CN110808777A - 一种光纤通信网络的故障管控系统与方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光纤通信网络的故障管控系统，设置于各个变电站，包括故障检测装置，与故障识别装置连接，设置于光纤通信网络的端口处，用于检测光纤通信网络是否存在故障；故障识别装置，用于区分光纤通信网络的故障类型，且与故障定位装置连接，所述故障类型包括链路故障、设备故障；故障定位装置，用于确定故障区域的位置；故障清除装置，分别与故障识别装置、故障定位装置连接，用于暂停故障区域或设备的工作。本发明能准确识别光纤通信网络的故障为设备故障或是链路故障，针对不同的故障类型施行相应的措施，节省光纤通信网络故障排查的时间，并且能准确的找到故障点，避免因故障引起的大面积或长时间的非正常工作。

Description

一种光纤通信网络的故障管控系统与方法

技术领域

本发明涉及光纤通信技术领域，特别涉及一种光纤通信网络的故障管控系统与方法。

背景技术

目前光纤通信网络的系统中常使用光纤收发器进行传输，光纤收发器存在光纤接收端口和光纤发送端口，当光纤通信网络出现故障时，即通过主控芯片切断端口开关，停止光纤通信网络的工作。但是并不能确定是光纤通信网络的变电站设备故障还是光纤通信网络的链路故障，武断地切断端口开关，工作人员还是要到现场进行故障排查，需要耗费大量的时间，严重影响光纤通信网络的数据传输工作。

发明内容

本发明的目的在于改善现有技术中所存在的不足，提供一种光纤通信网络的故障管控系统与方法，能准确识别光纤通信网络的故障为设备故障或是链路故障，针对不同的故障类型施行相应的措施，节省光纤通信网络故障排查的时间，并且能准确的找到故障点，避免因故障引起的大面积或长时间的非正常工作。

为了实现上述发明目的，本发明实施例提供了以下技术方案：

一种光纤通信网络的故障管控系统，设置于各个变电站，其特征在于：包括：

故障检测装置，与故障识别装置连接，设置于光纤通信网络的端口处，用于检测光纤通信网络是否存在故障；

故障识别装置，用于区分光纤通信网络的故障类型，且与故障定位装置连接，所述故障类型包括链路故障、设备故障；

故障定位装置，用于确定故障区域的位置；

故障清除装置，分别与故障识别装置、故障定位装置连接，用于暂停故障区域或设备的工作。

本发明在检测到光纤通信网络存在故障的情况下，能区分故障为链路故障还是设备故障，若为链路故障，能更进一步确定被测光纤链路中具体故障位置，然后暂停该故障位置的工作，启动其对应的备用链路，避免因链路故障导致长时间不能正常工作；若为设备故障，则及时关闭设备与光纤通信网络的端口的连接，使设备暂停工作，避免造成光纤链路的损坏。

更进一步地，为了更好的实现本发明，所述故障检测装置包括差动保护器、分别与差动保护器连接的电流传感器、电压传感器，所述差动保护器与故障识别装置连接。

使用电流传感器和电压传感器实时采集电流和电压，若采集的电流不在正常电流阈值内，或采集的电压不在正常电压阈值内，则说明光纤通信网络存在故障，故差动保护器向故障识别装置发送故障信号，以进一步确定光纤通信网络的故障为链路故障还是设备故障。

更进一步地，为了更好的实现本发明，所述故障识别装置包括依次连接的第一处理器、第一激光器、光电转换器、峰值检测器、高速计数器，所述高速计数器与第一处理器连接，所述第一处理器与差动保护器连接。

更进一步地，为了更好的实现本发明，所述故障定位装置包括依次连接的第二处理器、第二激光器、光功率检测器、动态范围检测器，所述动态范围检测器与第二处理器连接，所述第二处理器与第一处理器连接。

更进一步地，为了更好的实现本发明，所述故障清除装置包括链路故障清除装置、设备故障清除装置，所述链路故障清除装置包括备用启动单元，所述备用启动单元与第二处理器连接，所述设备故障清除装置包括第三处理器、分别与第三处理器连接的光纤端口开关、双绞线端口开关，所述第三处理器与第一处理器连接。

