多級無源光網(wǎng)絡(luò)故障監(jiān)測系統(tǒng)及實現(xiàn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多級無源光網(wǎng)絡(luò)故障監(jiān)測系統(tǒng)及實現(xiàn)方法，包括：參數(shù)設(shè)置單元，用于設(shè)置測量參數(shù)；光開關(guān)控制單元，用于切換測量所使用的通道；參數(shù)獲取單元，用于根據(jù)所述測量參數(shù)、光開關(guān)，獲取參考數(shù)據(jù)；節(jié)點設(shè)置單元，用于對所述參考數(shù)據(jù)設(shè)置網(wǎng)絡(luò)節(jié)點；測量與分析單元，用于再次測量，并根據(jù)上述參考數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點、再次測量的數(shù)據(jù)進行事件分析求得結(jié)果數(shù)據(jù)；顯示單元，用于以多元化方式呈現(xiàn)所述結(jié)果數(shù)據(jù)以及當前監(jiān)測的運行狀態(tài)。通過本發(fā)明，實現(xiàn)了利用OTDR對多路多級無源光網(wǎng)絡(luò)進行故障監(jiān)測，并解決了目前光纖測量軟件的通用性、跨平臺等問題。
【專利說明】多級無源光網(wǎng)絡(luò)故障監(jiān)測系統(tǒng)及實現(xiàn)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于測試測量領(lǐng)域和計算機領(lǐng)域，涉及一種利用光時域反射儀(OpticalTime Domain Reflectometry 0TDR)針對多路多級無源光網(wǎng)絡(luò)(Passive Optical NetworkPON)進行故障監(jiān)測的系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法，具體來說，尤其涉及一種通過測量參考數(shù)據(jù)和再測數(shù)據(jù)對多級無源光網(wǎng)絡(luò)進行監(jiān)測的方法，以及應(yīng)用wxWidgets跨平臺編程框架實現(xiàn)的一種無源光網(wǎng)絡(luò)故障監(jiān)測的系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國通信行業(yè)的高速發(fā)展，光纖作為通信載體因其具有損耗低、傳輸頻帶寬、容量大、體積小、重量輕、抗電磁干擾等優(yōu)點，在高速、大容量、長距離的通信中發(fā)揮著無可替代的作用。
[0003]光纖技術(shù)在國計民生與國防、科研中的應(yīng)用還在不斷深化，而光纖本身是十分脆弱的，容易因各種外界因素如洪水、建筑施工、地殼運動、人為破壞繼而引發(fā)故障，我國每年因光纖故障造成的經(jīng)濟損失十分巨大。為了及時排查光纖故障減少損失，光纖的測試成為光纖應(yīng)用系統(tǒng)生產(chǎn)、鋪建和維護中必不可少的重要環(huán)節(jié)，在眾多光纖測試儀器中光時域反射儀(Optical Time Domain Reflectometry 0TDR)是十分重要的一種。這是由于OTDR能夠?qū)饫w進行非破壞性檢測，提供光纖沿長度分布的衰減細節(jié)，除了能測量光纖的長度，還能探測、定位光纖光纜鏈路上任何位置的事件，比如接頭損耗、松動、斷裂等。
[0004]一個完整的OTDR系統(tǒng)一般包括兩部分:下位機0TDR、上位機遠程測試與管理軟件。前者主要負責發(fā)送與接收探測信號以及對信號的轉(zhuǎn)換與初步處理，后者則用于對OTDR下位機的遠程控制和管理，以及對采集數(shù)據(jù)進行深入處理分析，最后以人機交互方式呈現(xiàn)給用戶。因此，上位機測試軟件的開發(fā)成為OTDR系統(tǒng)設(shè)計必不可少的重要組成部分。
[0005]雖然，關(guān)于OTDR學術(shù)界已做了大量相關(guān)研究，并有不少OTDR產(chǎn)品化，但是仍存在一些不足:
[0006]1.跨平臺性能差
[0007]傳統(tǒng)的OTDR系統(tǒng)需要為不同種類的上位機操作系統(tǒng)單獨開發(fā)對應(yīng)版本的測試工具，一旦遇到跨平臺的應(yīng)用情景，需要對原有軟件系統(tǒng)針對目標操作系統(tǒng)進行移植，但是通常來說移植個十分復雜與耗時的工作，許多原有算法、代碼甚至架構(gòu)都需要重新設(shè)計，不僅增加了系統(tǒng)開發(fā)的成本，同時難以保持一致的界面風格；
[0008]2.缺乏對多路多級無源光網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的支持
[0009]許多傳統(tǒng)的OTDR僅支持對單根光纖進行檢測，雖然近年來一些文獻和專利中提到過一些改進的OTDR對無源光網(wǎng)絡(luò)的檢測方法，但僅僅針對一級無源光網(wǎng)絡(luò)進行測量，缺乏對多路多級的無源光網(wǎng)絡(luò)進行監(jiān)測。例如，法國的阿爾卡特朗訊公司申請的專利《使用監(jiān)視單元監(jiān)視無源光網(wǎng)絡(luò)的方法》(200910002809.7)、日本的日立通訊技術(shù)株式會社申請的專利《無源光網(wǎng)絡(luò)及其故障檢測方法》(200910006455.3)、我國的華為技術(shù)有限公司申請的專利《一種分支光纖的檢測方法、裝置及系統(tǒng)》(201010600390.8)，這些專利中曾提到一些對無源光網(wǎng)絡(luò)的檢測方法，但所針對的無源光網(wǎng)絡(luò)僅限于一級無源光網(wǎng)絡(luò)，所述“一級無源光網(wǎng)絡(luò)”通常是指光纖主干道上僅有一個1:N型分光器(Optical Splitter)后面連接了 N個光網(wǎng)絡(luò)單元(Optical Network Unit)，無源光網(wǎng)路的級數(shù)由主干道上使用的分光器個數(shù)決定;
[0010]3.缺乏參考數(shù)據(jù)的自動保存/恢復功能
[0011]傳統(tǒng)的OTDR測試工具一般不支持參考測量數(shù)據(jù)的自動保存/恢復功能，即使針對同一條鏈路測量，重啟程序或者切換光開關(guān)后都必須手動加載相應(yīng)的參考數(shù)據(jù)甚至重測參考，這個過程不僅耗時，同時也消耗遠程OTDR下位機的硬件資源；
[0012]4.國內(nèi)產(chǎn)業(yè)尚不完善
[0013]雖然我國光纖通信正處于迅猛發(fā)展階段，而與之相關(guān)的OTDR產(chǎn)業(yè)卻面臨一種進退兩難的局面，即進口儀器銷量大、價格高，國產(chǎn)儀器的市場占有率較低。為了改變這種尷尬的局面，加快我國自主研發(fā)OTDR產(chǎn)業(yè)的總體進程，更應(yīng)該重視創(chuàng)新。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的解決的技術(shù)問題為:克服現(xiàn)有OTDR上位機測試軟件跨平臺性能的不足，提出一種跨平臺解決方案，以減少開發(fā)周期與移植復雜度，并降低成本；克服現(xiàn)有技術(shù)對多級無源光網(wǎng)絡(luò)缺乏有效測量手段的不足，提供一種無源光網(wǎng)絡(luò)故障監(jiān)測的系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法，使用該系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法能有效對多路多級無源光網(wǎng)絡(luò)進行檢測；克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供參考數(shù)據(jù)的自動保存/恢復功能，簡化了測試人員的操作流程，節(jié)省了時間。
[0015]根據(jù)本發(fā)明提供的一種多級無源光網(wǎng)絡(luò)故障監(jiān)測系統(tǒng)，包括如下裝置:
[0016]參數(shù)設(shè)置單元，用于設(shè)置需測量的參數(shù)；
[0017]光開關(guān)控制單元，用于切換測量所使用的通道，以對在多路多級無源光網(wǎng)絡(luò)中與所使用的通道對應(yīng)的多級無源光網(wǎng)絡(luò)進行測量；
[0018]具體地，所述的光開關(guān)控制單元包括多路光開關(guān)選項，依據(jù)這些光開關(guān)選項能夠分別接入不同的多級無源光網(wǎng)絡(luò)，以支持用戶在不同光開關(guān)之間進行切換，實現(xiàn)對不同光開關(guān)對應(yīng)的多級無源光網(wǎng)絡(luò)進行故障監(jiān)測；
[0019]參數(shù)獲取單元，用于通過光開關(guān)控制單元，根據(jù)參數(shù)設(shè)置單元的設(shè)置，獲取多級無源光網(wǎng)絡(luò)測量的參考數(shù)據(jù)；
