CN104753585A - 一种智能光纤分配装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能光纤分配装置，包括：光检测通道模块，用于实时监测当前工作光纤的光功率；光自动保护模块，用于将所述光功率与预设的切换光纤的门限值进行比较，当所述光功率低于所述门限值时，下发切换光纤的指令；切换执行模块，用于响应所述切换光纤的指令，切换备用光纤为工作光纤。本发明所提供的智能光纤分配装置，通过实时检测工作光纤的光功率，当监测到的光功率值低于设定的切换门限，即主用光纤发生故障时能够快速自动切换至备用光纤，从而实现对光传输系统线路的保护。

Description

一种智能光纤分配装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种智能光纤分配装置。

背景技术

当前，电力生产和建设正加速发展，通信网在不断的扩大，通信网络规模翻番，设备线路众多、业务服务品种繁多，通信专业人员的任务和责任越来越重。面对庞大的电力通信网络，如何在人员力量薄弱的条件下，全面完成各项安全生产任务、实现全网的安全稳定运行、满足电网和企业对通信服务不断增长的需求，是通信人员面对的新的巨大挑战。

众所周知，电力系统继电保护通道按以下双重化原则构建：“同一条线路的两套继电保护应配置两套独立的通信设备，并要求由两套独立的通信电源供电，两套通信设备和通信电源在物理上应完全隔离”。继电保护通信主要为线路保护提供专线通信，有专用纤芯和复用设备2种方式。

杭州地区地域广大，通信网络规模庞大，现有主通信站近200个，光缆线路4673公里(主网)，其中OPGW光缆近一千公里，以2012年通信运行为例，杭州公司共发生缺陷中光缆故障86起，而引起光缆故障的主要原因可能包括高铁、地铁、市政、绿化、河道的施工引起，以及偷盗、拾荒、火烧的引起，甚至车辆拉、撞断、小动物破坏等引起。这些原因发生突然，没有规律，难以完全避免，这给整个电力通信网的稳定运行和整个电网的安全运行有极大的威胁。

对于至关重要的继电保护通道，无论是专用纤芯还是复用通道保护，光纤一般采用四芯，其中两芯在用，另两芯在备用的模式，按照当前的生产方式，解决问题的程序是，当光缆发生故障导致继电保护光纤发生中断时，需要立即将备用光纤投入使用，必须专门派工作人员到现场，到现场光配上做调整；即使在有计划的光缆割接任务时候，也需要到现场先将备用光纤接入，再实施割接，待割接完成以后，再将备用光路退出，回到原光路。

由于距离以及工作程序等方面的影响，使得这样的工作效率极其低下，延长了保护业务的中断时间，对电网的安全稳定有极大的威胁。因此，研制一种智能光纤分配装置是非常有必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种智能光纤分配装置，使得在主用光纤发生故障时，能将带业务的光路快速自动切换至备用光纤。

