CN106452571A - 电力终端通信接入网拓扑相关性故障段判定与分析方法 - Google Patents

Abstract

一种电力终端通信接入网拓扑相关性故障段判定方法，在同一网络拓扑中，使得每一个光网络单元ONU通过两个PON口与两侧的光纤终端设备OLT和光纤终端设备OLT’建立“手拉手”式的连接，连接两个方向的光纤为同一光缆的不同纤芯，一旦组网的光缆中断，“手拉手”链路上每一个光网络单元ONU都会出现光信号丢失告警。按照上述的过程和步骤，能够快速判断电力终端通信接入网的故障区段，提高故障排查和处理的效率。

Description

电力终端通信接入网拓扑相关性故障段判定与分析方法

技术领域

本发明涉及一种电力终端通信接入网拓扑相关性故障段判定与分析方法，面向电力终端通信接入网EPON及光纤系统故障分析与判断，通过对EPON设备的实时告警及网络的拓扑关系的综合关联分析，实现对设备或故障区段的高效率自动判断，达到对故障定位与处理的智能辅助效果。

背景技术

电力终端通信接入网特指10千伏通信接入网和0.4千伏通信接入网，其中10千伏通信接入网主要承载配电自动化、配变监测等业务；0.4千伏通信接入网主要承载用电信息采集、智能用电双向互动等业务。“十三五”，电力配用电网大发展，需要稳定可靠、快速自愈的终端通信支撑能力。

高效准确的发现并定位通信故障，是保障网络稳定运行、通信业务服务安全的关键，也是处理故障抢通业务的基础。当前在电力终端通信接入网领域，在网络建设的同时，运维保障主要依靠设备厂家提供的设备网管系统进行，由于EPON光网络无源分光器的使用，使得所有光网络单元并联接入，光缆故障会引起多个光网络单元同时收无光告警，设备网管无法对光缆进行有效监控和故障判断，而通信接入网故障中光缆故障占比较大，无法准确判断光缆故障造成了故障排查困难、人力消耗大、故障修复周期长的后果，影响了配用电业务的稳定运行和快速自愈。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于实现一种电力终端通信接入网拓扑相关性故障段判定与分析方法，实现电力终端通信接入网故障的分析和定位，重点通过设备告警特征分析和光缆拓扑结构分析实现故障区段的判定，解决终端通信接入网故障难以判断定位的问题。

关于标准化的EPON（以太无源光网络）设备告警特征分析

EPON是目前电力终端通信接入网广泛采用的网络设备技术体制，因此对终端通信接入网的故障分析主要从EPON设备的告警监视分析入手。

为实现跨厂家、跨类型的EPON设备告警分析，首先需要对EPON设备的告警进行标准化归纳。综合各主流设备厂家告警信息，EPON设备会导致业务终端的重要故障告警可分为：终端掉电、终端光信号丢失、主干光信号丢失三类。

终端掉电：终端掉电主要指光网络单元ONU终端设备掉电，通过光纤终端设备OLT上报终端掉电告警。此时光网络单元ONU处于离线状态，此后当光纤终端设备OLT再次收到光网络单元ONU上报消息后告警恢复。终端掉电的直接原因是光网络单元ONU供电出现故障，一般为电源问题或电路接触问题。其主要特征是单个光网络单元ONU掉电、离线，无周边关联性故障，同时光纤终端设备OLT上报光网络单元ONU掉电告警（DGi告警）。

终端光信号丢失：终端通信号丢失主要指光纤终端设备OLT连续无法收到某个光网络单元ONU的有效光信号，光网络单元ONU处于离线状态，进而导致终端业务中断。终端光信号丢失的根本原因可能是上联光纤或光网络单元ONU设备故障、性能下降或接线松动等。其主要特征是单个光网络单元ONU掉电、离线，无周边关联性故障，同时光纤终端设备OLT在该光网络单元ONU离线前多次上报终端信号丢失告警（LOSi告警）。

主干光信号丢失：主干光信号丢失主要指光纤终端设备OLT的PON端口连续多次无法收到任何光信号，并且该PON口下联的所有终端ONU均处于离线状态。主干光信号丢失的根本原因可能是下联光纤或光纤终端设备OLT设备故障、性能下降或接线松动等。其主要特征是同一PON口下的所有终端全部离线，同时光纤终端设备OLT上报PON口光信号丢失告警（LOS告警）。

根据上述三类告警特征能够迅速将故障的原因限定到主干设备（OLT）或终端设备（ONU）。

本发明按以下技术方案实现：

一种电力终端通信接入网拓扑相关性故障段判定方法，在同一网络拓扑中，使得每一个光网络单元ONU通过两个PON口与两侧的光纤终端设备OLT和光纤终端设备OLT’建立“手拉手”式的连接，连接两个方向的光纤为同一光缆的不同纤芯，一旦组网的光缆中断，“手拉手”链路上每一个光网络单元ONU都会出现光信号丢失告警。