[0020]具體地，所述參數(shù)獲取單元在收到用戶發(fā)出的參考測量信號后，開始控制遠程OTDR下位機對與當前測量所使用的通道對應(yīng)的那個多級無源光網(wǎng)絡(luò)進行首次測量，所述首次測量完畢后，OTDR下位機向所述多級無源光網(wǎng)絡(luò)故障監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)送測得的原始數(shù)據(jù)，同時參數(shù)獲取單元接收該原始數(shù)據(jù)，并在接收完畢后對所述原始數(shù)據(jù)進行后續(xù)數(shù)據(jù)處理以獲取參考數(shù)據(jù)；
[0021]節(jié)點設(shè)置單元，用于根據(jù)所述參考數(shù)據(jù)設(shè)置網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，完成所述參考數(shù)據(jù)與所述多級無源光網(wǎng)絡(luò)的匹配；
[0022]測量與分析單元，用于再次對同一多級無源光網(wǎng)絡(luò)進行測量得到再測數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述參考數(shù)據(jù)、節(jié)點設(shè)置單元生成的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)置信息、再測數(shù)據(jù)進行事件分析求得結(jié)果數(shù)據(jù)；
[0023]具體地，所述測量與分析單元首先再次對被測多級無源光網(wǎng)絡(luò)進行測量，得到再測數(shù)據(jù)，然后基于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)置信息、所述再測數(shù)據(jù)以及之前的參考數(shù)據(jù)進行事件分析算法，得到結(jié)果數(shù)據(jù)；
[0024]顯示單元，用于以跡線圖、拓撲圖、數(shù)據(jù)表、提示消息的多元化方式向用戶呈現(xiàn)所述結(jié)果數(shù)據(jù)。
[0025]所述多級無源光網(wǎng)絡(luò)故障監(jiān)測系統(tǒng)，還包括輔助功能單元，其用于幫助用戶在所述顯示單元中進一步查看與分析測量結(jié)果。
[0026]優(yōu)選地，所述參數(shù)設(shè)置單元包括如下裝置:
[0027]OTDR測量參數(shù)設(shè)置模塊，用于對多路所述多級無源光網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測所需的各項參數(shù)進行配置，所述參數(shù)包括:發(fā)射探測光脈沖波長、發(fā)射探測光脈沖寬度、所測光纖鏈路最大長度、所測光路采用光纖的折射率、數(shù)據(jù)累加平均次數(shù)、優(yōu)化級別；
[0028]OTDR下位機IP地址設(shè)置模塊，用于設(shè)置多級無源光網(wǎng)絡(luò)故障監(jiān)測系統(tǒng)和遠程OTDR下位機之間的網(wǎng)絡(luò)連接參數(shù)，所述網(wǎng)絡(luò)連接參數(shù)包括:IP地址、子網(wǎng)掩碼、默認網(wǎng)關(guān)；
[0029]OTDR下位機遠程重啟控制模塊，擁有一個管理員密碼輸入框，用于在用戶輸入密碼正確的前提條件下實現(xiàn)對遠程OTDR下位機的硬件進行重啟，該操作免去了以往測試人員奔赴遠程OTDR下位機現(xiàn)場實施人工硬件重啟的麻煩。
[0030]優(yōu)選地，所述節(jié)點設(shè)置單元包括如下裝置:
[0031]自動默認方式設(shè)置模塊，用于按照默認的節(jié)點次序，自動完成所述節(jié)點設(shè)置；
[0032]手動選擇方式設(shè)置模塊，用于根據(jù)用戶對節(jié)點選項的指定來完成節(jié)點設(shè)置，例如可以在數(shù)據(jù)表格中的節(jié)點設(shè)置單元內(nèi)提供可選的節(jié)點選項，然后由用戶需手動完成節(jié)點設(shè)置。
[0033]優(yōu)選地，所述顯示單元包括如下任一種或任多種裝置:
[0034]跡線圖模塊，用于將參考數(shù)據(jù)、再測數(shù)據(jù)通過描點連線的方法生成跡線圖，并顯示于所述監(jiān)測系統(tǒng)的一個特定矩形區(qū)域內(nèi)，用戶可以自由選擇、切換要顯示的跡線，也可以是多條跡線同時顯示；
[0035]拓撲圖模塊，用于根據(jù)參考數(shù)據(jù)、再測數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點信息，通過匹配與兩點連線的方法，配合圖標注解生成被測多級無源光網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)拓撲圖，并顯示于所述監(jiān)測系統(tǒng)的一個特定矩形區(qū)域內(nèi)；
[0036]數(shù)據(jù)表格模塊，用于根據(jù)參考數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點信息、結(jié)果數(shù)據(jù)，獲取事件類型、距離、反射峰值、相對距離、損耗、衰減系數(shù)、節(jié)點類型這些信息，以生成相對應(yīng)的數(shù)據(jù)表格，并顯示于所述監(jiān)測系統(tǒng)的一個特定矩形區(qū)域內(nèi)；
[0037]提示消息模塊，用于提示用戶當前進行的操作，以及通過簡短的消息方式報告測量結(jié)果；
[0038]狀態(tài)監(jiān)控模塊，用于監(jiān)測當前測量的運行狀態(tài)。
[0039]優(yōu)選地，還包括用于幫助用戶在所述顯示單元中進一步查看與分析測量結(jié)果的輔助功能單元，所述輔助功能單元包括如下裝置:
[0040]視圖縮放模塊，用于對顯示單元顯示的內(nèi)容進行放大或縮小處理；
[0041]自動合適模塊，用于根據(jù)顯示窗體的尺寸，對顯示單元顯示的內(nèi)容自動縮放到最佳大小；
[0042]選取細節(jié)模塊，用于根據(jù)用戶鼠標左鍵拖動劃定的一個矩形區(qū)域進行局部放大，有助于對跡線細節(jié)部分的查看與分析；
[0043]自由拖動模塊，用于根據(jù)用戶的指令對顯示單元所顯示內(nèi)容進行移動，例如根據(jù)用戶鼠標右鍵按下拖動，以此實現(xiàn)對所述跡線圖、拓撲圖進行移動；
[0044]事件標記模塊，用于在顯示單元顯示內(nèi)容中存在事件點的位置加上圓點記號，并在下方用括號標出事件對應(yīng)的坐標；
[0045]選中事件高亮模塊，用于當用戶在顯示單元顯示的數(shù)據(jù)表格里選中一行時，顯示單元顯示的跡線圖自動移動到該行對應(yīng)的事件點位置，同時改變該事件點事件標記的顏色、為事件點生成一條輔助虛線，并對所述事件點做居中處理以使視圖美觀；
[0046]屏幕截取模塊，用于保存當前的屏幕圖片(Bitmap格式)；
[0047]數(shù)據(jù)探針模塊，用于在顯示單元顯示的跡線圖中提供兩根數(shù)據(jù)探針，該探針能夠獲得與跡線交點的坐標，用戶還可以通過鼠標拖動所述兩根數(shù)據(jù)探針，改變其與跡線的交點，從而同時探測兩個交點的坐標以及這兩個交點的橫縱坐標的差值；
[0048]坐標顯示框模塊,用于實時顯示當前鼠標在顯示單元顯示的跡線圖中的坐標、數(shù)據(jù)探針所探測的兩個交點的坐標，以及兩交點間的橫向差值與縱向差值；
[0049]項目列表框模塊，用于顯示當前正在顯示單元顯示的跡線圖、拓撲圖中顯示的項目的圖形、顏色與標簽。
[0050]優(yōu)選地，多級無源光網(wǎng)絡(luò)故障監(jiān)測系統(tǒng)的整體框架采用跨平臺編程框架wxWidgets開發(fā),具有優(yōu)越的跨平臺特性,所支持的操作系統(tǒng)包括:所有版本的Windows、帶GTK+ 或 Motif 的 Unix 或 Linux、蘋果的 MacOS。
[0051]根據(jù)本發(fā)明提供的一種多級無源光網(wǎng)絡(luò)故障監(jiān)測的實現(xiàn)方法，包括如下步驟:
[0052]步驟1:設(shè)置需測量的參數(shù)；
[0053]步驟2:切換測量所使用的通道，以對在多路多級無源光網(wǎng)絡(luò)中與所使用的通道對應(yīng)的多級無源光網(wǎng)絡(luò)進行測量；
[0054]步驟3:根據(jù)需測量的參數(shù)的設(shè)置，獲取多級無源光網(wǎng)絡(luò)測量的參考數(shù)據(jù)；
[0055]步驟4:根據(jù)所述參考數(shù)據(jù)設(shè)置網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，完成所述參考數(shù)據(jù)與所述多級無源光網(wǎng)絡(luò)的匹配；
[0056]步驟5:再次對同一多級無源光網(wǎng)絡(luò)進行測量得到再測數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述參考數(shù)據(jù)、節(jié)點設(shè)置單元生成的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)置信息、再測數(shù)據(jù)進行事件分析求得結(jié)果數(shù)據(jù)；
[0057]步驟6:向用戶呈現(xiàn)所述結(jié)果數(shù)據(jù)。
[0058]優(yōu)選地,所述步驟I包括如下步驟:
