统,必要性
参考文献
[1]OTDR光缆远程集中监测系统方案[S].
信息光缆 篇7
随着各通信运营商网络的不断壮大, 传输网络的稳定性对传输线路的日常维护管理工作提出了更高的要求。据统计, 在光缆线路阻断中, 大部分是由于日常巡检管理制度不落实造成的。因此, 加强线路巡检工作的管理是避免发生阻断的关键。
传统的巡检管理制度主要依赖于巡检员的自觉性, 并结合不定期地现场抽检、贴纸条等手段。但由于光缆通信线路长而复杂、设施繁多、巡检人员分散等实际情况, 巡检的管理工作有很多困难。而且由于日常的巡检维护工作重复性强, 易导致部分巡检人员产生厌烦心理, 加上个别巡检人员工作懒散, 经常不按时进行巡检, 捏造填写巡检报告。因此, 需要一种科学有效的手段对线路巡检工作进行定量的考评, 以促进巡检制度的落实。GPS光缆线路巡检管理系统就是针对上述问题研制开发的, 它改变了原有人工管理的方式, 为管理人员检查巡线员巡线制度的落实情况实施有效监督, 实现了对通信线路巡检情况科学、有效的管理, 提供了一种计算机自动化管理的辅助手段。使管理者可通过网络及电脑随时了解巡检到位情况, 从而实现巡检工作的智能化、数字化、网络化, 提高巡检管理水平。
GPS光缆线路巡检管理系统结合GPS卫星定位技术、GIS地理信息系统技术、GPRS/3G网络通信技术, 对广域或区域的光缆线路、施工点及相关设备的巡检工作进行实时监控, 实现对巡检人员的位置查询、轨迹跟踪以及监察预警等功能。
通过该系统的使用, 将有效监督和检查巡检人员是否按时进行巡检, 并对巡检内容进行记录、统计和分析, 实现管理的数字化和智能化。
2 系统设计
2.1系统总体目标
(1) 通过设在省中心的管理服务器, 设置各巡检人员的巡检线路, 对巡检任务进行安排。
(2) 实现对各巡检人员的实时监控, 达到集中、实时管理的目的。
(3) 进行巡检考核, 并提供光缆线路巡检率等各种报表。
2.2 系统设计原则
采用GPS+GPRS/3G的方式, 实现巡检的高精度和数据传输的高及时性和自由。数据传输采用GPRS/3G方式通过数据网络将手持GPS终端采集到的定位数据发射到省中心的管理服务器, 由服务器进行数据解析、巡检数据分析、管理查询等功能。
2.3 系统介绍
光缆巡检系统能把电子地图、光缆路由信息导入, 配合管理人员制定巡检作业计划, 并对巡检人员的计划执行情况进行实时监控分析。
为了及时获得巡检人员的地理位置信息, 为每名巡检人员配置一台手持GPS终端, 该终端有GPRS/3G通信模块。通过设置GPS终端, 每间隔一定时间自动采集卫星时间及经纬度信息, 并存储到GPS终端中, 当储存的信息达到一定数量后通过GPRS/3G通信模块传送到省中心的管理服务器。
根据需要可以每隔500米左右及一些特殊的地点例如过河、线路穿墙过院等地段设置一个巡检点, 巡检人员根据巡检计划, 在规定的时间内对指定的线路进行巡检。
2.4 系统特点
光缆线路巡检系统采用的手持GPS终端及内置通信模块符合国际标准, 满足高可靠性的要求, 定位精度高, 使用方便, 根据巡检人员野外作业的实际情况GPS终端具有一定的防水、抗摔能力。
2.5 组网方案
在省中心设立一个数据服务器, 负责管理全省11个地市的巡检管理工作, 并对通过GSM网络和公众互联网传送来的巡检信息进行存储和分析。各地市巡检系统管理员通过公众互联网登录光缆线路巡检管理系统, 并进行相应权限的操作。各地市配备相应数量的GPS巡检终端, 用于光缆线路巡检的信息采集和发送。
当数据服务器收到GPS终端发送线路巡检信息后, 会发送一个确认信息给GPS巡检终端。如果GPS终端收不到服务器发来的确认信息, 间隔一定时间后会重新发送光缆线路巡检信息, 直至收到服务器发来的确认信息。通过这样的确认以保证服务器收到全部的光缆线路巡检信息, 避免数据丢失。
3 应用功能介绍
功能总体描述:
