专利名称：一种高精度可远控光路切换方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及光网络通信技术领域，尤其涉及一种高精度可远控光路切换方法及系统。
背景技术：
光纤作为大容量信息传媒而广泛应用，但其柔韧性差且工艺半径小，种种因素导
致其可靠性不佳。当前，光传输中多应用i : l和i+i光保护机制。两种技术方案的原理相对充分，但均存在不完备等弊端。 传统i : i光保护机制发送端和接收端同时切换光开关，以选通同一光路，存在难以同步等不足。l+i光保护机制在发送端将光信号按i : l分光比传送给主、辅光路，在接收端用光开关选通后存在3dB损耗。由于长途传输后光信号衰减很大，而且对光信号功率
测量时只取用3%左右的信号，这使得传统1+1光保护机制切换阈值可控范围小、光路选通
不够灵敏。具体表征为光电转换后电流值为纳安到毫安级，采用传统线性放大器所测功率
值范围小且精度低。如《光纤与电缆及其应用技术》2008年第2期，19-23页，文章名称为"一种新型智能光路保护系统"即属于此列。专利号为200610109787. 0、发明名称为〈 一种光纤通_信系统中光路保护方法、装置及系统 > 的专利在1+1光保护机制基础上实现了 N+l或N+M保护方案，但是并没有解决测量范围和精度问题。
发明内容
为了克服现有技术存在的缺陷和不足，以解决传统1 + 1光保护机制存在的切换阈值可控范围小、精确度不高，且不能实现对保护单元集中远距离控制的技术问题，本发明提出了一种高精度可远控光路切换的方案及系统。
本发明提供的技术方案如下 —种高精度可远控光路切换方法，将在线监测与切换单元通过以太网或GPRS方式与远程控制台交互信息，采用主、辅光纤线路传送光信号，并对光信号功率进行监测且与设定切换阈值比较以确定光路切换选通，步骤如下 (1)、初始化，包括在线监测与切换单元复位、通信控制单元复位、光开关选通主光路、清空缓存区； (2)、在线监测与切换单元控制芯片检测有无串口命令，有则转到步骤(8)，否则转到下一步； (3)、对主、辅光纤线路光功率实时监测，向在线监测与切换单元控制芯片传送主辅光路光功率值； (4)、判断主光路光功率值是否高于阈值，是则转到步骤(2)，否则转到下一步；
(5)、判断辅光路光功率值是否高于阈值，是则转到步骤(7)，否则转到下一步；
(6)、向远程控制台报错，转到步骤(2);
(7)、切换光开关，转到步骤(2);
(8)、判断串口指令，若为选通光路，则转到步骤(10);若为查询光路，则转到步骤(11);若为查询功率值，则转到步骤(12);若为设定阈值，则转到步骤(13);若为切换到正常模式，则转到步骤(3);否则转到下一步； (9)、向远程控制台回送指令错误信息，转到步骤(2);
(10)、光开关选通所选光路，回送成功消息，转到步骤(2);
(11)、返回光开关选通的位置，转到步骤(2);
(12)、返回当前所选光路的光功率值，转到步骤(2);
(13)、改变程序中的光功率阈值，转到步骤(2)。 —种用于上述方法的高精度可远控光路切换系统，由在线监测与切换单元、通信控制单元和远程控制台组成，其特征在于在线监测与切换单元由两组分光器、光电二极管、对数放大器、A/D转换器、光开关和控制芯片构成；两组分光器位于光电二极管前面分别接收来自主光纤和辅光纤的光信号并将其按照3 : 97分光比分解为两路信号，其中分光多的一路光信号传送到光开关以供选通光路之用，分光少的一路光信号传送到光电二极管；光电二极管后依次连接对数放大器和A/D转换器，实现对光信号进行对数放大和模数转换；A/D转换器通过接口连接到控制芯片，控制芯片上的接口连接光开关以控制由主光纤或辅光纤所得分光光路的选通；通信控制单元由以太网控制器、GPRS控制器、片选芯片和通信单元控制芯片构成，片选芯片分别和以太网控制器、GPRS控制器、通信单元控制芯片相连接；远程控制台由软件平台构成，在计算机Li皿x系统平台下运行；在线监测与切换单元和通信控制单元相连接，通信控制单元经GPRS网络或以太网与远程控制台相连，实现交互信息的有线与无线传输。 所述远程控制台基于ClientSocket组件和AT指令集，由0++编写，能实现数据包的解读与发送以及GPRS信息的处理。 上述GPRS是通用分组无线服务技术(General Packet Radio Service)的简称，该技术被广泛地用于网络通信技术领域。 本发明对光信号功率值采用对数放大器放大并进行在线监测；实现在线光功率监测和自动选通光路，并接受远程控制台传送的指令。 