[0059]步驟1.1:對多路所述多級無源光網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測所需的各項參數(shù)進行配置，所述參數(shù)包括:發(fā)射探測光脈沖波長、發(fā)射探測光脈沖寬度、所測光纖鏈路最大長度、所測光路采用光纖的折射率、數(shù)據(jù)累加平均次數(shù)、優(yōu)化級別；
[0060]步驟1.2:設(shè)置多級無源光網(wǎng)絡(luò)故障監(jiān)測系統(tǒng)和遠程OTDR下位機之間的網(wǎng)絡(luò)連接參數(shù)，所述網(wǎng)絡(luò)連接參數(shù)包括:IP地址、子網(wǎng)掩碼、默認網(wǎng)關(guān)；
[0061 ] 步驟1.3:對遠程OTDR下位機的硬件進行重啟。
[0062]優(yōu)選地，所述步驟4包括如下步驟:
[0063]步驟4.1:按照默認的節(jié)點次序，自動完成所述節(jié)點設(shè)置；
[0064]步驟4.2:根據(jù)用戶對節(jié)點選項的指定來完成節(jié)點設(shè)置。
[0065]優(yōu)選地，所述步驟6包括如下步驟:
[0066]-將參考數(shù)據(jù)、再測數(shù)據(jù)通過描點連線的方法生成跡線圖；
[0067]-根據(jù)參考數(shù)據(jù)、再測數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點信息，通過匹配與兩點連線的方法，配合圖標注解生成被測多級無源光網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)拓撲圖；
[0068]-根據(jù)參考數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點信息、結(jié)果數(shù)據(jù)，獲取事件類型、距離、反射峰值、相對距離、損耗、衰減系數(shù)、節(jié)點類型這些信息，以生成相對應(yīng)的數(shù)據(jù)表格；
[0069]-提示用戶當前進行的操作，以及通過簡短的消息方式報告測量結(jié)果；
[0070]-監(jiān)測當前測量的運行狀態(tài)。
[0071]優(yōu)選地，還包括如下步驟:
[0072]-對顯示單元顯示的內(nèi)容進行放大或縮小處理；
[0073]-根據(jù)顯示窗體的尺寸,對顯示單元顯示的內(nèi)容自動縮放到最佳大小；
[0074]-根據(jù)用戶劃定的一個區(qū)域進行局部放大；
[0075]-根據(jù)用戶的指令對顯示單元所顯示內(nèi)容進行移動；
[0076]-在顯示單元顯示內(nèi)容中存在事件點的位置加上圓點記號，并在下方用括號標出事件對應(yīng)的坐標；
[0077]-當用戶在顯示單元顯示的數(shù)據(jù)表格里選中一行時,顯示單元顯示的跡線圖自動移動到該行對應(yīng)的事件點位置，同時改變該事件點事件標記的顏色、為事件點生成一條輔助虛線；
[0078]-保存當前的屏幕圖片；
[0079]-在顯示單元顯示的跡線圖中提供兩根數(shù)據(jù)探針，該探針能夠獲得與跡線交點的坐標；
[0080]-實時顯示當前鼠標在顯示單元顯示的跡線圖中的坐標、數(shù)據(jù)探針所探測的兩個交點的坐標，以及兩交點間的橫向差值與縱向差值；
[0081]-顯示當前正在顯示單元顯示的跡線圖、拓撲圖中顯示的項目的圖形、顏色與標簽。
[0082]優(yōu)選地，所述多級無源光網(wǎng)絡(luò)故障監(jiān)測的實現(xiàn)方法采用跨平臺編程框架wxWidgets開發(fā)實現(xiàn)。
[0083]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其核心創(chuàng)新點與優(yōu)勢，包括:
[0084](I)率先將wxWidgets這種跨平臺編程技術(shù)應(yīng)用到OTDR測試工具的研發(fā)，具有優(yōu)越的跨平臺特性，支持的操作系統(tǒng)包括:所有版本的Windows、帶GTK+或Motif的Unix或Linux、蘋果的MacOS。利用跨平臺開發(fā)技術(shù)，軟件開發(fā)人員無需關(guān)心上位機系統(tǒng)平臺的差異，實現(xiàn)了“一次編寫，多重使用”極大地增加了代碼的可重用性，節(jié)省了成本。
[0085](2)率先支持利用OTDR對多路多級無源光網(wǎng)絡(luò)進行監(jiān)測。在軟件方面，支持對多級無源光網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的自動默認與手動選擇兩種設(shè)置方式，并且能夠分析并清晰地顯示整個PON網(wǎng)絡(luò)中鏈路的拓撲和壞損狀況。
[0086](3)率先提供參考數(shù)據(jù)的自動保存/恢復功能，當用戶在不同光開關(guān)之間切換時，系統(tǒng)會自動對前一個光開關(guān)測得的數(shù)據(jù)進行保存，并調(diào)用當前光開關(guān)所對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫文件，恢復當時顯示單元的狀態(tài)，以保證系統(tǒng)對每一個光開關(guān)都具有記憶功能，這就簡化了測試人員的操作流程，節(jié)省了時間。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0087]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯:
[0088]圖1是本發(fā)明實施例一的整體OTDR系統(tǒng)和幾種典型被測光路的示意圖
[0089]圖2是本發(fā)明實施例二的模塊化監(jiān)測軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0090]圖3是本發(fā)明實施例三的無源光網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測實現(xiàn)方法的流程圖。
[0091]圖4是本發(fā)明實施例四的參數(shù)設(shè)置單元具體實現(xiàn)方法的流程圖。
[0092]圖5是本發(fā)明實施例四的光開關(guān)控制單元具體實現(xiàn)方法的流程圖。
[0093]圖6是本發(fā)明實施例四的參數(shù)獲取單元具體實現(xiàn)方法的流程圖。
[0094]圖7是本發(fā)明實施例四的節(jié)點設(shè)置單元具體實現(xiàn)方法的流程圖。
[0095]圖8是本發(fā)明實施例四的測量與分析單元具體實現(xiàn)方法的流程圖。
[0096]圖9是本發(fā)明實施例四的顯示單元具體實現(xiàn)方法的流程圖。
[0097]圖10是本發(fā)明實施例二的輔助功能單元示意圖。
[0098]圖11是本發(fā)明實施例五的軟件系統(tǒng)啟動后主界面的截圖。
[0099]圖12是本發(fā)明實施例五的參數(shù)設(shè)置對話框所有頁面的截圖。
[0100]圖13是本發(fā)明實施例五的首次測量后根據(jù)參考數(shù)據(jù)生成跡線圖、數(shù)據(jù)表格的截圖。
[0101]圖14是本發(fā)明實施例五的根據(jù)參考數(shù)據(jù)和設(shè)置節(jié)點生成多級無源光網(wǎng)絡(luò)拓撲圖的截圖。
[0102]圖15是本發(fā)明實施例五的再次測量后根據(jù)再測數(shù)據(jù)生成跡線圖、數(shù)據(jù)表格及消息提示框的截圖。
[0103]圖16是本發(fā)明實施例六的軟件系統(tǒng)分別在Winodws和Linux操作系統(tǒng)下運行的屏幕截圖。

【具體實施方式】
[0104]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0105]本發(fā)明實施例將結(jié)合附圖描述所提供的一種多級無源光網(wǎng)絡(luò)故障監(jiān)測系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法，其中包括:整體OTDR系統(tǒng)和幾種典型被測光路的示意圖；組成本發(fā)明監(jiān)測軟件系統(tǒng)的各個單元模塊和它們各自的功能與作用；關(guān)鍵技術(shù)的實現(xiàn)方法；所涉及主要方法的步驟與流程；以及應(yīng)用本發(fā)明監(jiān)測多路多級無源光網(wǎng)絡(luò)的實際效果。以下將詳細介紹基于本發(fā)明所提供的各個實施例。
