CN116560006A - 一种光纤远程自动切换装置、方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光纤远程自动切换装置、方法和设备，本发明包括光开关阵列、控制板和微型电机，微型电机，用于驱动待切换进纤侧与待切换出纤侧连接，并带动六角棱镜转动形成光传输折射通道，以使光开关阵列对应的待切换进纤侧和待切换出纤侧的光路导通；光开关阵列，用于当任意一路电源掉电情况下，切换一路电源至另一路电源。解决了现有的技术严重限制了其在配电侧的应用的技术问题。本发明以机械式光开关阵列为基础实现光纤远程切换技术。机械式光开关阵列切换技术是一种稳定可靠的光纤远程切换技术，利用远程控制光开关机械动作实现动态调整光纤路由，在断电的情况下联通光路能够自锁不断开，保障正常通信。

Description

一种光纤远程自动切换装置、方法和设备

技术领域

本发明涉及光纤远程自动切换技术领域，尤其涉及一种光纤远程自动切换装置、方法和设备。

背景技术

随着社会经济的发展和科技的进步，电力通信系统的规模不断扩大，维护和管理电力通信系统的复杂性不断增加，因此电力通信系统需要一种智能化的远程自动切换技术来满足其发展需求。

因此，现有的技术通常是应用光纤配线机器人（AFS）的光纤远程切换技术在电力主干通信系统上进行光纤远程切换，该技术利用智能控制算法和先进的智能优化技术，可以有效地监控网络状态，并自动调整网络路由，但上述方法采用的光纤配线机器人（AFS）的体积较大，严重限制了其在配电侧的应用。

发明内容

本发明提供了一种光纤远程自动切换装置、方法和设备，解决了现有的技术采用的光纤配线机器人（AFS）的体积较大，严重限制了其在配电侧的应用的技术问题。

本发明第一方面提供的一种光纤远程自动切换装置，所述光纤远程自动切换装置包括光开关阵列、控制板和微型电机，所述控制板通过所述微型电机与所述光开关阵列连接；

所述控制板，用于接收控制切换指令，并按照所述控制切换指令控制所述光开关阵列的待切换进纤侧对应的微型电机进行转动；

所述微型电机，用于驱动所述待切换进纤侧与待切换出纤侧连接，并带动六角棱镜转动形成光传输折射通道，以使所述光开关阵列对应的待切换进纤侧和待切换出纤侧的光路导通；

所述光开关阵列，用于当任意一路电源掉电情况下，切换所述一路电源至另一路电源。

可选地，所述光纤远程自动切换装置包括第一切换装置和第二切换装置；所述第一切换装置包括第一光开关阵列、第一微型电机和第一六角棱镜；所述第一微型电机分别与所述第一六角棱镜和所述第一光开关阵列连接；

所述第二切换装置包括第二光开关阵列、第二微型电机、第二六角棱镜和测量模块；所述第二微型电机分别与所述第二六角棱镜和所述第二光开关阵列连接；所述测量模块与所述第二光开关阵列连接；

所述第一光开关阵列和所述第二光开关阵列，均用于当任意一路电源掉电情况下，切换所述一路电源至另一路电源；

所述第一微型电机，用于驱动所述第一光开关阵列对应的第一待切换进纤侧和第一待切换出纤侧连接，并带动所述第一六角棱镜转动形成光传输折射通道，以使所述第一待切换进纤侧与所述第一待切换出纤侧的光路导通；

所述第二微型电机，用于驱动所述第二光开关阵列对应的第二待切换进纤侧和第二待切换出纤侧连接，并带动所述第二六角棱镜转动形成光传输折射通过，以使所述第二待切换进纤侧与所述第二待切换出纤侧的光路导通；

所述测量模块，用于测量所述第二光开关阵列的运行状态。

可选地，所述第一切换装置还包括光纤接口和2M接口；

所述光纤接口，用于连接主控制器和光电转换器；

所述2M接口，用于连接所述主控制器和2M协议转换器。

可选地，所述第一切换装置还包括RS232接口：

所述RS232接口，用于连接所述主控制器和所述第一光开关阵列。

可选地，所述第二切换装置还包括RJ45网络接口、第一RS232串口、第二RS232串口和第三RS232串口；

所述RJ45网络接口，用于将主控制器接入网络交换模块，与所述测量模块连接，组成测量网络；

所述第一RS232串口，用于转发主控制器的第一控制指令，以使控制所述第二光开关阵列的第一光开关进行切换连接；

所述第二RS232串口，用于转发所述主控制器的第二控制指令，以使控制所述第二光开关阵列的第二光开关进行切换连接；

所述第三RS232串口，用于转发所述主控制器的第三控制指令，以使控制所述第二光开关阵列的进纤侧的光路和出纤侧的光路进行切换连接。

可选地，所述测量模块包括光时域反射模块、布里渊模块和光栅解调模块；所述第二光开关阵列的第一光开关出纤侧第一芯与所述光时域反射模块连接；所述第二光开关阵列的第一光开关出纤侧第二芯与所述布里渊模块连接；所述第二光开关阵列的第一光开关出纤侧第三芯与所述光栅解调模块连接；

