本发明涉及线路监测，具体公开了一种基于rfa拉曼放大器的400g全光网长距传输线路监测系统。
背景技术：
1、随着信息技术的飞速发展，光通信网络已成为信息传输的主要载体。特别是在大数据、云计算等应用的推动下，对光传输网络的带宽和可靠性提出了更高的要求。400g全光网作为下一代高速光传输技术的代表，具有传输容量大、传输距离远等特点。然而，长距离传输过程中，光纤损耗、非线性效应以及环境因素等都会导致信号质量的下降，甚至引发传输故障，因此，需要对长距传输线路进行实时监测，拉曼光纤放大器(raman fiberamplifier，简称rfa)是一种利用光纤内的非线性光学效应——受激拉曼散射来放大光信号的设备，可以实现对传输线路的高效、实时监测。
2、现有的监测系统，大都只是根据线路传输过程中某项参数与标准值比较，若参数不满足标准，则判断传输线路存在故障，上述方法虽然能及时发现故障，但是不能结合线路所处的环境状态及时发现并预警潜在的传输故障，为运维人员提供充足的时间进行处理，降低了故障对光传输网络的影响，尤其是长距离传输，线路所处的环境可能存在差异，更有必要结合环境状态及时发现并预警潜在的传输故障。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种基于rfa拉曼放大器的400g全光网长距传输线路监测系统，用以解决上述背景技术中所面临的问题。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
3、一种基于rfa拉曼放大器的400g全光网长距传输线路监测系统，所述系统包括工作性能监测模块、光纤放大器自检模块、环境监控模块、线路评估模块和预警模块；
4、所述工作性能监测模块，用于在传输线路的关键节点部布置远程光纤放大器，利用rfa的增益特性对光信号进行放大，同时结合内置的监测单元，实时采集光信号的性能参数；
5、所述光纤放大器自检模块，用于定期采集光纤放大器的状态参数，确保监测系统正常运行；
6、所述环境监控模块，用于在传输线路的关键节点布置传感器，用于采集传输线路沿线的环境参数；
7、所述线路评估模块，用于根据光信号的性能参数和环境参数对传输线路的状态进行评估；
8、所述预警模块，用于根据线光纤放大器自检模块的自检结果和线路评估模块的评估结果发出相应预警。
9、作为本发明方案的进一步描述，所述光纤放大器自检模块的工作过程包括：
10、对所有光纤放大器进行编号，编号依次为1、2、…、n，其中，i属于n，获取第i个光纤放大器的内部温度随时间变化数据；
11、根据第i个光纤放大器的内部温度随时间变化数据拟合第i个光纤放大器的内部温度随时间变化函数ti(t)；
12、通过下式计算第i个光纤放大器的一致性系数yi：
13、
14、式中，t1为自检初始时刻，t2为当前时刻，k为预设系数；
15、将得到的第i个光纤放大器的一致性系数yi与系统预设的阈值y1、y2进行比较；
16、若yi不属于区间[y1，y2]，则说明第i个光纤放大器可能出现故障，通过预警模块发出相应预警；
17、轮流计算n个光纤放大器的一致性系数yn并与系统预设的阈值y1、y2进行比较，对所有光纤放大器状态进行自检。
18、作为本发明方案的进一步描述，所述线路评估模块的工作过程包括：
19、获取第i处节点光信号的各项性能参数值；
20、将各项性能参数值分别与对应标准进行比对：若存在不满足标准的性能参数值，则判断线路第i处节点处存在故障；否则，根据第i处节点各项性能参数值的整体的偏差状况对线路第i处节点状态进行判断。
21、作为本发明方案的进一步描述，根据第i处节点各项性能参数值的整体的偏差状况对线路第i处节点状态进行判断的过程包括：
22、获取线路的第i个节点的第j项光信号的实时数据fij；
23、通过下式计算第i处节点状态系数ai：
24、
25、式中，m为采集的光信号的性能参数项数，j∈[1，m]，fij0为第j项光信号的性能参数的标准值，fth为第j项光信号的性能参数的参考值；kj为预设的第j项光信号的性能参数的关联性系数；
26、将线路第i处节点状态系数与预设阈值ath进行比对：
27、若ai≥ath，则判断线路第i处节点存在故障的可能性较高；
