CN113938192A - 一种智能化光缆监控管理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能化光缆监控管理方法，涉及光缆监控设备，解决了不能实现对光缆故障点准确定位的技术问题。包括光缆位置链构建步骤和实时监控步骤；所述光缆位置链构建步骤用于采集光缆位置信息，并对所述光缆位置信息进行标签信息化处理，以形成光缆位置链；所述实时监控步骤用于实时监控光缆的状态，并在所述光缆发生故障告警时，启动对所述光缆的测试，以获取故障曲线数据；根据所述故障曲线数据获取故障点位置信息。本发明能迅速、准确地对故障点进行定位，同时还能及时找到故障点的准确位置，确保用户通信及时恢复。
Description
技术领域
本发明涉及光缆监控设备，更具体地说，它涉及一种智能化光缆监控管理方法。
背景技术
光缆监测技术经过多年的应用与发展，技术日趋完善与成熟。随着国内外光缆网络建设的飞速发展，针对光缆运维管理的时效性、易用性、智能化也面临更大的机遇与挑战。因此，面向光缆监测应用技术呈现出不断突破与发展的趋势，实时化、网络化、可视化、数据化也成为光缆监测系统发展的重要趋势。
目前以现代通信技术、光纤测试技术、计算机网络技术、数据库技术、GIS等技术融合与应用构建的对光缆资源监测管理的在线监测管理平台，是目前国内主流应用技术。在线监测管理平台具有机房管理、管井管理、光缆管理、光缆组管理、设备管理、监控管理等功能。该平台可通过监测站监测光缆故障问题，并接收告警信息。但不能实现对光缆故障点的准确定位。因此，光缆故障基本靠用户申告，或人工巡检，导致光缆故障抢修周期较长，影响各类业务的正常通信。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种智能化光缆监控管理方法，解决了不能实现对光缆故障点的准确定位，难以及时发现故障的问题。
本发明所述的一种智能化光缆监控管理方法，包括光缆位置链构建步骤和实时监控步骤；
所述光缆位置链构建步骤用于采集光缆位置信息，并对所述光缆位置信息进行标签信息化处理，以形成光缆位置链；
所述实时监控步骤用于实时监控光缆的状态，并在所述光缆发生故障告警时，启动对所述光缆的测试，以获取故障曲线数据；根据所述故障曲线数据获取故障点位置信息。
所述光缆位置链构建步骤，具体包括：
第一步、选定目标光缆，并使所述目标光缆处于工作状态；
第二步、对所述目标光缆不同的位置依次进行敲击，以使所述目标光缆产生震动；
第三步、实时采集目标光缆的震动特征，并对所述震动特征进行分析，以获取敲击位置的光缆位置信息；
第四步、将所有获取到的所述光缆位置信息一一对应的录入到电子标签中，并将所述电子标签固定在目标光缆相应的位置上。
在第三步中，所述对震动特征进行分析，具体包括，
根据所述震动特征生成震动特征数据，并根据所述震动特征数据判断敲击是否为人为敲击产生的震动；若是，则获取敲击位置的光缆位置信息。
所述根据震动特征数据判断敲击是否为人为敲击产生的震动，具体包括，
预设一敲击时长以及在所述敲击时长中将要敲击光缆的敲击次数；实时监测目标光缆，待光缆路由探测主机接收到第一次震动时开始计时；若在所述敲击时长内敲击的次数与光缆路由探测主机接收到的震动次数一致，则判定所述敲击为目标敲击。
所述获取敲击位置的光缆位置信息，具体包括，
实时采集所述目标光缆的瑞利散射光信号、以及所述窄带激光脉冲从发射到再次接到产生相位变化的瑞利散射光信号的时间差，将所述时间差与光速进行乘积运算，得到乘积结果；再将所述乘积结果除以目标光缆的折射率，得到所述窄带激光脉冲的总路径行程；取所述总路径行程的一半作为敲击点至探测主机发射端之间的间距
获取到所述光缆位置信息后，将所述光缆位置信息与电子地图进行关联，以在电子地图上形成光缆路径信息。
所述实时监控步骤中在获取故障点位置信息后，将所述故障点位置信息下发至移动终端，并通过所述移动终端扫描光缆上的电子标签，以对电子标签中记录的光缆位置信息与所述故障点位置信息进行匹配；若匹配成功，则确认所述电子标签所在位置为故障点的具体位置。
