CN111901034B - 一种实时光缆态势监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光缆监测技术领域，尤其涉及一种实时光缆态势监测系统，其特征在于：其包括在线监测平台、光缆管理系统和移动终端；在线监测平台包括光时域反射仪、光开关、合波器、光功率采集仪和光源；光缆管理系统包括控制模块和与控制模块电连接的数据传输服务器、定位模块、派单模块、告警传输模块；数据传输服务器与光时域反射仪信号连接，告警传输模块用于光缆管理系统和无线终端之间信号传输；告警传输模块包括通过串口电连接于控制模块的短信模块和用于实现短信模块和移动终端之间信号传输的通信网络模块；移动终端用于接收光缆故障报修任务单。本发明实时对光缆信号进行检测，提高光缆故障抢修过程中的工作效率。

Description

一种实时光缆态势监测系统

技术领域

本发明涉及光缆监测技术领域，尤其涉及一种实时光缆态势监测系统。

背景技术

长期以来，光缆的维护一直依靠维护人员利用简单的仪器和自身多年积累的经验进行维护，很多时候由于外力破坏和自然环境的影响，光缆的维护工作既艰难繁琐又效率低下。维护人员承受着很大的工作压力和高负荷的工作量。

传统的光缆运维主要是光缆出现故障后由人工靠OTDR（光时域反射仪）测出光缆的大概位置，然后由维护人员到达现场后，逐段排查根据经验找出故障点。这种对光缆故障排除的方式需要本领域大量训练有素的专业人员去做才能清除故障，一般情况下寻找故障的时间长，故障点定位难，无法快速确定故障实际位置，导致工作效率低。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种实时光缆态势监测系统，实时对光缆信号进行检测，生成任务单短信推送方式派发给抢修工作人员，提高光缆故障抢修过程中的工作效率。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案为：一种实时光缆态势监测系统，包括在线监测平台、光缆管理系统和移动终端；

在线监测平台，包括光时域反射仪、光开关、合波器、光功率采集仪和光源；其中，光时域反射仪电连接光开关，光开关连接于合波器的单端口，被测光缆位于光源和合波器其中一个工作端口之间，合波器另一个工作端口连接光功率采集仪；

光缆管理系统，包括控制模块和与控制模块电连接的数据传输服务器、定位模块、派单模块、告警传输模块；

所述数据传输服务器与光时域反射仪信号连接用于将控制模块的测试触发信号传输至光时域反射仪及用于将光时域反射仪检测的故障信息传输至控制模块；

所述定位模块用于为工作人员提供光缆故障的实际位置；

所述派单模块用于对光缆故障问题生成任务单；

所述告警传输模块用于光缆管理系统和无线终端之间信号传输；其中，所述告警传输模块包括通过串口电连接于控制模块的短信模块和用于实现短信模块和移动终端之间信号传输的通信网络模块；

所述移动终端用于接收光缆故障报修任务单。

按以上方案，所述短信模块采用的是工业级 4G LTE MODEM，通过RS232接口转接USB线连接至控制模块实现数据交互。

按以上方案，所述短信模块采用的是工业级 4G LTE MODEM，短信模块配备有独立上位机，该上位机为短信服务器，4G LTE MODEM通过RS232接口转接USB线连接至短信服务器，短信服务器和控制模块位于同一网络，通过网络相连接实现数据交互。

按以上方案，所述通信网络模块为2G网络模块、3G网络模块、4G网络模块中任意一种。

按以上方案，所述移动终端还接收另设的云数据库发送的信息，云数据库用于提供光缆故障路线的相关路线，管径尺寸以及管径施工长度。

按以上方案，所述定位模块为GPS导航模块、北斗导航模块、GIS地图模块中的任意一种。

按以上方案，所述派单模块为安装有现有派单软件的服务器。

按以上方案，所述移动终端为智能手机、笔记本电脑中的任意一种。

本发明具有如下有益效果：

本发明通过实时获取光功率采集仪监测的功率值，并设置一个门限，如果功率值超过门限，则可以触发光时域反射仪进行测试，通过光缆管理系统快速确定故障实际位置，生成任务单通过告警传输模块以短信的方式将告警信息发送至抢修工作人员，通知现场维护人员快速到达现场处理故障，根据故障点位置快速到达现场，提高光缆故障抢修过程中的工作效率；告警传输模块提供 RS232 标准接口，直接与用户设备连接，结构简单，安装方便，实现短消息收发，传输速度快。

