CN116488721A - 一种光缆线路故障智能定位方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种光缆线路故障智能定位方法,包括:OTDR模块、光功率计模块、电源模块、主控模块、显示模块、存储模块、通信模块、分光器、光开关和光放大器。检测单元包括光开关、OTDR和光放大器,选用1x32规格的光开关可以达到一套设备检测多条光纤的效果,通过光功率计模块轮巡的方式检测工作光纤、备用光纤,在发现有光纤光功率值低于预设值时,及时调用OTDR测量对应光纤断裂点,并将测得的断裂点即使上传上位机告警,应用本技术方案可有力保障通信光缆系统的稳定运行和即使修复。
Description
技术领域
本发明涉及光纤通信监测技术领域,特别是一种光缆线路故障智能定位方法。
背景技术
近年来我国光纤通信网络规模在不断扩大,由于光纤具有容量大、损耗小、可靠性高、成本低等优点,在我国的通信领域愈发举足轻重,电力系统中的通信光纤也直接影响着输配电系统的稳定性。因此人们对光缆通信网络可靠性的需求也日益增加,但由于光缆数量以及早年铺设的光缆的使用年限的增加,及时发现老化以及物理损坏等因素导致的光缆通信中断,一直是亟待解决的问题。
当前主要的检修方法为:光端机发出无光警告时,检修人员在机房测试,确定损坏杆号后到现场,通过人孔井找到损坏点最近的光接头盒位置,使用OTDR测量并辅助线路资料来最终确定具体损坏位置。
但是该方法只能通过OTDR测得光接头盒距离故障点的光纤长度,而由于光纤绞缩率和光纤弯曲等因素,所测得的光纤故障定并不是实际的故障点,无法及时有效的定位具体位置使得大大增加了维修时间成本和排障难度。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种光缆线路故障智能定位方法,该方法能够在光纤发生故障时,及时定位出精确的故障点,方便维修人员快速到达故障位置进行维修,大大降低了时间成本和排障难度。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:一种光缆线路故障智能定位方法,包括以下步骤:
步骤S1:在每条光纤上接入1x3的分光器,光能量比例为90%、5%、5%,其中光能量为90%的为主纤,另外两支分支光纤分别接入1x32规格的第一光开关和第二光开关,每个1x32规格的光开关其中16个接口接入工作光纤,16个接口接入备用光纤,备用光纤的编号为工作光纤的编号为17-32,第一光开关的另一端接入光功率计模块,第二光开关的另一端接入OTDR模块;
步骤S2:在每条主线路后端接入一个低噪的光放大器使线路内的光能量恢复至通过分光器前的100%;
步骤S3:通过设置使光功率计每隔一段时间对各支工作光纤进行轮巡检测,当检测到工作光纤发生故障时,向主控芯片发送一个故障信号,使主控芯片控制第二光开关将对应编号的线路接通,启动OTDR模块检测故障点与设备之间的距离,将每次启动OTDR测量时的距离数据记为Li,并将多次测量的数据进行求平均得到若各支工作光纤光功率正常,则每隔一段时间主控芯片向OTDR模块发送信号,让OTDR模块轮巡备用光纤,判断是否存在损坏;若备用光纤存在损坏,同样将每次启动OTDR测量时的距离数据记为Li,并将多次测量的数据进行求平均得到/>
步骤S4:将求得的和损坏光纤标号通过通讯模块传输至上位机中;
步骤S5:建立光缆线路的位置参考系统;
步骤S6:将步骤三多次测量的数据进行求平均得到的作为设备到故障点的光纤长度,通过去除光缆接头盒内的盘留长度以及光缆的绞缩率等因素得出设备到故障点的实际距离,记为LS;将得到的实际距离与步骤五中生成的实际光缆数据线路图结合,实现故障点的精准定位;
步骤S7:将步骤六上位机计算得到的故障点精准定位通过通信模块传输至光缆线路故障智能定位设备,光缆线路故障智能定位设备将接收到的精准定位数据与损坏光纤标号存储在设备存储模块中,并将其显示在显示模块上;
步骤S8:电源模块为整个光缆线路故障只能定位设备提供电源。
在一较佳的实施例中,所述步骤S5具体为:
步骤S51:扫描光缆线路资料图,并将光缆线路图的走势与系统接入的地图平台相结合,在地图上标注出光缆的走势与位置;
然后去实地对光缆的线路进行具体的经纬度测量,得到光缆线路的实际经纬度,将光缆经纬度数据与地图上的光缆线路进行匹配;
