CN109510663A - 一种基于智能光纤配线进行光缆监测及大数据分析的***和方法 - Google Patents

Abstract

本申请的实施方式提供了一种基于智能光纤配线架进行光缆监测及大数据分析的***和方法，通过包含云端服务器、分布式一级区域服务器、分布式二级区域服务器、基于智能光纤配线架进行光缆监测的装置及控制终端的***对光缆进行实时监测和大数据分析。实时、真实、多维度的得到光缆监测数据，覆盖范围大，有效的进行大数据分析。为光纤配线网的规划、建设、使用和维护以及周边合作方提供切之有效的决策辅助信息，满足日益增长的光缆使用需求。

Description

一种基于智能光纤配线进行光缆监测及大数据分析的***和 方法

技术领域

本发明的实施方式涉及光纤技术领域，特别涉及一种光纤监测及分析的***和方法。

背景技术

本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

随着现代通信技术的发展，光缆被大量应用于通信信号传输。伴随着大规模部署的光缆网络而来的是网络维护难度的提升。由于光缆作为物理介质，它本身就具备性能裂化的使用寿命问题，在加上外部环境、使用方式等影响，容易产生光缆损坏、故障中断等事件。

现有技术中对光缆检测存在四种常见方式：

备纤轮询监测方式：备纤接入不会影响业务线路，但会占用一芯备纤，适合光纤资源较充足的场景。

备纤告警驱动监测方式：同样，备纤接入不会影响业务线路，但会占用一芯备纤，适合光纤资源较充足的场景。远端LSU光源持续发光，局端OPD光功率检测板卡实时监控远端LSU光源的光信号，当光信号强度低于OPD告警门限时，上报告警，***自动启动对相应光纤线路的检测。

在线轮询监测方式：不需要使用空闲光纤资源，检测设备外置，检测方向固定，在原有的业务光纤上可以进行监测，可直接放映在用纤芯的状态。OTDR轮询测试光纤线路。

在线告警驱动监测方式：业务信号和监控信号使用通一根光纤，不占用用户光线资源。局端OPD光功率监测板卡实时监控远端业务设备的光信号，当光信号强度低于OPD告警门限时，上报告警，***自动启动对相应光纤线路进行监测。OTDR轮询测试光纤线路，定期监控光纤性能。

现有检测方式和***的缺点在于：往往是发现问题再处理问题，无法做到光缆性能变化和故障的实时的、准确的预测，同时在光缆的数据提取、存储和处理分析上采用的是人工记录及手工录入，导致数据提取维度有限、数据的实时性和真实性无法保障、数据涵盖范围小且难以进行有效的分析，无法为光纤配线网的规划、建设、使用和维护以及周边合作方提供切之有效的决策辅助信息，这些都难以满足日益增长的光缆使用需求，急需行之有效的***和方法对光缆进行监测及大数据分析。

发明内容

为此，本申请提供了一种基于智能光纤配线架进行光缆监测及大数据分析的***和方法，能够实时、准确地上报光缆测试数据，及时进行光缆性能分析并呈现分析报告，提高光缆运维的准确度和效率，为光纤配线网的规划、建设、使用和维护提供依据。

本申请提供的一种基于智能光纤配线架进行光缆监测及大数据分析的***，包括：云端服务器、分布式一级区域服务器、分布式二级区域服务器、基于智能光纤配线架进行光缆监测的装置及控制终端；其中，所述分布式二级区域服务器对接区域内所述基于智能光纤配线架进行光缆监测的装置，从该装置获取的光缆数据并进行存储和分析；所述分布式一级区域服务器对接区域内所述分布式二级区域服务器，接收所述分布式二级区域服务器中的数据，进行存储和分析；云端服务器对接区域内分布式一级区域服务器，接收所述分布式一级区域服务器中的数据，得出分析报告；所述控制终端用于配置所述云端服务器、分布式一级区域服务器、分布式二级区域服务器、基于智能光纤配线架进行光缆监测的装置，接收并显示所述分析报告。

优选的，所述云端服务器包括主云端服务器和备云端服务器。

优选的，所述基于智能光纤配线架进行光缆监测的装置包括：光设备接口单元、光缆接口单元、数据采集与控制单元、光耦合单元、光路选择单元、光缆检测单元、数据处理与显示单元；其中，所述光设备接口单元，用于装置与外界设备或外界光缆连接；所述光缆接口单元，用于装置与外界光缆连接；数据采集和控制单元用于控制所述光耦合单元、光路选择单元和光缆检测单元；所述光耦合单元，用于进行检测信号波长耦合方式的切换；所述光路选择单元，用于控制光缆检测信号进入选定光纤；所述光缆检测单元，用于对选定光缆进行检测，并将检测数据反馈数据采集和控制单元；所述通信单元，用于与控制终端间的通信。

优选的，所述基于智能光纤配线架进行光缆监测的装置包括地理信息单元，通过集成的电子地图和地标，进行光纤数据定位。

优选的，所述基于智能光纤配线架进行光缆监测的装置包括盲区规避单元，用于根据数据采集和控制单元的控制规避所述光缆检测单元在检测时产生的检测盲区。

优选的，所述盲区规避单元为可调或固定型衰减器，或者光纤。

优选的，所述基于智能光纤配线架进行光缆监测的装置初始化完毕后，所述数据采集和控制单元，控制所述光缆检测单元发出非业务波长，并控制所述光路选择单元对所有光缆内的光纤进行定时轮询检测。

