本發(fā)明涉及光纖通信技術領域，尤其是涉及一種戶外式光纖芯遠程交換系統(tǒng)。

背景技術：

光纖通信，由于具有通信容量大、中繼距離長、不受電磁干擾、串話小，無電磁泄漏、保密性能好、體積小、重量輕等特點，而且在使用上有很大的靈活性，既可在大容量、超大容量信息傳輸系統(tǒng)中使用，因此已經(jīng)成為了電力通信傳輸?shù)淖钪饕绞?，得到了廣泛的應用。

一方面，目前已經(jīng)投入使用的光纖芯遠程交換系統(tǒng)容量有48芯、72芯和96芯，而在現(xiàn)有主干網(wǎng)絡日趨完善，站點量不斷擴大的情況下，原先小容量的光纜交接箱已經(jīng)不能滿足需求，近年來，隨著設計和使用經(jīng)驗的不斷累積，已經(jīng)具備了大容量光纜交接箱的研發(fā)能力，根據(jù)需求需要一種大容量的光纜交接箱。

另一方面，光纜線路設施主要設置在室外，由于光纜通信線路建得早，環(huán)境復雜，因自然環(huán)境、社會環(huán)境的影響，光纜受到意外傷害的記錄不少，對于不可抗拒的災害和人為破壞無能為力，不管設計多周全，也不能完全預防事故的發(fā)生。通過改進設計和施工方法來降低事故發(fā)生率已經(jīng)逐漸不能滿足光纜建設的需求，急需提高日常維護管理及故障排除能力，因此，現(xiàn)有的光纜交換設備，因此有必要予以改進。

技術實現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種戶外式光纖芯遠程交換系統(tǒng)，它是一種具有大容量的戶外式光纖芯遠程交換設備；能達到360芯以上交換容量的戶外式光纖芯遠程交換設備；在特種運行環(huán)境里(指災難環(huán)境)下系統(tǒng)能維持運行，具有應急通信通道生成和應急能源支撐。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案是：

本發(fā)明提供的戶外式光纖芯遠程交換系統(tǒng)，包括光纖芯遠程交換管理平臺；所述光纖芯遠程交換管理平臺包括處理器和應急信道自動構(gòu)建模塊，所述應急信道自動構(gòu)建模塊包括光modem、節(jié)點脫網(wǎng)檢測模塊、控制機構(gòu)、空閑纖芯檢測模塊和通道檢測模塊；

所述節(jié)點脫網(wǎng)檢測模塊，用于檢測處于脫網(wǎng)狀態(tài)的脫網(wǎng)光纖節(jié)點信息；

所述空閑纖芯檢測模塊，用于檢測處于空閑狀態(tài)的空閑光纖節(jié)點信息；

所述處理器接收脫網(wǎng)光纖節(jié)點信息和空閑光纖節(jié)點信息并生成控制信號；

所述控制信號輸入到控制機構(gòu)，用于將空閑光纖連接到光modem上；

所述通道檢測模塊，用于檢測空閑光纖與脫網(wǎng)光纖連接狀態(tài)。

進一步，還包括分別與處理器和應急信道自動構(gòu)建模塊連接的應急能源系統(tǒng)，所述應急能源系統(tǒng)包括風力發(fā)電機、太陽能電池板、控制器、逆變器和蓄電池組；

所述風力發(fā)電機、太陽能電池板分別與控制器連接；所述控制器通過逆變器與蓄電池組連接。

進一步，還包括最佳路徑計算模塊，所述最佳路徑計算模塊按照以下步驟來實現(xiàn)最佳路徑的計算：

S1：獲取光纖節(jié)點并初始化為未標記節(jié)點；

S2：搜索與最短路徑中的光纖節(jié)點相連通的光纖節(jié)點為臨時標記節(jié)點；

S3：將臨時標記節(jié)點到源點的最短距離與臨時標記節(jié)點到目標節(jié)點的直線距離之和作為臨時標記節(jié)點的屬性值；

S4：從臨時標記節(jié)點中選取屬性值最小作為永久標記節(jié)點；

S5：重復搜索目標節(jié)點直至找到目標節(jié)點為永久標記節(jié)點；

S6：輸出光纖節(jié)點到目標節(jié)點路徑。

進一步，還包括通過通信接口模塊與光纖芯遠程交換管理平臺連接的主站網(wǎng)絡控制模塊；所述主站網(wǎng)絡控制模塊中設置有故障維修知識庫和最佳維修方案選擇模塊；所述故障維修知識庫存在各故障的維修方案；所述最佳維修方案選擇模塊按照以下步驟來實現(xiàn)：