为解决上述技术问题，本发明提供一种智能光纤分配装置，包括：

光检测通道模块，用于实时监测当前工作光纤的光功率；

光自动保护模块，用于将所述光功率与预设的切换光纤的门限值进行比较，当所述光功率低于所述门限值时，下发切换光纤的指令；

切换执行模块，用于响应所述切换光纤的指令，切换备用光纤为工作光纤。

可选地，所述光检测通道模块包括：

光分路器，用于对所述当前工作光纤的光信号进行分光，提取部分光信号；

光探测器，用于将提取到的所述部分光信号转换为光电流信号；

斩波稳零程控放大器，用于将所述光电流信号转换为电压信号并放大；

程控滤波器，用于对所述电压信号中的斩波附加分量及干扰信号进行滤除；

A/D转换器，用于将经所述程控滤波器滤波后的信号转换为数字信号，得到所述当前工作光纤的光功率。

可选地，还包括：

告警模块，用于在所述光自动保护模块下发切换光纤的指令后，发出告警提示。

可选地，还包括：

用于提供电源的电源模块。

可选地，所述电源模块采用双电源供电，配置有标准交流电源插孔以及直流电源接线柱。

可选地，还包括：

掉电自动保护模块，用于当所述电源模块断电时，维持当前的光通道不变。

可选地，还包括：

面板控制模块，用于接收用户通过按键输入的切换指令，控制所述切换执行模块的工作模式为手动切换或自动切换模式。

可选地，还包括：

显示模块，用于对工作模式的状态、光功率指示状况、光路的连接情况和/或工作波长进行显示。

可选地，还包括：

串口控制模块，用于接收用户输入的切换光纤的门限值的设置指令，主通道上在线光功率的查询指令和/或工作模式的切换指令，响应所述设置指令、查询指令和/或切换指令。

本发明还提供了一种智能光纤分配系统，包括传输设备、主用光纤、至少一条备用光纤、通讯接口、操作维护终端以及上述任一项所述的智能光纤分配装置。

本发明所提供的智能光纤分配装置，通过实时检测工作光纤的光功率，当监测到的光功率值低于设定的切换门限，即主用光纤发生故障时能够快速自动切换至备用光纤，从而实现对光传输系统线路的保护。这样对事故抢修尤其对于光缆割接工作来说，不仅省时省力，减少了工序，还缩短了工作时间，大大减少了工程量，减小了工作成本以及对设备的损耗，为电网的安全稳定运行提供强有力的保障。

附图说明

图1为本发明所提供的智能光纤分配装置的一种具体实施方式的结构框图；

图2为本发明所提供的智能光纤分配装置的另一种具体实施方式中光检测通道模块的结构框图；

图3为本发明所提供的智能光纤分配系统的示意图；

图4为本发明所提供的智能光纤分配系统的工作原理说明简图；

图5为本发明所提供的智能光纤分配装置的实物背面图；

图6为本发明所提供的智能光纤分配装置的实物正面图。

具体实施方式

现有技术中，无论是突发性的光缆故障还是有计划的割接，当需要立即将备用光纤投入使用，都必须专门派工作人员到现场，到现场光配上做调整，这样一来，由于电力系统工作的特点，比如两票的使用，第三方人员的调配等会带来的直接缺点是：工作成本高，人、物、财力大消耗；工期反应速度慢，效率低；不能实时检测备用光纤的状态；由于距离以及工作程序等方面的影响，使得这样的工作率及其低下，延长了重要保护业务的中断时间，对电网的安全稳定有极大的威胁。

鉴于此，本发明的核心是提供一种智能光纤分配装置，使得在主用光纤发生故障时能将带业务的光路快速自动倒换到备用光纤。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明所提供的智能光纤分配装置的一种具体实施方式的结构框图如图1所示，该装置包括：

光检测通道模块100，用于实时监测当前工作光纤的光功率；

光自动保护模块200，用于将所述光功率与预设的切换光纤的门限值进行比较，当所述光功率低于所述门限值时，下发切换光纤的指令；

切换执行模块300，用于响应所述切换光纤的指令，切换备用光纤为工作光纤。

本发明所提供的智能光纤分配装置，通过实时检测工作光纤的光功率，当监测到的光功率值低于设定的切换门限，即在主用光纤发生故障、光信号过低时候、探测单元的功率过低时，能够快速自动切换至备用光纤，从而实现对光传输系统线路的保护。这样对事故抢修尤其对于光缆割接工作来说，不仅省时省力，减少了工序，还缩短了工作时间，大大减少了工程量，减小了工作成本以及对设备的损耗，为电网的安全稳定运行提供强有力的保障。

本发明提供了智能光纤分配装置的另一种具体实施方式，与上一实施例相比，本实施例中光检测通道模块又可以具体分为：光分路器101、光探测器102、斩波稳零程控放大器103、程控滤波器104以及A/D转换器105，如图2所示。

