光纤通信设备及电力通信网故障诊断方法技术

本发明专利技术提出了光纤通信设备及电力通信网故障诊断方法，光纤通信设备包括管理单元、光模块，光模块包括控制器、光发射组件、激光器驱动单元、取样电阻、模数转换单元，光发射组件包括激光器、光电二极管、三端口环形器，三端口环形器用于允许激光器产生的光信号从第一端口射入从第二端口输出，还用于允许第二端口输入的光信号从第三端口输出经光电二极管转换为光电流经过取样电阻、模数转换单元将光电流转换为数字电压信号输出给控制器。若控制器接收的模数转换单元发送的反射数字电压信号达到第一阈值，判断传输光纤存在故障并发送给的管理单元。本光纤通信设备能判断光纤故障，故障排查时间短，自动化程度高，降低了电力通信网的运维成本。

【技术实现步骤摘要】
光纤通信设备及电力通信网故障诊断方法
本专利技术属于电力
，具体涉及光纤通信设备及电力通信网故障诊断方法。
技术介绍
电力通信网是电力信息化建设的基础平台，在保障电网安全、经济运行，提高电网企业信息化水平等方面发挥着越来越重要的作用。电力通信网主要包括光纤通信设备(主要为SDH设备(同步数字设备)、WDM设备(波分复用设备)等)及光纤光缆，主要承载着电力生产中的继电保护、调度电话、变电站监控以及企业信息化等重要业务。这些业务直接关系着电网的安全稳定运行。随着电力通信网生产自动化程度的提高，光纤通信设备的安全、稳定运行显得尤为重要。现有技术中，若电力通信网存在故障，则往往需要有经验的工作人员带着各种专业设备去现场排查是光纤故障还是光纤通信设备故障，整个故障排查时间长，自动化程度低，增加了电力通信网的运维成本。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术提出了一种光纤通信设备，应用于电力通信网中，至少包括管理单元及与之连接的光模块，所述光模块包括控制器、光发射组件、激光器驱动单元LDD、取样电阻、模数转换单元，其中：所述光发射组件包括激光器LD、光电二极管PD、三端口环形器，所述三端口环形器的第一端口与激光器LD对接，第二端口用于与传输光纤对接，第三端口与光电二极管PD对接，所述三端口环形器用于允许激光器LD产生的光信号从第一端口射入从第二端口输出，还用于允许第二端口输入的光信号从第三端口输出经光电二极管PD转换为反射光电流；所述激光器驱动单元LDD分别与所述激光器LD、控制器连接；所述取样电阻的一端与所述光电二极管PD连接，另一端接地，用于将光电二极管PD输出的反射光电流转换为反射模拟电压信号；所述模数转换单元的输入端与所述光电二极管PD连接，输出端与所述控制器连接，用于将所述反射模拟电压信号转换为反射数字电压信号输出给控制器；所述控制器用于控制激光器驱动单元LDD工作以驱动所述激光器LD发送光信号；还用于接收模数转换单元发送的反射数字电压信号，当接收的模数转换单元发送的反射数字电压信号达到第一阈值时，判断与光纤通信设备连接的传输光纤存在故障，将故障判断结果发送给所述管理单元。进一步的，所述光模块还包括光接收组件ROSA、限幅放大器LA，所述光接收组件ROSA与限幅放大器LA连接，所述限幅放大器LA与控制器连接，所述控制器还用于当接收的模数转换单元发送的反射数字电压信号满足预设第一阈值时，通过其发送使能引脚产生高低电平序列，经激光器驱动单元LDD、光发射组件将此高低电平序列转换为代表测试信号的有无光序列发送给远端通信设备，若在预设时间内控制器的信号丢失告警(LOS，LossOfSignal)引脚能接收到来自限幅放大器LA的反馈信号，则判断光纤存在折弯，否则判断传输光纤断裂。进一步的，所述管理单元还用于按预设规则控制控制器的发送使能引脚产生高低电平。进一步的，所述控制器还用于当接收的模数转换单元发送的反射数字电压信号满足预设第一阈值时，控制激光器驱动单元LDD停止工作，获取激光器驱动单元LDD停止工作时间及接收数转换单元发送的反射数字电压信号的末次时间，按预设公式计算光纤故障位置，所述预设公式为：d＝(c×(t2-t1))/2n其中，c是光信号在真空中的速度，t1是激光器驱动单元LDD停止工作时间，t2是接收的模数转换单元发送的反射数字电压信号的末次时间，n是光纤的折射率。