CN109412684A - 一种城区电力光纤网在线监测及自动检测系统 - Google Patents

Abstract

一种城区电力光纤网在线监测及自动检测系统，涉及电力系统光纤通信领域，解决现有电力光纤监测方式监测设备成本高，监测设备繁多等问题，包括一个光纤网中心通信站点监测设备和L组变电站通信站点监测器件，对一个城区电力光纤网络的电力光纤线路进行在线监测；本发明在提高设备内元件共享程度降低监测成本基础上，同时监测通信站点的工作纤芯和备用纤芯，实现城区电力系统通信光纤网整网在线监测，根据光纤网扩建进行结构扩展，实现扩建后城区电力系统通信光纤网整网在线监测，在出现多光纤线路故障情况下实现故障线路自动检测，当光纤线路中光纤资源紧张，无需去变电站通信站点现场配置，实现监测模式远程切换。

Description

一种城区电力光纤网在线监测及自动检测系统

技术领域

本发明涉及电力系统光纤通信领域，具体涉及一种城区电力光纤网在线监测及自动检测系统。

背景技术

光纤具有通信容量大、传输距离长、传输损耗低、传输速率高的特点，电力系统已经广泛应用光纤通信专网，进行城区电力调度、保护、集控等重要数据传输，城区电力光纤通信专网具有依托电力网建设、区域光纤网络结构复杂、地理分散化、光纤线路多、光纤网络密集、敷设环境复杂、易受施工等人为因素破坏、检修和抢修困难的特点。一旦多电力光纤线路发生故障，尤其是城域网和骨干网交叉的重要线路，通信中断不仅影响电力企业安全运行，并给电力企业造成经济损失，并随着智能电网的建设，对电力光纤通信专网的可靠运行提出了更高的要求。

因此，电力系统光纤网监测需要针对整个城区光纤网络同时开展监测，避免增加大量监测设备，以降低光纤线路监测成本，提高光纤线路监测效率，缩短光纤线路故障历时，提高光纤线路监测及故障检测智能化程度。当前电力系统光纤通信站点提供工作光纤光功率监测，线路出现光衰，网管系统进行告警，工作人员通知运维人员进行故障排查。光功率计和光时域反射仪(OTDR)组成的监测方式，可能因误告出现线路切换导致通信中断。独占备用纤芯监测方式下监测每路每块备用光纤纤芯都需独占一块光时域反射仪模块，增加了设备成本，浪了宝贵的光纤通信资源。因此现有监测技术难以满足电力系统光纤网自动化和智能化监测需求。

发明内容

本发明为解决现有电力光纤监测方式监测设备成本高，监测设备繁多，监测设备可监测线路少，监测模式不灵活，自动化程度低，浪费人工劳动，可能导致长时间光纤通信中断，光功率在线监测故障自动切换检测方式容易出现因误告误切导致的光纤通信中断，备用纤芯轮询监测方式不仅浪费光纤资源，同时因OTDR模块增加了监测设备成本，且无法实现一套设备实现获取光纤网络状态等问题，同时存在由于监测设备插入损耗较大，影响正常通信质量的问题，提供一种城区电力光纤网在线监测及自动检测系统。

一种城区电力光纤网在线监测及自动检测系统，包括一个光纤网中心通信站点监测设备和L组变电站通信站点监测器件，对一个城区电力光纤网络的电力光纤线路进行在线监测；

所述监测设备包括L组监测子单元，每组监测子单元监测一个变电站通信站点内光纤线路，所述组监测子单元包括K个工作纤芯监测子单元、一个分光工作纤芯监测子单元和M个备用纤芯监测子单元，分别实现所述变电站通信站点内光纤线路中工作纤芯在线监测、分光工作纤芯在线监测和备用纤芯在线监测，并实现工作纤芯、分光工作纤芯和备用纤芯的故障自动检测，在保持监测器件和监测设备外围光纤光路和电信号物理链路情况下，实现备用纤芯监测子单元由备用纤芯监测模式切换至工作纤芯监测模式；

