光纤复用技术在海上采油平台的应用

来源 :装备维修技术 | 被引量 : 0次 | 上传用户:peterpan984
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  摘要:光纤是光导纤维的简写,是一种由玻璃或塑料制成的纤维,可作为光传导工具。传输原理是“光的全反射”。由于光在光导纤维的传导损耗比电在电线传导的损耗低得多,光纤被广泛应用于长距离的信息传递。
  海上采油平台间的通讯联系一般通过海底光纤进行双向通讯。本文通过故障光纤的检查,对光纤复用技术进行研究测试,验证了光纤复用技术在海上采油平台间通讯的可用性,同时也是光纤复用设备首次在采油平台使用,对解决海上平台光纤故障不易重新铺设类似问题的提供了新思路,具有一定的推广参考意义。
  关键词:光纤通讯;复用技术;解决措施
  海上中心平台与井口平台之间的通讯采用海底光纤进行双向通讯,中心平台及井口平台中央控制室分别配置了两台安奈特光纤转换器,将需要传输的数据进行光电信号的转换,使中心平台中央控制室能够监视到井口平台的生产状况。报房光端机使用光纤实现办公网络及程控系统之间信号的传递。
  光复用技术种类很多,其中最为重要的是波分复用(WDM)技术和光时分复用(OTDM)技术。波分复用(WDM)是将两种或多种不同波长的光载波信号(携带各种信息)在发送端经复用器(亦称合波器,Multiplexer)汇合在一起,并耦合到光线路的同一根光纤中进行传输的技术; 在接收端经解复用器(亦称分波器或称去复用器,Demultiplexer)将各种波长的光载波分离,然后由光接收机作进一步处理以恢复原信号。这种在同一根光纤中同时传输两个或众多不同波长光信号的技术,称为波分复用。
  海上采油平台在用光纤设备均是采用一收一发双芯光纤实现通讯,光纤复用技术可只用一芯光纤实现多个不同波长光信号通讯,通过光纤复用技术在海上采油平台的应用,将会解决平台光纤故障无备用光纤可用的窘境。
  本文是波分复用(WDM)技术在海上采油平台的应用,实现中心平台与井口平台间设备的通讯。
  1、问题描述
  中心平台至井口平台光纤曾出现故障,监控画面无法显示设备参数,办公网络和电话无法使用。检查发现电网EMS(电能管理系统)交换机光纤接口状态灯无闪烁;报房程控机与井口平台通讯卡指示灯报警,其他通讯设备运行正常,Ping 井口平台网络无法通讯;检查中控系统中心平台与井口平台通讯正常。通过上述检查,初步判断部分光纤存在故障。
  由于海底光纤位于海底,故障点难以精确查找,维修成本高,且检修耗时耗力,经济效益差。许多原来应用于陆地光纤的维护测试方法已经不再适用,在海底光纤出现较大衰减不满足使用要求时,如何快速使光纤恢复通讯功能是此次排查的难点。
  2、问题处理过程
  光纤通讯中断后,平台采用了以下方式进行排查:
  对光纤进行打光测试,电网EMS(电能管理系统)用的四芯光纤三芯透光,一芯不透光;通讯用的两芯光纤,一芯透光,一芯不透光。将透光的两芯光纤接入EMS交换机无法建立通讯;将电网EMS(电能管理系统)透光的一芯光纤给通讯使用,平台通讯网络恢复正常,电网EMS无法通讯。
  用OTDR光纤检测仪对光纤进行检测,光纤衰减数据统计表如下:
  从表中数据可以看出,故障光纤的平均损耗比部分在用正常的光纤的平均损耗还低,据此判断故障光纤有恢复通讯使用的可能。通过对波分复用技术进行研究、探讨,波分复用技术在理论上可以满足海上采油平台的通讯需求。随即利用光纤复用设备进行通讯测试,本次测试利用润光百兆单纤收发器进行测试,该收发器利用波分复用技术使单根光纤可以完成双向通讯,可以极大提高光纤网络的利用率,节省光纤资源。
  首先对中控通讯用光纤进行测试,中心平台与井口平台同时接入单纤双向收发器,中控能够实现正常通讯,测试运行通讯效果良好。通过更换井口平台中控柜至EMS控制柜的光纤,并将单纤双向收发器同时接入电网EMS系统,电网EMS系统也能够实现单根光纤通讯。由于润光百兆单纤收发器测试只有一芯光纤可以用于电网EMS通讯,再次更换为更大功率光纤复用设备进行测试。此次测试设备为瑞斯康达快速千兆以太网收发器,设备照片如下:
  瑞斯康达快速千兆以太网收发器
  该收发器配有可传输80Km光口,可實现更远距离的通讯。大功率光纤复用设备测试有两芯光纤可以用于电网EMS通讯。通过润光百兆单纤收发器测试得知井口平台海缆箱至EMS控制柜的光纤存在较大衰减,更换完井口平台海缆箱至EMS控制柜段的光纤后利用大功率复用设备进行测试,四芯光纤均能够实现通讯。电网EMS系统利用大功率光纤复用设备能稳定通讯,通讯效果良好。
  3、成果及意义
  海上平台间通讯光纤故障无备用光纤可用情况下,为尽快恢复设备通讯,可使用光纤复用设备利用一芯光纤实现了中控及电网的双向通讯,验证了光纤复用技术在采油平台的可用性。在海底光纤部分通道故障无法处理时,我们可以通过减少平台环节光纤的衰减来达到光纤使用的要求;光纤衰减增大后也可以通过更换大功率的光纤复用设备恢复通讯。这是光纤复用技术在采油平台的首次使用,解决海上平台光纤故障不易重新铺设类似问题的提供了新思路。
  参考文献
  [1]孙学康、张金菊. 光纤通讯[M]. 厦门大学出版社, 2010.
  [2]胡庆 王敏琦.光纤通信系统与网络 [M]. 电子工业出版社, 2009.
  作者信息:
  作者简介:段海洋(1986- ),男,汉族,本科,工程师,现从事海上平台油气田电气维修工作。
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