CN116017214B - 一种基于光纤通信的故障诊断系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及网络安全技术领域，具体涉及一种基于光纤通信的故障诊断系统。包括：至少两台数据设备，数据设备之间相互连接以形成一主链路；光开关，连接于主链路上；光开关，包含第一输入端口R3、第二输入端口R4、第一输出端口T3和第二输出端口T4，第一输入端口R3、第二输入端口R4、第一输出端口T3和第二输出端口T4分别连接于主链路中，光开关中设置有第一分光器和第二分光器；第一分光器设置于第一输入端口R3；第二分光器设置于第二输入端口R4；数据统计模块，用以分别接收第一子分光第二信号、第二子分光第二信号。

Description

一种基于光纤通信的故障诊断系统

技术领域

本发明涉及网络安全技术领域，具体涉及一种基于光纤通信的故障诊断系统。

背景技术

光传输网络的特殊性决定了光传输线路和光传输设备必须具备极高的可靠性，光传输网络的保障工作逐渐成为各级运营商的工作核心。然而在现网中，光纤损坏、线路中断、设备掉电、板卡故障等，严重影响传输网络的稳定性。给客户、自身效益、线路维护造成极大的压力。加强保障已是迫在眉睫。

光旁路器具有保护倒换功能光开关即是光旁路器，通常用于网络的故障恢复。当光纤断裂或其他传输故障发生时，利用光开关实现信号迂回路由，从接入状态切换到旁路状态，达到旁路保护的目的。目前的光旁路器常规有两个种状态，一种接入状态，可串接接入设备，达到串接被保护设备，一种是旁路状态，可旁路掉接入设备，保证原链路正常连接。切换状态只有掉电旁路或断纤旁路。这种光旁路器主要有两点存在不足：(1)、只有两种状态切换，没有中间态，不利于维护；(2)、缺少线路监控，只支持被保护侧的光功率监测，无法确认原链路的功率变化情况。

发明内容

针对现有技术的不足，本申请提供一种基于光纤通信的故障诊断系统，具体地：

一方面，本申请提供一种基于光纤通信的故障诊断系统，其中，包括：

至少两台数据设备，所述数据设备之间相互连接以形成一主链路；光开关，连接于所述主链路上；

光开关，包含第一输入端口R3、第二输入端口R4、第一输出端口T3和第二输出端口T4，第一输入端口R3、第二输入端口R4、第一输出端口T3和第二输出端口T4分别连接于所述主链路中，所述光开关中设置有第一分光器和第二分光器；

第一分光器设置于第一输入端口R3，用以对接收的光信号做分光处理以形成第一子分光第一信号、第一子分光第二信号；于所述光开关工作于非旁路状态下，第一子分光第一信号输出至第二输出端口T4；

第二分光器设置于第二输入端口R4，用以对接收的光信号做分光处理以形成第二子分光第一信号、第二子分光第二信号；于所述光开关工作于非旁路状态下，第二子分光第一信号输出至第一输出端口T3；

数据统计模块，用以分别接收第一子分光第二信号、第二子分光第二信号。

优选地，上述的一种基于光纤通信的故障诊断系统，其中，还包括：

第一分光器，用以对接收的光信号做分光处理以形成第一子分光第三信号；

第二分光器，用以对接收的光信号做分光处理以形成第二子分光第三信号；

第一光功率模块PD1，用以接收所述第一子分光第三信号；

第二光功率模块PD2，用以接收所述第二子分光第三信号。

优选地，上述的一种基于光纤通信的故障诊断系统，其中，还包括：

被保护设备，于所述光开关工作于非旁路状态下，所述被保护设备的第一发射端口T1接收所述第一子分光第一信号，并将所述第一子光第一信号传输至所述光开关的第二输出端口T4。

优选地，上述的一种基于光纤通信的故障诊断系统，其中，还包括：

第三分光器，内置于所述光开关内，用以接收所述第二子分光第一信号，用根据所述第二子分光第一信号形成第二子分光第一旁路信号。

优选地，上述的一种基于光纤通信的故障诊断系统，其中，还包括：

被保护设备，于所述光开关工作于非旁路状态下，所述被保护设备的第二发射端口T2接收所述第二子分光第一信号，并将所述第二子光第一信号通过第一接收端口R1传输至所述光开关的第一输出端口T3。