优选的，所述装置检测到光纤故障后，所述数据采集和控制单元，控制所述光缆检测单元将检测光信号切换成业务波长进行检测，并控制所述光耦合单元进行对应波长切换。

优选的，所述光耦合单元由N个三端口光路可调入射检测波长耦合器阵列组成，N为光缆纤芯数，三个端口分别连接所述光设备接口单元、光缆接口单元和所述光路选择单元。

优选的，所述光耦合单元进行检测波长耦合切换的方式包括光栅控制波长选择、变更滤光片控制波长选择及滤镜形态控制波长选择。

优选的，用于检测的业务波长范围为1300nm-1320nm和 1535nm-1565nm，用于检测的非业务波长范围为1480nm～1520nm和 1615nm-1633nm。

优选的，所述光路选择单元为一个1分N的光开关。

优选的，所述分布式二级区域服务器接收区域内所述基于智能光纤配线架进行光缆监测装置的数据包括，所述装置定时将接收到的光缆数据上传所述分布式二级区域服务器；所述分布式二级区域服务器向所述装置调取光缆数据。

优选的，所述分布式一级区域服务器接收所述分布式二级区域服务器中的数据包括，所述分布式二级区域服务器将接收到的光缆数据进行分析处理后，上传所述分布式一级区域服务器；所述分布式一级区域服务器向所述分布式二级区域服务器调取数据。

优选的，所述云端服务器接收所述分布式一级区域服务器中的数据包括，所述分布式一级区域服务器将接收到的光缆数据进行分析处理后，上传所述云端服务器；所述云端服务器向所述分布式一级区域服务器调取数据。

本申请提供了一种基于智能光纤配线架进行光缆监测及大数据分析的方法，包括：控制终端对云端服务器、分布式一级区域服务器、分布式二级区域服务器、基于智能光纤配线架进行光缆监测的装置进行配置；所述装置对光缆进行实时监测，接收并存储光缆数据；所述分布式二级区域服务器接收所述装置的监测光缆数据，并进行存储和分析；所述分布式一级区域服务器接收所述分布式二级区域服务器中的数据，进行存储和分析；所述云端服务器接收所述分布式一级服务器中的数据，得出分析报告；控制终端接收并显示所述分析报告。

优选的，所述控制终端对云端服务器、分布式一级区域服务器、分布式二级区域服务器进行配置包括，存储硬件数据，包括部署数据、录入数据和路由数据，设置数据的组合方式、数据的选取位置、数据的选取时间及数据的选取类型；所述控制终端对基于智能光纤配线架进行光缆监测的装置进行配置包括但不限于，设置检测时间间隔、检测脉宽。

优选的，所述装置对光缆进行实时监测，获取并存储光缆数据包括，通过光设备接口单元与外界设备或外界光缆连接；通过光缆接口单元外界光缆连接；通过数据采集和控制单元控制光耦合单元、光路选择单元和光缆检测单元；通过所述光耦合单元进行检测信号波长耦合方式的切换；通过所述光路选择单元控制光缆检测信号进入选定光纤；通过所述光缆检测单元对选定光缆进行检测，并将检测数据反馈数据采集和控制单元存储；通过通信单元接受控制终端的配置。

优选的，所述装置通过地理信息单元集成的电子地图和地标，进行光纤数据定位。

优选的，所述装置通过盲区规避单元规避所述光缆检测单元在检测时产生的检测盲区。

优选的，所述装置初始化完毕后，所述数据采集和控制单元，控制所述光缆检测单元发出非业务波长，并控制所述光路选择单元对所有光缆内的光纤进行定时轮询检测。

优选的，所述装置检测到光纤故障后，所述数据采集和控制单元控制所述光缆检测单元将检测光信号切换成业务波长进行检测，并控制所述光耦合单元进行对应波长切换。

优选的，所述光耦合单元进行检测波长耦合切换的方式包括光栅控制波长选择、变更滤光片控制波长选择及滤镜形态控制波长选择。

优选的，用于检测的业务波长范围为1300nm-1320nm和 1535nm-1565nm，用于检测的非业务波长范围为1480nm～1520nm和 1615nm-1633nm。

优选的，所述分布式二级区域服务器接收所述装置的监测光缆数据，并进行存储和分析包括，所述装置定时将获取的光缆数据通过所述通信单元上传所述分布式二级区域服务器；所述分布式二级区域服务器向所述装置调取光缆数据；所述分布式二级区域服务器基于时间、地点、温度、光纤性能变化、光纤厂家、批次、特殊事件、故障原因等条件对接收到的监测光缆进行分析。

优选的，所述分布式一级区域服务器接收所述分布式二级区域服务器中的数据，进行存储和分析包括，所述分布式二级区域服务器将接收到的光缆数据进行分析处理后，上传所述分布式一级区域服务器；所述分布式一级区域服务器向所述分布式二级区域服务器调取数据；存储接收到的所述分布式二级区域服务器的分析数据，并根据预置的策略进行数据挖掘分析，所述策略包括数据的组合方式、数据的选取位置、数据的选取时间及数据的选取类型。

优选的，所述云端服务器接收所述分布式一级服务器中的数据，得出分析报告包括，所述分布式一级区域服务器将分析后的数据上传所述云端服务器；所述云端服务器向所述分布式一级区域服务器调取数据；存储接收到的所述分布式一级区域服务器的分析数据，并根据预置的策略进行数据挖掘分析，所述策略包括数据的组合方式、数据的选取位置、数据的选取时间及数据的选取类型。

本申请所提供的技术方案可以实时、真实、多维度的得到光缆监测数据，覆盖范围大，可以有效的进行大数据分析。为光纤配线网的规划、建设、使用和维护以及周边合作方提供切之有效的决策辅助信息，满足日益增长的光缆使用需求。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若干实施方式，其中：

