專利名稱：光纖故障定位系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及一種故障定位系統(tǒng)，尤其涉及一種光纖故障定位系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
近年來，光纖通信技術(shù)得到了大力發(fā)展，光纖通信不僅實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離傳輸信號(hào)，且 傳輸信號(hào)的性能穩(wěn)定。在光纖監(jiān)測技術(shù)中，通過在客戶遠(yuǎn)端放置光源以發(fā)出測試光，測試光 在被測的客戶端的光纖中傳播后由0TDR(0ptical Time Domain Reflectometer，光時(shí)域反 射儀)接收，由于光在光纖中傳播會(huì)由于散射出現(xiàn)衰減，OTDR通過分析測試光的功率衰減 情況便可分析被測光纖是否出現(xiàn)異常，根據(jù)測試光的量程、脈寬等參數(shù)確定光纖出現(xiàn)異常 的位置，這種方式雖然為光纖故障定位提出了解決方法，然而定位精度不夠，定位之后還需 要檢修人員花費(fèi)大量時(shí)間進(jìn)一步排查故障點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
在下文中給出關(guān)于本發(fā)明的簡要概述，以便提供關(guān)于本發(fā)明的某些方面的基本理 解。應(yīng)當(dāng)理解，這個(gè)概述并不是關(guān)于本發(fā)明的窮舉性概述。它并不是意圖確定本發(fā)明的關(guān) 鍵或重要部分，也不是意圖限定本發(fā)明的范圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出某些概念， 以此作為稍后論述的更詳細(xì)描述的前序。本發(fā)明的一個(gè)主要目的在于提供一種故障定位精度高的光纖故障定位系統(tǒng)及方 法。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種光纖故障定位系統(tǒng)，包括光發(fā)射器，用于以預(yù)設(shè)脈沖寬度和脈沖時(shí)間間隔向待測光纖發(fā)出首次測試光以在 待測光纖中傳輸；光功率檢測儀，用于接收在待測光纖中傳輸后的首次測試光并檢測首次測試光的 功率損耗；故障定位模塊，用于根據(jù)所述首次測試光的功率損耗初步確定光纖的故障位置；動(dòng)態(tài)范圍檢測模塊，用于根據(jù)所述首次測試光的功率損耗確定首次測試光的動(dòng)態(tài) 范圍；動(dòng)態(tài)范圍預(yù)估模塊，用于根據(jù)初步確定光纖的故障位置預(yù)估對(duì)待測光纖進(jìn)行二次 監(jiān)測的二次測試光的動(dòng)態(tài)范圍；以及參數(shù)重設(shè)模塊，用于根據(jù)測試光的動(dòng)態(tài)范圍、脈沖寬度和脈沖時(shí)間間隔之間的關(guān) 系重新確定脈沖寬度和脈沖時(shí)間間隔，使得所述光發(fā)射器以重新確定的脈沖寬度和脈沖時(shí) 間間隔發(fā)出所述二次測試光并在待測光纖中傳輸，所述光功率檢測儀檢測在待測光纖中傳 輸后的二次測試光的功率損耗，所述故障定位模塊根據(jù)所述二次測試光的功率損耗對(duì)待測 光纖進(jìn)行二次故障定位。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種光纖故障定位方法包括以預(yù)設(shè)脈沖寬度和脈沖時(shí)間間隔向待測光纖發(fā)出首次測試光以在待測光纖中傳
