CN110830105A - 一种基于光纤通信收发器的故障排查装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于光纤通信收发器的故障排查装置，包括：时序采集装置，用于获取光纤通信系统的数字高速串行收发器实时的工作时序；时序比较装置，将所述工作时序与预存的数字高速串行收发器正常工作时的参考时序进行比较，当所述工作时序与所述参考时序不一致时，判定光纤通信系统的光路故障，并将光路故障的判定结果发送至控制器。本发明过获取数字高速串行收发器实时的工作时序，当所述工作时序与所述参考时序不一致时，判定光纤通信系统的光路故障，并向所述数字高速串行收发器发送所述工作时序的正脉冲，响应所述正脉冲执行光纤通信系统故障自愈，能够自动对光路的故障进行排查及自愈，提高了故障排查及恢复效率，减少了人工的干预。
Description
技术领域
本发明属于光纤通信技术领域，具体涉及一种基于光纤通信收发器的故障排查装置。
背景技术
光纤介质由于损耗低传输距离长、传输带宽高、重量轻和成本低等特点被广泛作为传输介质应用在包括数字分布式RRU(Radio Remote Unit，射频拉远单元)系统的多个领域，目前公知的数字拉远系统都是采用数字光模块完成数字信号到光信号的转换，然后通过光纤传输到对端，在对端光模块完成光信号到高速数字串行信号的转换，数字域通过时钟恢复和帧头定界，完成串并转换，实现信号的还原。
在实际的应用场景中，因为各种原因可能导致光纤通信系统的光路异常，使得整个传输中断从而导致设备拉远覆盖的功能出现异常。为了保障信号的正常传输，必须对光路中可能出现的故障进行排查和自愈。然而，传统技术对光路的故障排查及自愈需要通过人为干预，故障排查及自愈效率较低。
发明内容
本发明目的在于提供一种基于光纤通信收发器的故障排查装置，用于解决现有技术中的问题，如：在实际的应用场景中，因为各种原因可能导致光纤通信系统的光路异常，使得整个传输中断从而导致设备拉远覆盖的功能出现异常。为了保障信号的正常传输，必须对光路中可能出现的故障进行排查和自愈。然而，传统技术对光路的故障排查及自愈需要通过人为干预，故障排查及自愈效率较低。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种基于光纤通信收发器的故障排查装置，包括：
时序采集装置，用于获取光纤通信系统的数字高速串行收发器实时的工作时序；
时序比较装置，将所述工作时序与预存的数字高速串行收发器正常工作时的参考时序进行比较，当所述工作时序与所述参考时序不一致时，判定光纤通信系统的光路故障，并将光路故障的判定结果发送至控制器；
故障定位装置，在控制器的控制下对光路故障进行定位，其具体方式为：在光路正常状态下，在光路上确定若干标定点，测量光线自光路的起始点到达所有标定点的光路距离，形成距离集合，获取所有标定点的地理坐标，形成坐标集合，当所述故障比较装置判定光路出现故障时，测量光线自光路的起始点到达故障点的故障距离，找到距离集合中与故障距离差值最小的光路距离，根据差值最小的光路距离确定与故障点距离最近的第一标定点，自坐标集合中获取第一标定点的地理坐标；
故障自愈装置，在控制器的控制下对光路故障进行自愈，其具体方式为：光路故障状态下，在所述故障定位装置获取第一标定点的地理坐标的基础上，向所述数字高速串行收发器发送预设的自愈时序，响应所述自愈时序执行光纤通信系统故障自愈；
控制器，用于接收处理所述时序比较装置反馈来的判定结果，根据所述判定结果控制所述故障定位装置对光路故障进行定位并接收所述故障定位装置反馈的故障定位结果，即第一标定点的地理坐标，根据第一标定点的地理坐标控制所述故障自愈装置对光路故障进行故障自愈，并接收所述故障自愈装置反馈的故障自愈结果；
其中，时序采集装置的输出端与所述时序比较装置的输入端连接，所述时序比较装置的输出端与所述控制器的一个输入端连接，所述故障定位装置与所述控制器双向连接，所述故障自愈装置与所述控制器双向连接。
优选的，还包括备用故障检测装置，所述备用故障检测装置包括光功率检测装置、光纤振动检测装置、非工作光纤检测装置、OTDR和光检测装置；
所述光功率检测装置的输出端与所述控制器的一个输入端连接，用于检测光纤通信系统光路的光功率，并将光功率检测结果发送至所述控制器；
