CN111884711A - 一种基于菲涅尔反射的光缆通断传感器 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种基于菲涅尔反射的光缆通断传感器，该传感器与待测光缆中的预设光线连接，利用光源向所述预设光纤中传输探测光线，接收所述探测光线被所述预设光纤反射而形成的菲涅尔反射光，并将所述菲涅尔反射光转换为检测电信号，一般情况下，当所述待测光缆断开时，所述预设光纤反射的菲涅尔反射光的强度会大大降低，相应的，所述检测电信号的幅值也会大大降低，因此所述控制设备可以根据所述检测电信号判断所述待测光缆是否断开，实现对待测光缆的通断状态的监控。并且所述基于菲涅尔反射的光缆通断传感器无需利用光时域反射仪来对所述预设光纤进行性能监控和断点检测，有利于降低对所述基于菲涅尔反射的光缆通断传感器的成本。
Description
技术领域
本申请涉及通信技术领域，更具体地说，涉及一种基于菲涅尔反射的光缆通断传感器。
背景技术
光通信(Optical Communication)是以光波为载波的通信方式。随着光通信技术的快速发展，光纤网络规模也逐步扩大，光通信***的线路纷繁复杂、节点众多，使得光通信***的运维难度越来越高。
由于光缆自身原因以及外界因素的影响，光缆物理性能发生变化，导致通信质量下降或中断，所承载业务中断，损失重大。干线和城域光缆一般可利用其连接的设备进行有效的通断状态和性能监控，但是对于接入网络尤其是网络的最末梢几公里，光缆连接的设备往往不具备完善的监控功能，比如PON(Passive Optical Network，无源光纤网络)的最后一公里、5G前传或者裸光纤租赁场景。
通常情况下，末梢网络的光缆数量庞大，如何实现对这些光缆的通断状态的监控，成为研究人员的研究方向之一。
发明内容
为解决上述技术问题，本申请提供了一种基于菲涅尔反射的光缆通断传感器，以实现提供一种低成本的末梢网络的光缆监控装置的目的。
为实现上述技术目的，本申请实施例提供了如下技术方案：
一种基于菲涅尔反射的光缆通断传感器，包括：光源、耦合设备、信号转换设备和控制设备，其中，
所述光源用于出射探测光线；
所述耦合设备包括第一连接端、第二连接端和第三连接端，所述第一连接端与所述光源连接，所述第二连接端与待测光缆的预设光纤连接，所述第三连接端与所述信号转换设备连接；
所述耦合设备用于向所述预设光纤传输所述探测光线，和用于将所述预设光纤反射的菲涅尔反射光向所述信号转换设备传输；
所述信号转换设备用于将所述菲涅尔反射光转换为检测电信号；
所述控制设备用于根据所述检测电信号判断所述待测光缆是否断开，如果是，则输出报警信号。
可选的，所述控制设备根据所述检测电信号判断所述待测光缆是否断开的过程具体包括：
判断在预设时间段内，所述检测电信号的幅值的下降幅度是否超过第一预设阈值，如果是，则判定所述待测光缆断开。
可选的，所述控制设备根据所述检测电信号判断所述待测光缆是否断开的过程具体包括：
判断所述检测电信号的幅值是否小于第二预设阈值，如果是，则判定所述待测光缆断开。
可选的，所述耦合设备包括耦合器。
可选的，所述信号转换设备包括光电二极管。
可选的，所述控制设备包括微处理器。
可选的，还包括：
与所述控制设备连接的监控单元；
所述监控单元用于在接收到所述报警信号时，产生报警提示信息。
可选的，所述监控单元还用于为所述控制设备、所述光源和所述信号转换设备提供工作电源。
从上述技术方案可以看出，本申请实施例提供了一种基于菲涅尔反射的光缆通断传感器，所述基于菲涅尔反射的光缆通断传感器与待测光缆中的预设光线连接，利用光源向所述预设光纤中传输探测光线，接收所述探测光线被所述预设光纤反射而形成的菲涅尔反射光，并将所述菲涅尔反射光转换为检测电信号，一般情况下，当所述待测光缆断开时，所述预设光纤反射的菲涅尔反射光的强度会大大降低，相应的，所述检测电信号的幅值也会大大降低，因此所述控制设备可以根据所述检测电信号判断所述待测光缆是否断开，实现对待测光缆的通断状态的监控。并且所述基于菲涅尔反射的光缆通断传感器无需利用光时域反射仪来对所述预设光纤进行性能监控和断点检测，有利于降低对所述基于菲涅尔反射的光缆通断传感器的成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请的一个实施例提供的一种基于菲涅尔反射的光缆通断传感器的结构示意图；
图2为本申请的另一个实施例提供的一种基于菲涅尔反射的光缆通断传感器的结构示意图。
具体实施方式
