基于GIS平台的光缆在线智能监测及故障定位系统技术方案

本发明专利技术提供基于GIS平台的光缆在线智能监测及故障定位系统，包括监测单元与定位单元，所述监测单元包括智能诊断主机、诊断单元和PC终端显示单元，所述智能诊断主机包括中央处理器以及分别与所述中央处理器连接的光时域反射仪模块、光路切换模块、光功率监测模块，所述诊断单元包括电源模块以及分别与所述电源模块连接的光源设备、光耦合模块和光保护模块，所述定位单元包括设置在光缆中的故障定位器。本发明专利技术通过及时调取各光缆讯息并对信息进行加工，同时，系统可以灵活利用地理信息系统（GIS）技术，系统采用机架式集成，集成度高，稳定性强，可扩展性强，当发生故障时，系统能清晰显示故障GPS点和故障类型，维护人员可通过GIS地图精确定位，从而提高维护效率。

【技术实现步骤摘要】
基于GIS平台的光缆在线智能监测及故障定位系统
本专利技术涉及电力光缆监测及故障检修系统
，尤其涉及基于GIS平台的光缆在线智能监测及故障定位系统。
技术介绍
光通信网络是当前电力行业最主要的通信网络，承担高速、远程骨干通信的建设。随着光网规模的不断扩大，网络的传输结构越来越复杂，对光缆的维护、光缆状态的监测变的越来越重要且越来越复杂。早期建设的光缆也已有了一定的年限，各种隐患，各种危机随时存在，光缆线路故障次数的连年增加就充分说明了这个问题。业内人士最近几年对全球数百个传输网络的故障分析后得到一个结论：光缆通信的线路故障要比设备故障更为突出，在所有的传输事故中，一半以上是以光缆为主的传输介质故障所导致，故障时间约占不可用时间的90%以上，每年因通信光缆故障而造成的经济损失巨大。由此可见光缆是影响网络安全性的主要因素。随着智能电网的全面建设，电网生产、经营业务日益增长，单套设备、单条光缆的承载业务情况日趋集中，单一设备、光缆故障有可能导致的系统运行风险增加。传统的基于OTDR等仪器的光缆检测的光缆线路维护管理模式中，监测设备由多部分组成，可靠性不高，对故障的反应速度由人而定，故障查找非常困难；排障时间长，故障定位能力差，无法预测隐患，影响通信网的正常工作。对于光传输设备的监测主要依赖各设备厂家提供的专业网管系统，通用性差、不通厂家设备难以兼容。现场检测光缆断点等故障的效率低下，且需要中断当前的正常传输业务，难以实现长期、实时监测，无法掌握光缆参数长期变化统计，只能实现故障后紧急抢修，无法做到事前预警。申请号为201510437317.6的专利涉及光纤通信
，尤其是一种多功能FTTH专用OTDR测试仪，包括LCD、MCU、OTDR、LTDR、光功率计、红光源、寻线仪、网络测速仪和线路测试仪，LCD、OTDR、LTDR、光功率计、红光源、寻线仪、网络测速仪和线路测试仪通过连接线连接在MCU上，OTDR上设有激光收发组件，激光收发组件包括二分光拉锥、激光发射管和雪崩接收管，激光发射管和雪崩接收管连接在二分光拉锥上，激光发射管通过驱动、雪崩接收管通过放大器连接在微控制单元MCU上。本装置融合了光纤宽带安装维护所需的各种测试功能，集OTDR、LTDR、光功率计、红光源、寻线仪、网络测试、线路测试于一体，填补了国内光纤到户专用多功能测试仪的空白。申请号为201110358502.8的专利涉及一种OTDR光收发模块，包括盒体、及设置在盒体内部的光器件，所述盒体的一端设置有光口，所述光口上设置有LC接口。通过将光收发模块的接口设置成LC接口，使得光收发模块内部具有更大的PCB设计空间，使OTDR设备能集成在其内部。申请号为201410541412.6的专利涉及使用OTDR仪器的光纤测试。一种用于使用光时域反射计(OTDR)仪器来测试通信网络中的光纤电缆的操作的方法，该方法包括接收待测试光纤组的标识符的范围。显示第一光纤组的标识符。该第一光纤组被包括在该范围中并构成待测试的下一个光纤组。确定该第一光纤组是否连接到OTDR仪器。响应于确定第一光纤组连接到OTDR仪器，使用OTDR仪器对第一光纤组进行测试。显示第二光纤组的标识符。该第二光纤组被包括在该范围中并构成待测试的下一个光纤组。然而，目前的光纤故障定位仍存在以下问题：（1）当前普遍使用OTDR测试光纤得到多条光纤的光功率衰减曲线，然后使用计算机对大量数据做信号处理和分析，这样对数据的处理难度，这直接导致计算的故障位置在光缆中的位置不准确。（2）对测试数据进行光纤监测得到的数据均为文本格式，检测的方式存在这样的问题：OTDR得到的测试数据夹杂大量噪声，加大了人员根据纸质的网络拓扑和路由图确定光纤故障的实际具体位置，这种方式十分不方便；并且非专业的光缆维护人员一般看不懂网络拓扑和路由图，无法完成故障位置的定位，导致检修效率极其低下。（3）现有的GIS地图与光缆实际的网络路由没有有机结合，使得故障点的实际地理位置更加难以确定。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供基于GIS平台的光缆在线智能监测及故障定位系统，通过及时调取各光缆讯息并对信息进行加工，同时，系统可以灵活利用地理信息系统（GIS）技术，系统采用机架式集成，集成度高，稳定性强，可扩展性强，当发生故障时，系统能清晰显示故障GPS点和故障类型，维护人员可通过GIS地图精确定位，从而提高维护效率。为实现本专利技术的目的所采用的技术方案是：基于GIS平台的光缆在线智能监测及故障定位系统，包括监测单元与定位单元，所述监测单元包括智能诊断主机、诊断单元和PC终端显示单元，所述智能诊断主机包括中央处理器以及分别与所述中央处理器连接的光时域反射仪模块、光路切换模块、光功率监测模块，所述诊断单元包括电源模块以及分别与所述电源模块连接的光源设备、光耦合模块和光保护模块，所述定位单元包括设置在光缆中的故障定位器。进一步地，所述故障定位器在GIS平台中结合实际地理位置信息对光缆信息进行标记，所述光缆信息包括光缆接头盒编号和塔杆编号。进一步地，所述中央处理器包括MCU嵌入式微处理器模块。进一步地，所述光源设备包括脉冲激光器，所述方向耦合器通过法兰与待测光纤连接。进一步地，所述光耦合模块包括方向耦合器，所述脉冲激光器通过脉冲驱动电路与所述MCU处理器连接。进一步地，所述光保护模块包括相互连接的光电检测电路、信号放大电路和A/D转换电路，所述光电检测电路与所述方向耦合器连接。进一步地，所述光路切换模块包括单片机芯片以及分别与所述单片机芯片连接的光开关单元与总线单元。进一步地，所述光功率监测模块包括离线式告警模块和在线式告警模块。进一步地，所述PC终端显示单元包括PC客户端以及与其连接的网络交换机、网管服务器。进一步地，所述PC客户端设置系统管理软件，所述系统管理软件包括网管显示功能、故障定位显示功能、多曲线显示功能、光缆劣化分析与跟踪显示功能、事件自动分析功能、事件告警及管理显示功能。本专利技术的有益效果主要体现在以下几个方面：1、本专利技术系统具有全面性，能满足全面监测的要求，因为不论光端机发送端输出光功率减少还是光纤网络的衰减增加，都会十分敏感的将其变化记录下来。这意味着智能光缆网络监测系统既可以监测光端机发送端也可以监测光纤网络，因此能对整个光纤通信系统进行监测和管理。2、本专利技术系统具有定量性，系统选择反映光信号幅度的光功率作为光纤通信质量的监测指标，这是因为它能真实的描述并反映光纤通信质量的品质。选择光功率的优势在于：实用，—般来讲光功率信号较大就意味着光通信质量较好；简单，每个光通信通道只有1个值，很容易处理和存储其质量状态的数据；普通，也就是说容易计算且显而易见，较其他通信质量参数容易被维护人员接受。3、本专利技术系统具有实时性，因为智能光缆网络监测系统的光功率分路器和光电转换器件都是线性元件，且它们是永久地置于每1个光纤通道中，故不需要均分、不需要1个通道到1个通道的切换。4、本专利技术系统具有在线功能，系统的光功率分路器和光电转换器件都是无源光器件，它不会向被监视下的光纤通信系统发射任何的光信号。因此它在线监测时不会妨碍正常通信系统。5、本专利技术系统具有高可靠性，在该系统中仅有1个光器件(光分路器)插入在光通信通道的两端，插入光器件本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于GIS平台的光缆在线智能监测及故障定位系统，其特征在于：包括监测单元与定位单元，所述监测单元包括智能诊断主机、诊断单元和PC终端显示单元，所述智能诊断主机包括中央处理器以及分别与所述中央处理器连接的光时域反射仪模块、光路切换模块、光功率监测模块，所述诊断单元包括电源模块以及分别与所述电源模块连接的光源设备、光耦合模块和光保护模块，所述定位单元包括设置在光缆中的故障定位器。

