一种检测光纤故障的方法及装置技术领域
本发明涉及光纤通讯领域,特别涉及一种使用内置光纤检测功能光模块的光
线路终端检测无源光网络光纤故障和事件的方法及装置。
背景技术
随着光纤通信技术的快速发展和低成本化以及绿色环保的要求,通讯网络从
核心网、城域网到接入网,全部使用光纤组成网络已经成为基本共识。
大量的光纤网络的铺设和安置后,网络的运行和维护已经成为运营商最关注
的问题之一,特别是接入网中无源光网络光纤线路的检测和故障定位。
图1是现有技术提供的无源光网络光纤故障检测系统的结构示意图,如图1
所示,主要包括网元(EMS,Element Management System)、光线路终端(OLT,
optical line terminal)、合波器、光网络单元(ONU,Optical Network Unit)、
光时域检测仪(OTDR,Optical Time Domain Reflector)和OTDR服务器。
如图1所示,无源光网络中检测光纤线路故障主要是离线方式,即在OLT
外安置一个OTDR,OTDR通过合波器把OTDR检测光合入主干光纤进行检测。由于
OTDR的设备比较昂贵,操作起来也不太方便,每次接插对业务也有一定的影响。
如果不是直接插接,则需要连接一个光开关,增加设备成本,因此运营商运维成
本较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种检测光纤故障的方法及装置,能更好地解决OTDR
检测故障时操作不方便、每次接插对业务存在一定的影响以及OTDR设备昂贵、
运营商运维成本较高的问题。
根据本发明的一个方面,提供了一种检测光纤故障的方法,包括以下步骤:
网元EMS向相应的光线路终端OLT发送光纤故障检测请求;
所述OLT接收到所述光纤故障检测请求后,启动其光模块,所述光模块向
光纤发送OTDR检测信号并且接收光纤返回的OTDR反射信号;
所述光模块对所述OTDR反射信号进行处理得到OTDR数据;
所述OLT将所述OTDR数据和/或将所述OTDR数据进行二次处理生成的测试
报告发送给EMS。
其中,所述光模块发射OTDR检测信号并接收OTDR反射信号的步骤包括:
所述OLT的EMS接口模块接收到所述光纤故障检测请求后,向所述光模块
的OTDR光纤检测模块发送测试命令;
所述OTDR光纤检测模块接收到所述测试命令后,向光纤发送OTDR检测信
号;
所述OTDR光纤检测模块接收所述光纤返回的OTDR反射信号。
其中,所述光模块处理OTDR反射信号得到OTDR数据的步骤包括:
所述OTDR光纤检测模块处理所述OTDR反射信号,得到所述OTDR反射信号
光强随着光纤距离变化的OTDR数据。
本发明的检测光纤故障的方法还包括:
所述EMS对所述OTDR数据或所述测试报告进行分析和评定得到分析评定结
果,如果EMS对所述分析评定结果满意,则向所述OLT发送结束测试的命令,反
之,向所述OLT发送重新测试或进一步测试的命令。
根据本发明的另一方面,提供了一种检测光纤故障的装置,包括:
EMS接口模块,用于在接收到EMS发送的光纤故障检测请求后向光模块发
送OTDR测试命令;
光模块,用于在接收到所述OTDR测试命令后向光纤发送OTDR检测信号并
接收所述光纤返回的OTDR反射信号,然后对所述OTDR反射信号进行数据处理得
到OTDR数据。
本发明的检测光纤故障的装置还包括光纤检测处理模块,用于将所述OTDR
数据进行二次处理生成测试报告,并将所述OTDR数据或者所述测试报告经所述
EMS接口模块发送给EMS。
其中,所述EMS接口模块还用于将所述OTDR数据进行二次处理生成测试报
告,并将所述OTDR数据或者所述测试报告发送给EMS。