正如背景技术所述，对于光缆的通断状态的监控对于整个光通信***具有重要意义，现有技术中主要应用OTDR(Optical Time-Domain Reflectometer，光时域反射仪)来做光缆的性能监控和断点检测。OTDR可用于测量光纤衰减和接头损耗，以及实现光纤故障点定位和了解光纤沿长度的损耗分布情况等，是光缆施工、维护及监测中的重要工具。OTDR作为光纤光缆的监控手段，具有监控距离长、检测更精细及可以定位故障点的特性，但是其成本很高，如果把接入网末梢的光缆都监控起来，其成本代价太高。
因此，有必要提供一种低成本的光缆通断传感器。
有鉴于此，本申请实施例提供了一种基于菲涅尔反射的光缆通断传感器，包括：光源、耦合设备、信号转换设备和控制设备，其中，
所述光源用于出射探测光线；
所述耦合设备包括第一连接端、第二连接端和第三连接端，所述第一连接端与所述光源连接，所述第二连接端与待测光缆的预设光纤连接，所述第三连接端与所述信号转换设备连接；
所述耦合设备用于向所述预设光纤传输所述探测光线，和用于将所述预设光纤反射的菲涅尔反射光向所述信号转换设备传输；
所述信号转换设备用于将所述菲涅尔反射光转换为检测电信号；
所述控制设备用于根据所述检测电信号判断所述待测光缆是否断开，如果是，则输出报警信号。
所述基于菲涅尔反射的光缆通断传感器与待测光缆中的预设光线连接，利用光源向所述预设光纤中传输探测光线，接收所述探测光线被所述预设光纤反射而形成的菲涅尔反射光，并将所述菲涅尔反射光转换为检测电信号，一般情况下，当所述待测光缆断开时，所述预设光纤反射的菲涅尔反射光的强度会大大降低，相应的，所述检测电信号的幅值也会大大降低，因此所述控制设备可以根据所述检测电信号判断所述待测光缆是否断开，实现对待测光缆的通断状态的监控。并且所述基于菲涅尔反射的光缆通断传感器无需利用光时域反射仪来对所述预设光纤进行性能监控和断点检测，有利于降低对所述基于菲涅尔反射的光缆通断传感器的成本。
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请实施例提供了一种基于菲涅尔反射的光缆通断传感器，如图1所示，图1为所述基于菲涅尔反射的光缆通断传感器的内部结构示意图，所述基于菲涅尔反射的光缆通断传感器包括：光源10、耦合设备40、信号转换设备20和控制设备30，其中，
所述光源10用于出射探测光线；
所述耦合设备40包括第一连接端、第二连接端和第三连接端，所述第一连接端与所述光源10连接，所述第二连接端与待测光缆的预设光纤60连接，所述第三连接端与所述信号转换设备20连接；
所述耦合设备40用于向所述预设光纤60传输所述探测光线，和用于将所述预设光纤60反射的菲涅尔反射光向所述信号转换设备20传输；
所述信号转换设备20用于将所述菲涅尔反射光转换为检测电信号；
所述控制设备30用于根据所述检测电信号判断所述待测光缆是否断开，如果是，则输出报警信号。
除上述结构外，图1中还示出了所述基于菲涅尔反射的光缆通断传感器的外壳50。所述基于菲涅尔反射的光缆通断传感器通过光线配线架ODF的光纤接头盒连接，从而将最后数公里的光缆中的一根空闲的光纤(即所述预设光纤)连接到所述光纤接头盒的光纤连接端口，实现基于菲涅尔反射的光缆通断传感器与预设光纤的连接。
在本实施例中，所述光源10发出的探测光线经过所述耦合设备40耦合之后，注入所述待测光缆中的预设光纤60(可选的，所述预设光纤60是指所述待测光缆中处于空闲状态的光纤)，所述探测光线在所述预设光纤60中的传输过程中，会有后向瑞利散射光，瑞利散射光到达光缆末端的接口，会有端面反射的菲涅尔反射光向所述探测光线传输的相反方向返回，返回的菲涅尔反射光经过所述耦合设备40后，向所述信号转换设备20传输，以使所述信号转换设备20将所述菲涅尔反射光转换为检测电信号，当所述待测光缆由导通状态切换为断开状态时，所述检测电信号的幅值或功率会有一个突然的下降，因此，所述控制设备30可以根据所述检测电信号来判断所述待测光缆是否断开，实现低成本的光缆通断状态的监控。
如前文所述，当所述待测光缆由导通状态切换为断开状态时，所述检测电信号的幅值或功率会突然下降，因此基于该远离可以实现对待测光缆的通断状态的监控。
具体地，在本申请的一个实施例中，所述控制设备30根据所述检测电信号判断所述待测光缆是否断开的过程具体包括：
判断在预设时间段内，所述检测电信号的幅值的下降幅度是否超过第一预设阈值，如果是，则判定所述待测光缆断开。
在本实施例中，通过所述检测电信号的幅值变化率(具体为幅值的下降速率)来实现对所述待测光缆通断状态的监控，假设所述第一预设阈值为2mV，那么当在1秒内，所述检测电信号的幅值突然由5mV下降为2mV，下降幅度为3mV＞2mV，此时可以判定所述待测光缆断开。