优选的是，该方法包括以下步骤：

步骤一：将光纤终端设备OLT、光纤终端设备OLT’上联至电力通信专网，并与通信中心站建立连接，在通信中心站进行统一监控；

步骤二：光纤终端设备OLT一侧通过多个分光器OBD逐级非均匀分光实现同一个PON口与多个光网络单元ONU终端设备的一个PON口连接；

步骤三：光纤终端设备OLT’一侧与光纤终端设备OLT一侧对应，同样通过多个分光器OBD逐级非均匀分光，并与光网络单元ONU终端设备的另一个PON连接。

优选的是，所述光纤终端设备OLT一侧与电力通信专网相连，光纤终端设备OLT另一侧通过光纤Ⅰ依次与分光器OBD1、分光器OBD2、分光器OBD3相串接，所述分光器OBD1又与光网络单元ONU1终端设备的一个PON口连接，所述分光器OBD2又与光网络单元ONU2终端设备的一个PON口连接，所述分光器OBD3又与光网络单元ONU3终端设备的一个PON口连接；所述光纤终端设备OLT’一侧与电力通信专网相连，光纤终端设备OLT’另一侧通过光纤Ⅱ依次与分光器OBD1’、分光器OBD2’、分光器OBD3’相串接，所述分光器OBD1’又与光网络单元ONU1终端设备的另一个PON口连接，所述分光器OBD2’又与光网络单元ONU2终端设备的另一个PON口连接，所述分光器OBD3’又与光网络单元ONU3终端设备的另一个PON口连接。

优选的是，所述光纤Ⅰ与光纤Ⅱ为同一光缆的不同纤芯。

一种电力终端通信接入网拓扑相关性故障段分析方法，该方法包括以下步骤：

步骤一：对原始告警进行归纳和标准化，对影响业务的终端掉电、终端光信号丢失、主干光信号丢失三类告警进行分析；

步骤二：针对终端掉电告警，能够直接判断发生掉电故障的终端设备；

步骤三：针对终端光信号丢失告警，首先根据告警特征确定其故障原因为光网络单元ONU终端设备故障或相关的上联光缆故障，然后需要综合分析周边设备状态以及网络拓扑结构来进行更为准确的故障区段判断。

优选的是，当仅在光纤终端设备OLT或光纤终端设备OLT’某一侧收到光网络单元ONU1的终端信号丢失告警时，故障的范围限定为光网络单元ONU1设备以及光缆段a或光缆段c’，逐一排查光缆段和光网络单元ONU1设备PON口。

优选的是，当光纤终端设备OLT和光纤终端设备OLT’两侧均收到光网络单元ONU1的终端信号丢失告警时，应优先排查的故障为光网络单元ONU1设备硬件故障或掉电的故障。

优选的是，当光纤终端设备OLT单侧同时收到光网络单元ONU2、光网络单元ONU3的终端信号丢失告警时，故障点范围是光网络单元ONU2、光网络单元ONU3、分光器OBD2、分光器OBD3、光缆段2、光缆段3、光缆段b、光缆段c位置。

优选的是，通过拓扑分析能够判断，其中光纤2或分光器OBD2为两个终端设备共用传输通道，因此优先排查光缆段2或者分光器OBD2故障。

优选的是，当光纤终端设备OLT收到光网络单元ONU2、光网络单元ONU3的终端信号丢失告警，同时光纤终端设备OLT’收到光网络单元ONU1信号丢失告警时，而通过拓扑分析能够判断，因此应优先排查光纤段2、光纤段3’共用的光缆段是否中断。

本发明有益效果：

本发明所述的拓扑相关性故障判断方法，可以通过从网管系统收集的网络实时数据，智能分析设备告警的各种原因，再结合网络的拓扑结构和设备连接关系，快速定位故障区段，为配电通信接入网的运维检修提供高效可靠的故障判断工具，大幅度减少运维人员工作强度，缩短故障处理时间，提高故障排查和处理的效率，对智能配电网的建设和运行具有深远意义。

