一种基于光交换矩阵的智能光路切换系统的制作方法

1.本发明涉及电力通信领域，更具体的说是涉及一种基于光交换矩阵的智能光路切换系统。


背景技术：

2.光纤网络已经成为电力系统正常运行的重要支撑体系，是包括话音、自动化远动、mis管理、自动化监控、视频会议、继电保护、雷电观测、工业监视、atm交换及程控交换等各类涉及电力调度、电网安全、生产经营和现代化管理的信息交换枢纽，具有非常重要的战略地位。
3.光纤发生故障时需第一时间进行光纤切换以保障通信不中断，光交换矩阵一般由大规模光开关矩阵构成，其能够用于实现对光纤进行自动切换。然而，光纤切换效率对通信至关重要，光纤切换过程中多一秒钟的延迟就会对通信产生巨大的影响。目前虽然有通过光切换矩阵对光纤进行切换的应用，但是由于光切换矩阵故障引发的响应延时等原因，仍然难以使得光纤切换效率维持在光切换矩阵能够达到的最快切换的状态。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于光交换矩阵的智能光路切换系统，该系统能够及时发现光纤切换的延时，使得光纤切换效率能够长期维持在高效状态。
5.为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种基于光交换矩阵的智能光路切换系统，包括远程控制终端、设置于各个站点上的光纤切换模块和光路实时监测模块、设置于相邻站点之间的主用光纤和备用光纤、以及若干检修终端；
6.所述光路实时监测模块配置有光路监测策略，所述光路监测策略包括有所述光路实时监测模块实时监测相邻站点之间的用于通信的主用光纤或备用光纤的实时功率，当实时功率小于初始预设的功率下限阈值时，所述光路实时监测模块生成异常信息和切换指令，所述异常信息包括监测到实时功率小于功率下限阈值的时间、相邻站点的位置，并将异常信息发送至远程控制终端，将切换指令发送至光纤切换模块；
7.所述光纤切换模块包括有光交换矩阵单元，所述光交换矩阵单元接收到切换指令后通过光开关矩阵将用于通信的光纤由主用光纤切换为备用光纤或者由备用光纤切换为主用光纤；
8.任一所述主用光纤和所述备用光纤上均设置有通信中断模块，所述通信中断模块用于断开或接通两端的光纤，所述远程控制终端配置有切换测试策略，所述模拟测试策略包括所述远程控制终端于预设的模拟时间或接收外部指令时向指定的所述通信中断模块发送中断指令并开始计时，所述通信中断模块接收中断指令后断开两端的光纤，对应的所述光路实时监测模块检测到异常并发送切换指令至对应的所述光纤切换模块，所述光纤切换模块接收切换指令并执行切换，切换完成后将生成切换完成指令并发送至所述远程控制
终端，所述远程控制终端于计时开始至经过预设的切换时间间隔后仍未收到切换完成指令时，生成测试检修信息，所述测试检修信息包括发送中断指令的时间、通信中断模块的位置；
9.所述远程控制终端实时获取各个所述检修终端的位置信息，所述远程控制终端获取所述异常信息后，若异常不是切换测试策略引起的，则将所述异常信息发送至与相邻站点的位置相距在预设的第一距离临界值内的所有检修终端；所述远程控制终端生成测试检修信息后，将所述测试检修信息发送至与通信中断模块的位置相距在预设的第一距离临界值内的所有检修终端。
10.作为本发明的进一步改进，当所述光路实时监测模块监测到主用光纤和备用光纤的实时功率均小于功率下限阈值时，所述光路实时监测模块向远程控制终端发送紧急调度指令，所述远程控制终端接收到紧急调度指令后确定与无法通信的两站点均能通信的第三站点，并向无法通信的两站点的所述光纤切换模块发送切换指令，所述光纤切换模块接收切换指令后均将与第三站点之间的备用光纤切换为用于通信的光纤。