[0106]如圖1所示，本發(fā)明實施例一給出了整體OTDR系統(tǒng)及所測光路的結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)的OTDR僅支持一級無源光網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測，所述“一級無源光網(wǎng)絡(luò)”通常是指光纖主干道上僅有一個1:N型分光器(Optical Splitter)后面連接了 N個光網(wǎng)絡(luò)單兀(Optical Network Unit)的無源光網(wǎng)絡(luò)。無源光網(wǎng)路的級數(shù)由主干道上使用的分光器個數(shù)決定。本發(fā)明所述多級無源光網(wǎng)絡(luò)是指主干道上存在多個I: 2型分光器，每個1:2型分光器后面有兩路輸出:一路經(jīng)過一段光纖連接到下一級1:2型分光器的輸入，兩個1:2型分光器中間的這段光纖稱作主分支；另一路輸出經(jīng)過另一段光纖連接到一個光網(wǎng)絡(luò)單元，中間的這段光纖稱作從分支。為表述簡潔起見，在以下多級無源光網(wǎng)絡(luò)中，用分光器Amn表示第m路第η級1:2型分光器，用分光器An表示第η級1:2型分光器，用光網(wǎng)絡(luò)單元Bmn表示與第m路第η級1:2型分光器相連的那個光網(wǎng)絡(luò)單元，END表示主干道的最末端。本發(fā)明提供的多路多級無源光網(wǎng)絡(luò)不僅支持多級無源光網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測，同時還通過切換光開關(guān)(Optical Switch)實現(xiàn)了多路監(jiān)測。如圖1所示，被虛線框住的部分是被測多路多級無源光網(wǎng)絡(luò)101，其內(nèi)部包含了四路被測光纖鏈路:第一路六級無源光網(wǎng)絡(luò)，主干道上一共包含6級1:2型分光器，每路1:2型分光器都連接了一個從分支，是一個結(jié)構(gòu)完整的1:2型多級無源光網(wǎng)絡(luò)；第二路三級無源光網(wǎng)絡(luò)，主干道上一共包括3級1:2型分光器，但是分光器A22并沒有連接短分支，而是直接通過主分支與第三級分光器A23的輸入相連；第三路六級無源光網(wǎng)絡(luò)，主干道上包含6級分光器，但是第二級、第四級、第五級分光器(A32、A34、A35)均沒有短分支；第四路單根光纖，即只有主干道一條光纖直接與最末端END相連，不包含任何分光器。由此可見，多級無源光網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)是十分復雜多變的，可以是一個完整的1:2結(jié)構(gòu)，也可以缺失某一個或某幾個短分支，本發(fā)明實施例一包括了最為典型的幾種被測光網(wǎng)絡(luò)鏈路的拓撲結(jié)構(gòu)，但不僅限于此。實施例一中，遠程OTDR下位機102與被測的四路光纖鏈路直接相連，并通過一段光纖與本發(fā)明提供的多路多級無源光網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)103相連，光纖測試人員通過無源光網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)103對遠程OTDR下位機102進行控制，用以實施對被測多路多級無源光網(wǎng)絡(luò)101的遠程監(jiān)測。
[0107]如圖2所示，本發(fā)明實施例二給出了所述多級無源光網(wǎng)絡(luò)故障監(jiān)測系統(tǒng)的模塊化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，實施例二可以理解為實施例一的優(yōu)選例，所述多級無源光網(wǎng)絡(luò)故障監(jiān)測系統(tǒng)包括:
[0108]參數(shù)設(shè)置單元210，用于設(shè)置測量參數(shù)，參數(shù)設(shè)置單元210包括:0TDR測量參數(shù)設(shè)置模塊211，用于對所述多級無源光網(wǎng)絡(luò)故障監(jiān)測系統(tǒng)所需的各項參數(shù)進行配置，這些參數(shù)包括發(fā)射探測光脈沖波長、發(fā)射探測光脈沖寬度、所測光纖鏈路最大長度、所測光路采用光纖的折射率、數(shù)據(jù)累加平均次數(shù)、優(yōu)化級別；0TDR下位機IP地址設(shè)置模塊212，用于設(shè)置所述的多級無源光網(wǎng)絡(luò)故障監(jiān)測系統(tǒng)和遠程OTDR下位機之間的網(wǎng)絡(luò)連接參數(shù)，這些網(wǎng)絡(luò)連接參數(shù)包括:IP地址、子網(wǎng)掩碼、默認網(wǎng)關(guān)；0TDR下位機遠程重啟控制模塊213，擁有一個管理員密碼輸入框，用于在用戶輸入密碼正確的前提條件下實現(xiàn)對遠程OTDR下位機的硬件重啟，該操作免去了以往測試人員奔赴遠程OTDR下位機現(xiàn)場實施人工硬件重啟的麻煩。
[0109]光開關(guān)控制單元220，一共包括4路光開關(guān)選項，分別為光開關(guān)K1、光開關(guān)K2、光開關(guān)K3、光開關(guān)K4，這些光開關(guān)又分別對應(yīng)4路不同的多級無源光網(wǎng)絡(luò)，所述光開關(guān)控制單元用于幫助用戶在不同光開關(guān)之間進行切換，以實現(xiàn)對不同光開關(guān)對應(yīng)的那個多級無源光網(wǎng)絡(luò)進行測量。
[0110]參數(shù)獲取單元230，用于完成參考數(shù)據(jù)的獲取，參數(shù)獲取單元230包括:在收到用戶發(fā)出的參考測量信號后，開始控制遠程OTDR下位機對當前光開關(guān)對應(yīng)的多級無源光網(wǎng)絡(luò)進行首次測量；所述首次測量完畢后，OTDR下位機向所述監(jiān)測軟件系統(tǒng)發(fā)送測得的原始數(shù)據(jù)，同時參數(shù)獲取單元230接收該數(shù)據(jù)；接收完畢后對所述原始數(shù)據(jù)進行后續(xù)數(shù)據(jù)處理以獲取參考數(shù)據(jù)。
[0111]節(jié)點設(shè)置單元240，用于通過節(jié)點設(shè)置的方法完成所述參考數(shù)據(jù)與所述多級無源光網(wǎng)絡(luò)的匹配，節(jié)點設(shè)置單元240有兩種設(shè)置模塊，包括:自動默認方式設(shè)置模塊241，用于按照默認的節(jié)點次序，自動完成所述節(jié)點；手動選擇方式設(shè)置模塊242，用于在數(shù)據(jù)表格中的節(jié)點設(shè)置單元內(nèi)提供所有可能的節(jié)點選項，用戶手動完成節(jié)點設(shè)置；
[0112]測量與分析單元250，用于再次測量，并根據(jù)所述參考數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點、再次測量的數(shù)據(jù)進行事件分析求得結(jié)果數(shù)據(jù)，包括兩個步驟:再次對被測多級無源光網(wǎng)絡(luò)進行測量，得到再測數(shù)據(jù)；基于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)置信息，所述再測數(shù)據(jù)與之前的參考數(shù)據(jù)根據(jù)事件分析算法，得到結(jié)果數(shù)據(jù)；
[0113]顯示單元260，包括:跡線圖模塊261，用于將參考數(shù)據(jù)、再測數(shù)據(jù)通過描點連線的方法生成跡線圖，并顯示于所述監(jiān)測軟件系統(tǒng)的一個特定矩形區(qū)域內(nèi)，用戶可以自由選擇、切換要顯示的跡線，也可以是多條跡線同時顯示；拓撲圖模塊262，用于根據(jù)參考數(shù)據(jù)、再測數(shù)據(jù)、節(jié)點信息，通過匹配與兩點連線的方法，配合圖標注解生成被測多級無源光網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)拓撲圖，并顯示于所述監(jiān)測軟件系統(tǒng)的一個特定矩形區(qū)域內(nèi)；數(shù)據(jù)表格模塊263，用于根據(jù)參考數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點、結(jié)果數(shù)據(jù)，獲取事件類型、距離、反射峰值、相對距離、損耗、衰減系數(shù)、節(jié)點類型等信息，以生成相對應(yīng)的數(shù)據(jù)表格，并顯示于所述監(jiān)測軟件系統(tǒng)的一個特定矩形區(qū)域內(nèi)；消息提示模塊264，用于提示當前進行的操作，以及通過簡短的消息方式報告測量結(jié)果；狀態(tài)監(jiān)控模塊265，用于監(jiān)測當前測量的運行狀態(tài)。
[0114]輔助功能單元270，用于幫助用戶對所述顯示單元內(nèi)出現(xiàn)的數(shù)據(jù)進行進一步查看與分析，如圖10所示，包括:視圖縮放模塊271，用于對所述跡線圖、拓撲圖進行放大或縮小處理；自動合適模塊272，用于根據(jù)顯示窗體的尺寸，對所述跡線圖、拓撲圖自動縮放到最佳大小；選取細節(jié)模塊273，用于根據(jù)用戶鼠標左鍵拖動的一個矩形區(qū)域?qū)ζ鋬?nèi)部進行局部放大，有助于對跡線細節(jié)部分的查看與分析；自由拖動模塊274，用于根據(jù)用戶鼠標右鍵實現(xiàn)對所述跡線圖、拓撲圖進行整體移動；事件標記模塊275，事件標記，用于在跡線圖、拓撲圖中存在事件點的位置加上圓點記號，并在下方用括號標出事件對應(yīng)的坐標；選中事件高亮模塊276，用于當用戶在所述數(shù)據(jù)表格里選中一行時，所述跡線圖自動移動到該行對應(yīng)的事件點位置，同時改變該事件點事件標記的顏色、為其生成一條輔助虛線，并對所述事件點做居中處理以使視圖美觀；屏幕截取模塊277，用于保存當前的屏幕圖片(Bitmap格式)；數(shù)據(jù)探針模塊278，用于在跡線圖中提供兩根數(shù)據(jù)探針，該探針可以獲得與跡線交點的坐標，用戶還可以通過鼠標拖動所述兩根數(shù)據(jù)探針，改變其與跡線的交點，從而同時探測兩個交點的坐標以及這兩個交點的橫縱坐標的差值；坐標顯示框模塊279，用于實時顯示當前鼠標在所述跡線圖中的坐標、數(shù)據(jù)探針所探測的兩個交點的坐標，以及兩交點間的橫向差值與縱向差值；項目列表框模塊2710，用于顯示當前正在跡線圖、拓撲圖中顯示的項目的圖形、顏色與標簽；
