光纜在線監(jiān)測裝置制造方法
【專利摘要】一種光纜在線監(jiān)測裝置，管理中心的光端機順次連接前端光纖配線架、光纜、后端光纖配線架、濾波器以及遠(yuǎn)端監(jiān)測站的光端機組成光纖傳輸設(shè)備；用作從所述光纖傳輸設(shè)備中取出部分工作光的光分復(fù)器連接在所述管理中心的光端機與前端光纖配線架之間；光分復(fù)器順次連接光開關(guān)、光功率監(jiān)測器以及用作發(fā)出測試光的光時域反射儀，光功率監(jiān)測器順次連接A/D轉(zhuǎn)換器以及聲光報警器；從直流系統(tǒng)中分取工作電源。本裝置對光纜傳輸實時在線監(jiān)測；并對所查故障實現(xiàn)顯示和聲光報警，從而及時排除故障，保證光纜傳輸工作正常進(jìn)行。
【專利說明】光纜在線監(jiān)測裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光纜傳輸故障監(jiān)測系統(tǒng)，特別是智能化電網(wǎng)用光纜通信傳輸故障實時監(jiān)測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]光纜監(jiān)測系統(tǒng)的重要性:
在信息化時代，光纜成了通訊傳輸?shù)闹饕緩?，尤其在電網(wǎng)智能化建設(shè)、電力調(diào)度、信息交換等方面起到重要作用。
[0003]由于光纜通訊應(yīng)用廣泛，系統(tǒng)龐大，出現(xiàn)故障的幾率也較大，如產(chǎn)生一根甚至多根纖芯信號減弱甚至中斷的情況時有發(fā)生。目前光纜維護管理仍是人工模式，對事故查找非常困難，往往在問題極為嚴(yán)重時才能發(fā)現(xiàn)，排解故障時間也較長，直接影響電網(wǎng)通訊的安全運行。
[0004]因此，研究和建設(shè)光纜自動監(jiān)測系統(tǒng)，形成自動采樣判斷，實現(xiàn)快速故障定位，做到及時準(zhǔn)確報警，使光纜線路的維護管理處于可控制和可預(yù)見的狀態(tài)，對于涉及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和千家萬戶的電力系統(tǒng)，勢在必行。
[0005]光纜的故障特點:
光纜從中心站往各個用戶延伸，分支線路甚多，出現(xiàn)故障的情況是常有的。故障現(xiàn)象主要表現(xiàn)為:接頭松動、損耗增大、光度降低，另有水汽滲入、施工損壞、甚至斷纖等等。
[0006]光纖故障還有一特點，一般故障不會立即引起光纜傳輸信號中斷，而是導(dǎo)致光纜系統(tǒng)慢慢劣變，給傳輸質(zhì)量逐步加重影響，所以，應(yīng)該及時分析處理，排解故障，使得信息傳輸工作的正常進(jìn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種光纜在線監(jiān)測裝置，以實時監(jiān)測光纜傳輸故障并報警。
[0008]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:一種光纜在線監(jiān)測裝置，包括，管理中心的光端機順次連接前端光纖配線架、光纜、后端光纖配線架、濾波器以及遠(yuǎn)端監(jiān)測站的光端機組成光纖傳輸設(shè)備，用作從所述光纖傳輸設(shè)備中取出部分工作光的光分復(fù)器連接在所述管理中心的光端機與前端光纖配線架之間；
光分復(fù)器順次連接光開關(guān)、光功率監(jiān)測器以及用作發(fā)出測試光的光時域反射儀，光功率監(jiān)測器順次連接A/D轉(zhuǎn)換器以及所述聲光報警器。
[0009]所述A/D轉(zhuǎn)換器同時還與數(shù)字顯示器連接。
[0010]所述工作電源為+ 15V和+ 5V，從直流系統(tǒng)中分取獲得。
[0011]所述光時域反射儀發(fā)出的測試光的波長為1625nm,所述光分復(fù)器從光纖傳輸設(shè)備中取出3%?5%的工作光。
[0012]所述光分復(fù)器型號為DV-MUX3，光纖配線架型號為YD/T778，光開關(guān)型號為FFT-310,光功率檢測器型號為AQ-1112B，光時域反射器型號為HP8147，濾波器型號為30EHZ6o
[0013]本發(fā)明具有以下特點和優(yōu)點:
1、本監(jiān)測系統(tǒng)能對光纜傳輸故障進(jìn)行實時在線監(jiān)測，利用本裝置能實施光度測量、檢測光波損耗、查出光纜斷纖等故障監(jiān)測。
[0014]2、對所查到故障做出顯示、報警等，從而對故障及時處理、及時排除，保證信息傳輸工作正常進(jìn)行。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本裝置的電原理結(jié)構(gòu)框圖。
