CN105471496B - 一种基于背向散射曲线的光纤质量自动分析方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于背向散射曲线的光纤质量自动分析方法及系统，通过规范光缆线路纤芯命名以及对各段光缆线路纤芯测试得到的背向散射曲线的命名，能够迅速将背向散射曲线匹配到对应的光缆光纤，然后，通过对归属于同一光纤的多条背向散射曲线进行对比分析，获得光缆线路运行情况，实现光缆线路自动化、智能化、IT化管理，为光缆线路全生命周期管理提供依据。此外，服务器不限定报表输出格式，用户可以根据需要灵活的进行设置。此外，服务器可通过与其他系统接口对接，能够完成光缆质量自动验收、光缆线路纤芯整治工单的自动生成与派发等附件功能，实现光缆验收与维护的自动管理，极大的提升光缆线路维护的效率。

Description

一种基于背向散射曲线的光纤质量自动分析方法及系统

技术领域

本发明属于光纤质量分析技术领域，具体涉及一种基于背向散射曲线的光纤质量自动分析方法及系统。

背景技术

光缆线路维护人员使用OTDR(Optical Time Domain Reflectometer，光时域反射仪)进行光缆线路日常测试和技术性维护。OTDR是利用光线在光纤中传输时的瑞利散射和菲涅尔反射所产生的背向散射而制成的精密的光电一体化仪表，被广泛应用于光缆线路的维护、施工之中，可进行光纤长度、光纤的传输衰减、接头衰减和故障定位等的测量。

目前，大部分电信运营商通过以下方式进行光缆线路维护：施工单位利用OTDR仪表完成光缆线路空闲纤芯的测试，通过测试得到背向散射曲线，然后人工分析背向散射曲线，判断光缆线路质量、定位光缆线路故障位置、发现光纤存在的问题和隐患，指导纤芯质量优化。

上述光缆线路维护方式存在的主要问题为：由于运营商光缆线路纤芯资源庞大，背向散射曲线的分析需要逐段光缆逐条纤芯的进行分析，耗费大量的人力和时间，并且，由于人工分析的标准存在一定差异，导致分析结果可靠性较差。因此，具有光缆线路维护效率低的问题。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种基于背向散射曲线的光纤质量自动分析方法及系统，用以有效提高光缆线路维护效率。

本发明采用的技术方案如下：

本发明还提供一种基于背向散射曲线的光纤质量自动分析方法，包括以下步骤：

S1，服务器定义标准化命名规则；其中，该标准化命名规则既适用于被维护光缆线路中各段子光缆光纤的命名，也适用于测试得到的背向散射曲线的命名；

S2，服务器接收各段子光缆光纤的光纤名称信息；然后，判断所接收到的光纤名称信息是否符合所述标准化命名规则，如果符合，则通过第一存储模块存储所接收到的光纤名称信息；

此外，所述服务器还通过第二存储模块存储光纤名称与历史时期对该光纤名称所对应的光纤进行测试得到的历史光纤测试数据；其中，所述历史光纤测试数据包括背向散射曲线以及该背向散射曲线的测试时间；

S3，当前时刻，当所述服务器接收到某个终端设备上传的与某一被测试光纤对应的光纤测试数据时，其中，该光纤测试数据携带有测试得到的背向散射曲线、该背向散射曲线的测试时间以及该背向散射曲线的曲线名称信息；所述服务器首先解析所述光纤测试数据，获得所述曲线名称信息，然后，判断该曲线名称信息是否符合所述标准化命名规则，如果符合，则执行S4；

S4，所述服务器以所述曲线名称信息为查找关键词，查找所述第一存储模块，获得与该曲线名称信息对应的光纤名称信息；然后，再以所获得的光纤名称信息为查找关键词，查找所述第二存储模块，查找到与所获得的光纤名称信息对应的历史光纤测试数据；

S5，所述服务器比对所述历史光纤测试数据与当前时刻所接收到的光纤测试数据，生成被测试光纤的光纤质量报表；

S6，所述服务器输出所述光纤质量报表。

优选的，S1中，所述标准化命名规则为：

分别定义与地市名称对应的地市字符信息、与网络级别名称对应的网络级别字符信息、与起始站点名称对应的起始站点字符信息、与终止站点名称对应的终止站点字符信息、与光缆序号对应的光缆序号字符信息以及与光纤序号对应的纤芯号字符信息；