[0115]所述的多級無源光網(wǎng)絡(luò)故障監(jiān)測系統(tǒng)，還用到一些外部數(shù)據(jù)庫文件280，包括:參數(shù)配置文件281，用于存儲進行測量與后續(xù)數(shù)據(jù)分析計算時所用到的各種參數(shù)；參考數(shù)據(jù)文件282，用于存儲經(jīng)過參考測量得到的參考數(shù)據(jù)；節(jié)點信息文件283，用于存儲與參考數(shù)據(jù)匹配的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點信息；坐標數(shù)據(jù)文件284，用于存儲支持跡線圖模塊描點時使用的二維坐標數(shù)據(jù)；
[0116]如圖3所示，本發(fā)明實施例三給出了多路多級無源光網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測的方法。完成一次完整的監(jiān)測，用戶需要在被測光纖鏈路處于完好狀態(tài)的時候進行參考數(shù)據(jù)的測量，該數(shù)據(jù)是用于與光纖鏈路再次測量的數(shù)據(jù)做比較分析時使用的，理論上對于同一條光纖鏈路只用對其測量一次參考數(shù)據(jù)。具體步驟如下:
[0117]步驟301:啟動所述監(jiān)測軟件系統(tǒng)；
[0118]步驟302:如本次測量需要使用新的測量參數(shù)或網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，用戶打開參數(shù)配置對話框，進入相應(yīng)頁面做參數(shù)修改；
[0119]步驟303:進入光開關(guān)選擇菜單，選擇一路光開關(guān)，準備對與之連接的多級無源光網(wǎng)絡(luò)進行測量；
[0120]步驟304:判斷是否需要重新測量參考數(shù)據(jù)？若所述條件為假，則執(zhí)行步驟305。否則，執(zhí)行步驟306-步驟310 ；
[0121]步驟305:從參考數(shù)據(jù)文件加載參考數(shù)據(jù)，同時，顯示單元根據(jù)所該參考數(shù)據(jù)生成相應(yīng)的參考數(shù)據(jù)跡線圖與數(shù)據(jù)表格；
[0122]步驟306:首次測量，在模式選框中選擇參考模式，點擊運行按鈕，開始測量參考數(shù)據(jù)。完畢后，自動保存參考數(shù)據(jù)到外部數(shù)據(jù)庫的參考數(shù)據(jù)文件。同時，顯示單元根據(jù)所測參考數(shù)據(jù)生成相應(yīng)的參考數(shù)據(jù)跡線圖與數(shù)據(jù)表格；
[0123]步驟307:用戶使用輔助功能對跡線圖、拓撲圖進行進一步查看與分析；
[0124]步驟308:在光路設(shè)置菜單中選擇合適的節(jié)點設(shè)置方式，針對所選方式設(shè)置網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，以完成參考數(shù)據(jù)與被測多級無源光網(wǎng)絡(luò)的匹配關(guān)系，并生成該網(wǎng)絡(luò)拓撲圖；
[0125]步驟309:在模式菜單中選擇測量模式，點擊運行按鈕，再次測量完成后自動進入事件分析，經(jīng)過事件分析得出結(jié)果數(shù)據(jù)。同時，顯示測量結(jié)果的提示消息，在跡線圖中添加一條再次測量的跡線，生成一張測量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)表格，如果檢測到故障點，則還在拓撲圖相應(yīng)位置添加故障點標記；
[0126]步驟310:用戶使用輔助功能對跡線圖、拓撲圖進行進一步查看與分析。
[0127]本發(fā)明實施例四給出了具體實現(xiàn)所述多路多級無源光網(wǎng)絡(luò)每個單元模塊的技術(shù)方案。
[0128]如圖4所示，給出了參數(shù)設(shè)置單元210的具體實現(xiàn)方法。當需要對系統(tǒng)參數(shù)做修改時，用戶從軟件系統(tǒng)主界面打開參數(shù)設(shè)置對話框400，該對話框內(nèi)部提供三個分頁分別為:OTDR測量參數(shù)設(shè)置頁面410、0TDR下位機IP地址設(shè)置頁面420、0TDR下位機遠程重啟控制頁面430。
[0129]當打開OTDR測量參數(shù)設(shè)置頁面410時，系統(tǒng)自動從外部數(shù)據(jù)庫的參數(shù)配置文件載入最近一次設(shè)置好的參數(shù)信息，并顯示到該頁面上。用戶可以通過下拉列表選擇的方式對提供的測量參數(shù)數(shù)值做修改，所述測量參數(shù)包括:發(fā)射探測光脈沖波長(WaveLenght)、發(fā)射探測光脈沖寬度(PulseWidth)、所測光纖鏈路最大長度(Range)、所測光纖的折射率(Index)、數(shù)據(jù)累加次數(shù)(AverageTime)、優(yōu)化級別(Optimize)。確認修改后這些參數(shù)的數(shù)值被保存到參數(shù)配置文件。
[0130]當打開OTDR下位機IP地址設(shè)置頁面420時，系統(tǒng)自動從外部數(shù)據(jù)庫的參數(shù)配置文件載入最近一次設(shè)置好的參數(shù)信息，并顯示到頁面上。用戶通過填寫的方式對IP地址、子網(wǎng)掩碼、默認網(wǎng)關(guān)做修改，確認后相應(yīng)參數(shù)被保存到參數(shù)配置文件。
[0131]當打開OTDR下位機遠程重啟控制頁面430時，會要求用戶輸入遠程重啟密碼，在輸入密碼正確的前提條件下，系統(tǒng)向遠程OTDR下位機發(fā)出重啟指令，等待重啟完畢后彈出消息提示“已重啟成功！ ”。
[0132]如圖5所示，給出了光開關(guān)控制單元220的具體實現(xiàn)方法。通過切換光開關(guān)，可以實現(xiàn)對不同光開關(guān)連接的光纖鏈路進行監(jiān)測。除此功能，本發(fā)明還提供了對每個光開關(guān)使用單獨的數(shù)據(jù)庫文件，以實現(xiàn)對每個光開關(guān)具有記憶性。具體實現(xiàn)步驟如下:首先，用戶從主界面要打開光開關(guān)控制菜單，并選擇一路要監(jiān)測的光開關(guān)，本實施例中假設(shè)選擇光開關(guān)K3,其他以此類推；系統(tǒng)調(diào)用otdr對象的OpticalSwitch函數(shù),并為其傳遞參數(shù)P3,該函數(shù)立即向遠程OTDR發(fā)送指令將輸入光開關(guān)切換到通道C3，該函數(shù)的返回值表示是否切換成功；如果重啟失敗，系統(tǒng)彈出消息提示“光開關(guān)切換失敗！ ”;若切換成功，則繼續(xù)判斷當前是否處于參考獲取模式？如果處于參考獲取模式，則修改參考數(shù)據(jù)對應(yīng)坐標數(shù)據(jù)文件路徑為./reference3_coord.data ;然后讀取上述參考數(shù)據(jù)文件,并據(jù)此生成光開關(guān)K3的跡線圖、拓撲圖、數(shù)據(jù)表格；如果步驟504所述條件為假，則系統(tǒng)自動先從測量與分析模式切換到參考獲取模式，再進行步驟507、步驟509所述操作，完畢后自動切換回測量與分析模式；最后彈出消息提示“已成功切換到光開關(guān)K3”。
[0133]如圖6所示，給出了參數(shù)獲取單元230的具體實現(xiàn)方法，包括如下步驟:
[0134]步驟600:在模式框中選擇參考獲取模式，運行；
[0135]步驟601:判斷是否需要重新獲取參考數(shù)據(jù)？所述條件為假，則繼續(xù)執(zhí)行步驟602?步驟610，否則直接跳轉(zhuǎn)到步驟610 ；
[0136]步驟602:系統(tǒng)工作狀態(tài)設(shè)為busy (忙碌)；
[0137]步驟603:執(zhí)行StartOTDR函數(shù)，開始獲取參考；
[0138]步驟604:創(chuàng)建一個工作線程CThread的對象，啟動該線程，用來執(zhí)行參考獲取任務(wù)，使用單獨的線程可以防止界面卡死；
[0139]步驟605:從測量參數(shù)文件調(diào)用獲取參考的測量參數(shù)；
[0140]步驟606:基于所述測量參數(shù)，向遠程OTDR下位機發(fā)送測量指令，開始獲取參考數(shù)據(jù)的原始數(shù)據(jù)；
[0141]步驟607:監(jiān)測軟件系統(tǒng)接受所述原始數(shù)據(jù)，并保存到數(shù)據(jù)庫中的reference,data文件；
[0142]步驟608:將所述原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為坐標數(shù)據(jù)并保存到數(shù)據(jù)庫中的referencecoord, data 文件；
