CN104639231A - 一种光网络环断电断路保护直通系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光网络环断电断路保护直通系统，包括：电源模块、核心控制模块、四路光监测模块、光路切换模块、通信传输模块和显示模块，所述核心控制模块附加一看门狗技术，在所述四路光监测模块的每个光信号接收输出节点安置一监测口，所述光路切换模块连接核心控制模块的一端口，所述通信传输模块通过USART串口通信方式与核心控制模块进行数据传输并上传至服务器终端，所述显示模块连接通信传输模块,通过操作界面显示目前系统各个监测端口状态。通过上述方式，本发明能够提高通信安全度，节约公司在处理停电等故障的维护人力及费用。

Description

一种光网络环断电断路保护直通系统

技术领域

本发明涉及网络通讯技术领域，特别是涉及一种光网络环断电断路保护直通系统。

背景技术

目前，PTN网络除了承载传统2G基站、TD基站业务外，还承载集团客户业务和大颗粒LTE基站业务，当出现PTN接入网元断电时，将导致同环单边故障；当同接入环有两个不相邻的节点断电，将导致该两点直接业务全阻。并且部分节点维护人员难以及时进入机房进行处理，传输网络安全性受到严重影响。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种，能够提高通信安全度，最大可能让用户得到最优质的服务，又可节约公司在处理停电等故障的维护人力及费用。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种光网络环断电断路保护直通系统，包括：电源模块、核心控制模块、四路光监测模块、光路切换模块、通信传输模块和显示模块，所述核心控制模块附加一看门狗技术，在所述四路光监测模块的每个光信号接收输出节点安置一监测口，所述光路切换模块连接核心控制模块的一端口，所述通信传输模块通过USART串口通信方式与核心控制模块进行数据传输并上传至服务器终端，所述显示模块连接通信传输模块, 通过操作界面显示目前系统各个监测端口状态，所述四路光监测模块通过接收本站PTN送来的光信号，用不均匀光分路器将送来的光信号按照5:95分光，95%送给光开关，5%的光信号用光电二极管转换成电流，再将电流转换成电压进行放大检测，来判断PTN设备的工作状态。

在本发明一个较佳实施例中，所述电源模块包括两路外部电源转换供电和一路充放电直流电池，在两路外部电源转换供电之间加入NTGS场效应管，所述电源模块供电于核心控制模块。

在本发明一个较佳实施例中，所述电源模块为可插拔结构。

在本发明一个较佳实施例中，所述光路切换模块的光开关控制为机械式光开关。

在本发明一个较佳实施例中，所述通信传输模块采用GTM-900B通信芯片。

在本发明一个较佳实施例中，所述显示模块的操作界面为手机终端显示或是PC终端显示。

本发明的有益效果是：本发明通过断电直通设备实现在PTN节点设备出现断电或其他异常情况下，能保证光纤传输自动切换到该设备，并能自动或人工实现同环其他节点的业务恢复，使得同环其他节点的业务能避开故障点而正常传输；在节点故障消除后，光信号传输能自动或人工干预回跳到PTN设备上，恢复该接入环原有正常传输通信。

附图说明

图1是本发明电源模块结构框图；

图2是外部电源转换过程图；

图3是电池充放电管理模块过程图；

图4是本发明核心控制模块功能框架图；

图5是看门狗芯片实现原理框图；

图6是光监测结构流程框图；

图7是光路检测流程图；

图8是光监测口位置示意图；

图9是光开光状态图；

图10是通信模块工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参阅图1，本发明实施例包括：一种光网络环断电断路保护直通系统，包括：电源模块、核心控制模块、四路光监测模块、光路切换模块、通信传输模块和显示模块，所述核心控制模块附加一看门狗技术，在所述四路光监测模块的每个光信号接收输出节点安置一监测口，所述光路切换模块连接核心控制模块的一端口，所述通信传输模块通过USART串口通信方式与核心控制模块进行数据传输并上传服务器端，所述显示模块连接通信传输模块, 通过操作界面显示设备目前各个监测端口状态。

进一步说，所述电源模块包括两路外部电源转换供电和一路充放电直流电池，在两路外部电源转换供电之间加入NTGS场效应管，所述电源模块供电于核心控制模块，如图1所示。

为满足长时间在线控制及高度稳定状态，对电源有较高要求，保证电源模块的正常运作是设备工作的前提，包括电压噪声，电流恒定，恒功率稳定输出等都需要通过相关处理来实现，外部电源转化模块过程图，如图2所示。

当外部电源接入后通过电源模块将48V电压输出5V电压，再经过DC-DC隔离电源模块输出稳定恒功率5V电压，在经过降压处理提供各器件相应的需求电压，由于是双电源板供电，所以必须防止电源之间反窜的问题，所以电源之间的外部电路需另外考虑，加入NTGS场效应管防止电源反窜。另外为防止锂离子电池不停充放电而引起电池损耗，特加入电池充放电管理模块，具体过程图3所示：