S21：從故障維修知識庫中選擇起止站點；

S22：初始化站點和路徑數(shù)據(jù)；

S23：計算站點向量；

S24：判斷止點是否到達結(jié)束節(jié)點；如果否，則返回；

S25：如果是，則輸出路徑序列；

S26：計算路徑長度和經(jīng)過站點數(shù)量并設置為代價值；

S27：選擇最小代價值的路徑作為最佳維修方案。

進一步，還包括子站交換模塊，所述子站交換模塊包括中央處理模塊分別與中央處理模塊連接的纖芯交換模塊、通信接口模塊和光測試模塊；所述纖芯交換模塊用于連接纖芯接口；所述通信接口模塊與主站網(wǎng)絡控制模塊連接。

進一步，還包括與光纖對接子站連接的主站網(wǎng)絡控制模塊；所述主站網(wǎng)絡控制模塊包括主站通信模塊和主站處理模塊；所述主站通信模塊和主站處理模塊連接。

進一步，所述主站網(wǎng)絡控制模塊按照以下步驟來實現(xiàn)與子站交換模塊的連接：

S31：獲取光纖芯設備的IP地址；

S32：將光纖芯設備與主站網(wǎng)絡控制模塊建立UDP連接；

S33：主站網(wǎng)絡控制模塊查詢子站交換模塊工作狀態(tài)；

S34：判斷子站交換模塊是否存在系統(tǒng)故障，如果是，則發(fā)出告警信號；

S35：如果否，則判斷是否需要斷電恢復，如果是，則進入步驟S39；

S36：如果不需要斷電恢復，則判斷是否鏈接是否成功，如果成功，則回復確認；

S37：如果不成功，則判斷是否處于忙碌狀態(tài)，如果是，則返回步驟S32；

S38：如果否，則下發(fā)控制報文獲取巡檢結(jié)果；

S39：判斷是否處于忙碌狀態(tài)，如果是，則無操作，如果否，則返回步驟S32。

采用上述結(jié)構(gòu)后，本發(fā)明和現(xiàn)有技術相比所具有的優(yōu)點是：

本發(fā)明提供的戶外式光纖芯遠程交換系統(tǒng)，是一種具有大容量的戶外式光纖芯遠程交換設備；能達到360芯以上交換容量的戶外式光纖芯遠程交換設備；在特種運行環(huán)境里(指災難環(huán)境)下系統(tǒng)能維持運行，具有應急通信通道生成和應急能源支撐；實現(xiàn)通信總站到故障點的最佳路徑的計算和查找等功能，實現(xiàn)當光節(jié)點生成孤島(雙向信息通道中斷)，主動搜索可用路由，節(jié)點回歸網(wǎng)絡。實現(xiàn)基于維修知識庫，應急保障預案庫及故障特征的最佳搶修方案的輔助決策。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明：

圖1是本發(fā)明的優(yōu)化Dijkstra算法流程。

圖2是本發(fā)明的風光發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

圖3是本發(fā)明的最佳路徑選擇算法流程圖。

圖4是本發(fā)明的光纖芯遠程交換系統(tǒng)部署架構(gòu)示意圖。

圖5是本發(fā)明的子站交換模塊結(jié)構(gòu)圖。

圖6是本發(fā)明的主站網(wǎng)絡控制模塊結(jié)構(gòu)圖。

圖7是本發(fā)明的OASS設備控制指令流程。

具體實施方式

以下所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不因此而限定本發(fā)明的保護范圍。

實施例1

見圖1至圖7所示：本實施例提供的一種戶外式光纖芯遠程交換系統(tǒng)，包括光纖芯遠程交換管理平臺；所述光纖芯遠程交換管理平臺包括處理器和應急信道自動構(gòu)建模塊，所述應急信道自動構(gòu)建模塊包括光modem、節(jié)點脫網(wǎng)檢測模塊、控制機構(gòu)、空閑纖芯檢測模塊和通道檢測模塊；

