CN105227241A - 一种光纤芯远程交换系统和交换方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光纤芯远程交换系统，包含：处理器模块；纤芯交换模块，其与所述的处理器模块通过电路连接；纤芯接口模块，其包含若干个用以提供光缆接入的纤芯接口；所述的处理器模块接收远端主站发送的远程操作指令，并控制纤芯交换模块对纤芯接口模块的其中两个纤芯接口进行纤芯交换。本发明还公开了一种采用光纤芯远程交换系统实现的光纤芯远程交换方法。本发明能够根据远端主站的远程操作指令实现自动跳接，工作效率高，缩短故障处理时间；节省电力系统的运维成本，减少人力和经济投入。

Description

一种光纤芯远程交换系统和交换方法

技术领域

本发明涉及一种光纤芯远程交换系统和交换方法，应用于智能电网的电力通讯网中光缆网络的运维与检修领域。

背景技术

智能电网的高速发展，是建立在高速的双向通讯网络的基础之上的。光纤通讯是以光波作为信息的载体，以光纤作为通讯媒介的一种通讯方式，目前已经成为智能电网中通讯网络的重要传输手段。然而在实际应用中，智能电网的光纤通讯，尚存在一系列的难点。

由于变电站的地理位置分布数量多，区域广，距离远，当光缆出现故障需要进行光纤跳接时，就需要检修人员到达现场进行人工的光纤跳接操作。这种工作模式，大大延长了故障恢复的时间，增加了电力生产的运维成本。

当检修人员在现场进行人工的光纤跳接操作时，需要对光缆通道进行性能参数的现场测试工作。该测试工作繁琐耗时，尤其当光缆路由通过多个站点时，就需要两组工作人员对每个站点进行光缆的对测，因此增加了大量的人力成本与时间成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种光纤芯远程交换系统和交换方法，能够根据远端主站的远程操作指令实现自动跳接，工作效率高，缩短故障处理时间；节省电力系统的运维成本，减少人力和经济投入。

为实现上述目的，本发明的技术方案是提供一种光纤芯远程交换系统，包含：处理器模块；纤芯交换模块，其与所述的处理器模块通过电路连接；纤芯接口模块，其包含若干个用以提供光缆接入的纤芯接口；所述的处理器模块接收远端主站发送的远程操作指令，并控制纤芯交换模块对纤芯接口模块的其中两个纤芯接口进行纤芯交换。

所述的纤芯交换模块包含：导轨；移动单元，其设置在所述的导轨上，且与所述的处理器模块通过电路连接，该移动单元根据远程操作指令中需要进行纤芯交换的两个纤芯接口的位置，在处理器模块的控制下带动纤芯交换模块沿着导轨移动到对应的纤芯接口处；纤芯对接器；伺服单元，其设置在所述的移动单元的上方，且与所述的处理器模块以及纤芯对接器通过电路连接，当移动单元带动纤芯交换模块移动到对应的纤芯接口处时，由处理器模块控制伺服单元启动，该伺服单元通过纤芯对接器对准纤芯接口，并将连接在该纤芯接口上的光纤接头拔下，或将光纤接头插入该纤芯接口。

所述的移动单元包含：步进电机，其设置在所述的导轨上，且与所述的处理器模块通过电路连接，该步进电机在所述的处理器模块的控制下在轨道上移动；光栅计数器，其设置在所述的步进电机上，且与所述的处理器模块通过电路连接，该光栅计数器实时采集步进电机的移动距离并传输至处理器模块，由处理器模块监控步进电机的移动距离，当步进电机移动到对应的纤芯接口处时，处理器模块控制步进电机停止移动。

所述的伺服单元包含：伺服控制器，其设置在所述的光栅计数器上，且与所述的处理器模块通过电路连接，当步进电机移动到对应的纤芯接口处时，处理器模块控制伺服控制器启动；伺服电机，其与所述的伺服控制器通过电路连接；机械手，其与所述的伺服电机以及纤芯对接器通过电路连接，伺服控制器启动后控制伺服电机以驱动机械手，使得机械后根据纤芯对接器对准纤芯接口，并将连接在该纤芯接口上的光纤接头拔下，或将光纤接头插入该纤芯接口。