所述光纤振动检测装置的输出端与所述控制器的一个输入端连接，用于检测光纤通信系统光路的振动信息，并将振动信息检测结果发送至所述控制器；
所述OTDR的一个输出端与所述非工作光纤检测装置的输入端连接，所述非工作光纤检测装置的输出端与所述控制器的一个输入端连接，用于通过所述OTDR来检测光纤通信系统非工作光纤的故障信息，并将非工作光纤故障信息的检测结果发送至所述控制器；
所述OTDR的一个输出端与所述光检测装置的输入端连接，所述光检测装置的输出端与所述控制器的一个输入端连接，用于通过所述OTDR来检测光纤通信系统光路的故障信息，并将光路故障信息的检测结果发送至所述控制器；
当所述控制器接收到所述时序比较装置发送来的光路故障判定结果或接收到所述光检测装置发送来的光路故障检测结果时，所述控制器则确定光纤通信系统光路处于故障状态。
优选的，还包括工作光路切换装置，所述工作光路切换装置与所述控制器连接，用于控制光纤通信系统的工作光纤光路和非工作光纤光路的通断。
优选的，当所述控制器确定光纤通信系统光路处于故障状态时，所述工作光路切换装置将光纤通信系统原本的工作光纤光路切断，接通至光纤通信系统备用的非工作光纤光路。
优选的，当所述控制器接收的所述光功率检测结果为异常状态时，所述工作光路切换装置将光纤通信系统原本的工作光纤光路切断，接通至光纤通信系统备用的非工作光纤光路。
优选的，当所述控制器接收的所述振动信息检测结果为异常状态时，所述工作光路切换装置将光纤通信系统原本的工作光纤光路切断，接通至光纤通信系统备用的非工作光纤光路。
优选的，当所述控制器接收的非工作光纤故障信息的检测结果为故障状态时，所述工作光路切换装置将光纤通信系统原本的工作光纤光路切断，同时也光纤通信系统备用的非工作光纤光路切断。
优选的，还包括紧急报警装置，所述紧急报警装置与所述控制器连接，当光纤通信系统的工作光纤光路和非工作光纤光路同时切断时，所述紧急报警装置发出报警信息。
本发明的有益技术效果是：通过获取数字高速串行收发器实时的工作时序，当所述工作时序与所述参考时序不一致时，判定光纤通信系统的光路故障，并向所述数字高速串行收发器发送所述工作时序的正脉冲，响应所述正脉冲执行光纤通信系统故障自愈，能够自动对光路的故障进行排查及自愈，提高了故障排查及恢复效率，减少了人工的干预，本发明中对整个光路的状态检测是在线实时检测，能够在不影响设备正常工作的前提下进行实时的检测，保证了设备工作的独立性和检测装置的时效性。
附图说明
图1显示为本发明的一个实施例的步骤流程示意图。
具体实施方式
下面结合本发明的附图1，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。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。
实施例1：
如图1所示，一种基于光纤通信收发器的故障排查装置，包括：
时序采集装置，用于获取光纤通信系统的数字高速串行收发器实时的工作时序；
时序比较装置，将所述工作时序与预存的数字高速串行收发器正常工作时的参考时序进行比较，当所述工作时序与所述参考时序不一致时，判定光纤通信系统的光路故障，并将光路故障的判定结果发送至控制器；
故障定位装置，在控制器的控制下对光路故障进行定位，其具体方式为：在光路正常状态下，在光路上确定若干标定点，测量光线自光路的起始点到达所有标定点的光路距离，形成距离集合，获取所有标定点的地理坐标，形成坐标集合，当所述故障比较装置判定光路出现故障时，测量光线自光路的起始点到达故障点的故障距离，找到距离集合中与故障距离差值最小的光路距离，根据差值最小的光路距离确定与故障点距离最近的第一标定点，自坐标集合中获取第一标定点的地理坐标；
故障自愈装置，在控制器的控制下对光路故障进行自愈，其具体方式为：光路故障状态下，在所述故障定位装置获取第一标定点的地理坐标的基础上，向所述数字高速串行收发器发送预设的自愈时序，响应所述自愈时序执行光纤通信系统故障自愈；
控制器，用于接收处理所述时序比较装置反馈来的判定结果，根据所述判定结果控制所述故障定位装置对光路故障进行定位并接收所述故障定位装置反馈的故障定位结果，即第一标定点的地理坐标，根据第一标定点的地理坐标控制所述故障自愈装置对光路故障进行故障自愈，并接收所述故障自愈装置反馈的故障自愈结果；