图1为基于智能光纤配线进行光缆监测及大数据分析***一个实施例的结构示意图；

图2为基于智能光纤配线进行光缆监测及大数据分析***的另一个实施例的结构图；

图3为基于智能光纤配线架进行光缆监测装置的一个实施例的结构图；

图4为基于智能光纤配线架进行光缆监测装置的另一个实施例的结构图；

图5为基于智能光纤配线架进行光缆监测装置的另一个实施例的结构图；

图6为光耦合单元结构示意图；

图7为光路选择单元结构示意图；

图8为光缆监测处理流程的一个实施例；

图9为光缆监测及大数据分析流程的一个实施例；

图10为一个实施例中分布式二级区域服务器A的数据分析曲线；

图11为一个实施例中分布式二级区域服务器B的数据分析曲线；

图12为一个实施例中分布式一级区域服务器1的数据分析曲线；

图13为一个实施例中分布式二级区域服务器C的数据分析曲线；

图14为一个实施例中分布式二级区域服务器D的数据分析曲线；

图15为一个实施例中分布式一级区域服务器2的数据分析曲线；

图16为一个实施例中云端服务器的数据分析曲线。

具体实施方式

图1为基于智能光纤配线进行光缆监测及大数据分析***的一个实施例的结构图。该***包括：基于智能光纤配线架进行光缆监测的装置(说明书以下部分及附图中智能光缆监测装置均为基于智能光纤配线架进行光缆监测的装置的简称)若干,对光缆进行实时监测，获取并存储光缆数据。分布式二级区域服务器A-D分别接收、存储及处理所辖若干智能光缆监测装置提供的基础数据，采集的数据包含部署数据、录入数据、检测数据等；分布式一级区域服务器1和2分别接收、存储及处理所辖分布式二级区域服务器的数据，对本区域内的两个分布式二级区域服务器提供的总结性区域数据进行存储及进一步处理(实践中分布式二级服务器个数为N，根据实际部署数量确定)。云端服务器接收、存储及处理来自两个分布式一级服务器的数据，从而形成两个分布式一级区域服务器所辖区域的综合性的***性的大数据(实践中分布式一级服务器个数为M，根据实际部署数量确定)。控制终端用于配置所述云端服务器、分布式一级区域服务器、分布式二级区域服务器和智能光缆监测装置，接收并显示所述分析报告。

图2为基于智能光纤配线进行光缆监测及大数据分析***的另一个实施例的结构图。该***包括：智能光缆监测装置若干,对光缆进行实时监测，获取并存储光缆数据。分布式二级区域服务器A-D分别接收、存储及处理所辖若干智能光缆监测装置提供的基础数据，采集的数据包含部署数据、录入数据、检测数据等；分布式一级区域服务器1和2分别接收、存储及处理所辖分布式二级区域服务器的数据，分别对本区域内的两个分布式二级区域服务器提供的总结性区域数据进行存储及进一步处理(实践中分布式二级服务器个数为N，根据实际部署数量确定)。两个互为备份的云端服务器1和2 分别接收、存储及处理来自两个分布式一级服务器的数据，从而分别形成两个分布式一级区域服务器所辖区域的综合性的***性的大数据(实践中分布式一级服务器个数为M，根据实际部署数量确定)。控制终端用于配置所述云端服务器、分布式一级区域服务器、分布式二级区域服务器和智能光缆监测装置，接收并显示所述分析报告。

图3为基于智能光纤配线架进行光缆监测装置的一个实施例的结构图。该装置包括：光设备接口单元301、光耦合单元302、光路选择单元303、光缆检测单元304、数据采集与控制单元305、通信单元306和光缆接口单元307。各单元之间的连接关系是：局内光交设备通过光设备接口单元 301连接本装置，光耦合单元302通过三端口分别连接光设备接口单元 301、光路选择单元303和光缆接口单元307，光路选择单元303连接光缆检测单元304，数据采集与控制单元305分别连接光耦合单元302、光路选择单元303、光缆检测单元304和通信单元306，光缆接口单元307连接待测光缆，通信单元307用于与控制终端和分布式二级区域服务器的通信。

图4为基于智能光纤配线架进行光缆监测装置的另一个实施例的结构图。该装置包括：光设备接口单元401、光耦合单元402、光路选择单元 403、光缆检测单元404、数据采集与控制单元405、地理信息单元406、通信单元407和光缆接口单元408。各单元之间的连接关系是：局内光交设备通过光设备接口单元401连接本装置，光耦合单元402通过三端口分别连接光设备接口单元401、光路选择单元403和光缆接口单元408，光路选择单元403连接光缆检测单元404，数据采集与控制单元405分别连接光耦合单元402、光路选择单元403、光缆检测单元404、地理信息单元 406和通信单元407，光缆接口单元408连接待测光缆，通信单元407用于与控制终端和分布式二级区域服务器的通信。

图5为基于智能光纤配线架进行光缆监测装置的另一个实施例的结构图。该装置包括：光设备接口单元501、光耦合单元502、光路选择单元 503、盲区规避单元504、光缆检测单元505、数据采集与控制单元506、地理信息单元507、通信单元508和光缆接口单元509。各单元之间的连接关系是：局内光交设备通过光设备接口单元501连接本装置，光耦合单元502通过三端口分别连接光设备接口单元501、光路选择单元503和光缆接口单元509，光路选择单元503连接盲区规避单元504，盲区规避单元504连接光缆检测单元505，数据采集与控制单元506分别连接光耦合单元502、光路选择单元503、盲区规避单元504、光缆检测单元505、地理信息单元507和通信单元508，光缆接口单元509连接待测光缆，通信单元508用于与控制终端和分布式二级区域服务器的通信。