步骤S52:将步骤51生成的光缆线路数据输入至上位机中的地图平台中,通过地图平台将光缆线路具体数据在地图中标注出来,生成精确的光缆线路数据图;
步骤S53:对步骤52生成的路径进行标注。
在一较佳的实施例中,所述步骤S53具体为:
步骤S531:将地图平台中的设备位置初始化,使得光缆线路距离设备的距离是对应设备的初始距离;
步骤S532:将步骤S51中的通信光缆线路资料图中的标志点数据标注到所述到光缆线性参考系统中;
步骤S533:将光缆接头盒的位置标注在光缆线路上,作为后续故障点精准定位的一个参照点。
在一较佳的实施例中,步骤S6所述的光缆接头盒内的盘留长度以及光缆的绞缩率因素包括光缆接头盒内的盘留长度、光缆的绞缩率、光缆的种类、光缆铺设时的弯曲程度。
在一较佳的实施例中,步骤S6具体为:将步骤S3中多次测量的设备与故障点的距离取出,根据公式:求得设备与故障点的平均距离以此减小误差,利用公式:求得光缆故障点到设备的实际距离,L1为/>为设备与故障点的平均距离,n为设备到光纤故障点之间的光接头盒数量,L2为光缆接头盒内的盘留长度,P为光缆绞缩率,La为光缆皮长;
另S=L1-nL2得到光缆故障点距离设备的实际距离,将最终得到的光缆故障点距离设备的实际距离S对应到步骤五中建立的光缆线路位置参考系统得到精确的光缆线路数据图,并在上位机的地图平台中显示出来。
在一较佳的实施例中,当光功率计模块在轮巡的过程中发现有光纤光功率值低于预设值时,及时调用OTDR模块测量对应光纤断裂点,并将测得的断裂点及时上传上位机告警,若光功率计模块检测得到的光纤光功率未低于预设值,则每隔一段时间调用OTDR模块对备用光纤进行轮巡检测备用光纤是否出现断裂。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:本发明所述的定位设备,能够精准的定位故障点的地理位置,方便维修人员快速到达故障点进行光纤维修,大大降低了时间成本和排障难度。通过本发明所述的定位设备,精确定位故障点的具体位置,极大减少了光缆故障定位时间,大大降低了光缆实时抢修的难度。
附图说明
图1为本发明优选实施例的一种光缆线路故障智能定位方法的工作流程图;
图2为本发明优选实施例的一种光缆线路故障智能定位方法的结构图;
图3为本发明优选实施例的一种光缆线路故障智能定位方法的防抖动报警流程图;
图4为本发明优选实施例的一种光缆线路故障智能定位方法的故障报警流程图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
应该指出,以下详细说明都是例示性的,旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式;如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
结合图1至图4说明本实施方式,本实施方式在于通过分光器将光纤分成3路,并分别接入光功率计模块和OTDR模块来实现监测功能,通过多次测量故障点到设备的距离来提高数据精度。同时结合上位机的地图平台,经过对数据的处理与结合精准定位故障点的实际坐标,并将其显示在地图上,方便检修人员前往故障点进行排障。
具体包括以下步骤:
步骤S1:将设备安装在需要监测的线路中部,将每支光纤接入设备的接口中,每支光纤通过1x3、比例为90%:5%:5%的分光器,分为一支主纤,两支分纤。主纤通过光放大器恢复至分光前的功率,两支分纤分别连接一个1x32规格的第一光开关和第二光开关。两个光开关分别与光功率计模块和OTDR模块相连,具体为每个1x32规格的光开关其中16个接口接入工作光纤,16个接口接入备用光纤,备用光纤的编号为工作光纤的编号为17-32,第一光开关的另一端接入光功率计模块,第二光开关的另一端接入OTDR模块;光功率计通过轮巡的工作模式来监测各个分纤的光功率值,OTDR模块的作用是检测设备距离故障点的光纤长度。
步骤S2:在每条主线路后端接入一个低噪的光放大器使线路内的光能量恢复至通过分光器前的100%;
