CN107078792B - 光纤故障定位系统 - Google Patents

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Abstract

光纤故障定位系统。本公开的方面旨在在中心局中配置光时域反射计(OTDR)，使得OTDR被配置为与每根光纤可操作地联接并且也被配置为以限定的间隔周期性地轮询每根光纤，并且计算/存储可用于与从光纤的后续轮询接收的未来特征进行比较的反射特征，以通过GIS确定中心局(CO)与一个或更多个光网络单元(ONU)之间的故障(例如，光纤切断或破损)。

Description

光纤故障定位系统
技术领域
本公开总体上涉及光纤网络，并且具体而非排他地涉及光纤网络的诊断布局。
背景技术
背景技术描述包括可用于理解本发明的信息。并非承认在此处提供的任何信息是现有技术或与当前要求保护的发明相关，或者具体或隐含参考的任何出版物是现有技术。
光纤网络可以用于传输被调制以承载信息的光并且可以用于以各种配置传递通信服务(包括宽带光纤到驻地(“FTTP”)通信服务)。为了促进FTTP宽带基础设施的广泛部署，希望降低光纤设备构造的成本，所述成本包含高达80％的FTTP部署总成本，并且主要是发达国家的劳动力成本。可以减少与初始光纤设备相关的该前期费用的技术可以进一步促进该目标。然而，与光纤设备相关的持续运营和维护费用也会影响FTTP通信服务的采用率。一种这样的费用是中断通信服务的光纤故障(例如，光纤切断、断开或破损)的检测和查找位置。这种检测对于修复损坏的光纤链路和恢复通信服务是必要的。可以快速有效地检测和定位这些故障的技术降低了操作和维护费用，并进一步鼓励采用FTTP通信服务。此外，这些技术缩短了服务中断时间，并提高了用户体验。
现有和已知的架构需要手动使用光时域反射计(“OTDR”)，其中，OTDR是用于快速并有效地诊断光纤设备并且识别降低或以其他方式使传输链路退化的光纤故障的位置的测量技术。OTDR可以应用于故障光纤链路，以定位诸如光纤切断、宏弯曲等故障。OTDR给出了距离发射OTDR测试信号的源的光纤故障(称为事件)的光学距离。当与关于光纤设备的物理路线的地理信息系统(“GIS”)数据以及哪个客户与提供通信服务的中心局丢失通信的知识结合时，可以利用OTDR快速并有效地识别和映射光纤故障位置。因此，利用OTDR优势的有效故障诊断策略有助于降低FTTP接入网的运营成本。然而，现有的基于OTDR的技术在每次报告故障时需要强力的手动干预，其中，技术人员将OTDR用于光纤位置，使用OTDR识别故障的光学距离，然后将距离映射到GIS地图上以确定位置，这是由于光学距离与实际物理距离的差异使得技术人员难以定位/纠正实际故障位置/地点。
因此，OTDR故障诊断从识别与已丢失服务的CP相关的光纤链路开始。信号的丢失可能是与CO的通信的完全丢失或通信链路的不可接受的退化。一旦识别到光纤链路，光测试信号将在头端处被发射到有故障的光纤链路中，并以针对反射或“反射特征(signatures)”监视链路的头端，所述反射或“反射特征”可以被分析以识别光纤故障的位置。由于pt-2-pt接入网需要到每个CP的本地(homerun)光纤终端，所以大量的光纤链路终止于CO中。事实上，城市或郊区附近的CO可以预期终止多达50,000个延伸到各种CP的pt-2-pt光纤链路。通常，需要物理上存在于CO的技术人员来识别OTDR单元并手动将OTDR单元联接到有故障的光纤链路。为了加快pt-2-pt接入网的光纤诊断，OTDR测试系统需要利用OTDR单元预先连接每个本地接入光纤，或具有将共享ODTR单元自动切换到正确光纤链路的能力。硬件被设计成与多根光纤共享单个OTDR。强力(brute-force)方法包括：每光纤链路联接单个OTDR，或非常大的端口计数光交换机可以用于跨大量的光纤链路对OTRR单元进行复用。然而，这种强力方法是非常昂贵的。
