一种基于光纤链路的监测系统、方法、终端及可读存储介质与流程

本发明涉及信号传输技术领域，尤其涉及一种基于光纤链路的监测系统、方法、终端及可读存储介质。

背景技术：

光纤通信技术从光通信中脱颖而出，成为现代通信的重要支柱，在现代电信网中起着举足轻重的作用。光纤作为该技术的传输媒介，在骨干网、城域网上广泛部署，时刻承载着海量数据的传输和交互。光纤通信除了通信容量大、通信距离远、抗干扰能力强等诸多优点之外，还存在着质地脆、机械强度差的不足。光纤一旦被意外损坏，造成的损失不可估量。光链路性能监测目前主要应用的技术手段是otdr技术，该技术已经广泛应用于骨干光缆网的建设、开通和维护中，主要用于光缆的光学性能测试和故障点精确定位。人工携带仪表测试方法无法对多根光纤的链路质量进行一次测量，若要检测某条纤的状态则需要人工使用仪表对该光缆段落进行测量，人员参与度高，操作费时、费力，并且很难快速地了解所有链路的端到端质量状况。同时这种测量方法很难对整个网络的所有光链路进行覆盖测试，随着测量设备实际使用年限减少，测量设备长期测试结果也会有所变化，需要定期调整测量参数，使用效率低下，仅适用于光缆网管理系统功能不完善的情况。

技术实现要素：

针对上述技术不足，本发明提供一种基于光纤链路的监测系统，其中：包括，

采集单元，连接一传感光纤，用以采集光脉冲信号和/或光传感信号，根据所述光脉冲信号和/或所述光传感信号形成一采集数据输出；

服务单元，用以接收所述采集数据，对所述采集数据做分析处理以形成一采集信号，对所述采集信号和所述标准信号做比较处理以形成一比较结果输出。

优选地，上述的一种基于光纤链路的监测系统，其中：所述采集单元包括：

振动探测模块，连接所述传感光纤，用以对接入的传感光纤的纤芯做振动监控，并将监控数据上传；

光开关模块，用以分别连接所述振动探测模块和所述传感光纤，用以控制所述传感光纤与所述振动探测模块之间的工作状态；

控制模块，分别连接所述光开关模块和振动探测模块，用以输出控制所述振动探测模块和所述光开关模块的控制信号。

优选地，上述的一种基于光纤链路的监测系统，其中，所述采集单元设置于所述传感光纤的任意一端。

优选地，上述的一种基于光纤链路的监测系统，其中还包括通信单元，连接所述服务单元，用以接收所述比较结果，并将所述比较结果传输至管理端，所述管理端根据所述比较结果判断当前所述传感光纤的工作状态。

另一方面，本发明在提供一种基于光纤链路的监测方法，其中，包括，

于激活状态下，接收每个特征点当前的工作状态参数，根据预设的标准工作状态判断当前的工作状态是否异常；

与所述特征点处于异常状态下，根据每个特征点的获取当前特征点的权重系数；

根据每个特征点的权重系数以及该特征点的连接状态计算形成该特征点的利用率；

根据所述利用率设置每个特征点的报警模式。

优选地，上述的一种基于光纤链路的监测方法，其中，根据每个特征点的权重系数以及该特征点的连接状态计算形成该特征点的利用率；具体包括：

获取每个特征点的直接关联参数以形成第一类保护参数；

获取每个特征点的间接关联参数以形成第二类保护参数；

根据所述第一类保护参数和所述第二类保护参数计算形成剩余空闲容量；

根据所述剩余空闲容量、总量计算形成每个特征节点的利用率。

优选地，上述的一种基于光纤链路的监测方法，其中，根据所述第一类保护参数和所述第二类保护参数计算形成剩余空闲容量，所述第一类保护参数至少包括：直接相连的保护通道数目、直接相连的每条链路的权重值，所述第二类保护参数至少包括，间接相连的保护通道数目；间接相连的每条链路的权重值；

剩余空闲容量计算方法为：

a剩＝a总-∑n∈san·bn-∑n∈scn·dn

s：所有链路数目；

an：相邻保护通路数目；

bn：相邻每条链路通过的权重值；

cn：间接保护通路数目；

dn：间接每条链路通过的权重值；

a剩：特征点所在链路的剩余容量；

a总：链路系统总的容量。

优选地，上述的一种基于光纤链路的监测方法，其中，根据所述利用率设置每个特征点的报警模式具体包括：

于特征点的利用率达到80％的状态下，所述报警模式为发出一次预警；

于特征点的利用率达到90％的状态下，所述报警模式为发出二次预警，并开启备用优选链路。

再一方面，本发明提供一种终端，其中，所述终端包括：

一个或多个处理器；

存储器，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现上述任一所述的一种基于光纤链路的监测方法。

最后，本发明再提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中，该程序被处理器执行时实现上述任一所述的一种基于光纤链路的监测方法。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

