一種多級非均分epon網(wǎng)絡(luò)光纖故障測試方法
【專利摘要】一種多級非均分EPON網(wǎng)絡(luò)光纖故障測試方法試方法，其特征是它利用非均分EPON線路特有的光纜主干路富余光纖、合波器及光開關(guān)，將單條EPON測試線路點(diǎn)對多點(diǎn)測試分解為兩條或者多條點(diǎn)對多點(diǎn)測試線路進(jìn)行測試，再通過后期計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理，合并成為一條測試波形曲線，從而確定故障點(diǎn)的位置，本發(fā)明提高了光時(shí)域反射儀在EPON線路測試中的動(dòng)態(tài)范圍，排除了底部噪聲干擾影響故障判定的問題。
【專利說明】一種多級非均分EPON網(wǎng)絡(luò)光纖故障測試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光纖故障位置診斷技術(shù)，尤其是一種多級非均分以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)(EPON)通信線路中光纖故障位置的確定方法，具體地說是一種利用富余纖芯作為測試光通道，將單條EPON測試線路分解為兩條測試線路進(jìn)行測試，解決多級非均分EPON網(wǎng)絡(luò)光纖故障測試時(shí)，信號(hào)易受到底部噪聲干擾問題的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，配電網(wǎng)終端設(shè)備存在數(shù)量多、分布廣而分散、數(shù)據(jù)通信量小而重要、安全性要求高等特點(diǎn)，EPON無源光網(wǎng)絡(luò)由于能夠很好的適應(yīng)以上特點(diǎn)，從而成為配電通信網(wǎng)的主要通信技術(shù)。
[0003]有別于電信EPON線路主要利用無源均分分光器件進(jìn)行散射狀線路組網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，配電通信EPON線路主要為非均分分光器件組成的樹杈型結(jié)構(gòu)，由通信干路和沿途接入各個(gè)電力箱柜的分支線路組成。國家電網(wǎng)對EPON網(wǎng)路設(shè)計(jì)要求為:從信號(hào)源至各分支末端設(shè)備損耗最高不應(yīng)超過26分貝。OTDR光時(shí)域反射儀，是一種通過采集傳輸光在光纖斷面反射和光纖與涂覆層介質(zhì)臨界點(diǎn)向后散射的光信號(hào)波形，進(jìn)行故障判斷的儀器。OTDR的動(dòng)態(tài)范圍在大脈寬下可以實(shí)現(xiàn)26分貝以上的全程測試，但盲區(qū)過大難以實(shí)現(xiàn)EPON網(wǎng)絡(luò)故障判斷要求，若選擇較小的盲區(qū)提高判斷靈敏度，只有選擇較窄的測試脈寬才能做到，但此時(shí)動(dòng)態(tài)范圍只有十多個(gè)分貝，即在三四級分光之后即進(jìn)入噪聲區(qū)，按照線路設(shè)計(jì)要求，最多能支持7級分光器，受限于OTDR窄脈寬下動(dòng)態(tài)范圍，在實(shí)際測試過程中，信號(hào)經(jīng)過三四級分光器即進(jìn)入底部噪聲區(qū)域，相互干擾疊加，若要支持更多級數(shù)，需要增加OTDR動(dòng)態(tài)范圍，這點(diǎn)當(dāng)前難以實(shí)現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的OTDR光時(shí)域反射儀窄脈寬測試動(dòng)態(tài)范圍有限，無法實(shí)現(xiàn)七級分光器衰減后的信號(hào)測試問題，發(fā)明一種利用富余光纖纖芯作為測試光路進(jìn)行分段測試從而能判斷確定故障點(diǎn)位置的非均分EPON網(wǎng)絡(luò)光纖故障測試方法。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種多級非均分EPON網(wǎng)絡(luò)光纖故障測試方法，其特征是:首先，在OTDR對整條通信線路測試波形即將進(jìn)入底部噪聲位置對應(yīng)的某級分光器處加裝合波器，接入非均分網(wǎng)絡(luò)干路富余纖芯建立另一條測試鏈路，從而略過前面若干級分光器的損耗，將單一多分光器級數(shù)的點(diǎn)對多點(diǎn)的EPON線路測試分解為至少兩個(gè)級數(shù)少的點(diǎn)對多點(diǎn)EPON線路測試，以減少多級分光器衰減對測試信號(hào)的影響，提高測試信號(hào)精度；隨后，對測試波形進(jìn)行合并與數(shù)據(jù)處理，進(jìn)行故障判定，確定故障點(diǎn)位置。
