本发明涉及电力光通信领域技术领域，具体涉及一种电力无源光网络的光纤保护装置及方法。
背景技术：
无源光网络由光线路终端、光分配网络与光网络单元组成。其中光分配网络包含光纤和分光器，光分配网络的网络拓扑结构由光纤和分光器的不同组合方式确定，常见的有星型、树型、总线型等。
无源光网络在电力系统中主要用于配用电信息的采集和传输。由于电力系统的特殊性，配用电信息传递的实时性、可靠性、网络自愈能力的要求比一般民用、工业生产的控制信息要求更高，通常要求在发现线路或故障设备故障时能在规定时间内完成光纤保护倒换。目前配用电通信网中的无源光网络多采用多级冗余来提升光纤保护倒换能力，比如：①在无源光网络端设置主备光线路终端、单光线路终端双pon口(双光模块和双mac芯片)、单光线路终端双光模块和单mac等；②光分配网络采用主备光纤、环形组网等；③在光网络单元端设置主备光网络单元、单光网络单元双pon口(双光模块和双mac芯片)、单光网络单元双光模块和单mac芯片等。通过上述措施的不同组合来实现不同程度的保护倒换能力。现有技术的缺点是提升保护倒换能力必然要尽可能的增加冗余设置，但冗余设置将大大提升成本。
发明专利“基于以太网无源光网络的保护倒换方法、系统和设备-200710119203.2；101350679b”提出一种基于以太网无源光网络的保护倒换方法、系统和设备，该专利在光线路终端和光网络单元中设置了保护通道，正常工作时按指定频率在保护通道中传递自动保护倒换协议报文。该专利冗余设置的保护通道为热冗余，即使没有切换至该线路，该线路也处于工作状态。
发明专利“光放大器及其光纤线路保护方法-201310298718.9；104301026b”提出一种光纤线路保护方法，该方法通过光衰减器光功率检测点实时监测光信号功率，控制器根据该光信号功率数据判断是否存在故障，并通过控制光开关的倒换来实现工作路由的倒换。该方法的光纤线路管理只基于测量到的光信号功率。
技术实现要素：
为了提升电力无源光网络的可靠性、光纤保护倒换速度和自愈能力，本发明提出一种电力无源光网络的光纤保护装置及方法，
一种电力无源光网络的光纤保护装置，包括：至少两个智能光线路终端和光网络单元；
每个智能光线路终端均与所述光网络单元连接；
所述智能光线路终端，用于实时监测每条光网络线路的当前状态，若监测到其中一条或多条光网络线路出现故障，则发出包含保护倒换管理信息的通信广播光信号；
所述光网络单元，基于所述保护倒换管理信息，将故障线路切换至到正常线路。
优选地，所述光纤保护装置包括：结构完全相同的第一智能光线路终端和第二智能光线路终端。
优选地，所述智能光线路终端部署于相同变电机房或部署于不同的变电站机房。
优选地，每个智能光线路终端均包括：管理模块、光时域反射模块和通信模块。
管理模块分别与通信模块和光时域反射模块连接。
优选地，该光纤保护装置还包括：连接在智能光线路终端和光网络单元之间的光分配网络；
所述光分配网络包括：多个分光器；多个分光器之间通过光纤连接。；
第一级分光器的第一端口与所述第一智能光线路终端和所述第二智能光线路终端通过所述光纤连接，除第一级分光器外的所述分光器的第一端口通过所述光纤与上一级所述分光器第二端口连接；
所述分光器的第三端口通过所述光纤与所述光网络单元中的光模块连接。
优选地，所述光网络单元包括：第一光模块、第二光模块、mac芯片、选择模块和交换模块；
所述交换模块与所述mac芯片连接，用于接收所述保护倒换管理信息并将所述保换倒换管理信息转换为倒换指令后发送给所述mac芯片；所述mac芯片控制所述选择模块完成线路的切换；
所述倒换指令包括：切换注册信息；
所述第一光模块的一端与连入所述第一智能光纤路终端的分光器的第三端口相连，另一端通过所述选择模块与所述mac芯片连接；
所述第二光模块的一端与连入所述第二智能光纤路终端的分光器的第三端口相连，另一端通过所述选择模块与所述mac芯片连接。
优选地，所述保换倒换管理信息和所述切换注册信息以普通以太网帧方式传输。
优选地，所述分光器为1×2分光器。
优选地，所述选择模块为选择开关。
