本實用新型涉及一種自適應(yīng)規(guī)避網(wǎng)絡(luò)故障的數(shù)據(jù)交換裝置，尤其是一種電力系統(tǒng)光環(huán)網(wǎng)鏈路節(jié)點無人值守智能切換系統(tǒng)，屬于光纖通技術(shù)信領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前，電力系統(tǒng)正在大力建設(shè)智能配電網(wǎng)，光通信技術(shù)應(yīng)用從500kV高壓電網(wǎng)到400V低壓電網(wǎng)，面廣量大，組網(wǎng)方式有網(wǎng)狀、環(huán)形、鏈形、樹形等多種方式。網(wǎng)絡(luò)中承載的業(yè)務(wù)主要依靠節(jié)點設(shè)備的路由保護(hù)技術(shù)來進(jìn)行自愈，但無法避免節(jié)點失電或光纜故障引起的網(wǎng)絡(luò)開斷運行，如鏈形和樹形網(wǎng)絡(luò)還會造成末端其他節(jié)點的業(yè)務(wù)中斷。現(xiàn)正值城市建設(shè)高峰時期，災(zāi)害性氣候也頻繁出現(xiàn)，光纜出現(xiàn)故障的幾率較高，節(jié)點失電時有發(fā)生，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點過多，所在區(qū)域偏遠(yuǎn)，搶修工作量大、時間長，期間一旦出現(xiàn)多點失效，影響重大。

現(xiàn)有技術(shù)中，環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)某一鏈路站點出現(xiàn)斷電故障，就會影響整個環(huán)網(wǎng)的數(shù)據(jù)交換，甚至中斷整個環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種電力系統(tǒng)光環(huán)網(wǎng)鏈路節(jié)點無人值守智能切換系統(tǒng)，當(dāng)某一鏈路出現(xiàn)斷電故障時，該智能切換系統(tǒng)會自適應(yīng)識別切換，臨時注銷本站點的數(shù)據(jù)交換業(yè)務(wù)，使環(huán)網(wǎng)通信主體不受影響，以避免影響環(huán)網(wǎng)上其他鏈路的正常通信。

按照本實用新型提供的技術(shù)方案，所述電力系統(tǒng)光環(huán)網(wǎng)鏈路節(jié)點無人值守智能切換系統(tǒng)，包括環(huán)網(wǎng)，該環(huán)網(wǎng)中串接若干個光節(jié)點，這些光節(jié)點包括一個局點和多個鏈路站點，該局點向鏈路站點發(fā)送工作信號和測試信號；其特征是：在所述環(huán)網(wǎng)上的鏈路站點的前端和后端分別設(shè)置WDM裝置；在所述鏈路站點設(shè)有多芯插針，多芯插針上具有第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，第一端口與環(huán)網(wǎng)前端的WDM裝置連接，第二端口與站點接收機連接，第三端口與環(huán)網(wǎng)后端的WDM裝置連接，第四端口與站點發(fā)射機連接；

在所述各個光節(jié)點具有光開關(guān)，光開關(guān)包括能夠反射第一端口和第四端口光信號的反射鏡、以及用于改變光信號路徑的棱鏡；所述棱鏡安裝在搖桿上，搖桿與繼電器的動作端連接；所述繼電器通電時棱鏡放下位于反射鏡和多芯插針之間的光路上，以改變光路路徑；所述繼電器斷電時棱鏡抬起離開光路。

進(jìn)一步的，當(dāng)所述棱鏡向上抬起，沒有作用在反射鏡和多芯插針之間的光路上時，第一端口的環(huán)網(wǎng)工作信號經(jīng)反射鏡反射至第二端口傳輸至站點接收機，第四端口的站點工作信號經(jīng)反射鏡反射至第三端口。

進(jìn)一步的，當(dāng)所述棱鏡放下，棱鏡改變了光路路徑，第一端口的環(huán)網(wǎng)工作信號反射至第三端口沿環(huán)網(wǎng)向后端傳輸。

進(jìn)一步的，所述鏈路站點前端的WDM裝置將環(huán)網(wǎng)傳輸?shù)芥溌氛军c的前端信號分離成工作信號和測試信號，測試信號沿環(huán)網(wǎng)向后端傳輸，工作信號傳輸至鏈路站點的多芯插針的第一端口；所述鏈路站點后端的WDM裝置與鏈路站點的多芯插針的第三端口連接，鏈路站點后端的WDM裝置將第三端口的工作信號與環(huán)網(wǎng)前端傳輸?shù)臏y試信號匯合在一起形成后端信號，繼續(xù)沿環(huán)網(wǎng)傳輸。

