本发明实施例涉及光通信技术领域，尤其涉及一种端口连接状态监测系统和方法。
背景技术
随着移动网络的发展，在运营商的机房中，光纤跳线越来越密集，设备数量越来越多。由于光纤汇接器件端口的连接状态不易监测和管理，端口容易误插入光纤或误拔出。同时，随着通信网络的发展，机房和设备的数量增加，需要对现有设备资源进行统一监测管理。这就需要远程对端口连接状态进行实时监测和管理。
现有的基于光纤汇接器件端口的连接状态监测技术大致分为两种。一种是应用光纤智能连接器，在光纤连接头中安装电子标签芯片，在对应的端口法兰安装检测芯片。该技术可以对端口进行实时监测，判断光纤是否在位，并且可以对端口和光纤端口进行智能管理。但是，由于需要将光纤连接头和端口法兰上均设置芯片，该技术大大增加了系统成本和复杂度，同时也导致了后期维护成本的增加。另一种光纤汇接器件端口连接状态监测技术则是在端口上增加光学原件进行探测，例如在端口增加一个滤波片和反射器，利用探测光经过发射器的时间差来判断端口类型和光纤在在位情况。该技术对光纤连接头没有特殊要求，成本相对低廉，但需要分配一个特定波长用于探测的光，即需要增加额外的光源，不适用于远程的实时监测。此外，增加光学器件也会增加端口的插入损耗。
因而，如何实现端口连接状态的实时监测，仍是光通信技术领域亟待解决的问题。
技术实现要素：
本发明实施例提供一种端口连接状态监测系统和方法，用以解决端口连接状态的实时监测的问题。
一方面，本发明实施例提供一种端口连接状态监测系统，包括若干个端口和状态监测单元；
其中，每一端口内设置有开关装置；
状态监测单元用于获取任一开关装置的开关状态，并根据该开关装置的开关状态确定该开关装置所在端口的连接状态；其中，开关状态为导通状态或关断状态，连接状态为端口内接入光纤或端口内未接入光纤。
另一方面，本发明实施例提供一种端口连接状态监测方法，包括：
获取任一端口的开关装置的开关状态，开关状态为导通状态或关断状态；
根据该端口的开关装置的开关状态，确定该端口的连接状态，连接状态为端口内接入光纤或端口内未接入光纤。
本发明实施例提供的一种端口连接状态监测系统和方法，通过在端口内设置开关装置，根据开关装置的导通状态或关断状态确定开关装置所在端口的连接状态，在实现端口连接状态监测的同时，降低了监测成本和维护难度，且由于开关装置可以根据监测端口数量进行灵活配置，提高了端口连接状态监测系统的适用性和灵活性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的一种端口连接状态监测系统的结构示意图；
图2为本发明实施例的一种开关装置的结构示意图；
图3为本发明实施例的一种开关装置的结构示意图；
图4为本发明实施例中一种开关装置与状态监测单元的连接示意图；
图5为本发明实施例的一种端口连接状态监测系统的结构示意图；
图6为本发明实施例的一种分光器的连接示意图；
图7为本发明实施例的一种端口连接状态监测方法的流程示意图；
图8为本发明实施例的一种端口连接状态监测方法的流程示意图；
附图标记说明：
101-分光器；102-端口；103-开关装置；
104-状态监测单元；201-第一金属引脚；202-金属弹片；
203-第二金属引脚；601-固定装置；602-pcb板。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
由于现有的基于光纤智能连接器的分光器端口连接状态监测方法需要将光纤连接头和分光器端口法兰上均设置芯片，增加了系统成本和复杂度，导致了后期维护成本的增加，而通过在分光器上增加光学原件的分光器端口连接状态监测方法需要增加额外的光源，不适用于远程的实时监测，因而，如何实现低成本的分光器端口连接状态的实时监测，仍是光通信技术领域亟待解决的问题。基于上述问题，本发明实施例提出了一种端口连接状态监测系统，图1为本发明实施例的一种端口连接状态监测系统的结构示意图，如图1所示，上述系统包括若干个端口102和状态监测单元104；其中，每一端口102内设置有开关装置103，开关装置103根据所在端口102的连接状态导通或关断；状态监测单元104用于获取任一开关装置103的开关状态，并根据任一开关装置103的开关状态确定该开关装置103所在端口102的连接状态。