在实施监控步骤中，所述根据故障曲线数据获取故障点位置信息，具体包括：
将所述故障曲线数据与目标光缆曲线数据进行比较，完成故障分析报告；根据所述故障分析报告判明故障点的位置、故障点前后的光缆接头盒位置，同时在所述电子地图上显示故障位置及相应的光缆位置信息。
所述目标光缆曲线数据主要由所有的震动特征数据构成。
所述故障分析报告具体包括，光纤曲线数据的对比分析、全程传输损耗、全程光学长度、接头损耗、两接头点之间的光纤衰减系数、光连接器位置、光纤接头盒和光纤断点位置，根据某一光纤一段时间内的曲线分析其接头和光纤损耗的时间变化特性。
有益效果
本发明的优点在于：通过对光缆位置信息进行标签信息化处理的方式构建光缆位置链，并结合光缆故障告警时的实测数据，可全天候实时监测对光缆进行监测，并能及时有效的发现光缆故障隐患。在出现故障时实现迅速、准确地对故障点进行定位，同时还能及时找到故障点的准确位置，确保用户通信及时恢复。
附图说明
图1为本发明的监控管理方法流程图；
图2为本发明的光缆位置链构建步骤的流程图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步的描述，但不构成对本发明的任何限制，任何人在本发明权利要求范围所做的有限次的修改，仍在本发明的权利要求范围内。
参阅图1-图2，本发明的一种智能化光缆监控管理方法，其特征在于，包括光缆位置链构建步骤和实时监控步骤。
其中，光缆位置链构建步骤用于采集光缆位置信息，并对光缆位置信息进行标签信息化处理，以形成光缆位置链。通过光缆位置链的构建，能在光缆出现故障时，迅速、准确地对故障点实现线上和线下的定位，以便于及时精准的找到故障点位置，确保用户通信及时恢复。
本实施例的光缆位置链构建步骤，具体包括：
第一步、选择ODF架的目标光缆。
第二步、将目标光缆的尾纤连接到光缆路由探测主机中，并将窄带激光脉冲注入到目标光缆中，使目标光缆处于工作状态。其中，光缆路由探测主机可以是光纤震动传感器主机。光纤震动传感器主机的工作原理为，光纤传感技术是利用普通光纤作为传感器，以光信号作为传感介质，通过探测光纤中光波信号的特征变化实现对应力、震动、温度、电磁场等多种物理量的测量。光波在光纤中传输会受到各种外界干扰因素的影响，导致光波传输的性能指标，如光的振幅、相位、波长、偏振态等发生变化。分布式光纤传感技术的理论就是通过监测光波性能指标的变化，反推出外界干扰因素以及这种外界干扰因素的变化值。
此外，在连接尾纤前需保证尾纤端面干净无尘。可采用端面仪检测。如不干净，需用酒精棉擦拭干净再连接，也可以涂匹配液再连接。连接尾纤时要求力度适中，感觉拧紧即可，避免用力过猛导致光纤接口端面损坏。
第三步、根据预设的间距对目标光缆不同的位置依次进行敲击，以使目标光缆产生震动。
第四步、光缆路由探测主机实时采集目标光缆的震动特征。然后将获取到的震动特征传送至在线监测管理平台，通过在线监测管理平台对震动特征进行分析，以获取敲击位置的光缆位置信息。
其中，对震动特征进行分析，具体包括，在线监测管理平台根据震动特征生成震动特征数据，并根据震动特征数据判断敲击是否为人为敲击产生的震动。若是，则获取敲击位置的光缆位置信息，并将其上传至在线监测管理平台。
关于判断敲击是否为人为敲击，可通过以下方式实现。首先预设一敲击时长，同时设定在该敲击时长中将要敲击的次数。在敲击时，光缆路由探测主机监测预设敲击时长内敲击的次数，即可判断该敲击是否为目标敲击。若在敲击时长内敲击的次数与光缆路由探测主机接收到的震动次数一致，则判定敲击为目标敲击。
获取敲击位置的光缆位置信息，具体包括，实时采集目标光缆的瑞利散射光信号、以及窄带激光脉冲从发射到再次接到产生相位变化的瑞利散射光信号的时间差，将时间差与光速进行乘积运算，得到乘积结果；再将乘积结果除以目标光缆的折射率，得到窄带激光脉冲的总路径行程；取总路径行程的一半作为敲击点至光缆路由探测主机发射端之间的间距，从而实现敲击点光缆位置信息的获取。
第五步、将所有获取到的光缆位置信息一一对应的录入到电子标签中，并将电子标签固定在目标光缆相应的位置上，以形成线下光缆位置链。通过线下光缆位置链，工作人员在实地查找光缆故障点时，能快速准确的对确定故障点的具体位置。
