无源光网络中分光器后光纤故障定位的方法与系统的法

专利名称：无源光网络中分光器后光纤故障定位的方法与系统的法

技术领域：

本发明涉及光学技术，尤其是一种无源光网络中分光器后光纤故障定位的方法与系统。

背景技术：

无源光网络(Passive-Optical-Network,以下简称:Ρ0Ν)的主要包括:局端的光线路终端(Optical Line Terminal,以下简称:0LT)、用户端的光网络单元(OpticalNetwork Unit,以下简称:0NU)或光网络终端(Optical Network Terminal,以下简称:0ΝΤ)、以及用于连接局端与用户端的的光分配网(Optical Distribution Network,以下简称:0DN)。其中，ODN不合有任何电子器件及电子电源，全部由光纤、光缆、光分路器(Splitter)等无源器件组成，无需贵重的有源电子设备。无源光接入技术是一种点对多点的光纤传输和接入技术，由于采用点到多点的接入方式，因此需要采用多址接入协议，使众多的ONU共享主干光缆。现阶段采用的主流多址接入协议为波分多址和时分多址，相应的下行传输方式可采用波分复用和时分复用方式。由于PON中光路光纤覆盖范围往往十分宽广，网络本身线路又比较复杂，ODN中一级分光器后的分支光路数量庞大，所以分支光路一旦出现问题，很难实现快速的故障定位。目前，在实际应用中存在的一个重要问题，就是如何对ODN中一级分光器后的各个分支光路进行故障定位。目前，对PON中的光链路质量(包括段落功率、损耗等)的监控以及故障定位测量，一般采用人工携带仪表到场测试的方式。在实现本发明的过程中，发明人发现，上述人工携带仪表到场测试的方法至少存在以下问题:无法一次对多根光纤的链路质量进行测量，若要检测哪根光纤的状态，则需要人工使用仪表在光缆段落的测试口进行测量，人员参与度高，操作起来费时、费力，并且很难快速的了解到所有链路的端到端质量状况；当故障发生时，由于事前无法判定具体发生故障的纤芯，需要手工进行逐纤芯的故障测量、定位，工作量大，复杂度高，处理效率低，而PON网络规模较大，用户数量较多，这种人工的、被动的光链路监测和障碍处理方法不但效率极低，同时需要消耗巨大的人力、物力。

发明内容

23.一种色散补偿光纤，其特征在于所述光纤包括透明材料的纤芯，周围围绕折射率ncl的透明材料的包层，所述纤芯包括三个径向相邻区，按照半径的增大依次称为(a)具有最大折射率nc的中心纤芯，(b)具有最小折射率nm的壕区(c)包括具有最大折射率nr1和nr2的相异的内侧部分和外侧部分的环区，其中nc＞nr1＞ncl＞nm和nc＞nr2＞ncl＞nm，所述光纤的径向折射率曲线的特征在于，所述环区外侧一半曲线下的面积大于所述环区内侧一半曲线下的面积。由于机械连接和断裂等原因将造成光在光纤中产生菲涅尔反射，由光纤沿线各点反射回的微弱的光信号经光定向耦合器到仪器的接收端，通过光电转换器，低噪声放大器，数字图象信号处理等过程，实现图表、曲线扫迹在屏幕上显现。光海恒远致力于为客户提供品质优良的产品、高效合理解决方案和全面贴心的技术服务，公司主要代理的产品有fluke网络测试仪、2m误码测试仪、光纤熔接机、光时域反射仪（otdr）、激光光源、光功率计、红光笔、光纤电话、光纤识别仪、光衰减计等光纤测试仪器仪表及电源、光纤切割刀（片）、光纤熔接机电极、光缆施工工具箱及光纤清洁工具箱等维护专用工具及耗材。