优选地，上述的一种基于光纤通信的故障诊断系统，其中，还包括：

第四分光器，内置于所述光开关内，用以接收所述第一子分光第一信号，用根据所述第一子分光第一信号形成第一子分光第一旁路信号。

另一方面，本申请再提供一种基于光纤通信的故障诊断系统，其中，包括：至少两台数据设备，所述数据设备之间相互连接以形成一主链路；

光开关，连接于所述主链路上；包含第一输入端口R3、第二输入端口R4、第一输出端口T3和第二输出端口T4，所述第一输入端口R3、第二输入端口R4、第一输出端口T3和第二输出端口T4分别连接于所述主链路中，所述光开关中设置有第一分光器和第二分光器；

第一分光器设置于第一输入端口R3，用以对接收的光信号做分光处理以形成第一子分光第三信号；

第二分光器设置于第二输入端口R4，用以对接收的光信号做分光处理以形成第二子分光第三信号；

被保护设备，所述被保护设备的第一发射端口T1接收所述第一子分光第三信号，并将所述第一子分光第三信号转发至所述被保护设备的第二接收端口R2；所述被保护设备的第二发射端口T2接收所述第二子分光第三信号，并将所述第二子分光第三信号转发至所述被保护设备的第一接收端口R1。

优选地，上述一种基于光纤通信的故障诊断系统，其中，所述光开关还包括：

第三分光器，连接所述被保护设备的第二接收端口R2；

第四分光器，连接所述被保护设备的第一接收端口R1。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：检测光纤链路中是否出现丢包、错报、光功率异常或被保护设备异常，当光纤链路出现丢包、错报、光功率异常或被保护设备异常时，光开关会进行切换，保证原链路能正常工作。

当被保护设备异常时，包含端口异常，转发异常，心跳异常，掉电，光功率异常等光旁路设备会从接入状态切换到旁路状态。当光开关设备异常时，包含端口监测异常，光功率异常，掉电等光旁路设备会从接入状态(通电状态)切换到非旁路状态(断电状态)。

附图说明

为更好地理解并阐述本申请的一些实施例，以下将结合附图参考实施例的描述，在这些附图中，同样的数字编号在附图中指示相应的部分。

图1为本发明实施例提供得一种基于光纤通信的故障诊断系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供得一种基于光纤通信的故障诊断系统的结构示意图。

具体实施方式

以下参考附图的描述为便于综合理解由权利要求及其等效内容所定义的本申请的各种实施例。这些实施例包括各种特定细节以便于理解，但这些仅被视为示例性的。因此，本领域技术人员可以理解对在此描述的各种实施例进行各种变化和修改而不会脱离本申请的范围和精神。另外，为简要并清楚地描述本申请，本申请将省略对公知功能和结构的描述。

在以下说明书和权利要求书中使用的术语和短语不限于字面含义，而是仅为能够清楚和一致地理解本申请。因此，对于本领域技术人员，可以理解，提供对本申请各种实施例的描述仅仅是为说明的目的，而不是限制所附权利要求及其等效定义的本申请。

下面将结合本申请一些实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一”、“一个”、“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本申请中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相绑定的列出项目的任何或所有可能组合。表达“第一”、“第二”、“所述第一”和“所述第二”是用于修饰相应元件而不考虑顺序或者重要性，仅仅被用于区分一种元件与另一元件，而不限制相应元件。

如图1所示，一种基于光纤通信的故障诊断系统，其中，包括：

至少两台数据设备，所述数据设备之间相互连接以形成一主链路；光开关，连接于所述主链路上；数据设备至少包括接收链路和发射连接，所述接收链路和发射链路结合形成所述主链路。

光开关，包含第一输入端口R3、第二输入端口R4、第一输出端口T3和第二输出端口T4，第一输入端口R3、第二输入端口R4、第一输出端口T3和第二输出端口T4分别连接于所述主链路中，所述光开关中设置有第一分光器和第二分光器；

第一分光器设置于第一输入端口R3，用以对接收的光信号做分光处理以形成第一子分光第一信号、第一子分光第二信号；于所述光开关工作于非旁路状态下，第一子分光第一信号输出至第二输入端口T4；

第二分光器设置于第二输入端口R4，用以对接收的光信号做分光处理以形成第二子分光第一信号、第二子分光第二信号；于所述光开关工作于非旁路状态下，第二子分光第一信号输出至第一输出端口T3；

数据统计模块，用以分别接收第一子分光第二信号、第二子分光第二信号。

示意性地，所述数据统计模块可集成有第一数据子模块、第二数据子模块形成，所述第一数据子模块用以接收所述第一子分光第二信号，并对所述第一子分光第二信号做统计处理以形成第一子分光统计数据，同理第二数据子模块用以接收所述第二子分光第二信号，对所述第二子分光第二信号做统计处理以形成第二子分光统计数据；通过所述第一子分光统计数据、所述第二子分光统计数据以判断主链路出现了丢包和错包，需要说明的时第一子分光统计数据与第二子分光统计数据之间相互独立。

