專利名稱：?jiǎn)卫w三向復(fù)用器自動(dòng)監(jiān)測(cè)與故障定位系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光纖接入網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，尤其適用于對(duì)光纖到戶(FTTH)技術(shù)領(lǐng)域中的單纖 三向復(fù)用器進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)與故障定位的場(chǎng)合。
背景技術(shù)：
近幾年來(lái)，隨著寬帶接入網(wǎng)的迅速發(fā)展，寬帶化成為接入網(wǎng)發(fā)展的最顯著特征。視 頻點(diǎn)播、IPTV (網(wǎng)絡(luò)電視)和網(wǎng)絡(luò)游戲等高帶寬業(yè)務(wù)逐漸被電信運(yùn)營(yíng)商和廣電運(yùn)營(yíng)商視為 新的業(yè)務(wù)增長(zhǎng)點(diǎn)，用戶對(duì)接入帶寬的需求不斷增長(zhǎng)，因此以現(xiàn)有的ADSL(非對(duì)稱數(shù)字用戶環(huán) 路)為主的寬帶接入方式已經(jīng)很難滿足用戶對(duì)高帶寬、雙向傳輸能力以及安全性等方面的 要求。面對(duì)這一困境，各國(guó)電信運(yùn)營(yíng)商把關(guān)注的目光投向了光纖到戶——FTTH (Fiber To The Home)技術(shù)。FTTH能夠滿足數(shù)據(jù)、語(yǔ)音、CATV等綜合業(yè)務(wù)對(duì)高帶寬的需求，增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò) 對(duì)數(shù)據(jù)格式、速率、波長(zhǎng)和協(xié)議的透明性支持，同時(shí)放寬了系統(tǒng)對(duì)環(huán)境條件和供電等要求， 從而降低了安裝和使用維護(hù)的成本。FTTH的實(shí)際應(yīng)用環(huán)節(jié)涉及一個(gè)非常重要的核心器件， 即單纖三向復(fù)用器一Triplexer-PLC(PLC，Planar Light wave Circuit)，其主要功能是對(duì) 光信號(hào)的耦合和波分復(fù)用。EPON和GPON技術(shù)規(guī)范(ITU-TG. 983和G. 984)規(guī)定了單纖三向 復(fù)用器中采用1310nm、1490nm、1550nm三波長(zhǎng)分配方案1310nm專門用于數(shù)據(jù)和IP視頻信 號(hào)的上傳；1490nm用于語(yǔ)音、數(shù)據(jù)和IP視頻信號(hào)的下傳；1550nm用于模擬視頻信號(hào)下傳。由于單纖三向復(fù)用器是在用戶端工作，而用戶端一般具有應(yīng)用環(huán)境復(fù)雜，突發(fā)事 故發(fā)生頻率高等不利因素，因此針對(duì)單纖三向復(fù)用器的故障監(jiān)測(cè)和故障定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和 開(kāi)發(fā)工作是十分必要的。然而，目前的專利和各類文獻(xiàn)中都沒(méi)有報(bào)道關(guān)于單纖三向復(fù)用器 的故障檢測(cè)(尤其是自動(dòng)監(jiān)測(cè))和故障定位的內(nèi)容。因此，本專利發(fā)明的自動(dòng)監(jiān)測(cè)與故障定 位系統(tǒng)不但能夠提高單纖三向復(fù)用器的安全性和穩(wěn)定性，而且與傳統(tǒng)的人工故障檢測(cè)方法 相比，又能夠降低系統(tǒng)的運(yùn)行成本和管理難度。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決當(dāng)前應(yīng)用在FTTH領(lǐng)域的單纖三向復(fù)用器沒(méi)有相應(yīng)的故障檢測(cè)與定位系 統(tǒng)或者設(shè)備的不足，彌補(bǔ)針對(duì)于單纖三向復(fù)用器器件安全性和穩(wěn)定性領(lǐng)域的技術(shù)空白，本 發(fā)明提出了單纖三向復(fù)用器的自動(dòng)監(jiān)測(cè)與故障定位系統(tǒng)。