一种epon网络中的光纤断点检测仪及检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及光纤通信领域，具体涉及一种光纤断点检测仪及检测方法。
【背景技术】
[0002] 以太网无源光网络（EPON)是一种采用点到多点（P2MP)结构的单纤双向光接入网 络，其典型拓扑结构为树型。EPON系统由局侧的光线路终端（OLT)、用户侧的光网络单元 (ONU)和光分配网络（ODN)组成，为单纤双向系统。在下行方向（0LT到ONU)，OLT发送的信 号通过ODN到达各个0NU。在上行方向（0NU到0LT)，ONU发送的信号只会到达0LT，而不会到 达其他0NU。为了避免数据冲突并提高网络利用效率，上行方向采用时分多址接入（TDM) 方式并对各ONU的数据发送进行仲裁。ODN由光纤和一个或多个无源光分路器等无源光器 件组成，在OLT和ONU间提供光通道。EPON系统参考结构如附图1所示。按照0NU/0NT在 接入网中所处的位置不同，EPON系统可以有几种网络应用类型：光纤到交接箱（FTTCab)、 光纤到楼宇/分线盒（FTTB/C)、光纤到家庭用户（FTTH)、光纤到公司/办公室（FTTO)。光 网络终端（ONT)是指FTTH网络结构中包括用户端口功能的0NU，在本文将ONU和ONT统称 为ONU0
[0003] 在目前运营商广泛部署的EPON网络中，主要应用场合是FTTH，即主要用于解决最 后一公里的问题。在此网络中，由于家庭用户对光纤网络的不了解，极易由于折弯、重压等 导致入户部分的光纤出现断点。目前运营商普遍采用OTDR专用仪表，来检测EPON光纤断 点。OTDR的英文全称是OpticalTimeDomainReflectometer，中文意思为光时域反射仪。 OTDR是利用激光在光纤中传输时的瑞利散射和菲涅尔反射所产生的背向散射而制成的精 密的光电一体化仪表，它被广泛应用于光缆线路的维护、施工之中，可进行光纤长度测量， 断点定位等。
[0004] OTDR测试是通过发射光脉冲到光纤内，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，它们就作为光纤内不同位置上的时间或曲线片断。从发射信号到返 回信号所用的时间，再确定光在玻璃物质中的速度，就可以计算出距离。以下的公式就说明 了OTDR是如何测量距离的。
[0005] d=(cXt)/2 (IOR)
[0006] 其中，c是光在真空中的速度，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）。因为光在玻璃中要比在真空中的速度慢，所以为了 精确地测量距离，被测的光纤必须要指明折射率（IOR)。IOR是由光纤生产商来标明。专业 OTDR仪表的特征在于其发送和接收光信号采用同一端口，同时其测量灵敏度和精度也比较 高。但是专业的OTDR仪表成本高昂，仪器相关装置也比较昂贵，因为其必须使用专用的激 光发射器和返回信息的探测器。并且现有OTDR是采用专用OTDR光模块，发送和接收光口 为同一光口，成本昂贵。可实现远距离光缆故障测试，包括光缆接头衰减、断点等测试。最 远测试距离可达到200公里以上。所使用波长一般为：1310nm、1550nm、1625nm。在测试过 程中，通常需要配备长跳线尾纤以排除出检测盲区，操作上复杂，有一定技术要求。
[0007] 与普通光网络相比，EPON网络断点具有鲜明的特点，一是断点距离用户端近，通常 在500米以内；另一个特点是分布量大，这是由用户基数所决定的。由于需求量巨大，那么 相应的适合本应用的OTDR仪表就应该大幅度降低成本，同时只要满足能测试500米以内断 点的要求即可，而不必大量为装维人员配备价格昂贵的专业OTDR仪表。
【发明内容】
[0008] 发明目的：在FTTH网络中，最后一公里的进户纤（指从用户家至二级分光器一 段）距离通常比较短，使用专用OTDR查找断纤点或者测试长度，显然大材小用且设备使用 成本很高，而且对于轻便携带的要求而言，就显得极其不方便，众多的装维人员不可能人人 携带0TDR，本发明旨在提出一种便携的低成本技术方案去帮助实现这类需求，利用了EPON 综合分析仪现有的硬件平台加以改造，从而实现了FTTH最后一公里接入段光纤的长度及 断点的测试定位。
[0009] 技术方案：一种光纤断点检测仪，包括EPON分析仪、三通分光器和光纤跳线，所述 EPON分析仪包括EPONOLT光模块和EPONONU光模块；其特征在于，所述EPONOLT光模块 通过光纤连接到三通分光器的第一端，所述EPONONU光模块连接到三通分光器的第二端， 所述光纤跳线的一端连接三通分光器的第三端，所述光纤跳线的另一端连接被测光纤的末 端；所述的三通分光器用于将从被测光纤断点反射的光信号分为两束，一束向EPONOLT光 模块方向传播，另一束向EPONONU光模块方向传播。