所述的光纤芯远程交换系统还包含：通讯模块，其与所述的处理器模块通过电路连接，通过该通讯模块实现远端主站与处理器模块之间的信号传输。

所述的光纤芯远程交换系统还包含：电源模块，其分别与所述的处理器模块、纤芯交换模块以及通讯模块通过电路连接，提供工作电源。

本发明还提供一种光纤芯远程交换方法，包含以下步骤：

S1、远端主站通过通讯模块发送跳接纤芯接口的远程操作指令至处理器模块；

S2、所述的处理器模块通过通讯模块对接收到的远程操作指令进行解析，获取需要跳接的两个纤芯接口在纤芯接口模块上的位置信息；

S3、处理器模块根据当前纤芯接口模块上的各个纤芯接口的连接状态，判断需要跳接的两个纤芯接口当前是否已经插入光纤接头；如需要跳接的两个纤芯接口中至少有一个纤芯接口未插入光纤接头，则停止跳接，并通过通讯模块发送反馈信息至远端主站；如需要跳接的两个纤芯接口均已经插入光纤接头，则继续S4；

S4、处理器模块控制纤芯交换模块将其中第一个纤芯接口上的光纤接头移至交换位纤芯接口处；

S5、处理器模块控制纤芯交换模块将第二个纤芯接口上的光纤接头移至第一个纤芯接口处；

S6、处理器模块控制纤芯交换模块将位于交换位纤芯接口上的光纤接头移至第二个纤芯接口处，以完成两个纤芯接口的自动跳接。

所述的S4、S5和S6中，均包含以下步骤：

SA1、处理器模块根据两个纤芯接口的位置信息，计算出步进电机在导轨上需要移动的距离；

SA2、处理器模块控制步进电机在轨道上移动，由光栅计数器实时采集步进电机的移动距离并传输至处理器模块，由处理器模块监控步进电机的实际移动距离；

SA3、当处理器模块确认步进电机的实际移动距离与其在SA1中计算得到的移动距离相等时，说明步进电机已经带动纤芯交换模块移动到其中一个纤芯接口处，此时处理器模块控制步进电机停止移动，并控制伺服控制器启动；

SA4、伺服控制器控制伺服电机以驱动机械手，使得机械后根据纤芯对接器对准纤芯接口，并将连接在该纤芯接口上的光纤接头拔下；

SA5、重复执行SA2和SA3，处理器模块控制步进电机带动纤芯交换模块移动到另一个纤芯接口处，并控制伺服控制器启动；

SA6、伺服控制器控制伺服电机以驱动机械手，使得机械后根据纤芯对接器对准纤芯接口，并将SA4中拔下的光纤接头插入该纤芯接口。

综上所述，本发明所提供的光纤芯远程交换系统和交换方法，能够根据远端主站的远程操作指令实现自动跳接，具有以下优点：1、工作效率高，可以短时间就完成指定跳接操作，缩短故障处理时间；2、节省电力系统的运维成本，减少人力和经济投入的优点。

附图说明

图1为本发明中的光纤芯远程交换系统的模块示意图；

图2为本发明中的纤芯交换模块的结构示意图；

图3为本发明中的光纤芯远程交换方法的流程图；

图4为本发明中的光纤接口交换的操作示意图。

具体实施方式

以下结合图1～图4，详细说明本发明的多个优选实施例。

如图1所示，为本发明提供的光纤芯远程交换系统，包含：处理器模块1；纤芯交换模块2，其与所述的处理器模块1通过电路连接；纤芯接口模块3，其包含若干个用以提供光缆接入的纤芯接口；所述的处理器模块1接收远端主站发送的远程操作指令，并控制纤芯交换模块2对纤芯接口模块3的其中两个纤芯接口进行纤芯交换。

本实施例中，所述的处理器模块1由CPU和控制接口板组成。

本实施例中，所述的纤芯接口模块3共包含24个纤芯接口，用以提供最多24条光缆的接入。

如图2所示，所述的纤芯交换模块2包含：导轨21；移动单元，其是纤芯交换模块2的底座，设置在所述的导轨21上，且与所述的处理器模块1通过电路连接，该移动单元根据远程操作指令中需要进行纤芯交换的两个纤芯接口的位置，在处理器模块1的控制下带动纤芯交换模块2沿着导轨移动到对应的纤芯接口处；纤芯对接器22；伺服单元，其设置在所述的移动单元的上方，且与所述的处理器模块1以及纤芯对接器22通过电路连接，当移动单元带动纤芯交换模块2移动到对应的纤芯接口处时，由处理器模块1控制伺服单元启动，该伺服单元通过纤芯对接器22对准纤芯接口，并将连接在该纤芯接口上的光纤接头拔下，或将光纤接头插入该纤芯接口，以实现纤芯自动跳接。