其中,所述光纤检测处理模块包括:
准备模块,用于开始OTDR检测的软硬件准备;
数据处理和传递模块,用于将所述OTDR数据进行处理生成测试报告并将所
述测试报告或者所述OTDR数据发送给EMS。
其中,所述光纤检测处理模块还包括关闭模块,用于通知所述光模块关闭
所述检测相关的软硬件并恢复正常业务功能。
其中,所述光模块包括OTDR光纤检测模块,用于向光纤发送OTDR检测信
号并且接收和处理光纤返回的OTDR反射信号得到OTDR数据。
其中,所述OTDR光纤检测模块包括:
测试发射模块,用于向光纤发送OTDR检测信号;
反射数据接收模块,用于接收所述光纤返回的OTDR反射信号;
数据预处理模块,用于处理所述OTDR反射信号得到OTDR数据;
控制模块,用于控制所述测试发射模块、所述反射数据接收模块及所述数
据预处理模块。
与现有技术相比较,本发明的有益效果在于:一、检测光纤线路故障操作
方便、同时对现有的业务的干扰降至最低;二、检测光纤线路故障时不需要昂贵
的OTDR,降低了运营商的运维成本。
附图说明
图1是现有技术提供的无源光网络光纤故障检测系统的结构示意图;
图2是本发明实施例一提供的一种具有内置OTDR功能光模块的光线路终端
检测光纤故障的方法的原理图;
图3是本发明实施例一提供的一种具有内置OTDR功能光模块的光线路终端
检测光纤故障的方法的具体流程图;
图3a是本发明实施例一提供的EMS与OLT之间的最基本的数据传递流程图;
图4是本发明实施例二提供的一种具有内置OTDR功能光模块的光线路终端
检测光纤故障的方法的具体流程图;
图5是本发明实施例三提供的一种内置OTDR的光线路终端检测光纤故障的
方法的具体流程图;
图6是本发明实施例一提供的一种内置OTDR的光线路终端检测光纤故障的
系统的结构示意图;
图7是本发明实施例一提供的一种光纤检测处理模块的结构示意图;
图8是本发明实施例一提供的另外一种光纤检测处理模块的结构示意图;
图9是本发明实施例一提供的OTDR光纤检测模块的结构示意图;
图10是本发明实施例三提供的一种具有内置OTDR功能光模块的检测光纤故
障的装置;
图10a是本发明实施例三提供的EMS接口模块的结构示意图
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明,应当理解,以下所说明
的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
图2是本发明实施例一提供的一种具有内置OTDR功能光模块的光线路终端
检测光纤故障的方法的原理图,如图2所示,所述方法包括以下步骤:
步骤S201,EMS向相应的OLT发送光纤故障检测请求。
步骤S202,所述OLT接收到所述光纤故障检测请求后,启动其光模块,所
述光模块向光纤发送OTDR检测信号并且接收光纤返回的OTDR反射信号。
所述OLT接收到所述光纤故障检测请求后,通过业务模块向光模块发出指
令,光模块根据指令启动光纤检测的程序,由检测光发射器向光纤发射OTDR检
测信号并通过光接收器接收光纤返回的OTDR反射信号。
步骤S203,所述光模块对所述OTDR反射信号进行处理得到OTDR数据。
步骤S204,所述OLT将所述OTDR数据或者将所述OTDR数据进行二次处理
生成的测试报告发送给EMS。
所述OLT直接将OTDR数据发送给EMS,或者对所述OTDR数据进行分析后形
成测试报告,再将所述测试报告及OTDR数据发送给所述EMS。
图3是本发明实施例一提供的一种具有内置OTDR功能光模块的光线路终端
检测光纤故障的方法的具体流程图。为了增加光纤检测的新功能,OLT除了原有
的业务功能以外,需要增加三个功能模块来达到OTDR功能的要求,所述三个功