本發(fā)明所述的單纖三向復(fù)用器自動(dòng)監(jiān)測(cè)與故障定位系統(tǒng)，包括用于對(duì)被檢的單纖 三向復(fù)用器前端進(jìn)行光信號(hào)的采樣的第一采樣電路和分別對(duì)被檢的單纖三向復(fù)用器的后 端的1550nm、1490nm、1310nm的波長(zhǎng)信號(hào)進(jìn)行采樣的第二采樣電路、第三采樣電路、第四采 樣電路；所述的第一至第四采樣電路連接一中央控制器，所述的中央控制器讀取每個(gè)采樣 電路的數(shù)字值，并完成故障的判定和定位工作。所述的采樣電路包括分光與光電轉(zhuǎn)換部分以及信號(hào)調(diào)理部分，所述的分光與光電 轉(zhuǎn)換部分由分束器、光電轉(zhuǎn)換模塊，光接口和跳線組成，所述的光分束器分光比為95:5或 者90:10 ；所述的信號(hào)調(diào)理部分主要由功率放大器、A/D轉(zhuǎn)換器組成。
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所述的中央控制器包括主控芯片，以及與所述主控芯片連接的電源模塊、晶振模 塊、IXD模塊、FLASH模塊、E2PR0M模塊和蜂鳴器模塊；所述的主控芯片包含采樣信號(hào)讀取模 塊和故障判斷模塊，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的不同時(shí)段和不同采樣間隔，分別同時(shí)讀取兩個(gè)采樣電 路的數(shù)字值，并且比較這兩個(gè)數(shù)字值是否相同；如果比較結(jié)果不同，那么將判定故障發(fā)生， 并確定故障類型和進(jìn)行故障定位，同時(shí)，進(jìn)行蜂鳴器報(bào)警，等待系統(tǒng)復(fù)位；如果比較結(jié)果相 同，那么返回程序，繼續(xù)進(jìn)行定時(shí)采樣；但是，如果連續(xù)10次的采樣值都相同，且采樣值本 身為全1 (代表有光)或者全0 (代表無(wú)光)，那么同樣判定故障發(fā)生，并確定故障類型和進(jìn) 行故障定位，同時(shí)，進(jìn)行蜂鳴器報(bào)警，等待系統(tǒng)復(fù)位。本發(fā)明主要包括三個(gè)部分1)分光與光電轉(zhuǎn)換部分；2)信號(hào)調(diào)理部分；3)控制部 分。三個(gè)部分的連接情況如下所示。在分光與光電轉(zhuǎn)換部分中，通過(guò)光分束器(分光比為 95:5或者90:10)分別對(duì)1310nm、1490nm和1550nm的波長(zhǎng)信號(hào)進(jìn)行采樣，然后再通過(guò)光電 轉(zhuǎn)換器將采樣光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸入信號(hào)調(diào)理部分。在信號(hào)調(diào)理部分中，電信號(hào)首先經(jīng) 過(guò)特定的功率放大器將微弱電信號(hào)進(jìn)行放大和濾波處理，然后將調(diào)理后的信號(hào)輸入到A/D 轉(zhuǎn)換芯片中。經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換后，電信號(hào)由模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并且輸入到控制部分。 最后，在控制部分中，主控芯片將讀取每個(gè)采樣點(diǎn)的數(shù)字值，并完成故障的判定和定位工 作。所述的分光與光電轉(zhuǎn)換部分主要由分束器、光電轉(zhuǎn)換模塊，必要的光接口和跳線 組成。所述的分束器具有95:5或者90:10的分光比和較低的插入損耗。所述的光電轉(zhuǎn)換 模塊一般具有較高的光電轉(zhuǎn)換效率和較低的噪聲。所述分光與光電轉(zhuǎn)換部分的主要功能是 進(jìn)行光信號(hào)的采樣與電信號(hào)的產(chǎn)生。所述的信號(hào)調(diào)理部分主要由功率放大器、A/D轉(zhuǎn)換芯片和濾波器(如果需要的話) 組成。所述的功率放大器負(fù)責(zé)將微弱的電信號(hào)放大至A/D轉(zhuǎn)換芯片允許的輸入范圍，一般 要求具有較大的放大帶寬和增益范圍。所述的A/D轉(zhuǎn)換芯片用于將模擬的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù) 字的電信號(hào)，一般要求具有較高的轉(zhuǎn)換精度(位數(shù))。所述的濾波器用于進(jìn)行信號(hào)濾波，以降 低噪聲對(duì)電信號(hào)的影響。