具体地，图1所示的端口连接状态监测系统包括若干个分光器101，每一分光器101中设置有若干个用于光纤汇接的端口102，每一端口102内设置一个开关装置103。此处，开关装置103的开关状态包括导通状态和关断状态，开关装置103为导通状态表示开关装置103导通，开关装置103为关断状态表示开关装置103关断。开关装置103的开关状态用于表征开关装置103所在端口102的连接状态，例如端口102内未接入光纤则开关装置103为导通状态、端口102内接入光纤则开关装置103为关断状态，或者端口102内未接入光纤则开关装置103为关断状态、端口102内接入光纤则开关装置103为导通状态，本发明实施例不对开关装置103为导通状态或关断状态与端口102内接入光纤或未接入光纤之间的关系作具体限定。
状态监测单元104与每一端口102的开关装置103连接，以获取开关装置103的导通状态或关断状态。此处，状态监测单元可以根据开关装置103的电路参数获取开关状态103的开关状态，此处，电路参数可以是开关装置103两端的电平差，流过开关装置103的电流，或者开关装置103的电阻值，本发明实施例对此不作具体限定。开关装置103的开关状态表征所在端口102的连接状态。因而，状态监测单元104能够根据开关装置103的开关状态倒推得出该开关装置103所在端口的连接状态。
需要说明的是，开关装置103设置在分光器101的端口102上，用以实现对分光器101端口102连接状态的检测，仅为本发明实施例中的一个示例，本发明实施例可用于监测任意需要进行端口连接状态管理的装置，并不限于分光器101。
本发明实施例中，通过在端口102内设置开关装置103，根据开关装置103的导通状态或关断状态确定开关装置所在端口的连接状态，在实现端口连接状态监测的同时，降低了监测成本和维护难度，且由于开关装置103可以根据监测端口102数量进行灵活配置，提高了端口连接状态监测系统的适用性和灵活性。
基于上述实施例，图2和图3均为本发明实施例的一种开关装置103的结构示意图，如图2、图3所示，一种端口连接状态监测系统，开关装置103由金属弹片202、第一金属引脚201和第二金属引脚203构成；第一金属引脚201与第二金属引脚203平行设置；当开关装置103所在端口102内接入光纤时，金属弹片202被压下以使得金属弹片202分别与第一金属引脚201、第二金属引脚203接触，开关装置103导通；当开关装置103所在的端口102内未接入光纤时，金属弹片202弹起，以使得金属弹片202与第一金属引脚201和/或第二金属引脚203分离，开关装置103关断。
具体地，参考图2，开关装置103所在端口102内接入光纤的情况下，光纤的插入使得原本处于自然弹起状态的金属弹片202被压下，金属弹片202的一端分别与第一金属引脚201和第二金属引脚203接触，第一金属引脚201、金属弹片202与第二金属引脚203之间形成通路，开关装置103处于导通状态。开关装置103所在端口102内未接入光纤的情况下，在光纤拔出的时候原本被光纤压下的金属弹片202依靠自身弹力恢复自然弹起状态，与第一金属引脚201和第二金属引脚203分离，金属弹片202与第一金属引脚201之间形成断路，金属弹片202与第二金属引脚203之间形成断路，开关装置103处于关断状态。
参考图3，金属弹片202的一端与第一金属引脚201连接，开关装置103所在端口102内接入光纤的情况下，光纤的插入使得原本处于自然弹起状态的金属弹片202被压下，与第二金属引脚203接触，第一金属引脚201、金属弹片202与第二金属引脚203之间形成通路，开关装置103处于导通状态。开关装置103所在端口102内未接入光纤的情况下，在光纤拔出的时候原本被光纤压下的金属弹片202依靠自身弹力恢复自然弹起状态，与第二金属引脚203分离，金属弹片202与第二金属引脚203之间形成断路，开关装置103处于关断状态。
需要说明的是，图2和图3示出的开关装置103仅为本发明实施例的具体示例，本发明实施例不限于此。