可选的，在本申请的另一个实施例中，所述控制设备30根据所述检测电信号判断所述待测光缆是否断开的过程具体包括：
判断所述检测电信号的幅值是否小于第二预设阈值，如果是，则判定所述待测光缆断开。
在本实施例中，根据所述检测电信号的幅值的绝对大小来判断所述待测光缆是否断开，例如对于某一待测光缆而言，当其处于导通状态时，所述检测电信号的幅值理应大于2mV，则可以将所述第二预设阈值设定为2mV，当所述检测电信号的幅值小于2mV时，则判定所述待测光缆断开。
下面对本申请实施例提供的基于菲涅尔反射的光缆通断传感器各个模块的可行构成进行描述。
可选的，所述耦合设备40包括耦合器(Coupler)。
可选的，所述信号转换设备20包括光电二极管(Photo-Diode，PD)。
可选的，所述控制设备30包括微处理器(Microcontroller Unit，MCU)。
可选的，参考图2，所述基于菲涅尔反射的光缆通断传感器还包括：
与所述控制设备30连接的监控单元70；
所述监控单元70用于在接收到所述报警信号时，产生报警提示信息。
所述报警提示信息可以是文字信息，该文字信息可以通过通信设备传输到管理人员的移动通信设备上；所述报警提示信息还可以是蜂鸣音等具有提示性作用的信息。
所述监控单元70例如可以是动环监控单元(Filed Supervision Unit，FSU)等监控设备。
可选的，所述监控单元70还用于为所述控制设备30、所述光源10和所述信号转换设备20提供工作电源。
在本实施例中，所述监控单元70可以为所述控制设备30、所述光源10和所述信号转换设备20提供工作电源，使得所述控制设备30、所述光源10和所述信号转换设备20无需外接电源即可进行工作，有利于降低所述基于菲涅尔反射的光缆通断传感器的结构复杂度，并提升集成度。
综上所述，本申请实施例提供了一种基于菲涅尔反射的光缆通断传感器，所述基于菲涅尔反射的光缆通断传感器与待测光缆中的预设光线连接，利用光源10向所述预设光纤60中传输探测光线，接收所述探测光线被所述预设光纤60反射而形成的菲涅尔反射光，并将所述菲涅尔反射光转换为检测电信号，一般情况下，当所述待测光缆断开时，所述预设光纤60反射的菲涅尔反射光的强度会大大降低，相应的，所述检测电信号的幅值也会大大降低，因此所述控制设备30可以根据所述检测电信号判断所述待测光缆是否断开，实现对待测光缆的通断状态的监控。并且所述基于菲涅尔反射的光缆通断传感器无需利用光时域反射仪来对所述预设光纤60进行性能监控和断点检测，有利于降低对所述基于菲涅尔反射的光缆通断传感器的成本。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种基于菲涅尔反射的光缆通断传感器，其特征在于，包括：光源、耦合设备、信号转换设备和控制设备，其中，
所述光源用于出射探测光线；
所述耦合设备包括第一连接端、第二连接端和第三连接端，所述第一连接端与所述光源连接，所述第二连接端与待测光缆的预设光纤连接，所述第三连接端与所述信号转换设备连接；
所述耦合设备用于向所述预设光纤传输所述探测光线，和用于将所述预设光纤反射的菲涅尔反射光向所述信号转换设备传输；
所述信号转换设备用于将所述菲涅尔反射光转换为检测电信号；
所述控制设备用于根据所述检测电信号判断所述待测光缆是否断开，如果是，则输出报警信号。
2.根据权利要求1所述的基于菲涅尔反射的光缆通断传感器，其特征在于，所述控制设备根据所述检测电信号判断所述待测光缆是否断开的过程具体包括：
判断在预设时间段内，所述检测电信号的幅值的下降幅度是否超过第一预设阈值，如果是，则判定所述待测光缆断开。
3.根据权利要求1所述的基于菲涅尔反射的光缆通断传感器，其特征在于，所述控制设备根据所述检测电信号判断所述待测光缆是否断开的过程具体包括：
判断所述检测电信号的幅值是否小于第二预设阈值，如果是，则判定所述待测光缆断开。
4.根据权利要求1所述的基于菲涅尔反射的光缆通断传感器，其特征在于，所述耦合设备包括耦合器。
5.根据权利要求1所述的基于菲涅尔反射的光缆通断传感器，其特征在于，所述信号转换设备包括光电二极管。
6.根据权利要求1所述的基于菲涅尔反射的光缆通断传感器，其特征在于，所述控制设备包括微处理器。
7.根据权利要求1所述的基于菲涅尔反射的光缆通断传感器，其特征在于，还包括：
与所述控制设备连接的监控单元；
所述监控单元用于在接收到所述报警信号时，产生报警提示信息。
8.根据权利要求7所述的基于菲涅尔反射的光缆通断传感器，其特征在于，所述监控单元还用于为所述控制设备、所述光源和所述信号转换设备提供工作电源。
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