图6为本申请的光耦合单元，内部由N(N为光缆纤芯数)个三端口光路可调入射检测波长耦合器阵列形成，三个端口分别为连接光设备接口端元、光路选择单元及光缆接口单元。在智能光缆监测装置启动后，先由光缆检测单元控制光路选择单元进行非业务波长光缆检测。在发现某一光缆出现故障后，根据需要在该故障光缆中将光检测单元的检测波长切换成业务波长进行检测，确保检测结果更加精准。光耦合单元进行检测波长耦合方式切换的方式有：光栅控制波长选择，变更滤光片控制波长选择，及滤镜形态控制波长选择等。其中用于业务波长检测的具体波长范围为 1300nm～1320nm/1535nm～1565nm，非业务波长范围为1480nm～1520nm /1615nm～1633nm。

图7为本申请的光路选择单元，由一个1分N(N为光缆纤芯数)的光开关构成。此处的光开关包括但不限于机械光开关或MEMS光开关等多种型态。由数据采集与控制单元进行控制光缆检测信号进入哪一路光纤。并可以设定对所有光缆中的光纤进行逐路扫描检测。

图3-5中的通信单元通过有线和/或无线通信接口，连接控制终端和分布式二级区域服务器，该控制终端装置包括但不限于台式电脑、笔记本电脑、平板电脑和手机。通过通信单元控制终端配置智能光缆监测装置，并将智能光缆监测装置获得的详细的检测数据传送给分布式二级区域服务器。

图3-5中的光缆检测单元由数据采集与控制单元进行控制，发出不影响现有光缆中的通信业务的光信号波长为1480nm～1520nm /1615nm～1633nm进行光缆检测，在检测到光缆故障后，如需进一步保证检测精确，则由数据采集与控制单元控制光路选择单元保持在故障光缆通道，并重新进行探测，此时将探测波长修改为与业务一致的波长，波长范围：1300nm～1320nm/1535nm～1565nm，并将检测结果回馈给数据采集与控制单元。正常工作时，例如光纤内的业务波长为1310nm或者1550nm，为保证业务不受检测光影响，将检测光的波长定位1625nm，进行实时的光纤质量检测；故障发生时(如：光纤断裂)，用1625nm的检测波长，根据下列公式计算故障点位置：其中C为光速，T为1625nm检测波长从激光器发送到故障点，再反向散射到检测单元所需要的时间，n为检测波长在光纤中的折射率。由于不同的波长有不同的折射率，因此L与折射率(或波长)成强相关。折射率偏差0.001，每公里的距离会造成0.7m 的偏差。因此故障定位时，若使用与业务波长相同的检测波长。故障发生后，将检测波长更换为和业务一样的波长(比如1310nm)，检测波长和业务波长一样时，能测得与实际情况相符的距离L。

图5中的盲区规避单元，可以在光缆检测单元在接收到端面菲涅耳反射光到饱和状态后，避免还需等待一段时间，光缆检测单元才能从饱和状态恢复到正常状态，重新检测到瑞利散射光信号，进行光纤损耗的检测。由于存在一段时间光缆检测单元不能准确检测到瑞利散射光，从而形成盲区。通常每一个接头都有对接端面引起反射，都会带来盲区。盲区规避单元用于规避光缆检测单元在测量光缆时产生的检测盲区，此单元为可调或者固定。可使用衰减器或者光纤，或者其他方法来实现。通过数据采集与控制单元来控制盲区控制单元。

图3-5中的数据采集与控制单元负责控制光耦合单元、盲区控制单元、光路选择单元、地理信息单元及光缆检测单元的工作。在***初始化完毕后，首先控制光缆检测单元发出非业务波长(波长范围1480nm～1520nm /1615nm～1633nm)，并控制光路选择单元对所有光缆内的光纤进行定时轮询检测。当检测到光纤故障后，控制光缆检测单元将检测光信号切换成业务波长进行检测(业务检测波长为1300nm～1320nm/1525nm～1565nm)，并同时控制光耦合单元进行对应波长切换，在取得反馈值后，将检测回馈数据发送给数据采集与控制单元，数据采集与控制单元将检测回馈数据通过通信单元传送给分布式区域二级服务器。在智能光缆监测装置中配备有地理信息单元时，调用地理信息单元，在地理信息单元中定位各光缆数据反馈的位置及故障位置，结合地理位置信息的光缆质量数据及故障位置信息通过通信单元发送给分布式区域二级服务器。另外，数据采集与控制单元还可以根据需求进行指定光缆检测，及检测参数设置。