步骤S3:通过设置使光功率计每隔一段时间对各支工作光纤进行轮巡检测,当检测到工作光纤发生故障时,向主控芯片发送一个故障信号,使主控芯片控制光开关2将对应编号的线路接通,启动OTDR模块检测故障点与设备之间的距离,将每次启动OTDR测量时的距离数据记为Li,并将多次测量的数据进行求平均得到若各支工作光纤光功率正常,则每隔一段时间主控芯片向OTDR模块发送信号,让OTDR模块轮巡备用光纤,判断是否存在损坏。若备用光纤存在损坏,同样将每次启动OTDR测量时的距离数据记为Li,并将多次测量的数据进行求平均得到/>
当光缆发生故障时,光功率计模块在轮巡的过程中发现某一条光纤的光功率值低于预设的报警阈值。光功率计模块向控制模块发送信息,使控制模块控制光开关,接通相应的开关,并启动OTDR模块对受损光纤进行检测。多次检测设备到光纤故障点的距离,将每次启动OTDR测量时的距离数据记为Li,并将多次测量的数据进行求平均得到
步骤S4:将求得的通过通讯模块传输至上位机中。
将设备与光端机之间的光接头盒数量、光缆接头盒内的盘留长度以及光缆的绞缩率等因素包括光缆接头盒内的盘留长度、光缆的绞缩率、光缆的种类、光缆铺设时的弯曲程度等信息存储在上位机的系统中。
步骤S5:建立光缆线路的位置参考系统;具体为:
上述步骤S5具体实施方式为:
步骤S51:扫描光缆线路资料图,并将光缆线路图的走势与系统接入的地图平台相结合,在地图上标注出光缆的走势与位置。然后去实地对光缆的线路进行具体的经纬度测量,得到光缆线路的各个实际经纬度,将光缆经纬度数据与地图上的光缆线路进行匹配,生成精确的光缆线路数据。
步骤S52:将步骤S51生成的光缆线路数据输入至上位机中的地图平台中,通过地图平台将光缆线路具体数据在地图中标注出来,生成精确的光缆线路数据图。
步骤S53:对步骤S52生成的路径进行标注,具体操作为:
一、将地图平台中的设备位置初始化,使得光缆线路距离设备的距离是对应设备的初始距离。
二、将步骤S51中的通信光缆线路资料图中的标志点数据标注到所述到光缆线性参考系统中。
三、将光缆接头盒的位置标注在光缆线路上,做为后续故障点精准定位的一个参照点。
步骤S6:将步骤S2多次测量的数据进行求平均得到的作为设备到故障点的光纤长度,通过去除光缆接头盒内的盘留长度以及光缆的绞缩率等因素得出设备到故障点的实际距离,记为LS;将得到的实际距离与步骤五中生成的实际光缆数据线路图结合,实现故障点的精准定位。
具体过程为:
将步骤S2中多次测量的设备与故障点的距离取出,根据公式:求得设备与故障点的平均距离以此减小误差,利用公式:/>求得光缆故障点到设备的实际距离,L1为/>为设备与故障点的平均距离,n为设备到光纤故障点之间的光接头盒数量,L2为光缆接头盒内的盘留长度,P为光缆绞缩率,La为光缆皮长。
另S=L1-nL2得到光缆故障点距离设备的实际距离,将最终得到的光缆故障点距离设备的实际距离D对应到S5中建立的光缆线路位置参考系统,将最终得到的光缆故障点距离设备的实际距离D对应到精确的光缆线路数据图,并在上位机的地图平台中显示出来。
所述光功率计模块检测光纤中的光功率值低于阈值的判断过程如图3所示:
光功率计模块轮巡检测光缆中各支光纤的光功率计,监测各支光纤中的光功率值是否低于系统设定的阈值时。将检测到的各光纤中光功率的实际值与告警阈值相比较,由于实际值可能会在阈值附近出现极小范围内的抖动从而导致误告警。因此设置一个告警回滞值来避免这种情况的发生。告警回滞值即为可允许的光功率值跳动范围。在检测到光纤中的实际值后,当实际值低于告静值时,将实际值与阈值相减。若差值的绝对值大于设置的告警回滞值,则判定光纤出现故障点,通知控制模块控制OTDR模块对故障点进行测距。反之则判定为功率抖动,不产生告警信号。
结合图4说明本实施方式,本实施方式为通过本设备进行故障点定位和告警的过程:
光功率计模块对各支路光纤轮巡检测,当光功率低于阈值时,产生告警信号,控制模块控制OTDR,对OTDR返回的曲线数据进行分析,得到故障点与设备之间的光纤距离,将数据通过通信模块传输至上位机,上位机将得到的光纤距离转化为实际的光缆距离,将光缆距离和地图平台相结合,实现故障点在地图上的精确显示,故障点精准定位通过通信模块传输至光缆线路故障智能定位设备,光缆线路故障智能定位设备将接收到的精准定位数据与损坏光纤标号存储在设备存储模块中,并将其显示在显示模块上。通过上位机地图与光缆线路故障智能定位设备显示能够精准的定位故障点的地理位置,方便维修人员快速到达故障点进行光纤维修,大大降低了时间成本和排障难度。
Claims (6)