所述L组监测子单元共用控制处理器、数据采集模块、光功率监测模块、光检测模块、光告警模块、第一光开关和第二光开关；

每个工作纤芯监测子单元包括第一光环形器、第一分光器、第一光放大器、第一可调衰减器和第一光纤扰偏器；

分光工作纤监测子单元包括第二光环形器、第二分光器、第二光放大器、第二可调衰减器和第二光纤扰偏器；

每个备用纤芯监测子单元包括第三光环形器、光开关A、第三分光器、光开关B、第三光放大器、第三可调衰减器和第三光纤扰偏器；

每组变电站通信站点监测器件包括K路工作纤芯监测器件、一路分光工作纤芯监测器件、1个模式切换模块和M路备用纤芯监测器件；

每路工作纤芯监测器件包括第一光纤隔离器，

分光工作纤芯监测器件包括第四分光器、第五分光器和第二光纤隔离器，

每路备用纤芯监测器件包括光开关C和第三光纤隔离器；

所述控制处理器通过电接口分别与光功率监测模块、光检测模块、数据采集模块和光告警模块连接；

所述控制处理器通过RJ45网口接入电力系统数据传输网，与通信站点监测器件组的模式切换模块相连，实现模式切换模块控制；与电力光纤网中心通信站点的应用服务器和数据服务器连接，实现远程控制；

所述控制处理器控制光功率监测模块通过光接口与第一光开关相连，第一光开关依次通过第一可调衰减器、第一光放大器、第一分光器和第一光环形器连接到变电站通信站点监测器件的第一光纤隔离器，实现工作纤芯的光功率监测；

所述控制处理器控制第一光纤扰偏器，通过第一分光器和第一光环形器，连接到第一光纤隔离器，实现工作纤芯的通信光正常传输；

所述控制处理器控制光功率监测模块通过光接口与第一光开关相连，第一光开关依次通过第二可调衰减器和第二光放大器连接到第二分光器和第二光环形器，连接到第二光纤隔离器和第四分光器，实现分光工作纤芯的光功率监测；

所述控制处理器控制第三光纤扰偏器，通过第三分光器和第三光环形器，连接到第三光隔离器和第四分光器，实现分光工作纤芯的通信光正常传输；

所述控制处理器控制光功率监测模块通过光接口与第一光开关相连，第一光开关依次通过第三可调衰减器和第三光放大器，并通过光开关A连接到光开关B和第三光环形器，连接到监测器件的光开关C、第五分光器和第四分光器，实现备用纤芯的光功率监测；

数据采集模块通过电接口分别与光功率监测模块连接，实现对工作纤芯、分光工作纤芯和备用纤芯的监测数据的依序采集；

光告警模块通过电接口与数据采集模块连接，实现被监测纤芯光路的依序故障指示灯告警；

所述控制处理器控制光检测模块通过光接口与第二光开关相连，第二光开关通过连接光环形器和光纤隔离器，实现工作纤芯、分光工作纤芯和备用纤芯的依序故障检测；

数据采集模块通过电接口分别与光检测模块连接，实现对工作纤芯、分光工作纤芯和备用纤芯的检测数据的依序采集；

所述控制处理器通过控制通信站点监测器件组的模式切换模块控制光开关C，连接至第三光隔离器和第三光环形器，通过控制光开关A、光开关B，连接第三分光器和第三光纤扰偏器，实现备用纤芯监测子单元的备用纤芯监测模式转换为工作纤芯监测模式；

所述控制处理器控制光功率监测模块通过光接口与第一光开关相连，第一光开关依次通过第三可调衰减器、第三光放大器、光开关B、第三分光器、光开关A和第三光环形器，连接到第三光纤隔离器，实现备用纤芯转换为工作纤芯后的在线监测。

本发明的有益效果：本发明所述的一种城区电力光纤网在线监测及自动检测系统，在提高设备内元件共享程度降低监测成本基础上，同时监测通信站点的工作纤芯和备用纤芯，实现城区电力系统通信光纤网整网在线监测，根据光纤网扩建进行结构扩展，实现扩建后城区电力系统通信光纤网整网在线监测，在出现多光纤线路故障情况下实现故障线路自动检测，当光纤线路中光纤资源紧张，无需去变电站通信站点现场配置，实现监测模式远程切换，弥补了现有监测方式的自动化程度低，解决了光功率监测方式误告误切影响正常通信，以及独占备纤OTDR轮询监测方式监测设备成本高且浪费光纤资源问题，缩短故障线路检测时间，保证城区电力光纤网正常运行，提高监测方法的可扩展性，满足了领域多种监测的需求。