[0010] 进一步地，所述的EPONONU光模块和三通分光器之间还具有光信号放大器，所述 EPONONU光模块连接光信号放大器，所述光信号放大器和三通分光器的第二端通过光纤连 接。
[0011] 进一步地，所述的光信号放大器为1310nm波长光信号放大器。
[0012] 进一步地，连接三通分光器和EPONOLT光模块的光纤与连接三通分光器和光信号 放大器的光纤长度相同且折射率相同。
[0013] 进一步地，其特征在于，所述的三通分光器的分光比为1:1，接头损耗低于0.ldb。
[0014] 进一步地，所述光纤断点检测仪还包括输入模块和控制模块。
[0015] 进一步地，所述光纤断点检测仪还包括显示模块。
[0016] 进一步地，所述光纤断点检测仪还包括IXD触摸屏，IXD触摸屏同时构成输入模块 和显不板块。
[0017] 进一步地，所述输入模块和/或控制模块和/或显示模块集成于EPON分析仪内。
[0018] 所述控制模块和输入模块可以设置在光纤断点检测仪上，也可以设置在远程终端 上。
[0019] 本发明还公开了一种利用上述的光纤断点检测仪实现的光纤断点检测方法，包括 如下步骤：
[0020] 1)将被测光纤的末端连接光纤跳线的一端；
[0021] 2)EP0NONU光模块发送光信号，并记下当前时刻Tl作为光信号的发射时刻；
[0022] 3)光信号被光信号放大器放大，之后依次经过三通分光器、光纤跳线进入被测光 纤，到达被测光纤断点后反射再次经过光纤跳线、三通分光器后一部分进入EPONOLT光模 块，另一部分进入EPONONU光模块；
[0023] 4)EP0NOLT光模块接收光信号，同时记下当前时刻T2作为反射光信号的接收时 刻；
[0024] 5)通过如下公式计算光纤断点位置：
[0026] 其中，Dde是被测光纤末端到断点之间的距离，Da。是EPONOLT光模块和三通分光 器之间光纤长度，Db。是光信号放大器和三通分光器之间的光纤长度，D^是光纤跳线的长 度，IOR是连接EPONOLT光模块和三通分光器的光纤、连接光信号放大器和三通分光器的 光纤、光纤跳线以及被测光纤的折射率，连接EPONOLT光模块和三通分光器的光纤、连接光 信号放大器和三通分光器的光纤、光纤跳线以及被测光纤的折射率相同；
[0027] 6)显示计算出的光纤断点的测试结果。
[0028] ONU光模块至光信号放大器之间的距离不超过1cm，所花费的时间可以忽略，从精 度要求来讲不需要计算在内。
[0029] 进一步地，所述的光纤断点检测仪中，连接三通分光器和EPONOLT光模块的光纤 与连接三通分光器和光信号放大器的光纤长度相同，均为Dac;b。;所述步骤5)中根据如下公 式计算光纤断点的位置：
[0031] 其中，Dde是被测光纤末端到断点之间的距离，Ded是光纤跳线的长度，IOR是连接 EPONOLT光模块和三通分光器的光纤、连接光信号放大器和三通分光器的光纤、光纤跳线 以及被测光纤的折射率，连接EPONOLT光模块和三通分光器的光纤、连接光信号放大器和 三通分光器的光纤、光纤跳线以及被测光纤的折射率相同；
[0032] 相比于现有技术，本发明的技术方案具有如下有益效果：
[0033] 1、EPON分析仪的主要结构为，由硬件部分EPONOLT模块、EPONONU模块、主板模 块以及显示控制模块加上各软件功能模块组成的针对于EPON网络状态显示及故障排查为 目的的仪器设备。本发明在现有EPON仪表上改造，利用仪表本身光口，发送和接收光口为 不同光口，EPONONU光模块发送，EPONOLT光模块接收。利用了EPON仪表原有光模块（通 用光模块），光模块成本极低、结构简单。
[0034] 2、因ONU光模块的发送光功率不高，且OLT光模块的接收灵敏度也不高，本方案的 测试距离适用于短距离的光纤断点测试维护，特别适用于EPON现场光纤排障使用。弥补了 短距离光纤断点测试这方面的技术空白。
[0035] 3、本方案是通过一根三通光纤分光器来协助完成的，OLT光模块和ONU光模块支 持热插拔，如果出现因光模块引起的测试不准确，可通过更换光模块来排除故障。而且操作 简单，一键测试，并不需要掌握专用OTDR光纤测试的专业知识，直接读出结果。
【附图说明】
[0036] 图1为EPON系统结构图，SNI为业务节点接口，UNI为用户网络侧接口，ODN为光 分配网络；
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