一种具有远程控制功能的智能光纤配线系统及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于光纤配线技术领域，特别是涉及一种具有远程控制功能的智能光纤配线系统及其控制方法。
[0002]
【背景技术】
[0003]随着现代通信技术的迅猛发展，光通信网络广泛应用，光纤已覆盖到通信网络的每个环节，同时也对光通信设备的维护与管理提出了新的更高的要求。现有通信设备在需要重新配置或出现故障时，一般通过网管中心的网管系统就可以完成对通信设备的重新设置和故障检测，如SDH光传输设备的网管系统、PCM设备网管系统、PBX网管系统等；但对于光通信网络中不可缺少的光纤配线架(Optical Distribut1n Frame，简称0DF)，目前还没有物美价廉的技术解决方案来实现远程控制和管理。因此，设计一种性价比高、实用性强和市场急需的可网管光纤配线设备的意义重大。
[0004]目前国内外对可网管光纤配线设备的研宄和应用尚处于起步阶段，现有技术的解决方案主要有:一是光开关技术，如微机电系统MEMS光开关、机械式光开关和其它方式光开关，如中国专利申请201110069182.4提出的“一种光纤自动配线架、及其校准方法和系统”，虽然采用光开关技术来构造可网管光纤配线设备在技术上是可行的，但其工艺复杂、成本很高；二是采用机电控制方法实现光纤配线架的箱内光纤跳接，如中国专利申请201310252412.X提出的“一种纵横制交叉连接的光纤配线架及其控制方法”，虽然该方法与光开关方案相比可明显降低设备成本，同时还解决了束状尾纤缠绕的问题，但由于其每一芯光纤的导通至少占用一个纵向单元格，而且需要足够大的空间来供机电控制装置来移动跳纤的端点实现跳接，故采用该方法来实现自动交叉连接的光纤配线架明显存在体积大与抗震能力差的不足。又如中国专利申请201310030260.9公开了 “一种基于CLOS交叉矩阵算法的机械式光纤配线系统”，该系统所述配线连接的光纤，分别位于两根相互正交的轴线上，相互正交的两个轴线分别位于一个光纤面板的上下两面，光纤面板的两面设置矩阵式分布的孔洞，光纤面板上下两面的光纤以正交方式通过矩阵分布的孔洞相连接。这种以矩阵方式连接位于相互正交轴线上的两根光纤的技术方案，明显地存在工艺复杂、设备体积大和成本高等不足，无法满足光纤配线架小型化的需求。归纳起来，因现有采用机电控制方法来实现光纤配线架的箱内光纤跳接方案，都还没有很好地攻克灵巧光纤配线的核心技术，所以其实用价值还不高。
[0005]综上所述，如何克服现有技术所存在的不足已成为当今通信行业特别是光纤配线技术领域中亟待解决的重大难题之一。
[0006]
【发明内容】
[0007]本发明的目的是为克服现有技术的不足而提供一种具有远程控制功能的智能光纤配线系统及其控制方法，本发明不仅具有采用近端控制平台通过无线或有线通信方式来实现对远端光纤配线箱内自动光纤配线灵巧操作的优点，而且还能够满足光纤配线装置小型化的需求，具有光纤配线断/接可靠、效率高、制造和使用成本低等优点。
[0008]根据本发明提出的一种具有远程控制功能的智能光纤配线系统，包括近端控制平台和远端光纤配线箱，所述近端控制平台通过无线或有线通信方式对远端光纤配线箱进行信号控制，其特征在于:
所述近端控制平台包括光纤配线状态管理模块和近端通信模块；所述光纤配线状态管理模块通过近端通信模块向远端光纤配线箱发送光纤配线方案的信号控制信息；
所述远端光纤配线箱包括移动控制单元、用户端口光纤连接座、光纤端口定位孔板、机械手组件、回弹型或滑动型光纤收纳组件和光纤连接头；
