CN107809280A - 一种光纤监测方法及装置 - Google Patents

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Abstract

现有光纤监测方法需要在每根光纤上增加波分复用器，分光器，合波器，或者光耦合器等，架构复杂，成本高。本发明一方面提供了一种光纤监测方法，包括：监测每根光缆中光功率监测光纤中光功率监测信号的光功率值，其中，预先将每根光缆中的光纤区分为业务光纤、光时域反射OTDR监测光纤和光功率监测光纤；根据光功率值控制ODTR检测装置对ODTR检测光纤进行检测。以至少解决相关技术中存在的光纤监测装置结构复杂，成本高，监测系统对业务有影响的问题。

Description

一种光纤监测方法及装置
技术领域
本发明涉及通信和计算机领域，特别涉及一种光纤监测方法、系统及装置。
背景技术
随着光纤网络通信的深入发展，为了保证光纤网络的质量和提升客户的满意度，对于光纤网络质量的监测显得越来越重要。目前以点到多点光纤网络监测系统主要采用集中式的OTDR(Optical Time Domain Reflect meter，光时域反射仪系统)光纤监测方案。即在光纤网络的局端部署一个OTDR装置，一个光开关装置，每根被监测光纤上需要增加波分复用器。通过光开关装置把主路的OTDR装置光信号依次切换到支路多个远端光纤线路上，从而实现一个OTDR装置监测一个局端到多个远端的光纤线路功能。因为OTDR装置测试光纤的时间较长，后期为减少使用局端OTDR装置完成轮询测试远端所有光纤的时间，又有采用在每根被监测光纤上增加分光器，将光纤中传输的光信号分出一小部分，测试其光功率，如果监测到的光功率超过阈值，则立刻对该根光纤进行OTDR扫描的新技术方案。因为光功率测试的时间远小于OTDR测试时间，通过上述方法达到实时监测所有光纤光功率并只对光功率异常的光纤进行OTDR测试的目的，但上述光纤监测方法需要在每根光纤上增加波分复用器，分光器，合波器，或者光耦合器等，架构复杂，成本高，同时被监测光纤通过分光器或者光耦合器将运行正常业务波长的光纤与运行OTDR波长的光纤分波、合波，会对正常运行业务的光纤信号造成影响，一旦监测系统发生故障，可能中断正常光纤业务。
针对相关技术中存在的光纤监测系统结构复杂，成本高，对业务有影响的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明提供了一种光纤监测方法、系统及装置，以至少解决相关技术中存在的光纤监测装置结构复杂，成本高，监测系统对业务有影响的问题。
本发明一方面提供了一种光纤监测方法，包括：监测每根光缆中光功率监测光纤中光功率监测信号的光功率值，其中，预先将每根光缆中的光纤区分为业务光纤、光时域反射OTDR监测光纤和光功率监测光纤；根据光功率值控制ODTR检测装置对ODTR检测光纤进行检测。
进一步地，光功率值为光功率变化值。
进一步地，在根据光功率值控制ODTR检测装置对ODTR检测光纤进行检测之前，方法还包括，根据光功率变化值控制ODTR检测装置中断对ODTR检测光纤按照预先设置的顺序进行的检测。
进一步地，根据光功率值控制ODTR检测装置对ODTR检测光纤进行检测包括：在光功率变化值大于或等于预设阈值的情况下，将光开关切换到光功率变化值大于或等于预设阈值所在光缆的ODTR检测光纤，指示ODTR检测装置对ODTR检测光纤进行ODTR检测。
进一步地，根据光功率值控制ODTR检测装置对ODTR检测光纤进行检测包括，在光功率变化值小于预设阈值的情况下，对ODTR检测光纤按照预先设置的顺序进行的检测。
本发明另一方面提供了一种光纤监测系统包括局端和远端，局端与远端通过光缆连接，其中，远端包括光源装置，局端包括光功率检测装置，光功率监测光纤，光时域反射ODTR检测光纤，监测控制装置，和ODTR检测装置，预先将每根光缆中的光纤区分为业务光纤、光时域反射OTDR监测光纤和光功率监测光纤，光源装置，用于发送恒定的光功率监测信号；光功率监测装置，用于通过监测光功率监测信号监测光功率监测光纤中的光功率值；监测控制装置：用于根据光功率值控制ODTR检测装置对ODTR检测光纤进行检测；光时域反射检测装置：用于在监测控制装置的控制下对ODTR检测光纤进行检测。