[0143]步驟609:系統(tǒng)工作狀態(tài)設(shè)為idel (空閑)；
[0144]步驟610:從參考數(shù)據(jù)文件調(diào)用最近一次獲取的參考數(shù)據(jù)，并生成該數(shù)據(jù)的跡線圖、數(shù)據(jù)表格。
[0145]如圖7所示，給出了參數(shù)獲取單元230的具體實現(xiàn)方法。光路設(shè)置就是節(jié)點設(shè)置，是為了給獲得的參考數(shù)據(jù)匹配相應(yīng)的節(jié)點信息，本發(fā)明提供兩種節(jié)點設(shè)置方式:自動默認方式710以及手動選擇方式720。
[0146]自動默認方式710，首先會判斷獲得的參考數(shù)據(jù)中包含的事件點個數(shù)是否超過可以進行自動默認設(shè)置的上限，如果超過則會要求用戶進行手動選擇方式進行節(jié)點設(shè)置，即跳轉(zhuǎn)到步驟720。如果沒有超過上限，系統(tǒng)自動以將預設(shè)的節(jié)點信息填入到數(shù)據(jù)表格每個事件點的節(jié)點類型所在位置。
[0147]手動選擇方式720，用戶可以自己對節(jié)點進行設(shè)置，步驟如下:按照主干道的節(jié)點順序，首先應(yīng)該設(shè)置第一級分光器Al，用戶雙擊數(shù)據(jù)表格中事件點對應(yīng)的節(jié)點類型所在列，出現(xiàn)的下拉列表中包含可能的節(jié)點選項，用戶進而做出選擇；當雙擊下一個事件點對應(yīng)的節(jié)點類型所在列時，系統(tǒng)會根據(jù)上面已經(jīng)選好的那些節(jié)點信息排除掉一些不可能的節(jié)點選項，這樣就提高了選擇的效率，并防止用戶誤操作；如果用戶錯選了某個時間對應(yīng)的節(jié)點，只要點擊光路設(shè)置框中的撤銷按鈕清空當前節(jié)點，重新選擇就可以了 ；重復以上步驟，知道參考數(shù)據(jù)的所有事件點都設(shè)置了節(jié)點。
[0148]如圖8所示，給出了測量與分析單元250的具體實現(xiàn)方法，包括如下步驟:
[0149]步驟800:在模式框中選擇選擇測量與分析模式，運行；
[0150]步驟801:系統(tǒng)工作狀態(tài)設(shè)為busy (忙碌)；
[0151]步驟802:執(zhí)行StartOTDR函數(shù)，開始再次測量；
[0152]步驟803:創(chuàng)建一個工作線程CThread的對象，啟動該線程，用來執(zhí)行再次測量任務(wù)，使用單獨的線程可以防止界面卡死；
[0153]步驟804:從測量參數(shù)文件調(diào)用測量參數(shù)；
[0154]步驟805:基于所述測量參數(shù)，向遠程OTDR下位機發(fā)送測量指令，開始獲取再測數(shù)據(jù)的原始數(shù)據(jù)；
[0155]步驟806:監(jiān)測軟件系統(tǒng)接受所述原始數(shù)據(jù)，并保存到數(shù)據(jù)庫中的measured, data文件；
[0156]步驟807:將所述原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為坐標數(shù)據(jù)并保存到數(shù)據(jù)庫中的measurecLcoord, data 文件；
[0157]步驟808:系統(tǒng)工作狀態(tài)設(shè)為idel (空閑)；
[0158]步驟809:自動執(zhí)行事件分析，利用參考數(shù)據(jù)、節(jié)信息點、再測數(shù)據(jù)，根據(jù)相關(guān)運算和小波變換等算法計算出本次測量最終結(jié)果數(shù)據(jù)；
[0159]步驟810:生成該結(jié)果數(shù)據(jù)的跡線并添加到跡線圖中，生成該結(jié)果數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)表格，若檢測到故障點則進一步將故障點添加到拓撲圖相應(yīng)位置。
[0160]步驟809中所述事件分析算法主要通過函數(shù)AnalyzePONEvent實現(xiàn),生成的結(jié)果包括每個事件點的事件類型、距離、反射峰值、相對距離、損耗、衰減系數(shù)、節(jié)點類型等信息。
[0161]如圖9所示，給出了顯示單元260的具體實現(xiàn)方法，包括:步驟901是跡線圖模塊261的實現(xiàn)方法，當有參考數(shù)據(jù)或再測數(shù)據(jù)生成，或有OTDR文件打開時，調(diào)用相應(yīng)的坐標文件，或者從OTDR文件中讀取相應(yīng)坐標數(shù)據(jù)，通過描點連線的方法生成對應(yīng)的跡線圖，多條跡線可以同時顯示在一個跡線圖中；步驟902是拓撲圖模塊262的實現(xiàn)方法，根據(jù)所述參考數(shù)據(jù)、再測數(shù)據(jù)、節(jié)點信息，通過匹配和兩點連線的方法，配合圖標注解生成反應(yīng)被測多級無源光網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的拓撲圖；步驟903是數(shù)據(jù)表格模塊263的實現(xiàn)方法，根據(jù)參考數(shù)據(jù)、再測數(shù)據(jù)、結(jié)果數(shù)據(jù)，或者OTDR文件，將各個事件點對應(yīng)的詳細信息生成相應(yīng)的數(shù)據(jù)表格。
[0162]步驟901和步驟902中所述跡線圖、拓撲圖均通過Mathplot的類mpWindow實現(xiàn)，其中跡線圖因為要用到數(shù)據(jù)探針模塊278和坐標顯示模塊279這兩個自定義控件，要重載成一個新的派生類otdr_mpWindow。步驟903中所述數(shù)據(jù)表格通過wxWidgets提供的高級表格控件wxGrid實現(xiàn)，并綁定了諸多事件響應(yīng)函數(shù)，以對用戶輸入進行響應(yīng)。例如:OnRef_ResultGridCellChange函數(shù)用來響應(yīng)當數(shù)據(jù)表格中的節(jié)點設(shè)置單元發(fā)生改變時對參考數(shù)據(jù)進行重新綁定節(jié)點信息；OnRef_ResultGridCellLeftClick函數(shù)用來響應(yīng)當用戶點擊數(shù)據(jù)表格中的節(jié)點設(shè)置單元所對應(yīng)的格子時彈出可選的節(jié)點列表，以供用戶進行手動選取節(jié)點。
[0163]消息提示模塊264利用靜態(tài)文本類wxStaticText實現(xiàn),通過在代碼中適當?shù)牡胤绞褂闷涑蓡T函數(shù)SetLabel修改顯示的內(nèi)容，達到向用戶提示測試信息的效果。狀態(tài)監(jiān)控模塊265利用函數(shù)ChangeLEDStatus實現(xiàn)，包括系統(tǒng)連接狀態(tài)、參數(shù)檢查、光路檢查、測試等待、數(shù)據(jù)分析這5個項目，每行的圓形圖標分別用綠色表示通過，紅色表示未通過，黃色表示正在進行。
[0164]如圖10所示，給出了輔助功能單元270的結(jié)構(gòu)示意圖。其中視圖縮放功能模塊271通過調(diào)用Mathplot2D圖形開發(fā)庫的mpWindow類的成員函數(shù)ZoomIn和ZoomOut實現(xiàn)；自動合適模塊272通過調(diào)用函數(shù)Fit實現(xiàn)；選區(qū)細節(jié)模塊274通過當用戶使用鼠標左鍵拖動一個矩形時調(diào)用RectZoom函數(shù)實現(xiàn)；自由拖動模塊275通過當用戶使用鼠標右鍵按下時調(diào)用OnMove響應(yīng)函數(shù)實現(xiàn)；事件標記模塊275通過在mpWindow類中新建圖層,裝載事件點坐標實現(xiàn)；選中事件高亮模塊276通過當用戶單擊數(shù)據(jù)表格某事件對應(yīng)行時調(diào)用響應(yīng)函數(shù)OnResultGridLeftClick實現(xiàn)；屏幕截取模塊277通過新建一個wxDC并將內(nèi)存中的屏幕像素記錄到位圖的方法實現(xiàn)；數(shù)據(jù)探針模塊278通過自定義控件Marker實現(xiàn)；坐標顯示模塊279通過自定義控件CursorBox實現(xiàn)。
[0165]本發(fā)明實施例五給出了所述無源光網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)的一些軟件界面截圖。