4輸；接收在待測光纖中傳輸后的首次測試光并檢測首次測試光的功率損耗；根據(jù)所述首次測試光的功率損耗初步確定光纖的故障位置；根據(jù)所述首次測試光的功率損耗確定所述首次測試光的動(dòng)態(tài)范圍；根據(jù)初步確定的光纖的故障位置預(yù)估對(duì)待測光纖進(jìn)行二次監(jiān)測時(shí)所需的二次測 試光的動(dòng)態(tài)范圍；根據(jù)測試光的動(dòng)態(tài)范圍、脈沖寬度和脈沖時(shí)間間隔之間的關(guān)系重新確定脈沖寬度 和脈沖時(shí)間間隔；以重新確定的脈沖寬度和脈沖時(shí)間間隔發(fā)出二次測試光以在待測光纖中傳輸，以 對(duì)待測光纖進(jìn)行二次監(jiān)測；檢測在待測光纖中傳輸后的二次測試光的功率損耗；以及根據(jù)二次測試光的功率損耗對(duì)待測光纖進(jìn)行二次故障定位。本發(fā)明的光纖故障定位系統(tǒng)及方法對(duì)待測光纖進(jìn)行二次監(jiān)測以達(dá)到二次故障定 位的目的，通過預(yù)估二次測試光的動(dòng)態(tài)范圍，根據(jù)測試光動(dòng)態(tài)范圍與其脈沖脈沖寬度和脈 沖時(shí)間間隔之間的關(guān)系得到的二次監(jiān)測時(shí)測試光的脈沖信號(hào)的脈沖寬度和時(shí)間間隔均縮 小，脈沖寬度越小，能量越小，分辨率越高，所產(chǎn)生的監(jiān)測盲區(qū)也越小，脈沖時(shí)間間隔越小， 產(chǎn)生的誤差也越小，因此，對(duì)待測光纖進(jìn)行二次監(jiān)測減少了監(jiān)測盲區(qū)和誤差，提高了故障定 位的精度。


參照下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的說明，會(huì)更加容易地理解本發(fā)明的以上和其 它目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。附圖中的部件只是為了示出本發(fā)明的原理。在附圖中，相同的或類似 的技術(shù)特征或部件將采用相同或類似的附圖標(biāo)記來表示。圖1為本發(fā)明光纖故障定位系統(tǒng)較佳實(shí)施方式的方框圖。圖2A和圖2B均為測試光在待測光纖中傳輸后的功率損耗的曲線。圖3為本發(fā)明光纖故障定位方法較佳實(shí)施方式的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面參照附圖來說明本發(fā)明的實(shí)施例。在本發(fā)明的一個(gè)附圖或一種實(shí)施方式中描 述的元素和特征可以與一個(gè)或更多個(gè)其它附圖或?qū)嵤┓绞街惺境龅脑睾吞卣飨嘟Y(jié)合。應(yīng) 當(dāng)注意，為了清楚的目的，附圖和說明中省略了與本發(fā)明無關(guān)的、本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知 的部件和處理的表示和描述。請(qǐng)參考圖1，本發(fā)明光纖故障定位系統(tǒng)的較佳實(shí)施方式包括光發(fā)射器10、光功率 檢測儀20、故障定位模塊30、動(dòng)態(tài)范圍檢測模塊40、動(dòng)態(tài)范圍預(yù)估模塊50及參數(shù)重設(shè)模塊 60。