因此，本领域需要一种用于有效、准确并快速地检测精确故障位置的改进的架构、技术和方法。
本文的所有出版物通过引用并入本文，就像每个单独的出版物或专利申请被具体和单独地指示通过引用并入本文中一样。当在并入的参考文献中的术语的限定或用途与本文中提供的术语的限定不一致或相反时，本文中提供的术语的限定适用，并且参考文献中的该术语的限定不适用。
在一些实施方式中，表示用于描述和要求保护本发明的某些实施方式的成分、性能(诸如，浓度、反应条件等)的量的数字将被理解为在某些情况下被术语“约”修饰。因此，在一些实施方式中，在书面说明(written description)和所附权利要求中阐述的数值参数是可以根据寻求由特定实施方式获得的期望特性而变化的近似值。在一些实施方式中，数值参数应根据所报告的有效数字的数量以及通过应用普通舍入技术来解释。尽管阐述本发明的一些实施方式的广泛范围的数值范围和参数是近似值，但是具体示例中阐述的数值尽可能精确地被报告。在本发明的一些实施方式中呈现的数值可能包含必须由其各自的测试测量中发现的标准偏差导致的某些误差。
如在本文的说明书和下面的整个权利要求中所使用的，除非上下文另有明确指示，否则“一个(a)”、“一个(an)”和“该”的含义包括复数参考。此外，如本说明书中所使用的，除非上下文另有明确指示，“在...中(in)”的含义包括“在...中(in)”和“在...上(on)”。
本文中值的范围的叙述仅旨在用作引用落入该范围的每个单独的值的速记(shorthand)方法。除非本文另有指示，每个单独的值被包括在说明书中，就像它们在本文中被单独叙述一样。本文描述的所有方法可以以任何合适的顺序执行，除非本文另有指示或者在其他方面与上下文明显矛盾。关于本文中的某些实施方式提供的任何和所有示例或示例性语言(例如，“诸如”)的使用仅旨在更好地说明本发明，并且不对所原本要求保护的本发明的范围构成限制。说明书中的任何语言不应被解释为指示对本发明的实践至关重要的任何非要求保护的元素。
本文公开的本发明的替代元件或实施方式的分组不应被解释为限制。每个组成员可以单独地或以与组中的其他成员或本文中找到的其它元素的任何组合被引用和被要求保护。出于方便和/或可专利性的原因，组中的一个或更多个成员可被包括在组中或从组中删除。当发生任何这种包括或删除时，在本文中认为本说明书包含经修改从而满足所附权利要求中使用的所有马库什组的书面描述的组。
发明目的
本公开的目的是提供一种用于有效、准确并快速地检测光纤网络中的精确故障位置的改进的架构、技术和方法。
发明内容
本公开总体上涉及光纤网络，并且具体而非排他地涉及光纤网络的诊断布局。
在一个方面，本公开涉及一种光纤故障定位系统(FFLS)，所述FFLS包括中心局CO；在NOC(网络运营中心)处的FFLS服务器以及与所述CO可操作地联接的硬件；其中，所述硬件包括被配置为测量一个或更多个客户驻地设备的反射特征(signatures)的OTDR，并且其中，所述FFLS将所测量的反射特征与所存储的特征进行比较，以将任何异常报告给NMS。