附图说明

图1为本发明所述的一种城区电力光纤网在线监测及自动检测系统的结构示意图。

图2为本发明所述的一种城区电力光纤网在线监测及自动检测系统的结构扩展示意图。

具体实施方式

具体实施方式一、结合图1说明本实施方式，一种城区电力光纤网在线监测及自动检测系统，该方法包括L(L＝8)组变电站通信站点监测器件和一个光纤网中心通信站点监测设备，对一个城区电力光纤网络的N(N＝64)路电力光纤线路进行整体在线监测，监测设备安装于电力光纤网中心通信站点1，L组通信站点监测器件分别对应L个不同的变电站通信站点，监测设备包括L组监测子单元，共包括N个监测子单元，第l组监测子单元(1≤l≤L)包括K(K＝3)个工作纤芯监测子单元、1个分光工作纤芯监测子单元和M(M＝4)个备用纤芯监测子单元，分别监测站点l的光纤线路中K路工作纤芯、1路分光工作纤芯和M路备用纤芯；

第1组监测子单元中的第k(1≤k≤K)个工作纤芯监测子单元1-k包括第一光环形器1-k、第一分光器1-k、第一光放大器1-k、第一可调衰减器1-k和第一光纤扰偏器1-k；第1组监测子单元中的分光工作纤芯监测子单元1包括第二光环形器1、第二分光器1、第二光放大器1、第二可调衰减器1和第二光纤扰偏器1；第1组监测子单元中的第m(1≤m≤M)个备用纤芯监测子单元1-m包括第三光环形器1-m、光开关A 1-m-1、第三分光器1-m、光开关B 1-m-2、第三光放大器1-m、第三可调衰减器1-m和第三光纤扰偏器1-m；各组监测子单元共用控制处理器、数据采集模块、光功率监测模块、光检测模块、光告警模块、第一光开关和第二光开关；

每组通信站点监测器件包括K路工作纤芯监测器件、1路分光工作纤芯监测器件、M路备用纤芯监测器件和1个模式切换模块，分别与站点内K路工作纤芯、1路分光工作纤芯和M路备用纤芯串联连接，每路工作纤芯监测器件相同，第1-k路工作纤芯监测器件包括第一光纤隔离器1-k，使用工作纤芯1-k将第一光纤隔离器1-k串联连接至两端ODF(光配架)；第1路分光工作纤芯监测器件包括第四分光器1、第五分光器1和第二光纤隔离器1，使用分光工作纤芯1将第四分光器1和第二光纤隔离器1串联连接至两端ODF，第五分光器1与第四分光器1级联连接，为M路备用纤芯在线监测提供光源光；每路备用纤芯监测器件相同，第1-m路备用纤芯监测器件包括光开关C 1-m和第三光纤隔离器1-m，使用备用纤芯1-m将光开关C1-m和第三光纤隔离器1-m依次串联连接至两端ODF；其中：

控制处理器通过电接口分别与第一光开关、第二光开关、数据采集模块、光功率监测模块、光检测模块和光告警模块相连，通过RJ45网口接入数据传输网，与变电站通信站点监测器件的模式切换模块相连，实现控制模式切换模块；与中心通信站点1应用服务器、数据服务器相连，实现远程控制；数据采集模块通过电接口与光功率监测模块相连，实现对L个变电站通信站点工作纤芯、分光工作纤芯及备用纤芯的光功率监测数据的依序采集；光功率监测模块通过光接口与第一光开关的光路ak相连，通过第一可调衰减器1-k和第一光放大器1-k，连接至第一分光器1-k和第一光环形器1-k，通过含纤芯1-k光缆1-k连接到第一光纤隔离器1-k，实现站点1内光缆1-k中工作纤芯1-k的光功率监测；光功率监测模块通过光接口与第一光开关的光路1相连，通过第二可调衰减器1和第二光放大器1，连接第二至分光器1和第二光环形器1，通过含纤芯1光缆1连接到第二光纤隔离器1，实现站点1内光缆1工作纤芯1的光功率监测；光功率监测模块通过光接口与第一光开关的光路Am相连，通过第三可调衰减器1-m、第三光放大器1-m和光开关B 1-m-2，连接至第三分光器1-m，通过光开关A1-m-1连接至第三光环形器1-m，通过含备用纤芯1-m光缆1-m连接到第三光纤隔离器1-m和光开关C 1-m，通过第五分光器1级联至第四分光器1的分光光路，实现站点1内光缆1-m备用纤芯1-m的光功率监测；

