CN113708832A - 一种局端到远端的光纤状态检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种局端到远端的光纤状态检测方法，包括步骤：局端客户端的监控光源发出检测光信号，所述检测光信号输出至有源设备内；局端客户端发出数据业务光信号进过分波器分波后，其中1％的光进入到第二光探测器进行检测得到P2并判断业务的在线状态；剩下的99％输入到有源设备的波分复用器中与光开关的输出的光信号进行合波后通过待测光纤线路传输至远端客户端；远端客户端的无源设备中通过波分解复用器分离出检测光信号和数据业务光信号，的检测光信号在反射器反射回到波分解复用器中，而所述数据业务光信号经过反射器后输出至客户接收端。本发明采用每芯独立监测设计，每路光源独立，无需配置即可使用，即可获取每路纤芯的可用性、业务在线的监测。

Description

一种局端到远端的光纤状态检测方法

技术领域

本发明涉及通信网络领域，具体涉及一种局端到远端的光纤状态检测方法。

背景技术

在运营商的网络中，存在大量无源网络，无法自动上报自身信息，称为“哑资源”。当前，大部分的光交箱内哑资源没有有效的监管，资源的分配情况和工作情况无法实时掌握。

目前的资源监督采用人力巡检模式，来保障箱体的正常运转，这种模式运营成本高，实际效果欠佳。

从智能技术角度目前的研究进展大多是通过智能电子锁、智能网关等物联网技术对光交箱的位置信息、温湿度、震动位移等进行监测的方案，都是集中在防止破坏、开锁权限、环境信息等方面，尚没有对哑资源中链路状态进行监测和管理的方案。

因此，需要对现有技术进行改进提出一种提高效率，节省成本，可以在线监测哑资源中链路状态的局端到远端的光纤状态检测方法。

发明内容

为了解决上述技术问题，提出了提高效率，节省成本，可以在线监测哑资源中链路状态的局端到远端的光纤状态检测方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：一种局端到远端的光纤状态检测方法，该方法包括以下步骤：

步骤1：局端客户端的监控光源发出检测光信号，所述检测光信号输出至有源设备内，在有源设备的光开关分成N路光信号分别输入到N路单元探测光路，进入到单元探测光路后进入到波分复用器中；

步骤2：局端客户端发出数据业务光信号进过分波器分波后，其中1％的光进入到有源设备的第二光探测器进行检测得到探测数据P2判断业务的在线状态；

当P2大于0时，判断业务在线；否则，判断业务不在线；

剩下的99％输入到有源设备的波分复用器中与光开关的输出的光信号进行合波后通过环形器和法兰盘输出至任意一路待测光纤线路并通过待测光纤线路传输至远端客户端；

步骤3：所述远端客户端的无源设备中的光纤反射模块中任意一路单元反射光路接收到待测光纤线路传送的光信号后通过波分解复用器分离出检测光信号和数据业务光信号，所述检测光信号和数据业务光信号传输至反射器后，其中的检测光信号在反射器反射回到波分解复用器中，并通过波分解复用器传送至待测光纤线路并传输回客户发送端，而所述数据业务光信号经过反射器后输出至客户接收端；

步骤4：所述的局端客户端块收到待测光纤线路反射回来的检测光信号，通过环形器输出至第四光电探测器进行探测得到探测数据P4,并将探测的数据信号输出至控制模块判断待测光纤的可用性。

优选地，所述有源设备包括控制模块和光检测模块，所述光检测模块包括监控光源、光开关和N路单元探测光路，任意单元探测光路均包括波分复用器、分光器、环形器以及第一光电探测器、第二光电探测器、第三光电探测器、第四光电探测器；

所述无源设备包括N路单元反射光路，任意一路单元反射光路均包括波分解复用器和反射器；

所述监控光源发出检测光信号，检测光信号输出至光开关分成N路光信号分别输入到N路单元探测光路；

局端客户端发出数据业务光信号进过分波器分波后，其中1％的数据业务光信号进入到与其连接的第二光探测器进行检测，剩下的99％的数据业务光信号输入到与其相连的一路单元探测光路中并在单元探测光路中与光开关的输出的一路光信号进行合波后通过环形器和输出端口输出至待测光纤并通过待测光纤传输至与其相连的远端客户端中；

远端客户端接收到复合后的光信号并传输至无源设备的光纤反射模块中，所述光纤反射模块的任意一路单元反射光路接收到待测光纤线路传送的光信号后通过波分解复用器分离出检测光信号和数据业务光信号，所述检测光信号和数据业务光信号传输至反射器后，其中的检测光信号在反射器反射回到波分解复用器中，并通过波分解复用器传送至待测光纤，而所述数据业务光信号经过反射器后输出至用户客户端；