GPS终端能够跟踪卫星定位信息, 采集和保存定位数据和定位时间, 可以通过GPRS/3G模块将数据传送到省中心的数据服务器。由服务器进行数据解析、巡检数据分析、管理查询等功能。
3.1 巡检监控
3.1.1 功能结构
3.1.2 功能介绍
(1) 实时定位。针对巡检人员进行实时状态及位置的监控。可以实时监控巡检人员地理位置, 并与预订巡检路线对比。
(2) 轨迹跟踪。对巡检轨迹进行回放查看, 达到监控和管理的目的。
(3) 场景监控。对巡检人员进行图像监控 (需硬件和网络支持) 。
(4) 报警查询。主要查看各巡检人员的设备是否有报警信息。
(5) 报表统计。对巡检人员以天和月为单位的巡检情况进行统计。
3.2 巡检计划的制定
为巡检人员设定相关的巡检计划、维护周期作业计划和考核标准。
3.3 设备管理
3.3.1 功能结构
3.3.2 功能介绍
(1) 电子地图。支持多种地图的设置, 需要在各中地图中进行参数的配置, 达成一个协议, 方便地图转换为准确的坐标值。
(2) 参数设置。管理系统支持的各种设备类型, 以及设备配置信息。配置GPS各种设备参数和信号值。
(3) 设备设置。管理系统内的GPS设备, 以及设备所带的参数信号信息的配置。例如新增设备、修改设备信息、删除未使用的设备及配置设备的报警参数等。
3.4 基础信息维护
对需要进行巡检的线路、巡检人员、巡检段落及GPS设备等基础信息进行录入、建立巡检人员和GPS设备的对应关系。
3.5 系统用户管理
管理使用该系统的人员, 主要有用户的增加、删除以及用户权限和密码的修改等。
系统将用户权限分为两类:一、数据权限;二、功能权限;
数据权限指系统根据访问角色的不同, 所能够看到的数据范围, 根据用户及授权来完成;
功能权限指对用户授予的操作权限, 分为两种:
普通用户:进行日常的业务操作;
管理员:对系统参数、设备等进行设定和管理。
4 应用拓展
该GPS光缆线路巡检系统具有功能强大、稳定可靠性高、接入方便等特点, 为用户提供了方便、灵活的光缆线路巡检功能, 只需将电子地图升级为全国地图, 就可以支持全国各地用户的接入。而用户只需购买系统支持的GPS终端设备, 并支付一定的使用费及GPRS/3G数据流量费用, 就可以方便地接入该GPS光缆线路巡检系统, 节省了高昂的硬件购置、维护费用及购置电子地图的费用, 从而提高企业管理效率及经济效益。
摘要：根据光缆维护的实际需要, 将GPS与GPRS/3G网络相结合, 构建了一个GPS实时光缆巡检系统;主要介绍了光缆巡检系统在实际工作中的应用方法, GPS实时光缆巡检系统的构成及主要的业务功能。
海底光缆接续技术 篇8
自1984年商品化以来,海底光缆得到了迅速的发展,其不仅逐步取代了海底通信电缆,也逐渐影响了通信卫星,已成为现代洲际通信的主力,是当今世界信息传输最重要的通信手段之一。随着海底光缆通信线路可用于不同的海深环境中,与海底光缆通信系统配套的接续技术,即海底光缆接头盒迅速得到研发与实用。各国海底光缆通信业巨头,如法国Alcatel公司、日本NEC公司、OCC公司、意大利Pirelli公司、瑞典西门子公司等纷纷加入全球海底光缆通信产业的激烈竞争中,竞相开发接头盒的制造技术和接续工艺,但对外一直实行技术保密。
我国从1986年才开始海底光缆及其接续技术的研发,历经了20多年的努力,国内研制的具有独立自主知识产权的海底光缆与海底光缆接头盒已实用化,主要技术性能已与国外同类产品相当,而产品的性价比优于国外,完全可以满足我国不同水深和海域的光纤通信工程线路装备的需求,打破了国外在这一技术领域的封锁。不断发展我国独立自主的海底光缆通信系统产业,对加强我国国民经济建设和国防通信建设具有重大的战略意义。
1 接头盒的设计要求