在第五步中，电子标签为NFC标签。在线监测管理平台将光缆位置信息通过无线通讯网络下发至移动终端，移动终端通过NFC功能把该光缆位置信息录入至NFC标签，最终把NFC标签固定在光缆的该位置处即可，以便于查找故障点的工作人员可以及时找到该NFC标签。
其中，无线通讯网络可以是WIFI通信、ZIGBEE通信、3G通信、4G通信、5G通信等。
Zigbee无线通信是基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术，可采用多种类型的网络配置。若使用星型网络培植，星型网络配置由一个协调器节点，即主设备，和一个或多个终端设备，即从设备组成。在星型网络中，所有的终端设备都只与协调器通信。根据系统需求，协调器会在非易失性存储器中存储所有网络关联，称为邻接表。为了连接到网络，终端设备可能执行孤立通知过程来查找先前与之关联的网络或者执行关联过程来加入一个新网络。在执行孤立通知过程的情况下，协调器将通过查找其邻接表来识别先前与之关联的终端设备。
典型的Zigbee节点可支持多种特性和功能，为了便于在I/O节点和两个控制器节点之间进行数据传输，所有节点中的应用程序必须保存多个数据链路。为了减少成本，ZigBee节点仅使用一个无线信道来和多个端点/接口来创建多条虚拟链路或信道，每个端点总共有8个接口。在星型网络中的终端设备总是只与协调器通信，协调器负责将端点发送的数据包从一个节点转发到接收终端设备的相应端点。所以，当建立一个新的网络时，必须告知协调器如何创建源端点和目标端点之间的链路，Zigbee协议使用了一个称为端点绑定的特殊过程来实现链路的连接。
WIFI无线通信的WIFI全称Wireless Fidelity，又称802.11b标准，它的最大优点就是传输速度较高，可以达到11Mbps，另外它的有效距离也很长，同时也与已有的各种802.11DSSS设备兼容。
5G无线通信即为第五代移动通信网络，是最新一代蜂窝移动通信技术。5G网络的主要优势在于，数据传输速率远远高于以前的蜂窝网络，最高可达10Gbit/s，比当前的有线互联网要快，比先前的4G LTE蜂窝网络快100倍。另一个优点是较低的网络延迟，更快的响应时间，低于1毫秒，而4G为30-70毫秒。5G的性能目标是高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提高系统容量和大规模设备连接。
在线监测管理平台获取到光缆位置信息后，还将光缆位置信息与电子地图进行关联，以在电子地图上形成光缆路径信息，形成线上光缆位置链。通过线上光缆位置链，能为工作人员提供准确的指引，使其能快速的到达故障现场附近。
本实施例采用的电子地图可通过GPS进行实时地理位置更新。电子地图可在普通模式或卫星模式下任意切换，并在电子地图中还可以直观表示出以下信息：光缆的周边建筑情况、光缆段或光缆组的始末端机房位置及名称、光缆节点、柜号信息、管井编号及位置。通过导出功能，生成可在离线状态下使用的查看文件。
实时监控步骤用于实时监控光缆的状态，并在光缆发生故障告警时，启动对光缆的测试，以获取故障曲线数据。根据故障曲线数据获取故障点位置信息。且在获取故障点位置信息后，将故障点位置信息下发至移动终端。工作人员即可根据光缆位置链前往故障点。然后通过移动终端扫描故障点附近光缆上的电子标签，以对电子标签中记录的光缆位置信息与故障点位置信息进行匹配。若匹配成功，则确认电子标签所在位置为故障点的具体位置。
其中，在实施监控步骤中，根据故障曲线数据获取故障点位置信息，具体包括：
将故障曲线数据与目标光缆曲线数据进行比较，完成故障分析报告，通过故障分析报告判明故障点的位置、故障点前后的光缆接头盒位置，同时在电子地图上显示故障位置及相应的光缆位置信息。其中，目标光缆曲线数据主要由所有的震动特征数据构成。
此外，故障分析报告具体包括，光纤曲线数据的对比分析、全程传输损耗、全程光学长度、接头损耗、两接头点之间的光纤衰减系数、光连接器位置、光纤接头盒和光纤断点位置，根据某一光纤一段时间内的曲线分析其接头和光纤损耗的时间变化特性。
