一種基于熱致光纖偏振態(tài)變化的光纜故障點精確定位的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于熱致光纖偏振態(tài)變化的光纜故障點精確定位的方法，包括步驟：1）獲得故障光纜故障點到測試裝置的光纖光學長度Lb，確定Lb點距離測試裝置的位置點為B點；2）選取參考點A；3）獲取被測故障光纜中光纖后向散射信號曲線數(shù)據(jù)D1；4）獲取被測故障光纜中光纖后向散射信號曲線數(shù)據(jù)D2；5）建立數(shù)據(jù)D1和數(shù)據(jù)D2函數(shù)坐標；6）建立信號數(shù)據(jù)序列D'的函數(shù)坐標；7）建立信號數(shù)據(jù)序列D的函數(shù)坐標；8）計算數(shù)據(jù)序列D，記錄c點的光纖光學長度La；9）比較La和Lb；10）計算光纜長度Lc=（Lb?La）/(1+R)，得到故障點位置。這種方法能夠方便、快速精確地找出光纜故障點的位置，縮短維護人員找到光纜故障點位置的時間進而縮短維護時間。
【專利說明】
一種基于熱致光纖偏振態(tài)變化的光纜故障點精確定位的方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及光通信測試領域，特別是涉及一種基于熱致光纖偏振態(tài)變化的光纜故障點精確定位的方法。
【背景技術】
[0002]目前，在維護光纜網(wǎng)絡時，最方便、最常用的工具是光時域反射儀(OTDR)。光時域反射儀是通過光纖后向散射信號來分析光纖的工作狀態(tài)，例如光纖鏈路衰減、連接點的質量、光纖長度、是否彎曲過度等等。通過分析光纖的工作狀態(tài)，大致可以分析出光纜的工作狀態(tài)。特別是當光纜網(wǎng)絡出現(xiàn)故障時，通過分析光纖的衰減曲線可以進行故障定位，只有進行故障定位后，才能排除故障，使光纜網(wǎng)絡恢復正常。故障的快速、準確定位，對于快速排除故障來說，無疑是極其重要的。
[0003]在使用光時域反射儀對光纜故障，如:光纜被折斷，進行故障定位時，通過光時域反射儀測量得到的是光纖的光學長度，而不是光纜的實際長度，實際工作中，我們是通過光纖的長度和光纜余長系數(shù)估算出光纜的長度，然后通過一些特殊坐標點，如:距離光纜故障點最近的光纖熔接點處光纜連接盒的位置，結合估算出的該處光纜連接盒到光纜故障點距離的光纜長度，進一步判斷光纜故障點的實際位置。
[0004]在實際工作中，由于各種因素，如此估算出的光纜故障點位置與真實的光纜故障點位置會存在一定的誤差，這種誤差通常在50-200米之間，在光纜被機械拉斷或挖斷時，故障處光纜被破壞的外觀特征明顯，這種誤差影響不大，維護人員很容易就能發(fā)現(xiàn)光纜故障點。但是，如果遇上的是光纜外部損傷小但內部出現(xiàn)斷纖、斷股現(xiàn)象，或者是過度彎曲之類的故障，故障處光纜被破壞的外觀特征不明顯，50-200米的定位誤差就會使故障定位難度大大增加，維護人員需要對這50-200米的光纜進行仔細觀察、辨別，才能確定光纜故障點的準確位置，如此一來，尋找故障點的時間較長。
[0005]目前對光纜故障進行精確位置定位的方法主要有二種:使用P-OTDR即偏振-光時域反射儀探測彎曲光纜的方式、使用B-OTDR即布里淵-光時域反射儀和R-OTDR即曼-光時域反射儀探測加熱光纜的方式。