海底光缆接头盒主要用于接续海底或江河湖泊的水下光缆,是大长度海底(水下)光缆线路不可缺少的固定组成器件。它可完成海底光缆的机械、光电传输及密封绝缘的连接,满足远程通信系统线路中继的需求。当海底光缆线路受到人为的破坏和非人为的自然灾害破坏时,接头盒还可用于线路故障维修,或将光放大模块配置在接头盒中实现无中继器大长度通信传输。
海底光缆接头盒结构设计主要满足以下三个方面的要求:a.与海底光缆性能指标(机械、防水密封、光电、防腐等性能)相同;b.与海底光缆的结构尺寸相匹配;c.适应现有布缆船敷设设备的敷设技术条件。因而,在海底光缆接头盒的整体结构设计过程中必须考虑在水下25年使用寿命中满足被连接海底光缆的铠装钢丝紧固、防水密封绝缘、光纤接续点贮存保护、光缆弯曲缓冲、防腐材料选用及最大外形尺寸,以及布缆船上装备的一系列敷设与打捞设备的施工。
2 接头盒的结构设计与选材
2.1海底光缆接头盒的结构
图1示出了4种不同类型的海底光缆截面,除图1d)的海底光缆常用于深海海域外,其余海底光缆常用于浅海海域。海底光缆接头盒的结构设计就是依据海底光缆的结构、尺寸(包括内外铠装钢丝、光缆护套、光纤束管、金属钢管等),确保海底光缆技术性能要求,我们根据不同类型的海底光缆结构及技术指标设计出实用的接头盒,其结构如图2和图3所示。
2.2铠装钢丝夹紧技术
铠装钢丝是海底光缆的主要抗张力元件,在光缆受到外力作用时,可使光纤不受损伤或不被拉断。铠装钢丝的可靠、有效的连接,是确保海底光缆机械性能连续性的关键,也是海底光缆接头盒结构设计的关键之一。斜楔夹紧装置(如图4所示)解决了接头盒与海底光缆铠装钢丝可靠连接的问题。根据海底光缆铠装钢丝的结构尺寸,斜楔夹紧装置可把钢丝均匀分布在锥楔轴体座的周围,且不出现叠加,钢丝夹紧的关键在于锥角一致性。在轴向施加定额预紧力,使铠装钢丝受力均匀,在夹紧机构里可对不同直径金属线紧固。由于斜楔夹紧机构设计的锥形角小于摩擦角,因而可确保其自锁性能通过严酷的机械振动、冲击试验,从而确保斜楔夹紧装置长期的可靠性。可通过设置螺旋夹紧形式或专用液压装置施加额定的压力,调节斜楔夹紧机构的外作用力,对不同抗拉力性能的钢丝施加不同压力。额定压力参数值可根据公式计算与实验数据设定。图5是斜楔夹紧装置的受力情况,P为预作用力,W为夹紧力,α为斜楔角,φ为作用于斜楔面上的摩擦角。
2.2.1 斜楔角α
海底光缆接头盒的钢丝夹紧装置采用斜楔夹紧结构。根据夹紧锥面及钢丝材料的表面状况,以及摩擦角与摩擦因数的关系式φ=arctan μ,可知海底光缆铠装钢丝夹紧结构的斜楔角α不大于摩擦角φ,则施加大的拉力及冲击振动力,钢丝也不会从夹紧结构中拉脱或松动,确保斜楔夹紧结构的自行锁定,斜楔角α的选取范围为4°～8°。
2.2.2 夹紧力
斜楔夹紧装置结构紧凑,性能可靠,操作简便省力,减少了接头盒安装时间。斜楔夹紧装置可产生较大的增力比undefined,斜楔结构夹紧力W=τP,其中P为预作用力。
2.3密封绝缘
海底光缆接头盒结构设计的另一关键技术是确保接头盒密封结构在水下正常使用寿命达到25年。海底光缆接头盒的可靠性关系到海底光缆光路传输的畅通和保障线路故障检测时整个线路的使用寿命。海底光缆接头盒的密封结构有多种形式,采用的工艺技术和密封材料也多种多样,下面简要介绍两种常用的密封结构、工艺技术和密封材料。
2.3.1 注塑模制技术
海底光缆的径向防水密封层主要依靠光缆PE护套层和中心金属管或PBT塑料管。我们设计的海底光缆接头盒的密封结构是在接头盒内芯体表面形成一层与光缆PE护套层熔合成一体的密封层,从而使接头盒具备与光缆本身相同的绝缘和密封性能,为此,我们研制了接头盒专用注塑模压工艺装置,该装置采取液压方法,将料筒中PE注塑剂注入模腔空隙中使之熔合为一体,使接头盒内芯体表面包覆一层与光缆PE护套材料一致的PE防护层,两端与光缆外护层充分熔合,如图6所示。接头盒专用注塑模制装置如图7所示,它由机架、模制成型装置、液压注塑装置、冷却装置、温控装置等组成,采用双向分体式结构,液压注塑装置采用单泵双回路双作用油路,并在模体内设置水冷系统。注塑模制工艺流程参见图8。