所述的光检测模块收到待测光纤线路反射回来的检测光信号，通过环形器输出至第四光电探测器进行探测并将探测的数据信号输出至控制模块；

所述的控制模块获取探测数据后，通过计算处理，判断各光纤线路的运行情况，并将该信息上报至资源网管服务器。

优选地，所述第一光电探测器与所述光开光连接，用于采集从光开关输出的检测光信号功率值P1；

所述第三光电探测器与所述环形器连接，用于检测光信号经过环形器后的光功率值P3；

所述第四光电探测器与所述输出端口连接，用于检测通过反射模块反射回来的光信号的光功率值P4。

优选地，判断各光纤线路的运行情况和故障原因规则如下：

判断依据为：当P3大于P1时，判断光信号正常，否则，判断为光检测模块有故障，并将故障信息上报至网络管理中心。

优选地，所述待测光纤线路插损值计算方法如下：

待测光纤线路插损值Δ＝P1–波分复用器插损–波分解复用器插损–P4。

优选地，所述待测光纤线路每公里插损值Δ小于0.25时，则表示所述待测光纤为可用，否则，为不可用。

优选地，所述待测光纤为12芯或者24芯光纤。

优选地，所述资源网管服务器连接有手机APP，通过手机APP进出查阅和操作；

所述检测光信号与数据业务光信号为不同波长光信号；

检测光信号波长为1591nm,数据业务光信号波长为1310或1550nm。

优选地，所述光开关为8路或者16路的输出端口光开关。

优选地，所述输出接口采用APC接口光纤。

本发明有益的技术效果：

本发明的检测方法中采用全光的设计思路，在检测链路上，全部采用无源光学设计，由三端口合分波器、分光器、环形器、反射器组成，使其链路的通断与电源无关，设备是否断电，对业务无任何影响；

远端客户端采用无源的设计，免取电，便于部署和维护，并且节能；

待测光纤采用每芯独立监测设计，每路光源独立，无需配置即可使用，即可获取每路纤芯的可用性、业务在线的监测。

附图说明

图1为本发明的一种局端到远端的光纤状态检测方法原理图；

图2为本发明有源设备的原理框图。

图3为本发明无源设备的原理框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明，但本发明要求保护的范围并不局限于下述具体实施例。

如图1-3所示，一种局端到远端的光纤状态检测方法，该方法包括以下步骤：

步骤1：局端客户端的监控光源发出检测光信号，所述检测光信号输出至有源设备内，在有源设备的光开关分成N路光信号分别输入到N路单元探测光路，进入到单元探测光路后进入到波分复用器中；

步骤2：局端客户端发出数据业务光信号进过分波器分波后，其中1％的光进入到有源设备的第二光探测器进行检测得到探测数据P2判断业务的在线状态；

当P2大于0时，判断业务在线；否则，判断业务不在线；

剩下的99％输入到有源设备的波分复用器中与光开关的输出的光信号进行合波后通过环形器和法兰盘输出至任意一路待测光纤线路并通过待测光纤线路传输至远端客户端；

步骤3：所述远端客户端的无源设备中的光纤反射模块中任意一路单元反射光路接收到待测光纤线路传送的光信号后通过波分解复用器分离出检测光信号和数据业务光信号，所述检测光信号和数据业务光信号传输至反射器后，其中的检测光信号在反射器反射回到波分解复用器中，并通过波分解复用器传送至待测光纤线路并传输回客户发送端，而所述数据业务光信号经过反射器后输出至客户接收端；

步骤4：所述的局端客户端块收到待测光纤线路反射回来的检测光信号，通过环形器输出至第四光电探测器进行探测得到探测数据P4,并将探测的数据信号输出至控制模块判断待测光纤的可用性。

优选地，所述有源设备包括控制模块和光检测模块，所述光检测模块包括监控光源、光开关和N路单元探测光路，任意单元探测光路均包括波分复用器、分光器、环形器以及第一光电探测器、第二光电探测器、第三光电探测器、第四光电探测器；

所述无源设备包括N路单元反射光路，任意一路单元反射光路均包括波分解复用器和反射器；

所述监控光源发出检测光信号，检测光信号输出至光开关分成N路光信号分别输入到N路单元探测光路；

局端客户端发出数据业务光信号进过分波器分波后，其中1％的数据业务光信号进入到与其连接的第二光探测器进行检测，剩下的99％的数据业务光信号输入到与其相连的一路单元探测光路中并在单元探测光路中与光开关的输出的一路光信号进行合波后通过环形器和输出端口输出至待测光纤并通过待测光纤传输至与其相连的远端客户端中；