所述光时域反射模块，用于测量所述第二光开关阵列的光纤的距离、平均损耗、链路损耗和事件信息；

所述布里渊模块，用于测量所述第二光开关阵列的光纤的温度和应变；

所述光栅解调模块，用于终端开关柜或电缆头光栅传感器的数据采集和解调。

可选地，所述第二切换装置还包括法兰面板：

所述第二光开关阵列的第二光开关32芯分别与所述第二光开关阵列的测量侧32路对应的法兰面板连接。

可选地，还包括电路板数据排线插口、状态指示面板；所述电路板数据排线插口通过排线与所述状态指示面板连接；所述状态指示面板包括采集模块、红色指示灯和绿色指示灯；

所述采集模块，用于实时采集所述第二光开关阵列的第二开关的切换状态，当采集到的切换状态为切换成功，则生成切换成功信息并发送至所述绿色指示灯；当采集到的切换状态为切换失败，则生成切换失败信息并发送至所述红色指示灯；

所述红色指示灯，用于当接收到所述切换失败信息时，触发所述红色指示灯开启；

所述绿色指示灯，用于当接收到所述切换成功信息时，触发所述绿色指示灯开启。

本发明第二方面提供的一种光纤远程自动切换方法，应用于上述任一所述的光纤远程自动切换装置内的主控制器，所述光纤远程自动切换装置包括光开关阵列和微型电机，所述方法包括：

响应接收到的控制切换指令，获取所述控制切换指令对应的所述光开关阵列的待切换进纤侧和待切换出纤侧；

按照所述控制切换指令控制并驱动所述待切换进纤侧对应的微型电机进行转动，将所述待切换进纤侧与所述待切换出纤侧连接，并带动六角棱镜转动形成光传输折射通道，以使所述待切换进纤侧与所述待切换出纤侧的光路导通，生成光路导通信息；

当接收到所述光路导通信息时，生成光纤远程切换成功信息。

本发明第三方面提供的一种电子设备，包括存储器及处理器，所述存储器中储存有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如上述任一项所述的光纤远程自动切换方法的步骤。

从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

本发明的光纤远程自动切换装置包括光开关阵列、控制板和微型电机，控制板通过微型电机与光开关阵列连接；控制板，用于接收控制切换指令，并按照控制切换指令控制光开关阵列的待切换进纤侧对应的微型电机进行转动；微型电机，用于驱动待切换进纤侧与待切换出纤侧连接，并带动六角棱镜转动形成光传输折射通道，以使光开关阵列的待切换进纤侧与待切换出纤侧的光路导通；光开关阵列，用于当任意一路电源掉电情况下，切换一路电源至另一路电源。解决了现有的技术采用的光纤配线机器人（AFS）的体积较大，严重限制了其在配电侧的应用的技术问题。

本发明以机械式光开关阵列为基础实现光纤远程切换技术。机械式光开关阵列切换技术是一种稳定可靠的光纤远程切换技术，利用远程控制光开关机械动作实现动态调整光纤路由，在断电的情况下联通光路能够自锁不断开，保障正常通信，从而有效地提高网络的可靠性和可用性，另外对于配网终端侧，8*8小型机械式光开关阵列具有极低的价格和极小的体积，可很好的满足配网终端侧应用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例一提供的一种光纤远程自动切换装置的8*8切换装置的结构示意图；

图2为本发明实施例一提供的一种8*8切换装置的外观结构图；

图3为本发明实施例一提供的一种光纤远程自动切换装置的32*32切换装置的结构示意图；

图4为本发明实施例一提供的一种32*32切换装置的外观结构图；

图5为本发明实施例一提供的一种8*8光开关阵列的结构示意图；

图6为本发明实施例一提供的一种32*32光开关阵列的结构示意图；

图7为本发明实施例二提供的一种光纤远程自动切换装置的应用场景的结构示意图；

图8为本发明实施例二提供的一种光纤远程自动切换装置的堆栈应用方式的结构示意图；

图9为本发明实施例三提供的一种光纤远程自动切换方法的步骤流程图。

其中，附图标记含义如下：

1、220V交流电源；2、第一48V直流电源；3、电源隔离保护电路；4、第一12V直流电源；5、第一5V直流电源；6、第一5V直流电源端子；7、12V直流电源端子A ；8、2M协议转换器；9、2M接口；10、RS232接口A；11、12V直流电源端子B；12、8*8光开关阵列；13、RS232接口B ；14、光纤接口；15、RJ45网口、16、光电转换器；17、第一装置电路板；18、电容显示屏；19、第一主控制器；20、OUT侧1号光开关；21、OUT侧2号光开关；22、OUT侧3号光开关；23、OUT侧4号光开关；24、OUT侧5号光开关；25、OUT侧6号光开关；26、OUT侧7号光开关；27、OUT侧8号光开关；28、控制板；29、IN侧8号光开关；30、IN侧7号光开关；31、IN侧6号光开关；32、IN侧5号光开关；33、IN侧4号光开关；34、IN侧3号光开关；35、IN侧2号光开关；36、IN侧1号光开关；37、电源隔离保护电路B；38、第二48V直流电源；39、第二12V直流电源；40、第二5V直流电源；41、第二5V直流电源端子；42、12V直流电源端子；43、光栅解调模块；44、TEST侧32路法兰面板；45、1*32光开关；46、电路板数据排线插口；47、IN侧32路法兰面板；48、OUT侧32路法兰面板；49、RS232口A；50、32*32光开关阵列；51、48V直流电源端子；52、状态指示面板；53、RS232口B ；54、RS232口C；55、RS232口D；56、RS232口E； 57、网口；58、1*4光开关；59、10寸电容屏；60、第二主控制器；61、第二装置电路板；62、网络交换模块；63、光时域反射模块；64、布里渊模块；65、48V直流输入系统A；66、48V直流输入系统B；67、IN侧1号1*32光开关；68、IN侧32号1*32光开关；69、OUT侧1号1*32光开关；70、OUT侧32号1*32光开关。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种光纤远程自动切换装置、方法和设备，用于解决现有的技术采用的光纤配线机器人（AFS）的体积较大，严重限制了其在配电侧的应用的技术问题。