设地市字符信息为X1；网络级别字符信息为X2；起始站点字符信息为X3；终止站点字符信息为X4；光缆序号字符信息为X5；纤芯号字符信息为X6；

则X1-X2-X3-X4-X5-X6代表：位于X1地市中X3站点和X4站点之间，属于X2网络级别下的、第X5序号光缆中第X6号纤芯。

优选的，S2中，服务器通过以下方法判断所接收到的光纤名称信息是否符合所述标准化命名规则：

S2.1，所述服务器将所述标准化命名规则表示为正则表达式；

S2.2，所述服务器采用字符串匹配算法，判断所接收到的光纤名称信息是否符合所述正则表达式；如果符合，则表明所接收到的光纤名称信息符合所述标准化命名规则；

S3中，所述服务器通过以下方法判断该曲线名称信息是否符合所述标准化命名规则：

S3.1，所述服务器将所述标准化命名规则表示为正则表达式；

S3.2，所述服务器采用字符串匹配算法，判断所接收到的曲线名称信息是否符合所述正则表达式；如果符合，则表明所接收到的曲线名称信息符合所述标准化命名规则。

优选的，S5具体为：

S5.1，所述服务器获取当前时刻所接收到的光纤测试数据中的背向散射曲线；其中，该背向散射曲线的横坐标为距离值，纵坐标为功率值；

S5.2，所述服务器遍历S5.1获取到的背向散射曲线，查找到曲线中纵坐标最小值的P1点；

S5.3，取曲线上横坐标位于P1点之后的所有点中的纵坐标局部最大点P2，P2作为噪声区上界；

S5.4，在整个背向散射曲线中，横坐标位于P2之前的曲线段称为有效曲线区；横坐标位于P2之后的曲线段称为尾部噪声区；

S5.5，丢弃所述尾部噪声区；利用小波变换方法，对所述有效曲线区进行局部降噪，去除所述有效曲线区上的噪声，得到降噪处理后的有效曲线区；

S5.6，对所述降噪处理后的有效曲线区进行多层小波变换，分离得到细节信息曲线；

S5.7，计算所述细节信息曲线的各点斜率，得到梯度曲线；

S5.8，对所述梯度曲线进行分析，得出第一事件特征点；

S5.9，比对所述梯度曲线与所述历史光纤测试数据中的历史背向散射曲线，在所述历史背向散射曲线中查找到与该第一事件特征点横坐标对应的第二事件特征点；

S5.10，对比所述第一事件特征点的纵坐标和所述第二事件特征点的纵坐标，再基于所述历史背向散射曲线的测试时间，获得被测试光纤在第一事件特征点所在横坐标位置的衰耗变化率。

优选的，S5.5中，所述利用小波变换方法，对所述有效曲线区进行局部降噪，具体为：

S5.5.1，对所述有效曲线区进行三层小波变换，得到第一层细节曲线、第二层细节曲线和第三层细节曲线；

S5.5.2，遍历所述第一层细节曲线，取得所有极值点；然后，分别将各个极值点的模与第二层细节曲线同一横坐标对应的模进行比较，如果模在第二层细节曲线的值小于在第一层细节曲线的值，则对所述有效曲线区的同一横坐标的对应点取前后一定范围的均值；

S5.5.3，遍历所述第二层细节曲线，取得所有极值点；然后，分别将各个极值点的模与第三层细节曲线同一横坐标对应的模进行比较，如果模在第三层细节曲线的值小于在第二层细节曲线的值，则对所述有效曲线区的同一横坐标的对应点取前后一定范围的均值；

S5.5.4，经过S5.5.2和S5.5.3处理后，所述有效曲线区即转变为降噪处理后的有效曲线区。

优选的，S5.6具体为：

对所述降噪处理后的有效曲线区进行五层小波变换，得到的第五层细节信息曲线即为分离得到细节信息曲线。

优选的，S5.8，对所述梯度曲线进行分析，得出第一事件特征点，具体为：

对于所述梯度曲线，如果一个负值点后连续出现一个正值点，则该负值点所对应的横坐标位置即为一个反射事件起点；

如果一个正值点后连续出现一个负值点，如果该正值点之前为反射事件起点，则该正值点所对应的横坐标即为反射事件终点，由此确定一个反射事件，该正值点和该负值点即为第一事件特征点；否则，该正值点所对应的横坐标为一个非反射事件起点；

如果一个正值点后连续出现一个零点，如果该正值点之前为非反射事件起点，则该正值点所对应的横坐标为非反射事件终点，由此确定一个非反射事件。

优选的，S5.8中，在得出第一事件特征点之后，还包括得出以下被测试光纤质量情况：

每一个所述第一事件特征点包括事件终点和事件起点；

1)分别将各事件的事件终点功率值减去事件起点功率值，得出各事件的损耗；

2)分别将各事件的事件终点距离减去事件起点距离，得出各事件的长度值；

3)将结尾事件起点功率值减去起始事件终点功率值，得出端到端损耗；

4)将结尾事件起点距离减去起始事件终点距离，得出端到端长度；

5)将全程损耗除以端到端长度，得出平均损耗。

优选的，S2中，所述服务器还通过第二存储模块存储光纤名称与该光纤名称所对应的光纤的标准背向散射曲线；

S5，所述服务器比对所述标准背向散射曲线与当前时刻所接收到的光纤测试数据，生成被测试光纤的光纤质量报表；

S6中，所述光纤质量报表为通过数据表格形式展现的同一光纤不同时期测试得到的背向散射曲线的综合分析报表；

S6之后，还包括：

S7，所述服务器与验收管理系统接口对接；所述服务器接收所述验收管理系统接口上传的新建光缆纤芯背向散射曲线以及验收标准；然后对所述新建光缆纤芯背向散射曲线进行分析，判断是否符合所述验收标准，得出验收结果，并将所述验收结果发送给所述验收管理系统接口；

S8，如果所述验收结果为不符合所述验收标准，则所述服务器向电子运行维护系统发送通知消息，使所述电子运行维护系统生成并派发光缆线路纤芯整治工单，实现光缆线路质量自动管理。

