u  光纜自動(dòng)監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)

FAMMS ( Fiber Auto Monitoring Manage System)光纜自動(dòng)監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)是一套針對(duì)光纜網(wǎng)絡(luò)管理和維護(hù)的智慧系統(tǒng)，由多個(gè)不同的遙控測(cè)試單元、監(jiān)測(cè)服務(wù)器、與相關(guān)的軟 件界面等組成，可用以進(jìn)行完整性的光纜損耗無(wú)人監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與管理、光纖特性分析與 預(yù)測(cè)等工作。可由 TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行光纖實(shí)時(shí)關(guān)聯(lián)告警測(cè)試與周期性測(cè)試，光纜監(jiān)測(cè)周期性 測(cè)試提供自定義時(shí)間自由設(shè)定(如 30分鐘/每小時(shí)/每日定期測(cè)試 1次) ，并及時(shí)將分析 之光纖狀態(tài)回報(bào)給系統(tǒng)，并由系統(tǒng)立即發(fā)送告警訊息等自動(dòng)化的光纖維護(hù)管理功 能。同時(shí)提供對(duì) RTU  之參數(shù)設(shè)置與修改功能。

FAMMS 光纜監(jiān)控管理系統(tǒng)采用“模塊化設(shè)計(jì)、插槽式、雙電源熱備份”的結(jié)構(gòu) ，所 有模塊均支持熱插拔 ，在系統(tǒng)維護(hù)與擴(kuò)充性，提供極大的便利性。RTU 監(jiān)測(cè)站系統(tǒng)采用嵌 入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)，系統(tǒng)具有效率高、穩(wěn)定性佳、安全性高等優(yōu)點(diǎn)。

  FAMMS 光纜監(jiān)控管理系統(tǒng)，有在線監(jiān)控、離線監(jiān)控及混合型監(jiān)控三種方式，組成要件 包括光纜監(jiān)測(cè)中心(TSC)、遠(yuǎn)端光纖測(cè)試站(RTU)、終端機(jī)(客戶(hù)端業(yè)務(wù)主機(jī))。

FAMMS 光纖監(jiān)測(cè)軟件包含數(shù)據(jù)庫(kù)軟件、 服務(wù)器軟件，客戶(hù)端軟件，節(jié)點(diǎn)配置軟件， 電子地圖，提供 Google Map。

u  遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)設(shè)備（RTU Remote Test Unit）

RTU 遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)站的基本組 成包括：主控制模塊(MCU) 、 電源模塊(POWER)、光時(shí)域反 射儀實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊(OTDR)、短 信發(fā)送模塊(GSM)、合波濾波模 塊(WDM)等。

u  RTU  遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)站特點(diǎn)

采用 32位嵌入式處理器系統(tǒng),不易受病毒入侵安全性高；

集中式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)：采用單一服務(wù)中心以節(jié)省建置與維護(hù)成本；

高度整合式結(jié)構(gòu)：采用目前最盛行、實(shí)用的 ARM9 及 ARM7 嵌入式架構(gòu)；

按需設(shè)計(jì)的理念：可依據(jù)客戶(hù)需求增減硬件；

插槽式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：具有高擴(kuò)充性與維修方式的便利性；

TCP/IP- based 管理系統(tǒng)提供遠(yuǎn)端更新功能、查看各 RTU  模塊狀態(tài)及 RTU  參數(shù)修改功能。

監(jiān)測(cè)中心可通過(guò) TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)管理多臺(tái) FAMMS  遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)主機(jī) RTU，如圖光纜 自動(dòng)監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

u  光纜自動(dòng)監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)解決方案

多通路 OTDR 監(jiān)測(cè)是業(yè)界新型的光纜監(jiān)測(cè)方案，相對(duì)傳統(tǒng)光纜監(jiān)測(cè)方案有如下優(yōu)勢(shì)：

1.只需單纖監(jiān)測(cè)，而傳統(tǒng)光纜監(jiān)測(cè)需要 OTDR 與光功檢測(cè)兩根光纖

2.只需單端監(jiān)測(cè)，而傳統(tǒng)光纜監(jiān)測(cè)需要遠(yuǎn)端有光源發(fā)射

3.一個(gè)OTDR設(shè)備的損壞只影響單根光纜的監(jiān)測(cè)；而在傳統(tǒng)光纜監(jiān)測(cè)中一個(gè) OTDR 設(shè)備的損 壞可能導(dǎo)致大面積光纜監(jiān)測(cè)失效。

 

u  在線監(jiān)測(cè)方式

 