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，图1为本发明实施例一提供的一种光纤远程自动切换装置的8*8切换装置的结构示意图。

本发明提供的一种光纤远程自动切换装置，光纤远程自动切换装置包括光开关阵列、控制板28和微型电机，控制板28通过微型电机与光开关阵列连接；控制板28，用于接收控制切换指令，并按照控制切换指令控制光开关阵列的待切换进纤侧对应的微型电机进行转动；微型电机，用于驱动待切换进纤侧与待切换出纤侧连接，并带动六角棱镜转动形成光传输折射通道，以使光开关阵列对应的待切换进纤侧和待切换出纤侧的光路导通；光开关阵列，用于当任意一路电源掉电情况下，切换一路电源至另一路电源。

需要说明的是，光纤远程自动切换装置包括2个切换装置，分别为8*8切换装置（也就是第一切换装置，参考图1和图2）和32*32切换装置（也就是第二切换装置，参考图3和图4）。所以光开关阵列分别有8*8光开关阵列12（参考图5）和32*32光开关阵列50（参考图6）。

具体地，8*8切换装置主要用于配网终端侧，综合考虑配网终端侧的业务需求、应用环境提出设计要求，设计要求如下：

①终端侧业务要求主要是智能配电房、智能充电桩、计量终端及低压集抄等，因此，光路切换通道设计8*8（IN侧8路、OUT侧8路）；

②终端侧供电电源以交流220V为主、直流48V为辅，因此，装置电源模块采取交流220V、直流48V双路电源接入；

③终端侧机柜空间资源有限，因此，装置整体尺寸需紧凑小巧，尺寸要求（mm）：200（长）*482（宽）*45（高）。

8*8切换装置的功能要求包括：

嵌入式系统要求：Debian linux；控制软件要求：多路光纤切换系统V1.0；控制器要求：64位1.5GHz四核、内存4GB、存储32GB；接口要求：RJ45网口15、光纤、2M口；光纤接口14要求：FC；状态显示要求：5寸电容显示屏18。

具体地，32*32切换装置主要用于配网节点侧（如110kV变电站），综合考虑配网节点侧的业务需求、应用环境提出设计要求，设计要求如下：

①节点侧业务要求主要是进站出站主干光缆，因此，光路切换通道设计32*32（IN侧32路、OUT侧32路）；

②节点侧供电电源采用通信机房直流48V电源，考虑到装置可靠性，因此，装置电源模块采取直流48V双路电源接入；

③节点侧机柜空间资源有限，因此，装置主机整体尺寸要求（mm）：500（长）*482（宽）*80（高）；装置切换阵列整体尺寸要求（mm）：500（长）*482（宽）*400（高）；④装置堆栈扩展，光时域反射模块63、布里渊模块64以及光栅解调模块43接入应用。

32*32切换装置的功能要求包括：

嵌入式系统要求：Debian linux；控制软件要求：多路光纤切换及状态监测软件；支撑软件要求：postgresql database for linux，QT5 for linux；控制器要求：64位1.5GHz四核、内存8GB、存储64GB；接口要求：RJ45网口15、RS232串口、USB口；光纤接口14要求：FC；状态显示要求：10寸电容触摸显示屏。

在具体实施例中，当检测到存在一路电源掉电的情况下，会自动生成控制切换指令发送至控制板28，其中，该控制切换指令含有待切换进纤侧和待切换出纤侧。

当控制板28接收到控制切换指令后，按照控制切换指令控制驱动该待切换进纤侧内置的微型电机进行转动，进而带动六角棱镜转动形成光传输折射通道，即待切换进纤侧和待切换出纤侧的光路导通。

当光路导通后，说明电源掉电的那一路已重新切换到另一路电源，完成光纤切换工作。

本发明的光纤远程自动切换装置包括光开关阵列、控制板28和微型电机，控制板28通过微型电机与光开关阵列连接；控制板28，用于接收控制切换指令，并按照控制切换指令控制光开关阵列的待切换进纤侧对应的微型电机进行转动；微型电机，用于驱动待切换进纤侧与待切换出纤侧连接，并带动六角棱镜转动形成光传输折射通道，以使光开关阵列的待切换进纤侧与待切换出纤侧的光路导通；光开关阵列，用于当任意一路电源掉电情况下，切换一路电源至另一路电源。解决了现有的技术采用的光纤配线机器人（AFS）的体积较大，严重限制了其在配电侧的应用的技术问题。

本发明以机械式光开关阵列为基础实现光纤远程切换技术。机械式光开关阵列切换技术是一种稳定可靠的光纤远程切换技术，利用远程控制光开关机械动作实现动态调整光纤路由，在断电的情况下联通光路能够自锁不断开，保障正常通信，从而有效地提高网络的可靠性和可用性，另外对于配网终端侧，8*8小型机械式光开关阵列具有极低的价格和极小的体积，可很好的满足配网终端侧应用。