在一个方面，硬件还可以包括OTDR控制器。在另一个方面，OTDR借助于OTDR文件向CO报告异常。在另一个方面，OTDR可以以周期性/限定的的间隔测量一个或更多个客户驻地设备的反射特征。在另一个方面，硬件可以通过无源光纤布局与一个或更多个客户驻地设备联接。在另一个方面，当从OTDR接收到异常信息时，CO处理所述信息并将经处理的信息发送到EMS。在另一个方面，EMS在接收到经处理的信息后，可以将处理的信息或其一部分发送给NMS，其中，NMS将经处理的信息或其一部分发送给FFLS服务器。FFLS服务器从网络数字化工具(NDT)接收网络的拓扑信息。在又一个方面，FFLS服务器处理接收到的信息，以将基于GIS的光纤故障定位信息发送回NMS，以使得NMS能够准确地指示故障的确切位置/方位(position)。在又一个方面，NMS可以通过CO与一个或更多个OTDR(OTDR's)可操作地联接。
附图说明
图1例示出根据本公开的实施方式的所提出的系统的示例性架构。
图2例示出根据本公开的实施方式的示出具有属性的光纤故障GIS位置的FFLSweb服务器界面的示例性表示。
图3例示出根据本公开的实施方式的与CO进行接口连接的OTSC。
图4例示出示出用于馈送GIS数据的网络数字化工具用户界面的示例性表示。
具体实施方式
以下是附图中所描述的本公开的实施方式的详细描述。这些实施方式的这种细节是为了清楚地传达本公开。然而，所提供的细节数量并不旨在限制实施方式的预期变化；相反地，意图是要覆盖落入如由所附权利要求限定的本公开的精神和范围内的全部修改、等同和替换。
所附权利要求书中每一项都限定一个单独的发明，其出于侵权的目的被认为包括权利要求书中规定的各种要素或限制的等同物。根据上下文，以下对“发明”的所有引用在一些情况下可以仅指某些特定实施方式。在其他情况下，将会认识到，对“发明”的引用将是指在一个或更多个但不一定全部的权利要求书中叙述的主题。
本文所用的各种术语如下所示。如果权利要求中所使用的术语在下面未加以限定，则应赋予其相关领域的人员对该术语所给出的最广泛的限定，如在印刷出版物和已颁布专利(在提交时)所反映的那样。
点到点(pt-2-pt)光纤到驻地(“FTTP”)接入网的操作的系统和方法的实施方式包括测试信号分配单元，所述测试信号分配单元用于跨多个pt-2-pt光纤链路对光时域反射计(“OTDR”)单元进行复用，以有效地识别和定位本文中描述的光纤故障。在以下的描述中，给出许多具体细节以提供对实施方式的彻底理解。然而，相关领域的技术人员将认识到，可以在无需一个或更多个具体细节的情况下，或者使用其他方法、组件、材料实践本文描述的技术。在其他情况下，公知的结构、材料、或操作未被详细地示出或描述以避免使某些方面模糊。
在整个本说明书中，对“一个实施方式”或“实施方式”的引用意味着结合该实施方式描述的具体特征、结构或者特性被包括在本发明的至少一个实施方式中。因此，贯穿本说明书的各个地方的短语“在一个实施方式中”或“在实施方式中”的出现不一定都指代相同的实施方式。此外，在一个或更多个实施方式中，特定特征、结构或特性可以以任何合适的方式组合。
本公开的方面旨在在中心局中配置光时域反射计(OTDR)，使得OTDR被配置为与每根光纤可操作地联接并且也被配置为以限定的间隔周期性地轮询每根光纤，并且计算/存储可以用于与从光纤的后续轮询接收的未来特征进行比较的反射特征，以确定中心局(CO)与一个或更多个光网络单元(ONU)之间的故障(例如，光纤切断或破损)。
根据一个实施方式，由于给定中心局中的每根光纤可以与常驻/永久OTDR联接，所以任何光纤的反射特征(在FFLS软件处)与先前样本的特征的不匹配可以是故障的强而快速的指示符，所述指示符可以由OTDR瞬时拾取并且然后被报告给本发明的用于传递给FFLS软件的网络管理系统(NMS)。所提出的系统具有被配置为满足与至少一个OTDR、技术特定软件和NMS的接口可操作地联接的多根光纤的硬件。NMS可以被配置为从OTDR接收故障指示符，并且还接收配置为指示故障的类型、严重性、故障的频度等属性的警报。