所述的中央控制器是由采用了 ARM Cortex-M3內(nèi)核的LM3S1138微控制器所構(gòu)成 的硬件系統(tǒng)，如附圖1所示。LM3S1138微控制器具有32位運(yùn)算能力，使用了兼容ARM Thumb 的Thumb2指令集來(lái)減少存儲(chǔ)容量的需求，并以此達(dá)到降低成本的目的。同時(shí)，LM3S1138微 控制器與Stellaris系列的所有其它產(chǎn)品是代碼兼容的，能夠適應(yīng)各種精確的需求。除此 之外，LM3S1138微控制器還具有封裝體積小，便于集成，功耗低等優(yōu)點(diǎn)?？刂撇糠殖伺鋫?LM3S1138微控制器，還具有電源模塊、晶振模塊、LCD模塊、FLASH模塊、E2PR0M模塊和蜂鳴 器模塊。所述的電源模塊為控制部分、光電轉(zhuǎn)換部分和信號(hào)調(diào)理部分提供穩(wěn)定的供電，一般 認(rèn)為是能提供多種電平和電流選擇的開(kāi)關(guān)電源。所述的晶振模塊為控制部分提供穩(wěn)定的時(shí) 鐘。所述的LCD模塊為控制部分提供必要的輸出顯示。所述的FLASH模塊和Ε2Η 0Μ模塊為 控制部分提供足夠空間的信息存儲(chǔ)。所述的蜂鳴器模塊為控制部分提供必要的報(bào)警輸出。所述的單纖三向復(fù)用器的故障可能在三種情況，即單纖三向復(fù)用器前端發(fā)生故 障，單纖三向復(fù)用器本身發(fā)生故障，單纖三向復(fù)用器后端發(fā)生故障，如附圖2所示。進(jìn)一步， 所述的單纖三向復(fù)用器前端故障可能是光纖損壞或光發(fā)射機(jī)出現(xiàn)問(wèn)題；單纖三向復(fù)用器本 身故障可能是器件老化或其他突發(fā)事故；單纖三向復(fù)用器后端故障包括語(yǔ)音業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)業(yè)
4務(wù)、模擬CATV業(yè)務(wù)三個(gè)線路中至少一個(gè)線路發(fā)生故障。據(jù)此，本發(fā)明給出的自動(dòng)監(jiān)測(cè)與故 障定位系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中的模式如附圖3所示。在單纖三向復(fù)用器前端，分束器A和光電 轉(zhuǎn)換器A負(fù)責(zé)采集前端部分的復(fù)用信號(hào)。而分束器B和光電轉(zhuǎn)換器B、分束器C和光電轉(zhuǎn)換 器C、分束器D和光電轉(zhuǎn)換器D分別負(fù)責(zé)采集后端部分波長(zhǎng)為1550nm、1490nm、1310nm的光信號(hào)?？刂撇糠衷谧x取采樣信號(hào)后所采用的軟件設(shè)計(jì)的核心思想如附圖4所示，即根 據(jù)預(yù)先設(shè)定的不同時(shí)段和不同采樣間隔，分別同時(shí)讀取單纖三向復(fù)用器兩個(gè)端口的A/D轉(zhuǎn) 換器的數(shù)字值，并且比較這兩個(gè)數(shù)字值是否相同。如果比較結(jié)果不同，那么將判定故障發(fā) 生，并確定故障類型和進(jìn)行故障定位。同時(shí)，進(jìn)行蜂鳴器報(bào)警，等待系統(tǒng)復(fù)位。如果比較結(jié) 果相同，那么返回程序，繼續(xù)進(jìn)行定時(shí)采樣。但是，如果連續(xù)10次的采樣值都相同，且采樣 值本身為全1 (代表有光)或者全0 (代表無(wú)光)，那么同樣判定故障發(fā)生，并確定故障類型 和進(jìn)行故障定位。同時(shí)，進(jìn)行蜂鳴器報(bào)警，等待系統(tǒng)復(fù)位。本發(fā)明不僅能夠?qū)崟r(shí)地檢測(cè)單纖三向復(fù)用器的運(yùn)行狀態(tài)，而且還能夠準(zhǔn)確地定位 出故障的發(fā)生范圍和具體的故障類型。因此，該系統(tǒng)不僅能夠提高單纖三向復(fù)用器的安全 性，有效地降低各類故障給用戶帶來(lái)的損失，而且便于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商和網(wǎng)絡(luò)管理者及時(shí)發(fā)現(xiàn) 和排除相關(guān)的故障，便于整個(gè)FTTH系統(tǒng)的運(yùn)行。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是
1)根據(jù)時(shí)間段的變化，實(shí)時(shí)地檢測(cè)單纖三向復(fù)用器的故障；