请参阅图7-8，图7为本发明实施例二提供的一种光纤远程自动切换装置的应用场景的结构示意图。

本发明提供的一种光纤远程自动切换装置，光纤远程自动切换装置包括第一切换装置和第二切换装置；第一切换装置包括第一光开关阵列、第一微型电机和第一六角棱镜；第一微型电机分别与第一六角棱镜和第一光开关阵列连接；第二切换装置包括第二光开关阵列、第二微型电机、第二六角棱镜和测量模块；第二微型电机分别与第二六角棱镜和第二光开关阵列连接；测量模块与第二光开关阵列连接；第一光开关阵列和第二光开关阵列，均用于当任意一路电源掉电情况下，切换一路电源至另一路电源；第一微型电机，用于驱动第一光开关阵列对应的第一待切换进纤侧和第一待切换出纤侧连接，并带动第一六角棱镜转动形成光传输折射通道，以使第一待切换进纤侧与第一待切换出纤侧的光路导通；第二微型电机，用于驱动第二光开关阵列对应的第二待切换进纤侧和第二待切换出纤侧连接，并带动第二六角棱镜转动形成光传输折射通过，以使第二待切换进纤侧与第二待切换出纤侧的光路导通；测量模块，用于测量第二光开关阵列的运行状态。

需要说明的是，第一切换装置为8*8切换装置，第二切换装置为32*32切换装置；第一光开关阵列为8*8光开关阵列12，第二光开关阵列为32*32光开关阵列50。第一微型电机和第二微型电机均为常规的微型电机，为了便于区分，故将8*8切换装置的微型电机称为第一微型电机，32*32切换装置的微型电机称为第二微型电机。

同理，第一六角棱镜和第二六角棱镜均为六角棱镜，六角棱镜具体为由上下两个六角形和六个矩形立面组成的六角棱镜。它是八面体，由8个面、18条边和12个顶点组成。在这8个面中，6个是矩形，2个是六边形。同时六边形在底部和顶部。因此，六角六角棱镜的相对面是相同的，机械式光开关的工作原理是借助微型电机旋转移动光学器件来重定向光端口，特别是采用六角棱镜切换光路技术的光开关，光纤与起准直作用的透镜（准直器）相连，并固定不动，通过移动六角棱镜改变进纤端和出纤端口间的光路，同时在光开关断电的情况下，六角棱镜保持不动，可锁定进纤端和出纤端间的光路。

测量模块包括光时域反射模块63、布里渊模块64和光栅解调模块43，用于测量第二光开关阵列的运行状态。

具体地，按照不同的应用场景应用8*8切换装置和32*32切换装置，其中，8*8切换装置主要应用在10kV配电房(或35kV变电站)，做为终端侧；32*32切换装置主要应用在110kV变电站，做为节点侧，共同组成光纤环网，参考图7。节点侧承载光纤路由切换、导通及光纤传输质量运行状态的测量；终端侧提供智能配电房、智能充电桩、计量终端及低压集抄等综合数据接入。

具体地，8*8切换装置采取220V交流电源1、48V直流电源（也就是第一48V直流电源2）的2双电源接入，在一路电源掉电的情况下，无缝切换至另一路电源，确保装置正常工作；双电源输入经电源隔离保护电路A3逆变降压后输出12V直流电源（也就是第一12V直流电源5）、5V直流电源（也就是第一5V直流电源4）给装置电路板（也就是第一装置电路板17）及8*8光开关阵列12供电。

主控制器（也就是第一主控制器19）通过RJ45网络接口接入内网，接收来自远程网管系统控制指令，驱动8*8光开关阵列12切换进纤侧和出纤侧光路。主控制器（也就是第一主控制器19）嵌入式安装基于Debian linux的多路光纤切换软件，提供界面操作窗口，同时主控制器（也就是第一主控制器19）与电容显示屏18连接，可实现8*8切换装置本地端操作。

32*32切换装置采取双路48V直流电源（也就是第二48V直流电源38）接入，在一路电源掉电的情况下，无缝切换至另一路电源，确保装置正常工作；双电源输入经电源隔离保护电路B37输出1路48V直流电源（也就是第二48V直流电源38）到32*32光开关阵列50，逆变降压后输出12V直流电源（也就是第二12V直流电源39）、5V直流电源（也就是第二5V直流电源40）给装置电路板（也就是第二装置电路板61）及1*4、1*8光开关供电。

主控制器（也就是第二主控制器60）连接直流12V端子，主控制器（也就是第二主控制器60）配置双网口，通过RJ45网络接口A接入内网，接收来自远程网管系统控制指令，主控制器（也就是第二主控制器60）嵌入式安装基于Debian linux的多路光纤切换软件以及postgresql database for linux数据库，提供软件操作窗口，同时主控制器（也就是第二主控制器60）与电容显示屏18连接，通过USB口外接鼠标及键盘可实现32*32切换装置本地端操作。

在本发明实施例中，8*8光开关阵列12由16组1*8机械式光开关组成，采取物理连接光路的方式，即IN侧1号光开关36的8纤端第1芯连接OUT侧1号光开关20的8纤端第1芯、IN侧1号光开关36的8纤端第2芯连接OUT侧2号光开关21的8纤端第1芯，直至IN侧1号光开关36的8纤端第8芯连接OUT侧8号光开关27的8纤端第1芯；同理，IN侧2号光开关35至8号光开关依此连接，可以实现8路进纤侧（IN侧）与8路出纤侧（OUT侧）任意切换。