一种光纤通信网络的故障管控方法，包括以下步骤：

故障检测装置检测光纤通信网络是否存在故障，若存在故障，则将故障信号发送至故障识别装置；

故障识别装置判断光纤通信网络的故障类型；

若为链路故障，则向故障定位装置发送确定故障区域位置的请求，故障定位装置确定故障区域位置后，向链路故障清除装置下达暂停故障区域工作的指令；

若为设备故障，则向设备故障清除装置下达暂停故障设备工作的指令。

更进一步地，为了更好的实现本发明，所述故障检测装置检测光纤通信网络是否存在故障，若存在故障，则将故障信号发送至故障识别装置的步骤，包括：所述故障检测装置中的电流传感器、电压传感器定时采集光纤通信网络端口处的电流和电压，当采集的电流不在正常电流阈值内，或采集的电压不在正常电压阈值内时，差动保护器向故障识别装置的第一处理器发送故障信号。

更进一步地，为了更好的实现本发明，所述故障识别装置判断光纤通信网络的故障类型的步骤，包括：所述故障识别装置的第一处理器接收到故障检测装置发送的故障信号后，启动第一激光器向被测光纤链路发射激光束，第一处理器同时启动高速计数器进行计时；第一激光器发射的激光束在被测光纤链路中经反射后，光信号进入光电转换器被转换为与光信号成正比的电压信号；峰值检测器检测电压信号的峰值，高速计数器计算波峰到达时间，若波峰到达时间不在时间阈值内，则光纤通信网络为链路故障，若在时间阈值内，则光纤通信网络为设备故障。

更进一步地，为了更好的实现本发明，所述若为链路故障，则向故障定位装置发送确定故障区域位置的请求，故障定位装置确定故障区域位置后，向链路故障清除装置下达暂停故障区域工作的指令的步骤，包括：若第一处理器判断光纤通信网络为链路故障，则第一处理器向第二处理器发送链路故障信号，第二处理器接收到链路故障信号后，启动第二激光器向被测光纤链路发射激光束；第二激光器的激光束在被测光纤链路中经反射后，光功率检测器检测反射回来的激光束的功率损耗，初步确定被测光纤链路的故障区域；动态范围检测器根据激光束的功率损耗，确定被测光纤链路的具体故障位置；确定被测光纤链路的具体故障位置后，第二处理器控制开启该故障位置处的备用启动单元。

更进一步地，为了更好的实现本发明，所述若为设备故障，则向设备故障清除装置下达暂停故障设备工作的指令的步骤，包括：若第一处理器判断光纤通信网络为设备故障，则第一处理器向第三处理器发送设备故障信号，第三处理器控制光纤端口开关关闭，以及控制双绞线端口开关关闭。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明在检测到光纤通信网络存在故障的情况下，能区分故障为链路故障还是设备故障，若为链路故障，能更进一步确定被测光纤链路中具体故障位置，然后暂停该故障位置的工作，启动其对应的备用链路，避免因链路故障导致长时间不能正常工作；若为设备故障，则及时关闭设备与光纤通信网络的端口的连接，使设备暂停工作，避免造成光纤链路的损坏。

本发明能准确识别光纤通信网络的故障为设备故障或是链路故障，针对不同的故障类型施行相应的措施，节省光纤通信网络故障排查的时间，并且能准确的找到故障点，避免因故障引起的大面积或长时间的非正常工作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍， 应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明系统模块框图；

图2为本发明系统详细模块框图；

图3为本发明工作流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性，或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