光發(fā)射器10用于向待測光纖發(fā)射首次測試光以在待測光纖中傳輸以對(duì)待測光纖 進(jìn)行初步監(jiān)測，首次測試光為固定數(shù)量的具有預(yù)設(shè)脈沖寬度和脈沖時(shí)間間隔的光脈沖信 號(hào)，光發(fā)射器10是以該預(yù)設(shè)脈沖寬度和脈沖時(shí)間間隔向待測光纖發(fā)出首次測試光的。光功率檢測儀20用于接收在待測光纖中傳輸后的首次測試光并檢測首次測試光的功率損耗。故障定位模塊30用于根據(jù)首次測試光的功率損耗初步確定光纖的故障位置，請(qǐng) 參考圖2A和2B，一般，光在光纖中傳播會(huì)由于散射出現(xiàn)功率損耗，當(dāng)光纖某位置出現(xiàn)斷裂、 熔接點(diǎn)等可引起信號(hào)傳輸不連續(xù)的現(xiàn)象時(shí)，反射光的功率損耗的曲線會(huì)出現(xiàn)如圖2A所示 的小角度彎曲或如圖2B所示的尖峰等異?，F(xiàn)象，故障定位模塊30通過觀察首次測試光的 功率損耗曲線判斷光纖是否出現(xiàn)故障并根據(jù)功率損耗的曲線出現(xiàn)異常的位置確定光纖所 對(duì)應(yīng)的故障位置。動(dòng)態(tài)范圍檢測模塊40用于確定首次測試光的動(dòng)態(tài)范圍，動(dòng)態(tài)范圍檢測模塊40是 根據(jù)首次測試光的功率損耗的曲線確定首次測試光的動(dòng)態(tài)范圍，例如，在圖2A中，首次測 試光的動(dòng)態(tài)范圍為最大功率值A(chǔ)l與最小功率值A(chǔ)2之差。由于測試光的動(dòng)態(tài)范圍越大，測試光監(jiān)測待測光纖時(shí)的量程也越大，故障位置的 定位精度也越低，為了提高定位精度，本發(fā)明的光纖故障定位系統(tǒng)對(duì)故障位置進(jìn)行二次定 位。動(dòng)態(tài)范圍預(yù)估模塊50根據(jù)故障定位模塊30所確定的光纖的故障位置重新確定對(duì)待測 光纖進(jìn)行二次監(jiān)測的二次監(jiān)測距離，并根據(jù)二次監(jiān)測距離預(yù)估二次定位時(shí)所需的二次測試 光的動(dòng)態(tài)范圍，上述二次監(jiān)測距離可為故障定位模塊30在第一次監(jiān)測時(shí)所確定的故障位 置與一系數(shù)的乘積，如，故障位置乘以1. 2，二次監(jiān)測距離小于第一次監(jiān)測時(shí)測試光的量程， 即小于第一次監(jiān)測時(shí)的監(jiān)測距離。由于測試光的動(dòng)態(tài)范圍、脈沖寬度、脈沖時(shí)間間隔之間具有如下關(guān)系測試光的動(dòng) 態(tài)范圍每減少一個(gè)單位，脈沖時(shí)間間隔縮小4倍，即單位時(shí)間內(nèi)所發(fā)出的脈沖數(shù)量擴(kuò)大4 倍；測試光的動(dòng)態(tài)范圍每減少一個(gè)單位，其脈沖寬度縮小2倍，一個(gè)單位的動(dòng)態(tài)范圍可為理 論的1.5dB，也可為通過實(shí)驗(yàn)獲取的實(shí)際值。以理論值1.5dB進(jìn)行舉例說明，當(dāng)測試光的動(dòng) 態(tài)范圍減少4. 5dB,即減少3個(gè)單位時(shí)，脈沖時(shí)間間隔縮小43倍，脈沖寬度縮小23倍。參數(shù)重設(shè)模塊60根據(jù)測試光的動(dòng)態(tài)范圍、脈沖寬度和脈沖時(shí)間間隔之間的上述 關(guān)系重新確定脈沖寬度和脈沖時(shí)間間隔。