本发明还提供一种基于背向散射曲线的光纤质量自动分析系统，包括：数据采集终端和服务器；

所述服务器包括：权限管理模块、系统分析模块和报表管理模块；

其中，所述权限管理模块，用于设置具有访问所述服务器的相关权限；

所述系统分析模块包括：

定义子模块，用于定义标准化命名规则；其中，该标准化命名规则既适用于被维护光缆线路中各段子光缆光纤的命名，也适用于测试得到的背向散射曲线的命名；

第一接收子模块，用于接收各段子光缆光纤的光纤名称信息；

第一判断子模块，用于判断所述第一接收子模块所接收到的光纤名称信息是否符合所述定义子模块定义的标准化命名规则；

第一存储子模块，用于当所述第一判断子模块判断结果为符合时，存储所述第一接收子模块所接收到的光纤名称信息；

第二存储子模块，用于存储光纤名称与历史时期对该光纤名称所对应的光纤进行测试得到的历史光纤测试数据；其中，所述历史光纤测试数据包括背向散射曲线以及该背向散射曲线的测试时间；

第二接收子模块，用于接收所述数据采集终端上传的与某一被测试光纤对应的光纤测试数据，其中，该光纤测试数据携带有测试得到的背向散射曲线、该背向散射曲线的测试时间以及该背向散射曲线的曲线名称信息；

解析子模块，用于解析所述第二接收子模块所接收到的光纤测试数据，获得所述曲线名称信息，然后，判断该曲线名称信息是否符合所述标准化命名规则；

查找子模块，用于当所述解析子模块解析结果为符合时，查找所述第一存储子模块，获得与该曲线名称信息对应的光纤名称信息；然后，再以所获得的光纤名称信息为查找关键词，查找所述第二存储子模块，查找到与所获得的光纤名称信息对应的历史光纤测试数据；

分析子模块，用于比对所述历史光纤测试数据与当前时刻所接收到的光纤测试数据，对被测试光纤进行质量分析；

输出子模块，用于将所述分析子模块的分析结果输出给所述报表管理模块；

所述报表管理模块：

第三接收子模块，用于接收所述输出子模块输出的分析结果；

生成子模块，用于对各段光纤的分析结果进行统计分析，生成光纤质量报表；

报表查询子模块，用于查询得到与某条光纤对应的光纤质量报表；

报表导出子模块，用于导出所述生成子模块所生成的光纤质量报表；

所述数据采集终端用于：接收OTDR测试仪测试得到的背向散射曲线以及所录入的该背向散射曲线的名称；将背向散射曲线、测试时间以及名称打包为一个光纤测试数据包；然后，将该光纤测试数据包上传到服务器。

本发明的有益效果如下：

本发明提供的基于背向散射曲线的光纤质量自动分析方法及系统，通过规范光缆线路纤芯命名以及对各段光缆线路纤芯测试得到的背向散射曲线的命名，能够迅速将背向散射曲线匹配到对应的光缆光纤，然后，通过对归属于同一光纤的多条背向散射曲线进行对比分析，获得光缆线路运行情况，实现光缆线路自动化、智能化、IT化管理，为光缆线路全生命周期管理提供依据。

附图说明

图1为本发明提供的基于背向散射曲线的光纤质量自动分析方法的流程示意图；

图2为一种具体的原始的背向散射曲线示例图；

图3为丢弃图2中尾部噪声区后的背向散射曲线图；

图4为对图3进行降噪处理后的有效曲线区曲线示意图；

图5为小波变换1-5层各层细节信息曲线图；

图6为本发明提供的一种基于背向散射曲线的光纤质量自动分析系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细说明：

本发明提供一种基于背向散射曲线的光纤质量自动分析方法，规范光缆线路纤芯命名以及对各段光缆线路纤芯测试得到的背向散射曲线的命名，将通过OTDR测试所得的大量的背向散射曲线传输到服务器，基于背向散射曲线的命名，将背向散射曲线匹配到其所对应的光纤，然后将背向散射曲线以及归属于同一光纤的历史背向散射曲线进行对比分析，获得光缆线路运行情况，实现光缆线路自动化、智能化、IT化管理，为光缆线路全生命周期管理提供依据，解决了背向散射曲线人工分析速度慢、准确率低、标准不统一等问题，具体方案如图1所示，包括以下步骤：

S1，服务器定义标准化命名规则；其中，该标准化命名规则既适用于被维护光缆线路中各段子光缆光纤的命名，也适用于测试得到的背向散射曲线的命名；

正是由于各段子光缆光纤的命名规则与背向散射曲线的命名规则完全相同，因此，才能够将背向散射曲线匹配到与其唯一对应的光纤上。

具体的，标准化命名规则为：

分别定义与地市名称对应的地市字符信息、与网络级别名称对应的网络级别字符信息、与起始站点名称对应的起始站点字符信息、与终止站点名称对应的终止站点字符信息、与光缆序号对应的光缆序号字符信息以及与光纤序号对应的纤芯号字符信息；

设地市字符信息为X1；网络级别字符信息为X2；起始站点字符信息为X3；终止站点字符信息为X4；光缆序号字符信息为X5；纤芯号字符信息为X6；

则X1-X2-X3-X4-X5-X6代表：位于X1地市中X3站点和X4站点之间，属于X2网络级别下的、第X5序号光缆中第X6号纤芯。

例如，对于采用“地市+网络级别+起始站点+终止站点+光缆序号+光纤序号”的字符串命名规则，可采用表1所示的表示方法：

表1

其中，与地市名称对应的地市字符信息可表示为：哈尔滨：HB、齐齐哈尔：QQH、牡丹江、MDJ、佳木斯：JMS、大庆：DAQ、绥化：SHA、黑河：HHE、鸡西：JIX、七台河：QTH、双鸭山：SYS、伊春：YCU、鹤岗：HEG、大兴安岭：DXA；