11.作为本发明的进一步改进，所述远程控制终端还配置有功率下限阈值修正策略，所述功率下限阈值修正策略包括所述远程控制终端通过所述光路实时监测模块获取对应的相邻站点之间的光纤正常通信时的通信数据，所述通信数据包括若干时刻的电压、电流以及功率，所述远程控制终端根据通信数据通过预设的功率下限阈值算法计算得到所述功率下限阈值，功率下限阈值与电压、电流、功率均为正影响，得到的功率下限阈值越小，所述远程控制终端将计算得到的功率下限阈值发送至对应的所述光路实时监测模块；
12.所述光路实时监测模块接收到计算得到的所述功率下限阈值时，将初始预设的所述功率下限阈值替换为计算得到的所述功率下限阈值。
13.作为本发明的进一步改进，所述功率下限阈值算法配置为：
[0014][0015]
其中，p为功率下限阈值，u
min
为若干时刻中最小的电压值，i
min
为若干时刻中最小的电流值，p
min
为若干时刻中最小的功率值，p1为根据最小电压值和最小电流值计算得到的功率值，p2为根据最小功率值计算得到的功率值，k1、k2均为预设的大于0小于1的权重值。
[0016]
作为本发明的进一步改进，所述检修终端配置有检修确认反馈模块，所述检修终端接收到所述异常信息或者所述测试检修信息后，所述检修确认反馈模块响应外界触发指令向所述远程控制终端发送检修确认指令，检修完成后，所述检修确认反馈模块响应外界触发指令向所述远程控制终端发送检修完成指令。
[0017]
作为本发明的进一步改进，所述远程控制终端从接收到所述检修确认指令开始，经过预设的检修完成时间间隔后仍未收到检修完成指令时，所述远程控制终端将所述异常信息重新发送至与相邻站点的位置相距在预设的第一距离临界值内的所有检修终端；所述远程控制终端将所述测试检修信息重新发送至与通信中断模块的位置相距在预设的第一距离临界值内的所有检修终端。
[0018]
作为本发明的进一步改进，所述远程控制终端还配置有通知范围扩大策略，所述通知范围扩大策略包括距离计算步骤、通知步骤、赋值步骤以及判断步骤；
[0019]
所述距离计算步骤包括所述远程控制终端从发出所述异常信息或者所述测试检
修信息开始，经过预设的确认时间间隔后仍未收到检修确认指令时，所述远程控制终端根据所述第一距离临界值通过预设的距离临界值算法计算得到第二距离临界值，所述第一距离临界值越大，计算得到的所述第二距离临界值越大，且所述第二距离临界值大于所述第一距离临界值，并进入通知步骤；
[0020]
所述通知步骤包括所述远程控制终端将所述异常信息发送至与相邻站点的位置相距在预设的第二距离临界值内的所有检修终端；所述远程控制终端将所述测试检修信息发送至与通信中断模块的位置相距在预设的第二距离临界值内的所有检修终端，并进入赋值步骤；
[0021]
所述赋值步骤包括将所述第二距离临界值赋值给所述第一距离临界值，并进入判断步骤；
[0022]
所述判断步骤包括所述远程控制终端从再次发出所述异常信息或者所述测试检修信息开始，经过预设的确认时间间隔后是否以收到检修确认指令，若未收到，则进入距离计算步骤；若收到，则结束所述通知范围扩大策略。
[0023]
作为本发明的进一步改进，所述距离临界值算法配置为：
[0024]
d2＝a
·
d1+b
[0025]
其中，d1为第一距离临界值，d2为第二距离临界值，a为预设的权重值，且1<a<2,b为预设的常数。
[0026]
作为本发明的进一步改进，所述光纤切换模块上设置有手动切换按钮，所述手动切换按钮触发时，所述光纤切换模块将用于通信的光纤由主用光纤切换为备用光纤或者由备用光纤切换为主用光纤。
[0027]
作为本发明的进一步改进，所述检修终端配置为移动式终端。