其中，时序采集装置的输出端与所述时序比较装置的输入端连接，所述时序比较装置的输出端与所述控制器的一个输入端连接，所述故障定位装置与所述控制器双向连接，所述故障自愈装置与所述控制器双向连接。
本实施例的工作原理简述：获取光纤通信系统的数字高速串行收发器实时的工作时序，将所述工作时序与预存的数字高速串行收发器正常工作时的参考时序进行比较；当所述工作时序与所述参考时序不一致时，判定光纤通信系统的光路故障；在光路故障状态下，向所述数字高速串行收发器发送预设的自愈时序，响应所述自愈时序执行光纤通信系统故障自愈；所述工作时序包括数字高速串行收发器发送复位时序和数字高速串行收发器接收复位时序；
所述数字高速串行收发器接收复位时序包括接收物理媒介子层复位时序、接收低功耗模式复位时序和接收物理编码子层复位时序；
当所述工作时序为信号数字高速串行收发器接收复位时序时，向所述数字高速串行收发器发送所述预设的自愈时序，响应所述自愈时序执行光纤通信系统故障自愈的步骤包括：
向所述数字高速串行收发器发送锁相环复位时序；其中，所述数字高速串行收发器响应所述锁相环复位时序的正脉冲返回锁相环锁定时序；
若检测到所述锁相环锁定时序的负脉冲，将所述接收物理媒介子层复位时序发送至所述数字高速串行收发器；其中，所述数字高速串行收发器在检测到所述接收物理媒介子层复位时序的正脉冲之后，执行接收物理媒介子层复位时序自愈进程，并在所述接收物理媒介子层复位时序自愈进程结束之后返回接收物理媒介子层复位完成时序的高电平；
响应所述接收物理媒介子层复位完成时序的高电平将所述接收低功耗模式复位时序发送至所述数字高速串行收发器；其中，所述数字高速串行收发器在检测到所述接收低功耗模式复位时序的正脉冲之后，执行接收低功耗模式复位时序自愈进程，并在所述接收低功耗模式复位时序自愈进程结束之后返回接收用户准备时序的高电平；
响应所述接收用户准备时序的高电平将所述接收物理编码子层复位时序发送至所述数字高速串行收发器；其中，所述数字高速串行收发器在检测到所述接收物理编码子层复位时序的正脉冲之后，执行接收物理编码子层复位时序自愈进程，并在所述接收物理编码子层复位时序自愈进程结束之后返回接收复位完成时序的高电平；
所述数字高速串行收发器接收复位时序还包括接收缓存复位时序；
当所述工作时序为数字高速串行收发器接收复位时序时，向所述数字高速串行收发器发送预设的自愈时序，响应所述自愈时序执行光纤通信系统故障自愈的步骤还包括：
响应所述接收用户准备时序的高电平将所述接收缓存复位时序发送至所述数字高速串行收发器；其中，所述数字高速串行收发器在检测到所述接收缓存复位时序的正脉冲之后，执行接收缓存复位时序自愈进程，并在所述接收缓存复位时序自愈进程结束之后返回接收复位完成时序的高电平；
在将所述接收物理媒介子层复位时序发送至所述数字高速串行收发器之后，还包括以下步骤：
向所述数字高速串行收发器发送动态重配置指令和动态重配置指令准备时序；
其中，所述数字高速串行收发器在检测到所述动态重配置指令准备时序的第一个正脉冲后，响应所述动态重配置指令执行写0操作；
所述数字高速串行收发器在检测到所述动态重配置指令准备时序的第二个正脉冲后，响应所述动态重配置指令执行数据恢复操作。
上述方案通过获取数字高速串行收发器实时的工作时序，当所述工作时序与所述参考时序不一致时，判定光纤通信系统的光路故障，并向所述数字高速串行收发器发送所述工作时序的正脉冲，响应所述正脉冲执行光纤通信系统故障自愈，能够自动对光路的故障进行排查及自愈，提高了故障排查及恢复效率，减少了人工的干预，本发明中对整个光路的状态检测是在线实时检测，能够在不影响设备正常工作的前提下进行实时的检测，保证了设备工作的独立性和检测装置的时效性。
实施例2：
在实施例1的基础上优选的，还包括备用故障检测装置，所述备用故障检测装置包括光功率检测装置、光纤振动检测装置、非工作光纤检测装置、OTDR和光检测装置；
所述光功率检测装置的输出端与所述控制器的一个输入端连接，用于检测光纤通信系统光路的光功率，并将光功率检测结果发送至所述控制器；
