[发明专利]光纤网络中分支光纤故障检测方法、装置以及光纤网络

说明书

技术领域

本发明实施例涉及光纤通信技术领域，尤其涉及一种光纤网络中分支光纤故障检测方法、装置以及光纤网络。

背景技术

时分复用(Time Division Multiplexing，以下简称：TDM)无源光网络(Passive Optical Network，以下简称：PON)由局端设备光线路终端(Optical Line Termination，以下简称：OLT)、远端设备光网络单元(OpticalNetwork Unit，以下简称：ONU)和光分配网络(Optical DistributionNetwork，以下简称：ODN)组成，其中ODN主要是光纤和分光器splitter等器件，具体的可以包括一级分光器或者更多级的分光器。

检测光纤网络故障通用的仪器为光时域反射仪(Optical Time DomainReflectometer，以下简称：OTDR)，OTDR的基本原理是通过脉冲发生器控制激光器，发射光测试脉冲到光纤内，然后在OTDR端口接收返回的信息来进行。当光脉冲在光纤内传输时，会由于光纤本身的性质、连接器、接合点、弯曲或其它类似的事件而产生散射、反射。其中一部分的散射和反射就会返回到OTDR中。返回的有用信息由OTDR的探测器来测量，从发射信号到返回信号所用的时间，再确定光在光纤中的速度，就可以进行距离计算，具体可以见如下的公式：

d＝(c*t)/2(I_OR)

其中c是光在真空中的速度，I_OR是光纤折射率，c/I_OR就是光在光纤中传输的速率，而t是信号发射后到接收到信号(双程)的总时间(两值相乘除以2后就是单程的距离)。

OTDR使用瑞利散射和菲涅尔反射来表征光纤的特性。其中瑞利散射是由于光信号沿着光纤产生无规律的散射而形成，OTDR测量回到OTDR端口的一部分散射光。这些背向散射信号就表明了由光纤而导致的衰减(损耗/距离)程度。由于经过一段距离的传输后发射和背向散射的信号都有所损耗，因此测量得到的是一条轨迹向下的曲线，它说明了背向散射的功率不断减小。

另外菲涅尔反射是由整条光纤中的个别点而引起的，这些点是由造成反向系数改变的因素组成，例如光纤与空气的间隙。在这些点上，会有很强的背向散射光被反射回来，菲涅尔反射相比于瑞利反射要大得多，一般大50db左右，也就是100000倍。因此，OTDR通常利用菲涅尔反射的信息来定位连接点，光纤终端或断点。

换句话说，OTDR的工作原理就类似于一个雷达。它先对光纤发出一个信号，然后观察从某一点上返回来的是什么信息。这个过程会重复地进行，然后将这些结果进行平均并以轨迹的形式来显示，这个轨迹就描绘了在整段光纤内信号的强弱(或光纤的状态)。

OTDR系统中一般定义两类事件：反射事件和衰减事件，所谓反射事件，就是由于光纤断裂、光纤终点或者连接器等原因造成的反射现象，在OTDR测试曲线上体现出反射尖峰；所谓衰减事件，就是光纤弯曲等原因造成的只有衰减，没有明显反射尖峰的现象。

OTDR应用于PON系统中，分故障定位性和在线测试两类，前者一般是网络出现了故障，工作人员用OTDR去定位具体的故障，后者一般是一直接入系统中，由系统控制周期性的或者事件触发性的去测试监控光纤网络。理论上说可以在光纤网络的任何地方接入OTDR设备，但是OTDR设备昂贵，上述在OLT侧接入一个OTDR，即可以与网管系统配合，也容易通过光开关方式实现多路OLT共享一个OTDR。不过，上述的测试方案主要存在以下的问题，一是Splitter的衰减很大，OTDR的测试脉冲经过splitter之后，光强非常弱，反射回来的光本来就很小，经过splitter返回OTDR的能量更小，非常难检测。业界现在最好的OTDR也难以检测到1∶16分光器后面分支光纤衰减事件，因为此时信号完全淹没在噪声中。由于断纤等反射事件，反射系数比瑞利反射要大很多，反射系数与光纤断面的平整度有关，越平整，反射越大，就越容易检测。二是OTDR是测试反射光的大小，测试脉冲经过splitter之后，进入各个分支光纤，光脉冲在任何一根光纤中都会反射，所以OTDR测到的反射实际上是各个分支光纤反射的叠加。也就是说，即使OTDR发现了反射异常点，也难以判断是哪根分支光纤出了故障。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：对于连接有多个分支光纤的光纤网络，现有技术中无法准确判断发生故障的分支光纤。

发明内容