浅谈三维图形技术在电网通信光缆监测系统中的应用

1、    浅谈三维图形技术在电网通信光缆监测系统中的应用    张艳 王圣达 陈聪 丛梨 朱天元 赵亮摘  要：三维图形技术在各行各业中都有所利用，如地形勘探、医疗等。在电力通信光缆检测系统中，将三维图形技术引进，能够提升电力通信光缆的安全性。与此同时，此二者的结合则是基于opengl与光时域反射仪的光缆监控系统。针对该系统的实现，将三维可视化技术做针对性讲解，并结合其在电力光缆中的应用的必要性做研究。在本研究中，将该系统进行整体构架搭建，并从硬件以及软件两方面进行展开。就硬件方面来看，光时域反射仪的鼓掌测距原理能够运用到光缆设备等的鼓掌检测定位

2、中;就软件方面来看，将程控光开关以及光时域反射仪的控制流程进行分析，并结合gis系统对光缆的故障位置进行定位，与此同时，利用opengl软件系统进行可视化分析。最后通过界面展示，进行结果验证。关键词：opengl软件;电网通信光缆;光时域反射仪1引言随着科学技术的不断发展与推进，光纤通信技术也随之有了突飞猛进的发展。近十年里，光纤通信技术在电力通信行业的运用十分广泛。光纤通信技术在电力通信中有较为良好的优势，如：信息容量大、不受电磁影响以及耐腐蚀等。并且，光纤通信技术在长距离的通信方面更是有着其他通信技术不可比拟的优势。但是，光纤通信也有其不可抗的缺陷，即光缆十分容易受到外力的破坏，进而导致通

3、信质量的下降。针对此光缆问题需要构建起一个完善的光缆检测系统进行检测。就目前我国已有的光缆检测系统来看，大多是针对局部地区进行检测的，并且，检测系统的监测数据以及地理位置等方面的信息展示效果不佳。对此，针对性进行电网通信光缆检测系统的研究，将程控光开关及光时域反射仪加入到检测系统进行检测，并在此基础上展开对光缆的周期性检测以及点名测试等，将针对光缆的长度、平均损耗以及反射损耗等方面信息进行统计，可准确的对故障进行定位。并且，在三维视图技术的帮助下，能够为电力部门提供更加有利于检测的数据进行参考。2三维可视化技术大数据时代，可视化技术能够将各种数据信息以一种刺激人们视觉神经的形态展示出来。与此同

4、时，丰富的交互手段能够使得各种数据信息更加深入的印刻在用户思维中，帮助用户更加直观的看到各种数据信息及其变化等。与传统的文字以及图标等形式的数据相比较，可视化技术的应用将色彩、形态以及事物体量等内容进行融合，进而将各种信息表达呈现在用户眼前1。最早的可视化技术是应用于科学计算中，通过图形、图表等形式进行计量与计算的表达。如此，更加直观地展示，使得公众更容易去理解学科中的变化以及数据深层次的联系。在电力领域，测量、实验以及数据的计算统计等工作的工作量巨大。在传统的技术下，电力数据无法直观地展示出来，并且在一定程度上会影响其工作效率。因此，可视化技术在电力行业中的应用前景巨大。在可视化技术的帮助下

5、，人们可以实时监测、显示图形等，并且生成相应的图标信息及模型等，能够有效提高工作人员的工作效率。3总体设计框架针对电力通信光缆的检测系统进行设计，其硬件主要包括三个内容：光时域反射仪、计算机以及程控光开关。在该系统中，计算机对光时域反射仪以及程控光开关进行控制，同时接收光缆检测的数据信息并进行分析、生成表格。在可视化技术的帮助下，将系统硬件收集到的信息展示出来。4系统设计4.1硬件部分设计4.1.1光缆故障测量选型在系统硬件中，光时域反射仪对电网通信光缆进行物理特性以及损耗分布测量，包括光纤的长度、接头损耗等内容。光时域反射仪在工作中能够与计算机监控技术进行结合，具有便捷精准的优点，构成电网检

6、测系统，对故障进行实时检测并分析。并且，光时域反射仪还具有报警预警以及故障定位管理等功能。在电网通信光缆检测系统的帮助能够做好实时检测，随时发现光缆故障，不仅提高了通信的质量，同时减少了许多不必要的损失。4.1.2工作原理在电网通信光缆检测系统的工作过程中，光纤的折射率发生细微的变化都会产生光的瑞利散射造成光纤断裂的情况发生。光纤发生故障造成了此处的折射率变化进而导致菲尼尔反射发生。检测系统正是利用了上述原理进行了光缆的故障诊断，进而定位出故障位置。光时域反射仪的工作原理则与激光二极管有关，利用激光二极管发出的脉冲信号定向耦合传送到电网通信光缆。当瑞利散射或菲尼尔反射发生后，其散射光或折射光又

7、会通过定向耦合进入激光二极管，在apd中被转化成信号经过放大、过滤等操作后变成数字信息，最终进行展示。4.1.3程控光开关选型程控光开关具有多种型号，在本次研究中所选用的开关类型为fsw1×4-sm-b型。在整个电网检测系统中，程控开关的作用是对多路光检测以及光器件的安装调试等。4.2软件控制设计4.2.1程控开关的控制1）周期测试将设备安装完成并进入工作状态后，此时的程控开关位于第一通道位置，显示器的显示数据为“01”。在接下来的测试中，依次对程控开关发送十六进制指令，并且发送频率应当具有周期性，内容为02、03、04、01轮流进行。在指令发出后，显示器上的数字显示应当是对应数字。

8、当设备需要复位时，向程控开关发送ff指令，设备便处于复位状态，显示器显示数字为“00”。2）点名测试在点名测试中，同样先将设备安装完毕并进入工作状态。利用计算机进行程控开关的指令下发，将设备切换到相应的设备上复位。4.2.2光时域反射仪的控制1）手动测试流程通过手动的方式进行光时域反射仪的测试，并针对各参数进行数据记录。首先进行波长测试，对各项参数进行手动输入并記录数据的内容。2）自动测试光时域反射仪的自动测试需要在测试波长、测试量程等方面先进行参数的自动设置，然后在测试中获取轨迹曲线进而得到最终的测试结果。5关键技术问题5.1自动测试与手动测试的选取自动测试与手动测试各具优势，自动测试方便快捷，操作简单;手动测试虽操作繁琐但胜在灵活性、测试精准度高。二者如何选取则需要根据实际情况进行判断。在测试中已经确定了光纤长度以及测试波长等参数时则需要选用手动测试的方法。反之，不确定的光纤长度以及其他测试参数时则选用自动测试更为方便。6结束语在本次研究中即可看出，该检测系统的实现不仅需要考虑光缆的故障点定位问题，还需要利用三维建模软件进行可视化分析。通过open