[0006]使用P-OTDR探測彎曲光纜的方式對光纜故障進行精確位置定位，缺點是要求能夠對光纜進行直徑Im左右的彎曲。如果光纜被敷設得較緊，抽不出足夠長度的光纜用于彎曲，那么實施光纜彎曲就比較困難，通過使用P-OTDR探測彎曲光纜的方式對光纜故障進行精確位置定位也就變得十分不便。
[0007]使用B-OTDR或R-OTDR探測加熱光纜的方式對光纜故障進行精確位置定位，主要的缺點是B-OTDR和R-OTDR的成本高。

【發(fā)明內容】

[0008]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術的不足，而提供一種光纜故障點精確定位的方法。這種方法能夠方便、快速精確地通過光纜加熱位置找出光纜故障點的位置，縮短維護人員找到光纜故障點位置的時間進而縮短維護時間。
[0009]實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術方案是:
一種基于熱致光纖偏振態(tài)變化的光纜故障點精確定位的方法，包括如下步驟:
1)使用測量裝置中的普通光時域反射儀功能對故障光纜進行測試，獲得故障光纜故障點到測試裝置的光纖光學長度Lb，并確定Lb點距離測試裝置的位置點為B點；
2)在故障光纜上選取一個參考點A，參考點A到測試裝置的光纜長度為0.85 X Lb -0.95 X Lb ；
3)在參考點A處，使用加熱裝置將一段0.3m-2m的光纜加熱至50-70°C，通過測量裝置中的偏振敏感光時域反射儀功能獲取被測故障光纜中光纖的第一組后向散射信號曲線數(shù)據(jù)Dl，測量所用脈沖寬度為Twl，測量時間為Tl;
4)在參考點A點，將被加熱的光纜部分降溫至環(huán)境溫度，通過測量裝置中的偏振敏感光時域反射儀功能，獲取被測故障光纜中光纖的第二組后向散射信號曲線數(shù)據(jù)D2，測量所用脈沖寬度為Tw2，測量時間為T2;
5)建立數(shù)據(jù)Dl和數(shù)據(jù)D2為被測光纖后向散射信號幅度與光纖長度的函數(shù)坐標，Y軸表不后向散射信號幅度，單位為dB，OdB值對應于噪聲均方根值;X軸表不光纖長度；
6)將數(shù)據(jù)Dl和數(shù)據(jù)D2進行相減運算，得到信號數(shù)據(jù)序列D’，以曲線方式進行顯示信號數(shù)據(jù)序列D’，建立信號數(shù)據(jù)序列D ’的函數(shù)坐標，Y軸表示后向散射信號幅度的變化，X軸表示光纖長度；
7)在信號數(shù)據(jù)序列D’的函數(shù)坐標中，將X軸的取值范圍限定為0-Lb，X=0的點定義為坐標原點，所有Y軸的值均減去坐標原點的Y值，并取絕對值，得到信號數(shù)據(jù)序列D;建立信號數(shù)據(jù)序列D的函數(shù)坐標，Y軸表示后向散射信號幅度在溫度變化前后的幅度差，X軸表示光纖長度；
8)從坐標原點開始，向X軸正向逐點位移計算數(shù)據(jù)序列D，當信號數(shù)據(jù)序列D中的Y值出現(xiàn)大于設定的閾值Yt時，記錄下曲線上的該點，從該點往坐標原點方向進行逐點位移、計算，當曲線上某一點的曲線斜率由正值開始變?yōu)樨撝祷蛄銜r，該點對應于光纜被加熱處，記為c點，c點的X軸的值為光纜被加熱處到測量裝置的光纖光學長度La ;
9)比較La和Lb:
如果Lb減La小于200m，則將A點作為參考點；
如果Lb減La大于200m，以(Lb - La)值及光纜余長系數(shù)為依據(jù)，向光纜故障點B點方向移動一段距離，重復步驟2)-步驟8)，重新選擇下一個參考點，，直至找到一個Lb減La小于200m的參考點A，以此參考點為最終的參考點A;