图8为本申请智能光缆监测装置一个实施例的光缆监测处理流程。装置上电/连纤初始化准备：准备光缆长度、类型、光缆布放图，实际工勘数据(损耗)，光缆厂家、批次等信息，通过控制终端录入数据采集与控制单元，生成图纸文件并显示；将入局光缆连接到光缆接口单元，光设备接口单元连接局端光通信设备。装置上电/连纤后初始化检测：在光纤尚未承载业务时，若为初始化上电，则光路选择单元按照端口顺序逐个选择端口然后进行监测；如果为增加光纤，则光路选择单元仅选择新增加光缆的端口进行监测；光缆检测单元发射检测波长的光，通过光路选择单元和光耦合单元，进入到待检光纤中，并根据菲涅尔散射和瑞利反射原理，对待监测光纤进行检测；检测的基准为：光缆布放图，实际工勘数据，光缆厂家指标等；将检测值与检测基准相比较，如检测结果不匹配，则数据采集和控制单元会通过通信单元直接向控制终端触发告警；如检测结果未出现不匹配，将获得的检测数据存储在数据采集和控制单元中，定期上报分布式二级区域服务器，或由分布式二级区域服务器提取，供后续数据分析。定期轮询检测：人工或缺省设置轮询检测的时间间隔、检测脉宽等参数；启动智能光缆监测装置开始进行检测；由光缆检测单元发出不影响现有通信业务的检测光信号，波长为1300nm～1320nm或1480nm～1520nm或 1535nm～1565nm或1615nm～1633nm，进行实时在线检测；光缆检测单元能发出三种不同波段检测光，以避免和业务波长重复而影响光纤中承载的业务；数据采集和控制单元控制光缆检测单元对光路选择单元进行轮询控制，确保在一条光路检测完毕后切换到另外一条光路，如此循环直至所有光路检测完毕，然后开始新一轮检测，如此往复；检测过程中，由于检测波长和业务波长为不同波段，因此不会互相干扰，也不需要备用光纤通道。基于检测数据触发报警或将获取的光缆数据发送至分布式二级区域服务器：数据采集和控制单元将实测光缆数据和检测基准进行对比，检测基准包括，光缆布放图，实际工勘数据，光缆厂家指标及历史平均值；若在检测过程中出现光缆故障(大损耗点或断缆故障)，会通过通信单元向控制终端直接触发告警，光缆维护工作人员到达故障点进行现场故障解决；若在检测过程中无光缆故障，将获得的检测数据存储在数据采集和控制单元中，定期上报分布式二级区域服务器，或由分布式二级区域服务器提取，供后续数据分析。

在本申请智能光缆监测装置光缆监测处理流程的另一个优化实施例中，在执行装置上电/连纤初始化准备过程中，使用地理信息***(GIS)对光缆室外附属设备进行GIS签到定位,并建立信息对应表,存储于地理信息单元中,在装置开通时进行调用。在执行装置上电/连纤后初始化检测过程中，以及后续的定期轮询检测过程中，使用地理信息单元定位故障点及劣化点，进行精准定位。

在本申请智能光缆监测装置光缆监测处理流程的另一个优化实施例中，在执行装置上电/连纤后初始化检测过程中，以及后续的定期轮询检测过程中，使用盲区规避单元进行检测盲区规避。光纤检测是依靠菲涅尔反射来检测光纤端面，依靠瑞利散射检测光纤损耗。由于菲涅尔反射会产生高强度的反射光，反射光的强度比瑞利散射产生的反响散射光强度高出 4000倍以上，因此光缆检测单元在接收到反射光后会达到饱和状态，反射光过后的一段时间内，光缆检测单元才能从饱和状态恢复到正常状态，才能重新检测到散射光信号。这段时间光缆检测单元不能准确检测到瑞利散射光，从而形成盲区。通常光缆中每一个接头都存在对接端面引起反射，带来检测盲区。此盲区规避单元为可调或者固定，可使用衰减器，衰减范围为0.1dB～2dB，或者光纤，G.652光纤或G.655光纤，长度为10m～200m，来实现。将盲区规避单元的衰减值和光纤长度输入到装置中，在检测曲线中覆盖住连接端口产生的盲区，即可提升测量准确度。

图9为本申请一种基于智能光纤配线架进行光缆监测及大数据分析方法的一个实施例，包括：控制终端对云端服务器、分布式一级区域服务器、分布式二级区域服务器、基于智能光纤配线架进行光缆监测的装置进行配置；智能光缆监测装置对光缆进行实时监测，接收并存储光缆数据；所述分布式二级区域服务器接收智能光缆监测装置的监测光缆数据，并进行存储和分析；所述分布式一级区域服务器接收所述分布式二级区域服务器中的数据，进行存储和分析；所述云端服务器接收所述分布式一级服务器中的数据，得出分析报告；控制终端接收并显示所述分析报告。其中，所述控制终端对云端服务器、分布式一级区域服务器、分布式二级区域服务器进行配置，包括部署数据和录入数据，部署数据即初始光缆布放或智能光缆监测装置布放数据，包括光缆方向/接口光缆对端局向(如：A接入局到B接入局)、接口对应关系(如：A接入局智能光缆监测装置1的10端口到B接入局智能光缆监测装置2的3端口)、接口对应光缆厂商、接口对应光缆批次、接口对应光缆长度等；录入数据即智能光缆监测装置或光缆部署完成后，实际使用中对相关***进行修改需要录入的数据，包括光缆方向和/或接口光缆对端局向的修改录入、接口对应关系的修改录入、新熔接点的信息录入等。设置数据的组合方式、数据的选取位置、数据的选取时间及数据的选取类型，其中，数据的选取类型包含全部部署数据、全部录入数据、全部检测数据(其中检测数据包含光纤性能变化、特殊事件、故障原因等)及其他数据(包含时间、地点、温度等)等；控制终端对智能光缆监测装置进行配置包括，设置检测时间间隔、检测脉宽，其中检测时间间隔为光缆检测单元持续从光口接收光纤反射光信号的时间间隔，检测脉宽越长，动态测量范围越大，测量距离更长，但在光时域反射曲线波形中产生盲区更大，而设置为短脉冲时仪表注入测试光纤的光功率低，但可减小盲区。智能光缆监测装置对光缆进行实时监测，通过光设备接口单元与外界设备或外界光缆连接；通过光缆接口单元外界光缆连接；通过数据采集和控制单元控制光耦合单元、光路选择单元和光缆检测单元；通过光耦合单元进行检测信号波长耦合方式的切换；通过光路选择单元控制光缆检测信号进入选定光纤；通过光缆检测单元对选定光缆进行检测，并将检测数据反馈数据采集和控制单元存储；通过通信单元接受控制终端的配置。光耦合单元可以通过下列三种方式进行检测波长耦合切换：光栅控制波长选择、变更滤光片控制波长选择及滤镜形态控制波长选择。