本发明实施例中，仅通过金属弹片202和两个金属引脚201和203构成了开关装置103，有助于降低端口连接状态监测系统的制作成本。
基于上述任一实施例，一种端口连接状态监测系统，状态监测单元包括电平采集子单元、开关状态子单元和连接状态子单元，开关状态子单元分别与电平采集子单元和连接状态子单元连接；其中，电平采集子单元用于采集任一开关装置的第一金属引脚和第二金属引脚间的电平差；开关状态子单元用于根据电平差处于第一预设区间或第二预设区间，确定该开关装置为导通状态或关断状态；连接状态子单元用于若该开关装置为导通状态，则确定该开关装置所在端口内接入光纤；若该开关装置为关断状态，确定该开关装置所在端口内未接入光纤。
例如，图4为本发明实施例中一种开关装置103与状态监测单元104的连接示意图，如图4所示，开关装置103的一端与电源vcc和电阻串联，另一端接地。状态监测单元104与开关装置103与电阻串联的一端连接，状态监测单元104中采集子单元采集的开关装置103与电阻串联的一端的电平，即开关装置103两端的电平差。若vcc＝5v，第一预设区间为[4.5v，5v]，第二预设区间为[0v，0.5v]。当采集到的电平差为0v，则确认该开关装置103处于导通状态，所在端口102内接入光纤。当采集到的电平差为4.95v，则确认该开关装置103处于关断状态，所在端口102内未接入光纤。
基于上述任一实施例，一种端口连接状态监测系统，还包括控制单元，控制单元与状态监测单元连接；控制单元用于比较任一端口的连接状态与该端口的授权信息，若该端口的连接状态与该端口的授权信息不同，则确认该端口的连接状态错误。
此处，端口的授权信息是预先设置的端口的连接状态，包括端口内光纤在位和端口内光纤不在位两种：
在任一端口的授权信息为端口内光纤在位的情况下，若该端口的连接状态为端口内接入光纤，则端口的连接状态与该端口的授权信息一致，确认该端口的连接状态正确；若该端口的连接状态为端口内未接入光纤，则端口的连接状态与该端口的授权信息不同，确认该端口的连接状态错误；
在任一端口的授权信息为端口内光纤不在位的情况下，若该端口的连接状态为端口内接入光纤，则端口的连接状态与该端口的授权信息不同，确认该端口的连接状态错误；若该端口的连接状态为端口内未接入光纤，则端口的连接状态与该端口的授权信息一致，确认该端口的连接状态正确。
本发明实施例提出的控制单元，用于判断端口连接状态是否存在问题，在对端口连接状态进行监测的基础上，避免了繁复的人工比对，实现了端口连接状态检测的自动化和智能化。
基于上述任一实施例，一种端口连接状态监测系统，还包括告警单元，告警单元与控制单元连接；告警单元用于当任一端口的连接状态错误时进行告警。
此处，告警单元针对任一端口的连接状态错误进行告警的方式有多种，例如点亮告警指示灯，显示错误端口，或者发出声音告警，或者点亮告警指示灯并且发出声音告警。此外，当告警单元中存在若干个告警指示灯，且每一告警指示灯对应一个端口时，当任一端口的连接状态发生错误，可以点亮该端口对应的告警指示灯以使得工作人员可以获知发生错误的端口。本发明实施例对此不作具体限定。
基于上述任一实施例，一种端口连接状态监测系统，还包括存储单元，存储单元与控制单元连接；存储单元用于存储每一端口的授权信息。
具体地，存储单元还能够用于存储分光器类型、厂家信息、出厂光学指标、sn号、设备编号和所在机房信息等内容。将授权信息保存在存储单元中，保证了即使系统断电授权信息也不会丢失，避免了授权信息的反复设置。
基于上述任一实施例，一种端口连接状态监测系统，还包括供电单元，供电单元分别与每一的每一端口的开关装置、状态监测单元、控制单元和告警单元连接。供电单元用于向上述各装置或单元供电。
基于上述任一实施例，一种端口连接状态监测系统，还包括若干个分光器，每一分光器上设置有若干个端口。需要说明的是，本发明实施例中的监测系统，不对分光器的数量和每一分光器上设置的端口数量和端口位置作具体限定。
为了更好地理解与应用本发明提出的一种端口连接状态监测系统，本发明进行以下示例，且本发明不仅局限于以下示例。