当需要驱动8*8光开关阵列12切换进纤侧（IN侧）和出纤侧（OUT侧）的光路时，例如切换IN侧第1光路和OUT侧第3光路导通，具体步骤如下S11-S15：

S11、通过网管系统（或装置端）软件界面选取IN侧第1光路与OUT侧第3光路，点击切换即自动生成动作指令，通过TCP网络协议下达指令到主控制器。

S12、主控制器接收到指令，通过RS232接口协议将指令转发到8*8光开关阵列12的控制板28。

S13、8*8光开关阵列12的控制板28驱动IN侧1号光开关36内置的微型电机转动，进而带动六角棱镜转动形成光传输折射通道，即进纤端（一芯端）与出纤端（八纤端）的第3芯出纤导通；同时，8*8光开关阵列12的控制板28驱动OUT侧3号光开关22内置的微型电机转动，进而带动六角棱镜转动形成光传输折射通道，即出纤端（八纤端）的第1芯出纤与进纤端（一芯端）导通。

S14、IN侧1号光开关36的出纤端（八纤端）第3芯与OUT侧3号光开关出纤端（八纤端）的第1芯是物理连接的，因此，实现了IN侧第1光路与OUT侧第3光路切换导通。

S15、8*8光开关阵列12的控制板28切换完成，返回切换成功信息到主控制器，主控制器收到信息转发到网管系统，网管系统软件界面相应予以状态显示。

具体地，32*32光开关阵列50由64组1*32机械式光开关（1*32机械式光开关由1个1*4光开关58加4个1*8光开关）组成，采取物理连接光路的方式，即IN侧1号光开关36的32纤端第1芯连接OUT侧1号光开关20的32纤端第1芯、IN侧1号光开关36的32纤端第2芯连接OUT侧2号光开关21的32纤端第1芯，直至IN侧1号光开关36的32纤端第32芯连接OUT侧32号光开关的32纤端第1芯；同理，IN侧2号光开关35至32号光开关依此连接，可以实现32路进纤侧（IN侧）与32路出纤侧（OUT侧）任意切换。

当需要驱动32*32光开关阵列50切换进纤侧（IN侧）32路光路和出纤侧（OUT侧）32路光路时，例如切换IN侧第1光路和OUT侧第3光路导通，具体步骤如下S21-S25：

S21、通过网管系统（或装置端）软件界面选取IN侧第1光路与OUT侧第3光路，点击切换即自动生成动作指令，通过TCP网络协议下达指令到主控制器。

S22、主控制器接收到指令，通过RS232串口协议将指令转发到32*32光开关阵列50的控制板28。

S23、32*32光开关阵列50的控制板28驱动IN侧1号光开关36内置的微型电机转动，进而带动六角棱镜转动形成光传输折射通道，即进纤端（一芯端）与出纤端（三十二纤端）的第3芯出纤导通；同时，32*32光开关阵列50控制电路驱动OUT侧3号光开关22内置微型电机转动，进而带动六角棱镜转动形成光传输折射通道，即出纤端（三十二纤端）的第1芯出纤与进纤端（一芯端）导通。

S24、IN侧1号光开关36的出纤端（三十二纤端）第3芯与OUT侧3号光开关出纤端（三十二纤端）的第1芯是物理连接的，因此，实现了IN侧第1光路与OUT侧第3光路切换导通。

S25、32*32光开关阵列50切换完成，返回切换成功信息到主控制器，主控制器收到信息转发到网管系统，网管系统软件界面相应予以状态显示。

可选地，第一切换装置还包括光纤接口14和2M接口9；光纤接口14，用于连接主控制器和光电转换器16；2M接口9，用于连接主控制器和2M协议转换器8。

在具体实施例中，考虑到配网终端侧与远程网管侧的通信方式不限于通过交换机接入内网，8*8切换装置还包括有光纤接口14和2M接口9，通过光纤接口14将主控制器与光电转换器16连接，通过2M接口9将主控制器与2M协议转换器8连接。

可选地，第一切换装置还包括RS232接口：RS232接口，用于连接主控制器和第一光开关阵列。

在具体实施例中，当主控制器接收到指令时，通过RS232接口的接口协议将该指令发送至8*8光开关阵列12的控制板28。其中，RS232接口包括RS232接口A10和RS232接口B13。

可选地，第二切换装置还包括RJ45网络接口、第一RS232串口、第二RS232串口和第三RS232串口；RJ45网络接口，用于将主控制器接入网络交换模块62，与测量模块连接，组成测量网络；第一RS232串口，用于转发主控制器的第一控制指令，以使控制第二光开关阵列的第一光开关进行切换连接；第二RS232串口，用于转发主控制器的第二控制指令，以使控制第二光开关阵列的第二光开关进行切换连接；第三RS232串口，用于转发主控制器的第三控制指令，以使控制第二光开关阵列的进纤侧的光路和出纤侧的光路进行切换连接。