本地数据可以被分为区域性数据，即该分布式二级区域服务器下辖的全部智能光缆监测装置的所有相关数据，区域性数据结合时间、温度、损耗变化等维度进行数据分析处理后上报分布式一级区域服务器形成总结型区域数据，即该分布式一级区域服务器下辖的全部分布式二级区域服务器提供的全部数据及其初步分析处理过的相关结论性数据，而其它原始数据存储在分布式二级区域服务器的本地。如果分布式一级区域服务器需根据某一因素，例如故障发生的时间、地点、原因、光纤性能变化，厂家，批次，特殊事件等条件做专项分析，可以自主向分布式二级区域服务器调用具体数据。云服务器对分布式一级区域服务器的数据调用处理方式与分布式一级区域服务器对分布式二级区域服务器数据的调用处理的方式相同。其中区域型数据存储在分布式二级区域服务器，总结型区域数据存储在分布式一级区域服务器。***性大数据存储在云端服务器，数据来源是全部的分布式一级区域服务器，并按需提取、存储、分析处理。

分布式二级区域服务器存储挖掘的标准是：存储分布式二级区域服务器下辖的全部智能光缆监测装置的相关数据，包含但不限于部署数据、录入数据、检测数据、路由数据等，并根据操作人员对分布式二级区域服务器进行的策略设置进行数据挖掘分析，策略设置包含但不限于数据的组合方式、数据的位置选取、数据的时间选取及数据的类型选择等。分布式一级区域服务器存储挖掘的标准是：存储分布式一级区域服务器下辖的全部分布式二级区域服务器的初步分析处理过的相关结论性数据，并根据操作人员对分布式一级区域服务器进行的策略设置进行数据挖掘分析，策略设置包含但不限于数据的组合方式、数据的位置选取、数据的时间选取及数据的类型选择等。云服务器存储挖掘的标准是：存储全部的分布式一级区域服务器分析处理过的相关结论性数据，并根据操作人员对云服务器进行的策略设置进行数据挖掘分析，策略设置包含但不限于数据的组合方式、数据的位置选取、数据的时间选取及数据的类型选择等。

基于区域、光缆厂商、温度、损耗四个维度的数据存储和分析处理举例如下：

参见图1或图2。图中X,Y,Z,R分别为相应智能光缆监测装置的数量，根据实际需要确定。分布式二级区域服务器A和分布式二级区域服务器B 同区域，温度相同，监测期平均温度为15摄氏度(零上15摄氏度)，分布式二级区域服务器A下监测的A区域光交采用的是P厂商光缆，分布式二级区域服务器B下监测B区域的光交采用的是Q厂商光缆；分布式二级区域服务器C和分布式二级区域服务器D同区域，温度相同，监测期平均温度为-10摄氏度(零下10摄氏度)，分布式二级区域服务器C下监测C区域的光交采用的是P厂商光缆，分布式二级区域服务器D下监测D 区域的光交采用的是Q厂商光缆；且四个区域初始的光缆损耗值相同。经过一段时间后各服务器数据存储和分析处理结果如下：

分布式二级区域服务器A，从区域A下辖的智能光缆监测装置获得如下监测数据：监测期平均温度为15摄氏度、区域内光缆厂商为P厂商、实时监测的光缆链路损耗情况等，同时把全部数据进行存储，并根据光缆厂商、温度、损耗三个维度进行分析得出A区域内的光缆情况，且把该分析结果上报分布式一级区域服务器1。分析维度的设定由控制终端完成。该分析结果如图10所示：A区域内P厂商光缆在15摄氏度下损耗随时间变化前期较慢，后期随着光缆老化加剧损耗变化加快，但整体变化规律，预计再经过一个周期A区内的光缆质量骤降，需要维护人员提前进行预防维护，避免业务中断。

分布式二级区域服务器B：从区域B下辖的智能光缆监测装置获得如下数据：监测期平均温度为15摄氏度、区域内光缆厂商为Q厂商、实时监测的光缆链路损耗情况等，同时把全部数据进行存储，并根据光缆厂商、温度、损耗三个维度进行分析得出B区域内的光缆情况，且把该分析结果上报分布式一级区域服务器1。分析维度的设定由控制终端完成。该分析结果如图11所示：B区域内Q厂商光缆在15摄氏度下损耗随时间变化整体较快，且变化不规律，预计B区域光缆近期将出现中断故障，需要维护人员提前进行预防维护，避免业务中断。

分布式一级区域服务器1：从分布式二级区域服务器A和分布式二级区域服务器B获得A和B两个区域的光缆分析数据，同时把全部数据进行存储，并根据光缆厂商、温度、损耗三个维度分析设定进行分析得出分布式一级区域服务器1所辖区域内的光缆情况，把该分析结果上报云服务器(图1中为云端服务器，图2中为云端服务器1和2)。分析维度的设定由控制终端完成。该分析结果如图12所示：综合分析分布式二级区域服务器A和分布式二级区域服务器B上报的数据和分析结果，在15摄氏度下P厂商的光缆在本区域内的使用情况整体优于Q厂商，其整体质量变化规律，适合在本区域使用，建议后期B区域内的新建光缆采用P厂商。

分布式二级区域服务器C：从区域C下辖的智能光缆监测装置获得如下数据：监测期平均温度为-10摄氏度(零下10摄氏度)、区域内光缆厂商为P厂商、实时监测的光缆链路损耗情况等，同时把全部数据进行存储，并根据光缆厂商、温度、损耗三个维度进行分析得出C区域内的光缆情况，把该分析结果上报分布式一级区域服务器2。分析维度的设定由控制终端完成。分析结果如图13所示：C区域内P厂商光缆在-10摄氏度下损耗随时间变化较规律，整体变化平稳，预计再经过半个周期A区内的光缆质量骤降，需要维护人员提前进行预防维护，避免业务中断。