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基于本发明上述实施例提供的无源光网络中分光器后光纤故障定位的方法与系统，PON 口下的下行分支光路未发生故障时，使下行测试光通过分光器后分别沿多个下行分光支路传输，经光网络用户终端中的光栅反射后返回0TDR，多个下行分光支路的反射光波形叠加形成反射曲线，反射曲线包括下行测试光在多个光网络用户终端进行反射形成的多个反射峰，以预先存储的PON 口下的下行分支光路未发生故障时的反射曲线作为参考曲线，在PON 口下有下行分支光路发生故障时，利用OTDR对有下行分支光路发生故障的PON口输入下行测试光并采集该下行测试光的反射曲线作为测试曲线与参考曲线进行比较，确定消失的反射峰对应的光网络用户终端所在分支光路为所述PON 口下的故障分光支路，并识别测试曲线上是否出现参考曲线中相应位置不存在的新的反射峰；若测试曲线上出现新的反射峰，则可以确定该新的反射峰所在位置即为故障分光支路中的断纤故障发生位置。与现有技术相比，无需人工使用仪表在光缆段落的测试口进行逐纤芯的故障测量，人员参与度低或无需人员参与，节省了人力、物力；可以通过一次测试实现对一个较大的PON中分光器后所有分支光路的光纤故障的快速、准确定位，且无需对ODN进行改造，成本较低，易于推广；并且，由于将下行测试光与下行业务光合波后进行下行传输，来最终实现光纤故障定位，不会影响正常的PON中的正常光纤通信业务，实现了光纤故障定位的测试。下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明PON中分光器后光纤故障定位的方法一个实施例的流程图；图2为本发明实施例中参考曲线的一个具体示例图；图3为本发明PON中分光器后光纤故障定位的方法另一个实施例的流程图；图4为本发明实施例中测试曲线的一个具体示例图；图5为本发明实施例中事件盲区内发生断纤故障的一个测试曲线的具体；图6为本发明PON中分光器后光纤故障定位的系统一个实施例的结构不意图；图7为本发明PON中分光器后光纤故障定位的方法一个应用实施例的流程图。

本专利技术中基于lm算法的光纤波长解调光谱峰值定位的原理对于光纤bragg光栅的反射功率谱密度曲线，理论上其强度最大值位于中心波长处，并以中心波长为轴左右对称，曲线可以用高斯函数近似表达为f(x) =b1gxpt-(x^1)vc12](i)本方法通过对中间变量x。fdr-310 智能型分界开关控制器（柱上箱体式）fdr-310 智能型分界开关控制器安装于架空配电线路的责任分界点处，对分支线路实施保护，自动切除线路单相接地故障和相间短路故障，确保非故障用户的用电安全，并控制开关进行相应分闸操作，快速隔离故障分支，从而确保变电站和其它非故障分支线路用户的正常供电。由于机械连接和断裂等原因将造成光在光纤中产生菲涅尔反射，由光纤沿线各点反射回的微弱的光信号经光定向耦合器到仪器的接收端，通过光电转换器，低噪声放大器，数字图象信号处理等过程，实现图表、曲线扫迹在屏幕上显现。

收光功率不正常则测试另一个分光器端口确认是否分光器端口故障，测试另一个分光器端口正常则更换分光器端口，不正常则测试分光器总上行口。干线电缆可用于点对点连接，也可以采用分支下行终端和电缆直接连接方式。通用型数字器件由于制造厂商的不同，同型号器件端口vi曲线特性也没有统一的规律性.即使同一厂家制造的器件，vi曲线测试也无法发现器件的高频动态参数故障.大多数翻新器件在一段时间内还能够正常使用，因此第一代和第二代电路测试仪对翻新数字器件难以甄别.采用第三代zd9610电路测试仪测试翻新数字器件后发现，翻新器件较之同型号全新器件的vi曲线通常完全一样，但所能通过测试的最高测试频率明显下降，下降幅度一般不低于200khz,有些甚至会下降1000khz,这充分反映出翻新器件的实际整体性能.。