[0006]所述的確定故障點(diǎn)位置的方法包括以下步驟:
A:根據(jù)網(wǎng)管故障，確立需要測試的光纜線路；
B:開啟該光纜線路一個(gè)合波器光路測試；通過發(fā)送指令控制光開關(guān)切換到相應(yīng)合波器連接的測試光纖線路進(jìn)行測試；
C:收集測試所得波形數(shù)據(jù)；
D:判斷當(dāng)前使用的合波器是否為該線路的最后一個(gè)合波器；若為最后一個(gè)合波器，則直接進(jìn)入E步驟；若不是最后一個(gè)合波器，則進(jìn)入B步驟，繼續(xù)下一個(gè)該線路的合波器連接光纖測試通路的測試；
E:將多次測量波形通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行合并；將各個(gè)合波器所在位置前的波形截取，按照合波器的位置由后向前利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行波形數(shù)據(jù)的拼合，每次拼合選擇兩段波形的相同位置(距離發(fā)光點(diǎn)相同長度)，將合波器位置在前波形光功率數(shù)據(jù)值進(jìn)行抬升至合波器位置在后波形相應(yīng)位置點(diǎn)光功率一致，記錄差值的絕對值；隨后將位置在前的測試波形數(shù)據(jù)進(jìn)行集體抬升絕對值數(shù)量光功率；合并后的波形將成為位置靠前波形處合波器向后的整體波形參與下一次計(jì)算機(jī)合并過程；
F:通過合并后波形，進(jìn)行OTDR事件判斷和距離判斷；對測試所得合并后的波形與正常合并波形進(jìn)行比對，發(fā)現(xiàn)故障問題并進(jìn)行距離判斷；
G:結(jié)合地理信息系統(tǒng)或線路拓?fù)鋱D，得出故障所在的支路和位置。
[0007]本發(fā)明解決了 EPON非均分光網(wǎng)絡(luò)中由于分光器級數(shù)過多，測試光能量過快損耗，使測試曲線過早的淹沒在底部噪聲區(qū)，從而影響故障判斷的問題。由于測試光通過無源光網(wǎng)絡(luò)分光器件時(shí)，產(chǎn)生較大的能量損耗，其曲線迅速進(jìn)入底部噪聲區(qū)，受到噪聲信號(hào)干擾，使用戶或軟件無法根據(jù)測試光曲線判斷波形進(jìn)入噪聲區(qū)位置后光纜線路產(chǎn)生的光纖故障。本發(fā)明利用非均分EPON線路特有的主干路富余光纖和合波器，將單條EPON測試線路分解為兩條測試線路進(jìn)行測試，后期通過數(shù)據(jù)處理，合并成為一條測試波形曲線，提高了光時(shí)域反射儀在EPON線路測試中的動(dòng)態(tài)范圍，解決了底部噪聲干擾問題。
[0008]本發(fā)明的有益效果:
利用本發(fā)明的方法能夠利用當(dāng)前非均分EPON網(wǎng)絡(luò)線路干路富余纖芯較多特點(diǎn)，有效解決光時(shí)域反射儀測試過程中由于分光器級數(shù)過多，使OTDR測試信號(hào)過早進(jìn)入底部噪聲，相互形成干擾，影響故障監(jiān)測效果的問題。
[0009]由于多級非均分EPON線路支路較多，利用光開關(guān)組網(wǎng)方式將單點(diǎn)對多點(diǎn)變成多個(gè)單點(diǎn)對單點(diǎn)測試線路的方法，光開關(guān)與合波器部署數(shù)量隨支路數(shù)量相應(yīng)增長，而本發(fā)明將點(diǎn)對多點(diǎn)分割成兩到三個(gè)點(diǎn)對多點(diǎn)方式進(jìn)行測量，針對大部分電力EPON通信線路，只需要增加最多兩路光開關(guān)和合波器，能有效控制EPON非均分線路的系統(tǒng)造價(jià)，降低成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)組成圖。
[0011]圖2是本發(fā)明的組網(wǎng)施工測試流程圖。
[0012]圖3是本發(fā)明的EPON線路光纜測試流程圖。
[0013]圖4是本發(fā)明的合波器位置靠前測試線路的波形圖。
[0014]圖5是本發(fā)明的合波器位置靠后測試線路的波形圖。