附图说明

图1为本发明电力终端通信接入“手拉手”拓扑结构模型。

具体实施方式

以下结合附图，通过具体实施例对本发明作进一步的说明。

如图1所示，光纤终端设备OLT一侧与电力通信专网相连，光纤终端设备OLT另一侧通过光纤Ⅰ依次与分光器OBD1、分光器OBD2、分光器OBD3相串接，所述分光器OBD1又与光网络单元ONU1终端设备的一个PON口连接，所述分光器OBD2又与光网络单元ONU2终端设备的一个PON口连接，所述分光器OBD3又与光网络单元ONU3终端设备的一个PON口连接；光纤终端设备OLT’一侧与电力通信专网相连，光纤终端设备OLT’另一侧通过光纤Ⅱ依次与分光器OBD1’、分光器OBD2’、分光器OBD3’相串接，所述分光器OBD1’又与光网络单元ONU1终端设备的另一个PON口连接，所述分光器OBD2’又与光网络单元ONU2终端设备的另一个PON口连接，所述分光器OBD3’又与光网络单元ONU3终端设备的另一个PON口连接。光纤Ⅰ与光纤Ⅱ为同一光缆的不同纤芯。

PON口是采用PON（无源光网络）技术（一种点对多点的光纤传输和接入技术，下行采用广播方式，上行采用时分多址方式）进行连接的端口。

通过上述连接使得每一个光网络单元ONU通过两个PON口与两侧的光纤终端设备OLT和光纤终端设备OLT’建立“手拉手”式的连接，连接两个方向的光纤为同一光缆的不同纤芯，一旦组网的光缆中断，“手拉手”链路上每一个光网络单元ONU都会出现光信号丢失告警。

一种电力终端通信接入网拓扑相关性故障段分析方法，该方法包括以下步骤：

步骤一：对原始告警进行归纳和标准化，对影响业务的终端掉电、终端光信号丢失、主干光信号丢失三类告警进行分析；

步骤二：针对终端掉电告警，能够直接判断发生掉电故障的终端设备；

步骤三：针对终端光信号丢失告警，首先根据告警特征确定其故障原因为光网络单元ONU终端设备故障或相关的上联光缆故障，然后需要综合分析周边设备状态以及网络拓扑结构来进行更为准确的故障区段判断。

以附图1的拓扑结构为例：

1)当仅在光纤终端设备OLT或光纤终端设备OLT’某一侧收到光网络单元ONU1的终端信号丢失告警时，故障的范围限定为光网络单元ONU1设备以及光缆段a或光缆段c’，逐一排查光缆段和光网络单元ONU1设备PON口。

2)当光纤终端设备OLT和光纤终端设备OLT’两侧均收到光网络单元ONU1的终端信号丢失告警时，应优先排查的故障为光网络单元ONU1设备硬件故障或掉电的故障。

3)当光纤终端设备OLT单侧同时收到光网络单元ONU2、光网络单元ONU3的终端信号丢失告警时，故障点范围是光网络单元ONU2、光网络单元ONU3、分光器OBD2、分光器OBD3、光缆段2、光缆段3、光缆段b、光缆段c位置。通过拓扑分析能够判断，其中光纤2或分光器OBD2为两个终端设备共用传输通道，因此优先排查光缆段2或者分光器OBD2故障。

4)当光纤终端设备OLT收到光网络单元ONU2、光网络单元ONU3的终端信号丢失告警，同时光纤终端设备OLT’收到光网络单元ONU1信号丢失告警时，而通过拓扑分析能够判断，因此应优先排查光纤段2、光纤段3’共用的光缆段是否中断。

以下以一个具体的电力终端通信接入网故障案例分析来说明本发明的实施和应用。

某市电力终端通信接入网承载着配电自动化业务，通信网与配电线路对应，以级联的非均匀分光方式组网，同时为了保障配电自动化业务的安全稳定，采用了“手拉手”方式为单台终端设备ONU提供双点接入保障。

在某日运行过程中，通信网管发现第一级光网络单元ONU在手拉手两侧均上报离线告警，而第二级至第四级光网络单元ONU运行正常，自第五级而后的所有光网络单元ONU在手拉手单侧均上报离线告警。

针对这一场景，根据本发明的分析方法和步骤，首先可以判断出第一级上联光缆段正常，否则第二级至第四级光网络单元ONU不可能运行正常，并且由于第一级光网络单元ONU两侧均有离线告警，可以初步判定为光网络单元ONU设备故障，可优先排查设备硬件故障或掉电问题；其次对于第五级而后的大范围光网络单元ONU离线，可以首先判断最有可能的故障点为第五级光网络单元ONU的上联光缆段和分光器，可优先排查该段光缆段和该分光器。

