一种多路纤芯测试装置及方法
【专利摘要】本发明提供一种多路纤芯测试装置及方法，该装置包括：脉冲发生器、光源、光路开关、定向耦合器、光电检测器、信号处理装置、MCU芯片及主时钟；所述的光路开关设有多个光传输端口，每一光传输端口连接一备用光纤；脉冲发生器产生电脉冲信号，并发送至光源；光源将电脉冲信号转换为光脉冲信号，通过定向耦合器发送至光路开关；光路开关连接对应光传输端口的备用光纤，将光脉冲信号传送给该备用光纤并接收回馈的光信号，通过定向耦合器传输至光电检测器；光电检测器将光信号转换为电信号，输出至信号处理装置；信号处理装置根据电信号生成发光强度-距离性能曲线，传输至MCU芯片；MCU芯片根据该性能曲线对备用光纤的性能参数进行比对，生成测试结果。
【专利说明】-种多路纤巧测试装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明是关于电力系统中的光纤通信技术，具体地，是关于一种多路纤巧测试装 置及方法。
【背景技术】
[0002] 光纤通信是W光纤作为传输通道，利用光作为信息载体的通信方式。由于光纤具 有较高的可靠性、信息的保密性、优越的机械性能和成本较低等显著特点，光纤成为了电力 系统信号传输的重要媒介。
[0003] 光纤通信中广泛采用OTDR(光时域反射仪）对光纤的传输衰减和故障定位进行判 断。OTDR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的。当光脉 冲在光纤内传输时，会由于光纤本身的性质、连接器、结合点、弯曲或其他类似的事件而发 生散射、反射。其中一部分的散射和反射就会回到OTDR中，有用信息由OTDR的探测器进行 测量。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W计算出反 射距离，同时在仪器屏幕上显示出光纤的性能曲线图。
[0004] OTDR具有便于携带、光纤性能测试准确和故障诊断位置精确等优点，但同时也具 有一些缺陷。传统OTDR只具备一个光模块，一次只能对一根光纤进行发光和性能测试；待 查看并保存该根光纤性能参数后，才能对下一根纤巧继续测试。在实际电力通信生产作业 中，通信运维人员会对变电站通信机房的0DF备用纤巧进行测试，检查纤巧好坏并将测试 数据记录下来，而针对备用线巧的测试耗时最长；〇TDR操作使用不便捷，测试记录工序反 复，需要两人W上结合作业。站点之间线路数量少时需两小时左右，线路多时则耗时接近一 天。"插光纤一 OTDR测试一数据记录一拔光纤一插下一根光纤"的机械式纤巧测试模式严 重降低了运维人员的工作效率，且在反复连续插拔一根光纤时，工作人员容易造成测试纤 巧的错插和对左右所带业务光纤造成的误碰。因此，需要提出一种新的针对OTDR多路纤巧 的测试方案，W提高整个测试过程的效率，并降低人为操作所导致的误差。
【发明内容】
[0005] 本发明实施例的主要目的在于提供一种多路纤巧测试装置及方法，释放了人力， 降低了劳动强度，可提高对待测光纤的整个测试过程的效率，并可降低人为操作所导致的 误差。
[0006] 为了实现上述目的，本发明实施例提供一种多路纤巧测试装置，所述的多路纤巧 测试装置包括：脉冲发生器、光源、光路开关、定向禪合器、光电检测器、信号处理装置、MCU 巧片及主时钟；所述的光路开关设有多个光传输端口，每一光传输端口连接一备用光纤； 其中，所述的主时钟向所述的脉冲发生器发送一时钟信号，并向所述的信号处理装置发送 一频率信号；所述的MCU巧片向所述的脉冲发生器发送一周期发射时间信号，并向所述的 光路开关发送一开关切换信号；所述的脉冲发生器根据所述时钟信号产生电脉冲信号，并 根据所述周期发射时间信号将所述的电脉冲信号发送至所述的光源；所述的光源将所述的 电脉冲信号转换为光脉冲信号，并将所述的光脉冲信号发送至所述的定向禪合器；所述的 定向禪合器将所述光脉冲信号输出至所述的光路开关；所述的光路开关接收所述的光脉冲 信号及所述开关切换信号，根据所述开关切换信号连接对应光传输端口的备用光纤，然后 将所述光脉冲信号传送给所述对应光传输端口的备用光纤并接收回馈的光信号，将所述光 信号传送给所述的定向禪合器；所述的定向禪合器接收所述光信号，并将所述光信号输出 至所述的光电检测器；所述的光电检测器将所述光信号转换为电信号，并将所述电信号输 出至所述的信号处理装置；所述的信号处理装置接收所述频率信号及电信号，根据所述的 频率信号将所述的电信号转换为数字信号，根据所述的数字信号生成发光强度-距离性能 曲线，并将所述的发光强度-距离性能曲线传输至所述的MCU巧片；所述MCU巧片根据所述 的发光强度-距离性能曲线对所述对应光传输端口的备用光纤的性能参数进行比对，生成 测试结果。