其中，光分路器101，用于对所述当前工作光纤的光信号进行分光，提取部分光信号；

光探测器102，用于将提取到的所述部分光信号转换为光电流信号；

斩波稳零程控放大器103，用于将所述光电流信号转换为电压信号并放大；

程控滤波器104，用于对所述电压信号中的斩波附加分量及干扰信号进行滤除；

A/D转换器105，用于将经所述程控滤波器滤波后的信号转换为数字信号，得到所述当前工作光纤的光功率。

对于工作光纤上的光功率，通过光检测通道模块100，经过光路器101分离出来的部分光功率，由PIN光探测器102检测转换为光电流，由后续斩波稳零程控放大器103将电流信号转换为电压信号，实现I/V转换并放大，经程控滤波器104滤除斩波附加分量及干扰信号后，送至A/D转换器，变成相应于输入光功率电平的数字信号。

作为一种优选实施方式，本发明所提供的智能光纤分配装置还可以进一步包括：

告警模块400，用于在所述光自动保护模块下发切换光纤的指令后，发出告警提示。

这样设置的目的能够及时提醒相关工作人员光纤的工作状况，方便用户的使用。

作为一种优选实施方式，本发明所提供的智能光纤分配装置还可以进一步包括：

用于提供电源的电源模块500。

所述电源模块采用双电源供电。具体地，双电源可采用DC-48V以及AC220V。同时，配置有标准交流电源插孔以及直流电源接线柱。

采用双电源同时供电能够降低掉电的风险，保证整个电网工作的稳定性。

作为一种优选实施方式，本发明所提供的智能光纤分配装置还可以进一步包括：

掉电自动保护模块600，用于当所述电源模块断电时，维持当前的光通道不变。

具体地，在系统在本身断电或机房断电时，光路保护系统内部光开关将维持原来的通道不变。这样能够保证断电情况下整个电网的稳定性。

作为一种优选实施方式，本发明所提供的智能光纤分配装置还可以进一步包括：

面板控制模块700，用于接收用户通过按键输入的切换指令，控制所述切换执行模块的工作模式为手动切换或自动切换模式。

作为一种优选实施方式，本发明所提供的智能光纤分配装置还可以进一步包括：

显示模块800，用于对工作模式的状态、光功率指示状况、光路的连接情况和/或工作波长进行显示。

作为一种优选实施方式，本发明所提供的智能光纤分配装置还可以进一步包括：

串口控制模块900，用于接收用户输入的切换光纤的门限值的设置指令，主通道上在线光功率的查询指令和/或工作模式的切换指令，响应所述设置指令、查询指令和/或切换指令。

用户能够通过串口设置切换光功率值，查询主通道上的在线光功率情况。还可以通过串口设置系统是工作在手动切换模式还是自动切换模式状态。

进一步地，本发明所提供的智能光纤分配装置还可以建立网管控制系统。该系统具有直观的图形化操作界面，可操作性和可维护性好，具备良好的扩展性、大容量的管理能力和高安全的数据管理等特性。系统软件采用友好的用户图形界面，系统软件易于安装，支持以太网接口，是一套功能强大的网管系统。网管系统提供设备各光接口的当前光功率性能监测；主备路由当前衰耗性能监测；数据收集时间间隔设置；数据导出、保存和打印，查询、删除性能数据等功能。

本发明所提供的智能光纤分配装置，在主用光纤发生故障时能快速自动倒换到备用光纤，主用通道恢复以后，自动倒回。尤其对于光缆割接工作，时间能缩短比例不可估量，工程量大大减少，工作时间缩短，工作材料成本减少，对设备损耗小，实时可控，如此在保证业务无阻断的前提下可任意调度主备工作路由(线路检修、割接调度)、实时监测主备光纤光功率、支持整个系统的远近程控制，方便对设备的管理、维护，将使得整个工作的效率大大提升，使得保护业务中断的时间降到最低，使得继电保护的可靠性和保障率得到极大提升，为电网的安全稳定运行提供强有力的保障。