优选地，所述光网络单元设置数量为多个；
多个所述光网单元通过光纤与所述分光器的连接。
一种电力无源光网络的光纤保护方法，包括：
第一智能光线路终端实时监测由光分配网络和光网络单元组成的光网络线路是否发生故障；
当发生故障时，所述第一智能光线路终端下发保护倒换管理信息的通信广播光信号；
所述光网络单元读取所述保护倒换管理信息，断开与所述第一智能光线路终端的连接并导通与第二智能光线路终端的连接。
优选地，所述第一智能光线路终端实时监测光分配网络和光网络单元是否发生故障，包括：
所述第一智能光纤路终端通过所述的第一智能光纤路终端光时域反射模块实时监测光纤和光网络单元是否发生故障。
优选地，所述当发生故障时，所述第一智能光线路终端下发保护倒换管理信息的通信广播光信号，包括：
当发生故障时，所述第一智能光线路终端的通信模块将保护倒换管理信息的通信广播光信号通过所述光分配网络进入需倒换光纤所连接的所述光网络单元。
优选地，所述光网络单元读取所述保护倒换管理信息，断开与所述第一智能光线路终端的连接并导通与第二智能光线路终端的连接，包括：
交换模块读取所述保护倒换管理信息并将所述保护倒换管理信息转换为倒换指令，并发送给mac芯片；
所述mac芯片根据接收的倒换指令，控制选择开关断开与所述第一光模块的连接，同时闭合与所述第二光模块的连接；
所述切换注册信息通过所述第二光模块上传到第二智能光线路终端。
最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有以下有益效果：
1、本发明提供的技术方案，通过设置双智能光线路终端、在光分配网络中采用手拉手组网结构以及在光网络单元中采用双光模块设计，通过选择模块完成光纤保护倒换过程的结构，提升了电力无源光网络的可靠性、光纤保护倒换速度、自愈能力，并且延长冗余线路的寿命，能降低多线路管理的难度及管理的成本。
2、本发明提供的技术方案中的组网结构易于扩展。同一个智能光线路终端下连接的光网络单元，可以全部冗余连接至同一个备用智能光线路终端，也可部分连接，其余的连接至其他备用智能光线路终端。智能光线路终端也可分配一部分端口作为主要线路连接光网络单元，其余端口作为备份线路连接光网络单元。
3、本发明提供的技术方法中的光网络单元中设置双光模块、单mac芯片、单交换模块。光网络单元的双光模块分别与主备光纤相连，在物理上保证了光纤倒换保护能力，采用单mac芯片、单交换模块降低了光网络单元的制造成本和管理成本。
4、本发明提供的技术方案通过无源光网络采用手拉手组网方式，在与光网络单元连接的光纤或光线路终端发生故障时，能迅速将光网络单元切换至备用路线。
5、本发明提供的技术方法中的智能光线路终端中集成光时域反射模块，能实时在线监测光纤的多个参量，为光纤保护倒换提供数据支撑。
附图说明
图1为本发明提出的一种电力无源光网络的光纤保护方法及装置的说明图；
图2为本发明提出的一次光纤保护倒换的全过程。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合说明书附图和实例对本发明的内容做进一步的说明。
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。
本发明提出一种电力无源光网络的光纤保护装置及方法，通过设置双智能光线路终端、在光分配网络中采用手拉手组网结构以及在光网络单元中采用双光模块设计以形成光纤保护倒换结构，同时通过智能光线路终端中集成的光时域反射模块实时监测光纤状态，根据监测结果对光纤保护倒换进行智能化管理，所述装置包括：智能光线路终端集、光分配网络和光网络单元。采用的冷冗余设计，即光网络单元正常工作时，只有一个光模块和其所连的光纤线路处于工作状态，且光线路终端发出的倒换管理信息也在该工作光纤线路中传递。本发明的技术方案提升了电力无源光网络的可靠性、光纤保护倒换速度和自愈能力。
一种电力无源光网络的光纤保护装置，包括：
至少两个智能光线路终端以及光分配网络和光网络单元；
