一種epon網(wǎng)絡(luò)中的光纖斷點檢測儀及檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光纖通信領(lǐng)域，具體涉及一種光纖斷點檢測儀及檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)（EPON)是一種采用點到多點（P2MP)結(jié)構(gòu)的單纖雙向光接入網(wǎng) 絡(luò)，其典型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為樹型。EPON系統(tǒng)由局側(cè)的光線路終端（OLT)、用戶側(cè)的光網(wǎng)絡(luò)單元 (ONU)和光分配網(wǎng)絡(luò)（ODN)組成，為單纖雙向系統(tǒng)。在下行方向（0LT到ONU)，OLT發(fā)送的信 號通過ODN到達(dá)各個0NU。在上行方向（0NU到0LT)，ONU發(fā)送的信號只會到達(dá)0LT，而不會到 達(dá)其他0NU。為了避免數(shù)據(jù)沖突并提高網(wǎng)絡(luò)利用效率，上行方向采用時分多址接入（TDM) 方式并對各ONU的數(shù)據(jù)發(fā)送進(jìn)行仲裁。ODN由光纖和一個或多個無源光分路器等無源光器 件組成，在OLT和ONU間提供光通道。EPON系統(tǒng)參考結(jié)構(gòu)如附圖1所示。按照0NU/0NT在 接入網(wǎng)中所處的位置不同，EPON系統(tǒng)可以有幾種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用類型：光纖到交接箱（FTTCab)、 光纖到樓宇/分線盒（FTTB/C)、光纖到家庭用戶（FTTH)、光纖到公司/辦公室（FTTO)。光 網(wǎng)絡(luò)終端（ONT)是指FTTH網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中包括用戶端口功能的0NU，在本文將ONU和ONT統(tǒng)稱 為ONU0
[0003] 在目前運營商廣泛部署的EPON網(wǎng)絡(luò)中，主要應(yīng)用場合是FTTH，即主要用于解決最 后一公里的問題。在此網(wǎng)絡(luò)中，由于家庭用戶對光纖網(wǎng)絡(luò)的不了解，極易由于折彎、重壓等 導(dǎo)致入戶部分的光纖出現(xiàn)斷點。目前運營商普遍采用OTDR專用儀表，來檢測EPON光纖斷 點。OTDR的英文全稱是OpticalTimeDomainReflectometer，中文意思為光時域反射儀。 OTDR是利用激光在光纖中傳輸時的瑞利散射和菲涅爾反射所產(chǎn)生的背向散射而制成的精 密的光電一體化儀表，它被廣泛應(yīng)用于光纜線路的維護(hù)、施工之中，可進(jìn)行光纖長度測量， 斷點定位等。
[0004] OTDR測試是通過發(fā)射光脈沖到光纖內(nèi)，然后在OTDR端口接收返回的信息來進(jìn) 行。當(dāng)光脈沖在光纖內(nèi)傳輸時，會由于光纖本身的性質(zhì)、連接器、接合點、彎曲或其它類似的 事件而產(chǎn)生散射，反射。其中一部分的散射和反射就會返回到OTDR中。返回的有用信息由 OTDR的探測器來測量，它們就作為光纖內(nèi)不同位置上的時間或曲線片斷。從發(fā)射信號到返 回信號所用的時間，再確定光在玻璃物質(zhì)中的速度，就可以計算出距離。以下的公式就說明 了OTDR是如何測量距離的。
[0005] d=(cXt)/2 (IOR)