所述節(jié)點脫網(wǎng)檢測模塊，用于檢測處于脫網(wǎng)狀態(tài)的脫網(wǎng)光纖節(jié)點信息；

所述空閑纖芯檢測模塊，用于檢測處于空閑狀態(tài)的空閑光纖節(jié)點信息；

所述處理器接收脫網(wǎng)光纖節(jié)點信息和空閑光纖節(jié)點信息并生成控制信號；

所述控制信號輸入到控制機構(gòu)，用于將空閑光纖連接到光modem上；

所述通道檢測模塊，用于檢測空閑光纖與脫網(wǎng)光纖連接狀態(tài)。

還包括分別與處理器和應急信道自動構(gòu)建模塊連接的應急能源系統(tǒng)，所述應急能源系統(tǒng)包括風力發(fā)電機、太陽能電池板、控制器、逆變器和蓄電池組；

所述風力發(fā)電機、太陽能電池板分別與控制器連接；所述控制器通過逆變器與蓄電池組連接。

還包括最佳路徑計算模塊，所述最佳路徑計算模塊按照以下步驟來實現(xiàn)最佳路徑的計算：

S1：獲取光纖節(jié)點并初始化為未標記節(jié)點；

S2：搜索與最短路徑中的光纖節(jié)點相連通的光纖節(jié)點為臨時標記節(jié)點；

S3：將臨時標記節(jié)點到源點的最短距離與臨時標記節(jié)點到目標節(jié)點的直線距離之和作為臨時標記節(jié)點的屬性值；

S4：從臨時標記節(jié)點中選取屬性值最小作為永久標記節(jié)點；

S5：重復搜索目標節(jié)點直至找到目標節(jié)點為永久標記節(jié)點；

S6：輸出光纖節(jié)點到目標節(jié)點路徑。

還包括通過通信接口模塊與光纖芯遠程交換管理平臺連接的主站網(wǎng)絡控制模塊；所述主站網(wǎng)絡控制模塊中設置有故障維修知識庫和最佳維修方案選擇模塊；所述故障維修知識庫存在各故障的維修方案；所述最佳維修方案選擇模塊按照以下步驟來實現(xiàn)：

S21：從故障維修知識庫中選擇起止站點；

S22：初始化站點和路徑數(shù)據(jù)；

S23：計算站點向量；

S24：判斷止點是否到達結(jié)束節(jié)點；如果否，則返回；

S25：如果是，則輸出路徑序列；

S26：計算路徑長度和經(jīng)過站點數(shù)量并設置為代價值；

S27：選擇最小代價值的路徑作為最佳維修方案。

還包括子站交換模塊，所述子站交換模塊包括中央處理模塊分別與中央處理模塊連接的纖芯交換模塊、通信接口模塊和光測試模塊；所述纖芯交換模塊用于連接纖芯接口；所述通信接口模塊與主站網(wǎng)絡控制模塊連接。

還包括與光纖對接子站(子站交換模塊)連接的主站網(wǎng)絡控制模塊；所述主站網(wǎng)絡控制模塊包括主站通信模塊和主站處理模塊；所述主站通信模塊和主站處理模塊連接。