分布式二级区域服务器D：从区域D下辖的智能光缆监测装置获得如下数据：监测期平均温度为-10摄氏度(零下10摄氏度)、区域内光缆厂商为Q厂商、实时监测的光缆链路损耗情况等，同时把全部数据进行存储，并根据光缆厂商、温度、损耗三个维度进行分析得出D区域内的光缆情况，把该分析结果上报分布式一级区域服务器2。分析维度的设定由控制终端完成。分析结果如图14所示：D区域内Q厂商光缆在-10摄氏度下损耗随时间变化整体较快，且变化不规律，预计D区域光缆近期将出现中断故障，需要维护人员提前进行预防维护，避免业务中断

分布式一级区域服务器2：从分布式二级区域服务器C和分布式二级区域服务器D获得C和D两个区域的光缆分析数据，同时把全部数据进行存储，并根据光缆厂商、温度、损耗三个维度进行分析得出分布式一级区域服务器2所辖区域内的光缆情况，把该分析结果上报云端服务器(图 1中为云端服务器，图2中为云端服务器1和2)。分析维度的设定由控制终端完成。分析结果如图15所示：综合分析分布式二级区域服务器C 和分布式二级区域服务器D上报的数据和分析结果，在-10摄氏度下P厂商的光缆在本区域内的使用情况整体优于Q厂商，其整体质量变化规律，适合在本区域使用，建议后期D区域内的新建光缆采用P厂商。

云端服务器(图1中为云端服务器，图2中为云端服务器1和2)：从分布式一级区域服务器1和分布式一级区域服务器2获得两个区域的光缆分析数据，同时把全部数据进行存储，并根据区域、光缆厂商、温度、损耗四个维度做大数据分析。分析维度的设定由控制终端完成。分析结果如图16所示：在15摄氏度和-10摄氏度两个温度下P厂商光缆都表现稳定，全面优于Q厂商光缆，适用范围更广，建议后期这两个区域内新建多考虑采用P厂商光缆，同时建议对区域内的Q厂商现网光缆进行逐步替换，对无法替换的进行重点维护。

图2中云端服务器1和云端服务器2互为备份。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本申请的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围。控制终端可为手机、笔记本电脑、平板电脑及台式电脑等。控制终端所设定的分析维度包含但不限于时间、地点、原因、光缆性能变化、光缆厂家、批次、特殊事件、历史维护方式等。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (27)

1.一种基于智能光纤配线架进行光缆监测及大数据分析的***，其特征在于，包括：云端服务器、分布式一级区域服务器、分布式二级区域服务器、基于智能光纤配线架进行光缆监测的装置及控制终端；

其中，所述分布式二级区域服务器对接区域内所述基于智能光纤配线架进行光缆监测的装置，从该装置接收光缆数据并进行存储和分析；

所述分布式一级区域服务器对接区域内所述分布式二级区域服务器，接收所述分布式二级区域服务器中的数据，进行存储和分析；

云端服务器对接区域内分布式一级区域服务器，接收所述分布式一级区域服务器中的数据，得出分析报告；

所述控制终端用于配置所述云端服务器、分布式一级区域服务器、分布式二级区域服务器、基于智能光纤配线架进行光缆监测的装置，接收并显示所述分析报告。

2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述云端服务器包括主云端服务器和备云端服务器。

3.根据权利要求1或2所述的***，其特征在于，所述基于智能光纤配线架进行光缆监测的装置包括：光设备接口单元、光缆接口单元、数据采集与控制单元、光耦合单元、光路选择单元、光缆检测单元；

其中，所述光设备接口单元，用于装置与外界设备或外界光缆连接；

所述光缆接口单元，用于装置与外界光缆连接；

数据采集和控制单元用于控制所述光耦合单元、光路选择单元和光缆检测单元；

所述光耦合单元，用于进行检测信号波长耦合方式的切换；

所述光路选择单元，用于控制光缆检测信号进入选定光纤；

所述光缆检测单元，用于对选定光缆进行检测，并将检测数据反馈数据采集和控制单元；

所述通信单元，用于与控制终端及所述分布式二级区域服务器间的通信。

4.根据权利要求3所述的***，其特征在于：所述基于智能光纤配线架进行光缆监测的装置包括地理信息单元，通过集成的电子地图和地标，进行光纤数据定位。

5.根据权利要求3所述的***，其特征在于：所述基于智能光纤配线架进行光缆监测的装置包括盲区规避单元，用于根据数据采集和控制单元的控制规避所述光缆检测单元在检测时产生的检测盲区。

6.根据权利要求5所述的***，其特征在于：所述盲区规避单元为可调或固定型衰减器，或者光纤。

7.根据权利要求3所述的***，其特征在于：在所述基于智能光纤配线架进行光缆监测的装置初始化完毕后，所述数据采集和控制单元，控制所述光缆检测单元发出非业务波长，并控制所述光路选择单元对所有光缆内的光纤进行定时轮询检测。

8.根据权利要求3所述的***，其特征在于：在所述装置检测到光纤故障后，所述数据采集和控制单元，控制所述光缆检测单元将检测光信号切换成业务波长进行检测，并控制所述光耦合单元进行对应波长切换。

9.根据权利要求3所述的***，其特征在于：所述光耦合单元由N个三端口光路可调入射检测波长耦合器阵列组成，N为光缆纤芯数，三个端口分别连接所述光设备接口单元、光缆接口单元和所述光路选择单元。