与网络级别名称对应的网络级别字符信息可表示为：一级干线：YG、耳机干线：EG、城域核心：HX、城域汇聚：HJ、城域接入：JR；

与起始站点名称对应的起始站点字符信息、与终止站点名称对应的终止站点字符信息可表示为：采用站点名称前两个汉字的首字符表示，例如，尚志、宾县对应的字符分别表示为SZ、BX；

因此，位于哈尔滨市尚志和小山子之间第一条汇聚环光缆第5纤芯可用字符串命名为：HB-HJ-SZ-XS-1-005。

同理，对于哈尔滨市尚志和小山子之间第一条汇聚环光缆第5纤芯所测试得到的背向散射曲线也命名为：HB-HJ-SZ-XS-1-005。

S2，服务器接收各段子光缆光纤的光纤名称信息；然后，判断所接收到的光纤名称信息是否符合所述标准化命名规则，如果符合，则通过第一存储模块存储所接收到的光纤名称信息；如果不符合，则发出命名有误的提醒消息，通知录入人员修改光纤名称后，重新录入，直到符合标准化命名规则。

本发明中，服务器通过以下方法判断所接收到的光纤名称信息是否符合所述标准化命名规则：

S2.1，所述服务器将所述标准化命名规则表示为正则表达式；

S2.2，所述服务器采用字符串匹配算法，判断所接收到的光纤名称信息是否符合所述正则表达式；如果符合，则表明所接收到的光纤名称信息符合所述标准化命名规则。

此外，所述服务器还通过第二存储模块存储光纤名称与历史时期对该光纤名称所对应的光纤进行测试得到的历史光纤测试数据；其中，所述历史光纤测试数据包括背向散射曲线以及该背向散射曲线的测试时间；

例如，对于名称为HB-HJ-SZ-XS-1-005的光纤，如果共存在4条历史光纤测试数据，测试时间分别为2014.1.1、2014.2.1、2014.3.1和2014.4.1；则第二存储模块即存储B-HJ-SZ-XS-1-005与这4条历史光纤测试数据的对应关系。

S3，当前时刻，当所述服务器接收到某个终端设备上传的与某一被测试光纤对应的光纤测试数据时，其中，该光纤测试数据携带有测试得到的背向散射曲线、该背向散射曲线的测试时间以及该背向散射曲线的曲线名称信息；所述服务器首先解析所述光纤测试数据，获得所述曲线名称信息，然后，判断该曲线名称信息是否符合所述标准化命名规则，如果符合，则执行S4；

具体的，对于分布在各地的OTDR测试仪，其测试得到多条背向散射曲线，同时，OTDR测试仪自动记录每一条背向散射曲线的测试时间；然后，录入人员为每一条背向散射曲线进行标准化命名；之后，可以将背向散射曲线、测试时间以及名称打包为一个光纤测试数据包，使用压缩软件压缩后，采用FTP方式上传到服务器。

服务器通过以下方法判断该曲线名称信息是否符合所述标准化命名规则：

S3.1，所述服务器将所述标准化命名规则表示为正则表达式；

S3.2，所述服务器采用字符串匹配算法，判断所接收到的曲线名称信息是否符合所述正则表达式；如果符合，则表明所接收到的曲线名称信息符合所述标准化命名规则；如果不符合，则服务器拒绝接收该光纤测试数据。

S4，所述服务器以所述曲线名称信息为查找关键词，查找所述第一存储模块，获得与该曲线名称信息对应的光纤名称信息；然后，再以所获得的光纤名称信息为查找关键词，查找所述第二存储模块，查找到与所获得的光纤名称信息对应的历史光纤测试数据；

也就是说，光纤测试数据包上传至服务器后，服务器将背向散射曲线的名称自动与已经录入到服务器的光纤名称进行匹配，适配成功的背向散射曲线归属到对应的光纤。由于在光纤和背向散射曲线命名期间进行了严格的规范，因此只有和光纤命名完全一致的背向散射曲线才能归属到对应的光纤上，在程序中，可使用字符串匹配算法进行光纤与背向散射曲线的匹配。对于匹配失败的背向散射曲线，无法归属到对应的光纤，需要确认背向散射曲线或者光纤存在命名错误，修正后重新上传，再自动匹配，直至匹配成功。

由于一条光纤可对应多条不同历史时间测试得到的历史光纤测试数据，因此，通过查找第二存储模块，有可能查找到与所获得的光纤名称信息对应的多条历史光纤测试数据。

另外，第二存储模块

S5，所述服务器比对所述历史光纤测试数据与当前时刻所接收到的光纤测试数据，生成被测试光纤的光纤质量报表；

光纤测试数据中包含的背向散射曲线自动分析是本发明的核心功能，通过对背向散射曲线进行自动分析，获取光缆线路纤芯长度、全程衰耗、平均衰耗、单点衰耗值和位置等质量信息。

本步骤可采用以下分析方法实现：

S5.1，所述服务器获取当前时刻所接收到的光纤测试数据中的背向散射曲线；其中，该背向散射曲线的横坐标为距离值，纵坐标为功率值；

参考图2，为一种具体的原始的背向散射曲线示例图。

S5.2，所述服务器遍历S5.1获取到的背向散射曲线，查找到曲线中纵坐标最小值的P1点；

S5.3，取曲线上横坐标位于P1点之后的所有点中的纵坐标局部最大点P2，P2作为噪声区上界；

S5.4，在整个背向散射曲线中，横坐标位于P2之前的曲线段称为有效曲线区；横坐标位于P2之后的曲线段称为尾部噪声区；

参考图2，已划分出有效曲线区和尾部噪声区。

S5.5，丢弃所述尾部噪声区；

如图3所示，为丢弃图2中尾部噪声区后的背向散射曲线图；

利用小波变换方法，对所述有效曲线区进行局部降噪，去除所述有效曲线区上的噪声，得到降噪处理后的有效曲线区；如图4所示，为对图3进行降噪处理后的有效曲线区曲线示意图；

