光缆线路故障监测系统的制作方法

本实用新型涉及光缆监测技术领域，具体是指一种光缆线路故障监测系统。

背景技术：

随着光纤通信的普及，其维护量越来越大。据了解，目前对光缆故障的监测主要有两个途径：一是通过定期的例行测试（如周测、月测和季测）发现故障；二是当光缆出现故障而造成设备告警，再测试查找故障点。上述方法的共同缺点是：只有在故障大到产生的光纤衰耗增加值超过光缆线路维修余量与设备维修余量之和时，设备才出现告警，无法及时获得故障信息，给故障处理带来麻烦，且测试工作量大，浪费人力、物力，还会产生人为因素而造成的测试不准确。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术存在的上述问题，提供一种光缆线路故障监测系统。

本实用新型的发明目的通过以下方案实现：

楼宇光缆线路故障监测系统，其特征在于：监测系统包括主控制模块、光功率检测模块、用于提供多条光钎测试接入的无源光器件、以及用于采集被检测光缆数据的光时域反射仪，光时域反射仪连接一端与光功率检测模块连接，光时域反射仪的另一端连接在主控制模块上，光功率检测模块包括分光器以及对光缆上的光功率进行实时监测的光功率告警采集单元，光功率告警采集单元与分光器连接，主控制模块、光时域反射仪、光功率检测模块三者通过RS232接口连接，光时域反射仪还连接光开关，光开关与无源光器件之间连接有滤波器。

进一步地，还包括警报器，该警报器连接在主控制模块上。

进一步地，主控制模块还设置有用于与外界电子设备通过无线对接的无线传输模块。

进一步地，在检测系统上设置有与主控制模块相连接的监控器。

进一步地，还包括故障点定位系统，该故障点定位系统包括直流稳压电源电路、至少有两个声波传感器、电磁波接收器、至少有两个低噪声放大器、五路 A/D 转换器、单片机、LED 显示器和输入按键，声波传感器的带宽从80HZ 到 5KHZ，每个声波传感器均对应连接有一个低噪声放大器连接； A/D 转换器是具有五个输入端口的模数转换器，电磁波接收器与四路低噪声放大器并联连接到 A/D 转换器的对应端口，且每个端口的转化位数为 16BIT 的二进制数据、最高转换速率为 1MHZ ；五路 A/D 转换器与主控制模块相连。

进一步地，低噪声放大器的结构主要由输入电阻 RIN、偏置电阻 R1、负反馈电阻 Rf 和低噪声集成运算放大器 A 组成。

本实用新型的有益效果在于：对光缆进行不间断监测的自动监测，可以将门限值设置在较小的范围内，对光缆衰耗特性的微小变化能及时发现，从而减少了对系统正常运行的影响；由于是全自动测试，除设备维护人员外，可不设专人值班，各部件稳定性强、使用寿命要长。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是故障点定位系统的结构示意图；

图3是低噪声放大器的结构示意图。

具体实施方式

以下结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步说明。

实施例

参照附图1所示，本实用新型公开的光缆线路故障监测系统，监测系统包括主控制模块、光功率检测模块、用于提供多条光钎测试接入的无源光器件、以及用于采集被检测光缆数据的光时域反射仪，光时域反射仪连接一端与光功率检测模块连接，光时域反射仪的另一端连接在主控制模块上，光功率检测模块包括分光器以及对光缆上的光功率进行实时监测的光功率告警采集单元，光功率告警采集单元与分光器连接，主控制模块、光时域反射仪、光功率检测模块三者通过RS232接口连接，光时域反射仪还连接光开关，光开关与无源光器件之间连接有滤波器。

光功率监测模：分光器采集光缆线路光信号告警，通过RS232接口传送给主控模块。光功率告警采集单元对光缆上的光功率进行实时的监测，及时发现光缆上出现的断纤，衰耗增大等故障。光时域反射仪：监测站的核心测量模块，通过发射窄的激光脉冲并检测光纤的后向散射信号，采集被监测光纤的性能数据，发现故障并确定故障的性质和位置。主控制模块：监测站的主控单元，控制监测站各个模块完成对光缆线路的性能采集、故障监测及通信。无源光器件：包括波分复用器、光滤波器、光开关等无源光器件，主要用于光缆线路的在线监测，提供多条光纤测试路由的接入，满足各种情况下系统的组网要求。