基于从OTDR实时接收的信息，FFLS可以被配置为确定光纤布局中配置的其他硬件元件中的连接器、接头的类型/配置/结构/数量连同pt-2-pt和点到多点技术之间的准确区别，以确定距离已经发生故障的CO的实际物理距离，并且然后将利用GIS地图映射该距离以准确到达故障位置。在一个方面，OTDR可以被配置为在NMS处跟踪与CP的警报对应的轨迹，基于此，然后可以经由NMS将OTDR文件传递给与警报联接的FFLS。FFLS针对跟踪失配处理该信息，并将派生的信息与数字GIS地图相关联以定位故障。外推的故障定位信息可以被传递给NMS，以便进一步向整改组报告。
本公开大体上涉及光纤网络，并且具体而非排他地涉及光纤网络的诊断布局。
在一个方面，本公开涉及一种光纤故障定位系统(FFLS)，所述FFLS包括：中心局(CO)；以及与所述CO可操作地联接的硬件；其中，所述硬件包括被配置为测量一个或更多个客户驻地设备的反射特征的OTDR，并且其中，所述FFLS将所测量的反射特征与所存储的特征进行比较，以将任何异常报告给NMS。
在一个方面，硬件还可以包括OTDR控制器。在另一个方面，OTDR借助于OTDR文件向CO报告异常。在另一个方面，OTDR可以以周期性/限定的的间隔测量一个或更多个客户驻地设备的反射特征。在另一个方面，硬件可以通过无源光纤布局与一个或更多个客户驻地设备联接。在另一个方面，当从OTDR接收到异常信息时，CO处理所述信息并将经处理的信息发送到EMS。在另一个方面，EMS在接收到经处理的信息时，可以将处理的信息或其一部分发送给NMS，其中，NMS将经处理的信息或其一部分发送给FFLS服务器。FFLS服务器从网络数字化工具(NDT)接收网络的拓扑信息。在又一方面，FFLS服务器处理接收到的信息，以将基于GIS的光纤故障定位信息发送回NMS，以使NMS能够准确地指示故障的确切位置/方位。在又一方面，NMS可以通过CO与一个或更多个OTDR可操作地联接。
图1例示出了根据本公开的实施方式的所提出的系统的示例性架构。应该理解，所提出的架构/布局本质上是完全示例性的，并且任何其他系统/架构可以被配置为所提出的发明的一部分。如所看到的，所提出的系统/架构100可以包括与硬件104和网元管理系统(EMS)106可操作地联接的中心局(CO)102，其中，CO 102可以包括用于光纤故障定位系统(FFLS)与硬件进行通信并将OTDR文件发送到EMS的接口108。在一个方面，硬件104可以包括OTDR 110和OTDR控制器112，所述OTDR控制器112可以被配置为以限定的间隔测量反射特征/时间戳/周期，并且借助于OTDR文件114向CO 102报告任何异常或甚至正常(如果被配置)。
根据另一个实施方式，硬件104可以借助于无源光纤布局118与一个或更多个客户驻地116-1、116-2、116-n(在下文中统称为客户驻地CP 116)可操作地联接。OTDR 110可以周期性地(例如以循环(round robin)方式)检查每根光纤的适当工作，并且与正常行为的任何改变/偏离可以连同上下文中的光纤的细节、连接类型、接头机/连接器/硬件元件的数量一起被报告回CO 102。
根据另一实施方式，一旦报告，CO 102可以处理接收到的信息，并且将经处理的OTDR文件114连同从故障CP 116生成的警报一起发送到EMS 106。由CO 102监测的其他配置光学参数也可以被报告给EMS 106。一旦接收到，EMS 106可以将接收到的信息(在处理之后或处理之前)发送到NMS 120，NMS 120可以将信息发送到FFL 122。FFLS从网络数字化工具124接收网络的拓扑信息，其中，FFLS 122可处理完整的接收到的信息，并将基于GIS的光纤故障定位信息发回NMS 120，以使得NMS 120能够准确地指示故障的确切位置/方位。