进一步地，监测控制装置与光功率检测装置通过内部整合电路标准的电接口连接，光功率检测装置数字监控接口遵循小外形规格8472协议。
本发明另一方面提供了一种光纤监测装置，包括：光功率监测模块：用于监测每根光缆中光功率监测光纤中光功率监测信号的光功率值，其中，预先将每根光缆中的光纤区分为业务光纤、光时域反射OTDR监测光纤和光功率监测光纤；监测控制模块：用于根据光功率值控制ODTR检测装置对ODTR检测光纤进行检测。
进一步地，还包括光时域反射检测模块：用于在监测控制装置的控制下对ODTR检测光纤进行检测。
进一步地，光功率监测模块用于监测每根光缆中光功率监测光纤中光功率监测信号的光功率变化值。
本发明通过将每根光缆中的光纤区分为业务光纤、光时域反射OTDR监测光纤和光功率监测光纤，将监测用光信号和业务光信号分开传送，不需要现有技术方案中需在每根光纤上使用波分复用器，分光器，合波器，或者光耦合器等元件，解决现有技术中光纤监测装置结构复杂，成本高，监测系统对业务有影响的问题。
附图说明
图1是根据本发明实施例的一种光纤监测方法流程图；
图2是根据本发明实施例的一种光纤监测系统架构图；
图3是本发明实施例的一种光功率监测装置结构框图；
图4是本发明优选实施例的一种光功率监测系统的架构图；
图5是本发明优选实施例的监测控制装置读光模块寄存器的I2C接口标准时钟时序图
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语″第一″、″第二″等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
本发明实施例提供了一种光纤监测方法，图1是根据本发明实施例的一种光纤监测方法流程图，如图1所示，该方法包括：
S101：监测每根光缆中光功率监测光纤中光功率监测信号的光功率值；
其中，预先将每根光缆中的光纤区分为业务光纤、光时域反射OTDR监测光纤和光功率监测光纤；
S102：根据光功率值控制ODTR检测装置对ODTR检测光纤进行检测。
在实际光揽工程应用中，光揽中的光纤资源利用率不足100％，本发明充分利用了光缆中未利用的光纤资源。并且，一根光缆中包含的所有光纤走向、弯曲弧度一致，光性能指标相关性是极高的。如果一根光缆中的一根光纤光功率变化发生异常，可以认为该光缆中的其他光纤光功率也极可能发生异常变化。本发明通过光功率检测减少光纤OTDR检测时间的方法，更进一步地利用光缆中光纤的性能相关性，监测光缆中一根光纤的光功率，进行同一光缆中另一根光纤的OTDR监测，从而推断同一光缆中其他业务光纤的性能指标。现有技术中需要额外的光器件把一根光纤中的光信号功率按一定比例(比如90％：10％)分给两个输出端。其中光功率较小的输出端(比如10％光功率)连接到光功率检测器，通常还要插入光信号前置放大器。其中光功率较大的输出端(比如90％光功率)比原业务光纤上的发射光功率小。本发明的优势在于不会减小原业务光纤通路的光功率，不需要分光器、合波器，和前置放大器，结构简单，成本低廉。
进一步地，光功率值为光功率变化值，该方法不仅可以监测的光功率绝对值的变化程度，也可以监测光功率变化值的变化幅度。
进一步地，在根据光功率值控制ODTR检测装置对ODTR检测光纤进行检测之前，根据光功率变化值控制所述ODTR检测装置中断对所述ODTR检测光纤按照预先设置的顺序进行的检测。
根据光功率值控制ODTR检测装置对ODTR检测光纤进行检测过程为，在光功率变化值大于或等于预设阈值的情况下，将光开关切换到光功率变化值大于或等于预设阈值所在光缆的ODTR检测光纤，指示所述ODTR检测装置对ODTR检测光纤进行ODTR检测，在光功率变化值小于预设阈值的情况下，对所述ODTR检测光纤按照预先设置的顺序进行的检测。本发明通过对阈值的设定来控制ODTR检测装置的检测顺序。
本发明实施例提供了一种光功率监测系统，图2是根据本发明实施例的一种光纤监测系统架构示意图，如图2所示，光纤检测系统包括局端和远端，局端与远端通过光缆连接，其中，远端包括光源装置，局端包括光功率检测装置，光功率监测光纤，光时域反射ODTR检测光纤，监测控制装置，和ODTR检测装置，预先将每根光缆中的光纤区分为业务光纤、光时域反射OTDR监测光纤和光功率监测光纤，
光源装置，用于发送恒定的光功率监测信号；