1.一种光缆线路故障智能定位方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤S1:在每条光纤上接入1x3的分光器,光能量比例为90%、5%、5%,其中光能量为90%的为主纤,另外两支分支光纤分别接入1x32规格的第一光开关和第二光开关,每个1x32规格的光开关其中16个接口接入工作光纤,16个接口接入备用光纤,备用光纤的编号为工作光纤的编号为17-32,第一光开关的另一端接入光功率计模块,第二光开关的另一端接入OTDR模块;
步骤S2:在每条主线路后端接入一个低噪的光放大器使线路内的光能量恢复至通过分光器前的100%;
步骤S3:通过设置使光功率计每隔一段时间对各支工作光纤进行轮巡检测,当检测到工作光纤发生故障时,向主控芯片发送一个故障信号,使主控芯片控制第二光开关将对应编号的线路接通,启动OTDR模块检测故障点与设备之间的距离,将每次启动OTDR测量时的距离数据记为Li,并将多次测量的数据进行求平均得到若各支工作光纤光功率正常,则每隔一段时间主控芯片向OTDR模块发送信号,让OTDR模块轮巡备用光纤,判断是否存在损坏;若备用光纤存在损坏,同样将每次启动OTDR测量时的距离数据记为Li,并将多次测量的数据进行求平均得到/>
步骤S4:将求得的和损坏光纤标号通过通讯模块传输至上位机中;
步骤S5:建立光缆线路的位置参考系统;
步骤S6:将步骤三多次测量的数据进行求平均得到的作为设备到故障点的光纤长度,通过去除光缆接头盒内的盘留长度以及光缆的绞缩率等因素得出设备到故障点的实际距离,记为LS;将得到的实际距离与步骤五中生成的实际光缆数据线路图结合,实现故障点的精准定位;
步骤S7:将步骤六上位机计算得到的故障点精准定位通过通信模块传输至光缆线路故障智能定位设备,光缆线路故障智能定位设备将接收到的精准定位数据与损坏光纤标号存储在设备存储模块中,并将其显示在显示模块上;
步骤S8:电源模块为整个光缆线路故障只能定位设备提供电源。
2.根据权利要求1所述的一种光缆线路故障智能定位方法,其特征在于,所述步骤S5具体为:
步骤S51:扫描光缆线路资料图,并将光缆线路图的走势与系统接入的地图平台相结合,在地图上标注出光缆的走势与位置;
然后去实地对光缆的线路进行具体的经纬度测量,得到光缆线路的实际经纬度,将光缆经纬度数据与地图上的光缆线路进行匹配;
步骤S52:将步骤51生成的光缆线路数据输入至上位机中的地图平台中,通过地图平台将光缆线路具体数据在地图中标注出来,生成精确的光缆线路数据图;
步骤S53:对步骤52生成的路径进行标注。
3.根据权利要求2所述的一种光缆线路故障智能定位方法,其特征在于,所述步骤S53具体为:
步骤S531:将地图平台中的设备位置初始化,使得光缆线路距离设备的距离是对应设备的初始距离;
步骤S532:将步骤S51中的通信光缆线路资料图中的标志点数据标注到所述到光缆线性参考系统中;
步骤S533:将光缆接头盒的位置标注在光缆线路上,作为后续故障点精准定位的一个参照点。
4.根据权利要求1所述的一种光缆线路故障智能定位方法,其特征在于,步骤S6所述的光缆接头盒内的盘留长度以及光缆的绞缩率因素包括光缆接头盒内的盘留长度、光缆的绞缩率、光缆的种类、光缆铺设时的弯曲程度。
5.根据权利要求4所述的一种光缆线路故障智能定位方法,其特征在于,步骤S6具体为:将步骤S3中多次测量的设备与故障点的距离取出,根据公式:求得设备与故障点的平均距离以此减小误差,利用公式:/> 求得光缆故障点到设备的实际距离,L1为/>为设备与故障点的平均距离,n为设备到光纤故障点之间的光接头盒数量,L2为光缆接头盒内的盘留长度,P为光缆绞缩率,La为光缆皮长;
另S=L1-nL2得到光缆故障点距离设备的实际距离,将最终得到的光缆故障点距离设备的实际距离S对应到步骤五中建立的光缆线路位置参考系统得到精确的光缆线路数据图,并在上位机的地图平台中显示出来。
6.根据权利要求1所述的一种光缆线路故障智能定位方法,其特征在于,当光功率计模块在轮巡的过程中发现有光纤光功率值低于预设值时,及时调用OTDR模块测量对应光纤断裂点,并将测得的断裂点及时上传上位机告警,若光功率计模块检测得到的光纤光功率未低于预设值,则每隔一段时间调用OTDR模块对备用光纤进行轮巡检测备用光纤是否出现断裂。
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