附图说明

图1为本发明实施例整体结构示意图；

图2为本发明中告警传输模块第一种实施例的信号传输示意图；

图3为本发明中告警传输模块第二种实施例的信号传输示意图。

附图标记：

1、在线监测平台；101、光时域反射仪；102、光开关；103、合波器；104、光源；105、光功率采集仪；

2、光缆管理系统；201、控制模块；202、数据传输服务器；203、定位模块；204、派单模块；205、告警传输模块；

3、移动终端。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例一

请参考图1和图2，本发明为一种实时光缆态势监测系统，其包括在线监测平台1、光缆管理系统2、移动终端3。

在线监测平台1，包括光时域反射仪101、光开关102、合波器103、光功率采集仪105和稳定光源104；其中，光时域反射仪101电连接光开关102，光开关102连接于合波器103的单端口，被测光缆位于稳定光源104和合波器103其中一个工作端口之间，合波器103另一个工作端口连接光功率采集仪105；

光时域反射仪101即OTDR，负责向被测光缆链路中发送测试光信号，并接收反射回的光信号，形成后向散射信号曲线，用于检测光缆故障；本实施例中，OTDR采用U-Test 902型，波长：1650+/-10nm，脉宽（ns）：最小值为3ns，可多选择，3ns～20us，测量范围（km）：1,2, 5, 10, 20, 50, 100, 200，用于检测光缆无源PON网络故障。

光开关102对接入光开关102的各条光缆线路进行切换，最大限度的复用OTDR的测试能力；即可通过各个端口之间的切换实现一台ARD-OTDR 测试多条光缆线路的目的，也可通过级联方式，实现不在同一地理空间的多条光缆链路共享一个ARD-OTDR 测试设备的功能，扩展整个系统的监测规模；光开关10212可采用FS系列光开关102（OSW），如FS-16型或FS-4型，其串扰：0dB，插入损耗：0.2dB（典型值），开关速度：＜2秒。

合波器103实现测试光和工作光的合路，是将测试光信号接入被监测的光缆链路中，从而实现在线监测。

光功率采集仪105实时接受光缆链路远端的光源104或者传输设备传来的光功率信息，实时读取线路中的光信号，最大读取值为-65dbm，当信号产生波动，且超出设定阈值OTDR 系统进行测试。

光源104向被监测纤芯实时发送稳定光源104。

光缆管理系统2包括光缆管理系统2，包括控制模块201和与控制模块201电连接的数据传输服务器202、定位模块203、派单模块204、告警传输模块205；本实施例中，控制模块201采用现有的服务器；

数据传输服务器202与光时域反射仪101信号连接用于将控制模块201的测试触发信号传输至光时域反射仪101及用于将光时域反射仪101检测的故障信息传输至控制模块201；数据传输服务器202为采用现有的数据传输服务器202实现在线监测平台1和光缆管理系统2之间的数据传输；用于将在线监测平台1采集到的光缆故障问题反馈给光缆管理系统2，等待工作人员完成抢修任务，故障排除后通过在线监测平台1监测获得是否正常连接的通知并再次发送给光缆管理系统2。

定位模块203用于为工作人员提供光缆故障的实际位置；定位模块203为GPS导航模块、北斗导航模块、GIS地图模块中的任意一种，用于较准确的定位光缆故障位置，避免范围太大，花费太多时间寻找故障点抢修；

派单模块204为安装有现有派单软件的服务器，用于对光缆故障问题生成订单任务，派发给抢修人员接单，派单模块204的服务器中安装的派单软件采用现有的外卖订单派单软件，只是行业不同信息不同任务不同。