光發(fā)射器10以參數(shù)重設(shè)模塊60重新確定的脈沖寬度和脈沖時(shí)間間隔發(fā)出二次測 試光并在待測光纖中傳輸以對(duì)待測光纖進(jìn)行二次監(jiān)測，光功率檢測儀20檢測二次測試光 的功率損耗，故障定位模塊30根據(jù)二次測試光的功率損耗對(duì)待測光纖進(jìn)行二次故障定位 以更新故障報(bào)警信息，方便后續(xù)對(duì)待測光纖的維修。請(qǐng)參考圖3，本發(fā)明光纖故障定位方法的較佳實(shí)施方式包括以下步驟步驟Sl 光發(fā)射器10以預(yù)設(shè)脈沖寬度和脈沖時(shí)間間隔向待測光纖發(fā)出首次測試 光以在待測光纖中傳輸，以對(duì)待測光纖進(jìn)行初步監(jiān)測。步驟S2 光功率檢測儀20接收在待測光纖中傳輸后的首次測試光并檢測首次測 試光的功率損耗。步驟S3 故障定位模塊30根據(jù)首次測試光的功率損耗初步確定光纖的故障位置， 本步驟中，故障定位模塊30通過觀測首次測試光的功率損耗的曲線初步確定光纖的故障 位置。步驟S4 動(dòng)態(tài)范圍檢測模塊40根據(jù)首次測試光的功率損耗確定首次測試光的動(dòng) 態(tài)范圍，本步驟中，動(dòng)態(tài)范圍檢測模塊40是通過觀測首次測試光的功率損耗的曲線確定首 次測試光的動(dòng)態(tài)范圍的。
步驟S5 動(dòng)態(tài)范圍預(yù)估模塊50根據(jù)故障定位模塊30初步確定的光纖的故障位 置重新確定對(duì)待測光纖進(jìn)行二次監(jiān)測的二次監(jiān)測距離，并根據(jù)二次監(jiān)測距離預(yù)估二次監(jiān)測 時(shí)所需的二次測試光的動(dòng)態(tài)范圍，上述二次監(jiān)測距離小于對(duì)待測光纖進(jìn)行初步監(jiān)測時(shí)的量 程，即小于初步監(jiān)測的監(jiān)測距離。步驟S6 參數(shù)重設(shè)模塊60根據(jù)測試光的動(dòng)態(tài)范圍、脈沖寬度和脈沖時(shí)間間隔之間 的關(guān)系重新確定脈沖寬度和脈沖時(shí)間間隔。步驟S7 光發(fā)射器10以步驟S6中重新確定的脈沖寬度和脈沖時(shí)間間隔發(fā)出二次 測試光以在待測光纖中傳輸，以對(duì)待測光纖進(jìn)行二次監(jiān)測。步驟S8 光功率檢測儀20接收在待測光纖中傳輸后的二次測試光并檢測二次測 試光的功率損耗。步驟S9 故障定位模塊30根據(jù)二測試光的功率損耗對(duì)待測光纖進(jìn)行二次故障定 位。由于二次監(jiān)測距離小于第一次監(jiān)測時(shí)首次測試光的量程，二次監(jiān)測的二測試光的 動(dòng)態(tài)范圍也變小，根據(jù)測試光動(dòng)態(tài)范圍與其脈沖信號(hào)的脈沖寬度和時(shí)間間隔之間的上述關(guān) 系得到的二次測試光的脈沖寬度和脈沖時(shí)間間隔均縮小，脈沖信號(hào)的脈沖寬度越小，能量 越小，分辨率越高，所產(chǎn)生的監(jiān)測盲區(qū)也越小，脈沖信號(hào)的時(shí)間間隔越小，產(chǎn)生的誤差也越 小，因此，對(duì)待測光纖進(jìn)行二次監(jiān)測減少了監(jiān)測盲區(qū)和誤差，提高了故障定位的精度。本發(fā) 明的光纖故障定位系統(tǒng)及方法可應(yīng)用在OTDR中。在本發(fā)明的設(shè)備和方法中，顯然，各部件或各步驟是可以分解、組合和/或分解后 重新組合的。這些分解和/或重新組合應(yīng)視為本發(fā)明的等效方案。還需要指出的是，執(zhí)行上 述系列處理的步驟可以自然地按照說明的順序按時(shí)間順序執(zhí)行，但是并不需要一定按照時(shí) 間順序執(zhí)行。某些步驟可以并行或彼此獨(dú)立地執(zhí)行。同時(shí)，在上面對(duì)本發(fā)明具體實(shí)施例的 描述中，針對(duì)一種實(shí)施方式描述和/或示出的特征可以以相同或類似的方式在一個(gè)或更多 個(gè)其它實(shí)施方式中使用，與其它實(shí)施方式中的特征相組合，或替代其它實(shí)施方式中的特征。