所述第一分光器、第二分光器均为无源设备，于所述光开关处于断电状态下，所述第一分光器、第二分光器均可执行其分光作用。

实施例二

当主链路出现故障，除了实施例一存在的丢包、错包的故障外，主链路也有可能因为光功率的变化形成故障。为了进一步确定主链路故障形成的原因，本申请还提供一种基于光纤通信的故障诊断系统，于上述实施例一的基础之上，还包括：

第一分光器，用以对接收的光信号做分光处理以形成第一子分光第三信号；

第二分光器，用以对接收的光信号做分光处理以形成第二子分光第三信号；

第一光功率模块PD1，用以接收所述第一子分光第三信号；

第二光功率模块PD2，用以接收所述第二子分光第三信号。

其中第一光功率模块PD1用以计算第一子分光第三信号的光功率变化，第一子分光第三信号的光功率变化可以反映出第一子分光的光功率变化情况，第二光功率模块PD2用以计算第二子分光第三信号的光功率变化，第二子分光第三信号的光功率变化可以反映出第二子分光的光功率变化情况。于主链路发生故障的状态下，可以通过读取第一子分光的光功率变化情况、第二子分光的光功率变化情况确定是否是由光功率引起的主链路故障。

实施例三

进一步地，主链路的故障处理数据传输过程中的故障外，也有可能是基于主链路通信本身的故障导致，例如主链路的通讯出现故障进而导致主链路的数据无法传输。基于此，本发明再提供一种基于光纤通信的故障诊断系统，在上述实施例二的基础之上，如图2所示，还包括：

被保护设备，于所述光开关工作于旁路状态下，所述被保护设备的第一发射端口T1接收所述第一子分光第一信号，并将所述第一子光第一信号传输至所述光开关的第二输入端口T4。所述被保护设备的第二发射端口T2接收所述第二子分光第一信号，并将所述第二子光第一信号通过第一接收端口R1传输至所述光开关的第一输出端口T3。

所述被保护设备通过光开关使得被保护设备串接到主链路中。一种基于光纤通信的故障诊断系统中光信号的流通为：

以第一发射端口T1的数据传输为例，接入状态下，主链路的信号通过第一发射端口T1传输至第一分光器，第一分光器做分光处理一形成第一子分光第一信号、第一子分光第二信号、第一子分光第三信号，其中，第一子分光第一信号被传输至所述被保护设备的第一发射端口T1，并从被保护设备的第二接收端口R2输出传输至第二接收端口R2以完成第一子分光第一信号的传输，第一子分光第二信号被传输至数据统计模块用以数据统计，第一子分光第三信号被传输至第一光功率模块PD1用以检测第一子分光信号的光功率变化。

当第一子分光第一信号位于被保护设备内，所述被保护设备获取到第一子分光处于异常状态下输出(通过网络输出，例如以太网)异常心跳信号，当该异常信号被获取的状态下形成一切换链路的指令状态，将当前链路的传输切换到光开关处于断电状态下的链路以保障主链路的通信正常运行。

进一步地，还包括：第三分光器，内置于所述光开关内，用以接收所述第二子分光第一信号，用根据所述第二子分光第一信号形成第二子分光第一旁路信号。其中所述第二子分光第一旁路信号用以传输至第三光功率模块PD3，通过第三光功率模块PD3计算第二子分光第一旁路信号的光功率。

第四分光器，内置于所述光开关内，用以接收所述第一子分光第一信号，用根据所述第一子分光第一信号形成第一子分光第一旁路信号。其中所述第一子分光第一旁路信号用以传输至第四光功率模块PD4，通过第四光功率模块PD4计算第一子分光第一旁路信号的光功率。所述第一子分光第一旁路信号的光功率、第二子分光第一旁路信号的光功率用以反映被保护设备的发光功率，第一子分光第三信号的光功率及第二子分光第三信号的光功率用以反映主链路的发光功率。

当接入状态下时，被保护设备完整串接到线路中，当流量统计异常或端口光功率低于设置值时会自动切换到旁路，同时被保护设备会发送心跳，当被保护设备异常时心跳会停止，旁路设备检测到心跳异常时也会切换到光开关处于非旁路状态下，保证主链路业务能正常运行。也可以理解被保护设备旨在检测主链路通信是否正常。数据统计模块、第一光功率模块PD1、第二光功率模块PD2旨在检测主链路的传输是否正常。