告警传输模块205用于光缆管理系统2和无线终端之间信号传输；其中，告警传输模块205包括通过串口电连接于控制模块201的短信模块和用于实现短信模块和移动终端3之间信号传输的通信网络模块；本实施例中，短信模块采用的是工业级 4G LTE MODEM，通过RS232接口转接USB线连接至控制模块201实现数据交互；工业级 4G LTE MODEM 是一款基于移动 2G\3G\4G 短消息平台及高速上网通信模块；内嵌工业级通讯模块，标准工业规格设计，提供 RS232 标准接口，直接与用户设备连接，实现短消息收发及传真数据；参阅图2，短信模块与光缆监测软件服务器部署在一起，两者通过数据线相连接，实现数据交互和短信发出功能，短信模块与服务器通过串口连接并实现通讯，短信模块内置 SIM 卡通过GSM 网络实现对外发送短信，当光缆监测系统产生告警，则会推送一条告警信息；信息推送受基站及信号影响，理论值 5S 以内短信可推送成功。短信内容格式包含两部分，第一部分是光缆测试结果，有故障光缆的名称、故障类型、故障的具体位置，如果是光缆断的故障，还会有断点距离上一个站点多少长度以及距离下一个站点多少长度。第二部分是告警产生的具体时间， 可以使维护人员清楚故障发生的准确时间；通信网络模块为2G网络模块、3G网络模块、4G网络模块中任意一种。

移动终端3用于接收光缆故障报修任务单，移动终端3为智能手机、笔记本电脑中的任意一种，便于现场作业人员以及管理员携带查看故障信息；移动终端3还接收另设的云数据库发送的信息，云数据库用于提供光缆故障路线的相关路线，管径尺寸以及管径施工长度。

本实施例中，现有的电力配网组网一般采用无源PON网络结构，是以一点对多点的网络结构，提高了配网的灵活性，但也为运检工作带来了难度，线路中无源节点繁多，使得维护光缆链路需要多人、多级、多环节排查才能定位障碍点。光缆管理系统2实时获取光功率采集仪105监测的功率值，并设置一个门限，如果功率值超过门限，则可以触发OTDR进行测试，采用对业务线无干扰的波长对业务纤芯进行在线测试，探测到线路最末端的被测光缆，对故障点进行快速定位，节省排障时间，对光缆中的节点信息进行管理。

本发明依靠在线监测平台1实时对光缆信号进行检测，发现故障时监测设备触发报警信号，通过连接的智能光缆管理系统2快速确定故障实际位置以及通过云数据库获取故障点信息以供抢修人员参考，生成任务单派发给抢修工作人员，通知现场维护人员快速到达现场处理故障，并为维修人员提供导航服务，根据故障点位置快速到达现场，提高光缆故障抢修过程中的工作效率，也使在线监测平台1成为高效率处理平台，服务于光缆监测领域。

本实施例的告警传输模块205安装简单、直接与光缆监测系统中控制模块201的服务器公用一套服务器，告警信息发送时延低，系统便于维护。

实施例二

参阅图3，本实施例和实施例一的区别在于告警传输模块205的组成，其余部分结构均相同，在此不做赘述。本实施例中，告警传输模块205包括通过串口电连接于控制模块201的短信模块和用于实现短信模块和移动终端3之间信号传输的通信网络模块；短信模块采用的是工业级 4G LTE MODEM，短信模块配备有独立上位机，该上位机为短信服务器，4GLTE MODEM通过RS232接口转接USB线连接至短信服务器，短信服务器和控制模块201位于同一网络，通过现有的WebService 技术进行短信数据的交互，利用同网络将光缆监测系统中控制模块201产生的告警信息推送至本短信服务器，再通过部署短信模块通过通信网络模块发送至移动终端3；通信网络模块为2G网络模块、3G网络模块、4G网络模块中任意一种。本实施例中，给短信模块配备独立的短信服务器，安全性能高。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种实时光缆态势监测系统，其特征在于：包括：在线监测平台、光缆管理系统和移动终端；

在线监测平台，包括光时域反射仪、光开关、合波器、光功率采集仪和光源；其中，光时域反射仪电连接光开关，光开关连接于合波器的单端口，被测光缆位于光源和合波器其中一个工作端口之间，合波器另一个工作端口连接光功率采集仪；