將與工作波長(zhǎng)不同的測(cè)試波長(zhǎng)，通過(guò) WDM 設(shè)備合波在同一根光纜中傳送，遠(yuǎn)端則利 用濾波器將測(cè)試波長(zhǎng)濾除而讓工作波長(zhǎng)通過(guò)。下圖為在線監(jiān)測(cè)方式示意圖：

u  離線監(jiān)測(cè)方式

使用備纖，易于建立光纜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)且安全性高，成本較低；測(cè)試波長(zhǎng)可以與工作波長(zhǎng)一樣，系統(tǒng)架構(gòu)簡(jiǎn)單明了，易于維護(hù)。下圖為離線監(jiān)測(cè)方式示意圖：

u  光纜自動(dòng)監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)軟件特點(diǎn)

 

視覺(jué)化的操作與管理

光纜自動(dòng)監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)為視覺(jué)化操作與管理，所有的系統(tǒng)管理、OTDR 曲線顯示與地圖顯示等功能均在一個(gè)客戶(hù)端軟件上進(jìn)行，并提供 GIS 電子地圖信息，當(dāng)光纜發(fā)生故障時(shí)可自動(dòng)顯示事件地點(diǎn)及所在位置附近之地圖等訊息。

完整的光纜測(cè)試方案

OTDR啟動(dòng)測(cè)試提供點(diǎn)名測(cè)試、周期測(cè)試與告警測(cè)試三種測(cè)試方式。點(diǎn)名測(cè)試也可稱(chēng)作“手動(dòng)測(cè)試” ，通過(guò)遠(yuǎn)端待測(cè)試的光纜，完成測(cè)試動(dòng)作并得到測(cè)試結(jié)果，可以隨時(shí)掌握光纜的傳輸特性。周期測(cè)試：利用光時(shí)域反射器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊(OTDR)以周期性監(jiān)測(cè)光纜質(zhì)量，并通過(guò)用戶(hù)端設(shè)備連網(wǎng)對(duì)機(jī)房?jī)?nèi)的遠(yuǎn)端監(jiān)測(cè)單元進(jìn)行資料之收集、分析處理與報(bào)表打印及資料儲(chǔ)存。告警測(cè)試：OTDR 自動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)光纜損耗變化，當(dāng)光纜的損耗發(fā)生異常時(shí)，取得測(cè)試結(jié)果，與參考曲線歷史資料做比較，分析并定位故障點(diǎn)。

完備的歷史資料查詢(xún)

可對(duì)歷史資料進(jìn)行查詢(xún)，可查詢(xún)光纜的歷史資料，取得光纜測(cè)試記錄、參考曲線等各項(xiàng)資料，也可打印功能、將資料保存或運(yùn)用。

 

實(shí)時(shí)的失效告警功能

光纜自動(dòng)監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)提供了多種的故障告警功能，可在極短的時(shí)間內(nèi)及時(shí)反應(yīng)故障訊息。并于事件告警訊息視窗中提 供欄位供使用者輸入該事件相關(guān)信息，如故障原因及處理狀態(tài) 等等。

主動(dòng)維護(hù)預(yù)先告警

系統(tǒng)于偵測(cè)光纜質(zhì)量后，可顯示分析結(jié)果報(bào)告。通過(guò)光纜歷史資料的匯總分析，可發(fā)現(xiàn)光纜緩慢劣化，實(shí)現(xiàn)光纜故障預(yù)警功能，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，及時(shí)維修，由被動(dòng)維護(hù)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)維護(hù)，提前對(duì)質(zhì)量衰減之光路進(jìn)行維護(hù)處理，預(yù)防光纜斷線。

當(dāng)發(fā)現(xiàn)光纜故障時(shí)，該系統(tǒng)自動(dòng)顯示斷線路段告警，并以紅色告警，當(dāng)光纜修復(fù)后，該紅色告警消失。

此外系統(tǒng)采模塊式熱插拔設(shè)計(jì)，當(dāng)光纜修復(fù)后或系統(tǒng)重新啟動(dòng)后，系統(tǒng)可自我測(cè)試是否正常運(yùn)作。

實(shí)時(shí)服務(wù)與回報(bào)

當(dāng)機(jī)房 RTU產(chǎn)生告警訊號(hào)時(shí)，自動(dòng)將告警訊息以XML 或其他格式回報(bào)給中心光纜監(jiān)測(cè)軟件，再統(tǒng)一通過(guò)中心系統(tǒng)發(fā)送手機(jī)簡(jiǎn)訊。此外提供告警訊息之聯(lián)絡(luò)人群組設(shè)定，包含設(shè)定簡(jiǎn)訊聯(lián)絡(luò)人群組名單。

