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标题: 光切换OTDR光缆自动监测及故障定位系统及原理 [打印本页]
作者: vguangxian 时间: 2022-1-31 12:14
标题: 光切换OTDR光缆自动监测及故障定位系统及原理
前言
近年来，广电运营商开始相继加大FTTH的规模建设, 逐步取代传统的HFC接入模式。FTTH的维护重心、转为海量光纤线路和智能化的用户终端，其检测和管理手段都必须与光纤相匹配。PON网络的配置、安装、维护流程相对传统的HFC而言更加复杂，现场安装环境不好，维护相对困难，因此对安装维护技术人员的技能要求越来越高。目前、广电网络的FTTH建设整体上还处于初期阶段，面向未来的网络转型和业务发展趋势，需采用新的技术手段和合适的网络运维模式，确保有线网络FTTH全程全网的高效、安全、可靠运行，降低运维成本，提高运维效率，为用户提供优质满意的服务。
常见的光缆监测包括光功率监测和光开关+OTDR监测。光功率监测方案可以监测光纤的总损耗，但不能反应光纤的损耗性能，也不能发现光缆出故障的位置。而OTDR能很好解决测试光纤的损耗性能，通过分析OTDR曲线可以准确地找出光纤故障的类型与距离。之所以需要光开关来切换不同的光纤链路，是因为OTDR成本比较高，通过多路光纤链路来平摊OTDR成本，使整个系统的成本降低。光功率监测接入网统一网管系统就可以做到，其存在故障定位困难的问题。OTDR监测能对光纤故障点进行较精确的定位，但当前光切换开关造价成本较高，不宜大规模部署。因此，我们发明了26路机械光切换开关（国家发明专利、专利号ZL201110256568.X），并在26路的基础上又研发了100路光切换开关。为大面积的接入网多个方向光缆光纤进行了自动监测及故障定位。
光缆自动监测预警系统
“
将OTDR和多路光纤自动切换装置合二为一，组成测量单元，放置在各前端机房或分机房，以备纤检测方式，将机房各条出光缆全部纳入监测范围。维修人员在值班室即可随时对任意光缆光纤进行实时测量，判定故障位置，直接赶赴故障现场维修，缩短了维修时间，提高了维修效率。也可及时发现光缆链路的细微变化，提前预警，提早采取措施，通知相应维护部门处理，做到防患于未然。
故障处理流程如下图1所示。
”
01
系统组成及部署
位机由测量控制软件子系统、GIS显示子系统、后台数据库组成，位于运维部门值班室。下位机（即测量单元）由OTDR测量子系统、多路光纤切换子系统、嵌入式微控制器组成，安装在各个前端机房或分机房。如图2 所示
系统特点
02
常见的微机械式光开关与本系统中的光纤适配器光开关相比，虽然具有体积小、切换速度快等优点，但也有成本高、技术复杂、维修困难等问题。有些微机械式光开关由于受到制造工艺影响，插入损耗、反射损耗、波长范围等指标以及光传输的方向性，都有不同程度劣化或限制。
光缆的OTDR曲线与光缆在GIS地图上的位置同步显示，鼠标点击OTDR曲线任意位置、或事件，在GIS地图上都会同时反映出实际位置，实现抽象数据与形象显示的结合。
机械式光开关采用机械手和光纤连接适配器来实现光纤切换，实用、可靠、易于维修，切换路数多，切换一致性好。
03
系统工作原理
上位机控制软件通过局域网发送测量命令，下位机解析命令帧参数，分别传输给100路光纤切换子系统、OTDR测量子系统。100路光纤切换子系统实现多选一光缆切换，将待测的多路目标光缆分别与OTDR测量子系统联通。OTDR测量子系统按照命令给定的参数进行测量，并将测量数据传送给上位机。上位机接收数据，进行存储、显示、分析、对比、打印等操作。如图3所示
有线网络的FTTH系统部署时，需要按比例在用户家设置测试终端，当同一节点处所有测试终端全部在网管中出现光纤中断故障时，光缆启动监测系统，同时光缆监测系统无故障时每天巡检一遍。如图4所示。
光纤切换子系统
04
光缆链路的自动循环测量系统，关键部件之一是多路光纤自动切换装置（俗称：多路光开关）。光开关采用传统机械设计和现代激光加工工艺，制成机械手实现尾纤的插拔，使用简单成熟的标准光纤连接适配器，实现26/100路选一的光纤切换。
操作流程：
① 下位机嵌入式微控制器接收上位机发出的切换命令。
② 驱动纵向直流电机提起机械手。
③ 驱动横向步进电机将机械手移动到目标适配器位置。
④ 驱动纵向直流电机将光纤插头插入光纤连接适配器中。
⑤ 启动OTDR测量程序。
⑥ 测量完成后，将数据发往上位机。如图5-7
图5 | 测量单元外形图
图6 | 机械手结构图
图7 | 曲线对比
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