[0006] 其中，c是光在真空中的速度，而t是信號發(fā)射后到接收到信號（雙程）的總時間 (兩值相乘除以2后就是單程的距離）。因為光在玻璃中要比在真空中的速度慢，所以為了 精確地測量距離，被測的光纖必須要指明折射率（IOR)。IOR是由光纖生產(chǎn)商來標(biāo)明。專業(yè) OTDR儀表的特征在于其發(fā)送和接收光信號采用同一端口，同時其測量靈敏度和精度也比較 高。但是專業(yè)的OTDR儀表成本高昂，儀器相關(guān)裝置也比較昂貴，因為其必須使用專用的激 光發(fā)射器和返回信息的探測器。并且現(xiàn)有OTDR是采用專用OTDR光模塊，發(fā)送和接收光口 為同一光口，成本昂貴?？蓪崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離光纜故障測試，包括光纜接頭衰減、斷點等測試。最 遠(yuǎn)測試距離可達(dá)到200公里以上。所使用波長一般為：1310nm、1550nm、1625nm。在測試過 程中，通常需要配備長跳線尾纖以排除出檢測盲區(qū)，操作上復(fù)雜，有一定技術(shù)要求。
[0007] 與普通光網(wǎng)絡(luò)相比，EPON網(wǎng)絡(luò)斷點具有鮮明的特點，一是斷點距離用戶端近，通常 在500米以內(nèi)；另一個特點是分布量大，這是由用戶基數(shù)所決定的。由于需求量巨大，那么 相應(yīng)的適合本應(yīng)用的OTDR儀表就應(yīng)該大幅度降低成本，同時只要滿足能測試500米以內(nèi)斷 點的要求即可，而不必大量為裝維人員配備價格昂貴的專業(yè)OTDR儀表。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 發(fā)明目的：在FTTH網(wǎng)絡(luò)中，最后一公里的進(jìn)戶纖（指從用戶家至二級分光器一 段）距離通常比較短，使用專用OTDR查找斷纖點或者測試長度，顯然大材小用且設(shè)備使用 成本很高，而且對于輕便攜帶的要求而言，就顯得極其不方便，眾多的裝維人員不可能人人 攜帶0TDR，本發(fā)明旨在提出一種便攜的低成本技術(shù)方案去幫助實現(xiàn)這類需求，利用了EPON 綜合分析儀現(xiàn)有的硬件平臺加以改造，從而實現(xiàn)了FTTH最后一公里接入段光纖的長度及 斷點的測試定位。
[0009] 技術(shù)方案：一種光纖斷點檢測儀，包括EPON分析儀、三通分光器和光纖跳線，所述 EPON分析儀包括EPONOLT光模塊和EPONONU光模塊；其特征在于，所述EPONOLT光模塊 通過光纖連接到三通分光器的第一端，所述EPONONU光模塊連接到三通分光器的第二端， 所述光纖跳線的一端連接三通分光器的第三端，所述光纖跳線的另一端連接被測光纖的末 端；所述的三通分光器用于將從被測光纖斷點反射的光信號分為兩束，一束向EPONOLT光 模塊方向傳播，另一束向EPONONU光模塊方向傳播。
[0010] 進(jìn)一步地，所述的EPONONU光模塊和三通分光器之間還具有光信號放大器，所述 EPONONU光模塊連接光信號放大器，所述光信號放大器和三通分光器的第二端通過光纖連 接。
[0011] 進(jìn)一步地，所述的光信號放大器為1310nm波長光信號放大器。
[0012] 進(jìn)一步地，連接三通分光器和EPONOLT光模塊的光纖與連接三通分光器和光信號 放大器的光纖長度相同且折射率相同。
[0013] 進(jìn)一步地，其特征在于，所述的三通分光器的分光比為1:1，接頭損耗低于0.ldb。
[0014] 進(jìn)一步地，所述光纖斷點檢測儀還包括輸入模塊和控制模塊。
[0015] 進(jìn)一步地，所述光纖斷點檢測儀還包括顯示模塊。
[0016] 進(jìn)一步地，所述光纖斷點檢測儀還包括IXD觸摸屏，IXD觸摸屏同時構(gòu)成輸入模塊 和顯不板塊。
[0017] 進(jìn)一步地，所述輸入模塊和/或控制模塊和/或顯示模塊集成于EPON分析儀內(nèi)。
[0018] 所述控制模塊和輸入模塊可以設(shè)置在光纖斷點檢測儀上，也可以設(shè)置在遠(yuǎn)程終端 上。
[0019] 本發(fā)明還公開了一種利用上述的光纖斷點檢測儀實現(xiàn)的光纖斷點檢測方法，包括 如下步驟：