光时域反射仪（OTDR）发出监测光波送往光开关，光开关在监测中心微机的控制下选择被测光纤，之后监测光通过滤波器进入无源光器件，传输信号合成送入用于光纤通信系统中局端主干光缆的成端和分配的光纤配线架，再通过光纤配线架进入光缆。由此光时域反射仪可测得监测光波在光缆中传输的回波损耗曲线和损耗值，并将测得结果送往监测中心的主控制模块。主控制模块可以是微处理器（单片机），然后，在微机的控制下光开关转到下一条光纤进行测试，如此往复不断，可对每条光纤进行测试。

为了提高安全性和及时性，还包括警报器，该警报器连接在主控制模块上。

为了提高便捷性，主控制模块还设置有用于与外界电子设备通过无线对接的无线传输模块。在检测系统上设置有与主控制模块相连接的监控器。

参考图2、图3所示，故障点定位系统包括直流稳压电源电路、四个声波传感器、一个电磁波接收器、四个低噪声放大器、五路 A/D 转换器、单片机、LED 显示器和输入按键。其中四路声波传感器设置在故障点大概位置附近的地面，先由上面的系统确定故障范围，然后由本故障点定位系统查找准确位置，可以采用正四边形的方式布置，声波传感器的带宽从 80HZ 到 5KHZ，四个声波传感器分别与四路低噪声放大器连接；四路低噪声放大器的结构相同，且每路低噪声放大器的结构主要由输入电阻 RIN、偏置电阻 R1、负反馈电阻 Rf 和低噪声集成运算放大器 A 组成，其包括带宽为 0-1MHZ，放大倍数 Rf/R1 设定为 100dB；A/D 转换器是具有 5 个输入端口的模数转换器，一路电磁波接收器与四路低噪声放大器并联连接到 A/D 转换器的对应端口，且每个端口的转化位数为 16BIT 的二进制数据、最高转换速率为 1MHZ ；五路 A/D 转换器与单片机相连，单片机使用 C8051F系列单片机，但不局限于该系列的单片机，并在单片机内部 FLASH 中写入了故障点测量和定点，再由LED显示屏显示。使用四路低噪声放大器分别对四路声波传感器输出的信号进行放大，使系统的抗噪声能力强；使用 A/D 转换器，将一路电磁波信号和四路声波传感器传来的模拟信号转换为数字信号，用数字方式进行定点运算，在处理数据时更加快速、准确。

测量时，四路声波传感器分别接收故障点放电时发出的声波信号，并送入四路低噪声放大器中将该声波信号放大到 0-5V 的范围，输出给 A/D 转换器的 4 个输入端口；电磁波接收器接收故障点放电时发出的电磁波信号，并将该电磁波信号放大到 0-5V 的范围，输给 A/D 转换器第 5 个端口；A/D 转换器将放大后的四路声波故障信号和检测到的一路电磁波故障信号转换成五路数字信号，输出到单片机中，并通过 LED 显示器显示。

本实用新型的有益效果在于：对光缆进行不间断监测的自动监测，可以将门限值设置在较小的范围内，对光缆衰耗特性的微小变化能及时发现，从而减少了对系统正常运行的影响；由于是全自动测试，除设备维护人员外，可不设专人值班，各部件稳定性要强、使用寿命要长。

需要说明的是：本实用新型中各硬件要实现的功能已有大量成熟技术做支撑，本实用新型的实质在于针对特定应用场合，对现有硬件及其连接方式进行优化组合，以适应光缆线路故障监测系统（不涉及硬件内部软件的改进）。

虽然本实用新型已通过参考优选的实施例进行了图示和描述，但是，本领域普通技术人员应当了解，可以不限于上述实施例的描述，在权利要求书的范围内，可作出形式和细节上的各种变化。