[0016]圖2是本裝置的工作電源電路圖。
【具體實施方式】
[0017]圖1示出本光纜在線監(jiān)測裝置，管理中心的光端機順次連接前端光纖配線架、光纜、后端光纖配線架、濾波器以及遠(yuǎn)端監(jiān)測站的光端機組成光纖傳輸設(shè)備，用作從所述光纖傳輸設(shè)備中取出部分工作光的光分復(fù)器連接在所述管理中心的光端機與前端光纖配線架之間；光分復(fù)器順次連接光開關(guān)、光功率監(jiān)測器以及用作發(fā)出測試光的光時域反射儀，光功率監(jiān)測器順次連接A/D轉(zhuǎn)換器以及所述聲光報警器。
[0018]所述A/D轉(zhuǎn)換器還與數(shù)字顯示器連接。
[0019]光纜傳輸原理:
在圖1中，承載通訊信號的光源從管理中心TSC的光端機(Optical transceiver)中發(fā)出，經(jīng)光分復(fù)器WDM，傳遞給光纖配線架0DF，光纖配線架起到連接、組織、分配的作用，把通訊信號傳送給多條纖芯組成的光纜(連接在前、后兩個光纖配線架之間)。
[0020]經(jīng)過一定距離的傳送，到達(dá)遠(yuǎn)端監(jiān)測站RTU，在這里也是經(jīng)光纖配線架ODF連接、分配，并由濾波器FILTER濾掉在傳送中感染的不同光波長度信號，保留有用通訊信號，再傳給監(jiān)測站中的光端機作譯碼等處理，再向后臺提供可用信息。
[0021]以上，完成了光纖信號發(fā)送、傳輸、接收、濾波、應(yīng)用的全過程。
[0022]光纜監(jiān)測原理:
圖1前端串接的光分復(fù)器WDM，起到監(jiān)測采樣作用，它將傳輸設(shè)備的工作光分出3%至5%接入監(jiān)測模塊，對工作光進(jìn)行實時監(jiān)測，察視光纖的傳輸性能，及時發(fā)現(xiàn)傳輸質(zhì)量的變化。光開關(guān)OSW及光功率器OPM構(gòu)成監(jiān)測通道，起到采樣、比較、判斷作用；門限值可以進(jìn)行設(shè)定，當(dāng)被監(jiān)測光纖出現(xiàn)斷纖或衰減，使被監(jiān)測的工作光功率下降到某一門限值，甚至斷纖無光時，啟動信號，激活光時域反射器0TDR，向系統(tǒng)發(fā)出測試光源，進(jìn)一步對光纜進(jìn)行檢測，并做出故障判斷與定位；另一面將測試信號作A/D轉(zhuǎn)換，(由數(shù)字顯示器和聲光報警器實現(xiàn))實現(xiàn)數(shù)字顯示與聲光報警，提示相關(guān)技術(shù)和管理人員，注意觀察、判斷和處理所發(fā)生的光纜故障。
[0023]測試是通過發(fā)射不同波長的光脈沖到光纖內(nèi)，然后再由OTDR端口接收返回的信息來進(jìn)行的。在這種監(jiān)測方式中，采用光分復(fù)器WDM實現(xiàn)在一根纖芯中同時傳輸通信光和OTDR測試光。目前常用的通信光波長為1310nm和1550nm，因此在這種監(jiān)測方式中OTDR的測試光波長選用為1625nm。[0024]在光源發(fā)出端對WDM進(jìn)行復(fù)用，由此該光纜同一時間內(nèi)負(fù)荷兩種光波，這兩種光波波長不一樣，到了接收端，濾波器將會把這兩種光波分別開，按需選用。
[0025]當(dāng)光脈沖在光纖內(nèi)傳輸時，由于光纖本身的結(jié)構(gòu)性質(zhì)，有連接器、有接合點、有彎曲或其它狀態(tài)而產(chǎn)生散射、反射。其中一部分散射和反射就會返回到OTDR中，返回的有用信息作為光纖內(nèi)不同位置上的時間或曲線片斷以及光強弱的變化，由OPM進(jìn)行測量，作出分析判斷，發(fā)現(xiàn)故障，及時報警，由此達(dá)到監(jiān)測目的。
[0026]所述光分復(fù)器型號為DV-MUX3，光纖配線架型號為YD/T778，光開關(guān)型號為FFT-310,光功率檢測器型號為AQ-1112B，光時域反射器型號為HP8147，濾波器型號為30EHZ6o
[0027]直流工作電源:
在光纖通訊系統(tǒng)中，要完成光電轉(zhuǎn)換、信號傳輸、故障監(jiān)測、聲光報警等功能，需要用到光端機、分復(fù)器、配線架、濾波器、時域反射儀、光功率監(jiān)測器等設(shè)施，而這些設(shè)施要運作，必須要有工作電源。結(jié)合現(xiàn)場，光纖網(wǎng)絡(luò)本身就有48V通訊電源，故本監(jiān)測系統(tǒng)采取簡化引接使用方法(不另設(shè)交直流電源)，根據(jù)各器件一般為15V、5V的工作特點，作必要的降壓調(diào)節(jié)處理。如圖2所示:
在圖2中，我們通過電阻Rl、R2、電位器Wl對48V電源進(jìn)行串聯(lián)分壓，從電位器可調(diào)端頭抽取15V電壓，同理，又經(jīng)電位器W2、電阻R3對15V電源進(jìn)行二次分壓，從電位器可調(diào)端頭取出5V電壓。所取出的直流電壓供給光纜監(jiān)測系統(tǒng)的各組合器件使用。