所述的移动单元包含：步进电机23，其设置在所述的导轨21上，且与所述的处理器模块1通过电路连接，该步进电机23在所述的处理器模块1的控制下在轨道21上移动；光栅计数器24，其设置在所述的步进电机23上，且与所述的处理器模块1通过电路连接，该光栅计数器24实时采集步进电机23的移动距离并传输至处理器模块1，由处理器模块1监控步进电机23的移动距离，当步进电机23移动到对应的纤芯接口处时，处理器模块1控制步进电机23停止移动。

所述的伺服单元包含：伺服控制器25，其设置在所述的光栅计数器24上，且与所述的处理器模块1通过电路连接，当步进电机23移动到对应的纤芯接口处时，处理器模块1控制伺服控制器25启动；伺服电机26，其与所述的伺服控制器25通过电路连接；机械手27，其与所述的伺服电机26以及纤芯对接器22通过电路连接，伺服控制器25启动后控制伺服电机26以驱动机械手27，使得机械后27根据纤芯对接器22对准纤芯接口，并将连接在该纤芯接口上的光纤接头拔下，或将光纤接头插入该纤芯接口。

所述的光纤芯远程交换系统还包含：通讯模块4，其与所述的处理器模块1通过电路连接，通过该通讯模块4实现远端主站与处理器模块1之间的信号传输。

本实施例中，所述的通讯模块4支持TCP/IP的通讯。

所述的光纤芯远程交换系统还包含：电源模块5，其分别与所述的处理器模块1、纤芯交换模块2以及通讯模块4通过电路连接，提供工作电源。

如图3所示，本发明还提供一种光纤芯远程交换方法，包含以下步骤：

S1、远端主站通过通讯模块4发送跳接纤芯接口的远程操作指令至处理器模块1；

S2、所述的处理器模块1通过通讯模块4对接收到的远程操作指令进行解析，获取需要跳接的两个纤芯接口在纤芯接口模块3上的位置信息；

S3、处理器模块1根据当前纤芯接口模块3上的各个纤芯接口的连接状态，判断需要跳接的两个纤芯接口当前是否已经插入光纤接头；如需要跳接的两个纤芯接口中至少有一个纤芯接口未插入光纤接头，则停止跳接，并通过通讯模块4发送反馈信息至远端主站；如需要跳接的两个纤芯接口均已经插入光纤接头，则继续S4；

S4、处理器模块1控制纤芯交换模块2将其中第一个纤芯接口上的光纤接头移至交换位纤芯接口处；

S5、处理器模块1控制纤芯交换模块2将第二个纤芯接口上的光纤接头移至第一个纤芯接口处；

S6、处理器模块1控制纤芯交换模块2将位于交换位纤芯接口上的光纤接头移至第二个纤芯接口处，以完成两个纤芯接口的自动跳接。

所述的S4、S5和S6中，均包含以下步骤：

SA1、处理器模块1根据两个纤芯接口的位置信息，计算出步进电机23在导轨21上需要移动的距离；

此处所述的两个纤芯接口可以是需要跳接的第一个纤芯接口和第二个纤芯接口，或者是需要跳接的第一个纤芯接口和交换位纤芯接口，或者是需要跳接的第二个纤芯接口和交换位纤芯接口；

SA2、处理器模块1控制步进电机23在轨道21上移动，由光栅计数器24实时采集步进电机23的移动距离并传输至处理器模块1，由处理器模块1监控步进电机23的实际移动距离；

SA3、当处理器模块1确认步进电机23的实际移动距离与其在SA1中计算得到的移动距离相等时，说明步进电机23已经带动纤芯交换模块2移动到其中一个纤芯接口处，此时处理器模块1控制步进电机23停止移动，并控制伺服控制器25启动；