2.3.2 联合密封技术
海底光缆接头盒的联合密封技术是将O型金属异型圈密封技术、热缩管密封技术、填充密封胶技术等结合成一体,可靠地保证接头盒的密封绝缘,满足接头盒在设定水压下对绝缘电阻和耐电压强度的技术要求。
目前60%的密封装置都是采用O型圈密封技术,O型金属或橡胶类结构元件具有密封性好、寿命长、结构紧凑、占空间小、成本低等优点。O型圈密封技术是典型的压缩密封,O型圈截面直径的压缩率、拉伸率、接触宽度是衡量其密封性能和寿命的三大重要参数。结合海底光缆接头盒的技术指标和总体结构设计,我们设定了这三大参数的计算公式与推荐值:压缩率w=(d0-h)×100%/d0,拉伸率a=(d+d0)/(d1+d0),接触宽度b=[1/(1-w)-0.6w]d0。其中d0为O型圈自由状态下截面直径,d为轴径,d1为O型圈内径,h为O型圈槽底与被密封面的距离,根据经验与试验数据,经上式计算w=23%,a=1.04,b=6.4 mm。
热缩管密封技术是采用聚烯烃电缆护套料和增强纤维构成的热缩套管,经辐照交联后,再在管内涂覆聚烯烃热熔胶实现密封,它集绝缘性、密封性和防潮性于一体,可适应恶劣的环境条件。热缩套管的选用应严格按照热缩套管的国家标准规定的技术要求和使用操作工艺规程。
接头盒填充的密封胶是专为接头盒特制的一种防潮、厌水、不干结的液体填充胶,其灌封性和粘贴性良好,经数年在海水中试压,其胶质性能不变,对接头盒的防潮、防水起到很好的辅助作用。
2.4接头盒的材料
海底光缆接头盒必须具有在海底环境下25年的正常使用寿命,因此接头盒材料的选择尤其重要。如果选用材料的耐海水腐蚀性能较差,那么上述方案、设计思路都将前功尽弃。国外常用铍铜合金或优质不锈钢材料作为海底光缆接头盒的结构件材料,国内也曾使用优质碳素结构钢加锌材料,以牺牲阳极技术方法获得接头盒的耐海水腐蚀性能。通过权衡及综合评价各类耐海水腐蚀材料,我们选择了机械强度高、耐海水腐蚀性能佳的钛合金材料,使海底光缆接头盒的整体机械结构和耐海水腐蚀性能得到大大提高,并且接头盒的体积减小和质量减轻。
3 接头盒的装配工艺
海底光缆接头盒与其它通信器件不同,必须在海上施工现场将半成品的接头盒零部件进行装配安装,并且要保证一次装配接续成功。由于海底光缆接头盒的结构复杂,且装配接续质量要求高,因此完成接头盒零部件的组装除了需要配置成套专用接续工艺装置外,还应对装配人员进行专业技术培训。装配人员要熟练掌握接头盒的结构件功能组成与装配接续工艺规程;要熟练掌握和操作成套专用接续工艺装置及光学仪器仪表;要具备认真、负责、细致,吃苦耐劳的精神,使接头盒装配接续质量得到可靠保障,并尽可能缩短装配接续时间。通常成套专用接续工艺装置包括装配工作台与支撑架组件,注塑模压装置组件,液压夹紧装置,灌封装置,专用装配工具组件,光纤接续与测试仪器(光纤熔接机、光时域反射仪、光纤电话等),以及其它辅助器件。
4 结束语
自1990年我国第一套实用化军用浅海海底光缆通信系统开通至今已有近18年了,该系统的成功打破了国外对此项技术的封锁,自主开发产品替代了进口产品,为我国海底光缆通信事业打下基础。随着我国改革开放和经济大发展以及国防通信事业的进一步加强,在未来5～10年内,海底光缆通信也将得到全面发展。我们将瞄准世界先进技术水平,不断实现科学技术创新,结合我国水域、海域状况,提高独立研制、生产与不同类型海底光缆干线配套的多种类型并系列化的新一代海底光缆接头盒(分支器、光放大器)的能力,促进我国海底光缆通信事业向纵深发展,向深海海域、无中继带光放大远程海底光缆通信系统以及水下光电复合传输系统的方向发展,形成我国振兴民族工业品牌产业的典范,积极参与国际竞争,使我国海底光缆通信产业得到更大发展和取得更大成绩。
参考文献
[1]金属机械加工工艺人员手册增订组.金属机械加工工艺人员手册[M].上海:上海科学技术出版社,1979.