CN106506067A - 智能光纤配线装置 - Google Patents

Abstract

­­­­一种智能光纤配线装置,包括光纤适配器、光路自检单元、N×N光开关、微处理器控制单元、以太网接口模块和电源电路，以N×N光开关为核心，2N个光纤适配器分为A、B两组，每组N个适配器，A组适配器接输入光缆纤芯，B组适配器接输出光缆纤芯；A组中的每一个光纤适配器连接到一个光路自检单元，然后再连接到N×N光开关的一个输入端；N×N光开关的每一个输出端连接一个光路自检单元，然后再连接到一个B组的光纤适配器；微处理器控制单元可以控制N×N光开关，使A组的任意一个适配器与B组的任意一个适配器相通，进而实现纤芯的智能调度与自动跳转。本发明专利可实现纤芯的智能调度与自动跳转，可实现多通道信号的实时监控。

Description

智能光纤配线装置

技术领域：

本发明专利属于光纤通讯技术领域，具体涉及一种智能光纤配线装置。

背景技术：

经过多年的建设与发展，国内通讯运营商已建成庞大的光纤网络。在网络管理与维护环节，光纤资源及端口资源的管理是非常重要的。新业务开通和故障处理时，常常涉及光纤资源及端口资源的查找和同步问题。传统的ODN网络是一个无源网络，其每个节点设备都是哑资源，本身不具有管理和维护的特性。对于光缆纤芯的连接情况及端口资源，全部依赖人工，存在效率低、容易出错等问题。在管理方面，目前普遍存在以下问题：（1）不清楚光缆有哪些备用纤芯。（2）不知道A-B光缆的A站一号纤芯对应B站几号纤芯。（3）不知道光缆的备用纤芯那些可用。为解决ODN网络的管理和维护难题，智能ODN成为光纤通讯领域的一个重要研究方向。

发明专利内容：

为解决常规光纤配线配线架存在的不能远程智能调度与自动跳线、不能在线监测网络中纤芯连接情况、不能全面评估光纤纤芯质量等不足之处，本发明专利提供一种基于嵌入式技术与光开关的智能光纤配线装置，以及基于该装置的光缆纤芯资源管理平台。

本发明专利采用的技术方案为：一种智能光纤配线装置, 包括光纤适配器、光路自检单元、N×N光开关、微处理器控制单元、以太网接口模块和电源电路，以N×N光开关为核心，2N个光纤适配器分为A、B两组，每组N个适配器，A组适配器接输入光缆纤芯，B组适配器接输出光缆纤芯；A组中的每一个光纤适配器连接到一个光路自检单元，然后再连接到N×N光开关的一个输入端；N×N光开关的每一个输出端连接一个光路自检单元，然后再连接到一个B组的光纤适配器；微处理器控制单元可以控制N×N光开关，使A组的任意一个适配器与B组的任意一个适配器相通，进而实现纤芯的智能调度与自动跳转。

所述的光路自检单元包括：2×2光纤耦合器、半导体光源、光探测器、信号调理及AD转换电路；光纤耦合器的一个输入端连接光纤适配器，另一个输入端接到半导体光源的输出端；光纤耦合器的一个输出端接在N×N光开关的一个端口，另一个输出端连接光电探测器

所述的半导体光源为发光二极管LED或半导体激光器LD。

所述的光纤耦合器的分光比为99:1。

本发明专利的有益效果：智能光纤配线装置可实现纤芯的智能调度与自动跳转，可实现多通道信号的实时监控；通过OTDR测试光缆纤芯的质量，结合资源管理平台，可分析出光缆纤芯长度、全程损耗、平均损耗、大衰耗点等质量信息，掌握所有备用纤芯的质量，以及故障定位，指导维护人员对光缆进行维护；利用光缆纤芯资源管理平台可实现光纤资源及端口资源的管理，可实时了解光缆连接情况，并可以图形化的形式显示连接信息；智能光纤配线装置具有可靠性高、扩展性强、功能全面等特点。利用它们能够实现光纤线路的智能化管理，提高网络建设、运营和维护效率。