[0028]
本发明的有益效果：通过远程控制终端、光纤切换模块、光路实时监测模块、主用光纤、备用光纤、检修终端以及通信中断模块的设置，当光路实时监测模块检测到主用光纤发送异常时，发送异常信息给远程控制终端，发送切换指令给光纤切换模块，光纤切换模块将主用光纤切换为备用光纤，从而避免通信中断。且远程控制终端将异常信息发送给检修终端，检修人员通过检修终端及时获取检修信息后对异常进行检修，提高检修效率。光交换矩阵单元的设置使得光交换矩阵单元一但响应切换指令后能够快速对光纤进行切换。且通信中断模块和切换测试策略的设置，使得管理人员能够通过对任意一段光纤进行中断从而测试对应光纤切换模块的切换效率，从而能够及时发现切换时长不达标的光纤切换模块，并通过向检修终端发送测试检修信息来对存在故障、切换时长不达标的光纤切换模块进行及时检修，从而在整体上保障光纤切换的高效切换。
附图说明
[0029]
图1为本发明的结构框图。
[0030]
附图标记：1、远程控制终端；2、光纤切换模块；21、光交换矩阵单元；3、光路实时监测模块；4、主用光纤；5、备用光纤；6、检修终端；61、检修确认反馈模块；7、通信中断模块。
具体实施方式
[0031]
下面结合附图和实施例，对本发明进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的
附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
[0032]
参照图1所示，本实施例的一种基于光交换矩阵的智能光路切换系统，包括远程控制终端1、设置于各个站点上的光纤切换模块2和光路实时监测模块3、设置于相邻站点之间的主用光纤4和备用光纤5、以及若干检修终端6，检修终端6配置为手机、智能手表、智能手环、平板电脑、笔记本等移动式终端。检修终端6用于供检修人员携带，每个检修人均携带一个检修终端6。
[0033]
光路实时监测模块3配置有光路监测策略，光路监测策略包括有光路实时监测模块3实时监测相邻站点之间的用于通信的主用光纤4或备用光纤5的实时功率，当实时功率小于初始预设的功率下限阈值时，光路实时监测模块3生成异常信息和切换指令，异常信息包括监测到实时功率小于功率下限阈值的时间、相邻站点的位置，并将异常信息发送至远程控制终端1，将切换指令发送至光纤切换模块2；
[0034]
光纤切换模块2包括有光交换矩阵单元21，光交换矩阵单元21接收到切换指令后通过光开关矩阵将用于通信的光纤由主用光纤4切换为备用光纤5或者由备用光纤5切换为主用光纤4。光纤切换模块2上设置有手动切换按钮，手动切换按钮触发时，光纤切换模块2将用于通信的光纤由主用光纤4切换为备用光纤5或者由备用光纤5切换为主用光纤4。人们可通过对光纤切换模块2上的手动切换按钮进行操作从而实现光纤的手动切换。
[0035]
例如a站点和b站点之间初始时采用主用光纤4，某一时刻光路实时监测模块3监测到主用光纤4上的实时功率小于功率下限阈值，此时生成异常信息和切换指令，将切换指令发送至光纤切换模块2，光纤切换模块2将主用光纤4切换为备用光纤5。
[0036]
任一主用光纤4和备用光纤5上均设置有通信中断模块7，通信中断模块7用于断开或接通两端的光纤，远程控制终端1配置有切换测试策略，模拟测试策略包括远程控制终端1于预设的模拟时间或接收外部指令时向指定的通信中断模块7发送中断指令并开始计时，通信中断模块7接收中断指令后断开两端的光纤，对应的光路实时监测模块3检测到异常并发送切换指令至对应的光纤切换模块2，光纤切换模块2接收切换指令并执行切换，切换完成后将生成切换完成指令并发送至远程控制终端1，远程控制终端1于计时开始至经过预设的切换时间间隔后仍未收到切换完成指令时，生成测试检修信息，测试检修信息包括发送中断指令的时间、通信中断模块7的位置。