光功率监测装置，用于通过监测所述光功率监测信号监测光功率监测光纤中的光功率值；
监测控制装置：用于根据所述光功率值控制ODTR检测装置对ODTR检测光纤进行检测；
光时域反射检测装置：用于在所述监测控制装置的控制下对ODTR检测光纤进行检测。
本发明涉及的光缆监测系统不需要传统技术中的波分复用器，分光器，或者光耦合器等，成本低，结构简单。传统监测技术中的波分复用器，分光器，或者光耦合器等光器件，会在业务光纤中引入插入损耗，降低光缆系统可靠性，损耗严重时会影响光纤业务。而本发明涉及的光缆监测系统与光缆中的业务光纤互相独立，不影响业务光纤运行，也不对光缆中的每一根光纤进行OTDR监测或者光功率监测，而是只选其中一根光纤进行OTDR监测，另一根光纤进行光功率监测，节省了扫描时间和大量光器件资源部署。
作为系统的组成部分，本发明实施例同时也一种光功率监测装置，图3是本发明实施例的一种光功率监测装置结构框图，如图3所示，包括光功率监测模块32：用于监测每根光缆中光功率监测光纤中光功率监测信号的光功率值，其中，预先将每根光缆中的光纤区分为业务光纤、光时域反射OTDR监测光纤和光功率监测光纤；监测控制模块34：用于根据所述光功率值控制ODTR检测装置对ODTR检测光纤进行检测。
进一步地，还包括光时域反射检测模块36：用于在所述监测控制装置的控制下对ODTR检测光纤进行检测。
通过将系统主要检测部件的集成化，可以进一步的降低部署成本，降低维护难度。
作为本发明的优选实施例提供了一种光功率监测系统，图4是本发明优选实施例的一种光功率监测系统的架构图，如图4所示，本发明适用于点到多点的光缆网络，即一个局端物理地址，多个远端物理地址。本系统包括包括：光源装置，局端光功率监测装置，局端到多个远端的光网络光缆，监测控制装置，和OTDR(光时域反射)检测装置。每路光缆包含的多根光纤中选出未运行业务的两根光纤作为监测光纤，其中一根为OTDR监测光纤，另一根为光功率监测光纤，其余光纤为业务光纤。所述的业务光纤为多根光纤，每个远端部署一个光源装置一直发送一路恒定的光信号，局端部署一个光功率检测装置，通过光功率检测装置内部的电接口主控模块轮询多个光功率监测装置，监测远端光源装置传来的光功率。监测控制装置通过电信号接口读取光功率检测设备的光功率数据，计算光功率变化值。监测控制装置根据计算结果不干预OTDR检测装置的轮询测试OTDR监测光纤，或者中断轮询操作，命令OTDR检测装置立刻测试光功率变化值异常的OTDR监测光纤。
作为优选实施例光功率检测装置数目不止一个，且与远端位于不同物理地址的多个光源装置用光功率监测光纤一一对应连接，监测控制装置与多个光功率检测装置通过电信号连接。光功率监测装置检测收到的光信号，把接收光功率存储到光模块内部存储单元。监测控制装置通过电接口访问光功率监测装置内部存储单元，读取接收光功率。OTDR检测装置包含光开关装置，实现对多根光时域反射OTDR监测光纤的检测功能。OTDR检测装置的一个控制端口与监测控制装置连接，OTDR检测装置受监测控制装置控制。OTDR检测装置的光纤端口与多根远端的OTDR监测光纤连接。
本优选实施例中监测控制装置与多个光功率检测装置通过I2C(内部整合电路)标准的电接口连接。光功率检测装置使用标准光模块，光模块的数字监控接口遵循SFF(数字监控接口遵循小外形规格)-8472协议。监测控制装置通过I2C电接口记录各个光模块的当时接收光功率数据，然后把当时接收光功率数据与上次接收光功率数据计算变化值。如果某个远端光源装置的光功率变化值大于预先设定的范围，监测控制装置把光开关切换到该远端光纤，实施OTDR监测功能。否则，监测控制装置不干预OTDR模块的轮询测试OTDR监测光纤，让其按照既定的顺序扫描光纤，需要说明的是既定的顺序包括但不限于按照预先标记的数字序号；按照预先设定的优选级等本领域技术人员采用的常用手段。还需要说明的是阈值可采用是预先设置的标准值，也能够根据实地测量值进行调整。