图5为本发明实施例的一种端口连接状态监测系统的结构示意图，如图5所示，端口连接状态监测系统包括分光器101、状态监测单元104、控制单元、告警单元、网口通信单元和供电单元。
其中，分光器101包括若干个端口102，每一端口102中设置有一个通过开关状态表征端口102的连接状态的开关装置103。图6为本发明实施例的一种分光器101的连接示意图，参考图6，分光器101通过固定装置601固定在pcb板602上，开关装置103两端的电平差通过pcb板602上布置的电路传递到状态监测单元104。
状态监测单元104采集到分光器101的任一端口102的开关装置103两端的电平差，根据电平差确定该端口102的连接状态，并将端口102的连接状态传递到控制单元。
控制单元比较任一端口102的连接状态与该端口102的授权信息，若该端口102的连接状态与该端口102的授权信息不同，则确认该端口102的连接状态错误。当任一端口102的连接状态错误时，控制单元将错误信息发送到告警单元，由告警单元向工作人员发出告警。
网口通信单元可以与服务器通信，实现分光器101的远程监控和管理。本示例中，网口通信单元支持snmp网管，支持绝大部分应用场景，可以实现端口102状态的统计上报。上述控制单元的控制功能和网口通信单元的通信功能，只需要通过低成本的单片机或cpu和phy芯片就可以实现。
供电单元具体包括-48v直流供电端口、poe供电端口和电压转换单元，即供电单元兼容poe供电输入和-48v供电输入，二者都是机房中的常用供电形式。供电单元中的电压转换单元采用隔离电源模块，实现将48v的输入电压转换到芯片需要的供电电压。
本示例提出的端口连接状态监测系统，实现了端口102连接状态的远程实时监测。当端口102连接状态发生变化，可以立刻检测到，并在1s之内刷新告警，上报网管。本示例采用poe供电的方式，不需要额外给分光器101配置电源，可以很好地兼容传统的无源分光器的使用场景。本示例功耗低，不超过2w，实际使用的成本也很低。此外，本示例可以支持snmp网管，支持绝大部分应用场景。最后，本示例具有很好的灵活性，可以根据需要检测端口102数量灵活配置器件。本示例还可用于其他需要进行端口102监测管理的产品中。
基于上述任一系统实施例，图7为本发明实施例的一种端口连接状态监测方法的流程示意图，如图7所示，一种端口连接状态监测方法，包括：
701，获取任一端口的开关装置的开关状态，开关状态为导通状态或关断状态。
具体地，每一端口内设置一个开关装置。此处，开关装置1的开关状态包括导通状态和关断状态，开关装置为导通状态表示开关装置导通，开关装置为关断状态表示开关装置关断。开关装置的开关状态用于表征开关装置所在端口的连接状态，例如端口内未接入光纤则开关装置为导通状态，端口内接入光纤则开关装置为关断状态，或者端口内未接入光纤则开关装置为关断状态，端口内接入光纤则开关装置为导通状态，本发明实施例不对开关装置为导通状态或关断状态与端口内接入光纤或未接入光纤之间的关系作具体限定。
作为优选，可以根据开关装置的电路参数获取开关状态的开关状态，电路参数可以是开关装置两端的电平差，流过开关装置的电流，或者开关装置的电阻值，本发明实施例对此不作具体限定。
702，根据该端口的开关装置的开关状态，确定该端口的连接状态，连接状态为端口内接入光纤或端口内未接入光纤。
具体地，开关装置的开关状态表征所在端口的连接状态。因而，可以根据开关装置的开关状态倒推得到该开关装置所在端口的连接状态。
本发明实施例中，通过在端口内设置开关装置，根据开关装置的导通状态或关断状态确定开关装置所在端口的连接状态，在实现端口连接状态监测的同时，降低了监测成本和维护难度，且由于开关装置可以根据监测端口数量进行灵活配置，提高了端口连接状态监测系统的适用性和灵活性。
基于上述任一实施例，一种端口连接状态监测方法，702，根据任一端口的开关装置的开关状态，确定所述端口的连接状态，具体包括：采集任一开关装置两端的电平差；根据电平差处于第一预设区间或第二预设区间，确定该开关装置为导通状态或关断状态；若该开关装置为导通状态，则确定该开关装置所在端口内接入光纤；若该开关装置为关断状态，确定该开关装置所在端口内未接入光纤。