按照上述的过程和步骤，能够快速判断电力终端通信接入网的故障区段，提高故障排查和处理的效率。

尽管具体地参考其优选实施例来示出并描述了本发明，但本领域的技术人员可以理解，可以做出形式和细节上的各种改变而不脱离所附权利要求书中所述的本发明的范围。以上结合本发明的具体实施例做了详细描述，但并非是对本发明的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，均仍属于本发明技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种电力终端通信接入网拓扑相关性故障段判定方法，其特征在于：在同一网络拓扑中，使得每一个光网络单元ONU通过两个PON口与两侧的光纤终端设备OLT和光纤终端设备OLT’建立“手拉手”式的连接，连接两个方向的光纤为同一光缆的不同纤芯，一旦组网的光缆中断，“手拉手”链路上每一个光网络单元ONU都会出现光信号丢失告警。

2.根据权利要求1所述的电力终端通信接入网拓扑相关性故障段判定方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一：将光纤终端设备OLT、光纤终端设备OLT’上联至电力通信专网，并与通信中心站建立连接，在通信中心站进行统一监控；

步骤二：光纤终端设备OLT一侧通过多个分光器OBD逐级非均匀分光实现同一个PON口与多个光网络单元ONU终端设备的一个PON口连接；

步骤三：光纤终端设备OLT’一侧与光纤终端设备OLT一侧对应，同样通过多个分光器OBD逐级非均匀分光，并与光网络单元ONU终端设备的另一个PON连接。

3.根据权利要求2所述的电力终端通信接入网拓扑相关性故障段判定方法，其特征在于：所述光纤终端设备OLT一侧与电力通信专网相连，光纤终端设备OLT另一侧通过光纤Ⅰ依次与分光器OBD1、分光器OBD2、分光器OBD3相串接，所述分光器OBD1又与光网络单元ONU1终端设备的一个PON口连接，所述分光器OBD2又与光网络单元ONU2终端设备的一个PON口连接，所述分光器OBD3又与光网络单元ONU3终端设备的一个PON口连接；

所述光纤终端设备OLT’一侧与电力通信专网相连，光纤终端设备OLT’另一侧通过光纤Ⅱ依次与分光器OBD1’、分光器OBD2’、分光器OBD3’相串接，所述分光器OBD1’又与光网络单元ONU1终端设备的另一个PON口连接，所述分光器OBD2’又与光网络单元ONU2终端设备的另一个PON口连接，所述分光器OBD3’又与光网络单元ONU3终端设备的另一个PON口连接。

4.根据权利要求3所述的电力终端通信接入网拓扑相关性故障段判定方法，其特征在于：所述光纤Ⅰ与光纤Ⅱ为同一光缆的不同纤芯。

5.一种电力终端通信接入网拓扑相关性故障段分析方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

步骤一：对原始告警进行归纳和标准化，对影响业务的终端掉电、终端光信号丢失、主干光信号丢失三类告警进行分析；

步骤二：针对终端掉电告警，能够直接判断发生掉电故障的终端设备；

步骤三：针对终端光信号丢失告警，首先根据告警特征确定其故障原因为光网络单元ONU终端设备故障或相关的上联光缆故障，然后需要综合分析周边设备状态以及网络拓扑结构来进行更为准确的故障区段判断。

6.根据权利要求5所述的电力终端通信接入网拓扑相关性故障段分析方法，其特征在于：当仅在光纤终端设备OLT或光纤终端设备OLT’某一侧收到光网络单元ONU1的终端信号丢失告警时，故障的范围限定为光网络单元ONU1设备以及光缆段a或光缆段c’，逐一排查光缆段和光网络单元ONU1设备PON口。

7.根据权利要求5所述的电力终端通信接入网拓扑相关性故障段分析方法，其特征在于：当光纤终端设备OLT和光纤终端设备OLT’两侧均收到光网络单元ONU1的终端信号丢失告警时，应优先排查的故障为光网络单元ONU1设备硬件故障或掉电的故障。

8.根据权利要求5所述的电力终端通信接入网拓扑相关性故障段分析方法，其特征在于：当光纤终端设备OLT单侧同时收到光网络单元ONU2、光网络单元ONU3的终端信号丢失告警时，故障点范围是光网络单元ONU2、光网络单元ONU3、分光器OBD2、分光器OBD3、光缆段2、光缆段3、光缆段b、光缆段c位置。

9.根据权利要求8所述的电力终端通信接入网拓扑相关性故障段分析方法，其特征在于：通过拓扑分析能够判断，其中光纤2或分光器OBD2为两个终端设备共用传输通道，因此优先排查光缆段2或者分光器OBD2故障。

10.根据权利要求5所述的电力终端通信接入网拓扑相关性故障段分析方法，其特征在于：当光纤终端设备OLT收到光网络单元ONU2、光网络单元ONU3的终端信号丢失告警，同时光纤终端设备OLT’收到光网络单元ONU1信号丢失告警时，而通过拓扑分析能够判断，因此应优先排查光纤段2、光纤段3’共用的光缆段是否中断。