CN108833002B - 一种基于无源光网络的光链路检测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于无源光网络的光链路检测方法及系统，该方法包括：根据实际操作的光链路拓扑模型编辑从网管下载的光链路拓扑模型的模板，并将编辑好的模板导入网管；配置光时域反射仪的测试参数，对光链路进行初始化测试，获取初始化测试曲线；通过同时操作网管上的自动匹配和绑定拓扑指令，根据编辑好的模板和初始化测试曲线自动生成参考曲线；采用光时域反射仪对检测对象进行测试，得到测试曲线；对比测试曲线和参考曲线，根据获取的测试曲线的区别点定位光链路故障点。本发明利用地理坐标信息自动计算生成参考曲线，减少了人工参与，提高了操作效率，使光链路检测过程更加简单，能够快速定位ODN故障，确保用户网络畅通。

Description

一种基于无源光网络的光链路检测方法及系统

技术领域

本发明涉及光通信领域，具体涉及一种基于无源光网络的光链路检测方法及系统。

背景技术

随着国内外运营商在FTTH(Fiber To The Home，光纤到户)上的大规模建设，ODN(Optical Distribution Network，光分配网络)建设规模也越来越大和复杂，在整个无源光网络接入网系统的建设中，ODN的建设是最难的一部分并且其建设成本最高(成本最高可占总体投资的70％)，因此ODN建设是FTTH建设的重点。

ODN一般采用P2MP(Point-to-Multi Point，点对多点)拓扑结构，其传输距离较远(一般为20KM或40KM，有时甚至要到60KM)并且网络中的接续节点多，导致网络管理复杂。同时，由于光纤比铜线敏感，容易受损，一旦光链路出现故障，在网络管理复杂的环境中难以快速定位ODN故障,不能够确保用户网络畅通。

有鉴于此，急需提供一种准确、易用的光链路检测过程，实现快速定位ODN故障，确保用户网络畅通。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种准确、易用的光链路检测过程，实现快速定位ODN故障，确保用户网络畅通的方案。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种基于无源光网络的光链路检测方法，包括以下步骤：

根据实际操作的光链路拓扑模型编辑从网管下载的光链路拓扑模型的模板，并将编辑好的所述光链路拓扑模型的模板导入网管；

配置光时域反射仪的测试参数，对光链路进行初始化测试，获取初始化测试曲线；

通过同时操作网管上的自动匹配和绑定拓扑指令，根据编辑好的所述光链路拓扑模型的模板和初始化测试曲线自动生成参考曲线；

采用光时域反射仪对检测对象进行测试，得到测试曲线；

对比测试曲线和参考曲线，根据获取的测试曲线的区别点定位光链路故障点。

在上述方法中，编辑好的所述光链路拓扑模型的模板包括光时域反射仪OTDR槽位号、OTDR端口号、链路节点名称、链路节点类型、上级链路节点、链路节点经度和链路节点纬度。

在上述方法中，所述光时域反射仪的测试参数包括测试量程、测试脉宽和取样时间；其中，

所述测试量程的取值范围为5000m到30000m；

所述测试脉宽为10ns、20ns、40ns、80ns、160ns、320ns、640ns、1280ns、2560ns、5120ns、10240ns或者20480ns；

所述取样时间为30s、60s、90s、120s、150s或者180s。

在上述方法中，通过同时操作网管上的自动匹配和绑定拓扑指令，根据编辑好的所述光链路拓扑模型的模板和初始化测试曲线自动生成参考曲线，具体包括以下步骤：

步骤S501、根据地理坐标计算每个链路节点与上级链路节点的距离；

步骤S502、根据地理坐标计算每个链路节点与所有下级链路节点的距离；

步骤S503、计算一级光分路器与待测PON口的距离；

步骤S504、轮询初始化测试曲线中的所有事件点，根据事件点的位置和步骤S501、S502和S503的计算结果按照一定的逻辑将事件点和链路节点进行匹配，匹配完成后得到参考曲线。

在上述方法中，在步骤S504中，根据事件点的位置和步骤S501、S502和S503的计算结果按照一定的逻辑将事件点和链路节点进行匹配，具体为：

位置为0的事件点自动匹配为PON口，并更新PON口的位置；

与匹配为PON口的事件点距离大于等于一级光分路器原始位置的事件点匹配为相应的一级光分路器，一级光分路器原始位置为根据地理坐标计算的一级光分路器与PON口的距离，并更新一级光分路器的位置；