需要说明的是，第一RS232串口、第二RS232串口和第三RS232串口分别为RS232串口C、RS232串口B和RS232串口D；第一控制指令为控制1*4光开关58（也就是第一光开关）切换，导通一级路由的指令；第二控制指令为控制1*32光开关45（也就是第二光开关）切换，导通二级路由的指令。第三控制指令为控制32*32光开关阵列50（也就是第二光开关阵列）的指令。

在本发明实施例中，主控制器通过RJ45网络接口B接入网络交换模块62，与测量模块组成测量网络，主控制器接收来自远程网管系统控制指令驱动相应的测量模块。

主控制器串口连接装置电路板上的RS232串口E，将控制指令转发到RS232串口C控制1*4光开关58切换，导通一级路由。

主控制器串口连接装置电路板上的RS232串口E，将控制指令转发到RS232串口B控制1*32光开关45切换导通二级路由。

主控制器串口连接装置电路板上的RS232串口E，将控制指令转发到RS232串口D控制32*32光开关阵列50，32*32光开关阵列IN侧32路光路、OUT侧32路光路可任意切换连接。

可选地，测量模块包括光时域反射模块63、布里渊模块64和光栅解调模块43；第二光开关阵列的第一光开关出纤侧第一芯与光时域反射模块63连接；第二光开关阵列的第一光开关出纤侧第二芯与布里渊模块64连接；第二光开关阵列的第一光开关出纤侧第三芯与光栅解调模块43连接；光时域反射模块63，用于测量第二光开关阵列的光纤的距离、平均损耗、链路损耗和事件信息；布里渊模块64，用于测量第二光开关阵列的光纤的温度和应变；光栅解调模块43，用于终端开关柜或电缆头光栅传感器的数据采集和解调。

需要说明的是，第二光开关阵列为32*32光开关阵列50；第一光开关出纤侧第一芯为1*4光开关出纤侧第1芯；第一光开关出纤侧第二芯为1*4光开关出纤侧第2芯；第一光开关出纤侧第三芯为1*4光开关出纤侧第3芯。

在本发明实施例中，当主控制器串口连接装置电路板上的RS232串口E，将控制指令转发到RS232串口C控制1*4光开关58切换，导通一级路由时，1*4光开关出纤侧第1芯连接光时域反射模块63、1*4光开关出纤侧第2芯连接布里渊模块64、1*4光开关出纤侧第3芯连接光栅解调模块43。

具体地，光时域反射模块63主要测量光纤的距离、平均损耗、链路损耗、事件信息等，以此来表征光纤传输质量。

布里渊模块64主要是分布式测量光纤（即架空或地埋光缆）的温度及应变，通过算法将物理量转换为状态量（如野外覆冰、台风，地埋光缆环境温度异常等），以此来表征光缆运行状态。

光栅解调模块43主要用于终端开关柜或电缆头光栅传感器的数据采集及解调。

具体地，三种测量模块堆栈应用是通过主控制器控制三层光路切换实现。具体来讲，切换第一层1*4光开关58，实现三种测量模块的选择；切换第二层1*32光开关45，实现路由（即被测光纤光路）的选择；切换第三层32*32光开关阵列50，实现阵列IN和OUT侧任意一条光纤光路的选择。具体应用方式参考图8可知，光时域反射模块63、布里渊模块64以及光栅解调模块43通过光纤分别连接1*4光开关IN侧第1、2、3路，1*4光开关1芯侧通过光纤与1*32光开关1芯侧连接，1*32路光开关32芯侧第1-30路为测量通道，主要用于非业务类光纤测量用；1*32路光开关32芯侧第31路与32*32光开关阵列OUT侧第32路连接，可实现32*32光开关阵列IN侧第1-31路测量；1*32路光开关32芯侧第32路与32*32光开关阵列IN侧第32路连接，可实现32*32光开关阵列OUT侧第1-31路测量。具体实现步骤如下S31-S34：

S31、主控制器控制1*4光开关第1路切换导通；

S32、主控制器控制1*32光开关第31路切换导通；

S33、主控制器控制32*32光开关阵列IN侧第一路与OUT侧第32路切换导通；

S34、主控制器驱动光时域反射模块63测量，即实现测量信号从32*32光开关阵列IN侧第一路发出，开始测量连接光纤的传输质量。

具体地，通过堆栈应用能够节约机柜空间资源、光纤通道资源、测量功能构建成本。在本装置的应用中，测量可通过32*32切换装置及8*8切换装置组网直接到终端，因此，8*8切换装置不配置测量堆栈。32*32切换装置能够切换的通道数及能够测量的端口数见下表1。

可选地，第二切换装置还包括法兰面板：第二光开关阵列的第二光开关32芯分别与第二光开关阵列的测量侧32路对应的法兰面板连接。

需要说明的是，第二光开关32芯为1*32光开关32芯出纤。

在本发明实施例中，当主控制器串口连接装置电路板上的RS232串口E，将控制指令转发到RS232串口B控制1*32光开关45切换导通二级路由时，1*32光开关32芯出纤分别连接TEST侧32路法兰面板44，法兰面板第1路至第30路为日常测量端口，第31路通过光纤连接到32*32光开关阵列50的IN侧32路法兰面板47，第32路通过光纤连接到32*32光开关阵列OUT侧32路法兰面板48，可将测量路由延展到32*32光开关阵列50，同时实现32*32光开关阵列IN侧第1路至第31路、OUT侧第1路至第31路的任意测量。

