CN110474676A - 一种适用于长距离光缆在线监测***及监测方法 - Google Patents

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周文婷
张海波
赵明君
祁彦庆
李庆
李阳
乔涵
曾山
甄琦
吴晓峰
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Abstract

本发明涉及一种适用于长距离光缆在线监测***及监测方法，其中检测***包括光纤链路，所述光纤链路的两端均设有合波器、光开关和光时域反射仪，每端所述光时域反射仪的发射端口通过光纤短跳线连接光开关的输入端，所述光开关的输出端通过合波器连接光纤链路。通过从光纤链路两端双向测试的方法达到长距离光缆测试的目的，部署简单，可行性高。通过两端的光开关，测试时通过软件逻辑控制光开关使得两台光时域反射仪不在同一时间测试，且测试时不在同一个端口，从根本上避开两台光时域反射仪测试信号串扰的问题。

Description

一种适用于长距离光缆在线监测***及监测方法
技术领域
本发明涉及超长光纤链路监测技术领域，尤其涉及一种适用于长距离光缆在线监测***及监测方法。
背景技术
随着光纤网络的飞速发展，光纤网络运行的实时性和可靠性的要求也越来越高，因此光纤故障监测***和技术也在不断的完善。由于光纤监测核心设备为OTDR(光时域反射仪)，目前市面大多数OTDR的测试动态范围在40～42dB，因此对于长距离光缆(300公里以上)很难使用现有的光纤监测方案进行监测。另外，长距离光缆的业务传输往往需要用到中继放大设备，以放大业务信号实现远距离传输。但是OTDR发出的测试信号与业务信号是不同波长，因此不能够穿过中继放大设备，导致OTDR无法测试中继放大设备之后的线路。
目前，对于光纤网络的集中监测，目前国内外研究是实践的检测距离较短，着重依靠维护人员的经验，主要有以下几种解决方案：
1、在传输设备上内置测试模块
该方案通过在每个通信设备板卡上加装OTDR测试模块，因此需要对现有设备进行软、硬件的升级改造。该方案受到内部空间、光电相互干扰、测试功能有限等因素的影响，最长测试距离小于100公里，因而可行性低。
2、网管仿真与人工定位结合
这方案主要是通过软件进行网管数据的访问、分析，结合技术人员的经验，定性判断网络的故障。该方案成本低，但较为依赖维护人员的经验，且对光纤链路的故障只能定位到一个距离范围内，无法故障定位，对于某些场景，也无法给出准确的故障警示，准确率不高，无法定性判断故障。
3、外置OTDR，在用户终端加装反射装置
该方案需要独立于传输设备之外的专门测试设备OTDR，并在每个光缆终端前安装一个反射器，这使得该方案不仅成本非常高，并且反射器自身也会引入一个故障点。另外，该方案不能对有业务的纤芯进行监测，只能针对备用纤芯监测。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于长距离光缆在线监测***及监测方法，旨在解决现有光纤测试***无法满足长距离光缆的在线监测以及测试信号无法穿透中继放大设备的问题。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种适用于长距离光缆在线监测***，包括光纤链路，所述光纤链路的两端均设有合波器、光开关和光时域反射仪，每端所述光时域反射仪的发射端口通过光纤短跳线连接光开关的输入端，所述光开关的输出端通过合波器连接光纤链路。
进一步地，所述光开关的输出端为若干个，用于连接多条光纤链路，每条所述光纤链路的两端均通过合波器连接光开关的输出端。
进一步地，每条所述光纤链路设有若干个旁路器，每个所述旁路器由两个滤波片式波分复用器组成，每个所述滤波片式波分复用器的公共端连接光纤链路，反射端分别连接中继放大设备的输入端和输出端，两个所述滤波片式波分复用器的透射端相连接。
一种适用于长距离光缆在线监测***的监测方法，包括如下步骤：
S1，当光纤链路始端的光时域反射仪发起测试信号时，始端的光开关切换至待测光纤链路且终端的光开关切换出待测光纤链路，测试信号经过始端的合波器与工作信号耦合后，向光纤链路终端传输；
S2，当始端的光时域反射仪测试完毕后，始端的光开关切换出待测光纤链路，终端的光开关切换至待测光纤链路，终端的光时域反射仪发起测试信号，直至测试完毕。