[0007] 在一实施例中，上述的MCU巧片具体用于：根据所述的发光强度-距离性能曲线获 取所述对应光传输端口的备用光纤的测试距离误差及衰耗值；判断所述测试距离误差与一 标准误差值的大小，并判断所述衰耗值与一标准衰耗值的大小；当所述测试距离误差大于 所述标准误差值，和/或所述衰耗值大于所述标准衰耗值时，判断所述对应光传输端口的 备用光纤为问题光纤；否则，判断所述对应光传输端口的备用光纤为正常光纤；输出对所 述对应光传输端口的备用光纤的判断结果作为所述的测试结果。
[000引在一实施例中，上述的多路纤巧测试装置还包括；放大器，所述的放大器连接于所 述的光电检测器与信号处理装置之间，所述的放大器接收所述光电检测器输出的所述电信 号，将所述的电信号进行放大后传输至所述的信号处理装置。
[0009] 在一实施例中，上述的多路纤巧测试装置还包括；数据输出装置，所述的数据输出 装置与所述MCU巧片连接，接收并输出所述的测试结果。
[0010] 在一实施例中，上述的多路纤巧测试装置还包括；显示器，所述的显示器与所述的 数据输出装置连接，接收并显示所述的发光强度-距离性能曲线及测试结果。
[0011] 本发明实施例还提供一种多路纤巧测试方法，应用于上述的多路纤巧测试装置， 其特征在于，所述的多路纤巧测试方法包括；所述脉冲发生器产生一电脉冲信号，并将所述 的电脉冲信号发送至所述的光源；所述光源将所述的电脉冲信号转换为光脉冲信号，并通 过所述的定向禪合器将所述光脉冲信号发送至所述的光路开关；所述光路开关根据所述 MCU巧片发送的一开关切换信号连接对应光传输端口的备用光纤，将所述光脉冲信号传输 至所述对应光传输端口的备用光纤并接收回馈的光信号，然后通过所述定向禪合器将所述 光信号传输至所述的光电检测器；所述光电检测器将所述光信号转换为电信号，并将所述 电信号输出至所述的信号处理装置；所述信号处理装置接收所述电信号，根据所述的电信 号生成发光强度-距离性能曲线，并将所述的发光强度-距离性能曲线传输至所述的MCU 巧片；所述MCU巧片根据所述的发光强度-距离性能曲线对所述对应光传输端口的备用光 纤的性能参数进行比对，生成测试结果。
[0012] 在一实施例中，上述的MCU巧片根据所述的发光强度-距离性能曲线对所述对应 光传输端口的备用光纤的性能参数进行比对，生成测试结果，包括：所述MCU巧片根据所述 的发光强度-距离性能曲线获取所述对应光传输端口的备用光纤的测试距离误差及衰耗 值；判断所述测试距离误差与一标准误差值的大小，并判断所述衰耗值与一标准衰耗值的 大小；当所述测试距离误差大于所述标准误差值，和/或所述衰耗值大于所述标准衰耗值 时，判断所述对应光传输端口的备用光纤为问题光纤；否则，判断所述对应光传输端口的备 用光纤为正常光纤；输出对所述对应光传输端口的备用光纤的判断结果作为所述的测试结 果。
[0013] 在一实施例中，上述的光路开关根据所述MCU巧片发送的一开关切换信号连接对 应光传输端口的备用光纤，包括；所述光路开关根据多个所述的开关切换信号的接收时间 顺序分别单独连接每一所述对应光传输端口的备用光纤，W分别测试每一备用光纤。
[0014] 在一实施例中，上述的脉冲发生器产生一电脉冲信号，并将所述的电脉冲信号发 送至所述的光源，包括：所述脉冲发生器接收所述主时钟发送的一时钟信号，并接收所述 MCU巧片发送的一周期发射时间信号；所述的脉冲发生器根据所述时钟信号产生所述电脉 冲信号，并根据所述周期发射时间信号将所述的电脉冲信号发送至所述的光源。
[0015] 在一实施例中，上述的信号处理装置接收所述电信号，根据所述的电信号生成发 光强度-距离性能曲线，并将所述的发光强度-距离性能曲线传输至所述的MCU巧片，包 括：所述的信号处理装置接收所述电信号及所述主时钟发送的一频率信号；所述的信号处 理装置根据所述的频率信号将所述的电信号转换为数字信号，根据所述的数字信号生成所 述发光强度-距离性能曲线，并将所述的发光强度-距离性能曲线传输至所述的MCU巧片。