10)以最終的參考點A、(Lb- La)值、光纜余長系數(shù)R為依據(jù)，根據(jù)光纜余長系數(shù)的定義，計算長度為(Lb - La)的光纖對應的光纜長度Lc，Lc =(Lb - La)/(1+R)，從最終的參考點A向B點方向移動長度Lc，此時的位置即是故障點實際位置。
[0010]所述測量所用脈沖寬度Twl和Tw2均為40ns-320ns。
[0011]所述測量時間為Tl和T2均為ls_60s。
[0012]所述的閾值Yt為0.20dB-6dB。
[0013]上述方法的原理是當一段光纖的溫度發(fā)生變化時，會導致經過該段光纖的光信號偏振態(tài)發(fā)生變化，使用偏振敏感光時域反射儀(P-OTDR)可以探測該變化。因此，先使用光時域反射儀的OTDR功能獲得光纜故障點到測試儀的光纖光學長度，然后選取一段距離故障點較近的光纜，對其進行加熱，利用偏振敏感光時域反射儀P-OTDR探測光纖因溫度變化而導致的光信號偏振態(tài)變化，得到加熱點到偏振敏感光時域反射儀(P - O T D R )處的光纖光學長度，并通過絕對定位和相對定位，逐次逼近，最終確定光纜故障點位置。
[0014]實現(xiàn)上述方法中的測量裝置包括一個OTDR模塊、二個1x2光開關或者一個2x2光開關、一個光纖起偏/檢偏器，光纖起偏/檢偏器的一個端口連接OTDR模塊的輸入/輸出端，另一個端口連接被測光纜或光纖。當光開關的選擇的光路使OTDR模塊的光信號經過光纖起偏/檢偏器到達被測光纜或光纖，測量裝置執(zhí)行偏振敏感光時域反射功能；當光開關的選擇的光路使OTDR模塊的光信號不經過光纖起偏/檢偏器，而是通過一段短光纖到達被測光纜或光纖，則測量裝置執(zhí)行普通OTDR功能。
[0015]這種方法能夠方便、快速精確地通過光纜加熱位置找出光纜故障點的位置，縮短維護人員找到光纜故障點位置的時間進而縮短維護時間。
【附圖說明】
[0016]圖1圖2為實施例中兩種不同結構的測量裝置的結構示意圖。
[0017]圖中，丨.0TDR模塊2.1x2光開關3.光纖起偏/檢偏器4.被測光纜5.2x2光開關A.光纜加熱點B.光纜故障點。
【具體實施方式】
[0018]下面結合實施例和附圖對本
【發(fā)明內容】
作進一步的闡述，但不是對本發(fā)明的限定。
[0019]實施例:
參照圖1，圖2，一種基于熱致光纖偏振態(tài)變化的光纜故障點精確定位的方法，包括如下步驟:
1)使用測量裝置中的普通光時域反射功能對故障光纜進行測試，獲得故障光纜故障點到測試裝置的光纖光學長度Lb，并確定Lb點距離測試裝置的位置點為光纜故障B點；
2)在故障光纜上選取一個參考點光纜加熱點A，參考點光纜加熱點A到測試裝置的光纜長度為0.85XLb - 0.95XLb ；
3)在參考點光纜加熱點A處，使用加熱裝置將一段0.3m-2m的光纜加熱至50-70°C，通過測量裝置中的偏振敏感光時域反射儀功能獲取被測故障光纜中光纖的第一組后向散射信號曲線數(shù)據(jù)Dl，測量所用脈沖寬度為Twl，測量時間為Tl;
4)在參考點光纜加熱點A點，將被加熱的光纜部分降溫至環(huán)境溫度，通過測量裝置中的偏振敏感光時域反射儀功能，獲取被測故障光纜中光纖的第二組后向散射信號曲線數(shù)據(jù)D2，測量所用脈沖寬度為Tw2，測量時間為T2;