2)能夠準(zhǔn)確定位故障發(fā)生的范圍，確定故障類型；
3)系統(tǒng)的故障檢測(cè)成功率高，并通過(guò)LCD和蜂鳴器告警；
4)系統(tǒng)具有便攜式、低功耗的特點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明單纖三向復(fù)用器自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)圖。圖2是本發(fā)明單纖三向復(fù)用器應(yīng)用中三種可能的故障范圍。圖3是本發(fā)明單纖三向復(fù)用器自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用模式示例。圖4是本發(fā)明單纖三向復(fù)用器自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的軟件流程圖。圖5是本發(fā)明單纖三向復(fù)用器自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在檢測(cè)復(fù)用器前端故障場(chǎng)合下的應(yīng) 用。圖6是本發(fā)明單纖三向復(fù)用器自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在檢測(cè)復(fù)用器故障場(chǎng)合下的應(yīng)用。圖7是本發(fā)明單纖三向復(fù)用器自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在檢測(cè)復(fù)用器后端故障場(chǎng)合下的應(yīng) 用 ‘ ο圖8是本發(fā)明單纖三向復(fù)用器自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在檢測(cè)復(fù)用器后端故障場(chǎng)合下的應(yīng) 用 Z^·~- ο圖9是本發(fā)明單纖三向復(fù)用器自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在檢測(cè)復(fù)用器后端故障場(chǎng)合下的應(yīng)
用之三。
具體實(shí)施例方式下面參照附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步描述參照附圖
如圖1所示，本發(fā)明所述的單纖三向復(fù)用器自動(dòng)監(jiān)測(cè)與故障定位系統(tǒng)，包括用于對(duì)被 檢的單纖三向復(fù)用器前端進(jìn)行光信號(hào)的采樣的第一采樣電路和分別對(duì)被檢的單纖三向復(fù) 用器的后端的1550nm、1490nm、1310nm的波長(zhǎng)信號(hào)進(jìn)行采樣的第二采樣電路、第三采樣電 路、第四采樣電路；所述的第一至第四采樣電路連接一中央控制器，所述的中央控制器讀取 每個(gè)采樣電路的數(shù)字值，并完成故障的判定和定位工作。所述的采樣電路包括分光與光電轉(zhuǎn)換部分以及信號(hào)調(diào)理部分，所述的分光與光電 轉(zhuǎn)換部分由分束器、光電轉(zhuǎn)換模塊，光接口和跳線組成，所述的光分束器分光比為95:5或 者90:10 ；所述的信號(hào)調(diào)理部分主要由功率放大器、A/D轉(zhuǎn)換器組成。所述的中央控制器包括主控芯片，以及與所述主控芯片連接的電源模塊、晶振模 塊、IXD模塊、FLASH模塊、E2PR0M模塊和蜂鳴器模塊；所述的主控芯片包含采樣信號(hào)讀取模 塊和故障判斷模塊，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的不同時(shí)段和不同采樣間隔，分別同時(shí)讀取兩個(gè)采樣電 路的數(shù)字值，并且比較這兩個(gè)數(shù)字值是否相同；如果比較結(jié)果不同，那么將判定故障發(fā)生， 并確定故障類型和進(jìn)行故障定位，同時(shí)，進(jìn)行蜂鳴器報(bào)警，等待系統(tǒng)復(fù)位；如果比較結(jié)果相 同，那么返回程序，繼續(xù)進(jìn)行定時(shí)采樣；但是，如果連續(xù)10次的采樣值都相同，且采樣值本 身為全1 (代表有光)或者全0 (代表無(wú)光)，那么同樣判定故障發(fā)生，并確定故障類型和進(jìn) 行故障定位，同時(shí)，進(jìn)行蜂鳴器報(bào)警，等待系統(tǒng)復(fù)位。