權(quán)利要求
1.一種光纖故障定位系統(tǒng)，包括光發(fā)射器，用于以預(yù)設(shè)脈沖寬度和脈沖時(shí)間間隔向待測光纖發(fā)出首次測試光以在待測 光纖中傳輸；光功率檢測儀，用于接收在待測光纖中傳輸后的首次測試光并檢測首次測試光的功率 損耗；故障定位模塊，用于根據(jù)所述首次測試光的功率損耗初步確定光纖的故障位置； 動(dòng)態(tài)范圍檢測模塊，用于根據(jù)所述首次測試光的功率損耗確定首次測試光的動(dòng)態(tài)范圍；動(dòng)態(tài)范圍預(yù)估模塊，用于根據(jù)初步確定光纖的故障位置預(yù)估對(duì)待測光纖進(jìn)行二次監(jiān)測 的二次測試光的動(dòng)態(tài)范圍；以及參數(shù)重設(shè)模塊，用于根據(jù)測試光的動(dòng)態(tài)范圍、脈沖寬度和脈沖時(shí)間間隔之間的關(guān)系重 新確定脈沖寬度和脈沖時(shí)間間隔，使得所述光發(fā)射器以重新確定的脈沖寬度和脈沖時(shí)間間 隔發(fā)出所述二次測試光并在待測光纖中傳輸，所述光功率檢測儀檢測在待測光纖中傳輸后 的二次測試光的功率損耗，所述故障定位模塊根據(jù)所述二次測試光的功率損耗對(duì)待測光纖 進(jìn)行二次故障定位。
2.如權(quán)利要求1所述的光纖故障定位系統(tǒng)，其特征在于，所述動(dòng)態(tài)范圍預(yù)估模塊根據(jù) 故障定位模塊初步確定的光纖的故障位置重新確定對(duì)待測光纖進(jìn)行二次監(jiān)測的二次監(jiān)測 距離，并根據(jù)所述二次監(jiān)測距離預(yù)估所述二次測試光的動(dòng)態(tài)范圍。
3.如權(quán)利要求2所述的光纖故障定位系統(tǒng)，其特征在于，所述二次監(jiān)測距離為所述故 障定位模塊初步確定的光纖的故障位置與一系數(shù)的乘積，所述二次監(jiān)測距離小于所述首次 測試光的量程。
4.如權(quán)利要求1所述的光纖故障定位系統(tǒng)，其特征在于，所述故障定位模塊根據(jù)所述 首次測試光的功率損耗的曲線初步確定光纖的故障位置，所述動(dòng)態(tài)范圍檢測模塊根據(jù)所述 首次測試光的功率損耗的曲線確定首次測試光的動(dòng)態(tài)范圍。
5.如權(quán)利要求1所述的光纖故障定位系統(tǒng)，其特征在于，所述測試光的動(dòng)態(tài)范圍、脈沖 寬度和脈沖時(shí)間間隔之間的關(guān)系為測試光的動(dòng)態(tài)范圍每減少一個(gè)單位，脈沖時(shí)間間隔縮 小4倍，脈沖寬度縮小2倍，所述一個(gè)單位的動(dòng)態(tài)范圍為1. 5dB。