10.根据权利要求9所述的***，其特征在于：所述光耦合单元进行检测波长耦合切换的方式包括光栅控制波长选择、变更滤光片控制波长选择及滤镜形态控制波长选择。

11.根据权利要求10所述的***，其特征在于：用于检测的业务波长范围为1300nm-1320nm和1535nm-1565nm，用于检测的非业务波长范围为1480nm～1520nm和1615nm-1633nm。

12.根据权利要求3所述的***，其特征在于：所述光路选择单元为一个1分N的光开关。

13.根据权利要求1或2所述的***，其特征在于：所述分布式二级区域服务器接收区域内所述基于智能光纤配线架进行光缆监测装置的数据包括，所述装置定时将获取的光缆数据上传所述分布式二级区域服务器；所述分布式二级区域服务器向所述装置调取光缆数据。

14.根据权利要求1或2所述的***，其特征在于：所述分布式一级区域服务器接收所述分布式二级区域服务器中的数据包括，所述分布式二级区域服务器将接收到的光缆数据进行分析处理后，上传所述分布式一级区域服务器；所述分布式一级区域服务器向所述分布式二级区域服务器调取数据。

15.根据权利要求1或2所述的***，其特征在于：所述云端服务器接收所述分布式一级区域服务器中的数据包括，所述分布式一级区域服务器将接收到的光缆数据进行分析处理后，上传所述云端服务器；所述云端服务器向所述分布式一级区域服务器调取数据。

16.一种基于智能光纤配线架进行光缆监测及大数据分析的方法，其特征在于：控制终端对云端服务器、分布式一级区域服务器、分布式二级区域服务器、基于智能光纤配线架进行光缆监测的装置进行配置；所述装置对光缆进行实时监测，获取并存储光缆数据；所述分布式二级区域服务器接收所述装置的监测光缆数据，并进行存储和分析；所述分布式一级区域服务器接收所述分布式二级区域服务器中的数据，进行存储和分析；所述云端服务器接收所述分布式一级服务器中的数据，存储并得出分析报告；控制终端接收并显示所述分析报告。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于：所述控制终端对云端服务器、分布式一级区域服务器、分布式二级区域服务器进行配置包括，存储硬件数据，包括部署数据和录入数据，设置数据的组合方式、数据的选取位置、数据的选取时间及数据的选取类型；所述控制终端对基于智能光纤配线架进行光缆监测的装置进行配置包括，设置检测时间间隔、检测脉宽。

18.根据权利要求16所述的方法，其特征在于：所述装置对光缆进行实时监测，获取并存储光缆数据包括，通过光设备接口单元与外界设备或外界光缆连接；通过光缆接口单元外界光缆连接；通过数据采集和控制单元控制光耦合单元、光路选择单元和光缆检测单元；通过所述光耦合单元进行检测信号波长耦合方式的切换；通过所述光路选择单元控制光缆检测信号进入选定光纤；通过所述光缆检测单元对选定光缆进行检测，并将检测数据反馈数据采集和控制单元存储；通过通信单元接受控制终端的配置。

19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于：所述装置通过地理信息单元集成的电子地图和地标，进行光纤数据定位。

20.根据权利要求18所述的方法，其特征在于：所述装置通过盲区规避单元规避所述光缆检测单元在检测时产生的检测盲区。

21.根据权利要求18所述的方法，其特征在于：所述装置初始化完毕后，所述数据采集和控制单元，控制所述光缆检测单元发出非业务波长，并控制所述光路选择单元对所有光缆内的光纤进行定时轮询检测。

22.根据权利要求18所述的方法，其特征在于：所述装置检测到光纤故障后，所述数据采集和控制单元控制所述光缆检测单元将检测光信号切换成业务波长进行检测，并控制所述光耦合单元进行对应波长切换。

23.根据权利要求18所述的方法，其特征在于：所述光耦合单元进行检测波长耦合切换的方式包括光栅控制波长选择、变更滤光片控制波长选择及滤镜形态控制波长选择。

24.根据权利要求18所述的方法，其特征在于：用于检测的业务波长范围为1300nm-1320nm和1535nm-1565nm，用于检测的非业务波长范围为1480nm～1520nm和1615nm-1633nm。

25.根据权利要求16所述的方法，其特征在于：所述分布式二级区域服务器接收所述装置的监测光缆数据，并进行存储和分析包括，所述装置定时将获取的光缆数据通过所述通信单元上传所述分布式二级区域服务器；所述分布式二级区域服务器向所述装置调取光缆数据；所述分布式二级区域服务器基于时间、地点、温度、光纤性能变化、光纤厂家、批次、特殊事件、故障原因等条件对接收到的监测光缆数据进行分析。

26.根据权利要求16所述的方法，其特征在于：所述分布式一级区域服务器接收所述分布式二级区域服务器中的数据，进行存储和分析包括，所述分布式二级区域服务器将接收到的光缆数据进行分析处理后，上传所述分布式一级区域服务器；所述分布式一级区域服务器向所述分布式二级区域服务器调取数据；存储接收到的所述分布式二级区域服务器的分析数据，并根据预置的策略进行数据挖掘分析，所述策略包括数据的组合方式、数据的选取位置、数据的选取时间及数据的选取类型。

27.根据权利要求16所述的方法，其特征在于：所述云端服务器接收所述分布式一级服务器中的数据，得出分析报告包括，所述分布式一级区域服务器将分析后的数据上传所述云端服务器；所述云端服务器向所述分布式一级区域服务器调取数据；存储接收到的所述分布式一级区域服务器的分析数据，并根据预置的策略进行数据挖掘分析，所述策略包括数据的组合方式、数据的选取位置、数据的选取时间及数据的选取类型。