本發(fā)明主要包括三個(gè)部分1)分光與光電轉(zhuǎn)換部分；2)信號(hào)調(diào)理部分；3)控制部 分。三個(gè)部分的連接情況如圖1、3所示。在分光與光電轉(zhuǎn)換部分中，通過(guò)光分束器(分光比 為95:5或者90:10)分別對(duì)1310nm、1490nm和1550nm的波長(zhǎng)信號(hào)進(jìn)行采樣，然后再通過(guò) 光電轉(zhuǎn)換器將采樣光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸入信號(hào)調(diào)理部分。在信號(hào)調(diào)理部分中，電信號(hào)首 先經(jīng)過(guò)特定的功率放大器將微弱電信號(hào)進(jìn)行放大和濾波處理，然后將調(diào)理后的信號(hào)輸入到 A/D轉(zhuǎn)換芯片中。經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換后，電信號(hào)由模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并且輸入到控制部 分。最后，在控制部分中，主控芯片將讀取每個(gè)采樣點(diǎn)的數(shù)字值，并完成故障的判定和定位 工作。所述的分光與光電轉(zhuǎn)換部分主要由分束器、光電轉(zhuǎn)換模塊，必要的光接口和跳線 組成。所述的分束器具有95:5或者90:10的分光比和較低的插入損耗。所述的光電轉(zhuǎn)換 模塊一般具有較高的光電轉(zhuǎn)換效率和較低的噪聲。所述分光與光電轉(zhuǎn)換部分的主要功能是 進(jìn)行光信號(hào)的采樣與電信號(hào)的產(chǎn)生。所述的信號(hào)調(diào)理部分主要由功率放大器、A/D轉(zhuǎn)換芯片和濾波器(如果需要的話) 組成。所述的功率放大器負(fù)責(zé)將微弱的電信號(hào)放大至A/D轉(zhuǎn)換芯片允許的輸入范圍，一般 要求具有較大的放大帶寬和增益范圍。所述的A/D轉(zhuǎn)換芯片用于將模擬的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù) 字的電信號(hào)，一般要求具有較高的轉(zhuǎn)換精度(位數(shù))。所述的濾波器用于進(jìn)行信號(hào)濾波，以降 低噪聲對(duì)電信號(hào)的影響。所述的中央控制器是由采用了 ARM Cortex-M3內(nèi)核的LM3S1138微控制器所構(gòu)成 的硬件系統(tǒng)，如附圖1所示。LM3S1138微控制器具有32位運(yùn)算能力，使用了兼容ARM Thumb 的Thumb2指令集來(lái)減少存儲(chǔ)容量的需求，并以此達(dá)到降低成本的目的。同時(shí)，LM3S1138微 控制器與Stellaris系列的所有其它產(chǎn)品是代碼兼容的，能夠適應(yīng)各種精確的需求。除此 之外，LM3S1138微控制器還具有封裝體積小，便于集成，功耗低等優(yōu)點(diǎn)?？刂撇糠殖伺鋫?br> 6LM3S1138微控制器，還具有電源模塊、晶振模塊、LCD模塊、FLASH模塊、E2PR0M模塊和蜂鳴 器模塊。所述的電源模塊為控制部分、光電轉(zhuǎn)換部分和信號(hào)調(diào)理部分提供穩(wěn)定的供電，一般 認(rèn)為是能提供多種電平和電流選擇的開(kāi)關(guān)電源。所述的晶振模塊為控制部分提供穩(wěn)定的時(shí) 鐘。所述的LCD模塊為控制部分提供必要的輸出顯示。所述的FLASH模塊和Ε2Η 0Μ模塊為 控制部分提供足夠空間的信息存儲(chǔ)。所述的蜂鳴器模塊為控制部分提供必要的報(bào)警輸出。所述的單纖三向復(fù)用器的故障可能在三種情況，即單纖三向復(fù)用器前端發(fā)生故 障，單纖三向復(fù)用器本身發(fā)生故障，單纖三向復(fù)用器后端發(fā)生故障，如附圖2所示。進(jìn)一步， 所述的單纖三向復(fù)用器前端故障可能是光纖損壞或光發(fā)射機(jī)出現(xiàn)問(wèn)題；單纖三向復(fù)用器本 身故障可能是器件老化或其他突發(fā)事故；單纖三向復(fù)用器后端故障包括語(yǔ)音業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)業(yè) 務(wù)、模擬CATV業(yè)務(wù)三個(gè)線路中至少一個(gè)線路發(fā)生故障。