[03-2008] Система мониторинга ВОЛС

[Admin]

Система мониторинга ВОЛС

Ю.В. КАРТОШКИН, заместитель директора
А.Г. КЛИНКОВ, начальник линейно-кабельного цеха

Согласно статистике объем передаваемой в мире информации и оказываемых услуг связи увеличивается по экспоненциальному закону, причем реальный спрос постоянно превышает прогнозируемый. Быстрая и надежная передача данных, голоса и видео приобрела в последние годы исключительную важность для стабильного управления. Сегодня основной средой передачи является оптическое волокно, поскольку имеет одно из основных преимуществ перед другими средами передачи - практически неограниченный ресурс пропускной способности. В связи с этим на первый план выходит проблема надежности ВОЛС. Ее решение включает в себя широкий круг вопросов, одним из которых является организация оперативного квалифицированного обслуживания оптических кабелей, а также своевременная диагностика их состояния.

Наиболее эффективно эту задачу решают системы автоматического мониторинга сети ВОЛС. На Центральной станции связи установлена система автоматического мониторинга «Атлас», под круглосуточным наблюдением которой находится более 188 км волоконно-оптического кабеля, что составляет 92 % общей протяженности ВОЛС, обслуживаемых ЦСС.

Система автоматического мониторинга позволяет: быстро восстанавливать работоспособность кабеля за счет оперативного обнаружения неисправности и точного определения места повреждения; предупреждать сбои благодаря прогнозированию состояния ВОЛС; иметь полную документацию о линии; осуществлять централизованный контроль с привлечением только одного специалиста; значительно уменьшать затраты на тестовое оборудование.

Функционально система мониторинга имеет аппаратную часть, систему управления, а также интегрированные элементы, включающие геоинформационную систему (ГИС) и базы данных кабеля, оборудования сети, критериев, результатов тестирования и др.

Система может одновременно осуществлять документирование кабельного хозяйства, автоматически отслеживать параметры оптических волокон с оперативной и точной локализацией неисправности и ее индикацией на электронной географической карте. Круглосуточный мониторинг состояния ВОЛС обеспечивается методом непрерывной рефлектометрии (можно установить любой график тестирования), что позволяет выявлять динамику изменения параметров оптических волокон и прогнозировать параметры волоконно-оптического кабеля в процессе эксплуатации.

Система в реальном масштабе времени (практически мгновенно) информирует персонал о сбое и уровне потерь в волокне, что значительно сокращает время поиска неисправности и упрощает профилактическое обслуживание ВОЛС.

Аппаратная часть системы «Атлас» включает: устройства дистанционного тестирования волокон (мониторинга) - RTU, центральный блок управления системой - центральный сервер и станции контроля сети.

Устройство мониторинга - автономное и необслуживаемое, устанавливается непосредственно на узлах оптической сети. Оно комплектуется одним-двумя оптическими рефлектометрами OTDR или анализаторами оптического спектра WDM, одним-тремя оптическими коммутаторами, каждый из которых имеет до 32 портов. Это позволяет с одного RTU тестировать до 94 волокон. При подключении 10 внешних удаленных коммутаторов емкость тестирования увеличивается до 999 волокон.

Кроме того, устройство RTU можно использовать для подключения внешних источников аварийных сообщений. В этом случае при получении сигнала аварии от сетевого элемента RTU прерывает рабочий цикл и оперативно тестирует аварийный объект по заранее составленному алгоритму.

Тестирование кабеля предусмотрено двумя методами - «темного» и «активного» волокна. В первом случае проверяется свободное волокно, и измерения используются для получения общей картины работоспособности кабеля.

Статистические данные свидетельствуют о том, что около 90 % неисправностей связаны с повреждением кабеля в целом. Они легко обнаруживаются, если тестируется хотя бы одно волокно в кабеле.

Во втором случае проверяется занятое волокно. При этом для тестирования используется длина волны, отличная от используемой для передачи данных, например 1625 нм.

На ЦСС применяется метод темного волокна.