次级光分路器在相应一级光分路器之后；与匹配为相应一级光分路器的事件点距离大于等于次级光分路器原始位置的事件点匹配为相应的次级光分路器，次级光分路器原始位置为根据地理坐标计算的次级光分路器与一级光分路器的距离，并更新一级光分路器的位置；

ONU在匹配为次级光分路器的事件点之后的事件点中匹配。

在上述方法中，在得到参考曲线后，核对参考曲线上匹配的事件点是否正确，并校正参考曲线；

当存在匹配不正确的事件点时，通过在网管上手动修改使匹配不正确的事件点匹配上正确的链路节点。

在上述方法中，所述区别点包括各光网络单元的反射峰，产生新的反射峰的位置为故障点。

在上述方法中，在确定故障点后，反馈光时域反射仪的测试结果，并在链路拓扑图上对故障的光链路进行标识。

本发明还提供了一种基于无源光网络的光链路检测系统，所述无源光网络包括光线路终端、光分配网络和若干光网络单元，所述光线路终端连接光分配网络，每个光网络单元分别与所述光分配网络连接，所述光链路检测系统包括光时域反射仪以及与所述光时域反射仪相连的1×N光开关，所述1×N光开关通过若干波分复用器分别与所述光线路终端的各主干光纤耦合；

下行方向：

测试光信号由所述光时域反射仪发出，经过所述1×N光开关后倒换至若干波分复用器中任一待测PON口，所述波分复用器对光信号和测试光信号进行合路，合路后经由所述光分配网络传输至各光网络单元，沿路测试光信号经过反射和散射后沿原路返回，光信号则被传输至各光网络单元，下行光信号的传输完成；

上行方向：

各光网络单元发出的光信号与经过反射和散射的测试光信号经所述光分配网络传输至所述波分复用器进行分路，测试光信号经过所述1×N光开关传输至所述光时域反射仪，光链路的检测完成；光信号则被传输至所述光线路终端，上行光信号的传输完成。

本发明通过将OTDR(Optical Time Domain Reflectometer，光时域反射仪)集成到OLT(Optical Line Terminal，光线路终端)设备，利用地理坐标信息自动计算生成参考曲线，减少了人工参与，提高了操作效率，使光链路检测过程更加简单，能够快速定位ODN故障，确保用户网络畅通。

附图说明

图1为本发明中一种基于无源光网络的光链路检测系统的结构框图；

图2为本发明中一种基于无源光网络的光链路检测方法的流程图；

图3为本发明中编辑好的光链路拓扑模型图；

图4为本发明中初始化测试曲线的示意图；

图5为本发明中步骤S5的具体流程图；

图6为本发明中参考曲线的示意图；

图7为本发明中根据参考曲线生成的链路拓扑图；

图8为本发明中断开某个支路光纤后光时域反射仪测试得到的测试曲线与参考曲线的对比图；

图9为本发明中断开某个支路光纤后的链路拓扑图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明做出详细的说明。

本发明实施例提供了一种基于无源光网络的光链路检测系统，如图1所示，该无源光网络包括光线路终端1、光分配网络2和若干光网络单元3，光线路终端1连接光分配网络2，每个光网络单元3分别与光分配网络2连接；该光链路检测系统包括光时域反射仪4以及与光时域反射仪4相连的1×N光开关5，1×N光开关5通过若干波分复用器(WDM)6分别与光线路终端1的各主干光纤耦合。

下行方向：

测试光信号由光时域反射仪4发出，经过1×N光开关5后倒换至若干波分复用器6中任一待测PON(Passive Optical Network，无源光网络)口，波分复用器6对光信号和测试光信号进行合路，合路后经由光分配网络2传输至各光网络单元3，沿路测试光信号经过反射和散射后沿原路返回；光信号则被传输至各光网络单元3，下行光信号的传输完成；

上行方向：

各光网络单元3发出的光信号与经过反射和散射的测试光信号经光分配网络2传输至波分复用器6进行分路，测试光信号经过1×N光开关5传输至光时域反射仪4的接收部分，光链路的检测完成；光信号则被传输至光线路终端1的接收端，上行光信号的传输完成。