本发明通过下述技术方案实现，如图1所示，一种光纤通信网络的故障管控系统，设置于各个变电站，每个变电站处的光纤通信网络的输入、输出端为光纤通信网络的端口，包括故障检测装置、故障识别装置、故障定位装置、故障清除装置，所述故障检测装置设置于光纤通信网络的端口处，用于检测该变电站所连接的光纤通信网络是否存在故障；若不存在故障，则不发出动作，若存在故障，则故障检测装置向故障识别装置发送故障信号；当故障识别装置接收到故障信号后，故障识别装置区分光纤通信网络的故障为链路故障还是设备故障。若为链路故障，则故障定位装置确定被测光纤链路中的故障位置，确定故障位置后，故障定位装置启动故障清除装置暂停该故障位置的工作；若为设备故障，则故障识别装置直接启动故障清除装置暂停该设备相应的开关，使故障设备暂停工作。

需要说明的是，光纤通信网络的端口分为光纤接收端口、光纤发送端口，可以在光纤接收端口和光纤发送端口分别设置一个故障检测装置，故障检测装置可区分是接收端口处的光纤通信网络存在故障还是发送端口处的光纤通信网络存在故障。另一种可实施方式为，仅在光纤接收端口或光纤发送端口处设置故障检测装置，假设仅在光纤接收端口设置故障检测装置，当故障检测装置检测存在故障时，则说明是该接收端口之前的光纤通信网络存在故障，或者为设备存在故障。

本发明在检测到光纤通信网络存在故障的情况下，能区分故障为链路故障还是设备故障，若为链路故障，能更进一步确定被测光纤链路中具体故障位置，然后暂停该故障位置的工作，启动其对应的备用链路，避免因链路故障导致长时间不能正常工作；若为设备故障，则及时关闭设备与光纤通信网络的端口的连接，使设备暂停工作，避免造成光纤链路的损坏。

详细来说，如图2所示，所述故障检测装置包括电流传感器、电压传感器、差动保护器，所述电流传感器定时采集光纤通信网络端口处的电流，电压传感器定时采集关系干通信端口处的电压，当采集的电流不在正常电流阈值内，或采集的电压不在正常电压阈值内时，说明该光纤通信网络存在故障，差动保护器向故障识别装置发送故障信号，但此时并不能根据采集的实际电流或电压判断光纤通信网络到底是哪里出了故障，因此需要故障识别装置来判断关系光纤通信网络是出现了链路故障还是设备故障。

所述故障识别装置包括依次连接的第一处理器、第一激光器、光电转换器、峰值检测器、高速计数器，所述高速计数器也与第一处理器连接，当第一处理器接收到差动保护器发送的故障信号后，启动第一激光器向被测光纤链路中发射激光束，第一处理器同时启动高速计数器进行计时。若被测光纤链路不存在故障，那么激光束在被测光纤链路中只存在一次反射点，若被测光纤链路存在故障，那么激光束在被测光纤链路中的故障处即存在反射点，即存在至少两次的反射点。

所述光电转换器接收从被测光纤链路中反射回来的激光束，将光信号转换为电压信号，该电压信号与光信号成正比，当激光束在反射点产生反射后，电压信号则在反射点存在峰值。峰值检测器检测电压信号的波峰，高速计数器计算每个波峰到达的时间，若存在的波峰只有一个，且波峰到达时间在时间阈值内，则说明激光束在被测光纤链路中只产生了一次反射，那么即可判断光纤通信网络为设备故障；若存在有波峰到达时间不在时间阈值内，即说明激光束在被测光纤链路中产生因故障引起的反射，那么即可判断光纤通信网络为链路故障。

所述故障清楚装置根据光纤通信网络的故障类型，分为链路故障清除装置、设备故障清除装置。所述故障定位装置包括第二处理器、第二激光器、光功率检测器、动态范围检测器，当第一处理器判断光纤通信网络为链路故障时，第一处理器向第二处理器发送故障信号，第二处理器接收到故障信号后，开启第二激光源向被测光纤链路发送激光束，光功率检测器检测从被测光纤链路中反射回来的激光束的功率损耗，初步确定被测光纤链路的故障区域；动态范围检测器根据激光束的功率损耗，确定被测光纤链路的在这个区域的具体故障位置；确定被测光纤链路的具体故障位置后，第二处理器向链路故障清除装置下达指令，使得链路故障清除装置开启该故障位置处的备用启动单元，即被测光纤链路中该故障位置处的备用光纤电缆。可快速确定被测光纤链路中存在故障的具体位置，并及时启动该故障位置处的备用电缆，避免因某段链路故障导致的下行光纤数据传输问题，启动备用电缆后，被测光纤链路可继续正常工作，第一处理器也会及时向后台上传故障信息，以通知工作人员到现场进行维修。