远端客户端接收到复合后的光信号并传输至无源设备的光纤反射模块中，所述光纤反射模块的任意一路单元反射光路接收到待测光纤线路传送的光信号后通过波分解复用器分离出检测光信号和数据业务光信号，所述检测光信号和数据业务光信号传输至反射器后，其中的检测光信号在反射器反射回到波分解复用器中，并通过波分解复用器传送至待测光纤，而所述数据业务光信号经过反射器后输出至用户客户端；

所述的光检测模块收到待测光纤线路反射回来的检测光信号，通过环形器输出至第四光电探测器进行探测并将探测的数据信号输出至控制模块；

所述的控制模块获取探测数据后，通过计算处理，判断各光纤线路的运行情况，并将该信息上报至资源网管服务器。

具体地，所述待测光纤为12芯或者24芯光纤。所述资源网管服务器连接有手机APP用于对数据进行显示。所述光开关为8路或者16路的输出端口光开关。所述输出接口采采用APC接口光纤接口。

所述第一光电探测器PD1与所述光开光连接，用于采集与其相连的一路从光开关输出的检测光信号功率值P1；

所述第二光电探测器PD2与分光器连接，用于检测用户端的数据业务光信号的光功率值P2；

所述第三光电探测器PD3与所述环形器连接，用于检测光信号经过环形器后的光功率值P3；

所述第四光电探测器PD4与所述输出端口连接，用于检测通过反射模块反射回来的检测光信号的光功率值P4。

优选地，判断各光纤线路的运行情况规则如下：

判断依据为：当P3大于P1时，判断光信号正常，否则，判断为光检测模块有故障，并将故障信息上报至网络管理中心。

优选地，所述待测光纤线路插损值(损耗值)计算方法如下：

待测光纤线路插损值Δ＝P1–波分复用器插损–波分解复用插损–P4。

所述有源设备与无源设备对待测光纤进行检测的具体过程如图2所示，有源设备可以同时对多路不同的光纤线路进行监控，本发明仅对第一路光纤线路的原理进行说明，其他光纤线路的监控原理与第一条光纤线路相同，所用的元器件和电路原理均是相同的。

有源设备的监控光源产生测试光纤线路用的光源，该光源产生的检测光信号波长要与用户端A光纤线路上产生的数据业务光信号的波长不一样，这样才能保证用户端的业务数据信号不受影响，同时该检测光信号色散系数较低，减少在待测光纤上传送过程光功率的损耗，以获取更为准确的光功率信息，作出更为准确的判断；另外不一样的波长信号，可方便进行合波和分波的处理，使发明系统的可行性更高，投入成本更低。具体地，检测光信号波长选择1591nm，数据业务光信号选择1310或1550nm。

具体地，以上所述的检测光信号输出至光开关，光开关可根据实际场景的应用需求，可提供2路，4路，8路，16路等多种方案，以最大化利用好光纤监测资源，在光纤线路集中的站点可以使用8路或者16路的光开关，可以实现一路检测光信号对多条光纤线路的监控，节约检测系统的投入，在光纤线路分散的站点，可以使用2路或4路的光开关，避免检测端口的浪费，又可降低物质成本投入。所述的光检测光信号经过光开关后，会对光信号的功率有影响，不同路数的光开关对光信号功率影响的程度是不一样的，此时需要第一个光电探测器PD1，准确采集从光开关输出的检测光信号功率值，记录当前光信号光功率值为P1。

光检测模块提供多路业务线路接口，可接入局端OFD中客户端A的用户数据信息，所述的用户数据信息进入检测模块，通过分波器分成1:99的两路光路，用于检测的1％通过第二个光电探测器PD2对该数据信息的光信号进行功率检测，记录当前光信号光功率值为P2。

光检测信号和另一99％的业务数据信号光经过一个WDM波分复用器合波，该波分复用器对上述两组信号进行合波后，输出至环形器，环形器对波分复用器输出的光信号无损透传，环形器输出的光信号进入待测光纤前，需要第三个光电探测器PD3对该光信号进行光功率检测，记录当前的光功率值为P3。所述的环形器输出的光信号，输出至检测模块的端口,进入待测光纤线路中，该端口使用APC模式的光纤法兰盘接口，可有效消除该端口在未连接待测线路光纤时产生的回波损耗，避免出现误判和差错。