附图说明：

图1为本发明专利所述基于智能光纤配线装置的光缆纤芯资源管理平台示意图；

图2为本发明专利所述智能光纤配线装置结构示意图；

图3为本发明专利所述光路自检单元示意图。

具体实施方式：

参照各图，一种智能光纤配线装置,包括光纤适配器、光路自检单元、N×N光开关、微处理器控制单元、以太网接口模块和电源电路，智能光纤配线装置以N×N光开关为核心，2N个光纤适配器分为A、B两组，每组N个适配器，A组适配器接输入光缆纤芯，B组适配器接输出光缆纤芯；A组中的每一个光纤适配器连接到一个光路自检单元，然后再连接到N×N光开关的一个输入端；N×N光开关的每一个输出端连接一个光路自检单元，然后再连接到一个B组的光纤适配器；微处理器控制单元可以控制N×N光开关，使A组的任意一个适配器与B组的任意一个适配器相通，进而实现纤芯的智能调度与自动跳转。

光路自检单元的作用是实现光缆纤芯连接情况的实时监测。光路自检单元包括：2×2光纤耦合器、半导体光源、光探测器、信号调理及AD转换电路；光纤耦合器的一个输入端连接光纤适配器，另一个输入端接到半导体光源的输出端；光纤耦合器的一个输出端接在N×N光开关的一个端口，另一个输出端连接光电探测器；微处理器控制单元控制光电自检单元内的半导体光源产生一定脉宽的光脉冲信号作为探针，经光纤耦合器注入到光纤中；光电探测器将测量的光脉冲信号转换为电信号经信号调理电路及A/D转换电路转换为数字量后送入到微处理器控制单元；每个光路自检单元产生的光脉冲信号的时间与脉宽均不同，光电探测器接收到这些光信号后，微处理器能够根据这些信息确定是哪一个自检单元发出，微处理器内的应用软件利用这些信息可以判别A组适配器与B组适配器的连接情况，可以判别N×N光开关的导通情况，可以判别同是采用本发明专利所述的智能光纤适配器A节点、B节点的连接情况。

电源电路为智能光纤配线装置的电子元件提供所需的电能。

以太网接口模块用来将智能光纤配线装置连接到网络运营商的系统维护中心的光纤纤芯资源管理平台。

本发明专利所述的光纤纤芯资源管理平台包括：智能光纤配线装置、光时域反射仪（OTDR）、计算机、光纤纤芯资源管理应用软件。

维护中心的管理人员能够通过光纤纤芯资源管理平台上的管理系统软件控制智能光纤配线装置内的N×N光开关，实现光纤连接的远程智能调度。

通过光纤纤芯资源管理平台上的管理系统软件，维护中心的管理人员能够远程随时查看智能光纤配线装置中每一端口状态，如端口闲置中、使用中还是异常状态，以及光纤纤芯的连接情况。如出现异常系统报警，提醒施工维护人员及时排障处理。

光时域反射仪（OTDR）接入智能光纤配线装置的一个输入适配器，可以实现全光缆纤芯的质量监测，在光纤纤芯资源管理平台上的管理系统软件可以获得光纤纤芯长度、损耗等质量数据。

以基于8×8光开关的智能光纤配线装置为例：

图2为基于8×8光开关的智能光纤配线装置结构示意图，图3为图2中光路自检单元（D1-D16）的结构示意图。

智能光纤配线装置主要包括：光纤适配器、光路自检单元、8×8光开关、微处理器控制单元、以太网接口模块、电源电路。

智能光纤配线装置的核心单元为8×8光开关。装置配有2×8个光纤适配器，分为A、B两组，每组8个适配器，A组适配器接输入光缆纤芯，B组适配器接输出光缆纤芯。A组中的每一个光纤适配器连接到一个光路自检单元，然后再连接到8×8光开关的一个输入端。8×8光开关的每一个输出端连接一个光路自检单元，然后再连接到一个B组的光纤适配器。