根据一个实施方式，NMS 120可以在基于web的架构中被配置，以使得NMS 120能够通过CO 102跨多个地理位置与多个OTDR可操作地联接，以通过从一个或更多个OTDR接收故障指示符信息来提供集中的故障定位技术，并且然后映射该信息以计算精确的物理距离，并且然后利用具有特定属性的数字GIS地图处理派生的信息以用于光纤故障定位。NMS将通过光纤故障定位系统(FFLS)智能(intelligence)获得故障类型、故障所属的接线盒/节点/分支、产生的警报的性质连同其他故障定位属性(诸如，地标(例如ATM、餐厅、商场、医院、纪念碑等地标))。
根据一个实施方式，由于点到多点光网络使用光分离器使得单根光纤能够服务于多个客户驻地(例如，32至128个客户驻地)，所以来自点到多点连接的pt-2-pt连接之间的区别可以使得能够准确地确定其他元件中分离器、连接器的数量，并且因此准确地将光学长度/距离与物理距离进行映射。例如，pt-2-pt连接通过使得能够配置一个字符串来从运营商中心局(“CO”)分离一根本地光纤直到(all the way)每个客户驻地(“CP”)来使用不同的拓扑。
在一个方面，提出的光纤故障定位系统(FFLS)以卫星图像为背景在GIS地图(私人或公共)上检测并定位光纤故障(光纤切断或连接器的去除)连同故障定位(纬度、经度)的叠加。考虑到技术特定参数(例如，链路预算和测距以及其物理覆盖)，用于基于特定光纤的技术的所提出的FFLS利用部署的网络(中央局(CO)102和客户驻地设备(CPE)116作为拓扑节点及其NMS)。在一个方面，所提出的FFLS可以利用任何光通信技术进行定制。图2例示出了使用本公开的实施方式的示出其中具有属性的光纤故障GIS位置的FFLS web服务器界面的示例性表示。
在一个方面，所提出的系统实时工作始终处于ON模式。该技术适用于点到点或甚至点到多点光学技术。所提出的公开是使用NMS 120获取用于故障检测的相关信息的集中式系统，其中，GIS上(在预馈图上)的故障位置的推导已经在FFLS服务器122上被处理。推导信息(GIS)可以被访问/被发送给任何授权用户。
此外，根据GIS地图和光纤布局条件的准确性，所提出的主题提供了故障位置的准确性。在一个示例性方面，对于准确的GIS，可以通过将点到点保持在大约5m、点到多点保持在22m(对于20km距离)、用于检测和定位故障的时间保持在约2分钟、满足每CO 16根光纤(例如，每OLT 16个PON端口)来映射准确性，使得FFLS服务器能够处理多个CO(例如，每NMS的OLT)，并且能够同时检测多个故障。
参照图1，在一个方面，所提出的FFLS 100可以包括CO 102(示出为GPON OLT)、CPE、OTSC(内置或外部OTDR(特定))104、(针对FFLS修改的)NMS 120接入、具有属性的光纤的GIS地图以及FFLS服务器应用程序122。在一个方面，GPON可以基于由ONT(C.P.E.)和OLT(C.O.)组成的ITUT-984.x。应当理解，尽管所提出的FFLS已经参照GPON进行了说明，但是可以利用其他光传输技术来代替。
在一个方面，OTSC 104可以包括驻留在CO处的FFLS硬件，并且还可以包括与从FFLS服务器可管理的光学交换机集成的OTDR。图3例示出了与CO进行接口连接的OTSC。
在一个方面，所提出的FFLS要求NMS 120在OLT和FFLS之间提供信息网关。OTSC接口可能需要用于与CO进行接口连接的以太网端口。例如，在GPON的情况下，FFLS在OLT处具有用于管理OTSC的集成软件模块。