能模块为EMS接口模块、光纤检测处理模块、OTDR光纤检测模块。其中,光纤
检测处理模块是OLT的业务模块的一个子模块,包括准备模块、关闭模块、数据
处理和传递模块;OTDR光纤检测模块是OLT的光模块的一个子模块,包括控制
模块、测试发射模块、反射接收模块、数据预处理模块。如图3所示,所述方法
包括以下步骤:
步骤S301,EMS向相应的OLT发送光纤故障检测请求;
EMS根据自身要求或外部要求对相应的OLT发出光纤故障检测请求。
步骤S302,EMS数据接口模块向光纤检测处理模块发出OTDR检测命令;
EMS数据接口模块接收到EMS发送的光纤故障检测请求后,向光纤检测处理
模块发出OTDR检测命令,通知光纤检测处理模块启动OTDR测试准备工作。
步骤S303,光纤检测处理模块向光模块发出测试命令;
光模块接收到OTDR检测命令后,其OTDR光纤检测模块的准备模块进行一系
列的OTDR测试初始化准备,如向带OTDR功能的光模块发出开启相关的测试设备
或模块的命令,或对光网络进行开窗处理等等。准备工作完毕后,向控制模块发
出测试命令。
步骤S304,OTDR光纤检测模块发出OTDR检测信号;
OTDR光纤检测模块中的控制模块接到所述测试命令后,向测试发射模块发
出测试命令,启动OTDR的测试,如开启相关检测器件、发出测试脉冲等OTDR
检测信号。
步骤S305,OTDR光纤检测模块接收并处理OTDR反射信号得到OTDR数据并
发送给光纤检测处理模块;
光纤接收到OTDR检测信号后,开始反射OTDR检测信号。光模块中的OTDR
光纤检测模块的接收模块根据控制模块的要求开始接收OTDR反射信号,启动数
据采集功能。由于OTDR反射信号太弱或测试方法不同,测试与采集的过程需要
反复多次。测试和采集结束后,OTDR光纤检测模块的数据预处理模块根据测试
方法对OTDR反射信号对应的数据进行相关预处理,最后得出OTDR发射信号光强
随著光纤距离变化的数据流或曲线图即OTDR数据,然后根据控制模块的要求把
该OTDR数据传输给光纤检测处理模块。
步骤S306,光纤检测处理模块将OTDR数据或OTDR数据生成的测试报告发
送给EMS接口模块;
光纤检测处理模块接收到OTDR数据后,其数据传递和处理模块直接将OTDR
数据发送给EMS接口模块,或者,对该数据进行分析得出光纤故障的原因和故障
点,并将其包装和转换生成测试报告反馈到EMS接口模块。
步骤S307,EMS接口模块将OTDR数据或测试报告发送给EMS;
EMS接口模块把相关光纤故障原因和故障点的测试报告或OTDR数据传输给
EMS。
步骤S308,EMS对测试报告和/或OTDR数据进行分析和评定。
EMS收到OTDR数据或测试报告后,进行相关评估,如果对OTDR数据或测试
报告满意,则向OLT发出结束测试的命令,EMS接口模块接到命令后,向光纤检
测处理模块发出关闭测试的命令。光纤检测处理模块的关闭模块向OTDR光纤检
测模块的控制模块发出关闭相关的测试设备、恢复正常业务状态的命令,控制模
块向测试发射模块和反射接收模块发出相关指令。测试发射模块和反射接收模块
执行完毕该指令后向关闭模块发出任务已完成的信号。关闭模块开始进行关闭流
程,关闭结束后光纤检测处理模块向EMS接口模块发出完成关闭的信息,而EMS
接口模块将该信息反馈给EMS;如果EMS对测试报告不满意,则执行步骤S301,
向OLT发出进一步测试的命令,以进行精细测试(如将测试精度从10米改变为
3米),或者向OLT发出重新测试的命令。
图3a是本发明实施例一提供的EMS与OLT之间的最基本的数据传递流程图,
如图3a所示,EMS发出启动测试的命令,OLT回复测试相关报告,EMS评估后发