[0015]圖6是本發(fā)明的合并后整條EPON線路的測試光波形圖。
【具體實(shí)施方式】[0016]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0017]如圖1-6所示。
[0018]一種多級非均分EPON網(wǎng)絡(luò)光纖故障測試方法，它包括以下光路連接和判定，所述的光路連接是指:利用非均分網(wǎng)絡(luò)干路富余纖芯資源，通過在進(jìn)入底部噪聲位置處的某級分光器處加裝合波器，使用發(fā)光點(diǎn)主干光纜中未經(jīng)過分光器的纖芯作為測試光的另一條鏈路，從而略過了前面若干級分光器的損耗，建立至少兩條測試鏈路，從而將單一多分光器級數(shù)EPON點(diǎn)對多點(diǎn)線路測試分解為至少兩個(gè)級數(shù)少的EPON點(diǎn)對多點(diǎn)線路測試，以減少多級分光器衰減對測試線路故障判斷的干擾；所述的確定故障點(diǎn)位置的方法包括以下步驟:
所述的確定故障點(diǎn)位置的方法包括以下步驟:
A:根據(jù)網(wǎng)管故障，確立需要測試的光纜線路；
B:開啟該光纜線路一個(gè)合波器光路測試；通過發(fā)送指令控制光開關(guān)切換到相應(yīng)合波器連接的測試光纖線路進(jìn)行測試；
C:收集測試所得波形數(shù)據(jù)；
D:判斷當(dāng)前使用的合波器是否為該線路的最后一個(gè)合波器；若為最后一個(gè)合波器，則直接進(jìn)入E步驟；若不是最后一個(gè)合波器，則進(jìn)入B步驟，繼續(xù)下一個(gè)該線路的合波器連接光纖測試通路的測試；
E:將多次測量波形通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行合并；將各個(gè)合波器所在位置前的波形截取，按照合波器的位置由后向前利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行波形數(shù)據(jù)的拼合，每次拼合選擇兩段波形的相同位置(距離發(fā)光點(diǎn)相同長度)，將合波器位置在前波形光功率數(shù)據(jù)值進(jìn)行抬升至合波器位置在后波形相應(yīng)位置點(diǎn)光功率一致，記錄差值的絕對值；隨后將位置在前的測試波形數(shù)據(jù)進(jìn)行集體抬升絕對值數(shù)量光功率；合并后的波形將成為位置靠前波形處合波器向后的整體波形參與下一次計(jì)算機(jī)合并過程；
F:通過合并后波形，進(jìn)行OTDR事件判斷和距離判斷；對測試所得合并后的波形與正常合并波形進(jìn)行比對，發(fā)現(xiàn)故障問題并進(jìn)行距離判斷；
G:結(jié)合地理信息系統(tǒng)或線路拓?fù)鋱D，得出故障所在的支路和位置。
[0019]本發(fā)明解決了 EPON非均分光網(wǎng)絡(luò)中由于分光器級數(shù)過多，測試光能量過快損耗，使測試曲線過早的淹沒在底部噪聲區(qū)，從而影響故障判斷的問題。由于測試光通過無源光網(wǎng)絡(luò)分光器件時(shí)，產(chǎn)生較大的能量損耗，其曲線迅速進(jìn)入底部噪聲區(qū)，受到噪聲信號(hào)干擾，使用戶或軟件無法根據(jù)測試光曲線判斷波形進(jìn)入噪聲區(qū)位置后光纜線路產(chǎn)生的光纖故障。本發(fā)明利用非均分EPON線路特有的主干路富余光纖和合波器，將單條EPON測試線路分解為兩條測試線路進(jìn)行測試，后期通過數(shù)據(jù)處理，合并成為一條測試波形曲線，提高了光時(shí)域反射儀在EPON線路測試中的動(dòng)態(tài)范圍，解決了底部噪聲干擾問題。
[0020]詳述如下:
本發(fā)明針對的網(wǎng)絡(luò)組成包括工業(yè)控制機(jī)、OTDR光時(shí)域反射測試模塊、光開關(guān)、兩個(gè)合波器以及待測試EPON線路，包括光纜、分光器、0LT、各個(gè)終端ONU設(shè)備等。詳細(xì)網(wǎng)絡(luò)組成見圖1，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)組成圖，其特點(diǎn)為利用光開關(guān)，控制切換將測試光打入Al分光器前合波器連接光路和Dl分光器后合波器連接光纖鏈路，達(dá)到將一條測試EPON線路分為兩條EPON線路進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的目的。