进一步的，所述三端口环形器包括第一偏振分光棱镜组件、第二偏振分光棱镜组件、法拉第电磁旋转镜、波片，其中：第一偏振分光棱镜组件用于对从第一端口入射的光信号进行偏振分光，或对从第二端口入射的经第二偏振分光棱镜组件、波片、法拉第电磁旋转镜旋转后的偏振分光进行偏振合光；所述法拉第电磁旋转镜用于将通过的光信号的偏振方向正向旋转45度；所述波片用于将正向通过的光信号的偏振方向正向旋转45度，将反向通过的光信号的偏振方向反向旋转45度；所述第二偏振分光棱镜组件用于对经法拉第电磁旋转镜、波片旋转后的偏振分光进行偏振合光，或对从第二端口入射的光信号进行偏振分光。进一步的，所述第一偏振分光棱镜组件包括第一偏振分束器、第一棱镜，所述第二偏振分光棱镜组件包括第二偏振分束器、第二棱镜，第一偏振分束器分别与第一端口、第三端口连接，第二偏振分束器与第二端口连接。另一方面，本专利技术还提出了一种电力通信网故障诊断方法，适用于上述光纤通信设备，包括以下步骤：控制器接收模数转换单元发送的反射数字电压信号，当所述反射数字电压信号达到第一阈值时，判断电力通信网中的传输光纤存在故障，并将故障判断结果发送给管理单元。本专利技术与现有技术相比的有益效果在于：本光纤通信设备的光发射组件包括激光器LD、光电二极管PD、三端口环形器，所述三端口环形器的第一端口与激光器LD对接，第二端口用于与传输光纤对接，第三端口与光电二极管PD对接，所述三端口环形器用于允许激光器LD产生的光信号从第一端口射入从第二端口输出，实现了普通的光发射功能；所述三端口环形器还用于允许第二端口输入的光信号从第三端口输出经光电二极管PD转换为光电流并经过取样电阻、模数转换单元将光电流转换为数字电压信号输出给控制器。若控制器接收的模数转换单元发送的反射数字电压信号达到第一阈值时，即传输光纤中传输回的反射光较大时，判断光纤中存在严重的菲涅尔反射或瑞丽散射，以此判断传输光纤存在故障并发送给管理单元。本光纤通信设备仅改变了光模块的结构，便能实现光纤通信功能及光纤故障判断的功能，整个故障排查时间短，自动化程度高，降低了电力通信网的运维成本。附图说明图1是本专利技术实施例一中，一种光纤通信设备的结构示意图；图2是本专利技术实施例一中，光发射组件的结构示意图；图3是本专利技术实施例一中，三端口环形器的一种工作状态的原理示意图；图4是本专利技术实施例一中，三端口环形器的另一种工作状态的原理示意图；图5是本专利技术实施例三中，一种电力通信网故障诊断方法的流程图；图6是本专利技术实施例四中，一种电力通信网故障诊断方法的流程图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例一现有的光纤通信设备的光模块一般包括控制器、激光器驱动单元LDD、限幅放大器LA、光发射组件(TransmitterOpticalSubassembly，缩写为TOSA)、光接收组件(ReceiverOpticalSubassembly，缩写为ROSA)。在本实施例中，如图1所示，一种光纤通信设备，应用于电力通信网中，至少包括管理单元200及与之连接的光模块100，所述光模块100包括控制器10、光发射组件40、激光器驱动单元20、取样电阻R、模数转换单元60，其中：结合图2所示，所述光发射组件40包括激光器41本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光纤通信设备，应用于电力通信网中，其特征在于，所述光纤通信设备至少包括管理单元及与之连接的光模块，所述光模块包括控制器、光发射组件、激光器驱动单元、取样电阻、模数转换单元，其中：/n所述光发射组件包括激光器、光电二极管、三端口环形器，所述三端口环形器的第一端口与激光器对接，第二端口用于与传输光纤对接，第三端口与光电二极管对接，所述三端口环形器用于允许激光器产生的光信号从第一端口射入从第二端口输出，还用于允许第二端口输入的光信号从第三端口输出经光电二极管转换为反射光电流；/n所述激光器驱动单元分别与所述激光器、控制器连接；/n所述取样电阻的一端与所述光电二极管连接，另一端接地，用于将光电二极管输出的所述反射光电流转换为反射模拟电压信号；/n所述模数转换单元的输入端与所述光电二极管连接，输出端与所述控制器连接，用于将所述反射模拟电压信号转换为反射数字电压信号输出给控制器；/n所述控制器用于控制激光器驱动单元工作以驱动所述激光器发送光信号；还用于根据接收的模数转换单元发送的反射数字电压信号判断与光纤通信设备连接的传输光纤存在故障，并将故障判断结果发送给所述管理单元。/n