第一智能光线路终端和第二智能光线路终端与所述光网络单元连接；
所述智能光线路终端发出保护倒换管理信息通过所述光网络单元完成线路的切换。
具体的，
装置包括：结构完全相同的第一智能光线路终端和第二智能光线路终端以及光分配网络和光网络单元；
第一智能光线路终端或第二智能光线路终端分别通过所述光分配网络与所述光网络单元连接；
第一智能光线路终端和第二智能光线路终端均包含通讯模块，通讯模块传播的通信广播光信号包含保护倒换管理信息；
光网络单元包括选择模块，选择模块根据所述保护倒换管理信息控制与第一智能光线路终端或第二智能光线路终端连接。
具体实施例如图1所示，装置包含智能光线路终端，光网络单元和光分配网络。其中，智能光线路终端包括第一智能光线路终端以及结构完全相同的第二智能光线路终端。
智能光线路终端，用于向光网络单元下发通信广播光信号，同时也接收光网络单元发送的通信业务光信号，监测光分配网络及光网络单元状态，在光分配网络及光网络单元状态发生故障时，在通信广播光信号中加入保护倒换管理信息发送至光网络单元，同时也读取光网络单元上传的通信业务光信号中的切换注册信息，完成注册信息录入。所述保换倒换管理信息和所述切换注册信息以普通以太网帧方式传输。并且第一智能光线路终端以及结构完全相同的第二智能光线路终端部署于不同变电站机房中。
光网络单元，用于接收智能光线路终端下发的通信广播光信号，同时也向智能光线路终端上传通信业务光信号，在光分配网络及光网络单元状态发生故障时，读取通信广播光信号中的保护倒换管理信息，在内部通过选择模块完成线路切换，并在通信业务光信号中加入切换注册信息，并上传至智能光线路终端。
光分配网络包含主用线路、备用线路；并且主用线路、备用线路均包含光纤、分光器；分光器为1×2分光器；所述分光器包括多级分光器。主用线路包含的分光器、备用线路包含的分光器、光网络单元分别设有多个，且主用线路包含的分光器数量、备用线路包含的分光器数量、光网络单元数量均相等。
第一级分光器的第一端口与第一智能光线路终端和第二智能光线路终端通过所述光纤连接，除第一级分光器外的分光器的第一端口通过光纤与上一级分光器第二端口连接；分光器的第三端口通过所述光纤与所述光网络单元的光模块连接。
具体的，光分配网络中第一级分光器第一端口与智能光线路终端连接，除第一级分光器外的所有分光器，其第一端口与其上一级分光器第二端口通过光纤连接，其第三端口通过光纤与光网络单元连接；第一智能光线路终端与主用线路、光网络单元连接；第二智能光线路终端与备用线路、光网络单元连接。
结构完全相同第一智能光线路终端以及第二智能光线路终端均包括管理模块、通信模块和光时域反射模块；
管理模块分别与通信模块和光时域反射模块连接。光时域反射模块用于向光纤中注入探测光脉冲，并接收光纤中的背向散射或反射信号，光时域反射模块通过处理背向散射或反射信号得出光纤的多个参量，除光信号功率外，还可测得光纤线路的温度、应力、振动等参数；
光时域反射模块将多个参量提交给管理模块，管理模块根据多个参量的运算结果判断是否需保护倒换光纤，在需要保护倒换光纤时，管理模块生成保护倒换管理信息并发送给通信模块，通信模块处理该信号并加入通信广播光信号中；并且，光时域反射模块与通信模块是并行运行的；
通信模块向管理模块发送通信状态信息，管理模块向通信模块发送通信管理信息及保护倒换管理信息；管理模块向光时域发射模块发送光时域发射管理信息。
光网络单元还包括：第一光模块、第二光模块、mac芯片和交换模块；
交换模块与所述mac芯片连接，用于接收保换倒换管理信息并将保换倒换管理信息转换为倒换指令后发送给所述mac芯片；
倒换指令包括：切换注册信息；
第一光模块的一端与连入第一智能光纤路终端的分光器的第三端口相连，另一端通过选择模块与所述mac芯片连接；
第二光模块的一端与连入第二智能光纤路终端的分光器的第三端口相连，另一端通过选择模块与所述mac芯片连接。
具体的如图1所示，光网络单元还包括光模块、mac芯片、交换模块；
光模块包括第一光模块、第二光模块；