出关闭测试的命令,OLT完成后,发出执行完毕的回复。
图4是本发明实施例二提供的一种具有内置OTDR功能光模块的光线路终端
检测光纤故障的方法的具体流程图。OLT包括EMS接口模块、光纤检测处理模块、
OTDR光纤检测模块。其中,OTDR光纤检测模块包括控制模块、测试发射模块、
反射接收模块、数据预处理模块。与实施例一不同的是OLT业务模块中的光纤检
测处理模块增加了一个新的模块:数据分析模块,即光纤检测处理模块不但包括
准备模块、关闭模块、数据处理和传递模块,还包括数据分析模块。
数据分析模块主要功能是对OTDR数据进行二次处理。当光纤检测处理模块
收到OTDR数据后,其中数据分析模块将对OTDR数据进行分析,把故障点或异常
点整理出来生成分析结果。数据处理和传递模块对OTDR数据进行处理生成测试
报告,然后将所述测试报告、分析结果和OTDR数据并一起生成测试报告发给EMS
数据接口模块,然后再转发给EMS。增加了数据分析模块后,大大减少了EMS的
工作量,提高了工作效率。
如图4所示,实施例二提供的方法包括以下步骤:
步骤S401,EMS向相应的OLT发送光纤故障检测请求;
EMS根据自身要求或外部要求对相应的OLT发出光纤故障检测请求。
步骤S402,EMS数据接口模块向光纤检测处理模块发出OTDR检测命令;
EMS数据接口模块接收到EMS发送的光纤故障检测请求后,向光纤检测处理
模块发出OTDR检测命令,通知光纤检测处理模块启动OTDR测试准备工作。
步骤S403,光纤检测处理模块向OTDR光纤检测模块发出测试命令;
光纤检测处理模块接收到OTDR检测命令后,其准备模块进行一系列的OTDR
测试初始化准备,如向带OTDR光纤检测模块的光模块发出开启相关的测试设备
或模块的命令,或对光网络进行开窗处理等等。准备工作完毕后,向光模块中的
OTDR光纤检测模块发出测试命令。
步骤S404,OTDR光纤检测模块发出OTDR检测信号;
OTDR光纤检测模块中的控制模块接到所述测试命令后,向测试发射模块发
出测试命令,测试发射模块启动OTDR的测试,如发出测试脉冲等OTDR检测信号。
步骤S405,OTDR光纤检测模块接收并处理OTDR反射信号得到OTDR数据并
发送给光纤检测处理模块;
光纤接收到OTDR检测信号后,反射相应的OTDR反射信号。OTDR光纤检测
模块的反射接收模块根据控制模块的要求开始接收OTDR反射信号,启动数据采
集功能。由于OTDR反射信号太弱或测试方法不同,测试与采集的过程需要反复
多次,一般上千次到上万次。
测试和采集结束后,数据预处理模块根据测试方法对OTDR反射信号对应的
数据进行相关预处理,最后得出OTDR发射信号光强随著光纤距离变化的数据流
或曲线图即OTDR数据并将OTDR数据发送给光纤检测处理模块。
步骤S406,对OTDR数据进行分析处理生成测试报告并将其发送给EMS接口
模块。
光纤检测处理模块的数据处理和传递模块对该OTDR数据进行接口数据的包
装和转换生成测试结果,光纤检测处理模块的数据分析模块对OTDR数据进行平
均或相关的处理,将异常点和故障点以表格的形式列出来得出分析结果。最后光
纤检测处理模块把OTDR数据、分析结果、测试结果转换成的测试结论并在一起
完成测试报告,并将测试报告发给EMS接口模块。
步骤S407,EMS接口模块将测试报告发送给EMS;
步骤S408,EMS对测试报告进行分析和评定。
图5是本发明实施例三提供的一种具有内置OTDR功能的光线路终端检测光
纤故障的方法的具体流程图。OLT新增了EMS接口模块,并在光模块中新增了OTDR
光纤检测模块。与实施例一和实施例二不同的是OLT业务模块中没有新增光纤检