[0020] 1)將被測光纖的末端連接光纖跳線的一端；
[0021] 2)EP0NONU光模塊發(fā)送光信號，并記下當(dāng)前時刻Tl作為光信號的發(fā)射時刻；
[0022] 3)光信號被光信號放大器放大，之后依次經(jīng)過三通分光器、光纖跳線進(jìn)入被測光 纖，到達(dá)被測光纖斷點后反射再次經(jīng)過光纖跳線、三通分光器后一部分進(jìn)入EPONOLT光模 塊，另一部分進(jìn)入EPONONU光模塊；
[0023] 4)EP0NOLT光模塊接收光信號，同時記下當(dāng)前時刻T2作為反射光信號的接收時 刻；
[0024] 5)通過如下公式計算光纖斷點位置：
[0026] 其中，Dde是被測光纖末端到斷點之間的距離，Da。是EPONOLT光模塊和三通分光 器之間光纖長度，Db。是光信號放大器和三通分光器之間的光纖長度，D^是光纖跳線的長 度，IOR是連接EPONOLT光模塊和三通分光器的光纖、連接光信號放大器和三通分光器的 光纖、光纖跳線以及被測光纖的折射率，連接EPONOLT光模塊和三通分光器的光纖、連接光 信號放大器和三通分光器的光纖、光纖跳線以及被測光纖的折射率相同；
[0027] 6)顯示計算出的光纖斷點的測試結(jié)果。
[0028] ONU光模塊至光信號放大器之間的距離不超過1cm，所花費的時間可以忽略，從精 度要求來講不需要計算在內(nèi)。
[0029] 進(jìn)一步地，所述的光纖斷點檢測儀中，連接三通分光器和EPONOLT光模塊的光纖 與連接三通分光器和光信號放大器的光纖長度相同，均為Dac;b。;所述步驟5)中根據(jù)如下公 式計算光纖斷點的位置：
[0031] 其中，Dde是被測光纖末端到斷點之間的距離，Ded是光纖跳線的長度，IOR是連接 EPONOLT光模塊和三通分光器的光纖、連接光信號放大器和三通分光器的光纖、光纖跳線 以及被測光纖的折射率，連接EPONOLT光模塊和三通分光器的光纖、連接光信號放大器和 三通分光器的光纖、光纖跳線以及被測光纖的折射率相同；
[0032] 相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的技術(shù)方案具有如下有益效果：
[0033] 1、EPON分析儀的主要結(jié)構(gòu)為，由硬件部分EPONOLT模塊、EPONONU模塊、主板模 塊以及顯示控制模塊加上各軟件功能模塊組成的針對于EPON網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)顯示及故障排查為 目的的儀器設(shè)備。本發(fā)明在現(xiàn)有EPON儀表上改造，利用儀表本身光口，發(fā)送和接收光口為 不同光口，EPONONU光模塊發(fā)送，EPONOLT光模塊接收。利用了EPON儀表原有光模塊（通 用光模塊），光模塊成本極低、結(jié)構(gòu)簡單。
[0034] 2、因ONU光模塊的發(fā)送光功率不高，且OLT光模塊的接收靈敏度也不高，本方案的 測試距離適用于短距離的光纖斷點測試維護(hù)，特別適用于EPON現(xiàn)場光纖排障使用。彌補了 短距離光纖斷點測試這方面的技術(shù)空白。
[0035] 3、本方案是通過一根三通光纖分光器來協(xié)助完成的，OLT光模塊和ONU光模塊支 持熱插拔，如果出現(xiàn)因光模塊引起的測試不準(zhǔn)確，可通過更換光模塊來排除故障。而且操作 簡單，一鍵測試，并不需要掌握專用OTDR光纖測試的專業(yè)知識，直接讀出結(jié)果。
【附圖說明】
[0036] 圖1為EPON系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，SNI為業(yè)務(wù)節(jié)點接口，UNI為用戶網(wǎng)絡(luò)側(cè)接口，ODN為光 分配網(wǎng)絡(luò)；
[0037]