所述光纤振动检测装置的输出端与所述控制器的一个输入端连接，用于检测光纤通信系统光路的振动信息，并将振动信息检测结果发送至所述控制器；
所述OTDR的一个输出端与所述非工作光纤检测装置的输入端连接，所述非工作光纤检测装置的输出端与所述控制器的一个输入端连接，用于通过所述OTDR来检测光纤通信系统非工作光纤的故障信息，并将非工作光纤故障信息的检测结果发送至所述控制器；
所述OTDR的一个输出端与所述光检测装置的输入端连接，所述光检测装置的输出端与所述控制器的一个输入端连接，用于通过所述OTDR来检测光纤通信系统光路的故障信息，并将光路故障信息的检测结果发送至所述控制器；
当所述控制器接收到所述时序比较装置发送来的光路故障判定结果或接收到所述光检测装置发送来的光路故障检测结果时，所述控制器则确定光纤通信系统光路处于故障状态。
通过光功率检测结果、振动信息检测结果、非工作光纤故障信息的检测结果、光路故障信息的检测结果，可全面实时自动检测光纤通信系统的工作情况，极大程度地便利了光纤通信系统维护人员对于整个系统的把控。
优选的，还包括工作光路切换装置，所述工作光路切换装置与所述控制器连接，用于控制光纤通信系统的工作光纤光路和非工作光纤光路的通断。
优选的，当所述控制器确定光纤通信系统光路处于故障状态时，所述工作光路切换装置将光纤通信系统原本的工作光纤光路切断，接通至光纤通信系统备用的非工作光纤光路。
优选的，当所述控制器接收的所述光功率检测结果为异常状态时，所述工作光路切换装置将光纤通信系统原本的工作光纤光路切断，接通至光纤通信系统备用的非工作光纤光路。
优选的，当所述控制器接收的所述振动信息检测结果为异常状态时，所述工作光路切换装置将光纤通信系统原本的工作光纤光路切断，接通至光纤通信系统备用的非工作光纤光路。
通过控制光纤通信系统的工作光纤光路和非工作光纤光路的通断，在原本的工作光纤光路出现故障时，可将光纤通信系统切换至备用的非工作光纤光路，可保证光纤通信系统的正常工作，减小原本的工作光纤光路故障所带来的不良影响。
优选的，当所述控制器接收的非工作光纤故障信息的检测结果为故障状态时，所述工作光路切换装置将光纤通信系统原本的工作光纤光路切断，同时也光纤通信系统备用的非工作光纤光路切断。可有效保护光纤通信系统其他线路的安全运行，不被此故障线路影响。
优选的，还包括紧急报警装置，所述紧急报警装置与所述控制器连接，当光纤通信系统的工作光纤光路和非工作光纤光路同时切断时，所述紧急报警装置发出报警信息。
通过紧急报警装置发出的报警信息，可告知光纤通信系统维护人员线路的故障情况，光纤通信系统自身的自愈系统已经克服不了目前光纤通信系统发生的故障，需要光纤通信系统维护人员到场进行紧急处理。
实施例3：
在实施例2的基础上优选的，当电力系统通信业务量增加需将备用的非工作光线光路改成工作光线光路时，本方案可远程完成对应装置由非工作光线光路运行模式到工作光线光路运行模式的切换；当为了提高监测的独立性保证工作光线光路运行的通信精确度，该系统可远程完成由带保护的工作光线光路运行模式到非工作光线光路运行模式的切换。
所述的控制器采用型号为STM32F205的单片机，所述光纤振动检测装置为RJ45接口的光纤振动探测器，所述的光检测装置采用型号为STM8S105系列的单片机，所述的非工作光纤检测装置采用型号为STM8S105系列的单片机，所述光功率检测装置为RS232接口光功率计，紧急报警装置采用MDZ12系列芯片，所述的工作光路切换装置采用型号为STM8S103系列的单片机。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“逆时针”、“顺时针”“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
Claims (8)
1.一种基于光纤通信收发器的故障排查装置，其特征在于，包括：
时序采集装置，用于获取光纤通信系统的数字高速串行收发器实时的工作时序；
时序比较装置，将所述工作时序与预存的数字高速串行收发器正常工作时的参考时序进行比较，当所述工作时序与所述参考时序不一致时，判定光纤通信系统的光路故障，并将光路故障的判定结果发送至控制器；