如圖7所示，圖7為OASS設備控制指令流程，所述主站網(wǎng)絡控制模塊按照以下步驟來實現(xiàn)與子站交換模塊的連接：

S31：獲取光纖芯設備的IP地址；

S32：將光纖芯設備與主站網(wǎng)絡控制模塊建立UDP連接；

S33：主站網(wǎng)絡控制模塊查詢子站交換模塊工作狀態(tài)；

S34：判斷子站交換模塊是否存在系統(tǒng)故障，如果是，則發(fā)出告警信號；

S35：如果否，則判斷是否需要斷電恢復，如果是，則進入步驟S39；

S36：如果不需要斷電恢復，則判斷是否鏈接是否成功，如果成功，則回復確認；

S37：如果不成功，則判斷是否處于忙碌狀態(tài)，如果是，則返回步驟S32；

S38：如果否，則下發(fā)控制報文獲取巡檢結(jié)果；

S39：判斷是否處于忙碌狀態(tài)，如果是，則無操作，如果否，則返回步驟S32。

實施例2

本實施例提供的系統(tǒng)采用結(jié)構(gòu)化的體系設計原則，保證了系統(tǒng)的開放性和可擴展性，模塊功能的實現(xiàn)基于預定義數(shù)據(jù)模型，模塊之間數(shù)據(jù)的交互基于預定義的接口。

本實施例提供的光纜交換設備可為標準柜，該標準柜能達到360芯以上交換容量的戶外式光纖芯遠程交換設備，以96芯設備的交換原理和基礎部件為基礎，調(diào)整交換陣列的排布方式，采用垂直方向安裝交換板和伺服機構(gòu)，以突破機柜平面尺寸的限制，達到單板將近200芯的交換容量，雙板配合可以超過360芯；為了克服伺服機構(gòu)垂直運動受重力影響的因素，因此在提高機械手運動速度的同時，提高測控精度和頻率，以及改進垂直方向電機的啟停控制邏輯，更加平滑穩(wěn)定的控制伺服機構(gòu)走位，保證對接精度。由于尺寸的增大，伺服機構(gòu)運動距離增加約1倍，因為為保證交換速度和96芯設備等同，將采用新的控制電路和控制邏輯，電機運轉(zhuǎn)速度將提高1倍以上。

本實例提供的系統(tǒng)通過應急能源系統(tǒng)(為自供電子系統(tǒng))可在戶外獨立運行，擬采用小型風力發(fā)電設備和太陽能電池混合發(fā)電，磷酸鐵鋰電池儲能。設計采用大容量電池，以延長充放電周期，達到長期獨立運行的目標。

本實施例通過應急信道自動構(gòu)建模塊作為應急保障預案，具體如下：

在系統(tǒng)內(nèi)部增加光modem，在系統(tǒng)檢測到有節(jié)點脫網(wǎng)的情況下，會自動控制脫網(wǎng)節(jié)點或脫網(wǎng)區(qū)域周邊的設備，將光modem連接到健康的空閑纖芯上，進入通道應急恢復支援模式。脫網(wǎng)的節(jié)點會自動按預置的優(yōu)先順序，逐個將空閑纖芯連接到光modem上，如果接收到探測信號，就進入通道建立模式，與周邊節(jié)點握手建立通信，通過周邊節(jié)點的轉(zhuǎn)發(fā)重新進入網(wǎng)絡。如果是區(qū)域脫網(wǎng)，其余脫網(wǎng)節(jié)點依次類推。

本實施例通過最佳路徑計算模塊來求解最佳路徑，首先在指定網(wǎng)絡中兩節(jié)點間找一條阻礙代價最小的路徑。最佳路徑的產(chǎn)生基于網(wǎng)線的代價值。考慮通信光纜的衰耗因素，兩站點之間通常選擇衰耗最小的路由最為通信線路，除了光纖自身造成的衰耗0.2db/km，光纖每經(jīng)過一個站點(光纖跳接)，通常衰耗值為0.8db，因此本方案通過兩種代價值進行最優(yōu)站點路由的選擇，一種是基于路徑長度(根據(jù)光纖衰耗國際標準0.2db/km，因此距離最短即為最優(yōu)路徑)，另一種是基于衰耗值(考慮光纜和站點設備自身造成的衰耗)。

戶外式光纖芯遠程交換系統(tǒng)目前已廣泛使用，其它結(jié)構(gòu)和原理與現(xiàn)有技術相同，這里不再贅述。