所述设备故障清除装置包括第三处理器、分别与第三处理器连接的光纤端口开关、双绞线端口开关，当第一处理器判断光纤通信网络为设备故障时，第一处理器向第三处理器发送故障信号，第三处理器接收到故障信号后，控制光纤端口开关关闭，或者控制双绞线端口开关关闭。需要说明的是，目前的光纤通信网络的端口包括光纤端口和双绞线端口，因此在光纤端口处设置与第三处理器连接的光纤端口开口，在双绞线端口处设置与第三处理器连接的双绞线端口开关。当判断为设备故障时，立刻通知端口开关关闭，避免因设备的故障引起光纤链路的损坏，及时控制故障的扩散，并且第一处理器及时向后台上传故障信息，以通知工作人员到现场进行维修。

基于上述系统，如图3所示，本发明提出一种光纤通信网络的故障管控方法，包括以下步骤：

步骤S100：故障检测装置检测光纤通信网络是否存在故障，若存在故障，则将故障信号发送至故障识别装置。

所述故障检测装置中的电流传感器、电压传感器定时采集光纤通信网络端口处的电流和电压，当采集的电流不在正常电流阈值内，或采集的电压不在正常电压阈值内时，差动保护器向故障识别装置的第一处理器发送故障信号。

步骤S200：故障识别装置判断光纤通信网络的故障类型。

所述故障识别装置的第一处理器接收到故障检测装置发送的故障信号后，启动第一激光器向被测光纤链路发射激光束，第一处理器同时启动高速计数器进行计时；第一激光器发射的激光束在被测光纤链路中经反射后，光信号进入光电转换器被转换为与光信号成正比的电压信号；峰值检测器检测电压信号的峰值，高速计数器计算波峰到达时间，若波峰到达时间不在时间阈值内，则光纤通信网络为链路故障，若在时间阈值内，则光纤通信网络为设备故障。

步骤S300：若为链路故障，则向故障定位装置发送确定故障区域位置的请求，故障定位装置确定故障区域位置后，向链路故障清除装置下达暂停故障区域工作的指令。

若第一处理器判断光纤通信网络为链路故障，则第一处理器向第二处理器发送链路故障信号，第二处理器接收到链路故障信号后，启动第二激光器向被测光纤链路发射激光束；第二激光器的激光束在被测光纤链路中经反射后，光功率检测器检测反射回来的激光束的功率损耗，初步确定被测光纤链路的故障区域；动态范围检测器根据激光束的功率损耗，确定被测光纤链路的具体故障位置；确定被测光纤链路的具体故障位置后，第二处理器控制开启该故障位置处的备用启动单元。

步骤S400：若为设备故障，则向设备故障清除装置下达暂停故障设备工作的指令。

若第一处理器判断光纤通信网络为设备故障，则第一处理器向第三处理器发送设备故障信号，第三处理器控制光纤端口开关关闭，以及控制双绞线端口开关关闭。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种光纤通信网络的故障管控系统，设置于各个变电站，其特征在于：包括：

故障检测装置，与故障识别装置连接，设置于光纤通信网络的端口处，用于检测光纤通信网络是否存在故障；

故障识别装置，用于区分光纤通信网络的故障类型，且与故障定位装置连接，所述故障类型包括链路故障、设备故障；

故障定位装置，用于确定故障区域的位置；

故障清除装置，分别与故障识别装置、故障定位装置连接，用于暂停故障区域或设备的工作。

2.根据权利要求1所述的一种光纤通信网络的故障管控系统，其特征在于：所述故障检测装置包括差动保护器、分别与差动保护器连接的电流传感器、电压传感器，所述差动保护器与故障识别装置连接。