如图3所示，本发明还提供了一种智能光纤分配系统，包括传输设备、主用光纤、至少一条备用光纤、通讯接口、操作维护终端以及上述所述的智能光纤分配装置。如图4所示，对于站点A光接收端：由对端送来的主、备光信号接在本设备的R1、R2光口，当R1光信号正常时，该路光信号由RX输出送到本地光端机进行信号处理，当R1光信号异常时，设备内部进行光路切换，将R2光路的光信号由RX输出送到本地光端机进行信号处理，达到了光线路保护功能。对于站点A光发送端：本地光端机输出的光信号接到本设备的TX端口，当接收的R1光信号正常时，TX的光信号经T1输出到对端，同时，为了保证对端设备能够正常进行光路切换，本设备内部送出一个1310nm或1550nm的激光信号经T2发出。当接收的R1光信号异常时，经过光路切换，TX的光信号经T2输出到对端，同时本设备内部送出的激光信号经T1发出。

本发明所提供的智能光纤分配装置SODF(Smart OpticalDistribution Frame)，如图5、6所示，辅助操作维护终端可以实现光功率监测、光路自动切换以及网络管理等功能。SODF可以简单、经济地构成各种通路、干线的保护方案，也可以对各种需要光路切换的网络进行保护，从而组建一个无阻断、高可靠性、安全灵活、抗灾害能力强的光通信网。在保证业务无阻断的前提下任意调度主备工作路由(线路检修、割接调度)，实时监测主备光纤光功率，支持整个系统的远近程控制，方便对设备的管理、维护，将使得整个工作的效率大大提升，使得保护业务中断的时间降到历史最低，使得继电保护的可靠性和保障率得到极大提升，为电网的安全稳定运行提供强有力的保障。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种智能光纤分配装置，其特征在于，包括：

光检测通道模块，用于实时监测当前工作光纤的光功率；

光自动保护模块，用于将所述光功率与预设的切换光纤的门限值进行比较，当所述光功率低于所述门限值时，下发切换光纤的指令；

切换执行模块，用于响应所述切换光纤的指令，切换备用光纤为工作光纤。

2.如权利要求1所述的智能光纤分配装置，其特征在于，所述光检测通道模块包括：

光分路器，用于对所述当前工作光纤的光信号进行分光，提取部分光信号；

光探测器，用于将提取到的所述部分光信号转换为光电流信号；

斩波稳零程控放大器，用于将所述光电流信号转换为电压信号并放大；

程控滤波器，用于对所述电压信号中的斩波附加分量及干扰信号进行滤除；

A/D转换器，用于将经所述程控滤波器滤波后的信号转换为数字信号，得到所述当前工作光纤的光功率。

3.如权利要求2所述的智能光纤分配装置，其特征在于，还包括：

告警模块，用于在所述光自动保护模块下发切换光纤的指令后，发出告警提示。

4.如权利要求1所述的智能光纤分配装置，其特征在于，还包括：

用于提供电源的电源模块。

5.如权利要求4所述的智能光纤分配装置，其特征在于，所述电源模块采用双电源供电，配置有标准交流电源插孔以及直流电源接线柱。

6.如权利要求4所述的智能光纤分配装置，其特征在于，还包括：

掉电自动保护模块，用于当所述电源模块断电时，维持当前的光通道不变。

7.如权利要求1至6任一项所述的智能光纤分配装置，其特征在于，还包括：

面板控制模块，用于接收用户通过按键输入的切换指令，控制所述切换执行模块的工作模式为手动切换或自动切换模式。

8.如权利要求1至6任一项所述的智能光纤分配装置，其特征在于，还包括：

显示模块，用于对工作模式的状态、光功率指示状况、光路的连接情况和/或工作波长进行显示。

9.如权利要求1至6任一项所述的智能光纤分配装置，其特征在于，还包括：

串口控制模块，用于接收用户输入的切换光纤的门限值的设置指令，主通道上在线光功率的查询指令和/或工作模式的切换指令，响应所述设置指令、查询指令和/或切换指令。

10.一种智能光纤分配系统，其特征在于，包括传输设备、主用光纤、至少一条备用光纤、通讯接口、操作维护终端以及如权利要求1至9任一项所述的智能光纤分配装置。