光告警模块通过电接口与数据采集模块连接，实现被监测纤芯光路的故障告警；

控制处理器通过电接口与光检测模块和第二光开关相连，通过控制光检测模块向所述故障告警的工作纤芯、分光工作纤芯和备用纤芯依序注入检测光，实现告警纤芯的依序故障检测；

数据采集模块通过电接口与光检测模块连接，依序采集告警纤芯光路的故障检测数据；

本实施方式所述的一种城区电力光纤网在线监测及自动检测系统，可以实现电力光纤网整体在线监测，同时监测网内多个变电站通信站点的光纤线路，包括每个站点的工作纤芯、分光工作纤芯和备用纤芯同时监测，以及工作纤芯、分光工作纤芯和备用纤芯的故障告警和故障检测；

本实施方式中所述的第一光环形器1-k、第二光环形器1和第三光环形器1-m为3端口光环形器，所述的第一分光器1-k、第二分光器1、第三分光器1-m、第四分光器1和第四分光器L是1×2光纤分光器，第五分光器1和第五分光器L是1×M光纤分光器，所述的第一光开关、第二光开关是1×N光开关，所述的光开关C 1-1、光开关C 1-m、光开关C 1-M、光开关CL-1、光开关C L-m、光开关C L-M、光开关A 1-m-1和光开关B 1-m-2是1×2光开关，所述的光功率监测模块为光功率计模块，所述的光检测模块为OTDR模块，所述的第一光放大器1-k、第二光放大器1和第三光放大器1-m是光功率放大器，所述的第一可调衰减器1-k、第二可调衰减器1和第三可调衰减器1-m是机械可调光衰减器，所述的第一光纤扰偏器1-k、第二光纤扰偏器1和第三光纤扰偏器1-m是微型光纤扰偏器模块；

本实施方式中，所述控制处理器采用型号为EP3C55的FPGA开发板，所述的模式切换模块1和模式切换模块L采用型号为STM8S103系列的单片机，所述的数据采集模块采用型号为LTC2380-24芯片，所述的光告警模块采用MDZ12-1/2系列芯片。

具体实施方式二、结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式为具体实施方式一所述的一种城区电力光纤网在线监测及自动检测系统的实施例，图1中，加粗连接线表示光缆线路，连接线表示纤芯和光路，有向细连接线表示数据连线；该方法监测设备划分为L组监测子单元，每组监测子单元都分为K个工作纤芯监测子单元、1个分光工作纤芯监测子单元和M个备用纤芯监测子单元，每1组监测子单元、每2组监测子单元…每L组监测子单元共用控制处理器、第一光开关、第二光开关、数据采集模块、光功率监测模块、光检测模块以及光告警模块，L组监测子单元包括的N个监测子单元实现L个变电站通信站点共N条光缆线路在线监测，其中，第1组监测子单元实现通信站点1中K路工作纤芯监测、1路分光工作纤芯和M路备用纤芯在线监测。

所述应用服务器通过控制处理器控制第一光开关选择光路1，此时第1组监测子单元中的分光工作纤芯监测子单元1处于分光工作纤芯监测模式，实现光缆1中分光工作纤芯1在线监测，并为M路备用纤芯监测提供监测光源光；应用服务器通过控制处理器控制第一光开关选择光路ak，此时第1组监测子单元的工作纤芯监测子单元1-k处于工作纤芯监测模式，通过监测工作纤芯1-k实现在线监测光缆1-k；

应用服务器通过控制处理器控制光开关A 1-m-1选择光路b，光开关B 1-m-2选择光路c，第一光开关选择光路Am，控制模式切换模块实现光开关C 1-m选择光路1-m，此时第1组监测子单元中备用纤芯监测子单元1-m处于备用纤芯监测模式，通过监测备用纤芯1-m实现在线监测光缆1-m；