【技术特征摘要】
1.一种光纤通信设备，应用于电力通信网中，其特征在于，所述光纤通信设备至少包括管理单元及与之连接的光模块，所述光模块包括控制器、光发射组件、激光器驱动单元、取样电阻、模数转换单元，其中：
所述光发射组件包括激光器、光电二极管、三端口环形器，所述三端口环形器的第一端口与激光器对接，第二端口用于与传输光纤对接，第三端口与光电二极管对接，所述三端口环形器用于允许激光器产生的光信号从第一端口射入从第二端口输出，还用于允许第二端口输入的光信号从第三端口输出经光电二极管转换为反射光电流；
所述激光器驱动单元分别与所述激光器、控制器连接；
所述取样电阻的一端与所述光电二极管连接，另一端接地，用于将光电二极管输出的所述反射光电流转换为反射模拟电压信号；
所述模数转换单元的输入端与所述光电二极管连接，输出端与所述控制器连接，用于将所述反射模拟电压信号转换为反射数字电压信号输出给控制器；
所述控制器用于控制激光器驱动单元工作以驱动所述激光器发送光信号；还用于根据接收的模数转换单元发送的反射数字电压信号判断与光纤通信设备连接的传输光纤存在故障，并将故障判断结果发送给所述管理单元。


2.如权利要求1所述的光纤通信设备，其特征在于，所述光模块还包括光接收组件、限幅放大器，所述光接收组件与限幅放大器连接，所述限幅放大器与控制器连接，所述控制器还用于当接收的模数转换单元发送的反射数字电压信号满足预设第一阈值时，通过其发送使能引脚产生高低电平序列，经激光器驱动单元、光发射组件将此高低电平序列转换为代表测试信号的有无光序列发送给远端通信设备，若在预设时间内控制器的信号丢失告警能接收到来自限幅放大器的反馈信号，则判断光纤存在折弯，否则判断传输光纤断裂。


3.如权利要求2所述的光纤通信设备，其特征在于，所述管理单元还用于按预设规则控制控制器的发送使能引脚产生高低电平。


4.如权利要求1至3任一所述的光纤通信设备，其特征在于，所述控制器还用于当接收的模数转换单元发送的反射数字电压信号满足预设第一阈值时，控制激光器驱动单元停止工作，获取激光器驱动单元停止工作时间及接收数转换单元发送的反射数字电压信号的末次时间，按预设公式计算光纤故障位置，所述预设公式为：
d＝(c×(t2-t1))/2n
其中，c是光信号在真空中的速度，t1是激光器驱动单元停止工作时间，t2是接收的模数转换单元发送的反射数字电压信号的末次时间，n是光纤的折射率。


5.如权利要求4所述的光纤通信设备，其特征在于，所述三端口环形器包括第一偏振分光棱镜组件、第二偏振分光棱镜组件、法拉第电磁旋转镜、波片，其中：
第一偏振分光棱镜组件用于对从第一端口入射的光信号进行偏振分光，或对从第二端口入射的经第二偏振分光棱镜组件、波片、法拉第电磁旋转镜旋转后的偏振分光进行偏振合光；

【专利技术属性】
技术研发人员：张歆，王延祥，郝战，王瑞琪，范德胜，陈少达，陆飞飞，唐杰杰，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司徐州供电分公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32