具体步骤为：

S5.5.1，对所述有效曲线区进行三层小波变换，得到第一层细节曲线、第二层细节曲线和第三层细节曲线；

S5.5.2，遍历所述第一层细节曲线，取得所有极值点；然后，分别将各个极值点的模与第二层细节曲线同一横坐标对应的模进行比较，如果模在第二层细节曲线的值小于在第一层细节曲线的值，则对所述有效曲线区的同一横坐标的对应点取前后一定范围的均值；

S5.5.3，遍历所述第二层细节曲线，取得所有极值点；然后，分别将各个极值点的模与第三层细节曲线同一横坐标对应的模进行比较，如果模在第三层细节曲线的值小于在第二层细节曲线的值，则对所述有效曲线区的同一横坐标的对应点取前后一定范围的均值；

S5.5.4，经过S5.5.2和S5.5.3处理后，所述有效曲线区即转变为降噪处理后的有效曲线区。

S5.6，对所述降噪处理后的有效曲线区进行多层小波变换，分离得到细节信息曲线；

具体步骤为：对所述降噪处理后的有效曲线区进行五层小波变换，得到的第五层细节信息曲线即为分离得到细节信息曲线。如图5所示，为小波变换1-5层各层细节信息曲线图，其中，纵坐标为层数x10。

S5.7，计算所述细节信息曲线的各点斜率，得到梯度曲线；

S5.8，对所述梯度曲线进行分析，得出第一事件特征点；

具体为：

对于所述梯度曲线，如果一个负值点后连续出现一个正值点，则该负值点所对应的横坐标位置即为一个反射事件起点；

如果一个正值点后连续出现一个负值点，如果该正值点之前为反射事件起点，则该正值点所对应的横坐标即为反射事件终点，由此确定一个反射事件，该正值点和该负值点即为第一事件特征点；否则，该正值点所对应的横坐标为一个非反射事件起点；

如果一个正值点后连续出现一个零点，如果该正值点之前为非反射事件起点，则该正值点所对应的横坐标为非反射事件终点，由此确定一个非反射事件。

在得出第一事件特征点之后，还包括得出以下被测试光纤质量情况，下述的被测试光纤质量情况也可包括在最终输出的光纤质量报表中。

每一个所述第一事件特征点包括事件终点和事件起点；

1)分别将各事件的事件终点功率值减去事件起点功率值，得出各事件的损耗；

2)分别将各事件的事件终点距离减去事件起点距离，得出各事件的长度值；

3)将结尾事件起点功率值减去起始事件终点功率值，得出端到端损耗；

4)将结尾事件起点距离减去起始事件终点距离，得出端到端长度；

5)将全程损耗除以端到端长度，得出平均损耗。

S5.9，比对所述梯度曲线与所述历史光纤测试数据中的历史背向散射曲线，在所述历史背向散射曲线中查找到与该第一事件特征点横坐标对应的第二事件特征点；

S5.10，对比所述第一事件特征点的纵坐标和所述第二事件特征点的纵坐标，再基于所述历史背向散射曲线的测试时间，获得被测试光纤在第一事件特征点所在横坐标位置的衰耗变化率。

S6，所述服务器输出所述光纤质量报表。

具体的，本发明由于采用自动化分析，因此，能够同时对多条背向散射曲线进行分析。每条背向散射曲线的分析结果可以以PDF文件的形式呈现，在PDF文件中包含测试曲线图形和自动分析输出的主要信息，直观的呈现曲线的物理特性；也可以以数据表格的形式同时呈现同一光缆不同纤芯背向散射曲线的分析结果，按照设置的合格门限，使用不同颜色对分析结果进行重点标识。克服了现有技术中，使用OTDR仪表和OTDR仿真软件进行背向散射曲线分析时，分析结果无法自动输出，需要人工记录的问题。

由于本发明能够按照用户个性化选择的数据项目和门限，灵活的输出各种背向散射曲线分析报表，例如，可以按照维护区域、网络层次、纤芯质量等多个维护输出报表，从而提高了背向散射曲线分析效率和准确度，提升光缆线路维护质量。

上述过程为比对当前测试到的光纤测试数据与历史光纤测试数据；实际应用中，基于同样的原理，也可以在服务器中存储光纤名称与该光纤名称所对应的光纤的标准背向散射曲线；然后，服务器比对所述标准背向散射曲线与当前时刻所接收到的光纤测试数据，生成被测试光纤的光纤质量报表。在此不再赘述。

S6之后，还包括：

S7，所述服务器与验收管理系统接口对接；所述服务器接收所述验收管理系统接口上传的新建光缆纤芯背向散射曲线以及验收标准；然后对所述新建光缆纤芯背向散射曲线进行分析，判断是否符合所述验收标准，得出验收结果，实现光缆质量自动验证；并将所述验收结果发送给所述验收管理系统接口；

S8，如果所述验收结果为不符合所述验收标准，则所述服务器向电子运行维护系统发送通知消息，使所述电子运行维护系统生成并派发光缆线路纤芯整治工单，实现光缆线路质量自动管理；