第一光模块、第二光模块在同一时刻有且只有一个与mac芯片连接，mac芯片与交换模块连接；mac芯片默认与第一光模块连接。
光模块接收到智能光线路终端下发的通信广播光信号时，将其转换为通信广播pon数据帧后发送至mac芯片,mac芯片将通信广播pon数据帧转化为通信广播普通以太网帧后发至交换模块，交换模块缓存通信广播普通以太网帧，并对普通以太网帧进行业务分类、去tag操作并完成转发；
交换模块接收到用户上传的通信业务普通以太网帧时，交换模块对通信业务普通以太网帧进行4b/5b纠错、插入前导码、打用户标签后发送至mac芯片，mac芯片将通信业务普通以太网帧转换为通信业务普通pon数据帧后送至光模块，光模块通信业务普通pon数据帧转换为通信业务光信号后注入光纤；
当交换模块读取到通信广播普通以太网帧中的保护倒换管理信息时，向mac芯片发送倒换指令，mac芯片与当前连接的光模块断开连接，与另一光模块产生连接，同时交换模块在通信业务普通以太网帧中加入切换注册信息。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种电力无源光网络的光纤保护方法，下面对一种电力无源光网络的光纤保护方法进行进一步说明：
本发明的另一目的在于提出一种电力无源光网络的光纤保护方法，包括：
第一智能光线路终端实时监测光分配网络和光网络单元是否发生故障；
当发生故障时，第一智能光线路终端的通信模块下发保护倒换管理信息的通信广播光信号；
光网络单元读取所述保护倒换管理信息，通过选择模块进行切换，断开与第一智能光线路终端的连接并导通与第二智能光线路终端的连接。
第一智能光线路终端实时监测光分配网络和光网络单元是否发生故障，包括：
第一智能光纤路终端通过第一智能光纤路终端光时域反射模块实时监测光纤和光网络单元是否发生故障。
当发生故障时，第一智能光线路终端下发保护倒换管理信息的通信广播光信号，包括：
当发生故障时，第一智能光线路终端的通信模块将保护倒换管理信息的通信广播光信号通过所述光分配网络进入需倒换光纤所连接的所述光网络单元；
否则，第一智能光线路终端通信模块正常发送通信广播光信号。
光网络单元读取所述保护倒换管理信息，通过选择模块进行切换，断开与第一智能光线路终端的连接并导通与第二智能光线路终端的连接，包括：
选择模块为选择开关；光网络单元还包括交换模块、mac芯片、通过第一级分光器的第三端口与第一智能光线路终端连接的第一光模块和通过第一级分光器的第三端口与第二智能光线路终端连接的第二光模块；
交换模块读取所述保护倒换管理信息并将保护倒换管理信息转换为倒换指令，并发送给mac芯片；
倒换指令包括：切换注册信息；
mac芯片根据接收的倒换指令，控制选择开关断开与第一光模块的连接，同时闭合与第二光模块的连接；
切换注册信息通过第二光模块上传到第二智能光线路终端。
具体的，实施例如图2所示，第一智能光线路终端在监测到光纤、光网络单元故障时，在其发出的通信广播光信号中加入保护倒换管理信息，并注入与其相连的主用线路的光纤中，从主用线路分光器第一端口进入分光器，分光器将通信广播光信号分成两路，一路经分光器第二端口注入光纤，再进入同一分光器的线路中的下一个分光器的第一端口，另一路经分光器第三端口注入光纤，最后进入需倒换光纤所连接的光网络单元，光网络单元读取到保护倒换管理信息后在光网络单元内部完成连接切换，然后光网络单元在通信业务光信号中加入切换注册信息，并注入备用线路的光纤中，经过分光器第三端口接入分光器，在分光器中与下一级分光器第二端口上传的通信业务光信号进行合波，然后注入光纤，最后进入第二智能光线路终端，第二智能光线路终端读取光网络单元上传得到切换注册信息，自动完成信息录入；
第一智能光线路终端不再经主用线路向光网络单元下发通信广播光信号，而是第二智能光线路终端经备用线路向光网络单元下发通信广播光信号；
光网络单元不再经主用线路向第一智能光线路终端上传通信业务光信号，而是经备用线路向第二智能光线路终端上传通信业务光信号。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。