无需人工使用仪表在光缆段落的测试口进行逐纤芯的故障测量，人员参与度低或无需人员参与，节省了人力、物力；可以通过一次测试实现对一个较大的PON中分光器后所有分支光路的光纤故障的快速、准确定位，且无需对ODN进行改造，成本较低，易于推广；并且，由于将下行测试光与下行业务光合波后进行下行传输，来最终实现光纤故障定位，不会影响正常的PON中的正常光纤通信业务，实现了光纤故障定位的测试。实际应用中，在PON部署完成后，还未发生任何断纤故障，可以利用OTDR获取整个PON中所有PON 口下的参考曲线并存储。具体地，使OTDR依次针对PON中各OLT的每个PON 口，向PON的下行光路输入下行测试光，下行测试光通过分光器后分别沿多个下行分光支路传输，经光网络用户终端中的光栅反射后返回0TDR，在OTDR中，多个下行分光支路的反射光波形叠加形成反射曲线，该反射曲线包括下行测试光在多个光网络用户终端进行反射形成的多个反射峰，即:多个反射峰分别对应多个光网络用户终端。如图2所示，为本发明实施例中参考曲线的一个具体示例图。参考曲线中，横坐标表示到光纤上某一点到OTDR的光路传输距离，单位可以为m。纵坐标表示下行测试光沿当前下行分光支路传输至该点产生的损耗，单位为dB。

由于没有光纤段点故障，参考曲线中各反射峰由各下行测试光在相应内置光栅的光网络用户终端的反射形成，因此，各反射峰的横坐标表示的距离即为相应光网络用户终端到OTDR的光路传输距离。进一步的，可以在被监控的PON正常业务运行中，定期利用OTDR获取整个PON中所有PON 口下的参考曲线，并利用最近一次获取的参考曲线更新存储的参考曲线，以保证光纤故障定位时参考曲线更准确，使得故障定位结果更精确。图3为本发明PON中分光器后光纤故障定位的方法另一个实施例的流程图。在某一个PON 口下有下行分支光路发生故障后，PON网兀管理系统(Element ManagementSystem,以下简称:EMS)能获知该故障分支光路连接的光网络用户终端离线并产生光网络用户终端离线告警消息，响应于该离线告警消息，可以自动触发或维护人员通过集中测量系统启动0TDR，采用本发明实施例的方法对该PON 口进行光纤故障定位。如图3所示，该实施例PON中分光器后光纤故障定位的方法包括:201，启动0TDR，通过I XN光开关选路，使OTDR向故障分光支路所在的PON 口的下行光路输入下行测试光，采用波分复用器(Wavelength Division Multiplex,以下简称:WDM)将所述下行测试光与故障分光支路所在的PON 口的下行业务光合波后沿下行光路传输。

202，利用OTDR采集该下行测试光的反射曲线作为测试曲线。如图4所示，为本发明实施例中测试曲线的一个具体示例图。203，以预先存储的PON 口下的下行分支光路未发生故障时的反射曲线作为参考曲线，将通过202获得的测试曲线与参考曲线进行比较，识别在参考曲线中出现而在测试曲线中相应位置消失的反射峰，确定该消失的反射峰对应的光网络用户终端所在分支光路为PON 口下的故障分光支路。204，识别测试曲线上是否出现参考曲线中相应位置不存在的新的反射峰。若测试曲线上出现新的反射峰，执行205的操作。否则，若测试曲线上未出现参考曲线中相应位置不存在的新的反射峰，则断纤故障发生位置与其它光网络用户终端的位置重叠或者相近，导致断纤故障发生点的反射峰与其它光网络用户终端的反射峰重叠，则执行206的操作。205，确定该新的反射峰所在位置即为故障分光支路中的断纤故障发生位置。之后，不再执行该实施例的后续流程。如图4所示，与图2所示的参考曲线相比，在测试曲线上能够看到某个光网络用户终端的反射峰消失，而在距离OTDR更近的位置出现一个新的反射峰。这是由于某个分支光路光纤断纤后，测试光波无法继续向下传送，后向波形(即:反射光波形)也无法返回0TDR,因此该光网络用户终端的反射峰消失，而根据OTDR原理，光纤与空气接触面将产生菲尼尔反射，因此断纤点处会产生高反射峰，基于此判断，新反射峰出现的位置即为断纤故障点的位置。

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