本发明实施例还提供了一种基于无源光网络的光链路检测方法，如图2所示，包括以下步骤：

步骤S1、从网管下载光链路拓扑模型的模板。

步骤S2、根据实际操作的光链路拓扑模型编辑从网管下载的光链路拓扑模型的模板。

步骤S3、将编辑好的光链路拓扑模型的模板(excel表格形式)导入网管。

如图3所示，编辑好的光链路拓扑模型的模板包括OTDR槽位号、OTDR端口号、链路节点名称(如图3中的pon3、splitter1、splitter2和splitter3，且链路节点名称不可重复)、链路节点类型(PON口、一级光分路器、次级光分路器)、上级链路节点、链路节点经度和链路节点纬度。

步骤S4、配置光时域反射仪的测试参数，对光链路进行初始化测试(事件点由OTDR自己测量出来的，不需要用户设置),得到如图4(该示意图中只有一条初始化测试曲线)所示的初始化测试曲线(光链路正常时的曲线)。

上述光时域反射仪的测试参数包括测试量程、测试脉宽和取样时间，其中，测试量程的取值范围为5000m到30000m，测试脉宽为10ns、20ns、40ns、80ns、160ns、320ns、640ns、1280ns、2560ns、5120ns、10240ns或者20480ns，取样时间为30s、60s、90s、120s、150s或者180s，其他参数则采用系统的默认值。

步骤S5、通过同时操作网管上的自动匹配和绑定拓扑指令，根据编辑好的光链路拓扑模型的模板和初始化测试曲线自动生成参考曲线。

如图5所示，步骤S5具体包括以下步骤：

步骤S501、根据地理坐标计算每个链路节点与上级链路节点的距离，由于每个链路节点的上级链路节点只有一个，所以如果链路节点为一级光分路器splitter1，其上级链路节点为PON口pon3，那么一级光分路器splitter1与上级链路节点的距离就是其与PON口pon3的距离9.68Km。

根据地理坐标计算每个链路节点与上级链路节点的距离是根据球面距离公式算出两个链路节点之间的距离，即将两个链路节点的经度、维度作为参数带入球面距离公式算。

如图3所示，上述9.68Km是即将一级光分路器splitter1链路节点经度和纬度以及pon3的链路节点经度和纬度带入球面距离公式算得到；下面涉及的根据地理坐标进行距离计算原理与此相同，以下不再赘述。

步骤S502、根据地理坐标计算每个链路节点与所有下级链路节点的距离，如图3所示，一级光分路器splitter1与下级链路节点次级光分路器splitter2的距离是0.45Km；一级光分路器splitter1与下级链路节点次级光分路器splitter3的距离是1.78Km。

步骤S503、计算一级光分路器与待测PON口的距离，如图3所示，一级光分路器splitter1与PON口的距离是9.68Km。

步骤S504、轮询初始化测试曲线中的所有事件点，根据事件点的位置和步骤S501、S502和S503的计算结果按照一定的逻辑将事件点和链路节点进行匹配，匹配完成后得到如图6所示的参考曲线(该示意图中只有一条参考曲线)。

在本发明中，在步骤S504中，根据事件点的位置和步骤S501、S502和S503的计算结果按照一定的逻辑将事件点和链路节点进行匹配，具体为：

位置为0的事件点自动匹配为PON口，并更新PON口的位置；

与匹配为PON口的事件点距离大于等于一级光分路器原始位置的事件点匹配为相应的一级光分路器，一级光分路器原始位置为根据地理坐标计算的一级光分路器与PON口的距离，并更新一级光分路器的位置；

次级光分路器在相应一级光分路器之后；与匹配为相应一级光分路器的事件点距离大于等于次级光分路器原始位置的事件点匹配为相应的次级光分路器，次级光分路器原始位置为根据地理坐标计算的次级光分路器与一级光分路器的距离，并更新一级光分路器的位置；