光时域反射仪负责向被测光缆链路中发送测试光信号，并接收反射回的光信号，形成后向散射信号曲线，用于检测光缆故障；

光开关对接入光开关的各条光缆线路进行切换；

合波器实现测试光和工作光的合路，是将测试光信号接入被监测的光缆链路中，从而实现在线监测；

光功率采集仪实时接受光缆链路远端的光源或者传输设备传来的光功率信息，实时读取线路中的光信号，当信号产生波动，且超出设定阈值OTDR 系统进行测试；光缆管理系统实时获取光功率采集仪监测的功率值，并设置一个门限，如果功率值超过门限，则可以触发OTDR进行测试；

光缆管理系统，包括控制模块和与控制模块电连接的数据传输服务器、定位模块、派单模块、告警传输模块；

所述数据传输服务器与光时域反射仪信号连接用于将控制模块的测试触发信号传输至光时域反射仪及用于将光时域反射仪检测的故障信息传输至控制模块；数据传输服务器为采用现有的数据传输服务器实现在线监测平台和光缆管理系统之间的数据传输；用于将在线监测平台采集到的光缆故障问题反馈给光缆管理系统，等待工作人员完成抢修任务，故障排除后通过在线监测平台监测获得是否正常连接的通知并再次发送给光缆管理系统；

所述定位模块用于为工作人员提供光缆故障的实际位置；

所述派单模块用于对光缆故障问题生成任务单；

所述告警传输模块用于光缆管理系统和无线终端之间信号传输；其中，所述告警传输模块包括通过串口电连接于控制模块的短信模块和用于实现短信模块和移动终端之间信号传输的通信网络模块；短信模块与光缆监测软件服务器部署在一起，两者通过数据线相连接，实现数据交互和短信发出功能，短信模块与服务器通过串口连接并实现通讯，短信模块内置 SIM 卡通过 GSM 网络实现对外发送短信，当光缆监测系统产生告警，则会推送一条告警信息；信息推送受基站及信号影响，理论值 5S 以内短信可推送成功；短信内容格式包含两部分，第一部分是光缆测试结果，有故障光缆的名称、故障类型、故障的具体位置，如果是光缆断的故障，还会有断点距离上一个站点多少长度以及距离下一个站点多少长度；第二部分是告警产生的具体时间，使维护人员清楚故障发生的准确时间；

所述移动终端用于接收光缆故障报修任务单；

在线监测平台实时对光缆信号进行检测，发现故障时监测设备触发报警信号，通过连接的光缆管理系统快速确定故障实际位置以及通过云数据库获取故障点信息以供抢修人员参考，生成任务单派发给抢修工作人员，通知现场维护人员快速到达现场处理故障，并为维修人员提供导航服务，根据故障点位置快速到达现场，提高光缆故障抢修过程中的工作效率，也使在线监测平台成为高效率处理平台，服务于光缆监测领域。

2.根据权利要求1所述的实时光缆态势监测系统，其特征在于：所述短信模块采用的是工业级 4G LTE MODEM，通过RS232接口转接USB线连接至控制模块实现数据交互。

3.根据权利要求1所述的实时光缆态势监测系统，其特征在于：所述短信模块采用的是工业级 4G LTE MODEM，短信模块配备有独立上位机，该上位机为短信服务器，4G LTEMODEM通过RS232接口转接USB线连接至短信服务器，短信服务器和控制模块位于同一网络，通过网络相连接实现数据交互。

4.根据权利要求1所述的实时光缆态势监测系统，其特征在于：所述通信网络模块为2G网络模块、3G网络模块、4G网络模块中任意一种。

5.根据权利要求1所述的实时光缆态势监测系统，其特征在于：所述移动终端还接收另设的云数据库发送的信息，云数据库用于提供光缆故障路线的相关路线，管径尺寸以及管径施工长度。

6.根据权利要求1所述的实时光缆态势监测系统，其特征在于：所述定位模块为GPS导航模块、北斗导航模块、GIS地图模块中的任意一种。

7.根据权利要求1所述的实时光缆态势监测系统，其特征在于：所述派单模块为安装有现有派单软件的服务器。

8.根据权利要求1所述的实时光缆态势监测系统，其特征在于：所述移动终端为智能手机、笔记本电脑中的任意一种。

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