电力系统光环网链路节点无人值守智能切换系统的制作方法

本实用新型涉及一种自适应规避网络故障的数据交换装置，尤其是一种电力系统光环网链路节点无人值守智能切换系统，属于光纤通技术信领域。

背景技术：

目前，电力系统正在大力建设智能配电网，光通信技术应用从500kV高压电网到400V低压电网，面广量大，组网方式有网状、环形、链形、树形等多种方式。网络中承载的业务主要依靠节点设备的路由保护技术来进行自愈，但无法避免节点失电或光缆故障引起的网络开断运行，如链形和树形网络还会造成末端其他节点的业务中断。现正值城市建设高峰时期，灾害性气候也频繁出现，光缆出现故障的几率较高，节点失电时有发生，网络节点过多，所在区域偏远，抢修工作量大、时间长，期间一旦出现多点失效，影响重大。

现有技术中，环网系统某一链路站点出现断电故障，就会影响整个环网的数据交换，甚至中断整个环网系统。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种电力系统光环网链路节点无人值守智能切换系统，当某一链路出现断电故障时，该智能切换系统会自适应识别切换，临时注销本站点的数据交换业务，使环网通信主体不受影响，以避免影响环网上其他链路的正常通信。

按照本实用新型提供的技术方案，所述电力系统光环网链路节点无人值守智能切换系统，包括环网，该环网中串接若干个光节点，这些光节点包括一个局点和多个链路站点，该局点向链路站点发送工作信号和测试信号；其特征是：在所述环网上的链路站点的前端和后端分别设置WDM装置；在所述链路站点设有多芯插针，多芯插针上具有第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，第一端口与环网前端的WDM装置连接，第二端口与站点接收机连接，第三端口与环网后端的WDM装置连接，第四端口与站点发射机连接；

在所述各个光节点具有光开关，光开关包括能够反射第一端口和第四端口光信号的反射镜、以及用于改变光信号路径的棱镜；所述棱镜安装在摇杆上，摇杆与继电器的动作端连接；所述继电器通电时棱镜放下位于反射镜和多芯插针之间的光路上，以改变光路路径；所述继电器断电时棱镜抬起离开光路。

进一步的，当所述棱镜向上抬起，没有作用在反射镜和多芯插针之间的光路上时，第一端口的环网工作信号经反射镜反射至第二端口传输至站点接收机，第四端口的站点工作信号经反射镜反射至第三端口。

进一步的，当所述棱镜放下，棱镜改变了光路路径，第一端口的环网工作信号反射至第三端口沿环网向后端传输。

进一步的，所述链路站点前端的WDM装置将环网传输到链路站点的前端信号分离成工作信号和测试信号，测试信号沿环网向后端传输，工作信号传输至链路站点的多芯插针的第一端口；所述链路站点后端的WDM装置与链路站点的多芯插针的第三端口连接，链路站点后端的WDM装置将第三端口的工作信号与环网前端传输的测试信号汇合在一起形成后端信号，继续沿环网传输。

进一步的，所述继电器包括线圈、弹簧、衔铁和铁芯，线圈绕设在铁芯上，线圈的两端连接电源，衔铁的一端连接弹簧。

本实用新型具有以下优点：

（1）本实用新型这智能切换系统整体损耗低，不会给线路预算增加过多的压力；

（2）本实用新型采用自适应切换，不需要网管或人为操作，属于无人值守智能装置；

（3）本实用新型光交换容量大，速度快，传输性能优良；

（4）本实用新型采用的波分复用技术工艺成熟，可靠性高，通道配置灵活；

（5）本实用新型所述的光开关切换速度快，切换寿命长，波段覆盖广，驱动简单；

（6）本实用新型体积小，功耗低，对环境和能源要求低。

附图说明

图1为所述环网系统的示意图。

图2为站点数据交换示意图。

图3为站点断电故障示意图。

图4为通电状态下继电器光开关的工作状态示意图。

图5为断电状态下继电器光开关的工作状态示意图。

图6为继电器工作原理示意图。

图7为基于介质膜滤波技术的反射镜的波分复用原理图。

图8为光开光的光路实现方式示意图。

附图标记说明：环网1、链路站点2、局点3、光开关4、多芯插针5、WDM装置6、站点接收机7、站点发射机8、继电器9、摇杆10、棱镜11、反射镜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、线圈91、弹簧92、衔铁93、铁芯94。