步骤1中，当测试信号与工作信号到旁路器时，测试信号与工作信号分离，工作信号从第一个滤波片式波分复用器的反射端传输至中继放大设备，测试信号从通过第一个滤波片式波分复用器的透射端传输至第二个滤波片式波分复用器的公共端，从中继放大设备输出的工作信号进入第二个滤波片式波分复用器的反射端，与测试信号汇合后从第二个滤波片式波分复用器的公共端输出，向光纤链路终端传输。
本发明的适用于长距离光缆在线监测***及监测方法，采用两台1650nm测试波长、最大动态范围为42dB的光时域反射仪，通过从光纤链路两端双向测试的方法达到长距离光缆测试的目的，部署简单，可行性高；通过两端的光开关，测试时通过软件逻辑控制光开关使得两台光时域反射仪不在同一时间测试，且测试时不在同一个端口，从根本上避开两台光时域反射仪测试信号串扰的问题；同时，采用滤波片式波分复用器的运用，解决测试信号遇到中继放大设备无法穿透而影响测试距离的问题，达到在线监测和测试信号绕过中继放大设备的目的。
附图说明
图1是本发明一实施例中适用于长距离光缆在线监测***的结构示意图；
图2是本发明一实施例中适用于长距离光缆在线监测***的结构框图；
附图标记说明：1、光时域反射仪，2、光开关，3、合波器，4、旁路器，5、中继放大设备，6、机房传输设备。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
结合图1和图2，本发明的一种适用于长距离光缆在线监测***，包括两台光时域反射仪1、两台光开关2，光纤链路和设置在光纤链路始端和终端的合波器3。其中，光时域反射仪1的发射端口通过光纤短跳线连接光开关2的输入端，光开关2的输出端通过光纤短跳线连接合波器3。
其中，光时域反射仪1(OTDR)，使用1650nm或1625nm的测试波长，动态范围为42dB，最大可测量距离不小于180km，最整条光纤链路进行事件测试、发现和识别。
合波器3和旁路器4均采用滤波片式波分复用器(FWDM)，滤波片式波分复用器为光耦合器件，实现测试信号与工作信号的合路和分路，其中，滤波片式波分复用器的公共端(Com端)，用来通过合波后的光信号，包括测试信号和工作信号；波片式波分复用器的透射端(Pass端)，用来通过波长范围为1640nm～1660nm的测试信号；波片式波分复用器的反射端(Ref端)，用来通过波长范围为1260nm～1580nm的工作信号。
光开关2，对接入光开关2的各条光纤链路进行任意切换，最大限度复用光时域反射仪1的测试能力。根据光开关2的型号，每个光开关2具有一个输入端和若干个输出端，每条光纤链路的两端均通过合波器3连接每个输出端，从而实现一个监测***中可以监测若干条光纤链路。测试时，一台光开关2的端口保持不变，另一台光开关2的端口切换到不与待测光纤连接的其他端口上。当一端测试完成后，两台光开关2重新切换，使得状态相反，再由另一端发起测试。测试时，通过错开两台光开关2的端口，使得光纤链路一端发出的测试激光信号无法进入到另一台光时域反射仪1之中，同时，保证同一时间同一条光纤链路内只有一种测试信号，从而避免测试信号的串扰问题。
在一实施例中，如图1所示，光开关2包括光纤法兰适配器端口、光开关控制电路板、驱动电路和电机。其中光纤法兰适配器端口为九个，一个输入端和八个输出端，即最多可连接八条光纤链路。测试信号从输入端接入，切换输出端命令由光开关的控制电路板发出，通过驱动电路控制电机，实现切换输出端口的功能。
在一实施例中，每条光纤链路设有若干个旁路器4，每个旁路器4由两个分滤波片式波分复用器组成，每个分滤波片式波分复用器的Ref端分别连接中继放大设备的输入端和输出端，Com端连接光纤链路，两个分滤波片式波分复用器的Pass端相连接。采用两个滤波片式波分复用器对接，利用波分复用的合波与分波原理，当传输到中继放大设备5时，将光纤链路中承载的工作信号和测试信号分离，让测试信号直接绕过中继放大设备5，工作信号则进入中继放大设备5后再传送出来和测试信号耦合，继续向光纤链路末端传输，实现测试信号绕过中继放大设备继续传输的目的。采用滤波片式波分复用器，波分复用主要把不同波长的光信号复用到一根光纤链路中传送，主要通过滤波片式波分复用器中的薄膜滤光片实现。