所述移动控制单元接受近端控制平台通过无线或有线通信方式发来的信号控制信息，用于操控所述机械手组件的夹持和移动，使得所述光纤连接头与光纤收纳组件协同连动操作，一次跳纤即完成箱内光纤与箱外光纤的断/接；
所述箱内光纤与箱外光纤进行断/接操作时，若箱内光纤与箱外光纤为连接状态，则所述光纤连接头连接于所对应的用户端口光纤连接座；若箱内光纤与箱外光纤为断开状态，则所述光纤连接头退回所对应的光纤端口定位孔。
[0009]本发明提出的一种具有远程控制功能的智能光纤配线系统的进一步优选方案是:
本发明所述回弹型或滑动型光纤收纳组件包括光纤盘基座和光纤盘组；所述光纤盘组由多个光纤盘组成，并设置于所述光纤盘基座上，所述光纤盘组的每一个光纤盘内收纳有单根光纤，所述单根光纤伸出所述光纤盘的一端设置所述光纤连接头；所述光纤端口定位孔板上排列设置光纤端口定位孔；所述用户端口光纤连接座、所述光纤端口定位孔与所述光纤盘组相互平行设置。
[0010]所述一次跳纤为一次光纤断开操作或者一次光纤连接操作；所述一次光纤断开操作是指所述单根光纤的光纤连接头因机械手作用从其对应的用户端口光纤连接座处断开，随后该单根光纤及其光纤连接头因力的作用，而朝向所述用户端口光纤定位孔移动，最后该单根光纤的光纤连接头定位于其对应的所述光纤端口定位孔内；所述一次光纤连接操作是指所述单根光纤的光纤连接头因机械手作用从其对应的光纤端口定位孔处断开，随后该单根光纤及其光纤连接头因机械手的作用力，而朝向所述用户端口连接座的方向移动，最后该单根光纤的光纤连接头与其所对应的用户端口光纤连接座连接。
[0011]所述用户端口光纤连接座和光纤端口定位孔上设有用于检测所述光纤连接头与用户端口光纤连接座的连接状态以及所述光纤连接头与光纤端口定位孔的连接状态的传感器。
[0012]所述机械手组件包括竖直设置的机械手、驱动控制以及设置于所述远端光纤配线箱顶部且沿着X和Y方向布置的运动导轨，该机械手沿着X，Y，Z轴三个方向移动；所述机械手组件还包括夹持所述光纤连接头的机械手夹持件，该机械手夹持件设置于所述机械手的Z轴方向；所述机械手运动组件包括一个或多个机械手，优选包括两个所述机械手。
[0013]所述近端控制平台包括指令管理模块、机械手性能状态管理模块、设备信息管理模块、远端设备故障管理模块和用户权限管理模块中的一个或多个模块。
[0014]所述光纤配线状态管理模块包括用于配置光纤配线方案的可视化界面。
[0015]所述光纤收纳组件还包括光纤连接头导向卡槽，该导向卡槽位于光纤定位板靠近用户端口接插板的一侧；导向卡槽包括靠近光纤定位板的插拔槽和远离光纤定位板的导向槽。
[0016]所述用户端口光纤连接座和所述光纤端口定位孔沿Y轴方向排列；所述用户端口光纤连接座上方还包括一个或者多个额外的用户端口光纤连接座。
[0017]所述回弹型光纤收纳组件的光纤盘组与所述光纤盘基座固定连接，所述光纤盘组中的光纤盘为具有自动回力功能的自动收纤盘。
[0018]所述自动收纤盘内设有收纳单根光纤的光纤收纳腔，所述光纤收纳腔包括光纤收纳入口、底层回纤盘、光纤定位通道、外圈收纤盘、光纤收纳出口和回力盘；所述底层回纤盘、外圈收纤盘、回力盘同轴设置，在所述底层回纤盘与外圈收纤盘之间设置光纤定位通道；所述单根光纤从光纤收纳入口进入底层回纤盘，环绕底层回纤盘额定圈数Ki后，从所述光纤定位通道进入所述外圈收纤盘，所述单根光纤进入所述外圈首先盘后，绕所述外圈首先盘额定圈数K2后，从所述光纤收纳出口伸出，所述单根光纤在位于所述光纤定位通道内的光纤部分被固定位置设置。