3.根据权利要求2所述的一种光纤通信网络的故障管控系统，其特征在于：所述故障识别装置包括依次连接的第一处理器、第一激光器、光电转换器、峰值检测器、高速计数器，所述高速计数器与第一处理器连接，所述第一处理器与差动保护器连接。

4.根据权利要求3所述的一种光纤通信网络的故障管控系统，其特征在于：所述故障定位装置包括依次连接的第二处理器、第二激光器、光功率检测器、动态范围检测器，所述动态范围检测器与第二处理器连接，所述第二处理器与第一处理器连接。

5.根据权利要求4所述的一种光纤通信网络的故障管控系统，其特征在于：所述故障清除装置包括链路故障清除装置、设备故障清除装置，所述链路故障清除装置包括备用启动单元，所述备用启动单元与第二处理器连接，所述设备故障清除装置包括第三处理器、分别与第三处理器连接的光纤端口开关、双绞线端口开关，所述第三处理器与第一处理器连接。

6.根据权利要求1所述的一种光纤通信网络的故障管控方法，其特征在于：包括以下步骤：

故障检测装置检测光纤通信网络是否存在故障，若存在故障，则将故障信号发送至故障识别装置；

故障识别装置判断光纤通信网络的故障类型；

若为链路故障，则向故障定位装置发送确定故障区域位置的请求，故障定位装置确定故障区域位置后，向链路故障清除装置下达暂停故障区域工作的指令；

若为设备故障，则向设备故障清除装置下达暂停故障设备工作的指令。

7.根据权利要求6所述的一种光纤通信网络的故障管控方法，其特征在于：所述故障检测装置检测光纤通信网络是否存在故障，若存在故障，则将故障信号发送至故障识别装置的步骤，包括：

所述故障检测装置中的电流传感器、电压传感器定时采集光纤通信网络端口处的电流和电压，当采集的电流不在正常电流阈值内，或采集的电压不在正常电压阈值内时，差动保护器向故障识别装置的第一处理器发送故障信号。

8.根据权利要求7所述的一种光纤通信网络的故障管控方法，其特征在于：所述故障识别装置判断光纤通信网络的故障类型的步骤，包括：

所述故障识别装置的第一处理器接收到故障检测装置发送的故障信号后，启动第一激光器向被测光纤链路发射激光束，第一处理器同时启动高速计数器进行计时；第一激光器发射的激光束在被测光纤链路中经反射后，光信号进入光电转换器被转换为与光信号成正比的电压信号；峰值检测器检测电压信号的峰值，高速计数器计算波峰到达时间，若波峰到达时间不在时间阈值内，则光纤通信网络为链路故障，若在时间阈值内，则光纤通信网络为设备故障。

9.根据权利要求8所述的一种光纤通信网络的故障管控方法，其特征在于：所述若为链路故障，则向故障定位装置发送确定故障区域位置的请求，故障定位装置确定故障区域位置后，向链路故障清除装置下达暂停故障区域工作的指令的步骤，包括：

若第一处理器判断光纤通信网络为链路故障，则第一处理器向第二处理器发送链路故障信号，第二处理器接收到链路故障信号后，启动第二激光器向被测光纤链路发射激光束；第二激光器的激光束在被测光纤链路中经反射后，光功率检测器检测反射回来的激光束的功率损耗，初步确定被测光纤链路的故障区域；动态范围检测器根据激光束的功率损耗，确定被测光纤链路的具体故障位置；确定被测光纤链路的具体故障位置后，第二处理器控制开启该故障位置处的备用启动单元。

10.根据权利要求9所述的一种光纤通信网络的故障管控方法，其特征在于：所述若为设备故障，则向设备故障清除装置下达暂停故障设备工作的指令的步骤，包括：

若第一处理器判断光纤通信网络为设备故障，则第一处理器向第三处理器发送设备故障信号，第三处理器控制光纤端口开关关闭，以及控制双绞线端口开关关闭。

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