在实际应用过程中，只需要在一个地理位置上设置监控设备即可，单端测试，其他端无任何施工；另外一个振动探测模块可探测范围最远可达100km，不同端口的纤芯进行快速轮询检测，当光缆有异常事件发生，轮询测试可立即检测到异常事件导致的振动，并确定到异常点位置；入侵事件精确定位，定位精度最小可到1米。施工、触碰、环境干扰智能识别，网管系统根据现场振动数据和历史环境背景大数据，根据振动信号的变化特征，从多个模式动态评估对线路的影响并对其进行有效预警，防止漏告警和虚告警；振动探测模块采用光纤作为无源探测器，除主机需要供电外，整个传感光缆无源化，并能有效避免雷电干扰，特别适用于易燃易爆及强电磁干扰等场所进行振动监控，迅速定位发生事件的位置或区域，有效解决非接触式监测技术及其带来的误报警现象。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种基于光纤链路的监测系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种基于光纤链路的监测方法流程示意图；

图3为本发明实施例提供的一种基于光纤链路的监测方法中的监测示意图；

图4为本发明实施例提供的一种基于光纤链路的监测方法中的链路示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各步骤描述成顺序的处理，但是其中的许多步骤可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各步骤的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。

如图1所示，本发明提供一种基于光纤链路的监测系统，其中：包括，

采集单元，连接一传感光纤，用以采集光脉冲信号和/或光传感信号，根据所述光脉冲信号和/或所述光传感信号形成一采集数据输出；

服务单元，用以接收所述采集数据，对所述采集数据做分析处理以形成一采集信号，对所述采集信号和所述标准信号做比较处理以形成一比较结果输出。其中，服务单元包括处理装置和管理系统。

在实际应用中，采集单元通过备用光纤连接配线架，两个配线架之间连接有光缆。配线架的另一端分别连接各自的通信设备。所述通信设备可以设置于不同的地理位置上。

所述管理系统包括电子地图拓扑管理、配置和资源管理、测试和分析、告警处理、报表统计、系统管理模块，较优地，还包括外部接口管理。

电子地图拓扑管理中，首先将光缆或管网路由的走向、站点、光缆经过的地标点、故障点显示在地图。该地图可显示当前网络内的所有光缆和当前振动状态，如果当前网络中出现了异样，地图上会采用不同颜色进行标准，例如哪个地方存在问题，以不同颜色标出的故障光缆段和强振动点。其次将设备测试数据的纤芯长度，转换成地图上具体的位置，同时呈现出周边的街道、建筑情况，可以清楚地了解振动点位置和状况。

具体的工作方式为，例如一实施方式，根据监控具体的要求对地图拓扑管理做配置处理，例如配置光缆数据、监控管网对象、传感主机、建立测试路由、测试链路、设置测试参数和分析参数、执行测试管理。

其中分析参数中包括预先设定的标准信号，根据发生振动的状态下对系统内链路、传感主机等进行启动，自动完成测试，完成对强振动点的振动模式进行采集，所有的采集结果记录到数据库，并与标准信号进行对比分析。分析至少包括对强振动点发生的振幅、频率、持续时间、次数的综合评估，分析和对比不同时间振动位置、强度和频率变化，并根据信号特征做出预警判断。完成对振动告警的产生、显示和处理，主要功能包括当前和历史告警显示、告警过滤、告警确认、告警查询、告警统计、告警清除。

标准信号为一振动信号特征模型库，根据采集到的光缆振动分布曲线，针对光缆线路所处地形、道路等数据，建立施工、车辆、人为触碰引起的振动信号特征模型库。

进一步地，还包括告警单元，其中告警模式包括后台(例如数据库)连接告警、采集单元告警和振动告警。而且告警有相应的声音、图形、颜色文本、短消息、app推送等提示信息来通知用户。

用户可以设定相应的条件(例如，告警级别、告警状态、管理区域等)，来显示和定制自己关心的告警事件；根据自己的习惯设置告警的颜色、声音，甚至告警级别。提供基于开始时间、结束时间、告警级别、告警类型、区域、光缆段、测试链路，以及相应组合作为统计条件的当前或历史告警查询和统计。

作为进一步优选实施方式，上述的一种基于光纤链路的监测系统，其中：所述采集单元包括：

振动探测模块，连接所述传感光纤，用以对接入的传感光纤的纤芯做振动监控，并将监控数据上传；所述监控数据包括强振动点发生的振幅、频率、持续时间、次数；振动探测模块可由一个单芯光纤形成。