故障告警包括断纤告警、平均衰减值异常告警以及接头处衰减异常告警。例如某位置的接头处损耗过大、光缆受侧压变形致使损耗过大、某处因地下施工挖断光缆致使实测长度小于设计长度等信息。实现实时告警监控，提高监控效果的可靠性和安全性，并保留历史监控数据以备查询，满足多种性能需求。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。
Claims (10)
1.一种智能化光缆监控管理方法，其特征在于，包括光缆位置链构建步骤和实时监控步骤；
所述光缆位置链构建步骤用于采集光缆位置信息，并对所述光缆位置信息进行标签信息化处理，以形成光缆位置链；
所述实时监控步骤用于实时监控光缆的状态，并在所述光缆发生故障告警时，启动对所述光缆的测试，以获取故障曲线数据；根据所述故障曲线数据获取故障点位置信息。
2.根据权利要求1所述的一种智能化光缆监控管理方法，其特征在于，所述光缆位置链构建步骤，具体包括：
第一步、选定目标光缆，并使所述目标光缆处于工作状态；
第二步、对所述目标光缆不同的位置依次进行敲击，以使所述目标光缆产生震动；
第三步、实时采集目标光缆的震动特征，并对所述震动特征进行分析，以获取敲击位置的光缆位置信息；
第四步、将所有获取到的所述光缆位置信息一一对应的录入到电子标签中，并将所述电子标签固定在目标光缆相应的位置上。
3.根据权利要求2所述的一种智能化光缆监控管理方法，其特征在于，在第三步中，所述对震动特征进行分析，具体包括，
根据所述震动特征生成震动特征数据，并根据所述震动特征数据判断敲击是否为人为敲击产生的震动；若是，则获取敲击位置的光缆位置信息。
4.根据权利要求3所述的一种智能化光缆监控管理方法，其特征在于，所述根据震动特征数据判断敲击是否为人为敲击产生的震动，具体包括，
预设一敲击时长以及在所述敲击时长中将要敲击光缆的敲击次数；实时监测目标光缆，待光缆路由光缆路由探测主机接收到第一次震动时开始计时；若在所述敲击时长内敲击的次数与光缆路由探测主机接收到的震动次数一致，则判定所述敲击为目标敲击。
5.根据权利要求3所述的一种智能化光缆监控管理方法，其特征在于，所述获取敲击位置的光缆位置信息，具体包括，
实时采集所述目标光缆的瑞利散射光信号、以及所述窄带激光脉冲从发射到再次接到产生相位变化的瑞利散射光信号的时间差，将所述时间差与光速进行乘积运算，得到乘积结果；再将所述乘积结果除以目标光缆的折射率，得到所述窄带激光脉冲的总路径行程；取所述总路径行程的一半作为敲击点至探测主机发射端之间的间距。
6.根据权利要求3所述的一种智能化光缆监控管理方法，其特征在于，获取到所述光缆位置信息后，将所述光缆位置信息与电子地图进行关联，以在电子地图上形成光缆路径信息。
7.根据权利要求1所述的一种智能化光缆监控管理方法，其特征在于，所述实时监控步骤中在获取故障点位置信息后，将所述故障点位置信息下发至移动终端，并通过所述移动终端扫描光缆上的电子标签，以对电子标签中记录的光缆位置信息与所述故障点位置信息进行匹配；若匹配成功，则确认所述电子标签所在位置为故障点的具体位置。
8.根据权利要求6所述的一种智能化光缆监控管理方法，其特征在于，在实施监控步骤中，所述根据故障曲线数据获取故障点位置信息，具体包括：
将所述故障曲线数据与目标光缆曲线数据进行比较，完成故障分析报告；根据所述故障分析报告判明故障点的位置、故障点前后的光缆接头盒位置，同时在所述电子地图上显示故障位置及相应的光缆位置信息。
9.根据权利要求8所述的一种智能化光缆监控管理方法，其特征在于，所述目标光缆曲线数据主要由所有的震动特征数据构成。
10.根据权利要求8所述的一种智能化光缆监控管理方法，其特征在于，所述故障分析报告具体包括，全程传输损耗、全程光学长度、接头损耗、两接头点之间的光纤衰减系数、光连接器位置、光纤接头盒和光纤断点位置，根据某一光纤一段时间内的曲线分析其接头和光纤损耗的时间变化特性。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20220114 |