为了便于电源模块出现故障后的维修更换，特将两路外部电源转换供电和一路充放电直流电池（即2+1电源模块）的电源连接结构设计为可插拔结构，使用导轨与压铆螺钉固定，既保证了正常使用中的可靠性，又能在电源模块发生故障后及时高效的更换，是设备尽快恢复正常工作状态。

本发明的核心控制模块（即主控模块）选用ATmega64L单片机作为核心控制器，该单片机为高性能、低功耗的8位AVR微处理器，满足设备需要长时间在线运行并稳定性强的要求，功能框架图如图4所示：

单片机供电选用两路外部电源转换加一路充放电直流电池保证单片机在任何情况下都能正常运行。另为防止程序跑偏引起的设备故障，在主控模块部分特加入看门狗技术，实现系统运行异常时设备自动复位，以保证用户正常使用。使用SP706看门狗芯片，原理框图如图5所示：芯片检测到程序跑偏或异常即会向单片机发送复位信号，实现设备的总体复位。

本发明的四路光监测模块通过接收本站PTN送来的光信号，用不均匀光分路器将送来的光信号按照5:95分光，95%送给光开关，5%的光信号用光电二极管转换成电流，再将电流转换成电压进行放大检测，来判断PTN设备的工作状态，四路光功率检测结构流程框图如图6所示。具体监测方法为利用光电二极管探测器，通过对光强信号的转化输出电流信号，然后运用低噪声高精度电流监控器MAX4004，将电流信号转换为差分信号，并进行放大转换，得到单端输出的电压信号，输入单片机ADC模数端口，以判断光路的通断，监测部分流程如图7所示。

进一步说，为保证光路监测的可靠性，分别在光信号接收输出的四个点安置监测口，如图8中所示的R1、R2、R3、R4，充分确保误切等情况，并能通过具体故障发生位置，确定设备中故障位置，便于更高效率的维修。

光路切换模块中的光开关控制模块依据2X2B光开关设计，该光开关可以很容易的控制光路的两个状态，运用单片机一个普通I/O端口控制即可。其中光开关内部有两种状态：闭锁与非闭锁状态，这里我们选用闭锁状态，只要通过对引脚的高低电平控制即可切换我们所需要的两种状态，光开光状态图如图9所示。

当单片机接收到监测模块异常，达到切换条件时，向光开关发出指令，光开关切换至图中虚线部分，将出现故障的节点B屏蔽；当故障恢复，各监测口指标恢复正常，单片机接收到各端口信号后，向光开关发送恢复指令，如实线所示，PTN设备恢复正常。

通信传输模块采用GTM-900B通信芯片，通过USART串口通信方式与单片机进行数据传输并上传服务器端，通信模块功能流程图如图10所示，其主要功能为接收单片机传输数据，发送故障报告到服务器端及手机终端。再由单片机将故障信息包括故障时间、故障类型、故障解决时间等参数保存到存储器中便于以后调用查看。

本发明的显示模块选用适宜大小的16032液晶屏，通过操作界面，显示设备目前各个监测端口状态，并且能更改设备相应配置达到更好的人机交互体验。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种光网络环断电断路保护直通系统，其特征在于，包括：电源模块、核心控制模块、四路光监测模块、光路切换模块、通信传输模块和显示模块，所述核心控制模块附加一看门狗技术，在所述四路光监测模块的每个光信号接收输出节点安置一监测口，所述光路切换模块连接核心控制模块的一端口，所述通信传输模块通过USART串口通信方式与核心控制模块进行数据传输并上传至服务器终端，所述显示模块连接通信传输模块, 通过操作界面显示目前系统各个监测端口状态，所述四路光监测模块通过接收本站PTN送来的光信号，用不均匀光分路器将送来的光信号按照5:95分光，95%送给光开关，5%的光信号用光电二极管转换成电流，再将电流转换成电压进行放大检测，来判断PTN设备的工作状态。

2.根据权利要求1所述的光网络环断电断路保护直通系统，其特征在于：所述电源模块包括两路外部电源转换供电和一路充放电直流电池，在两路外部电源转换供电之间加入NTGS场效应管，所述电源模块供电于核心控制模块。

3.根据权利要求1所述的光网络环断电断路保护直通系统，其特征在于：所述电源模块为可插拔结构。

4.根据权利要求1所述的光网络环断电断路保护直通系统，其特征在于：所述光路切换模块的光开关控制为机械式光开关。

5.根据权利要求1所述的光网络环断电断路保护直通系统，其特征在于：所述通信传输模块采用GTM-900B通信芯片。

6.根据权利要求1所述的光网络环断电断路保护直通系统，其特征在于：所述显示模块的操作界面为手机终端显示或是PC终端显示。