據(jù)此，本發(fā)明給出的自動(dòng)監(jiān)測(cè)與故 障定位系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中的模式如附圖3所示。在單纖三向復(fù)用器前端，分束器A和光電 轉(zhuǎn)換器A負(fù)責(zé)采集前端部分的復(fù)用信號(hào)。而分束器B和光電轉(zhuǎn)換器B、分束器C和光電轉(zhuǎn)換 器C、分束器D和光電轉(zhuǎn)換器D分別負(fù)責(zé)采集后端部分波長(zhǎng)為1550nm、1490nm、1310nm的光 信號(hào)?？刂撇糠衷谧x取采樣信號(hào)后所采用的軟件設(shè)計(jì)的核心思想如附圖4所示，即根 據(jù)預(yù)先設(shè)定的不同時(shí)段和不同采樣間隔，分別同時(shí)讀取單纖三向復(fù)用器兩個(gè)端口的A/D轉(zhuǎn) 換器的數(shù)字值，并且比較這兩個(gè)數(shù)字值是否相同。如果比較結(jié)果不同，那么將判定故障發(fā) 生，并確定故障類型和進(jìn)行故障定位。同時(shí)，進(jìn)行蜂鳴器報(bào)警，等待系統(tǒng)復(fù)位。如果比較結(jié) 果相同，那么返回程序，繼續(xù)進(jìn)行定時(shí)采樣。但是，如果連續(xù)10次的采樣值都相同，且采樣 值本身為全1 (代表有光)或者全0 (代表無(wú)光)，那么同樣判定故障發(fā)生，并確定故障類型 和進(jìn)行故障定位。同時(shí)，進(jìn)行蜂鳴器報(bào)警，等待系統(tǒng)復(fù)位。如附圖5所示，當(dāng)單纖三向復(fù)用器的前端部分出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，即沒(méi)有光信號(hào)輸入單 纖三向復(fù)用器時(shí)，自動(dòng)監(jiān)測(cè)和故障定位系統(tǒng)會(huì)對(duì)故障進(jìn)行判斷。在一定的檢測(cè)時(shí)段和采樣 間隔內(nèi)，系統(tǒng)通過(guò)第一采樣電路的分束器Al和光電轉(zhuǎn)換器A2采集前端部分的信號(hào)，經(jīng)過(guò)信 號(hào)調(diào)理部分后，控制部分得到的采樣值為全0 ；與此同時(shí)，第二采樣電路的分束器Bl和光電 轉(zhuǎn)換器B2、第三采樣電路的分束器Cl和光電轉(zhuǎn)換器C2、第四采樣電路的分束器Dl和光電 轉(zhuǎn)換器D2分別對(duì)后端部分波長(zhǎng)為1550nm、1490nm、1310nm的光信號(hào)進(jìn)行采樣，經(jīng)過(guò)各自的 信號(hào)調(diào)理部分后，控制部分得到的采樣值為全0。在該檢測(cè)時(shí)段內(nèi)，自動(dòng)監(jiān)測(cè)和故障定位系 統(tǒng)連續(xù)10次的前端和后端采樣值都是全0。在這種情況下，系統(tǒng)判定單纖三向復(fù)用器的前 端部分發(fā)生故障，并且通過(guò)LCD輸出故障類型，通過(guò)蜂鳴器發(fā)出報(bào)警信號(hào)。如圖6所示，當(dāng)單纖三向復(fù)用器的模塊芯片或端口出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，自動(dòng)監(jiān)測(cè)和故障 定位系統(tǒng)會(huì)對(duì)故障進(jìn)行判斷。在一定的檢測(cè)時(shí)段和采樣間隔內(nèi)，系統(tǒng)通過(guò)第一采樣電路的 分束器Al和光電轉(zhuǎn)換器A2采集前端部分的信號(hào)，經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理部分后，控制部分得到的采 樣值為全0或者全1 ；與此同時(shí)，第二采樣電路的分束器Bl和光電轉(zhuǎn)換器B2、第三采樣電路 的分束器Cl和光電轉(zhuǎn)換器C2、第四采樣電路的分束器Dl和光電轉(zhuǎn)換器D2分別對(duì)后端部分 波長(zhǎng)為1550nm、1490nm、1310nm的光信號(hào)進(jìn)行采樣，經(jīng)過(guò)各自的信號(hào)調(diào)理部分后，控制部分 得到第三和第四采樣電路的采樣值為全0，而第二采樣電路的采樣值為全1或者全0。在這 種情況下，系統(tǒng)判定單纖三向復(fù)用器的模塊芯片或端口部分發(fā)生故障，并且通過(guò)IXD輸出 故障類型，通過(guò)蜂鳴器發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