即当光纤链路出现如下异常时，光开关会进行切换，保证原链路能正常工作。

(1)当被保护设备异常时，包含端口异常，转发异常，心跳异常，掉电，光功率异常等光旁路设备会从接入状态切换到旁路状态。

(2)当光开关设备异常时，包含端口监测异常，光功率异常，掉电等光旁路设备会从接入状态(通电状态)切换到非旁路状态(断电状态)。

实施例四

本发明再提供一种基于光纤通信的故障诊断系统，其中，包括：至少两台数据设备，所述数据设备之间相互连接以形成一主链路；

光开关，连接于所述主链路上；包含第一输入端口R3、第二输入端口R4、第一输出端口T3和第二输出端口T4，所述第一输入端口R3、第二输入端口R4、第一输出端口T3和第二输出端口T4分别连接于所述主链路中，所述光开关中设置有第一分光器和第二分光器；

第一分光器设置于第一输入端口R3，用以对接收的光信号做分光处理以形成第一子分光第三信号；

第二分光器设置于第二输入端口R4，用以对接收的光信号做分光处理以形成第二子分光第三信号；

被保护设备，所述被保护设备的第一发射端口T1接收所述第一子分光第三信号，并将所述第一子分光第三信号转发至所述被保护设备的第二接收端口R2；所述被保护设备的第二发射端口T2接收所述第二子分光第三信号，并将所述第二子分光第三信号转发至所述被保护设备的第一接收端口R1。

作为进一步优选实施方式，上述一种基于光纤通信的故障诊断系统，其中，所述光开关还包括：

第三分光器，连接所述被保护设备的第二接收端口R2；

第四分光器，连接所述被保护设备的第一接收端口R1。

本实施例中，先检测主链路的通信状态，然后再继续实施例一和实施例二的检测。

需要说明的是：上述实施例一、实施例二、实施例三也可以单独实施，本领域技术人员根据上述原理的描述可以做单一的检测。

以上所揭露的仅为本申请一些优选的实施例，不能以此来限定本申请之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本申请权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (6)

1.一种基于光纤通信的故障诊断系统，其特征在于，包括：

至少两台数据设备，所述数据设备之间相互连接以形成一主链路；光开关，连接于所述主链路上；

光开关，包含第一输入端口R3、第二输入端口R4、第一输出端口T3 和第二输出端口T4，第一输入端口R3、第二输入端口R4、第一输出端口T3 和第二输出端口T4分别连接于所述主链路中，所述光开关中设置有第一分光器和第二分光器；

第一分光器设置于第一输入端口R3，用以对接收的光信号做分光处理以形成第一子分光第一信号、第一子分光第二信号；于所述光开关工作于非旁路状态下，第一子分光第一信号输出至第二输出端口T4；

第二分光器设置于第二输入端口R4，用以对接收的光信号做分光处理以形成第二子分光第一信号、第二子分光第二信号；于所述光开关工作于非旁路状态下，第二子分光第一信号输出至第一输出端口T3 ；

数据统计模块，用以分别接收第一子分光第二信号、第二子分光第二信号，对所述第一子分光第二信号做统计处理以形成第一子分光统计数据；对所述第二子分光第二信号做统计处理以形成第二子分光统计数据；通过所述第一子分光统计数据、所述第二子分光统计数据以判断主链路出现了丢包和错包。

2.根据权利要求1所述的一种基于光纤通信的故障诊断系统，其特征在于，还包括：

第一分光器，用以对接收的光信号做分光处理以形成第一子分光第三信号；

第二分光器，用以对接收的光信号做分光处理以形成第二子分光第三信号；

第一光功率模块PD1，用以接收所述第一子分光第三信号；

第二光功率模块PD2，用以接收所述第二子分光第三信号。

3.根据权利要求1所述的一种基于光纤通信的故障诊断系统，其特征在于，还包括：

被保护设备，于所述光开关工作于非旁路状态下，所述被保护设备的第一发射端口T1接收所述第一子分光第一信号，并将所述第一子光第一信号传输至所述光开关的第二输出端口T4。

4.根据权利要求3所述的一种基于光纤通信的故障诊断系统，其特征在于，还包括：

第三分光器，内置于所述光开关内，用以接收所述第二子分光第一信号，用根据所述第二子分光第一信号形成第二子分光第一旁路信号。

5.根据权利要求1所述的一种基于光纤通信的故障诊断系统，其特征在于，还包括：

被保护设备，于所述光开关工作于非旁路状态下，所述被保护设备的第二发射端口T2接收所述第二子分光第一信号，并将所述第二子光第一信号通过第一接收端口R1传输至所述光开关的第一输出端口T3 。

6.根据权利要求5所述的一种基于光纤通信的故障诊断系统，其特征在于，还包括：

第四分光器，内置于所述光开关内，用以接收所述第一子分光第一信号，用根据所述第一子分光第一信号形成第一子分光第一旁路信号。