ONU在匹配为次级光分路器的事件点之后的事件点中匹配。

以图3为例，位置为0的事件点自动匹配为PON口，并更新PON口的位置；一级光分路器splitter1匹配大于等于9.68Km的事件点，并更新一级光分路器splitter1的位置为事件点的位置；次级光分路器splitter2在一级光分路器splitter1事件点之后，并且在与一级光分路器splitter1事件点距离差大于等于0.45Km的事件点中匹配，次级光分路器splitter3在一级光分路器splitter1事件点之后，并且在与一级光分路器splitter1事件点距离差大于1.78Km的事件点中匹配，ONU则在次级光分路器splitter2和次级光分路器splitter3事件点之后的事件点中匹配。

在得到参考曲线后，核对参考曲线上匹配的事件点是否正确(这个需要用户手动去核对，因为用户在施工的时候是会有完整的拓扑图，比如从PON口到一级光分路器，用户是知道埋了多长的光缆，从一级光分路器到二级光分路器埋了多长的光缆等等)，并校正参考曲线：当存在匹配不正确的事件点时，通过在网管上手动修改使匹配不正确的事件点匹配上正确的链路节点。例如在一级光分路器splitter1之前有法兰接头的反射比较大，产生了事件点，就有可能把这个事件点自动匹配成一级光分路器splitter1，这时就需要在网管上手动修改，把一级光分路器splitter1匹配到正确的事件上。

根据如图6所示的参考曲线可生成如图7所示的链路拓扑图。

步骤S6、采用光时域反射仪对人工手动指定的检测对象进行测试，得到测试曲线，并标记测试曲线的测试类型为手动测试。

步骤S7、对比测试曲线和参考曲线，获取测试曲线的区别点(包括各光网络单元的反射峰)，并根据区别点(产生变化的反射峰)定位光链路故障点。因为如果光纤发生弯折或者断开后，再进行OTDR测试时，这个地方会产生强烈的反射，测试曲线中就会有一个新的事件点，这个事件点就是故障点。

断开某个支路光纤后，光时域反射仪测试得到的测试曲线与参考曲线的对比图如图8所示(图中浅色为参考曲线，深色为测试曲线)，经过对比发现测试曲线中光网络单元3对应的反射峰消失，同时在10879.08m处产生一个新的反射峰，因此，能够判断故障点就位于新的反射峰所处位置(故障位置在距离PON口10879.08m的地方)。断开某个支路光纤后的链路拓扑图如图9所示，反馈光时域反射仪的测试结果的同时，在链路拓扑图上对故障的光链路进行标识(将链路节点splitter1与链路节点splitter2之间的故障链路标红，即将图9中两个“×”之间的链路段标记为红色)。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于无源光网络的光链路检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据实际操作的光链路拓扑模型编辑从网管下载的光链路拓扑模型的模板，并将编辑好的所述光链路拓扑模型的模板导入网管；

配置光时域反射仪的测试参数，对光链路进行初始化测试，获取初始化测试曲线；

通过同时操作网管上的自动匹配和绑定拓扑指令，根据编辑好的所述光链路拓扑模型的模板和初始化测试曲线自动生成参考曲线；

采用光时域反射仪对检测对象进行测试，得到测试曲线；

对比测试曲线和参考曲线，根据获取的测试曲线的区别点定位光链路故障点；

所述通过同时操作网管上的自动匹配和绑定拓扑指令，根据编辑好的所述光链路拓扑模型的模板和初始化测试曲线自动生成参考曲线，具体包括以下步骤：

步骤S501、根据地理坐标计算每个链路节点与上级链路节点的距离；

步骤S502、根据地理坐标计算每个链路节点与所有下级链路节点的距离；

步骤S503、计算一级光分路器与待测PON口的距离；

步骤S504、轮询初始化测试曲线中的所有事件点，根据事件点的位置和步骤S501、S502和S503的计算结果按照一定的逻辑将事件点和链路节点进行匹配，匹配完成后得到参考曲线。

2.如权利要求1所述的基于无源光网络的光链路检测方法，其特征在于，编辑好的所述光链路拓扑模型的模板包括光时域反射仪OTDR槽位号、OTDR端口号、链路节点名称、链路节点类型、上级链路节点、链路节点经度和链路节点纬度。

3.如权利要求1所述的基于无源光网络的光链路检测方法，其特征在于，所述光时域反射仪的测试参数包括测试量程、测试脉宽和取样时间；其中，

所述测试量程的取值范围为5000m到30000m；

所述测试脉宽为10ns、20ns、40ns、80ns、160ns、320ns、640ns、1280ns、2560ns、5120ns、10240ns或者20480ns；