具体实施方式

下面结合具体附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示：本实用新型所述电力系统光环网链路节点无人值守智能切换系统，包括环网1，该环网1中串接若干个光节点，这些光节点包括一个局点3和多个链路站点2；所述局点3作为汇聚中心，向链路站点2发送工作信号和测试信号；相较于点到点方式，环网最大限度地节省了光缆投资并提高纤芯利用率，在实际应用较为合理和必须。如图2、图3所示，在所述链路站点2具有多芯插针5，多芯插针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与环网1前端连接，第二端口52与站点接收机7连接，第三端口53与环网1后端连接，第四端口54与站点发射机8连接。

如图2、图3所示，在所述环网1上的链路站点2的前端和后端分别设置WDM装置6；所述链路站点2前端的WDM装置6将环网1传输到链路站点2的前端信号RX分离成工作信号和测试信号，测试信号沿环网1向后端传输，工作信号传输至链路站点2的多芯插针5的第一端口51；所述链路站点2后端的WDM装置6与链路站点2的多芯插针5的第三端口53连接，链路站点2后端的WDM装置6将第三端口53的工作信号与环网1前端传输的测试信号汇合在一起形成后端信号TX，继续沿环网1传输。

在所述各个光节点具有光开关4，如图4、图5所示，所述光开关4包括棱镜11和反射镜12，反射镜12能够反射多芯插针5第一端口51和第四端口54的光信号，棱镜11设置在反射镜12和多芯插针5之间，用于改变光路路径。如图4所示，当棱镜11向上抬起，没有作用在反射镜12和多芯插针5之间的光路上时，多芯插针5第一端口51的环网工作信号经反射镜12反射至第二端口52传输至站点接收机7，第四端口54的站点工作信号经反射镜12反射至第三端口53沿环网1向后端传输（如图7所示）；如图5所示，当棱镜11放下，棱镜11改变了光路路径，多芯插针5的第一端口51的环网工作信号反射至第三端口53沿环网1向后端传输，第四端口54的站点工作信号不与任何端口连通。

本实用新型通过继电器9来实现光开关4的控制，以及站点断电故障的自适应识别。如图4、图5所示，所述棱镜11安装在摇杆10上，摇杆10与继电器9的动作端连接，通过继电器9的通断电实现棱镜11的抬起和放下。当通电状态下，棱镜11处于放下的状态；当断电的状态下，棱镜11处于抬起的状态，环网工作信号可以继续向后端传输，业务数据不受站点影响。

如图6所示，所述继电器9的工作原理为：继电器9的电磁效应和机械结构特征支持了自适应。继电器9主要包含了线圈91、弹簧92、衔铁93和铁芯94，在线圈91两端加上一定的电压，线圈91中就会流过一定的电流从而产生电磁效应，衔铁93就会在电磁力吸引的作用下克服弹簧92的拉力吸向铁芯94，从而带动衔铁94稳定在一个状态。当线圈91断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁94就会在弹簧92的反作用力返回原来的位置，这样达到了开断电两种状态下继电器有两种物理位置的目的。

所述WDM装置6采用波分复用原理，波分复用技术是指将两种或多种不同波长的光载波信号在发送端经过复用器（或称合波器，Multiplexer）汇合在一起，并耦合到光线路中的同一根光纤中进行传输的技术。在接收端，混合信号再经过解复用器（或称分波器Demultiplexer）将各种波长的光载波分离，然后由光接收机进一步处理恢复原信号。所述WDM装置6的波分部分是基于薄膜滤波片（TFF：thin film filter）技术，通过在玻璃衬底上镀上多层一定折射率的薄膜实现一定波长范围的光反射，一部分透射。如图7所示，为多层交替设置的高折射率薄膜61和低折射率薄膜62。

本实用新型的工作过程：如图2所示，环网1传输到链路站点2的前端信号RX经过WDM装置6解复用分离成工作信号和测试信号，测试信号沿环网1向后端传输，前端的工作信号传输至多芯插针5的第一端口51，被反射镜12反射后经第二端口52传输到站点接收机7；另一方面，链路站点2的站点工作信号由站点发射机8经过传输至多芯插针5的第四端口54，经反射镜12反射至第三端口53上传至环网1，与前端数据经WDM装置6汇合在一起形成后端信号TX，向后端传输。

如图3所示，当链路站点2发生断电故障时，棱镜11放下位于反射镜12和多芯插针5之间，改变光路路径；前端的工作信号传输至多芯插针5的第一端口51后反射至第三端口53，业务数据不受该链路站点2影响，可以继续向后端传输。

本实用新型采用了自适应的光网络交换技术，能够更好的协助管理链路节点。当某一链路出现断电故障时，本实用新型所述的智能切换系统会自适应识别切换，临时注销本站点的数据交换业务，使环网通信主体不受影响，以避免影响环网上其他链路的正常通信。一旦该站点故障解除，该智能切换系统也会及时添加该节点网元，恢复其与环网的数据交换。