另外，对于不符合验收标准的光缆纤芯背向散射曲线，服务器也可以直接发出验收不合格的通知消息，使工作人员整改被测光纤，直到验证合格为止，由于排除人为因素影响，实现从源头把控光缆质量的作用。

另外，服务器也可以与传输资源管理系统的接口对接，将光纤背向散射曲线分析结果通过传输资源管理系统的接口同步到传输资源管理系统，实现光缆纤芯质量的动态管理。

实际应用中，具体处理流程可包括：

1)首先在服务器中录入标准化命名后的光纤名称等光缆光纤资源基础数据；

2)分散在各地的维护人员使用OTDR测试仪表获取背向散射曲线，然后对所获取的背向散射曲线进行标准化命名后，利用数据上传模块以FTP方式自动上传到服务器；

3)服务器接收到背向散射曲线后，与光缆光纤资源进行匹配，并对匹配成功的背向散射曲线进行批量自动分析，将分析结果归属到对应的光缆光纤上并进行存储；

4)用户通过服务器的查询窗口选择待查询的光缆光纤，服务器以报表、工单、验收报告等形式自动输出分析结果。实现了光缆线路纤芯质量的批量化、自动化、智能化管理。

如图6所示，本发明还提供一种基于背向散射曲线的光纤质量自动分析系统，包括：

数据采集终端和服务器；

所述服务器包括：权限管理模块、系统分析模块和报表管理模块；

其中，所述权限管理模块，用于设置具有访问所述服务器的相关权限；

所述系统分析模块包括：

定义子模块，用于定义标准化命名规则；其中，该标准化命名规则既适用于被维护光缆线路中各段子光缆光纤的命名，也适用于测试得到的背向散射曲线的命名；

第一接收子模块，用于接收各段子光缆光纤的光纤名称信息；

第一判断子模块，用于判断所述第一接收子模块所接收到的光纤名称信息是否符合所述定义子模块定义的标准化命名规则；

第一存储子模块，用于当所述第一判断子模块判断结果为符合时，存储所述第一接收子模块所接收到的光纤名称信息；

第二存储子模块，用于存储光纤名称与历史时期对该光纤名称所对应的光纤进行测试得到的历史光纤测试数据；其中，所述历史光纤测试数据包括背向散射曲线以及该背向散射曲线的测试时间；

第二接收子模块，用于接收所述数据采集终端上传的与某一被测试光纤对应的光纤测试数据，其中，该光纤测试数据携带有测试得到的背向散射曲线、该背向散射曲线的测试时间以及该背向散射曲线的曲线名称信息；

解析子模块，用于解析所述第二接收子模块所接收到的光纤测试数据，获得所述曲线名称信息，然后，判断该曲线名称信息是否符合所述标准化命名规则；

查找子模块，用于当所述解析子模块解析结果为符合时，查找所述第一存储子模块，获得与该曲线名称信息对应的光纤名称信息；然后，再以所获得的光纤名称信息为查找关键词，查找所述第二存储子模块，查找到与所获得的光纤名称信息对应的历史光纤测试数据；

分析子模块，用于比对所述历史光纤测试数据与当前时刻所接收到的光纤测试数据，对被测试光纤进行质量分析；

输出子模块，用于将所述分析子模块的分析结果输出给所述报表管理模块；

所述报表管理模块：

第三接收子模块，用于接收所述输出子模块输出的分析结果；

生成子模块，用于对各段光纤的分析结果进行统计分析，生成光纤质量报表；

报表查询子模块，用于查询得到与某条光纤对应的光纤质量报表；

报表导出子模块，用于导出所述生成子模块所生成的光纤质量报表；

所述数据采集终端用于：接收OTDR测试仪测试得到的背向散射曲线以及所录入的该背向散射曲线的名称；将背向散射曲线、测试时间以及名称打包为一个光纤测试数据包；然后，将该光纤测试数据包上传到服务器。

由此可见，本发明提供的基于背向散射曲线的光纤质量自动分析方法及系统，采用一系列技术措施，实现了背向散射曲线的批量自动分析、结果输出和光缆全生命周期管理，具有以下优点：

(1)背向散射曲线的规范化命名、上传和自动匹配，使得光纤与不同时期的背向散射曲线一一对应，为实现光纤质量长期、动态管理奠定基础；

(2)服务器对接收到的背向散射曲线进行自动分析，并且能够实现曲线的批量分析，并将分析结果储存到数据库中；

(3)服务器不限定报表输出格式，用户可以根据需要灵活的进行设置。并且根据用户选择输出分析结果，无需用户再对输出结果进一步处理；从而方便用户使用；

(4)服务器通过与其他系统接口对接，能够完成光缆质量自动验收、光缆线路纤芯整治工单的自动生成与派发等附件功能，实现光缆验收与维护的自动管理，极大的提升光缆线路维护的效率。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于背向散射曲线的光纤质量自动分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，服务器定义标准化命名规则；其中，该标准化命名规则既适用于被维护光缆线路中各段子光缆光纤的命名，也适用于测试得到的背向散射曲线的命名；

S2，服务器接收各段子光缆光纤的光纤名称信息；然后，判断所接收到的光纤名称信息是否符合所述标准化命名规则，如果符合，则通过第一存储模块存储所接收到的光纤名称信息；