28、否则，判断线路第i处节点存在故障的可能性较低；
29、轮流计算n个线路节点的状态系数an并与系统预设的阈值ath进行比较，对所有线路节点状态进行评估。
30、作为本发明方案的进一步描述，所述线路评估模块的工作过程还包括：
31、获取设定时间段内线路的第i个节点的第j项光信号的性能参数随时间变化数据；
32、根据第i个节点的第j项光信号的性能参数随时间变化数据拟合第i个节点的第j项光信号的性能参数随时间变化函数fij(t)；
33、获取第i个节点处对第j项光信号产生影响的第k项环境参数随时间变化数据；
34、第i个节点处对第j项光信号产生影响的第k项环境参数随时间变化数据拟合第i个节点处对第j项光信号产生影响的第k项环境参数随时间变化函数gjk(t)；
35、通过下式计算第i处节点的状态预测系数bi：
36、
37、式中，x为第i个节点处对第j项光信号产生影响环境参数项数，k属于x，ωj为预设的第i个节点的第j项光信号对应的关联性数，为预设的第i个节点处对第j项光信号产生影响的第k项环境参数关联性系数，t3-t4为设定时间段；
38、根据第i处节点的状态预测系数bi对线路的第i个节点的未来状态进行预测。
39、作为本发明方案的进一步描述，所述根据第i处节点的状态预测系数bi对线路的第i个节点的未来状态进行预测的工作过程包括：
40、将线路第i处节点的状态预测系数bi与预设阈值bth进行比对：
41、若bi≥bth，则判断线路第i处节点未来存在潜在故障的可能性较高；
42、否则，判断线路第i处节点未来存在潜在故障的可能性较低；
43、轮流计算n个线路节点的状态预测系数bn并与系统预设的阈值bth进行比较，对所有线路节点未来状态进行评估。
44、作为本发明方案的进一步描述，所述系统还包括展示系统，所述展示系统用展示传输线路的实景地图，所述实景地图路标出所有监测节点的位置。
45、作为本发明方案的进一步描述，所述预警系统发出预警时会在实景地图中对应的节点位置展示，用于管理人员快速找到故障点。
46、本发明的有益效果：
47、本发明为对长距离传输线路进行监测，在传输线路的关键节点部布置远程光纤放大器和传感器，用于采集各个节点的光信号的性能参数和环境参数，每隔一段周期通过光纤放大器自检模块对光纤放大器进行自检，避免光纤放大器出现故障影响对线路的监测，然后通过分析模块对各个节点光信号实时参数进行分析，判断所有节点当前状态是否有可能存在故障，然后，结合环境参数和各个节点光信号历史参数，对各个节点是否会有潜在故障进行预测，提高监测的全面性。
48、当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
1.一种基于rfa拉曼放大器的400g全光网长距传输线路监测系统，其特征在于，所述系统包括工作性能监测模块、光纤放大器自检模块、环境监控模块、线路评估模块和预警模块；
2.根据权利要求1所述的一种基于rfa拉曼放大器的400g全光网长距传输线路监测系统,其特征在于，所述光纤放大器自检模块的工作过程包括：
3.根据权利要求1所述的一种基于rfa拉曼放大器的400g全光网长距传输线路监测系统,其特征在于，所述线路评估模块的工作过程包括：
4.根据权利要求3所述的一种基于rfa拉曼放大器的400g全光网长距传输线路监测系统,其特征在于，根据第i处节点各项性能参数值的整体的偏差状况对线路第i处节点状态进行判断的过程包括：
5.根据权利要求1所述的一种基于rfa拉曼放大器的400g全光网长距传输线路监测系统,其特征在于，所述线路评估模块的工作过程还包括：
6.根据权利要求5所述的一种基于rfa拉曼放大器的400g全光网长距传输线路监测系统,其特征在于，所述根据第i处节点的状态预测系数bi对线路的第i个节点的未来状态进行预测的工作过程包括：
7.根据权利要求1所述的一种基于rfa拉曼放大器的400g全光网长距传输线路监测系统,其特征在于，所述系统还包括展示系统，所述展示系统用展示传输线路的实景地图，所述实景地图路标出所有监测节点的位置。
8.根据权利要求7所述的一种基于rfa拉曼放大器的400g全光网长距传输线路监测系统,其特征在于，所述预警系统发出预警时会在实景地图中对应的节点位置展示，用于管理人员快速找到故障点。