[0037]
例如，管理人员可设定模拟时间对任意两个相邻站点之间的光纤切换效率进行检测，也可以根据实际需要来对远程控制终端1进行操作从而对某相邻站点之间的光纤切换效率进行检测，检测时，远程控制终端1发出中断指令给相邻站点之间的用于通信的光纤上的通信中断模块7，使得光纤断开，光路实时监测模块3随即检测到实时功率小于功率下限阈值，从而使得光纤切换模块2对光纤进行切换，切换完成后发出完成指令给远程控制终端1，远程控制终端1从发出中断指令开始计时，如果经过一个切换间隔时间还没有收到完成指令，那么自动生成测试检修信息。
[0038]
远程控制终端1实时获取各个检修终端6的位置信息，远程控制终端1获取异常信息后，若异常不是切换测试策略引起的，则将异常信息发送至与相邻站点的位置相距在预设的第一距离临界值内的所有检修终端6；远程控制终端1生成测试检修信息后，将测试检
修信息发送至与通信中断模块7的位置相距在预设的第一距离临界值内的所有检修终端6。
[0039]
例如，远程控制终端1获取到异常信息后，判断是否对发生异常的相邻两站点之间的通信中断模块7发出了中断指令从而导致其发出了异常信息，如果没有发出过中断指令，就把异常信息发送给距离相邻站点在第一距离临界值内的所有检修终端6。远程控制终端1生成测试检修信息后，把测试检修信息发送给与通信中断模块7的位置相距在第一距离临界值内的所有检修终端6。
[0040]
检修终端6配置有检修确认反馈模块61，检修终端6接收到异常信息或者测试检修信息后，检修确认反馈模块61响应外界触发指令向远程控制终端1发送检修确认指令，检修完成后，检修确认反馈模块61响应外界触发指令向远程控制终端1发送检修完成指令。远程控制终端1从接收到检修确认指令开始，经过预设的检修完成时间间隔后仍未收到检修完成指令时，远程控制终端1将异常信息重新发送至与相邻站点的位置相距在预设的第一距离临界值内的所有检修终端6；远程控制终端1将测试检修信息重新发送至与通信中断模块7的位置相距在预设的第一距离临界值内的所有检修终端6。
[0041]
例如，检修终端6接收到异常信息或者测试检修信息后，检修人员决定去检修时可通过操作检修终端6来向远程控制终端1发送检修确认指令，检修完成后，再通过操作检修终端6来向远程控制终端1发送检修完成指令。而远程控制终端1接收到检修确认指令开始，如经过预设的检修完成时间间隔后仍未收到检修完成指令，则此时检修时间过长，可能是决定去检修的检修人员未及时去检修，此时远程控制终端1重新将异常信息或者测试检修信息发送给对应范围内的检修终端6，以再次安排检修人员进行检修。
[0042]
远程控制终端1还配置有通知范围扩大策略，通知范围扩大策略包括距离计算步骤、通知步骤、赋值步骤以及判断步骤。距离计算步骤包括远程控制终端1从发出异常信息或者测试检修信息开始，经过预设的确认时间间隔后仍未收到检修确认指令时，远程控制终端1根据第一距离临界值通过预设的距离临界值算法计算得到第二距离临界值，距离临界值算法配置为：
[0043]
d2＝a
·
d1+b
[0044]
其中，d1为第一距离临界值，d2为第二距离临界值，a为预设的权重值，a>0，且1<a<2,b为预设的常数。由距离临界值算法可知，第一距离临界值越大，计算得到的第二距离临界值越大，且第二距离临界值大于第一距离临界值，并进入通知步骤。
[0045]
通知步骤包括远程控制终端1将异常信息发送至与相邻站点的位置相距在预设的第二距离临界值内的所有检修终端6；远程控制终端1将测试检修信息发送至与通信中断模块7的位置相距在预设的第二距离临界值内的所有检修终端6，并进入赋值步骤。