[0166]如圖11所示，是本發(fā)明系統(tǒng)剛啟動時的主界面，包括以下幾個部分:最上方的一行是菜單欄(MenuBar)，它提供系統(tǒng)所有功能的分類管理，如“文件”菜單中又包括打開OTDR文件、保存OTDR文件、屏幕截取以及退出按鈕，“配置”菜單中又包括參數(shù)設(shè)置、加載配置按鈕，光開關(guān)菜單中又包括光開關(guān)K1、光開關(guān)K2、光開關(guān)K3、光開關(guān)K4按鈕，“測量”菜單中又包括開始、停止、從OTDR文件繪制、清空按鈕，“工具”菜單中又包括放大、縮小、自動合適、事件標記、數(shù)據(jù)探針按鈕；緊接菜單欄下方的是一行工具欄(ToolBar)，它提供最常用的一些系統(tǒng)功能，并為每個按鈕配以形象的圖標；主界面左邊的部分是文件管理(FileManagement)窗口，它提供一個文件列表，負責對所顯示的參考數(shù)據(jù)跡線、測量數(shù)據(jù)跡線，以及加載的多個OTDR文件進行管理，如顯示或取消顯示；主界面右邊的部分是顯示界面，其中上半部分是一個分頁(Tab)窗口，第一個分頁用于顯示跡線圖，第二個分頁用于顯示拓撲圖；顯示界面下半部分也是一個分頁，第一分頁用于顯示參考數(shù)據(jù)的表格，第二分頁用于顯示測量數(shù)據(jù)的表格，第三分頁用于顯示OTDR文件的數(shù)據(jù)表格，這些表格都含有事件類型、距離、反射峰值、相對距離、損耗、衰減系數(shù)、節(jié)點類型的列欄；數(shù)據(jù)表格右邊還有一些操作區(qū)域，第一個是光路設(shè)置框，用于對網(wǎng)絡(luò)節(jié)點進行設(shè)置，分為自動默認和手動選擇兩方式；模式框，用于選擇系統(tǒng)運行的模式，包括參考獲取和測量兩種模式；連接框，用于選擇測量數(shù)據(jù)的連接模式，包括在線和離線兩種模式。
[0167]如圖12所示，是本發(fā)明系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置界面截圖，其中放入了三個不同頁面的內(nèi)容，包括:第一個是OTDR下位機測量參數(shù)頁面，該頁面內(nèi)用戶可以進行發(fā)射探測光脈沖波長、發(fā)射探測光脈沖寬度、所測光纖鏈路最大長度、所測光路采用光纖的折射率、數(shù)據(jù)累加平均次數(shù)、優(yōu)化級別的設(shè)置；中間的是OTDR下位機IP地址設(shè)置頁面，該頁面內(nèi)用戶可以進行遠程OTDR下位機的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的設(shè)置，包括IP地址、子網(wǎng)掩碼、默認網(wǎng)關(guān)；最后是OTDR遠程重啟控制頁面，用于在用戶輸入密碼正確的前提條件下實現(xiàn)對遠程OTDR下位機的硬件重啟。
[0168]如圖13所示，是本發(fā)明實施例五進行一次實測的參考數(shù)據(jù)所生成的跡線圖和數(shù)據(jù)表格截圖。所測多級無源光網(wǎng)絡(luò)，一共包含八級，結(jié)構(gòu)如下A1|B1-A2|B2-A3|B3-A4|B4-A5 IB5-A6 IB6-A7 IB7-A8,其中-表不主分支光纖，I表不從分支光纖。由跡線圖可以看出，一共有八對事件峰值，分別對應(yīng)被測的八級無源光網(wǎng)絡(luò)，具體情況通過數(shù)據(jù)表格顯示，比如第四個反射峰對應(yīng)光纖鏈路中的B2，它屬于菲涅爾反射，距離測量基站894.3米，反射峰值為負6.8dB，相對于上一個事件峰值的距離即從分支A2 |B2的長度為50.8米。
[0169]如圖14所示，是本發(fā)明實施例五經(jīng)過再次測量后獲得結(jié)果數(shù)據(jù)的跡線圖和數(shù)據(jù)表格截圖。在跡線圖中，包括參考數(shù)據(jù)、測量數(shù)據(jù)兩條跡線，圖中還展示了數(shù)據(jù)探針的使用，探針A和探針B分別放置在事件點Al和A3上。通過坐標顯示給出的Al位置為(539.1，2.2)，實際測得的Al坐標如數(shù)據(jù)表格中所示為(536.7，2.2)，經(jīng)計算相對誤差僅為0.4%，可見數(shù)據(jù)探針可以完成較高精度的手動測量。同時，數(shù)據(jù)表格中給出了本次測量探測到的一個故障點位于所述8級無源光網(wǎng)絡(luò)的主干道上，具體來說位于A2-A3段，與A2距離為56.0米，與測量基站距離為950.1米。
[0170]如圖15所不,是本發(fā)明實施例五生成拓撲圖的兩張截圖。上面一張是完整的拓撲結(jié)構(gòu)圖，可見一共有八個分光器，對應(yīng)被測八級無源光網(wǎng)絡(luò)的實際結(jié)構(gòu)。下面一張是故障點附近通過局部細節(jié)獲取的放大圖，可以十分清楚的看見該故障點位于第二級分光器A2之后，且位于主干道上，位置大約為950米，這與圖14所顯示的結(jié)果是吻合的。
[0171]如圖16所示，是本發(fā)明實施例六該監(jiān)測軟件系統(tǒng)在Linux操作系統(tǒng)環(huán)境下的界面截圖。上述實例五中的所有截圖均是本發(fā)明所提供多路多級無源光網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測軟件系統(tǒng)在Windows操作平臺下的表象，通過簡單的再編譯，無需對代碼做任何修改就可以完成該系統(tǒng)到Linux操作平臺的移植。如圖16所示,是該系統(tǒng)運行在Ubuntu 12.04( 一種Linux系統(tǒng))操作系統(tǒng)上的截圖，可見使用wxWidgets跨平臺編程框架開發(fā)的本發(fā)明系統(tǒng)具有非常優(yōu)越的跨平臺特性，在提供相同功能的前提下，還保持了用戶界面上的高度一致性。
[0172]以上對本發(fā)明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種多級無源光網(wǎng)絡(luò)故障監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括如下裝置: 參數(shù)設(shè)置單元，用于設(shè)置需測量的參數(shù)； 光開關(guān)控制單元，用于切換測量所使用的通道，以對在多路多級無源光網(wǎng)絡(luò)中與所使用的通道對應(yīng)的多級無源光網(wǎng)絡(luò)進行測量； 參數(shù)獲取單元，用于通過光開關(guān)控制單元，根據(jù)參數(shù)設(shè)置單元的設(shè)置，獲取多級無源光網(wǎng)絡(luò)測量的參考數(shù)據(jù)； 節(jié)點設(shè)置單元，用于根據(jù)所述參考數(shù)據(jù)設(shè)置網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，完成所述參考數(shù)據(jù)與所述多級無源光網(wǎng)絡(luò)的匹配； 測量與分析單元，用于再次對同一多級無源光網(wǎng)絡(luò)進行測量得到再測數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述參考數(shù)據(jù)、節(jié)點設(shè)置單元生成的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)置信息、再測數(shù)據(jù)進行事件分析求得結(jié)果數(shù)據(jù)； 顯示單元，用于向用戶呈現(xiàn)所述結(jié)果數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級無源光網(wǎng)絡(luò)故障監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述參數(shù)設(shè)置單元包括如下裝置: OTDR測量參數(shù)設(shè)置模塊，用于對多路所述多級無源光網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測所需的各項參數(shù)進行配置，所述參數(shù)包括:發(fā)射探測光脈沖波長、發(fā)射探測光脈沖寬度、所測光纖鏈路最大長度、所測光路采用光纖的折射率、數(shù)據(jù)累加平均次數(shù)、優(yōu)化級別； OTDR下位機IP地址設(shè)置模塊，用于設(shè)置多級無源光網(wǎng)絡(luò)故障監(jiān)測系統(tǒng)和遠程OTDR下位機之間的網(wǎng)絡(luò)連接參數(shù)，所述網(wǎng)絡(luò)連接參數(shù)包括:IP地址、子網(wǎng)掩碼、默認網(wǎng)關(guān)； OTDR下位機遠程重啟控制模塊，用于對遠程OTDR下位機的硬件進行重啟。