测处理模块,实施例一和实施例二中的光纤检测处理模块的功能完全有EMS接口
模块完成。
如图5所示,实施例三提供的方法包括以下步骤:
步骤S501,EMS向相应的OLT发送光纤故障检测请求;
步骤S502,EMS数据接口模块向光模块下达光纤故障检测的指令;
EMS数据接口模块接收到EMS下达的光纤故障检测的指令后,把该指令下达
到具有OTDR功能的光模块上。
步骤S503,光模块进行光纤故障检测生成OTDR数据。
光模块接收到光纤故障检测指令后,光模块的OTDR光纤检测模块开始OTDR
的光纤故障检测。如:开启相关的检测设备,发射检测信号,接收光纤反射信号,
最后对收到反射信号进行处理生成OTDR数据。
步骤S504,光模块将OTDR数据传送给EMS接口模块。
步骤S505,EMS接口模块将OTDR数据发送给EMS。
步骤S506,EMS对OTDR数据进行分析和评定
图6是本发明实施例一提供的一种具有内置OTDR功能光模块的光线路终端
检测光纤故障的系统的结构示意图,如图6所示,所述系统包括:EMS和具有内
置OTDR功能光模块的检测光纤故障的装置,即光线路终端。
EMS用于发送光纤故障检测请求并接收返回的OTDR数据。EMS根据自身要求
或外部要求对相应的具有内置OTDR功能光模块的光线路终端发出光纤故障检测
请求。内置OTDR的光线路终端检测光纤故障的装置根据光纤故障检测请求对光
纤进行检测,生成OTDR数据并返回给EMS。
具有内置OTDR功能光模块的检测光纤故障的装置用于检测光纤故障生成
OTDR数据。如图6所示,具有内置OTDR功能光模块的检测光纤故障的装置即OLT
包括EMS接口模块、光纤检测处理模块、OTDR光纤检测模块。
EMS接口模块的主要功能是负责OLT与EMS之间的关于OTDR事宜的联络,
即接受EMS下发的相关指令并把它传给OLT的光纤检测处理模块,以及把OLT
生成的OTDR数据或命令执行的状态传给EMS。由于OLT本来已经具有与EMS的
交互接口,因此该新的功能可以是在原有的接口模块业务中增加一种新的业务模
式,因此可以通过软件实现该功能。
光纤检测处理模块的主要功能是执行EMS接口模块的命令以及接收相应的
OTDR测试数据并把它传给EMS接口模块。
图7是本发明实施例一提供的一种光纤检测处理模块的结构示意图,如图7μ
所示,光纤检测处理模块包括准备模块、关闭模块、数据处理和传递模块。
准备模块的主要功能是为OTDR的检测进行各种软硬件的准备。如:向光模
块发出开启OTDR相应测试的硬件设备,有时还需要开窗为测试创造条件等等;
准备模块是一个软件模块,OLT只要升级软件版本即可更新。
关闭模块的主要功能是向光模块发出关闭OTDR相应测试的硬件设备,及相
应软件,恢复正常业务功能。关闭模块的功能可以是一种软件模块,OLT只要升
级软件版本即可更新。
需要说明的是,当光模块采用第三波长进行测试时,其测试过程不影响业务,
此时光纤检测处理模块可以不使用或不设置上述关闭模块。
数据处理和传递模块的主要功能将光模块传递过来的OTDR数据结果按OLT
与EMS之间数据格式进行整理生成测试结论,并将测试结论和OTDR数据合并成
测试报告,通过EMS接口模块发给EMS。
图8是本发明实施例一提供的另外一种光纤检测处理模块的结构示意图,如
图8所示,光纤检测处理模块除了包括准备模块、关闭模块、数据处理和传递模
块外,还包括数据分析模块。其中,准备模块、关闭模块的功能与图7中的一样,
此处不再赘述。数据分析模块用于对OTDR数据进行平均或相关的处理,将异常
点和故障点以表格的形式列出来得出分析结果。数据处理和传递模块将光模块传
递过来的OTDR数据转换成的测试结论、分析结果、OTDR数据按OLT与EMS之间