合波原理为：滤光片只允许波长范围在1640～1660nm的测试波长λ测穿透，因此，滤波片式波分复用器透射端进入的测试波长λ可以通过滤光片进入公共端，而从反射端进入的工作波长λ则穿不透滤光片，并被滤光片发射进入到公共端，所以从公共端口出来的波长包含测试波长λ与工作波长λ。分波原理：当从公共端进入两个不同波长测试波长λ与工作波长λ的时候，在通过滤光片时，滤光片会允许测试波长λ通过进入透射端，而工作波长λ则被反射到反射端。
在一实施例中，每条光纤链路上的合波器3通过光纤短跳线连接机房传输设备6，包括光线路终端(OLT)、SDH光传输设备等。
一种适用于长距离光缆在线监测***的监测方法，包括如下步骤：
步骤一，当光纤链路始端的光时域反射仪1发起测试信号时，始端的光开关2切换至待测光纤链路且终端的光开关2切换出待测光纤链路，测试信号经过始端的合波器3后，与工作信号耦合，向光纤链路终端传输；
步骤二，当测试信号与工作信号到达分滤波片式波分复用器时，测试信号与工作信号分离，工作信号从第一个分滤波片式波分复用器的反射端传输至中继放大设备5，测试信号从通过第一个分滤波片式波分复用器的透射端传输至第二个分滤波片式波分复用器的公共端，从中继放大设备5输出的工作信号进入第二个分滤波片式波分复用器的反射端，与测试信号汇合后从第二个分滤波片式波分复用器的公共端输出，向光纤链路终端传输；
步骤三，当始端的光时域反射仪1测试完毕后，始端的光开关2切换出待测光纤链路，终端的光开关2切换至待测光纤链路，终端的光时域反射仪1发起测试信号，测试信号经过终端的合波器3后，与工作信号耦合，当遇到中继放大设备5时，反向重复步骤二的方法，直至测试完毕。
测试完成后得到两条曲线，由于两条测试曲线都是每台光时域反射仪测试的最大范围曲线，所以通过这两条测试曲线即可分析整条长距离光纤链路的物理状态，且整个测试过程中，测试波长没有受到中继放大设备的影响而中断，使得光时域反射仪可以测试到能力范围内完整的曲线。
以上所述的实施例对本发明的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种适用于长距离光缆在线监测***，包括光纤链路，其特征在于：所述光纤链路的两端均设有合波器(3)、光开关(2)和光时域反射仪(1)，每端所述光时域反射仪(1)的发射端通过光纤短跳线连接光开关(2)的输入端，所述光开关(2)的输出端通过合波器(3)连接光纤链路。
2.根据权利要求1所述的适用于长距离光缆在线监测***，其特征在于：每端所述光开关(2)的输出端为若干个，用于连接多条光纤链路，每条所述光纤链路的两端均通过合波器(3)连接光开关(2)的输出端。
3.根据权利要求2所述的适用于长距离光缆在线监测***，其特征在于：每条所述光纤链路设有若干个旁路器(4)，每个所述旁路器由两个滤波片式波分复用器组成，每个所述滤波片式波分复用器的公共端连接光纤链路，反射端分别连接中继放大设备(5)的输入端和输出端，两个所述滤波片式波分复用器的透射端相连接。
4.一种根据权利要求1至3任一所述的适用于长距离光缆在线监测***的监测方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1，当光纤链路始端的光时域反射仪(1)发起测试信号时，始端的光开关(2)切换至待测光纤链路且终端的光开关(2)切换出待测光纤链路，测试信号经过始端的合波器(3)后，与工作信号耦合，向光纤链路终端传输；
S2，当始端的光时域反射仪(1)测试完毕后，始端的光开关(2)切换出待测光纤链路，终端的光开关(2)切换至待测光纤链路，终端的光时域反射仪(1)发起测试信号，测试信号经过终端的合波器(3)后，与工作信号耦合，向光纤链路始端传输，直至测试完毕。
5.根据权利要求4所述的适用于长距离光缆在线监测方法：其特征在于：步骤1中，当测试信号与工作信号到旁路器(4)时，测试信号与工作信号分离，工作信号从第一个滤波片式波分复用器的反射端传输至中继放大设备(5)，测试信号从通过第一个滤波片式波分复用器的透射端传输至第二个滤波片式波分复用器的公共端，从中继放大设备(5)输出的工作信号进入第二个滤波片式波分复用器的反射端，与测试信号汇合后从第二个滤波片式波分复用器的公共端输出，向光纤链路终端传输。
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