系統(tǒng)界面開(kāi)放與網(wǎng)管整合，支持二次開(kāi)發(fā)與設(shè)備定制

系統(tǒng)具備開(kāi)放式界面，以供網(wǎng)管系統(tǒng)之整合。

完整式的圖資管理功能

系統(tǒng)具有支持光纜路徑之規(guī)劃能力，使用者可在 GIS 電子地圖上直接以繪圖方式，規(guī)劃光纜的鋪放路徑，記錄機(jī)房、人手孔等地理位置，同時(shí)可將光纜的相關(guān)資料記錄于數(shù)據(jù)庫(kù)中?？杉{入現(xiàn)況光纜及人手孔資料,并檢查驗(yàn)證該原工程管道及纜線施作范圍資料是否正確， 且不足部分經(jīng)調(diào)查后建入。光纜監(jiān)測(cè)電子地圖光纜路徑繪制，可依人手孔及機(jī)房之 GIS  坐 標(biāo)繪制，并與 OTDR  實(shí)際測(cè)試結(jié)果相互調(diào)整，以使光纜路徑圖較符合實(shí)際現(xiàn)況光纜路徑。

全面的光纜狀態(tài)分析

通過(guò)監(jiān)測(cè)軟件讓機(jī)房遠(yuǎn)端監(jiān)測(cè)單元自動(dòng)收集光纜訊息并儲(chǔ)存，長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)光纜品質(zhì)，提供告警訊息及打印功能提醒維修人員維修處理。提供失效種類(lèi)統(tǒng)計(jì)、失效原因統(tǒng)計(jì)、光纜事件分析及光纜劣化分析等多種功能，使管理人員能掌握光纜變化，提早預(yù)防改善，提升光纜傳 輸質(zhì)量。
 

u  遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)站（RTU）技術(shù)參數(shù)

遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)站（RTU）是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)，以及光纖特性測(cè)量技術(shù)把 OTDR 通過(guò)工業(yè)控制技術(shù)集成的設(shè)備系統(tǒng)，是光纜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的“神經(jīng)末梢”。RTU 設(shè)備在滿(mǎn)配置 情況下，第 12、11 槽位用于安裝電源模塊，第 10 槽位安裝主控模塊，第 1 槽位至第 9 槽位 安裝功能模塊（包括 OTDR 模塊，WDM 模塊等其它功能）。RTU 采用 19 英寸標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱，高度為4U （ 177mm ） , 可安裝于19英寸機(jī)架 。 RTU外形尺寸為 ：318mm(深)X483mm(寬)X177mm（高 4U），RTU 滿(mǎn)配質(zhì)量小于 20kg。 

u  電源模塊（PWU） 

功能概述

電源模塊在設(shè)計(jì)上為提高可靠性和穩(wěn)定性，融入了供電穩(wěn)定、過(guò)載保護(hù)、短路保護(hù)等技術(shù)，便于系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)下替換板卡。

此外，為了保護(hù)系統(tǒng)安全，我們并特別設(shè)計(jì)了保護(hù)電路，以免由于機(jī)房供電不良導(dǎo)致系統(tǒng)意外損壞。

模塊參數(shù)

輸入電壓范圍：-36～-72(DC)或 220V(AC)；

工作溫度參數(shù)：0°C~50°C；

工作濕度：80% ；

功率范圍：≤75W；


交流 AC220V 電源板卡        直流 DC-48V 電源板卡

電源模塊有兩種分別是：DC-48V 與 AC220V。特點(diǎn)是一個(gè)機(jī)框可以只配一塊電源模塊 可以是 DC-48V 或 AC220V；一個(gè)機(jī)框可以配兩塊電源模塊可以全是 DC-48V或 AC220V； 一個(gè)機(jī)框可以配兩塊電源是 DC-48V 與 AC220V 各一塊；開(kāi)關(guān)是防誤碰設(shè)計(jì)；其中 DC-48V 的輸入接口是防正負(fù)接反設(shè)計(jì)。

PWU 指示燈說(shuō)明

u  主控模塊（MCU）

功能概述

控制模塊用于管理監(jiān)測(cè)站各個(gè)板卡，并且與監(jiān)測(cè)中心服務(wù)器通信。將監(jiān)測(cè)站狀態(tài)上報(bào)給監(jiān)測(cè)中心，或執(zhí)行監(jiān)測(cè)中心下發(fā)配置和操作指令。使用嵌入式控制系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)精煉，功耗低，體積小巧。具有通信靈活，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)穩(wěn)定，維護(hù)方便等特點(diǎn)。

指示燈說(shuō)明：

接口與按鍵說(shuō)明：

u  OTDR 監(jiān)測(cè)板卡（OTDR）

功能概述

OTDR 基本測(cè)試時(shí)，由脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖，驅(qū)動(dòng) LD 產(chǎn)生光脈沖，經(jīng)方向耦合器射入待測(cè)光纖。射入光纖之光脈沖，因光纖內(nèi)部含有雜質(zhì)，氣泡等發(fā)生散射，其中部分向后散射稱(chēng)為后方散射光（BACK SCATTERING LIGHT），連同遇不平整光纖端面所產(chǎn)生的 FRESENL 反射光，一同反射回耦合器、射入光電二極管，轉(zhuǎn)換成電脈波。此項(xiàng)反射光，因極微弱，故反復(fù)傳送，收集，迭加、放大，平均處理后，再將波形顯示于 CRT 上。具有高動(dòng)態(tài)范圍、體積小、高水平分辨率的特點(diǎn)。

通過(guò) OTDR 來(lái)確定光纖事件點(diǎn)的物理位置.