可选地，还包括电路板数据排线插口46、状态指示面板52；电路板数据排线插口46通过排线与状态指示面板52连接；状态指示面板52包括采集模块、红色指示灯和绿色指示灯；采集模块，用于实时采集第二光开关阵列的第二开关的切换状态，当采集到的切换状态为切换成功，则生成切换成功信息并发送至绿色指示灯；当采集到的切换状态为切换失败，则生成切换失败信息并发送至红色指示灯；红色指示灯，用于当接收到切换失败信息时，触发红色指示灯开启；绿色指示灯，用于当接收到切换成功信息时，触发绿色指示灯开启。

在本发明实施例中，电路板数据排线插口46通过排线与状态指示面板52连接，采集模块实时采集64组1*32光开关45切换是否成功状态，通过LED灯红色指示灯和绿色指示灯表示，红色指示灯为未切换成功，绿色指示灯为切换成功。

当采集到的切换状态为切换成功，生成切换成功信息并发送至绿色指示灯，开启绿色指示灯。

当采集到的切换状态为切换失败，生成切换失败信息并发送至红色指示灯，开启红色指示灯。

另外，64组1*32光开关45切换是否成功状态信息也可通过32*32光开关阵列50转发至主控制器，主控制器再通过TCP网络协议将状态信息返回给网管系统软件，软件通过状态信息予以判断切换是否成功。

本发明的光纤远程自动切换装置包括光开关阵列、控制板28和微型电机，控制板28通过微型电机与光开关阵列连接；控制板28，用于接收控制切换指令，并按照控制切换指令控制光开关阵列的待切换进纤侧对应的微型电机进行转动；微型电机，用于驱动待切换进纤侧与待切换出纤侧连接，并带动六角棱镜转动形成光传输折射通道，以使光开关阵列的待切换进纤侧与待切换出纤侧的光路导通；光开关阵列，用于当任意一路电源掉电情况下，切换一路电源至另一路电源。解决了现有的技术采用的光纤配线机器人（AFS）的体积较大，严重限制了其在配电侧的应用的技术问题。

本发明以机械式光开关阵列为基础实现光纤远程切换技术。机械式光开关阵列切换技术是一种稳定可靠的光纤远程切换技术，利用远程控制光开关机械动作实现动态调整光纤路由，在断电的情况下联通光路能够自锁不断开，保障正常通信，从而有效地提高网络的可靠性和可用性，另外对于配网终端侧，8*8小型机械式光开关阵列具有极低的价格和极小的体积，可很好的满足配网终端侧应用。

请参阅图9，图9为本发明实施例三提供的一种光纤远程自动切换方法的步骤流程图。

本实施例提供了一种光纤远程自动切换方法，应用于上述实施例中任一光纤远程自动切换装置内的主控制器，光纤远程自动切换装置包括光开关阵列和微型电机，方法包括：此方法包括以下步骤：

101、响应接收到的控制切换指令，获取控制切换指令对应的光开关阵列的待切换进纤侧和待切换出纤侧；

102、按照控制切换指令控制并驱动待切换进纤侧对应的微型电机进行转动，将待切换进纤侧与待切换出纤侧连接，并带动六角棱镜转动形成光传输折射通道，以使待切换进纤侧与待切换出纤侧的光路导通，生成光路导通信息；

103、当接收到光路导通信息时，生成光纤远程切换成功信息。

需要说明的是，光纤远程自动切换装置包括8*8切换装置和32*32切换装置。

按照不同的应用场景应用8*8切换装置和32*32切换装置，其中，8*8切换装置主要应用在10kV配电房(或35kV变电站)，做为终端侧；32*32切换装置主要应用在110kV变电站，做为节点侧，共同组成光纤环网，参考图7。节点侧承载光纤路由切换、导通及光纤传输质量运行状态的测量；终端侧提供智能配电房、智能充电桩、计量终端及低压集抄等综合数据接入。

控制切换指令为控制光开关阵列的待切换进纤侧和待切换出纤侧的光路的指令。

光开关阵列包括8*8光开关阵列12和32*32光开关阵列50。

待切换进纤侧指的是需要进行切换的进纤侧（IN侧）；待切换出纤侧指的是需要进行切换的出纤侧（OUT侧）。

在具体实施例中，当检测到存在一路电源掉电的情况下，会自动生成控制切换指令发送至控制板28，其中，该控制切换指令含有待切换进纤侧和待切换出纤侧。当控制板28接收到控制切换指令后，按照控制切换指令控制驱动该待切换进纤侧内置的微型电机进行转动，进而带动六角棱镜转动形成光传输折射通道，即待切换进纤侧和待切换出纤侧的光路导通，生成光路导通信息。当接收到光路导通信息后，说明电源掉电的那一路已重新切换到另一路电源，完成光纤远程切换工作。

本发明实施例四还提供了一种电子设备，包括存储器及处理器，存储器中储存有计算机程序；计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行如上述实施例的光纤远程自动切换方法。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-OnlyMemory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种光纤远程自动切换装置，其特征在于，所述光纤远程自动切换装置包括光开关阵列、控制板和微型电机，所述控制板通过所述微型电机与所述光开关阵列连接；