系统工作模式分两种，即正常模式和强制模式。正常模式时，光路出现故障后，系统自动切换；强制模式时，系统接受远程控制台控制，忽略自动切换功能。具体如下光纤线路正常工作模式下，系统采用分光器从主、辅光路采集光功率信号，经过光电二极管实现光电转换。所得电流值经过对数放大器实现指数级放大，并得到相应电压值。经过A/D转换后，控制芯片可得到主辅光路光功率值。将其与设定阈值比较后，实现自动响应。若主光路低于阈值，辅光路正常，则切换到辅光路；反之，若辅光路低于阈值，主光路正常，则切换到主光路。主辅光路均低于阈值，则报错。 光纤线路强制工作模式下，在线监测单元接收远程控制台指令。按照约定协议，进行相应响应。在该工作模式下，在线监测与切换单元强制执行远程控制台指令，可反馈主、辅光路的光信号功率值以及当前光开关选通光路情况，可强行选通光路以及将工作模式恢复为正常模式。 通信控制单元主要处理在线监测与切换单元同远程控制台的信息交互与中转。通信控制单同在线监测与切换单元通信，采用RS232电平格式。采用有线方式传输时，通信单元控制芯片控制网络芯片封装数据包，载入缓存区，发送；采用无线方式传输时，通信单元控制芯片控制GSM模块封装数据，采用AT指令集格式发送。 远程控制台无人管理时，实时扫描网络信号。将接收数据包通过ClientSocket控
件或AT指令集格式反解读，反馈到管理员界面，提示管理员并且将信息存入数据库；远程
控制台有人管理并且选择强制工作模式时，则发送相应指令，扫描反馈值。 为进一步完善，可在在线监测与切换单元添加OTDR单元。检测到光路故障后，启
动该单元，探测出故障点距离在线监测与切换单元的距离。并及时反馈给系统管理员进行
维修补救。 本发明的优点及积极效果如下通过引入对数放大器后，显著提高了传统光纤光功率采集值的精度并增大了采集值的范围，改善了光纤长途干线网长距离传输后由于衰减偏大而难以准确测定的问题，使得传统光路保护中光路切换更加准确可靠。另外，引入通信控制单元后，实现了对光路保护模块的远程集中管理。
图1为本发明方案系统构成示意图； 其中1、在线监测与切换单元，2、通信控制单元，3、远程控制台，4、 GPRS网络，5、以太网。 图2为本发明在线监测与切换单元结构示意图； 其中6、主光路，7、辅光路，8、分光器，9、光电二极管，10、对数放大器，11、 A/D转换器，12、控制芯片，13、光开关，21、选通光路。
图3为本发明通信控制单元结构示意图； 其中14、通信单元控制芯片，15、片选芯片，16、控制命令，17、以太网控制器，18、GPRS控制器，19、以太网回送信息，20、 GPRS回送信息。 图4为本发明在线监测与切换单元工作流程示意图。其中(1)-(13)为其中的各个步骤。
具体实施例方式
下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明，但不限于此。
实施例1 : —种高精度可远控光路切换方法，将在线监测与切换单元通过以太网或GPRS方式与远程控制台交互信息，采用主、辅光纤线路传送光信号，并对光信号功率进行监测且与设定切换阈值比较以确定光路切换选通，如图4所示，步骤如下 (1)、初始化，包括在线监测与切换单元复位、通信控制单元复位、光开关选通主光路、清空缓存区； (2)、在线监测与切换单元控制芯片检测有无串口命令，有则转到步骤(8)，否则转到下一步； (3)、对主、辅光纤线路光功率实时监测，向在线监测与切换单元控制芯片传送主辅光路光功率值； (4)、判断主光路光功率值是否高于阈值，是则转到步骤(2)，否则转到下一步；
(5)、判断辅光路光功率值是否高于阈值，是则转到步骤(7)，否则转到下一步；
(6)、向远程控制台报错，转到步骤(2);
(7)、切换光开关，转到步骤(2); (8)、判断串口指令，若为选通光路，则转到步骤(10);若为查询光路，则转到步骤(11);若为查询功率值，则转到步骤(12);若为设定阈值，则转到步骤(13);若为切换到正常模式，则转到步骤(3);否则转到下一步； (9)、向远程控制台回送指令错误信息，转到步骤(2);
(10)、光开关选通所选光路，回送成功消息，转到步骤(2);
(11)、返回光开关选通的位置，转到步骤(2);
(12)、返回当前所选光路的光功率值，转到步骤(2);
(13)、改变程序中的光功率阈值，转到步骤(2)。