如附圖7所示，當(dāng)單纖三向復(fù)用器后端的1310 nm信道出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，自動(dòng)監(jiān)測(cè)和故 障定位系統(tǒng)會(huì)對(duì)故障進(jìn)行判斷。在一定的檢測(cè)時(shí)段和采樣間隔內(nèi)，系統(tǒng)通過(guò)第一采樣電路 的分束器Al和光電轉(zhuǎn)換器A2采集前端部分的信號(hào)，經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理部分后，控制部分得到的 采樣值為全0或者全1 ；與此同時(shí)，第二采樣電路的分束器Bl和光電轉(zhuǎn)換器B2、第三采樣電 路的分束器Cl和光電轉(zhuǎn)換器C2、第四采樣電路的分束器Dl和光電轉(zhuǎn)換器D2分別對(duì)后端部 分波長(zhǎng)為1550nm、1490nm、1310nm的光信號(hào)進(jìn)行采樣，經(jīng)過(guò)各自的信號(hào)調(diào)理部分后，控制部 分得到第二和第三采樣電路的采樣值為全0或者全1，而第四采樣電路的采樣值為全0。在 這種情況下，系統(tǒng)判定單纖三向復(fù)用器后端的1310 nm信道部分發(fā)生故障，并且通過(guò)IXD輸 出故障類型，通過(guò)蜂鳴器發(fā)出報(bào)警信號(hào)。如附圖8所示，當(dāng)單纖三向復(fù)用器后端的1490 nm信道出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，自動(dòng)監(jiān)測(cè)和故 障定位系統(tǒng)會(huì)對(duì)故障進(jìn)行判斷。在一定的檢測(cè)時(shí)段和采樣間隔內(nèi)，系統(tǒng)通過(guò)第一采樣電路 的分束器Al和光電轉(zhuǎn)換器A2采集前端部分的信號(hào)，經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理部分后，控制部分得到的 采樣值為全0或者全1 ；與此同時(shí)，第二采樣電路的分束器Bl和光電轉(zhuǎn)換器B2、第三采樣電 路的分束器Cl和光電轉(zhuǎn)換器C2、第四采樣電路的分束器Dl和光電轉(zhuǎn)換器D2分別對(duì)后端部 分波長(zhǎng)為1550nm、1490nm、1310nm的光信號(hào)進(jìn)行采樣，經(jīng)過(guò)各自的信號(hào)調(diào)理部分后，控制部 分得到第二、第四采樣電路的采樣值為全0或者全1，而第三采樣電路的采樣值為全0。在 這種情況下，系統(tǒng)判定單纖三向復(fù)用器后端的1490nm信道部分發(fā)生故障，并且通過(guò)IXD輸 出故障類型，通過(guò)蜂鳴器發(fā)出報(bào)警信號(hào)。如附圖9所示，當(dāng)單纖三向復(fù)用器后端的1550 nm信道出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，自動(dòng)監(jiān)測(cè)和故 障定位系統(tǒng)會(huì)對(duì)故障進(jìn)行判斷。在一定的檢測(cè)時(shí)段和采樣間隔內(nèi)，系統(tǒng)通過(guò)第一采樣電路 的分束器Al和光電轉(zhuǎn)換器A2采集前端部分的信號(hào)，經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理部分后，控制部分得到的 采樣值為全0或者全1 ；與此同時(shí)，第二采樣電路的分束器Bl和光電轉(zhuǎn)換器B2、第三采樣電 路的分束器Cl和光電轉(zhuǎn)換器C2、第四采樣電路的分束器Dl和光電轉(zhuǎn)換器D2分別對(duì)后端部 分波長(zhǎng)為1550nm、1490nm、1310nm的光信號(hào)進(jìn)行采樣，經(jīng)過(guò)各自的信號(hào)調(diào)理部分后，控制部 分得到第三、第四采樣電路的采樣值為全0或者全1，而第二采樣電路的采樣值為全0。在 這種情況下，系統(tǒng)判定單纖三向復(fù)用器后端的1550 nm信道部分發(fā)生故障，并且通過(guò)IXD輸 出故障類型，通過(guò)蜂鳴器發(fā)出報(bào)警信號(hào)。本說(shuō)明書實(shí)施例所述的內(nèi)容僅僅是對(duì)發(fā)明構(gòu)思的實(shí)現(xiàn)形式的列舉，本發(fā)明的保護(hù) 范圍不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實(shí)施例所陳述的具體形式，本發(fā)明的保護(hù)范圍也及于本領(lǐng)域技術(shù) 人員根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。