此外，所述服务器还通过第二存储模块存储光纤名称与历史时期对该光纤名称所对应的光纤进行测试得到的历史光纤测试数据；其中，所述历史光纤测试数据包括背向散射曲线以及该背向散射曲线的测试时间；

S3，当前时刻，当所述服务器接收到某个终端设备上传的与某一被测试光纤对应的光纤测试数据时，其中，该光纤测试数据携带有测试得到的背向散射曲线、该背向散射曲线的测试时间以及该背向散射曲线的曲线名称信息；所述服务器首先解析所述光纤测试数据，获得所述曲线名称信息，然后，判断该曲线名称信息是否符合所述标准化命名规则，如果符合，则执行S4；

S4，所述服务器以所述曲线名称信息为查找关键词，查找所述第一存储模块，获得与该曲线名称信息对应的光纤名称信息；然后，再以所获得的光纤名称信息为查找关键词，查找所述第二存储模块，查找到与所获得的光纤名称信息对应的历史光纤测试数据；

S5，所述服务器比对所述历史光纤测试数据与当前时刻所接收到的光纤测试数据，生成被测试光纤的光纤质量报表；

S6，所述服务器输出所述光纤质量报表。

2.根据权利要求1所述的基于背向散射曲线的光纤质量自动分析方法，其特征在于，S1中，所述标准化命名规则为：

分别定义与地市名称对应的地市字符信息、与网络级别名称对应的网络级别字符信息、与起始站点名称对应的起始站点字符信息、与终止站点名称对应的终止站点字符信息、与光缆序号对应的光缆序号字符信息以及与光纤序号对应的纤芯号字符信息；

设地市字符信息为X1；网络级别字符信息为X2；起始站点字符信息为X3；终止站点字符信息为X4；光缆序号字符信息为X5；纤芯号字符信息为X6；

则X1-X2-X3-X4-X5-X6代表：位于X1地市中X3站点和X4站点之间，属于X2网络级别下的、第X5序号光缆中第X6号纤芯。

3.根据权利要求1所述的基于背向散射曲线的光纤质量自动分析方法，其特征在于，S2中，服务器通过以下方法判断所接收到的光纤名称信息是否符合所述标准化命名规则：

S2.1，所述服务器将所述标准化命名规则表示为正则表达式；

S2.2，所述服务器采用字符串匹配算法，判断所接收到的光纤名称信息是否符合所述正则表达式；如果符合，则表明所接收到的光纤名称信息符合所述标准化命名规则；

S3中，所述服务器通过以下方法判断该曲线名称信息是否符合所述标准化命名规则：

S3.1，所述服务器将所述标准化命名规则表示为正则表达式；

S3.2，所述服务器采用字符串匹配算法，判断所接收到的曲线名称信息是否符合所述正则表达式；如果符合，则表明所接收到的曲线名称信息符合所述标准化命名规则。

4.根据权利要求1所述的基于背向散射曲线的光纤质量自动分析方法，其特征在于，S5具体为：

S5.1，所述服务器获取当前时刻所接收到的光纤测试数据中的背向散射曲线；其中，该背向散射曲线的横坐标为距离值，纵坐标为功率值；

S5.2，所述服务器遍历S5.1获取到的背向散射曲线，查找到曲线中纵坐标最小值的P1点；

S5.3，取曲线上横坐标位于P1点之后的所有点中的纵坐标局部最大点P2，P2作为噪声区上界；

S5.4，在整个背向散射曲线中，横坐标位于P2之前的曲线段称为有效曲线区；横坐标位于P2之后的曲线段称为尾部噪声区；

S5.5，丢弃所述尾部噪声区；利用小波变换方法，对所述有效曲线区进行局部降噪，去除所述有效曲线区上的噪声，得到降噪处理后的有效曲线区；

S5.6，对所述降噪处理后的有效曲线区进行多层小波变换，分离得到细节信息曲线；

S5.7，计算所述细节信息曲线的各点斜率，得到梯度曲线；

S5.8，对所述梯度曲线进行分析，得出第一事件特征点；

S5.9，比对所述梯度曲线与所述历史光纤测试数据中的历史背向散射曲线，在所述历史背向散射曲线中查找到与该第一事件特征点横坐标对应的第二事件特征点；

S5.10，对比所述第一事件特征点的纵坐标和所述第二事件特征点的纵坐标，再基于所述历史背向散射曲线的测试时间，获得被测试光纤在第一事件特征点所在横坐标位置的衰耗变化率。

5.根据权利要求4所述的基于背向散射曲线的光纤质量自动分析方法，其特征在于，S5.5中，所述利用小波变换方法，对所述有效曲线区进行局部降噪，具体为：

S5.5.1，对所述有效曲线区进行三层小波变换，得到第一层细节曲线、第二层细节曲线和第三层细节曲线；

S5.5.2，遍历所述第一层细节曲线，取得所有极值点；然后，分别将各个极值点的模与第二层细节曲线同一横坐标对应的模进行比较，如果模在第二层细节曲线的值小于在第一层细节曲线的值，则对所述有效曲线区的同一横坐标的对应点取前后一定范围的均值；

S5.5.3，遍历所述第二层细节曲线，取得所有极值点；然后，分别将各个极值点的模与第三层细节曲线同一横坐标对应的模进行比较，如果模在第三层细节曲线的值小于在第二层细节曲线的值，则对所述有效曲线区的同一横坐标的对应点取前后一定范围的均值；