数据格式进行整理,写成相关的测试报告,通过EMS接口模块发给EMS。
图9是本发明实施例一提供的OTDR光纤检测模块的结构示意图,如图9所
示,包括测试发射模块、反射接收模块、数据预处理模块、控制模块。OTDR光
纤检测模块是具有OTDR功能的光模块中的一个子模块,其主要功能是完成OTDR
测试,数据采集和数据一次预处理的过程。OTDR光纤检测模块的所有功能均在
一个光模块内。
控制模块主要对测试的过程进行有序的安排,如什么时候开启或关闭测试设
备,什么时候开始发射测试信号,什么时候采集数据以及什么时候进行数据处理
等等。该模块是一个硬件模块,可以由相关芯片组成。
测试发射模块的主要功能是发射OTDR检测信号。它根据控制模块的要求开
启或关闭测试设备,然后根据控制模块的指示发射OTDR检测信号。测试发射模
块可以是软件也可以是硬件,如果是软件,则在原有的发射信号上加一个小幅度
的调制信号,如果是硬件,则单独增加一个发射器,专门发射OTDR检测信号。
反射接收模块的主要功能接收OTDR反射信号,并把相关数据传给数据预处
理模块。它主要根据控制模块的要求开启/关闭相关设备,然后根据控制模块对
反射信号进行接收,并把相关数据传给数据预处理模块。该模块可以重用原有的
光接收器,也可以增加一个新的接收器专门接收反射模拟信号,因此该模块可以
是软件的,也可以是硬件的。
数据预处理模块的主要功能是对采集到的数据进行相关处理,如对多次测试
得到的光纤反馈回来的数据进行统计平均处理以降低噪声对其的影响;对多脉冲
格雷序列测试信号,根据其正交特性取其信号等。总之这是对OTDR数据进行一
次预处理得到的结果,得到光纤数据随光纤距离变化的数据流或曲线图。由于数
据预处理需要对数据进行大量计算,因此一般选择DSP芯片来完成此功能,它可
以与控制模块合成为一个芯片,所以这是一个硬件模块。
图10是本发明实施例三提供的一种具有内置OTDR功能光模块的检测光纤故
障的装置,其中该装置即OLT主要包括两个模块,一个是与EMS相连的EMS接口
模块,另一个是具有OTDR功能的光模块。
EMS的接口模块,它的主要功能是接收EMS下达的光纤故障检测的命令,同
时它把该指令下达到具有OTDR功能的光模块上,然后它接收光模块传递的OTDR
数据,可以对其进行分析处理或不处理,然后形成测试报告或直接传送给EMS。
图10a是EMS接口模块的结构示意图,如图10a所示,EMS接口模块包括两个模
块,一个是命令接收和指令下达模块,它主要是接收EMS命令和下达相关指令,
另外一个是数据处理和传递模块,它主要是对接收到的OTDR数据,进行处理或
透明的传递给EMS。
具有OTDR功能的光模块,它的主要功能是根据EMS接口模块的指令,开始
OTDR的光纤故障检测。光模块包括OTDR光纤检测模块,OTDR光纤检测模块开启
相关的检测设备,发射光纤检测信号,接收光纤反射信号,最后对收到的光纤反
射信号进行处理生成OTDR数据,并把所述OTDR数据传送给EMS的接口模块,如
果EMS满意相关的结果,将根据EMS接口模块的指令关闭光模块中OTDR的检测
功能。
综上所述,本发明通过在光线路终端内置OTDR功能的光模块,使光线路终
端具有对光网络进行光程检测和处理功能,解决了OTDR检测故障时操作不方便、
每次接插对业务存在干扰以及OTDR设备昂贵、运营商运维成本较高的问题,具
有检测光纤故障时操作方便、对业务干扰低、运维成本低的有益效果。
尽管上文对本发明进行了详细说明,但是本发明不限于此,本技术领域技术
人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此,凡按照本发明原理所作的修改,
都应当理解为落入本发明的保护范围。