進(jìn)一步的，所述繼電器包括線圈、彈簧、銜鐵和鐵芯，線圈繞設(shè)在鐵芯上，線圈的兩端連接電源，銜鐵的一端連接彈簧。

本實用新型具有以下優(yōu)點：

（1）本實用新型這智能切換系統(tǒng)整體損耗低，不會給線路預(yù)算增加過多的壓力；

（2）本實用新型采用自適應(yīng)切換，不需要網(wǎng)管或人為操作，屬于無人值守智能裝置；

（3）本實用新型光交換容量大，速度快，傳輸性能優(yōu)良；

（4）本實用新型采用的波分復(fù)用技術(shù)工藝成熟，可靠性高，通道配置靈活；

（5）本實用新型所述的光開關(guān)切換速度快，切換壽命長，波段覆蓋廣，驅(qū)動簡單；

（6）本實用新型體積小，功耗低，對環(huán)境和能源要求低。

附圖說明

圖1為所述環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)的示意圖。

圖2為站點數(shù)據(jù)交換示意圖。

圖3為站點斷電故障示意圖。

圖4為通電狀態(tài)下繼電器光開關(guān)的工作狀態(tài)示意圖。

圖5為斷電狀態(tài)下繼電器光開關(guān)的工作狀態(tài)示意圖。

圖6為繼電器工作原理示意圖。

圖7為基于介質(zhì)膜濾波技術(shù)的反射鏡的波分復(fù)用原理圖。

圖8為光開光的光路實現(xiàn)方式示意圖。

附圖標(biāo)記說明：環(huán)網(wǎng)1、鏈路站點2、局點3、光開關(guān)4、多芯插針5、WDM裝置6、站點接收機7、站點發(fā)射機8、繼電器9、搖桿10、棱鏡11、反射鏡12、第一端口51、第二端口52、第三端口53、第四端口54、高折射率薄膜61、低折射率薄膜62、線圈91、彈簧92、銜鐵93、鐵芯94。

具體實施方式

下面結(jié)合具體附圖對本實用新型作進(jìn)一步說明。

如圖1所示：本實用新型所述電力系統(tǒng)光環(huán)網(wǎng)鏈路節(jié)點無人值守智能切換系統(tǒng)，包括環(huán)網(wǎng)1，該環(huán)網(wǎng)1中串接若干個光節(jié)點，這些光節(jié)點包括一個局點3和多個鏈路站點2；所述局點3作為匯聚中心，向鏈路站點2發(fā)送工作信號和測試信號；相較于點到點方式，環(huán)網(wǎng)最大限度地節(jié)省了光纜投資并提高纖芯利用率，在實際應(yīng)用較為合理和必須。如圖2、圖3所示，在所述鏈路站點2具有多芯插針5，多芯插針5具有第一端口51、第二端口52、第三端口53和第四端口54，第一端口51與環(huán)網(wǎng)1前端連接，第二端口52與站點接收機7連接，第三端口53與環(huán)網(wǎng)1后端連接，第四端口54與站點發(fā)射機8連接。

如圖2、圖3所示，在所述環(huán)網(wǎng)1上的鏈路站點2的前端和后端分別設(shè)置WDM裝置6；所述鏈路站點2前端的WDM裝置6將環(huán)網(wǎng)1傳輸?shù)芥溌氛军c2的前端信號RX分離成工作信號和測試信號，測試信號沿環(huán)網(wǎng)1向后端傳輸，工作信號傳輸至鏈路站點2的多芯插針5的第一端口51；所述鏈路站點2后端的WDM裝置6與鏈路站點2的多芯插針5的第三端口53連接，鏈路站點2后端的WDM裝置6將第三端口53的工作信號與環(huán)網(wǎng)1前端傳輸?shù)臏y試信號匯合在一起形成后端信號TX，繼續(xù)沿環(huán)網(wǎng)1傳輸。

在所述各個光節(jié)點具有光開關(guān)4，如圖4、圖5所示，所述光開關(guān)4包括棱鏡11和反射鏡12，反射鏡12能夠反射多芯插針5第一端口51和第四端口54的光信號，棱鏡11設(shè)置在反射鏡12和多芯插針5之間，用于改變光路路徑。如圖4所示，當(dāng)棱鏡11向上抬起，沒有作用在反射鏡12和多芯插針5之間的光路上時，多芯插針5第一端口51的環(huán)網(wǎng)工作信號經(jīng)反射鏡12反射至第二端口52傳輸至站點接收機7，第四端口54的站點工作信號經(jīng)反射鏡12反射至第三端口53沿環(huán)網(wǎng)1向后端傳輸（如圖7所示）；如圖5所示，當(dāng)棱鏡11放下，棱鏡11改變了光路路徑，多芯插針5的第一端口51的環(huán)網(wǎng)工作信號反射至第三端口53沿環(huán)網(wǎng)1向后端傳輸，第四端口54的站點工作信號不與任何端口連通。