此種組網(wǎng)方式，可以有效避免光功率從發(fā)光點(diǎn)出發(fā)經(jīng)過Al、B1、Cl、Dl分光器后產(chǎn)生巨大能量損耗，從而使信號(hào)過早跌入噪聲區(qū)的現(xiàn)象。現(xiàn)有EPON網(wǎng)絡(luò)測試的方法主要有如下幾種:一種為利用一路光信號(hào)單一測試回波信號(hào)進(jìn)行判斷，但此方法無法避免信號(hào)過早進(jìn)入底噪聲區(qū)干擾問題。另一種為利用光開關(guān)安裝于各個(gè)分光器節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行光開關(guān)組合，從而形成單一線路測試的方式，即將點(diǎn)對多點(diǎn)信號(hào)測試轉(zhuǎn)變?yōu)辄c(diǎn)對點(diǎn)測試，但此種方法，支路越多光開關(guān)增加的數(shù)量越多，系統(tǒng)控制等成本較高且在多級非均分線路結(jié)構(gòu)下仍不能解決損耗過多問題。本發(fā)明針對多級非均分EPON線路，大部分情況下只需要增加一路光開關(guān)和合波器，因此，具有方便、快速、低成本的特點(diǎn)。
[0021]本發(fā)明包括施工方案設(shè)計(jì)部分和運(yùn)行測試部分:通過施工測試流程，確立測試線路需要接入的合波器位置和空余纖芯數(shù)量。通過運(yùn)維測試部分，可以打開測試波，對EPON線路進(jìn)行光功率測試，獲得需要的光纜衰耗或故障信息。
[0022]施工測試流程見圖2，其主要步驟包括:
A:搭建針對某條光纜線路的合波器加光開關(guān)測試網(wǎng)絡(luò)；
B:開啟OTDR獲得測試波形；
C:是否存在底部噪聲淹沒波形現(xiàn)象，若不存在該現(xiàn)象則表明通過一個(gè)合波器即可完成線路測試，無需分解線路，直接結(jié)束組網(wǎng)工作。若存在被底部噪聲淹沒的現(xiàn)象，則需要進(jìn)入D步驟，確立下一個(gè)合波器的安裝位置。
[0023]D:根據(jù)波形及底部噪聲位置，確立下一個(gè)合波器接入位置。合波器一般安裝位置選擇為產(chǎn)生的波峰即將進(jìn)入底部噪聲區(qū)的分光器之后。若支路末端距離發(fā)光源長度大于干路中到下一級分光器距離發(fā)光源長度，則需要將位置上移一級分光器，或?qū)⒃撝防霉忾_關(guān)加合波器方式另外建立一條測試鏈路。大部分情況下，配電通信網(wǎng)分支線路長度都短于主干分光器間距離，實(shí)際組網(wǎng)時(shí)，可以根據(jù)需要靈活接入。
[0024]E:在該網(wǎng)絡(luò)中確立位置上，安裝合波器。合波器將傳輸通信業(yè)務(wù)光纖信號(hào)和光開關(guān)可切換到的主干光纜空余測試?yán)w芯信號(hào)，利用合波器合并為一路復(fù)合信號(hào)。合波器兩端通過光纖熔接方式效果最好，可以產(chǎn)生最小的信號(hào)衰減，避免線路接頭過多影響通信質(zhì)量。
[0025]當(dāng)發(fā)生EPON通信線路光纜故障時(shí)，打開OTDR光時(shí)域反射儀進(jìn)行EPON光纜運(yùn)行測試流程見圖3，其主要步驟包括:
A:根據(jù)網(wǎng)管故障，確立需要測試的光纜線路；
B:開啟該光纜線路一個(gè)合波器光路測試；通過發(fā)送指令控制光開關(guān)切換到相應(yīng)合波器連接的測試光纖線路進(jìn)行測試；
C:收集測試所得波形數(shù)據(jù)；
D:判斷當(dāng)前使用的合波器是否為該線路的最后一個(gè)合波器；若為最后一個(gè)合波器，則直接進(jìn)入E步驟；若不是最后一個(gè)合波器，則進(jìn)入B步驟，繼續(xù)下一個(gè)該線路的合波器連接光纖測試通路的測試；
E:將多次測量波形通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行合并；將各個(gè)合波器所在位置前的波形截取，按照合波器的位置由后向前利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行波形數(shù)據(jù)的拼合，每次拼合選擇兩段波形的相同位置(距離發(fā)光點(diǎn)相同長度)，將合波器位置在前波形光功率數(shù)據(jù)值進(jìn)行抬升至合波器位置在后波形相應(yīng)位置點(diǎn)光功率一致，記錄差值的絕對值；隨后將位置在前的測試波形數(shù)據(jù)進(jìn)行集體抬升絕對值數(shù)量光功率；合并后的波形將成為位置靠前波形處合波器向后的整體波形參與下一次計(jì)算機(jī)合并過程；