S5.5.4，经过S5.5.2和S5.5.3处理后，所述有效曲线区即转变为降噪处理后的有效曲线区。

6.根据权利要求4所述的基于背向散射曲线的光纤质量自动分析方法，其特征在于，S5.6具体为：

对所述降噪处理后的有效曲线区进行五层小波变换，得到的第五层细节信息曲线即为分离得到细节信息曲线。

7.根据权利要求4所述的基于背向散射曲线的光纤质量自动分析方法，其特征在于，S5.8，对所述梯度曲线进行分析，得出第一事件特征点，具体为：

对于所述梯度曲线，如果一个负值点后连续出现一个正值点，则该负值点所对应的横坐标位置即为一个反射事件起点；

如果一个正值点后连续出现一个负值点，如果该正值点之前为反射事件起点，则该正值点所对应的横坐标即为反射事件终点，由此确定一个反射事件，该正值点和该负值点即为第一事件特征点；否则，该正值点所对应的横坐标为一个非反射事件起点；

如果一个正值点后连续出现一个零点，如果该正值点之前为非反射事件起点，则该正值点所对应的横坐标为非反射事件终点，由此确定一个非反射事件。

8.根据权利要求4所述的基于背向散射曲线的光纤质量自动分析方法，其特征在于，S5.8中，在得出第一事件特征点之后，还包括得出以下被测试光纤质量情况：

每一个所述第一事件特征点包括事件终点和事件起点；

1)分别将各事件的事件终点功率值减去事件起点功率值，得出各事件的损耗；

2)分别将各事件的事件终点距离减去事件起点距离，得出各事件的长度值；

3)将结尾事件起点功率值减去起始事件终点功率值，得出端到端损耗；

4)将结尾事件起点距离减去起始事件终点距离，得出端到端长度；

5)将全程损耗除以端到端长度，得出平均损耗。

9.根据权利要求1所述的基于背向散射曲线的光纤质量自动分析方法，其特征在于，S2中，所述服务器还通过第二存储模块存储光纤名称与该光纤名称所对应的光纤的标准背向散射曲线；

S5，所述服务器比对所述标准背向散射曲线与当前时刻所接收到的光纤测试数据，生成被测试光纤的光纤质量报表；

S6中，所述光纤质量报表为通过数据表格形式展现的同一光纤不同时期测试得到的背向散射曲线的综合分析报表；

S6之后，还包括：

S7，所述服务器与验收管理系统接口对接；所述服务器接收所述验收管理系统接口上传的新建光缆纤芯背向散射曲线以及验收标准；然后对所述新建光缆纤芯背向散射曲线进行分析，判断是否符合所述验收标准，得出验收结果，并将所述验收结果发送给所述验收管理系统接口；

S8，如果所述验收结果为不符合所述验收标准，则所述服务器向电子运行维护系统发送通知消息，使所述电子运行维护系统生成并派发光缆线路纤芯整治工单，实现光缆线路质量自动管理。

10.一种基于背向散射曲线的光纤质量自动分析系统，其特征在于，包括：

数据采集终端和服务器；

所述服务器包括：权限管理模块、系统分析模块和报表管理模块；

其中，所述权限管理模块，用于设置具有访问所述服务器的相关权限；

所述系统分析模块包括：

定义子模块，用于定义标准化命名规则；其中，该标准化命名规则既适用于被维护光缆线路中各段子光缆光纤的命名，也适用于测试得到的背向散射曲线的命名；

第一接收子模块，用于接收各段子光缆光纤的光纤名称信息；

第一判断子模块，用于判断所述第一接收子模块所接收到的光纤名称信息是否符合所述定义子模块定义的标准化命名规则；

第一存储子模块，用于当所述第一判断子模块判断结果为符合时，存储所述第一接收子模块所接收到的光纤名称信息；

第二存储子模块，用于存储光纤名称与历史时期对该光纤名称所对应的光纤进行测试得到的历史光纤测试数据；其中，所述历史光纤测试数据包括背向散射曲线以及该背向散射曲线的测试时间；

第二接收子模块，用于接收所述数据采集终端上传的与某一被测试光纤对应的光纤测试数据，其中，该光纤测试数据携带有测试得到的背向散射曲线、该背向散射曲线的测试时间以及该背向散射曲线的曲线名称信息；

解析子模块，用于解析所述第二接收子模块所接收到的光纤测试数据，获得所述曲线名称信息，然后，判断该曲线名称信息是否符合所述标准化命名规则；

查找子模块，用于当所述解析子模块解析结果为符合时，查找所述第一存储子模块，获得与该曲线名称信息对应的光纤名称信息；然后，再以所获得的光纤名称信息为查找关键词，查找所述第二存储子模块，查找到与所获得的光纤名称信息对应的历史光纤测试数据；

分析子模块，用于比对所述历史光纤测试数据与当前时刻所接收到的光纤测试数据，对被测试光纤进行质量分析；

输出子模块，用于将所述分析子模块的分析结果输出给所述报表管理模块；

所述报表管理模块：

第三接收子模块，用于接收所述输出子模块输出的分析结果；

生成子模块，用于对各段光纤的分析结果进行统计分析，生成光纤质量报表；

报表查询子模块，用于查询得到与某条光纤对应的光纤质量报表；

报表导出子模块，用于导出所述生成子模块所生成的光纤质量报表；

所述数据采集终端用于：接收OTDR测试仪测试得到的背向散射曲线以及所录入的该背向散射曲线的名称；将背向散射曲线、测试时间以及名称打包为一个光纤测试数据包；然后，将该光纤测试数据包上传到服务器。