在另一个方面，FFLS服务器122可以是可以与NMS一起驻留在NOC处的集中的、基于web的应用，或者可以在独立的位置。服务器122可以配置为通过FFLS-NMS接口获取信息，并将光纤故障定位到光学距离。此外，检测到的故障可以通过邮件服务器和SMS传递。此外，在一个方面，运营商可以通过使用FFLS安卓应用来查看当前故障位置。在又一个方面，服务器可以与光纤管理系统和网络数字化工具集成在一起。在一个方面，网络数字化工具(NDT)可以被配置为包含FFLS所需的GIS数据。此外，电信资产(光纤地图、CO、CPE、分离器等)可以通过NDT提供的交互式用户图形来提供。此外，GIS数据(OGC异议(complaint)形状文件)可以上传到它中(如果数据已经被数字化)。
在另一个方面，光纤管理系统(FMS)可以被配置为FFLS的一部分，其中，FMS可以用于管理铺设的光纤网络地理参考电信等级GIS数据。如果没有提供，FMS可以将数据存储在拓扑权限中并在网络中推断光纤线轴。FMS可以进一步被配置为将光纤故障与GIS距离相关联，并将其准确定位到GIS地图(管道、电缆、光纤)。此外，FMS的GIS地图可以与第三方的卫星图像(ISRO、谷歌、Bing等)集成在一起。
图4例示出了示出用于馈送GIS数据的网络数字化工具用户界面的示例性表示500。
虽然前面描述了本发明的各种实施方式，但是可以在不脱离本发明的基本范围的情况下设计本发明的其它和另外的实施方式。本发明的范围由所附权利要求确定。本发明不限于所描述的实施方式、版本或示例，当与本领域普通技术人员可获得的信息和知识相结合时，其被包括以使得本领域普通技术人员能够实现和使用本发明。
本发明的优点
本公开提供一种用于有效、准确并快速地检测光纤网络中的精确故障位置的改进的架构、技术和方法。

Claims (8)

1.一种光纤故障定位系统FFLS，所述FFLS包括：
中心局CO；以及
硬件，所述硬件与所述CO可操作地联接；其中，所述硬件包括被配置为测量一个或更多个客户驻地设备的反射特征并且将所测量的反射特征与存储的特征进行比较以将任何异常报告给所述CO的OTDR，
其中，在所述CO中处理异常信息以确定故障，并且将处理后的信息发送到至少FFLS服务器，
其中，该FFLS服务器处理接收到的信息和网络拓扑信息，以将包括所述故障距所述CO的物理距离的基于地理信息系统GIS的光纤故障定位信息发送到网络管理系统NMS，以及
其中，该NMS使用该基于GIS的光纤故障定位信息在GIS地图上准确地指示所述故障的确切位置和一个或更多个属性，该一个或更多个属性包括所述故障的纬度、经度、硬件信息、日期、时间和类型中的任一项或其组合。
2.根据权利要求1所述的FFLS，其中，所述硬件还包括OTDR控制器。
3.根据权利要求1所述的FFLS，其中，所述OTDR借助于OTDR文件向所述CO报告所述异常。
4.根据权利要求1所述的FFLS，其中，所述OTDR以周期性/限定的间隔测量所述一个或更多个客户驻地设备的所述反射特征。
5.根据权利要求1所述的FFLS，其中，所述硬件通过无源光纤布局与所述一个或更多个客户驻地设备联接。
6.根据权利要求1所述的FFLS，其中，所述CO在从所述OTDR接收到异常信息时处理所述信息并将经处理的信息发送到网元管理系统EMS。
7.根据权利要求6所述的FFLS，其中，所述EMS在接收到所述经处理的信息时将所述经处理的信息或所述经处理的信息的一部分发送给所述NMS，其中，所述NMS将所述经处理的信息或所述经处理的信息的一部分发送给所述FFLS服务器。
8.根据权利要求1所述的FFLS，其中，所述NMS通过所述CO与一个或更多个OTDR可操作地联接。
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