所述环形器，对波分复用器WDM输出至待测光纤线路的光信号可无损透传，但对待测光纤线路输出至波分复用器WDM处的WDM方向的光信号可以有效的剥离，在接收到待测光纤线路从对端反射回来的光信号后，会有效的剥离出反射的检测光信号，并需要第四个光电探测器PD4，对该反射光检测信号进行光功率检测，记录当前的光功率值为P4。

如上所述待测光纤线路，将光检测信号传输至无源设备的光纤反射模块。

如图3所示，上述的光纤反射模块收到待测光纤线路输入的光检测信号后，经过WDM波分解复用器分波，分波后的光检测信号通过反射器后，会反射回待测光纤线路中，回传至光纤监测模块端；分波后的业务数据信息会直接输出至连接远端大楼ODF的客户端B的线路接口处。

如上所述的控制模块，在采集了光功率P1，P2，P4，P3后，通过如下的算法进行计算。

待测光纤线路插损值Δ＝P1–波分复用器插损–波分解复用器插损–P4。

该实例中，波分复用器插损+波分解复用器插损＝1dB，该数据可以在设计系统时控制好，可根据实际器件的因素判断该插损值是否满足系统的应用需求，本实例中，认为波分复用器插损+波分解复用器插损和小于1dB即认为可使用。

根据原理可知，待测光纤线路插损是待测光纤线路往返一次的数值，如果是计算实际的光纤线路插损，实际待测光纤线路插损为Δ÷2。

待测光纤线路距离L＝实际待测光纤线路插损÷光纤损耗。

光纤损耗如下，按照ITU-T标准，通常用的标准G.652单模光纤色散损耗，在1310nm波段，约为0.35dB/km，在1550波段，约为0.250.35dB/km，以上数据按照标准要求，在50km以内相对准确。

如上所述的控制模块根据实际待测光纤线路插损，以及待测光纤线路的距离，可判断该光纤线路是否可用，其具体原理如下：

光纤线路插损，一般由光纤自身传输引入的插损和光纤转节点产生的插损组成，考虑到实际线路光纤线路的复杂性和未知性，还应考虑在线路中预留相应的线路插损冗余。

其中，光纤转接点一般每个插损为0.5dB，一条线路平均按照4个转接点计算，光纤转接点引起的插损为2dB。

在实际光纤通信工程应用中，运营商一般考虑光纤线路插损冗余为2dB。

以站点之间光纤(1310nm信号)距离为10km为例，计算光纤线路插损为：

待测光纤线路插损＝0.35*10+2+2＝7.5(dB)。

实际工程应用中，在相应的光纤距离内，如果线路插损测试在如下计算的插损范围内，认为该条光纤线路是满足工程应用需求的。

典型线路距离插损要求如下表1所示：

因此根据计算的线路插损和线路距离如果在表格1的范围内，则认为该待测光纤是可用的，并可将该信息直观呈现在网络控制中心，实现在机房就可对光纤线路进行管理的目的。

对光功率P2，可用来判断客户端A处的用户线路是否有业务，判断依据为，无数据业务时，该处光功率应该小于-15dB，有数据业务时，该处的光功率应该大于-2dB，并把该信息上报至网管管理中心。

对于光功率P3，用来均衡WDM合波后的光信号是否正常，保证传输至待测光纤线路的光信号可用，判断依据为P3大于P1表示光信号正常，否则，判断为光检测模块有故障，并将该判断信息上报至网络管理中心。

以上所述的实例各元器件的组合以及原理，仅针对第一条检测光线路进行说明阐述，其余光纤线路原理和实现方式与第一条光纤线路相同。为了使描述简洁，未对上述实例中各个器件组合的技术特征进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都认为是说明书阐述的范围。

本发明的局端综合接入ODF中设备和远端大楼ODF的设备，在设计上采用全光的设计思路，在链路上，全部采用无源光学设计，由三端口合分波器、分光器、环形器、反射器组成，使其链路的通断与电源无关，设备是否断电，对业务无任何影响；

本发明远端大楼ODF采用无源的设计，免取电，便于部署和维护，并且节能；

本发明采用每芯独立监测设计，每路光源独立，无需配置即可使用，即可获取每路纤芯的可用性、业务在线的监测。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对发明构成任何限制。

Claims (10)

1.一种局端到远端的光纤状态检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1：局端客户端的监控光源发出检测光信号，所述检测光信号输出至有源设备内，在有源设备的光开关分成N路光信号分别输入到N路单元探测光路，进入到单元探测光路后进入到波分复用器中；