5)建立數(shù)據(jù)Dl和數(shù)據(jù)D2為被測光纖后向散射信號幅度與光纖長度的函數(shù)坐標，Y軸表不后向散射信號幅度，單位為dB，OdB值對應于噪聲均方根值;X軸表不光纖長度；
6)將數(shù)據(jù)Dl和數(shù)據(jù)D2進行相減運算，得到信號數(shù)據(jù)序列D’，以曲線方式進行顯示信號數(shù)據(jù)序列D’，建立信號數(shù)據(jù)序列D ’的函數(shù)坐標，Y軸表示后向散射信號幅度的變化，X軸表示光纖長度；
7)在信號數(shù)據(jù)序列D’的函數(shù)坐標中，將X軸的取值范圍限定為0-Lb，X=0的點定義為坐標原點，所有Y軸的值均減去坐標原點的Y值，并取絕對值，得到信號數(shù)據(jù)序列D;建立信號數(shù)據(jù)序列D的函數(shù)坐標，Y軸表示后向散射信號幅度在溫度變化前后的幅度差，X軸表示光纖長度；
8)從坐標原點開始，向X軸正向逐點位移計算數(shù)據(jù)序列D，當信號數(shù)據(jù)序列D中的Y值出現(xiàn)大于設定的閾值Yt時，記錄下曲線上的該點，從該點往坐標原點方向進行逐點位移、計算，當曲線上某一點的曲線斜率由正值開始變?yōu)樨撝祷蛄銜r，該點對應于光纜被加熱處，記為c點，c點的X軸的值為光纜被加熱處到測量裝置的光纖光學長度La ;
9)比較La和Lb:
如果Lb減La小于200m，則將參考點光纜加熱點A點作為參考點；
如果Lb減La大于200m，以(Lb - La)值及光纜余長系數(shù)為依據(jù)，向光纜故障點B點方向移動一段距離，重復步驟2)-步驟8)，重新選擇下一個參考點，，直至找到一個Lb減La小于200m的參考點A，以此參考點為最終的參考點光纜加熱點A;
10)以參考點A、(Lb- La)值、光纜余長系數(shù)R為依據(jù)，根據(jù)光纜余長系數(shù)的定義，計算長度為(Lb - La)的光纖對應的光纜長度Lc，Lc =(Lb - La)/( 1+R)，從最終的參考點光纜加熱點A向光纜故障點B點方向移動長度Lc，此時的位置即是故障點實際位置。
[0020]所述測量所用脈沖寬度Twl和Tw2均為40ns-320ns。
[0021]所述測量時間為Tl和T2均為ls_60s。
[0022]所述的閾值Yt為0.20dB-6dB。
[0023]實現(xiàn)上述方法中的測量裝置包括一個OTDR模塊1、二個1x2光開關2、一個光纖起偏/檢偏器3，光纖起偏/檢偏器3的一個端口連接OTDR模塊I的輸入/輸出端，另一個端口連接被測光纜4。
[0024]光開關的功能是:既可以選擇使OTDR模塊I的信號通過光纖起偏/檢偏器3到達被測光纜4，也可以選擇使OTDR模塊I的信號不通過光纖起偏/檢偏器3，而是通過一段短光纖直接到達被測光纜4。通過控制光開關，使OTDR模塊I的信號不通過光纖起偏/檢偏器3，而是通過一段短光纖或者是光開關內部光路，直接到達被測光纜4，此時測量裝置執(zhí)行普通OTDR的功能;也可以通過控制光開關，使OTDR模塊I的信號通過光纖起偏/檢偏器3到達被測光纜4，此時執(zhí)行P-OTDR的功能。
【主權項】