故障定位装置，在控制器的控制下对光路故障进行定位，其具体方式为：在光路正常状态下，在光路上确定若干标定点，测量光线自光路的起始点到达所有标定点的光路距离，形成距离集合，获取所有标定点的地理坐标，形成坐标集合，当所述故障比较装置判定光路出现故障时，测量光线自光路的起始点到达故障点的故障距离，找到距离集合中与故障距离差值最小的光路距离，根据差值最小的光路距离确定与故障点距离最近的第一标定点，自坐标集合中获取第一标定点的地理坐标；
故障自愈装置，在控制器的控制下对光路故障进行自愈，其具体方式为：光路故障状态下，在所述故障定位装置获取第一标定点的地理坐标的基础上，向所述数字高速串行收发器发送预设的自愈时序，响应所述自愈时序执行光纤通信系统故障自愈；
控制器，用于接收处理所述时序比较装置反馈来的判定结果，根据所述判定结果控制所述故障定位装置对光路故障进行定位并接收所述故障定位装置反馈的故障定位结果，即第一标定点的地理坐标，根据第一标定点的地理坐标控制所述故障自愈装置对光路故障进行故障自愈，并接收所述故障自愈装置反馈的故障自愈结果；
其中，时序采集装置的输出端与所述时序比较装置的输入端连接，所述时序比较装置的输出端与所述控制器的一个输入端连接，所述故障定位装置与所述控制器双向连接，所述故障自愈装置与所述控制器双向连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于光纤通信收发器的故障排查装置，其特征在于，还包括备用故障检测装置，所述备用故障检测装置包括光功率检测装置、光纤振动检测装置、非工作光纤检测装置、OTDR和光检测装置；
所述光功率检测装置的输出端与所述控制器的一个输入端连接，用于检测光纤通信系统光路的光功率，并将光功率检测结果发送至所述控制器；
所述光纤振动检测装置的输出端与所述控制器的一个输入端连接，用于检测光纤通信系统光路的振动信息，并将振动信息检测结果发送至所述控制器；
所述OTDR的一个输出端与所述非工作光纤检测装置的输入端连接，所述非工作光纤检测装置的输出端与所述控制器的一个输入端连接，用于通过所述OTDR来检测光纤通信系统非工作光纤的故障信息，并将非工作光纤故障信息的检测结果发送至所述控制器；
所述OTDR的一个输出端与所述光检测装置的输入端连接，所述光检测装置的输出端与所述控制器的一个输入端连接，用于通过所述OTDR来检测光纤通信系统光路的故障信息，并将光路故障信息的检测结果发送至所述控制器；
当所述控制器接收到所述时序比较装置发送来的光路故障判定结果或接收到所述光检测装置发送来的光路故障检测结果时，所述控制器则确定光纤通信系统光路处于故障状态。
3.根据权利要求2所述的一种基于光纤通信收发器的故障排查装置，其特征在于，还包括工作光路切换装置，所述工作光路切换装置与所述控制器连接，用于控制光纤通信系统的工作光纤光路和非工作光纤光路的通断。
4.根据权利要求3所述的一种基于光纤通信收发器的故障排查装置，其特征在于，当所述控制器确定光纤通信系统光路处于故障状态时，所述工作光路切换装置将光纤通信系统原本的工作光纤光路切断，接通至光纤通信系统备用的非工作光纤光路。
5.根据权利要求3所述的一种基于光纤通信收发器的故障排查装置，其特征在于，当所述控制器接收的所述光功率检测结果为异常状态时，所述工作光路切换装置将光纤通信系统原本的工作光纤光路切断，接通至光纤通信系统备用的非工作光纤光路。
6.根据权利要求3所述的一种基于光纤通信收发器的故障排查装置，其特征在于，当所述控制器接收的所述振动信息检测结果为异常状态时，所述工作光路切换装置将光纤通信系统原本的工作光纤光路切断，接通至光纤通信系统备用的非工作光纤光路。
7.根据权利要求4-6任一项所述的一种基于光纤通信收发器的故障排查装置，其特征在于，当所述控制器接收的非工作光纤故障信息的检测结果为故障状态时，所述工作光路切换装置将光纤通信系统原本的工作光纤光路切断，同时也光纤通信系统备用的非工作光纤光路切断。
8.根据权利要求7所述的一种基于光纤通信收发器的故障排查装置，其特征在于，还包括紧急报警装置，所述紧急报警装置与所述控制器连接，当光纤通信系统的工作光纤光路和非工作光纤光路同时切断时，所述紧急报警装置发出报警信息。
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