所述控制板，用于接收控制切换指令，并按照所述控制切换指令控制所述光开关阵列的待切换进纤侧对应的微型电机进行转动；

所述微型电机，用于驱动所述待切换进纤侧与待切换出纤侧连接，并带动六角棱镜转动形成光传输折射通道，以使所述光开关阵列对应的待切换进纤侧和待切换出纤侧的光路导通；

所述光开关阵列，用于当任意一路电源掉电情况下，切换所述一路电源至另一路电源。

2.根据权利要求1所述的光纤远程自动切换装置，其特征在于，所述光纤远程自动切换装置包括第一切换装置和第二切换装置；所述第一切换装置包括第一光开关阵列、第一微型电机和第一六角棱镜；所述第一微型电机分别与所述第一六角棱镜和所述第一光开关阵列连接；

所述第二切换装置包括第二光开关阵列、第二微型电机、第二六角棱镜和测量模块；所述第二微型电机分别与所述第二六角棱镜和所述第二光开关阵列连接；所述测量模块与所述第二光开关阵列连接；

所述第一光开关阵列和所述第二光开关阵列，均用于当任意一路电源掉电情况下，切换所述一路电源至另一路电源；

所述第一微型电机，用于驱动所述第一光开关阵列对应的第一待切换进纤侧和第一待切换出纤侧连接，并带动所述第一六角棱镜转动形成光传输折射通道，以使所述第一待切换进纤侧与所述第一待切换出纤侧的光路导通；

所述第二微型电机，用于驱动所述第二光开关阵列对应的第二待切换进纤侧和第二待切换出纤侧连接，并带动所述第二六角棱镜转动形成光传输折射通过，以使所述第二待切换进纤侧与所述第二待切换出纤侧的光路导通；

所述测量模块，用于测量所述第二光开关阵列的运行状态。

3.根据权利要求2所述的光纤远程自动切换装置，其特征在于，所述第一切换装置还包括光纤接口和2M接口；

所述光纤接口，用于连接主控制器和光电转换器；

所述2M接口，用于连接所述主控制器和2M协议转换器。

4.根据权利要求3所述的光纤远程自动切换装置，其特征在于，所述第一切换装置还包括RS232接口：

所述RS232接口，用于连接所述主控制器和所述第一光开关阵列。

5.根据权利要求2所述的光纤远程自动切换装置，其特征在于，所述第二切换装置还包括RJ45网络接口、第一RS232串口、第二RS232串口和第三RS232串口；

所述RJ45网络接口，用于将主控制器接入网络交换模块，与所述测量模块连接，组成测量网络；

所述第一RS232串口，用于转发主控制器的第一控制指令，以使控制所述第二光开关阵列的第一光开关进行切换连接；

所述第二RS232串口，用于转发所述主控制器的第二控制指令，以使控制所述第二光开关阵列的第二光开关进行切换连接；

所述第三RS232串口，用于转发所述主控制器的第三控制指令，以使控制所述第二光开关阵列的进纤侧的光路和出纤侧的光路进行切换连接。

6.根据权利要求5所述的光纤远程自动切换装置，其特征在于，所述测量模块包括光时域反射模块、布里渊模块和光栅解调模块；所述第二光开关阵列的第一光开关出纤侧第一芯与所述光时域反射模块连接；所述第二光开关阵列的第一光开关出纤侧第二芯与所述布里渊模块连接；所述第二光开关阵列的第一光开关出纤侧第三芯与所述光栅解调模块连接；

所述光时域反射模块，用于测量所述第二光开关阵列的光纤的距离、平均损耗、链路损耗和事件信息；

所述布里渊模块，用于测量所述第二光开关阵列的光纤的温度和应变；

所述光栅解调模块，用于终端开关柜或电缆头光栅传感器的数据采集和解调。

7.根据权利要求5所述的光纤远程自动切换装置，其特征在于，所述第二切换装置还包括法兰面板：

所述第二光开关阵列的第二光开关32芯分别与所述第二光开关阵列的测量侧32路对应的法兰面板连接。

8.根据权利要求2所述的光纤远程自动切换装置，其特征在于，还包括电路板数据排线插口、状态指示面板；所述电路板数据排线插口通过排线与所述状态指示面板连接；所述状态指示面板包括采集模块、红色指示灯和绿色指示灯；

所述采集模块，用于实时采集所述第二光开关阵列的第二开关的切换状态，当采集到的切换状态为切换成功，则生成切换成功信息并发送至所述绿色指示灯；当采集到的切换状态为切换失败，则生成切换失败信息并发送至所述红色指示灯；

所述红色指示灯，用于当接收到所述切换失败信息时，触发所述红色指示灯开启；

所述绿色指示灯，用于当接收到所述切换成功信息时，触发所述绿色指示灯开启。

9.一种光纤远程自动切换方法，应用于权利要求1-8中任一所述的光纤远程自动切换装置内的主控制器，所述光纤远程自动切换装置包括光开关阵列和微型电机，其特征在于，所述方法包括：

响应接收到的控制切换指令，获取所述控制切换指令对应的所述光开关阵列的待切换进纤侧和待切换出纤侧；

按照所述控制切换指令控制并驱动所述待切换进纤侧对应的微型电机进行转动，将所述待切换进纤侧与所述待切换出纤侧连接，并带动六角棱镜转动形成光传输折射通道，以使所述待切换进纤侧与所述待切换出纤侧的光路导通，生成光路导通信息；

当接收到所述光路导通信息时，生成光纤远程切换成功信息。

10.一种电子设备，其特征在于，包括存储器及处理器，所述存储器中储存有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求9所述的光纤远程自动切换方法的步骤。