具体地，针对端口内接入光纤时开关装置为导通状态、端口内未接入光纤时开关装置为断开状态的情况，第一预设区间中的任一电平值大于第二预设区间中的任一电平值，则当电平差处于第一预设区间，开关装置为断开状态，当电平差处于第二预设区间，开关装置为导通状态。例如，参考图4，针对端口内接入光纤时开关装置导通、端口内未接入光纤时开关装置断开的情况，采集开关装置与电阻串联的一端的电平，即开关装置两端的电平差。若vcc＝5v，第一预设区间为[4.5v，5v]，第二预设区间为[0v，0.5v]。当采集到的电平差为0v，则确认该开关装置处于导通状态，所在端口内接入光纤。当采集到的电平差为4.95v，则确认该开关装置处于关断状态，所在端口内未接入光纤。
基于上述任一实施例，一种端口连接状态监测方法，根据任一端口的开关装置的开关状态，确定该端口的连接状态，之后还包括：若该端口的连接状态与该端口的授权信息不同，则确认该端口的连接状态错误。
此处，端口的授权信息是预先设置的端口连接状态，包括端口内光纤在位和端口内光纤不在位两种：
在任一端口的授权信息为端口内光纤在位的情况下，若该端口的连接状态为端口内接入光纤，则端口的连接状态与该端口的授权信息一致，确认该端口的连接状态正确；若该端口的连接状态为端口内未接入光纤，则端口的连接状态与该端口的授权信息不同，确认该端口的连接状态错误；
在任一端口的授权信息为端口内光纤不在位的情况下，若该端口的连接状态为端口内接入光纤，则端口的连接状态与该端口的授权信息不同，确认该端口的连接状态错误；若该端口的连接状态为端口内未接入光纤，则端口的连接状态与该端口的授权信息一致，确认该端口的连接状态正确。
本发明实施例提出将连接状态与授权信息进行比较，用于判断端口连接状态是否存在问题，在对端口连接状态进行监测的基础上，避免了繁复的人工比对，实现了端口连接状态检测的自动化和智能化。
为了更好地理解与应用本发明提出的一种端口连接状态监测方法，本发明进行以下示例，且本发明不仅局限于以下示例。
一种端口连接状态监测系统，包括分光器、状态监测单元、控制单元、供电单元和网口通信单元。其中，分光器为1u机箱，支持120个端口配置，由30个4联lc法兰组成。每一端口中设置有图3所示的开关装置，开关装置所在端口内接入光纤的情况下，开关装置处于导通状态。开关装置所在端口内未接入光纤的情况下，开关装置处于关断状态。状态监测单元应用i/o扩展芯片，一片i/o扩展可监测16个端口，使用8片实现120端口的监测。当端口连接状态发生变化，i/o扩展的中断引脚发出低电平，控制单元接收到该信号后读取端口状态。控制单元通过支持以太网协议的单片机实现。供电单元兼容-48v和poe供电，由内置网络变压器、整流桥的rj45座子、pd检测芯片、隔离电源模块、-48v直流输入座子以及保护器件、隔离器件组成。网口通信单元应用phy芯片。
图8为本发明实施例的一种端口连接状态监测方法的流程示意图，监测方法如图8所示：
首次使用时，系统上电，默认分光器的所有端口未授权。用户通过网管给需要使用的端口授权。系统将上述端口的授权信息存储在单片机的flash(存储单元)中。即使系统断电，授权信息也不会消失。每次上电，系统均会读取一次所有端口的连接状态，并与端口授权信息比较，判断是否应该发生告警。
之后，单片机等待中断信号，一旦检测到低电平，就读取对应i/o扩展的端口的连接状态信息，并和存储的授权信息进行对比，判断是否应该刷新告警状态。在使用过程中，用户可以随时改变端口的授权，单片机会将端口状态信息和授权信息对比，判断是否需要刷新告警。
经测试，上述分光器端口连接状态监测系统中分光器的光学指标与传统无源分光器相同，从分光器端口连接状态发生变化到告警单元发出声音和指示灯告警变化时间延迟小于1s，网管时间延迟小于5s。工作时功耗为1.4w。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明的实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的实施例各实施例技术方案的范围。