光路自检单元包括：2×2光纤耦合器（分光比99:1）、半导体光源（发光二极管LED或半导体激光器LD）、光探测器、信号调理及AD转换电路。光纤耦合器的一个输入端连接光纤适配器，另一个输入端接到半导体光源的输出端。光线耦合器的一个输出端接在N×N光开关的一个端口，另一个输出端连接光电探测器。光路自检单元的作用是实现光缆纤芯连接情况的实时监测。

电源电路为装置中的电子元件提供所需的电源。

微处理器控制单元为光纤配线装置的控制核心，使用ARM系列微处理器，微处理器内运行相应的嵌入式应用软件。

利用嵌入式软件，微处理器控制单元可以控制8×8光开关，使A组的任意一个适配器与B组的任意一个适配器相通，进而实现纤芯的智能调度与自动跳转。

利用嵌入式软件，微处理器控制单元控制光电自检单元内的半导体光源产生一定脉宽的光脉冲信号作为探针，经光纤耦合器注入到光纤中。光电探测器将测量的光脉冲信号转换为电信号经信号调理电路及A/D转换电路转换为数字量后送入到微处理器控制单元。每个光路自检单元产生的光脉冲信号的时间与脉宽均不同（等同于含有地址信息），光电探测器接收到这些光信号后，微处理器能够根据这些信息确定是哪一个自检单元发出。微处理器内的应用软件利用这些信息可以判别A组适配器与B组适配器的连接情况，可以判别N×N光开关的导通情况（是否有损坏），可以判别同是采用本发明专利所述的智能光纤适配器A节点、B节点的连接情况（在光纤纤芯资源管理平台的配合下）。

利用嵌入式软件，微处理器控制单元通过以太网接收远程管理软件下发的各个命令，将测量数据传输到管理软件，实现光纤纤芯资源的远程管理、远程维护功能。

图1为本发明专利所述的基于智能光纤配线装置的光缆纤芯资源管理平台示意图。它主要由智能光纤配线装置、具有以太网通讯接口功能的光时域反射仪（OTDR）、管理计算机以及光缆纤芯资源管理软件构成。

维护中心的管理人员能够通过光纤纤芯资源管理平台上的管理系统软件控制智能光纤配线装置内的光开关，实现光纤连接的远程智能调度。

将光时域反射仪（OTDR）接入智能光纤配线装置的一个输入适配器，可以实现全光缆纤芯的质量监测，在光纤纤芯资源管理平台上的管理系统软件可以获得光纤纤芯长度、损耗等质量数据。通过光纤纤芯资源管理平台上的管理系统软件，维护中心的管理人员能够远程随时查看智能光纤配线装置中每一端口状态，如端口闲置中、使用中还是异常状态，以及光纤纤芯的连接情况。如出现异常系统报警，提醒施工维护人员及时排障处理。

虽然本发明专利已以较佳的实施例公开如上，但其并非用以限定本发明专利，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明专利的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本发明专利的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (3)

1.一种智能光纤配线装置，其特征在于：包括光纤适配器、光路自检单元、N×N光开关、微处理器控制单元、以太网接口模块和电源电路，以N×N光开关为核心，2N个光纤适配器分为A、B两组，每组N个适配器，A组适配器接输入光缆纤芯，B组适配器接输出光缆纤芯；A组中的每一个光纤适配器连接到一个光路自检单元，然后再连接到N×N光开关的一个输入端；N×N光开关的每一个输出端连接一个光路自检单元，然后再连接到一个B组的光纤适配器；微处理器控制单元可以控制N×N光开关，使A组的任意一个适配器与B组的任意一个适配器相通，进而实现纤芯的智能调度与自动跳转。

2.根据权利要求1所述的智能光纤配线装置，其特征在于：所述的光路自检单元包括：2×2光纤耦合器、半导体光源、光探测器、信号调理及AD转换电路；光纤耦合器的一个输入端连接光纤适配器，另一个输入端接到半导体光源的输出端；光纤耦合器的一个输出端接在N×N光开关的一个端口，另一个输出端连接光电探测器

根据权利要求2所述的智能光纤配线装置，其特征在于：所述的半导体光源为发光二极管LED或半导体激光器LD。

3.根据权利要求2所述的智能光纤配线装置，其特征在于：所述的光纤耦合器的分光比为99:1。