步骤2：局端客户端发出数据业务光信号进过分波器分波后，其中1％的数据业务光信号进入到有源设备的第二光探测器进行检测，得到探测数据P2判断业务的在线状态；

当P2大于0时，判断业务在线；否则，判断业务不在线；

剩下的99％数据业务光信号输入到有源设备的波分复用器中与光开关的输出的检测光信号进行合波后通过环形器和法兰盘输出至任意一路待测光纤线路并通过待测光纤线路传输至远端客户端；

步骤3：所述远端客户端的无源设备中的光纤反射模块中任意一路单元反射光路接收到待测光纤线路传送的光信号后通过波分解复用器分离出检测光信号和数据业务光信号，所述检测光信号和数据业务光信号传输至反射器后，其中的检测光信号在反射器反射回到波分解复用器中，并通过波分解复用器传送至待测光纤线路并传输回客户发送端，而所述数据业务光信号经过反射器后输出至客户接收端；

步骤4：所述的局端客户端块收到待测光纤线路反射回来的检测光信号，通过环形器输出至第四光电探测器进行探测得到探测数据P4,并将探测的数据信号输出至控制模块判断待测光纤的可用性。

2.如权利要求1所述的一种局端到远端的光纤状态检测方法，其特征在于，所述有源设备包括控制模块和光检测模块，所述光检测模块包括监控光源、光开关和N路单元探测光路，任意单元探测光路均包括波分复用器、分光器、环形器以及第一光电探测器、第二光电探测器、第三光电探测器、第四光电探测器；

所述无源设备包括N路单元反射光路，任意一路单元反射光路均包括波分解复用器和反射器；

所述监控光源发出检测光信号，检测光信号输出至光开关分成N路光信号分别输入到N路单元探测光路；

局端客户端发出数据业务光信号进过分波器分波后，其中1％的数据业务光信号进入到与其连接的第二光探测器进行检测，剩下的99％的数据业务光信号输入到与其相连的一路单元探测光路中并在单元探测光路中与光开关的输出的一路光信号进行合波后通过环形器和输出端口输出至待测光纤并通过待测光纤传输至与其相连的远端客户端中；

远端客户端接收到复合后的光信号并传输至无源设备的光纤反射模块中，所述光纤反射模块的任意一路单元反射光路接收到待测光纤线路传送的光信号后通过波分解复用器分离出检测光信号和数据业务光信号，所述检测光信号和数据业务光信号传输至反射器后，其中的检测光信号在反射器反射回到波分解复用器中，并通过波分解复用器传送至待测光纤，而所述数据业务光信号经过反射器后输出至用户客户端；

所述的光检测模块收到待测光纤线路反射回来的检测光信号，通过环形器输出至第四光电探测器进行探测并将探测的数据信号输出至控制模块；

所述的控制模块获取探测数据后，判断各光纤线路的运行情况，并将该信息上报至资源网管服务器。

3.如权利要求2所述的一种局端到远端的光纤状态检测方法，其特征在于，

所述第一光电探测器与所述光开光连接，用于采集从光开关输出的检测光信号功率值P1；

所述第三光电探测器与所述环形器连接，用于检测光信号经过环形器后的光功率值P3；

所述第四光电探测器与所述输出端口连接，用于检测通过反射模块反射回来的光信号的光功率值P4。

4.如权利要求3所述的一种局端到远端的光纤状态检测方法，其特征在于，判断各光纤线路的运行情况和故障原因规则如下：

判断依据为：当P3大于P1时，判断光信号正常，否则，判断为光检测模块有故障，并将故障信息上报至网络管理中心。

5.如权利要求4所述的一种局端到远端的光纤状态检测方法，其特征在于，所述待测光纤线路在光信号传输过程中产生插损，其中待测光纤线路插损值计算方法如下：

待测光纤线路插损值Δ＝P1–波分复用器插损–波分解复用器插损–P4。

6.如权利要求5所述的一种局端到远端的光纤状态检测方法，其特征在于，所述待测光纤线路插损值每公里Δ小于0.25dB时，则表示所述待测光纤为可用，否则，为不可用。

7.如权利要求1所述的一种局端到远端的光纤状态检测方法，其特征在于，所述待测光纤为12芯或者24芯光纤。

8.如权利要求1所述的一种局端到远端的光纤状态检测方法，其特征在于，所述资源网管服务器连接有手机APP，通过手机APP进出查阅和操作；

所述检测光信号与数据业务光信号为不同波长光信号；

检测光信号波长为1591nm,数据业务光信号波长为1310或1550nm。

9.如权利要求1所述的一种局端到远端的光纤状态检测方法，其特征在于，所述光开关为8路或者16路的输出端口光开关。

10.如权利要求1所述的一种局端到远端的光纤状态检测方法，其特征在于，所述输出接口采用APC接口光纤。

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