所述取样时间为30s、60s、90s、120s、150s或者180s。

4.如权利要求1所述的基于无源光网络的光链路检测方法，其特征在于，在步骤S504中，根据事件点的位置和步骤S501、S502和S503的计算结果按照一定的逻辑将事件点和链路节点进行匹配，具体为：

位置为0的事件点自动匹配为PON口，并更新PON口的位置；

与匹配为PON口的事件点距离大于等于一级光分路器原始位置的事件点匹配为相应的一级光分路器，一级光分路器原始位置为根据地理坐标计算的一级光分路器与PON口的距离，并更新一级光分路器的位置；

次级光分路器在相应一级光分路器之后；与匹配为相应一级光分路器的事件点距离大于等于次级光分路器原始位置的事件点匹配为相应的次级光分路器，次级光分路器原始位置为根据地理坐标计算的次级光分路器与一级光分路器的距离，并更新一级光分路器的位置；

ONU在匹配为次级光分路器的事件点之后的事件点中匹配。

5.如权利要求1所述的基于无源光网络的光链路检测方法，其特征在于，在得到参考曲线后，核对参考曲线上匹配的事件点是否正确，并校正参考曲线；

当存在匹配不正确的事件点时，通过在网管上手动修改使匹配不正确的事件点匹配上正确的链路节点。

6.如权利要求1所述的基于无源光网络的光链路检测方法，其特征在于，所述区别点包括各光网络单元的反射峰，产生新的反射峰的位置为故障点。

7.如权利要求1所述的基于无源光网络的光链路检测方法，其特征在于，在确定故障点后，反馈光时域反射仪的测试结果，并在链路拓扑图上对故障的光链路进行标识。

8.一种基于无源光网络的光链路检测系统，所述无源光网络包括光线路终端、光分配网络和若干光网络单元，所述光线路终端连接光分配网络，每个光网络单元分别与所述光分配网络连接，其特征在于，所述光链路检测系统包括光时域反射仪以及与所述光时域反射仪相连的1×N光开关，所述1×N光开关通过若干波分复用器分别与所述光线路终端的各主干光纤耦合；

下行方向：

测试光信号由所述光时域反射仪发出，经过所述1×N光开关后倒换至若干波分复用器中任一待测PON口，所述波分复用器对光信号和测试光信号进行合路，合路后经由所述光分配网络传输至各光网络单元，沿路测试光信号经过反射和散射后沿原路返回，光信号则被传输至各光网络单元，下行光信号的传输完成；

上行方向：

各光网络单元发出的光信号与经过反射和散射的测试光信号经所述光分配网络传输至所述波分复用器进行分路，测试光信号经过所述1×N光开关传输至所述光时域反射仪，光链路的检测完成；光信号则被传输至所述光线路终端，上行光信号的传输完成；

其中：光链路的检测包括以下步骤：

根据实际操作的光链路拓扑模型编辑从网管下载的光链路拓扑模型的模板，并将编辑好的所述光链路拓扑模型的模板导入网管；

配置光时域反射仪的测试参数，对光链路进行初始化测试，获取初始化测试曲线；

通过同时操作网管上的自动匹配和绑定拓扑指令，根据编辑好的所述光链路拓扑模型的模板和初始化测试曲线自动生成参考曲线；

采用光时域反射仪对检测对象进行测试，得到测试曲线；

对比测试曲线和参考曲线，根据获取的测试曲线的区别点定位光链路故障点；

所述通过同时操作网管上的自动匹配和绑定拓扑指令，根据编辑好的所述光链路拓扑模型的模板和初始化测试曲线自动生成参考曲线，具体包括以下步骤：

步骤S501、根据地理坐标计算每个链路节点与上级链路节点的距离；

步骤S502、根据地理坐标计算每个链路节点与所有下级链路节点的距离；

步骤S503、计算一级光分路器与待测PON口的距离；

步骤S504、轮询初始化测试曲线中的所有事件点，根据事件点的位置和步骤S501、S502和S503的计算结果按照一定的逻辑将事件点和链路节点进行匹配，匹配完成后得到参考曲线。

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