Центральный сервер является ядром системы и обеспечивает выполнение следующих функций: наблюдение за оптической сетью;
обнаружение нарушений в сети и их локализацию; выявление тенденций изменений параметров линии связи; ведение документации ; дистанционное управление рефлектометром OTDR и анализ рефлектограмм.

Мониторинг сети производится непрерывно или по графику, при этом операторы и обслуживающий персонал извещаются об авариях и предаварийных ситуациях. Все события документируются и вместе с дополнительной информацией, например о местоположении аварии, передаются в центр управления, где информация обрабатывается. Таким образом, можно не только судить о текущем значении параметров сети, но и прогнозировать ее дальнейшее состояние.

Система значительно повышает безопасность сети: любое несанкционированное подключение к волокну будет ею обнаружено и немедленно зафиксировано.

На ЦСС производится непрерывный, круглосуточный мониторинг ВОЛС. Каждое волокно измеряется в течение 10 с в заданной последовательности. При отклонении параметров от контрольной рефлектограммы осуществляется повторное тестирование в течение 100 с. В случае превышения допустимого порога отклонения выдается визуальный и звуковой сигнал тревоги.

Система «Атлас» является многопользовательской, она поддерживает высокий уровень безопасности для защиты информации от несанкционированного доступа. Вся информация о сети хранится на сервере в единой базе данных в табличном и графическом виде. Благодаря этому создается надежная система безопасности на уровне доступа пользователей, каждому из которых присваивается уникальное имя и пароль, определяющий привилегии пользователя.

Сервер посылает сигналы о неисправности или критических событиях (дефектах) каждой из станций клиента, а станция в зависимости от выбранного фильтра эти сигналы принимает или отражает. Сообщение об аварии сопровождается визуальной и звуковой сигнализацией с указанием даты, времени, места и вида повреждения. Для получения более детальной информации об аварии имеется возможность просмотра аварийной рефлектограммы.

Процедура обнаружения неисправности заключается в следующем. Для каждого волокна тестируемой сети создается схема, которая затем хранится в базе данных вместе с результатами контрольного измерения. Маркеры на контрольных рефлектограммах представляют зарегистрированные события. В процессе мониторинга по результатам измерений периодически создается новая рефлектограмма. В точках, отмеченных маркерами, уровни мощности сигнала сравниваются с уровнями контрольной рефлектограммы. Если отклонение превышает заранее установленный порог, подается аварийный сигнал и указывается место дефекта.

Маршрутизация аварийных сигналов осуществляется следующим образом. Когда модуль RTU обнаруживает дефект на линии, он посылает на сервер сигнал о неисправности. Сервер переадресовывает аварийное сообщение на все клиентские терминалы. Оно отображается на станции клиента, если позволяет фильтр. Аварийный сигнал может быть также послан на пейджер, мобильный телефон или отправлен по электронной почте. Пользователи подтверждают получение аварийного сообщения на клиентском терминале или через WEB (виртуальную сеть). Дефект оптического волокна устраняется. Если необходимо, схематическая диаграмма изменяется и сохраняется как новая контрольная рефлектограмма. Модуль RTU регистрирует устранение дефекта и извещает сервер о восстановлении нормального состояния. Сервер переадресовывает это сообщение на все клиентские терминалы. Пользователи подтверждают его получение. При этом все операции фиксируются в базе данных.

При прогнозирующем обслуживании выполняется регулярное автоматическое накопление в базе данных характеристик и результатов измерений оптических волокон. Анализ полученных данных позволяет идентифицировать и устранять нарушения до возникновения аварийной ситуации, контролировать качество оптических кабелей, рассчитывать параметры качества сети.

Входящее в систему программное обеспечение, предназначенное для хранения и обработки информации о ВОЛС, дает возможность просматривать и анализировать данные, а также создавать отчетную документацию о состоянии объектов или участков с различной степенью детализации.

Следует отметить, что программное обеспечение может работать отдельно от системы «Атлас» при разработке документации и обработке данных о ВОЛС, полученных из различных источников.

Система успешно эксплуатируется на ЦСС в течение двух лет.

[СЦБот]

Эта тема была перенесена из раздела Журнал "Автоматика, связь, информатика".

Перенес: Admin