F:通過合并后波形，進(jìn)行OTDR事件判斷和距離判斷；對測試所得合并后的波形與正常合并波形進(jìn)行比對，發(fā)現(xiàn)故障問題并進(jìn)行距離判斷；
G:結(jié)合地理信息系統(tǒng)或線路拓?fù)鋱D，得出故障所在的支路和位置。
[0026]本發(fā)明解決了光時(shí)域分析儀在窄脈寬下測試EPON非均分網(wǎng)絡(luò)中由于動(dòng)態(tài)范圍小，若干級分光器后能量過快損耗，使OTDR接收波形被噪聲波形干擾影響光纖故障的判斷問題。通過在某級分光器(以進(jìn)入底部噪聲位置為準(zhǔn))，加裝合波器，使用發(fā)光點(diǎn)主干光纜中未經(jīng)過分光器的光纖作為測試光的另一條鏈路，從而略過了前面若干級分光器的損耗，建立兩條測試鏈路，完成測試后，將測試波形進(jìn)行拼接，從而達(dá)到提高光時(shí)域反射儀的動(dòng)態(tài)范圍目的，完成故障測試的精度要求。
[0027]本發(fā)明未涉及部分均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種多級非均分EPON網(wǎng)絡(luò)光纖故障測試方法，其特征是:首先，利用非均分網(wǎng)絡(luò)干路富余纖芯資源，通過在進(jìn)入底部噪聲位置處的某級分光器處加裝合波器，使用發(fā)光點(diǎn)主干光纜中未經(jīng)過分光器的纖芯作為測試光的另一條鏈路，從而略過了前面若干級分光器的損耗，建立至少兩條測試鏈路，從而將單一多級數(shù)分光器EPON光纜點(diǎn)對多點(diǎn)故障測試分解為至少兩個(gè)分光器級數(shù)少的EPON光纜點(diǎn)對多點(diǎn)測試，以減少多級分光器衰減對測試信號(hào)的影響，提高測試信號(hào)精度；其次，對測試波形進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，確定故障點(diǎn)位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的確定故障點(diǎn)位置的方法包括以下步驟: A:根據(jù)網(wǎng)管故障，確立需要測試的光纜線路； B:開啟該光纜線路一個(gè)合波器光路測試；通過發(fā)送指令控制光開關(guān)切換到相應(yīng)合波器連接的測試光纖線路進(jìn)行測試； C:收集測試所得波形數(shù)據(jù)； D:判斷當(dāng)前使用的合波器是否為該線路的最后一個(gè)合波器；若為最后一個(gè)合波器，則直接進(jìn)入E步驟；若不是最后一個(gè)合波器，則進(jìn)入B步驟，繼續(xù)下一個(gè)該線路的合波器連接光纖測試通路的測試； E:將多次測量波形通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行合并；將各個(gè)合波器所在位置前的波形截取，按照合波器的位置由后向前利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行波形數(shù)據(jù)的拼合，每次拼合選擇兩段波形的相同位置(距離發(fā)光點(diǎn)相同長度)，將合波器位置在前波形光功率數(shù)據(jù)值進(jìn)行抬升至合波器位置在后波形相應(yīng)位置點(diǎn)光功率一致，記錄差值的絕對值；隨后將位置在前的測試波形數(shù)據(jù)進(jìn)行集體抬升絕對值數(shù)量光功率；合并后的波形將成為位置靠前波形處合波器向后的整體波形參與下一次計(jì)算機(jī)合并過程； F:通過合并后波形，進(jìn)行OTDR事件判斷和距離判斷；對測試所得合并后的波形與正常合并波形進(jìn)行比對，發(fā)現(xiàn)故障問題并進(jìn)行距離判斷； G:結(jié)合地理信息系統(tǒng)或線路拓?fù)鋱D，得出故障所在的支路和位置。
【文檔編號(hào)】H04B10/071GK103560826SQ201310590435
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月21日
【發(fā)明者】黃進(jìn), 曹晶, 丁士長, 談軍 申請人:國家電網(wǎng)公司, 江蘇省電力公司, 江蘇省電力公司信息通信分公司