模塊參數(shù)

工作波長(zhǎng)（wave lenth）：1310nmnm±25nm）；

動(dòng)態(tài)范圍（Dynamic range）：26 dB~40dB (at 25°C)；

脈沖寬度（Pulse width）：10ns, 40ns, 80ns, 160ns, 1us,     2us, 5us,10us,20us 等；

事件盲區(qū)（Event deadzone）：10 m ；

衰減盲區(qū) Attenuation deadzone：20m；

線性度（Linearity）：±0.05 dB；

測(cè)量精度（Reflectance measurements accuracy）：

±(1 m + 5×10-5×距離+取樣間距)  ；

接口類(lèi)型（Optical connectors）：FC/UPC，SC/UPC；

工作溫度（Operating Temperature）：0°C to +50°C；

保存溫度（Storing Temperature）：-40°C to +70°C；

濕度要求（Humidity）：≦  85%;

指示燈說(shuō)明

注：目前提供 1、2、4 三種監(jiān)測(cè)通道數(shù)的型號(hào)。

u  短信發(fā)送模塊（GSM） 

功能概述

短信發(fā)送模塊用于系統(tǒng)將系統(tǒng)產(chǎn)生的告警信息及時(shí)地通過(guò)短信息方式發(fā)送給相應(yīng)的維護(hù)人員。

指示燈說(shuō)明：

接口與按鍵說(shuō)明：

功能概述

在線監(jiān)測(cè)方式下，用于合波與濾波的功能模塊，是無(wú)源的。

接口與按鍵說(shuō)明：

u  附錄

監(jiān)測(cè)站RTU的OTDR選用原則

相應(yīng)的監(jiān)測(cè)距離由以下算法確定：

1、OTDR 光源打到光纜的最末端時(shí) S/N=1，此時(shí)末端曲線已經(jīng)受噪聲影響而變得不平滑， 測(cè)試和分析精度較低。為了提高監(jiān)測(cè)精度，系統(tǒng)規(guī)劃考慮以 S/N=3dB 來(lái)確定監(jiān)測(cè)距離。即 在 OTDR  提供商的動(dòng)態(tài)范圍中減去 3dB。

2、頭端光衰耗的計(jì)算方法：

光連接器（Adapter）的插入損耗＝0.3dB（典型值）

WDM 的插入損耗=0.3dB（典型值）

濾波器 Filter 的插入損耗=1.0dB（典型值）

熔接點(diǎn) Fusion  的插入損耗=0.1dB（典型值）

光開(kāi)關(guān)（OCS）的插入損耗＝1.2（典型值）+2Adapter＝1.8dB

離線周期頭端光損耗（Head-End Loss）=1 OCS+2Adapter＝2.4dB 1550nm 的光傳輸損耗＝0.25dB/km（典型值）

3、末端插入損耗的計(jì)算方法:

離線末端總損耗 =0 dB

4、系統(tǒng)的監(jiān)視距離與下列各因素相關(guān)：

1) OTDR  之測(cè)試光波與動(dòng)態(tài)范圍(Dynamic Range)。

2)  現(xiàn)存光纜網(wǎng)絡(luò)之耗損值(Loss)本次方案設(shè)計(jì)假設(shè)光纜傳輸 1550nm波長(zhǎng)光的每公里衰耗為 0.25dB。

3)  各光纜接點(diǎn)之耗損值；包含接頭(Adapter)及熔接(Fusion)二種耗損.

傳輸損耗參考下表

依照 OTDR  的測(cè)試特性與光纜傳輸?shù)幕驹?，則上述各項(xiàng)目可以整理成一個(gè)計(jì)算公 式，公式如下：

1) DR：動(dòng)態(tài)范圍(Dynamic Range)，單位為 dB。

2) HELoss：頭端點(diǎn)的耗損，單位為 dB。

3) RT：中繼點(diǎn)(Re-Transmitter)的數(shù)量。

4) RTLoss：每一個(gè)中繼點(diǎn)的耗損，單位為 dB。

TXLoss：光纜對(duì)測(cè)試波長(zhǎng)的傳輸耗損(Transmission Loss)，單位為 dB。