实施例2 : —种用于上述方法的高精度可远控光路切换系统，如图1-3所示，由在线监测与切换单元1、通信控制单元2和远程控制台3组成，其特征在于在线监测与切换单元1由两组分光器8、光电二极管9、对数放大器10、 A/D转换器11、光开关13和控制芯片12构成；两组分光器8位于光电二极管9前面分别接收来自主光纤6和辅光纤7的光信号并将其按照3 :97分光比分解为两路信号，其中分光多的一路光信号传送到光开关13以供选通光路之用，分光少的一路光信号传送到光电二极管9 ;光电二极管9后依次连接对数放大器10和A/D转换器11，实现对光信号进行对数放大和模数转换；A/D转换器11通过接口连接到控制芯片12，控制芯片12上的接口连接光开关13以控制由主光纤6或辅光纤7所得的选通光路21 ;通信控制单元2由以太网控制器17、GPRS控制器18、片选芯片15和通信单元控制芯片14构成，片选芯片15分别和以太网控制器17、 GPRS控制器18、通信单元控制芯片14相连接；远程控制台3由软件平台构成，在计算机Li皿x系统平台下运行；在线监测与切换单元1和通信控制单元2相连接，通信控制单元2经GPRS网络4或以太网5与远程控制台3相连，实现交互信息的有线与无线传输。
权利要求
一种高精度可远控光路切换方法，将在线监测与切换单元通过以太网或GPRS方式与远程控制台交互信息，采用主、辅光纤线路传送光信号，并对光信号功率进行监测且与设定切换阈值比较以确定光路切换选通，步骤如下(1)、初始化，包括在线监测与切换单元复位、通信控制单元复位、光开关选通主光路、清空缓存区；(2)、在线监测与切换单元控制芯片检测有无串口命令，有则转到步骤(8)，否则转到下一步；(3)、对主、辅光纤线路光功率实时监测，向在线监测与切换单元控制芯片传送主辅光路光功率值；(4)、判断主光路光功率值是否高于阈值，是则转到步骤(2)，否则转到下一步；(5)、判断辅光路光功率值是否高于阈值，是则转到步骤(7)，否则转到下一步；(6)、向远程控制台报错，转到步骤(2)；(7)、切换光开关，转到步骤(2)；(8)、判断串口指令，若为选通光路则转到步骤(10)；若为查询光路，则转到步骤(11)；若为查询功率值，则转到步骤(12)；若为设定阈值，则转到步骤(13)；若为切换到正常模式，则转到步骤(3)；否则转到下一步；(9)、向远程控制台回送指令错误信息，转到步骤(2)；(10)、光开关选通所选光路，回送成功消息，转到步骤(2)；(11)、返回光开关选通的位置，转到步骤(2)；(12)、返回当前所选光路的光功率值，转到步骤(2)；(13)、改变程序中的光功率阈值，转到步骤(2)。
2. —种用于权利要求1所述方法的光路切换系统，由在线监测与切换单元、通信控制单元和远程控制台组成，其特征在于在线监测与切换单元由两组分光器、光电二极管、对数放大器、A/D转换器、光开关和控制芯片构成；两组分光器位于光电二极管前面分别接收来自主光纤和辅光纤的光信号并将其按照3 : 97分光比分解为两路信号，其中分光多的一路光信号传送到光开关以供选通光路之用，分光少的一路光信号传送到光电二极管；光电二极管后依次连接对数放大器和A/D转换器，实现对光信号进行对数放大和模数转换；A/D转换器通过接口连接到控制芯片，控制芯片上的接口连接光开关以控制由主光纤或辅光纤所得分光光路的选通；通信控制单元由以太网控制器、GPRS控制器、片选芯片和通信单元控制芯片构成，片选芯片分别和以太网控制器、GPRS控制器、通信单元控制芯片相连接；远程控制台由软件平台构成，在计算机Li皿x系统平台下运行；在线监测与切换单元和通信控制单元相连接，通信控制单元经GPRS网络或以太网与远程控制台相连，实现交互信息的有线与无线传输。
全文摘要
一种高精度可远控光路切换的方案及系统，属光网络通信技术领域，将在线监测与切换单元通过以太网或GPRS方式与远程控制台交互信息，采用主、辅光纤线路传送光信号，并对光信号功率进行监测且与设定切换阈值比较以确定光路切换选通，系统由在线监测与切换单元、通信控制单元等组成，在线监测与切换单元由分光器、光电二极管、对数放大器、A/D转换器、光开关和控制芯片构成；通过引入对数放大器后，显著提高了传统光纤光功率采集值的精度并增大了采集值的范围，改善了光纤长途干线网长距离传输后由于衰减偏大而难以准确测定的问题，使得传统光路保护中光路切换更加准确可靠。另外，引入通信控制单元后，实现了对光路保护模块的远程集中管理。
文档编号H04B10/12GK101789827SQ201010101788
公开日2010年7月28日 申请日期2010年1月27日 优先权日2010年1月27日
发明者李康, 李本泰 申请人:山东大学