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級無源光網(wǎng)絡(luò)故障監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述節(jié)點設(shè)置單元包括如下裝置: 自動默認方式設(shè)置模塊，用于按照默認的節(jié)點次序，自動完成所述節(jié)點設(shè)置； 手動選擇方式設(shè)置模塊，用于根據(jù)用戶對節(jié)點選項的指定來完成節(jié)點設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級無源光網(wǎng)絡(luò)故障監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述顯示單元包括如下任一種或任多種裝置: 跡線圖模塊，用于將參考數(shù)據(jù)、再測數(shù)據(jù)通過描點連線的方法生成跡線圖； 拓撲圖模塊，用于根據(jù)參考數(shù)據(jù)、再測數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點信息，通過匹配與兩點連線的方法，配合圖標注解生成被測多級無源光網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)拓撲圖； 數(shù)據(jù)表格模塊，用于根據(jù)參考數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點信息、結(jié)果數(shù)據(jù)，獲取事件類型、距離、反射峰值、相對距離、損耗、衰減系數(shù)、節(jié)點類型這些信息，以生成相對應(yīng)的數(shù)據(jù)表格； 提示消息模塊，用于提示用戶當前進行的操作，以及通過簡短的消息方式報告測量結(jié)果; 狀態(tài)監(jiān)控模塊，用于監(jiān)測當前測量的運行狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級無源光網(wǎng)絡(luò)故障監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于幫助用戶在所述顯示單元中進一步查看與分析測量結(jié)果的輔助功能單元，所述輔助功能單元包括如下裝置: 視圖縮放模塊，用于對顯示單元顯示的內(nèi)容進行放大或縮小處理； 自動合適模塊，用于根據(jù)顯示窗體的尺寸，對顯示單元顯示的內(nèi)容自動縮放到最佳大小; 選取細節(jié)模塊，用于根據(jù)用戶劃定的一個區(qū)域進行局部放大； 自由拖動模塊，用于根據(jù)用戶的指令對顯示單元所顯示內(nèi)容進行移動； 事件標記模塊，用于在顯示單元顯示內(nèi)容中存在事件點的位置加上圓點記號，并在下方用括號標出事件對應(yīng)的坐標； 選中事件高亮模塊，用于當用戶在顯示單元顯示的數(shù)據(jù)表格里選中一行時，顯示單元顯示的跡線圖自動移動到該行對應(yīng)的事件點位置，同時改變該事件點事件標記的顏色、為事件點生成一條輔助虛線； 屏幕截取模塊，用于保存當前的屏幕圖片； 數(shù)據(jù)探針模塊，用于在顯示單元顯示的跡線圖中提供兩根數(shù)據(jù)探針，該探針能夠獲得與跡線交點的坐標； 坐標顯示框模塊，用于實時顯示當前鼠標在顯示單元顯示的跡線圖中的坐標、數(shù)據(jù)探針所探測的兩個交點的坐標，以及兩交點間的橫向差值與縱向差值； 項目列表框模塊，用于顯示當前正在顯示單元顯示的跡線圖、拓撲圖中顯示的項目的圖形、顏色與標簽。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級無源光網(wǎng)絡(luò)故障監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，多級無源光網(wǎng)絡(luò)故障監(jiān)測系統(tǒng)采用跨平臺編程框架wxWidgets開發(fā)。
7.一種多級無源光網(wǎng)絡(luò)故障監(jiān)測的實現(xiàn)方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟1:設(shè)置需測量的參數(shù)； 步驟2:切換測量所使用的通道，以對在多路多級無源光網(wǎng)絡(luò)中與所使用的通道對應(yīng)的多級無源光網(wǎng)絡(luò)進行測量； 步驟3:根據(jù)需測量的參數(shù)的設(shè)置，獲取多級無源光網(wǎng)絡(luò)測量的參考數(shù)據(jù)； 步驟4:根據(jù)所述參考數(shù)據(jù)設(shè)置網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，完成所述參考數(shù)據(jù)與所述多級無源光網(wǎng)絡(luò)的匹配； 步驟5:再次對同一多級無源光網(wǎng)絡(luò)進行測量得到再測數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述參考數(shù)據(jù)、節(jié)點設(shè)置單元生成的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)置信息、再測數(shù)據(jù)進行事件分析求得結(jié)果數(shù)據(jù)； 步驟6:向用戶呈現(xiàn)所述結(jié)果數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多級無源光網(wǎng)絡(luò)故障監(jiān)測的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述步驟I包括如下步驟: 步驟1.1:對多路所述多級無源光網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測所需的各項參數(shù)進行配置，所述參數(shù)包括:發(fā)射探測光脈沖波長、發(fā)射探測光脈沖寬度、所測光纖鏈路最大長度、所測光路采用光纖的折射率、數(shù)據(jù)累加平均次數(shù)、優(yōu)化級別； 步驟1.2:設(shè)置多級無源光網(wǎng)絡(luò)故障監(jiān)測系統(tǒng)和遠程OTDR下位機之間的網(wǎng)絡(luò)連接參數(shù)，所述網(wǎng)絡(luò)連接參數(shù)包括:IP地址、子網(wǎng)掩碼、默認網(wǎng)關(guān)； 步驟1.3:對遠程OTDR下位機的硬件進行重啟。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多級無源光網(wǎng)絡(luò)故障監(jiān)測的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述步驟4包括如下步驟: 步驟4.1:按照默認的節(jié)點次序，自動完成所述節(jié)點設(shè)置； 步驟4.2:根據(jù)用戶對節(jié)點選項的指定來完成節(jié)點設(shè)置。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多級無源光網(wǎng)絡(luò)故障監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述步驟6包括如下步驟: -將參考數(shù)據(jù)、再測數(shù)據(jù)通過描點連線的方法生成跡線圖； -根據(jù)參考數(shù)據(jù)、再測數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點信息，通過匹配與兩點連線的方法，配合圖標注解生成被測多級無源光網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)拓撲圖； -根據(jù)參考數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點信息、結(jié)果數(shù)據(jù)，獲取事件類型、距離、反射峰值、相對距離、損耗、衰減系數(shù)、節(jié)點類型這些信息，以生成相對應(yīng)的數(shù)據(jù)表格； -提示用戶當前進行的操作，以及通過簡短的消息方式報告測量結(jié)果； -監(jiān)測當前測量的運行狀態(tài)。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多級無源光網(wǎng)絡(luò)故障監(jiān)測的實現(xiàn)方法，其特征在于，還包括如下步驟: -對顯示單元顯示的內(nèi)容進行放大或縮小處理； -根據(jù)顯示窗體的尺寸，對顯示單元顯示的內(nèi)容自動縮放到最佳大??； -根據(jù)用戶劃定的一個區(qū)域進行局部放大； -根據(jù)用戶的指令對顯示單元所顯示內(nèi)容進行移動； -在顯示單元顯示內(nèi)容中存在事件點的位置加上圓點記號，并在下方用括號標出事件對應(yīng)的坐標； -當用戶在顯示單元顯示的數(shù)據(jù)表格里選中一行時，顯示單元顯示的跡線圖自動移動到該行對應(yīng)的事件點位置，同時改變該事件點事件標記的顏色、為事件點生成一條輔助虛線.-保存當前的屏幕圖片； -在顯示單元顯示的跡線圖中提供兩根數(shù)據(jù)探針，該探針能夠獲得與跡線交點的坐標； -實時顯示當前鼠標在顯示單元顯示的跡線圖中的坐標、數(shù)據(jù)探針所探測的兩個交點的坐標，以及兩交點間的橫向差值與縱向差值； -顯示當前正在顯示單元顯示的跡線圖、拓撲圖中顯示的項目的圖形、顏色與標簽。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多級無源光網(wǎng)絡(luò)故障監(jiān)測的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述多級無源光網(wǎng)絡(luò)故障監(jiān)測的實現(xiàn)方法采用跨平臺編程框架wxWidgets開發(fā)實現(xiàn)。
【文檔編號】H04B10/077GK104283610SQ201410443412
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年9月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月2日
【發(fā)明者】馬成, 孔衡, 周潛, 謝瑋霖, 董毅 申請人:上海交通大學