[0028]圖2里還包含另一特點:所有電阻都具有保護作用。如上排電路中Rl是防止電位器可調(diào)端頭靠近48V取值，這樣電壓過高會造成用電器的燒損；R2則是防止電位器可調(diào)端頭撥向接地端，直接造成電源和儲能器件的燒損。R3在5V分壓電路中的保護作用相同。
[0029]圖2給出的是對正電源串接取壓的基本電路，若所處的環(huán)境是負(fù)電源或雙電源，則可通過電路倒接或分接方法來取得所需電壓值。
[0030]應(yīng)用舉例:
如內(nèi)江電力調(diào)度局在城區(qū)至20kM外的石燕橋變電站的光纜通訊中，安裝了在線監(jiān)測系統(tǒng)。2013年9月的一天，石燕橋電站OTDR測試數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，離石燕橋變電站12km處有大衰耗，仔細(xì)測量到光傳輸設(shè)備對端的收光功率，其中一根纖芯光信號低到_52dB，達(dá)到監(jiān)測報警門限值。根據(jù)該數(shù)據(jù)，判斷光纜有故障。于是派出技術(shù)人員沿通訊線路進(jìn)行巡檢，發(fā)現(xiàn)離城區(qū)8km處的ADSS光纜被建筑施工挖折，已快斷裂。于是，對該斷折點重新焊接，并作平整修復(fù)，最后使該段通訊光纜恢復(fù)正常工作。
[0031]本次監(jiān)測系統(tǒng)及時發(fā)出告警信號，提供了監(jiān)測數(shù)據(jù)，為分析查找故障做出了指導(dǎo)，節(jié)約了人力物力，加快了故障排解的進(jìn)程，體現(xiàn)本光纜自動監(jiān)測系統(tǒng)是可行、可靠的。
[0032]綜上所述，光纖網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，使得傳統(tǒng)的人工檢測維護方式顯得非常落后，為此，我們進(jìn)行了自動監(jiān)測裝置的改進(jìn)設(shè)計。設(shè)計的最大特點是借用通訊光纜，傳遞不同波長的光脈沖，并利用光時域反射儀OTDR接收返回信息，使之對光纜通訊系統(tǒng)進(jìn)行適時監(jiān)測，以動態(tài)方式觀察光纖的傳輸性能，準(zhǔn)確判斷故障的時間地點，及時做好排解處理，由此大幅度提高了光纜系統(tǒng)信息傳輸?shù)墓πШ桶踩阅?，?jīng)實用驗證，本光纜自動監(jiān)測系統(tǒng)頗值得推廣應(yīng)用。
【權(quán)利要求】
1.一種光纜在線監(jiān)測裝置，包括，管理中心的光端機順次連接前端光纖配線架、光纜、后端光纖配線架、濾波器以及遠(yuǎn)端監(jiān)測站的光端機組成光纖傳輸設(shè)備，聲光報警器，其特征是，還具有，用作從所述光纖傳輸設(shè)備中取出部分工作光的光分復(fù)器連接在所述管理中心的光端機與前端光纖配線架之間； 光分復(fù)器順次連接光開關(guān)、光功率監(jiān)測器以及用作發(fā)出測試光的光時域反射儀，光功率監(jiān)測器順次連接A/D轉(zhuǎn)換器以及所述聲光報警器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纜在線監(jiān)測裝置，其特征是，所述A/D轉(zhuǎn)換器還與數(shù)字顯示器連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光纜在線監(jiān)測裝置，其特征是，所述工作電源為從48V直流系統(tǒng)中分取獲得的+ 15V和+ 5V。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光纜在線監(jiān)測裝置，其特征是，所述光時域反射儀發(fā)出的測試光的波長為1625nm,所述光分復(fù)器從光纖傳輸設(shè)備中取出3%?5%的工作光。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光纜在線監(jiān)測裝置，其特征是，所述光分復(fù)器型號為DV-MUX3,光纖配線架型號為YD/T778，光開關(guān)型號為FFT-310，光功率檢測器型號為AQ-1112B，光時域反射器型號為HP8147，濾波器型號為30EHZ6。
【文檔編號】H04B10/071GK103957051SQ201410178023
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月29日
【發(fā)明者】王毅, 張明, 熊波 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)四川省電力公司內(nèi)江供電公司