现有技术中，假设使用OTDR检测装置完成测试单路光纤需要三分钟的测试时间，光开关切换时间为200毫秒，局端到远端有48根光纤，那么，对到远端的48路光纤OTDR轮询测试一遍需要2.4小时。根据SFF-8472协议规定，光模块I2C地址A2h，第104个字节为接收光功率的高位字节，第105个字节为接收光功率的低位字节，只要读这2个字节的数据就可以知道当时的接收光功率数据。采用本发明的方法，I2C标准速率100Kbps，快速模式400Kbps。图5是本发明优选实施例的监测控制装置读光模块寄存器的I2C接口标准时钟时序图，如图5所示：主控模块发起开始(START)，发送I2C地址(7位)和写操作(1位)，等待光模块返回的确认(ACK)。光模块发送ACK。主控模块发送寄存器地址(8位)，等待ACK。光模块发送ACK。主控模块发起START。主控模块发送I2C地址(7位)和读操作(1位)，等待ACK。光模块发送ACK。光模块发送第1个数据(DATA，8位)，即寄存器里的值。主控模块发送ACK。光模块发送第2个数据(DATA，8位)。如图5所示，读一次数据经过了47个I2C时钟周期。即使监测控制装置与光模块之间的I2C通信速率采用较慢的100Kbps，单个I2C时钟周期为10微秒。读一个光模块接受光功率大概需要0.5毫秒，假设读每个光模块间隔和等待时间0.5毫秒。主控模块对到远端的48路光模块全部轮询一遍大概需要48毫秒，远小于现有技术的2.4小时。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光纤监测方法，其特征在于包括：
监测每根光缆中光功率监测光纤中光功率监测信号的光功率值，其中，预先将每根光缆中的光纤区分为业务光纤、光时域反射OTDR监测光纤和光功率监测光纤；
根据所述光功率值控制ODTR检测装置对ODTR检测光纤进行检测。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光功率值为光功率变化值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在根据所述光功率值控制ODTR检测装置对ODTR检测光纤进行检测之前，所述方法还包括：
根据光功率变化值控制所述ODTR检测装置中断对所述ODTR检测光纤按照预先设置的顺序进行的检测。
4.根据权利要求3所述的方法其特征在于，根据所述光功率值控制ODTR检测装置对ODTR检测光纤进行检测包括：
在所述光功率变化值大于或等于预设阈值的情况下，将光开关切换到所述光功率变化值大于或等于预设阈值所在光缆的ODTR检测光纤，指示所述ODTR检测装置对所述ODTR检测光纤进行ODTR检测。
5.根据权利要求2所述的方法其特征在于，根据所述光功率值控制ODTR检测装置对ODTR检测光纤进行检测包括：
在所述光功率变化值小于预设阈值的情况下，对所述ODTR检测光纤按照预先设置的顺序进行的检测。
6.一种光功率监测系统，其特征在于，包括局端和远端，所述局端与所述远端通过光缆连接，其中，所述远端包括光源装置，所述局端包括光功率检测装置，光功率监测光纤，光时域反射ODTR检测光纤，监测控制装置，和ODTR检测装置，预先将每根光缆中的光纤区分为业务光纤、光时域反射OTDR监测光纤和光功率监测光纤，
所述光源装置，用于发送恒定的光功率监测信号；
所述光功率监测装置，用于通过监测所述光功率监测信号监测光功率监测光纤中的光功率值；
监测控制装置：用于根据所述光功率值控制ODTR检测装置对ODTR检测光纤进行检测；
所述光时域反射检测装置：用于在所述监测控制装置的控制下对ODTR检测光纤进行检测。
7.根据权利要求6所述系统，其特征在于，所述监测控制装置与所述光功率检测装置通过内部整合电路标准的电接口连接，所述光功率检测装置数字监控接口遵循小外形规格8472协议。
8.一种光纤监测装置，其特征在于包括：
光功率监测模块：用于监测每根光缆中光功率监测光纤中光功率监测信号的光功率值，其中，预先将每根光缆中的光纤区分为业务光纤、光时域反射OTDR监测光纤和光功率监测光纤；监测控制模块：用于根据所述光功率值控制ODTR检测装置对ODTR检测光纤进行检测。
9.根据权利要求8所述的光纤监测装置，其特征在于还包括：
光时域反射检测模块：用于在所述监测控制装置的控制下对ODTR检测光纤进行检测。
10.根据权利要求8所述的光纤监测装置，其特征在于：
所述光功率监测模块用于监测每根光缆中光功率监测光纤中光功率监测信号的光功率变化值。
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