SA4、伺服控制器25控制伺服电机26以驱动机械手27，使得机械后27根据纤芯对接器22对准纤芯接口，并将连接在该纤芯接口上的光纤接头拔下；

SA5、重复执行SA2和SA3，处理器模块1控制步进电机23带动纤芯交换模块2移动到另一个纤芯接口处，并控制伺服控制器25启动；

SA6、伺服控制器25控制伺服电机26以驱动机械手27，使得机械后27根据纤芯对接器22对准纤芯接口，并将SA4中拔下的光纤接头插入该纤芯接口。

如图4所示，通过一个具体实施例，详细说明本发明的光纤芯远程交换方法。例如，在某个变电站里的光纤通讯出现故障，需要对其中两个光纤接口进行自动跳接，具体执行过程如下：

S1、操作人员在远端主站发出3号纤芯接口与14号纤芯接口需要跳接的远程操作指令，该远程操作指令通过通讯模块4传输至处理器模块1；

S2、所述的处理器模块1通过通讯模块4对接收到的远程操作指令进行解析，获取需要跳接的3号纤芯接口和14号纤芯接口在纤芯接口模块3上的位置信息，如图4A所示；

S3、处理器模块1根据当前纤芯接口模块3上的各个纤芯接口的连接状态，判断需要跳接的3号纤芯接口和14号纤芯接口当前是否已经插入光纤接头；如这两个纤芯接口至少有一个存在空接等异常情况，则停止跳接，并发送反馈信息至远端主站；否则继续执行S4；

S4、处理器模块1控制纤芯交换模块2，将3号纤芯接口上的光纤接头移至交换位纤芯接口上，如图4B所示；

S5、处理器模块1控制纤芯交换模块2，将14号纤芯接口上的光纤接头移至3号纤芯接口上，如图4C所示；

S6、处理器模块1控制纤芯交换模块2，将位于交换位纤芯接口上的光纤接头移至3号纤芯接口上，如图4D所示，从而完成3号纤芯接口与14号纤芯接口的自动跳接。

综上所述，本发明所提供的光纤芯远程交换系统和交换方法，能够根据远端主站的远程操作指令实现自动跳接，相比现有技术中需要操作人员在光纤配线架上进行手动跳接的方法，本发明具有以下优点：1、工作效率高，可以短时间就完成指定跳接操作，缩短故障处理时间；2、节省电力系统的运维成本，减少人力和经济投入的优点。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (8)

1.一种光纤芯远程交换系统，其特征在于，包含：

处理器模块（1）；

纤芯交换模块（2），其与所述的处理器模块（1）通过电路连接；

纤芯接口模块（3），其包含若干个用以提供光缆接入的纤芯接口；

所述的处理器模块（1）接收远端主站发送的远程操作指令，并控制纤芯交换模块（2）对纤芯接口模块（3）的其中两个纤芯接口进行纤芯交换。

2.如权利要求1所述的光纤芯远程交换系统，其特征在于，所述的纤芯交换模块（2）包含：

导轨（21）；

移动单元，其设置在所述的导轨（21）上，且与所述的处理器模块（1）通过电路连接，该移动单元根据远程操作指令中需要进行纤芯交换的两个纤芯接口的位置，在处理器模块（1）的控制下带动纤芯交换模块（2）沿着导轨移动到对应的纤芯接口处；

纤芯对接器（22）；

伺服单元，其设置在所述的移动单元的上方，且与所述的处理器模块（1）以及纤芯对接器（22）通过电路连接，当移动单元带动纤芯交换模块（2）移动到对应的纤芯接口处时，由处理器模块（1）控制伺服单元启动，该伺服单元通过纤芯对接器（22）对准纤芯接口，并将连接在该纤芯接口上的光纤接头拔下，或将光纤接头插入该纤芯接口。

3.如权利要求2所述的光纤芯远程交换系统，其特征在于，所述的移动单元包含：

步进电机（23），其设置在所述的导轨（21）上，且与所述的处理器模块（1）通过电路连接，该步进电机（23）在所述的处理器模块（1）的控制下在轨道（21）上移动；

光栅计数器（24），其设置在所述的步进电机（23）上，且与所述的处理器模块（1）通过电路连接，该光栅计数器（24）实时采集步进电机（23）的移动距离并传输至处理器模块（1），由处理器模块（1）监控步进电机（23）的移动距离，当步进电机（23）移动到对应的纤芯接口处时，处理器模块（1）控制步进电机（23）停止移动。