[0046]
赋值步骤包括将第二距离临界值赋值给第一距离临界值，并进入判断步骤。
[0047]
判断步骤包括远程控制终端1从再次发出异常信息或者测试检修信息开始，经过预设的确认时间间隔后是否以收到检修确认指令，若未收到，则进入距离计算步骤；若收到，则结束通知范围扩大策略。
[0048]
例如，当远程控制终端1从发出异常信息或者测试检修信息开始，经过预设的确认时间间隔后仍未收到任何检修终端6发出的检修确认指令时，此时一般为在第一距离临界值范围内的所有检修人员均无暇去处理此次维修，此时远程控制终端1对第二距离临界值进行计算。并以第二距离临界值代替第一距离临界值对第二距离临界值范围内的所有检修
终端6进行通知，然后将第一距离临界值的数值修改为第二距离临界值的数值。若再次经过预设的确认时间间隔后仍未收到任何检修终端6发出的检修确认指令，则重复上述步骤，直到收到检修确认指令。
[0049]
远程控制终端1还配置有功率下限阈值修正策略，功率下限阈值修正策略包括远程控制终端1通过光路实时监测模块3获取对应的相邻站点之间的光纤正常通信时的通信数据，通信数据包括若干时刻的电压、电流以及功率，远程控制终端1根据通信数据通过预设的功率下限阈值算法计算得到功率下限阈值，功率下限阈值与电压、电流、功率均为正影响，即当电压增大、电流增大、功率增大时，得到的功率下限阈值增大，得到的功率下限阈值越小，远程控制终端1将计算得到的功率下限阈值发送至对应的光路实时监测模块3；
[0050]
光路实时监测模块3接收到计算得到的功率下限阈值时，将初始预设的功率下限阈值替换为计算得到的功率下限阈值。
[0051]
功率下限阈值算法配置为：
[0052][0053]
其中，p为功率下限阈值，u
min
为若干时刻中最小的电压值，i
min
为若干时刻中最小的电流值，p
min
为若干时刻中最小的功率值，p1为根据最小电压值和最小电流值计算得到的功率值，p2为根据最小功率值计算得到的功率值，k1、k2均为预设的大于0小于1的权重值。
[0054]
例如，光路实时监测模块3实时监测光纤正常通信时的通信数据，并将随机抽取若干时刻的通信数据发送给远程控制终端1，通信数据包括有各个时刻的电压、电流和功率。远程控制终端1通过功率下限阈值算法计算得到功率下限阈值，并用计算得到的功率下限阈值替换初始预设的功率下限阈值，从而使得各个光路实时监测模块3设置的功率下限阈值能够和监测的光纤实际通信情况相匹配，使得光路实时监测模块3能够更加敏锐的监测到通信异常。
[0055]
当光路实时监测模块3监测到主用光纤4和备用光纤5的实时功率均小于功率下限阈值时，光路实时监测模块3向远程控制终端1发送紧急调度指令，远程控制终端1接收到紧急调度指令后确定与无法通信的两站点均能通信的第三站点，并向无法通信的两站点的光纤切换模块2发送切换指令，光纤切换模块2接收切换指令后均将与第三站点之间的备用光纤5切换为用于通信的光纤。
[0056]
例如，当光路实时监测模块3检测到a站点和b站点之间的主用光纤4和备用光纤5同时发生异常时，光路实时监测模块3向远程控制终端1发送紧急调度指令，远程调度指令开始搜索能够和a站点以及b站点均进行通信的站点，例如搜索到c站点能分别和a站点以及b站点进行通信，此时远程控制终端1对光纤切换模块2发出切换指令，使得a站点以及b站点均将与c站点之间的备用光纤5切换为用于通信的光纤，从而通过c站点维持a站点与b站点之间的通信。
[0057]
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。