应用服务器通过控制处理器控制第二光开关选择光路1，此时第1组监测子单元中分光工作纤芯监测子单元1处于分光工作纤芯1故障检测模式；

应用服务器通过控制处理器控制第二光开关选择光路Am，此时第1组监测子单元中备用纤芯监测子单元1-m处于备用纤芯1-m故障检测模式；

应用服务器通过控制处理器控制第二光开关选择光路ak，此时第1组监测子单元中监测子单元1-k处于工作纤芯1-k故障检测模式；

根据电力系统城区光纤网整体在线监测需求，同时监测L个变电站通信站点共N条光纤线路，从每个站点l的K+1+M条光缆中分别选择K+1根工作纤芯和M根备用纤芯作为被监测纤芯，并从工作纤芯随机选取一根作为分光工作纤芯，分5％光功率的光作为M根备用纤芯监测的光源光，根据选取的K+1+M根纤芯类型接至监测设备第l组监测子单元对应类别的K个工作纤芯、1个分光工作纤芯和M个备用纤芯类监测子单元，实现变电站通信站点l的K+1+M条光纤线路在线监测；

所述的监测模式1为分光工作纤芯监测模式，该监测模式工作原理如下：在图1中，来自光传输设备1包含业务数据的工作纤芯1通过第四分光器1分出95％的工作通信光和5％的M路备用纤芯监测光源光；通信光路通过第二光纤隔离器1接入设备的分光工作纤芯监测子单元1，与第二光环形器1端口2连接；通过第二分光器1将工作纤芯光路分成通信光传输光路和光功率监测光路；控制处理器控制光功率监测模块通过第一光开关监测工作纤芯1光路的光功率，控制数据采集模块采集光功率数据；光功率监测光路经过第二光放大器1连接第二可调光衰减器1恢复监测光功率；通信光传输光路通过第二光纤扰偏器1消除光放大的偏振噪声和偏振烧孔效应；数据采集模块对采集的光功率数据通过控制处理器上传至数据服务器；光告警模块实现分光工作纤芯线路故障告警；光告警模块将光告警信息通过控制处理器上传至应用服务器和数据服务器；控制处理器控制第二光开关选择光路1；控制处理器启动光检测模块，将检测光通过第二光开关经过第二光环形器1的端口1注入纤芯1，第二光纤隔离器1阻隔光检测模块检测光传输至光传输设备1，实现工作纤芯1的故障检测；故障检测结果数据通过控制处理器上传至数据服务器，实现分光工作纤芯监测子单元1在监测模式1下对光缆1在线监测及自动故障检测；

所述的监测模式2为备用纤芯监测模式，该监测模式工作原理如下：在图1中，来自光配架ODF的备用纤芯1-m连接光开关C 1-m的光路1-m，连接至第三光纤隔离器1-m，并通过光接口接入设备的备用纤芯监测子单元1-m，并与第三光环形器端口2连接；控制处理器通过模式切换模块控制光开关C 1-m选择光路1-m，光开关A 1-m-1选择光路c和光开关B 1-m-2选择光路d；控制处理器控制光功率监测模块通过第一光开关监测备用纤芯1-m光路的光功率，控制处理器控制数据采集模块采集备用纤芯光功率数据；并将采集监测数据通过控制处理器上传至数据服务器；光告警模块实现备用纤芯故障告警；光告警模块将告警信息通过控制处理器上传至应用服务器和数据服务器；控制处理器控制第二光开关选择光路Am，并控制处理器启动光检测模块，将检测光通过第二光开关经过第三光环形器1-m的端口1注入备用纤芯1-m，实现备用纤芯1-m的故障检测；故障检测结果数据通过控制处理器上传至数据服务器，实现备用纤芯监测子单元1-m在监测模式2下对含备用纤芯1-m光缆1-m在线监测及自动故障检测；

所述的监测模式3为工作纤芯监测模式，该监测模式工作原理如下：在图1中，来自光配架ODF的工作纤芯1-k连接第一光纤隔离器1-k，并通过光接口接入设备的工作纤芯监测子单元1-k，并与第一光环形器1-k端口2连接；通过第一分光器1-k将工作纤芯光路分成通信光传输光路和光功率监测光路；控制处理器控制光功率监测模块通过第一光开关对工作纤芯1-k光路的光功率监测，控制处理器控制数据采集模块采集光功率数据；光功率监测光路经过第一光放大器1-k连接第一可调光衰减器1-k恢复监测光功率；光传输光路通过第一光纤扰偏器1-k消除偏振噪声和偏振烧孔效应；数据采集模块对采集的光功率数据通过控制处理器上传至数据服务器；光告警模块实现备用纤芯故障告警；光告警模块将告警信息通过控制处理器上传至应用服务器和数据服务器；控制处理器控制第二光开关选择光路ak，并控制处理器启动光检测模块，将检测光通过第二光开关经过第一光环形器1-k的端口1注入纤芯1-k；故障检测结果数据通过控制处理器上传至数据服务器，实现工作纤芯监测子单元1-k在监测模式3下对含工作纤芯1-k的光缆1-k在线监测及自动故障检测；