4.如权利要求3所述的光纤芯远程交换系统，其特征在于，所述的伺服单元包含：

伺服控制器（25），其设置在所述的光栅计数器（24）上，且与所述的处理器模块（1）通过电路连接，当步进电机（23）移动到对应的纤芯接口处时，处理器模块（1）控制伺服控制器（25）启动；

伺服电机（26），其与所述的伺服控制器（25）通过电路连接；

机械手（27），其与所述的伺服电机（26）以及纤芯对接器（22）通过电路连接，伺服控制器（25）启动后控制伺服电机（26）以驱动机械手（27），使得机械后（27）根据纤芯对接器（22）对准纤芯接口，并将连接在该纤芯接口上的光纤接头拔下，或将光纤接头插入该纤芯接口。

5.如权利要求1所述的光纤芯远程交换系统，其特征在于，所述的光纤芯远程交换系统还包含：通讯模块（4），其与所述的处理器模块（1）通过电路连接，通过该通讯模块（4）实现远端主站与处理器模块（1）之间的信号传输。

6.如权利要求1所述的光纤芯远程交换系统，其特征在于，所述的光纤芯远程交换系统还包含：电源模块（5），其分别与所述的处理器模块（1）、纤芯交换模块（2）以及通讯模块（4）通过电路连接，提供工作电源。

7.一种光纤芯远程交换方法，其特征在于，包含以下步骤：

S1、远端主站通过通讯模块（4）发送跳接纤芯接口的远程操作指令至处理器模块（1）；

S2、所述的处理器模块（1）通过通讯模块（4）对接收到的远程操作指令进行解析，获取需要跳接的两个纤芯接口在纤芯接口模块（3）上的位置信息；

S3、处理器模块（1）根据当前纤芯接口模块（3）上的各个纤芯接口的连接状态，判断需要跳接的两个纤芯接口当前是否已经插入光纤接头；如需要跳接的两个纤芯接口中至少有一个纤芯接口未插入光纤接头，则停止跳接，并通过通讯模块（4）发送反馈信息至远端主站；如需要跳接的两个纤芯接口均已经插入光纤接头，则继续S4；

S4、处理器模块（1）控制纤芯交换模块（2）将其中第一个纤芯接口上的光纤接头移至交换位纤芯接口处；

S5、处理器模块（1）控制纤芯交换模块（2）将第二个纤芯接口上的光纤接头移至第一个纤芯接口处；

S6、处理器模块（1）控制纤芯交换模块（2）将位于交换位纤芯接口上的光纤接头移至第二个纤芯接口处，以完成两个纤芯接口的自动跳接。

8.如权利要求7所述的光纤芯远程交换方法，其特征在于，所述的S4、S5和S6中，均包含以下步骤：

SA1、处理器模块（1）根据两个纤芯接口的位置信息，计算出步进电机（23）在导轨（21）上需要移动的距离；

SA2、处理器模块（1）控制步进电机（23）在轨道（21）上移动，由光栅计数器（24）实时采集步进电机（23）的移动距离并传输至处理器模块（1），由处理器模块（1）监控步进电机（23）的实际移动距离；

SA3、当处理器模块（1）确认步进电机（23）的实际移动距离与其在SA1中计算得到的移动距离相等时，说明步进电机（23）已经带动纤芯交换模块（2）移动到其中一个纤芯接口处，此时处理器模块（1）控制步进电机（23）停止移动，并控制伺服控制器（25）启动；

SA4、伺服控制器（25）控制伺服电机（26）以驱动机械手（27），使得机械后（27）根据纤芯对接器（22）对准纤芯接口，并将连接在该纤芯接口上的光纤接头拔下；

SA5、重复执行SA2和SA3，处理器模块（1）控制步进电机（23）带动纤芯交换模块（2）移动到另一个纤芯接口处，并控制伺服控制器（25）启动；

SA6、伺服控制器（25）控制伺服电机（26）以驱动机械手（27），使得机械后（27）根据纤芯对接器（22）对准纤芯接口，并将SA4中拔下的光纤接头插入该纤芯接口。