光开关模块，用以分别连接所述振动探测模块和所述传感光纤，用以控制所述传感光纤与所述振动探测模块之间的工作状态；光开关模块的切换以实现振动探测模块对光缆的纤芯的快速轮询检测，当光缆有异常事件发生时，轮询测试可以立即检测到异常事件导致的振动。

控制模块，分别连接所述光开关模块和振动探测模块，用以输出控制所述振动探测模块和所述光开关模块的控制信号，控制模块根据振动探测模块反馈的监控数据进行处理，以快速定位获取到强振动点的发生位置。

作为进一步优选实施方案，上述的一种基于光纤链路的监测系统，其中，所述采集单元设置于所述传感光纤的任意一端。

作为进一步优选实施方案，上述的一种基于光纤链路的监测系统，其中还包括通信单元，连接所述服务单元，用以接收所述比较结果，并将所述比较结果传输至管理端，所述管理端根据所述比较结果判断当前所述传感光纤的工作状态。

管理端提供各类报表协助用户掌握整个系统的运行状况、光缆周边的振动告警情况。其中故障统计类报表：包括当前告警综合统计表和历史告警统计报表，可以按告警开始时间、结束时间、告警级别、告警类型、告警原因、区域、光缆段、测试链路，以及相应组合作为统计条件，对故障进行统计。振动分析类报表：光缆峰值振动统计报表，统计某一条光缆段和测试链路各时间发生的强振动出现的高峰趋势；统计某一条光缆段和测试链路上随时间变化的各重要隐患点的峰值变化趋势和预警程度。

列举一具体应用，于强振动发生的状态下，振动探测模块获取到异常数据的状态，光纤链路的监测系统被激活，此时振动探测模块持续获取该强振动点发生的振幅、频率、持续时间、次数等异常信息以形成监测数据，根据该监测数据与振动信号特征模型库里的数据做对比判断该强振动的类型，自动判断和识别可能危及光缆的外破事件，同时对于该强振动点进行定位。

上述实施例中，在实际应用过程中，只需要在一个地理位置上设置监控设备即可，单端测试，其他端无任何施工；另外一个振动探测模块可探测范围最远可达100km，不同端口的纤芯进行快速轮询检测，当光缆有异常事件发生，轮询测试可立即检测到异常事件导致的振动，并确定到异常点位置；入侵事件精确定位，定位精度最小可到1米。施工、触碰、环境干扰智能识别，网管系统根据现场振动数据和历史环境背景大数据，根据振动信号的变化特征，从多个模式动态评估对线路的影响并对其进行有效预警，防止漏告警和虚告警；振动探测模块采用光纤作为无源探测器，除主机需要供电外，整个传感光缆无源化，并能有效避免雷电干扰，特别适用于易燃易爆及强电磁干扰等场所进行振动监控，迅速定位发生事件的位置或区域，有效解决非接触式监测技术及其带来的误报警现象。

实施例二

首先，本方案的实现，可以是基于如下前提：

网络模块区分服务端和客户端。将应用程序区分为服务端和客户端，但是和大部分需要区分服务端和客户端的应用程序不同的是，因为考虑到成本控制、程序启动自由、便捷性等原因，本产品不希望单独设立一台计算机作为服务器。

因此，程序会在启动后，通过网络模块首先解析配置文件中提前记录好的信息来判断自身是否是服务端，如果是服务端，那自身既为服务端，又为客户端，其他计算机则为客户端。用户基于客户端可随时查看相应的管理系统。

如图2所示，另一方面，本发明在提供一种基于光纤链路的监测方法，其中，包括，

步骤s110、于激活状态下，接收每个特征点当前的工作状态参数，根据预设的标准工作状态判断当前的工作状态是否异常；进一步地，如图3所示，当采集单元获取到第一个强振动的状态下(即图中第一尖脉冲状态产生时)，系统被唤醒，在预定时间内，继续接收到第二个强振动状态下(即图中第一尖脉冲状态产生时)，系统被激活。如果在预定时间内没有收到第二个强振动，则该系统经过一段时间后进入睡眠状态。如图3所示，如果尖脉冲未超出正常阈值范围，则不产生唤醒动作。

步骤s120、与所述特征点处于异常状态下，根据每个特征点的获取当前特征点的权重系数；特征点主要指节点，如图4所示，例如当前系统中包含10个节点，该10个节点即为特征点，同时主要监控的节点仅为中心节点，即节点3、节点4、节点6、节点10。图中黑色圆圈中的数据表示该节点的权重。