6.一種光纖故障定位方法，包括以預(yù)設(shè)脈沖寬度和脈沖時(shí)間間隔向待測光纖發(fā)出首次測試光以在待測光纖中傳輸； 接收在待測光纖中傳輸后的首次測試光并檢測首次測試光的功率損耗； 根據(jù)所述首次測試光的功率損耗初步確定光纖的故障位置； 根據(jù)所述首次測試光的功率損耗確定所述首次測試光的動(dòng)態(tài)范圍； 根據(jù)初步確定的光纖的故障位置預(yù)估對(duì)待測光纖進(jìn)行二次監(jiān)測時(shí)所需的二次測試光 的動(dòng)態(tài)范圍；根據(jù)測試光的動(dòng)態(tài)范圍、脈沖寬度和脈沖時(shí)間間隔之間的關(guān)系重新確定脈沖寬度和脈 沖時(shí)間間隔；以重新確定的脈沖寬度和脈沖時(shí)間間隔發(fā)出二次測試光以在待測光纖中傳輸，以對(duì)待 測光纖進(jìn)行二次監(jiān)測；檢測在待測光纖中傳輸后的二次測試光的功率損耗；以及根據(jù)二次測試光的功率損耗對(duì)待測光纖進(jìn)行二次故障定位。
7.如權(quán)利要求6所述的光纖故障定位方法，其特征在于，所述預(yù)估對(duì)待測光纖進(jìn)行二 次監(jiān)測時(shí)所需的二次測試光的動(dòng)態(tài)范圍的步驟包括根據(jù)所述初步確定的光纖的故障位置 重新確定對(duì)待測光纖進(jìn)行二次監(jiān)測的二次監(jiān)測距離，并根據(jù)所述二次監(jiān)測距離預(yù)估所述二 次測試光的動(dòng)態(tài)范圍。
8.如權(quán)利要求7所述的光纖故障定位方法，其特征在于，所述重新確定對(duì)待測光纖進(jìn) 行二次監(jiān)測的二次監(jiān)測距離的步驟包括將初步確定的光纖的故障位置與一系數(shù)相乘以得 到所述二次監(jiān)測距離。
9.如權(quán)利要求6所述的光纖故障定位方法，其特征在于，所述初步確定光纖的故障位 置的步驟包括根據(jù)所述首次測試光的功率損耗的曲線初步確定光纖的故障位置，所述確定 所述首次測試光的動(dòng)態(tài)范圍的步驟包括根據(jù)所述首次測試光的功率損耗的曲線確定首次 測試光的動(dòng)態(tài)范圍。
10.如權(quán)利要求6所述的光纖故障定位方法，其特征在于，所述測試光的動(dòng)態(tài)范圍、脈 沖寬度和脈沖時(shí)間間隔之間的關(guān)系為測試光的動(dòng)態(tài)范圍每減少一個(gè)單位，脈沖時(shí)間間隔 縮小4倍，脈沖寬度縮小2倍，所述一個(gè)單位的動(dòng)態(tài)范圍為1. 5dB。
全文摘要
本申請(qǐng)涉及一種光纖故障定位系統(tǒng)及方法。該光纖故障定位方法包括以預(yù)設(shè)脈沖寬度和脈沖時(shí)間間隔發(fā)出測試光以在待測光纖中傳輸；檢測測試光的功率損耗；根據(jù)測試光的功率損耗初步確定光纖的故障位置；根據(jù)測試光的功率損耗確定測試光的動(dòng)態(tài)范圍；根據(jù)初步確定的光纖的故障位置預(yù)估對(duì)待測光纖進(jìn)行二次監(jiān)測時(shí)所需的二次測試光的動(dòng)態(tài)范圍；根據(jù)測試光的動(dòng)態(tài)范圍、脈沖寬度和脈沖時(shí)間間隔之間的關(guān)系重新確定脈沖寬度和脈沖時(shí)間間隔；以重新確定的脈沖寬度和脈沖時(shí)間間隔發(fā)出二次測試光以在待測光纖中傳輸；檢測二次測試光的功率損耗；以及根據(jù)二次測試光的功率損耗對(duì)待測光纖進(jìn)行二次故障定位。本發(fā)明能夠提高光纖故障定位的精度。
文檔編號(hào)H04B10/08GK102088315SQ201110066960
公開日2011年6月8日 申請(qǐng)日期2011年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月18日
發(fā)明者付勇, 王偉 申請(qǐng)人:北京銳鋒鈍石科技有限公司