1.一種基于熱致光纖偏振態(tài)變化的光纜故障點精確定位的方法，其特征是，包括如下步驟: 1)使用測量裝置中的普通光時域反射儀功能對故障光纜進行測試，獲得故障光纜故障點到測試裝置的光纖光學長度Lb，并確定Lb點距離測試裝置的位置點為B點； 2)在故障光纜上選取一個參考點A，參考點A到測試裝置的光纜長度為0.85XLb -0.95 X Lb ； 3)在參考點A處，使用加熱裝置將一段0.3m-2m的光纜加熱至50-70°C，通過測量裝置中的偏振敏感光時域反射儀功能獲取被測故障光纜中光纖的第一組后向散射信號曲線數(shù)據(jù)Dl，測量所用脈沖寬度為Twl，測量時間為Tl; 4)在參考點A點，將被加熱的光纜部分降溫至環(huán)境溫度，通過測量裝置中的偏振敏感光時域反射儀功能，獲取被測故障光纜中光纖的第二組后向散射信號曲線數(shù)據(jù)D2，測量所用脈沖寬度為Tw2，測量時間為T2; 5)建立數(shù)據(jù)Dl和數(shù)據(jù)D2為被測光纖后向散射信號幅度與光纖長度的函數(shù)坐標，Y軸表不后向散射信號幅度，單位為dB，OdB值對應于噪聲均方根值;X軸表不光纖長度； 6)將數(shù)據(jù)Dl和數(shù)據(jù)D2進行相減運算，得到信號數(shù)據(jù)序列D’，以曲線方式進行顯示信號數(shù)據(jù)序列D’，建立信號數(shù)據(jù)序列D ’的函數(shù)坐標，Y軸表示后向散射信號幅度的變化，X軸表示光纖長度； 7)在信號數(shù)據(jù)序列D’的函數(shù)坐標中，將X軸的取值范圍限定為0-Lb，X=0的點定義為坐標原點，所有Y軸的值均減去坐標原點的Y值，并取絕對值，得到信號數(shù)據(jù)序列D;建立信號數(shù)據(jù)序列D的函數(shù)坐標，Y軸表示后向散射信號幅度在溫度變化前后的幅度差，X軸表示光纖長度； 8)從坐標原點開始，向X軸正向逐點位移計算數(shù)據(jù)序列D，當信號數(shù)據(jù)序列D中的Y值出現(xiàn)大于設定的閾值Yt時，記錄下曲線上的該點，從該點往坐標原點方向進行逐點位移、計算，當曲線上某一點的曲線斜率由正值開始變?yōu)樨撝祷蛄銜r，該點對應于光纜被加熱處，記為c點，c點的X軸的值為光纜被加熱處到測量裝置的光纖光學長度La ; 9)比較La和Lb: 如果Lb減La小于200m，則將A點作為參考點； 如果Lb減La大于200m，以(Lb - La)值及光纜余長系數(shù)為依據(jù)，向光纜故障點B點方向移動一段距離，重復步驟2)-步驟8)，重新選擇下一個參考點，直至找到一個Lb減La小于200m的參考點A，以此參考點為最終的參考點A; 10)以最終的參考點A、(Lb- La)值、光纜余長系數(shù)R為依據(jù)，根據(jù)光纜余長系數(shù)的定義，計算長度為(Lb - La)的光纖對應的光纜長度Lc，Lc =(Lb - La)/(1+R)，從最終的參考點A向B點方向移動長度Lc，此時的位置即是故障點實際位置。2.根據(jù)權利要求1所述的基于熱致光纖偏振態(tài)變化的光纜故障點精確定位的方法，其特征是，所述測量所用脈沖寬度Twl和Tw2均為40ns-320ns。3.根據(jù)權利要求1所述的基于熱致光纖偏振態(tài)變化的光纜故障點精確定位的方法，其特征是所述測量時間為Tl和T2均為ls-60s。4.根據(jù)權利要求1所述的基于熱致光纖偏振態(tài)變化的光纜故障點精確定位的方法，其特征是，所述的閾值Yt為0.20dB-6dB。
【文檔編號】H04B10/077GK106027142SQ201610593795
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月26日
【發(fā)明人】胡肖瀟, 鄭維彬, 陽韜
【申請人】桂林聚聯(lián)科技有限公司