步骤s130、根据每个特征点的权重系数以及该特征点的连接状态计算形成该特征点的利用率；具体包括：

步骤s1301、获取每个特征点的直接关联参数以形成第一类保护参数；

步骤s1302、获取每个特征点的间接关联参数以形成第二类保护参数；

步骤s1303、根据所述第一类保护参数和所述第二类保护参数计算形成剩余空闲容量；具体包括：根据所述第一类保护参数和所述第二类保护参数计算形成剩余空闲容量，所述第一类保护参数至少包括：直接相连的保护通道数目、直接相连的每条链路的权重值，所述第二类保护参数至少包括，间接相连的保护通道数目；间接相连的每条链路的权重值；

剩余空闲容量计算方法为：

a剩＝a总-∑n∈san·bn-∑n∈scn·dn

s：所有链路数目；

an：相邻保护通路数目；

bn：相邻每条链路通过的权重值；

cn：间接保护通路数目；

dn：间接每条链路通过的权重值；

a剩：特征点所在链路的剩余容量；

a总：链路系统总的容量。

步骤s1304、根据所述剩余空闲容量、总量计算形成每个特征节点的利用率。其中，利用率的计算方式为：

η：为利用率。

步骤s140、根据所述利用率设置每个特征点的报警模式。具体地，于特征点的利用率达到80％的状态下，所述报警模式为发出一次预警；于特征点的利用率达到90％的状态下，所述报警模式为发出二次预警，并开启备用优选链路。

其中，具体开启备用优选链路的方法是：

获取到当前利用率达到80％的状态特征节点，形成一转化路径的控制信号输出至替换特征节点，同时获取该状态节点传输的上一个特征节点，

以上一个特征节点为当前的参考特征节点；

读取所述参考特征节点的上一个特征节点以形成所述替换特征节点；

计算所述特换特征节点到目标特征节点之间的链路以形成一备选链路集；

于所述备选链路集中读取并删除与所述参考特征节点匹配的链路以形成备选优选链路集；

于所述备选优选链路集中读取每个备选链路，于每个备选链路中获取第二个特征节点的权重；并对权重做由小到大的排序，以第二权重所匹配的链路作为备用优选链路。在特征节点的利用率达到80％的状态下，优选第二权重所匹配的链路作为备用优选链路，在特征节点的利用率达到90％的状态下，优选第一权重所匹配的链路作为备用优选链路。

通过上述方式，能够实现节点和链路的双保护，恢复速度快，资源利用率高，避免浪费。在发生二次预警的状态下，即根据链路的利用率选择相应的备用优选链路，保障了在链路发生故障之前实现通信方式的切换。避免因链路故障导致通信数据丢失。

上述实施方法中，仅需要对中心节点或站点做监控处理，单端测试，对端无需任何施工。

实施例三

再一方面，本发明提供一种终端，其中，所述终端包括：

一个或多个处理器；

存储器，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现上述任一所述的基于光纤链路的监测方法，

于激活状态下，接收每个特征点当前的工作状态参数，根据预设的标准工作状态判断当前的工作状态是否异常；

与所述特征点处于异常状态下，根据每个特征点的获取当前特征点的权重系数；

根据每个特征点的权重系数以及该特征点的连接状态计算形成该特征点的利用率；

根据所述利用率设置每个特征点的报警模式。

实施例四

本发明再提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中，该程序被处理器执行时实现上述任一所述的一种基于光纤链路的监测方法，具体包括：

于激活状态下，接收每个特征点当前的工作状态参数，根据预设的标准工作状态判断当前的工作状态是否异常；

与所述特征点处于异常状态下，根据每个特征点的获取当前特征点的权重系数；

根据每个特征点的权重系数以及该特征点的连接状态计算形成该特征点的利用率；

根据所述利用率设置每个特征点的报警模式。

存储介质——任何的各种类型的存储器设备或存储设备。术语“存储介质”旨在包括：安装介质，例如cd-rom、软盘或磁带装置；计算机系统存储器或随机存取存储器，诸如dram、ddrram、sram、edoram，兰巴斯(rambus)ram等；非易失性存储器，诸如闪存、磁介质(例如硬盘或光存储)；寄存器或其它相似类型的存储器元件等。存储介质可以还包括其它类型的存储器或其组合。另外，存储介质可以位于程序在其中被执行的计算机系统中，或者可以位于不同的第二计算机系统中，第二计算机系统通过网络(诸如因特网)连接到计算机系统。第二计算机系统可以提供程序指令给计算机用于执行。术语“存储介质”可以包括可以驻留在不同位置中(例如在通过网络连接的不同计算机系统中)的两个或更多存储介质。存储介质可以存储可由一个或多个处理器执行的程序指令(例如具体实现为计算机程序)。

当然，本申请实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的在线多通道数据的同步操作，还可以执行本申请任意实施例所提供的多通道数据的同步方法中的相关操作。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。