所述的监测模式2转换为监测模式3，该监测模式转换工作原理如下：因变电站通信站点1中光缆1-m的纤芯资源紧张，备用纤芯1-m转换为工作纤芯用于通信，将备用纤芯监测子单元1-m由备用纤芯监测模式转换为工作纤芯监测模式，所述控制处理器通过模式切换模块1控制光开关C 1-m选择光路1-m，实现备用纤芯1-m光路切离第五分光器1，由备用纤芯1-m通过光开关C 1-m的光路m连接至第三光纤隔离器1-m，通过光缆1-m连接至备用纤芯监测子单元1-m的第三光环形器1-m，控制光开关A 1-m-1选择光路a、光开关B 1-m-2选择光路b，通过光开关A 1-m-1连接到第三分光器1-m和第三光纤扰偏器1-m，实现备用纤芯1-m转换为工作纤芯通信；所述控制处理器控制光功率监测模块通过光接口与第一光开关相连，依次通过第三可调衰减器1-m、第三光放大器1-m和光开关A 1-m-1，连接到第三分光器1-m、光开关A 1-m-1和第三光环形器1-m，通过光缆1-m连接到第三光纤隔离器1-m和光开关C 1-m光路1-m，实现备用纤芯1-m在监测模式2转换为监测模式3后的在线监测及故障检测。

结合图2说明本实施方式，图2为本实施方式中所述监测及检测方法的结构扩展，该扩展工作原理如下：图1的监测设备和监测器件组对变电站通信站点组和中心通信站点1间光纤网的N路电力光纤线路进行整体在线监测，在图2中，根据城区电力光纤网络扩展规模，对图1的监测设备和监测器件组进行扩展联网，第j(1≤j≤J)套监测设备和监测器件组通过电力数据传输网与中心通信站点j的应用服务器和数据服务器通信，也可扩展后的J(2≤J≤4)套监测设备和监测器件组共同通过电力数据传输网与中心通信站点1的应用服务器和数据服务器通信，最终实现J套监测设备和监测器件组联网在线监测扩展后光纤网络的J个变电站组的J×N路电力光纤线路，实现每套监测设备和监测器件组监测对应的变电站通信站点组j和中心通信站点j之间光纤网。

Claims (3)

1.一种城区电力光纤网在线监测及自动检测系统，包括一个光纤网中心通信站点监测设备和L组变电站通信站点监测器件，对一个城区电力光纤网络的电力光纤线路进行在线监测；

所述监测设备包括L组监测子单元，每组监测子单元监测一个变电站通信站点内光纤线路，所述每组监测子单元包括K个工作纤芯监测子单元、一个分光工作纤芯监测子单元和M个备用纤芯监测子单元，分别实现所述变电站通信站点内光纤线路中工作纤芯在线监测、分光工作纤芯在线监测和备用纤芯在线监测，并实现工作纤芯、分光工作纤芯和备用纤芯的故障自动检测，在保持监测器件和监测设备外围光纤光路和电信号物理链路情况下，实现备用纤芯监测子单元由备用纤芯监测模式切换至工作纤芯监测模式；