本實用新型通過繼電器9來實現(xiàn)光開關(guān)4的控制，以及站點斷電故障的自適應(yīng)識別。如圖4、圖5所示，所述棱鏡11安裝在搖桿10上，搖桿10與繼電器9的動作端連接，通過繼電器9的通斷電實現(xiàn)棱鏡11的抬起和放下。當(dāng)通電狀態(tài)下，棱鏡11處于放下的狀態(tài)；當(dāng)斷電的狀態(tài)下，棱鏡11處于抬起的狀態(tài)，環(huán)網(wǎng)工作信號可以繼續(xù)向后端傳輸，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)不受站點影響。

如圖6所示，所述繼電器9的工作原理為：繼電器9的電磁效應(yīng)和機械結(jié)構(gòu)特征支持了自適應(yīng)。繼電器9主要包含了線圈91、彈簧92、銜鐵93和鐵芯94，在線圈91兩端加上一定的電壓，線圈91中就會流過一定的電流從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵93就會在電磁力吸引的作用下克服彈簧92的拉力吸向鐵芯94，從而帶動銜鐵94穩(wěn)定在一個狀態(tài)。當(dāng)線圈91斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵94就會在彈簧92的反作用力返回原來的位置，這樣達(dá)到了開斷電兩種狀態(tài)下繼電器有兩種物理位置的目的。

所述WDM裝置6采用波分復(fù)用原理，波分復(fù)用技術(shù)是指將兩種或多種不同波長的光載波信號在發(fā)送端經(jīng)過復(fù)用器（或稱合波器，Multiplexer）匯合在一起，并耦合到光線路中的同一根光纖中進(jìn)行傳輸?shù)募夹g(shù)。在接收端，混合信號再經(jīng)過解復(fù)用器（或稱分波器Demultiplexer）將各種波長的光載波分離，然后由光接收機進(jìn)一步處理恢復(fù)原信號。所述WDM裝置6的波分部分是基于薄膜濾波片（TFF：thin film filter）技術(shù)，通過在玻璃襯底上鍍上多層一定折射率的薄膜實現(xiàn)一定波長范圍的光反射，一部分透射。如圖7所示，為多層交替設(shè)置的高折射率薄膜61和低折射率薄膜62。

本實用新型的工作過程：如圖2所示，環(huán)網(wǎng)1傳輸?shù)芥溌氛军c2的前端信號RX經(jīng)過WDM裝置6解復(fù)用分離成工作信號和測試信號，測試信號沿環(huán)網(wǎng)1向后端傳輸，前端的工作信號傳輸至多芯插針5的第一端口51，被反射鏡12反射后經(jīng)第二端口52傳輸?shù)秸军c接收機7；另一方面，鏈路站點2的站點工作信號由站點發(fā)射機8經(jīng)過傳輸至多芯插針5的第四端口54，經(jīng)反射鏡12反射至第三端口53上傳至環(huán)網(wǎng)1，與前端數(shù)據(jù)經(jīng)WDM裝置6匯合在一起形成后端信號TX，向后端傳輸。

如圖3所示，當(dāng)鏈路站點2發(fā)生斷電故障時，棱鏡11放下位于反射鏡12和多芯插針5之間，改變光路路徑；前端的工作信號傳輸至多芯插針5的第一端口51后反射至第三端口53，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)不受該鏈路站點2影響，可以繼續(xù)向后端傳輸。

本實用新型采用了自適應(yīng)的光網(wǎng)絡(luò)交換技術(shù)，能夠更好的協(xié)助管理鏈路節(jié)點。當(dāng)某一鏈路出現(xiàn)斷電故障時，本實用新型所述的智能切換系統(tǒng)會自適應(yīng)識別切換，臨時注銷本站點的數(shù)據(jù)交換業(yè)務(wù)，使環(huán)網(wǎng)通信主體不受影響，以避免影響環(huán)網(wǎng)上其他鏈路的正常通信。一旦該站點故障解除，該智能切換系統(tǒng)也會及時添加該節(jié)點網(wǎng)元，恢復(fù)其與環(huán)網(wǎng)的數(shù)據(jù)交換。