【技术特征摘要】
1.基于GIS平台的光缆在线智能监测及故障定位系统，其特征在于：包括监测单元与定位单元，所述监测单元包括智能诊断主机、诊断单元和PC终端显示单元，所述智能诊断主机包括中央处理器以及分别与所述中央处理器连接的光时域反射仪模块、光路切换模块、光功率监测模块，所述诊断单元包括电源模块以及分别与所述电源模块连接的光源设备、光耦合模块和光保护模块，所述定位单元包括设置在光缆中的故障定位器。2.如权利要求1所述的基于GIS平台的光缆在线智能监测及故障定位系统，其特征在于：所述故障定位器在GIS平台中结合实际地理位置信息对光缆信息进行标记，所述光缆信息包括光缆接头盒编号和塔杆编号。3.如权利要求1所述的基于GIS平台的光缆在线智能监测及故障定位系统，其特征在于：所述中央处理器包括MCU嵌入式微处理器模块。4.如权利要求1所述的基于GIS平台的光缆在线智能监测及故障定位系统，其特征在于：所述光源设备包括脉冲激光器，所述方向耦合器通过法兰与待测光纤连接。5.如权利要求1所述的基于GIS平台的光缆在线智能监测及故障定位系统，其特征在于：所述光耦合模块包括方向耦合...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海峰，
申请(专利权)人：山西恒海创盈科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山西,14