所述L组监测子单元共用控制处理器、数据采集模块、光功率监测模块、光检测模块、光告警模块、第一光开关和第二光开关；

每个工作纤芯监测子单元包括第一光环形器、第一分光器、第一光放大器、第一可调衰减器和第一光纤扰偏器；

分光工作纤监测子单元包括第二光环形器、第二分光器、第二光放大器、第二可调衰减器和第二光纤扰偏器；

每个备用纤芯监测子单元包括第三光环形器、光开关A、第三分光器、光开关B、第三光放大器、第三可调衰减器和第三光纤扰偏器；

每组变电站通信站点监测器件包括K路工作纤芯监测器件、一路分光工作纤芯监测器件、模式切换模块和M路备用纤芯监测器件；

每路工作纤芯监测器件包括第一光纤隔离器，

分光工作纤芯监测器件包括第四分光器、第五分光器和第二光纤隔离器，

每路备用纤芯监测器件包括光开关C和第三光纤隔离器；

所述控制处理器通过电接口分别与光功率监测模块、光检测模块、数据采集模块和光告警模块连接；

所述控制处理器通过RJ45网口接入电力系统数据传输网，与通信站点监测器件组的模式切换模块相连，实现模式切换模块控制；与电力光纤网中心通信站点的应用服务器和数据服务器连接，实现远程控制；

所述控制处理器控制光功率监测模块通过光接口与第一光开关相连，第一光开关依次通过第一可调衰减器、第一光放大器、第一分光器和第一光环形器连接到变电站通信站点监测器件的第一光纤隔离器，实现工作纤芯的光功率监测；

所述控制处理器控制第一光纤扰偏器，通过第一分光器和第一光环形器，连接到第一光隔离器，实现工作纤芯的通信光正常传输；

所述控制处理器控制光功率监测模块通过光接口与第一光开关相连，第一光开关依次通过第二可调衰减器和第二光放大器连接到第二分光器和第二光环形器，连接到第二光纤隔离器和第四分光器，实现分光工作纤芯的光功率监测；

所述控制处理器控制第三光纤扰偏器，通过第三分光器和第三光环形器，连接到第三光隔离器和第四分光器，实现分光工作纤芯的通信光正常传输；

所述控制处理器控制光功率监测模块通过光接口与第一光开关相连，第一光开关依次通过第三可调衰减器和第三光放大器，并通过光开关A连接到光开关B和第三光环形器，连接到监测器件的光开关C、第五分光器和第四分光器，实现备用纤芯的光功率监测；

数据采集模块通过电接口分别与光功率监测模块连接，实现对工作纤芯、分光工作纤芯和备用纤芯的监测数据的依序采集；

光告警模块通过电接口与数据采集模块连接，实现被监测纤芯光路的依序故障指示灯告警；

所述控制处理器控制光检测模块通过光接口与第二光开关相连，第二光开关通过连接光环形器，实现工作纤芯、分光工作纤芯和备用纤芯的依序故障检测；

数据采集模块通过电接口分别与光检测模块连接，实现对工作纤芯、分光工作纤芯和备用纤芯的检测数据的依序采集；

所述控制处理器通过控制通信站点监测器件组的模式切换模块控制光开关C，连接至第三光隔离器和第三光环形器，通过控制光开关A、光开关B，连接第三分光器和第三光纤扰偏器，实现备用纤芯监测子单元的备用纤芯监测模式转换为工作纤芯监测模式；

所述控制处理器控制光功率监测模块通过光接口与第一光开关相连，第一光开关依次通过第三可调衰减器、第三光放大器、第三分光器和第三光环形器，连接到第一光纤隔离器，实现备用纤芯转换为工作纤芯后的在线监测。

2.根据权利要求1所述的一种城区电力光纤网在线监测及自动检测系统，其特征在于，所述第一光环形器、第二光环形器和第三光环形器为三端口光环形器，所述第一分光器、第二分光器、第三分光器和第四分光器为1×2分光器，第五分光器为1×M分光器，所述第一光开关、第二光开关为1×N光开关，所述光开关C、光开关A和光开关B为1×2光开关。

3.根据权利要求1所述的一种城区电力光纤网在线监测及自动检测系统，其特征在于，采用第j套监测设备和监测器件组通过RJ45网口接入电力系统数据传输网，与中心通信站点j的应用服务器和数据服务器通信，或者采用J套监测设备和通信站点监测器件组共同通过电力系统数据传输网，与电力光纤网中心通信站点的应用服务器和数据服务器连接，最终实现J套监测设备和监测器件组联网在线监测扩展后光纤网络的J个变电站组的J×N路电力光纤线路，实现每套监测设备和监测器件组监测对应的变电站通信站点组j和中心通信站点j之间光纤网，每套监测设备与通信站点监测器件组的模式切换模块相连，实现模式切换模块控制；所述j的范围为1≤j≤J，J的范围为2≤J≤4。