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權(quán)利要求
單纖三向復(fù)用器自動(dòng)監(jiān)測(cè)與故障定位系統(tǒng)，其特征在于包括用于對(duì)被檢的單纖三向復(fù)用器前端進(jìn)行光信號(hào)的采樣的第一采樣電路和分別對(duì)被檢的單纖三向復(fù)用器的后端的1550nm、1490nm、1310nm的波長(zhǎng)信號(hào)進(jìn)行采樣的第二采樣電路、第三采樣電路、第四采樣電路；所述的第一至第四采樣電路連接一中央控制器，所述的中央控制器讀取每個(gè)采樣電路的數(shù)字值，并完成故障的判定和定位工作。
2.如權(quán)利要求1所述的單纖三向復(fù)用器自動(dòng)監(jiān)測(cè)與故障定位系統(tǒng)，其特征在于所述 的采樣電路包括分光與光電轉(zhuǎn)換部分以及信號(hào)調(diào)理部分，所述的分光與光電轉(zhuǎn)換部分由分 束器、光電轉(zhuǎn)換模塊，光接口和跳線組成，所述的光分束器分光比為95:5或者90:10 ；所述 的信號(hào)調(diào)理部分主要由功率放大器、A/D轉(zhuǎn)換器組成。
3.如權(quán)利要求1或2所述的單纖三向復(fù)用器自動(dòng)監(jiān)測(cè)與故障定位系統(tǒng)，其特征在于 所述的中央控制器包括主控芯片，以及與所述主控芯片連接的電源模塊、晶振模塊、IXD模 塊、FLASH模塊、E2PR0M模塊和蜂鳴器模塊；所述的主控芯片包含采樣信號(hào)讀取模塊和故障 判斷模塊，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的不同時(shí)段和不同采樣間隔，分別同時(shí)讀取兩個(gè)采樣電路的數(shù)字 值，并且比較這兩個(gè)數(shù)字值是否相同；如果比較結(jié)果不同，那么將判定故障發(fā)生，并確定故 障類型和進(jìn)行故障定位，同時(shí)，進(jìn)行蜂鳴器報(bào)警，等待系統(tǒng)復(fù)位；如果比較結(jié)果相同，那么返 回程序，繼續(xù)進(jìn)行定時(shí)采樣；但是，如果連續(xù)10次的采樣值都相同，且采樣值本身為全1(代 表有光)或者全0 (代表無(wú)光)，那么同樣判定故障發(fā)生，并確定故障類型和進(jìn)行故障定位，同 時(shí)，進(jìn)行蜂鳴器報(bào)警，等待系統(tǒng)復(fù)位。
4.如權(quán)利要求3所述的單纖三向復(fù)用器自動(dòng)監(jiān)測(cè)與故障定位系統(tǒng)，其特征在于所述 的主控芯片采用LM3S1138微控制器。
全文摘要
本發(fā)明所述的單纖三向復(fù)用器自動(dòng)監(jiān)測(cè)與故障定位系統(tǒng)，包括用于對(duì)被檢的單纖三向復(fù)用器前端進(jìn)行光信號(hào)的采樣的第一采樣電路和分別對(duì)被檢的單纖三向復(fù)用器的后端的1550nm、1490nm、1310nm的波長(zhǎng)信號(hào)進(jìn)行采樣的第二采樣電路、第三采樣電路、第四采樣電路；所述的第一至第四采樣電路連接一中央控制器，所述的中央控制器讀取每個(gè)采樣電路的數(shù)字值，并完成故障的判定和定位工作。能夠?qū)崟r(shí)地檢測(cè)單纖三向復(fù)用器的故障。
文檔編號(hào)H04B10/08GK101908928SQ201010226078
公開(kāi)日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2010年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月14日
發(fā)明者樂(lè)孜純, 付明磊, 李斌 申請(qǐng)人:浙江工業(yè)大學(xué)