[0019]所述外圈收纤盘的内径大于所述底层回纤盘的内径，所述底层回纤盘的内径等于或大于20mm，优选等于或大于30mm，所述光纤盘厚度优选等于或小于9mm，所述额定圈数Kl为4圈，额定圈数K2为4圈；所述光纤收纳入口沿着所述底层回纤盘内径切线方向设置，所述光纤收纳出口沿着所述外圈收纤盘半径切线方向设置。
[0020]所述回力盘的回力由回力簧片实现；所述光纤盘和所述用户端口定位孔之间还设置有阻尼件，在单根光纤收纳至所述自动收纤盘的光纤收纳腔时，所述阻尼件减小单根光纤收纳速度。
[0021]所述滑动型光纤收纳组件的光纤盘组的多个光纤盘独立滑动设置于所述光纤盘基座上；在执行所述一次光纤断开操作时，所述单根光纤的光纤连接头因机械手作用从其对应的用户端口光纤连接座上断开后，所述光纤盘受机械手夹持力作用而沿着所述光纤盘基座滑动，并带动所述单根光纤及其光纤连接头朝向所述光纤端口定位孔的方向移动；在执行所述一次光纤连接操作时，所述机械手通过夹持所述光纤连接头进行光纤连接操作。
[0022]所述多个光纤盘内均设置有U型光纤收纳腔以收纳光纤，所述U型光纤收纳腔包括光纤入口、u型腔体和光纤出口，所述光纤入口和光纤出口位于靠近所述光纤端口定位孔板的同一侧，所述光纤从光纤入口进入所述U型光纤收纳腔，从所述光纤出口伸出。
[0023]所述U型光纤收纳腔的弯曲段的弯曲半径等于或大于20mm，优选等于或大于30_，所述U型光纤收纳腔的入口优选设置充足的弧线空间。
[0024]所述光纤盘上还设置夹持突起；所述用户端口光纤连接座、所述光纤端口定位孔以及所述光纤盘上的夹持突起位于同一个平面内，且该平面构成所述机械手的工作平面。
[0025]本发明提出的一种具有远程控制功能的智能光纤配线系统的第一种控制方法，其特征在于:包括如下具体步骤:
第一步，设置光纤配线方案与发送信号控制信息:在近端控制平台上进行光纤配线方案的设置，并根据设置好的光纤配线方案，通过近端通信模块向远端光纤配线箱发送光纤配线方案的信号控制信息； 第二步，接受信号控制信息与分配光纤配线方案:所述远端光纤配线箱内的移动控制单元通过无线或者有线通信方式接受信号控制信息，并将光纤配线方案分配为一次或者多次光纤跳纤操作；
第三步，执行光纤配线方案:所述远端光纤配线箱内的移动控制单元，控制所述机械手的夹持和移动，使得所述光纤连接头与光纤收纳组件协同连动操作，分步执行所述一次或者多次光纤跳纤操作，以完成整个箱内光纤与箱外光纤断/接操作的光纤配线方案，所述一次跳纤操作即完成箱内光纤与箱外光纤的断/接；所述一次跳纤操作后，若箱内光纤与箱外光纤为连接状态，则所述光纤连接头连接于其对应的所述用户端口光纤连接座；若箱内光纤与箱外光纤为断开状态，则所述光纤连接头退回其对应的所述光纤端口定位孔板。
[0026]上述本发明的第一种控制方法的优选方案是:所述一次跳纤操作是指一次光纤断开操作，或者一次光纤连接操作；所述一次光纤断开操作是指单根光纤的光纤连接头因机械手作用从其对应的用户端口光纤连接座处断开，随后该单根光纤及其光纤连接头因力的作用，而朝向所述光纤端口定位孔板的方向移动，最后该单根光纤的光纤连接头定位于其对应的所述光纤端口定位孔板内；所述一次光纤连接操作是指单根光纤的光纤连接头因机械手作用从其对应的光纤端口定位孔处断开，随后该单根光纤及其光纤连接头因机械手的作用力，而朝向所述用户端口连接座的方向移动，最后该单根光纤的光纤连接头连接于其对应的所述用户端口光纤连接座内。
[0027]上述本发明的第一种控制方法的进一步优选方案是:在第一步所