[0016] 本发明实施例的有益效果在于，通过本发明，能够在实际的生产工作中，减少备用 纤巧测试需要的人员数量和仪器操作重复性，也一定程度上避免了在纤巧插拔过程中造成 的错插和误碰，降低劳动强度，显著提高作业效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述 中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些 实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可W根据该些 附图获得其他的附图。
[0018] 图1为根据本发明实施例的多路纤巧测试装置100的结构示意图；
[0019] 图2为根据本发明实施例的备用光纤的示意图；
[0020] 图3A及图3B为根据本发明实施例对备用光纤进行测试所得性能曲线示意图；
[0021] 图4为根据本发明实施例的多路纤巧测试方法的流程图。
【具体实施方式】
[0022] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0023] 本发明实施例提供一种多路纤巧测试装置及方法。W下结合附图对本发明进行详 细说明。
[0024] 本发明实施例提供一种多路纤巧测试装置，W对备用光纤进行性能测试。如图1 所示，该多路纤巧测试装置100包括；脉冲发生器1、光源2、定向禪合器3、光路开关4、光电 检测器5、信号处理装置6、MCU巧片7及主时钟8。
[0025] 在测试开始阶段，上述的主时钟8向脉冲发生器1发送一时钟信号，并向信号处理 装置6发送一频率信号；上述的MCU巧片7向脉冲发生器1发送一周期发射时间信号，并向 光路开关3发送一开关切换信号。其中，该时钟信号用W使脉冲发生器1 W-定频率产生 电脉冲信号；频率信号用W为信号处理装置6提供工作频率，使信号处理装置6的工作频率 与脉冲发生器1产生的电脉冲信号的频率保持同步；周期发射时间信号用W控制脉冲发生 器1产生电脉冲信号的周期发射时间；开关切换信号则用W控制光路开关4的切换。
[0026] 在接收到上述的时钟信号及周期发射时间信号后，脉冲发生器1根据该时钟信号 产生电脉冲信号，并根据该周期发射时间信号将产生的电脉冲信号发送至光源2。
[0027] 光源2将接收到的电脉冲信号转换为光脉冲信号，并将该光脉冲信号发送至定向 禪合器3。该定向禪合器3将光脉冲信号输出至光路开关4。
[002引光路开关4上设有多个光传输端口，每一个光传输端口均对应连接有一待测试的 备用光纤。该备用光纤如图2所示，图2示出的是测试12根备用光纤，其中，第7根和第8 根光纤已被占用，因此并不做测试。需要说明的是，图2所示的12根备用光纤仅为举例说 明，并非用W限制本发明，实际应用中，也可针对24、36或48等多根备用光纤进行测试。相 应地，光路开关4上的光传输端口的数量则可根据备用光纤的数量进行设置。
[0029] 光路开关4接收定向禪合器3传输的光脉冲信号W及MCU巧片7发送的开关切换 信号。其中，该开关切换信号包含有要进行测试的备用光纤所连接的光传输端口的信息。为 表述清楚，下文中将此光传输端口称为光传输端口 a,将与该光传输端口 a对应连接的备用 光纤称为备用光纤Ga。光路开关4根据该开关切换信号中包含的光传输端口 a的信息连接 对应该光传输端口 a的备用光纤Ga，然后将上述光脉冲信号传送给与该光传输端口 a对应 连接的备用光纤Ga。并且，该光路开关4接收从该备用光纤Ga回馈的光信号，并将该光信 号传送给上述的定向禪合器3。
[0030] 在实际应用中，光路开关4根据多个开关切换信号的接收时间顺序，依次分别单 独与每一根对应光传输端口的备用光纤连接，W分别向每一根备用光纤传输光脉冲信号， 并获取每一根备用光纤反馈回的光信号，W对每一根备用光纤进行测试。
[0031] 在另一实施例中，光路开关4也可根据开关切换信号选择其中几根备用光纤依次 进行选择并测试，例如，要测试12根备用光纤中的第1、2、3、5、6、9、10根，则可通过该选择 开关4依次连接第1、2、3、5、6、9、10根备用光纤，并向上述的备用光纤传输光脉冲信号，并 接收相应的回馈信号，同时自动生成相应的数据并保存，本发明并不W此为限，可根据实际 的测试需要进行设置。
[0032] 定向禪合器3接收到光路开关4传输的光信号后，将该光信号输出至上述的光电 检测器5。光电检测器5将接收到的光信号转换为电信号，并将该电信号输出至上述的信号 处理装置6。
[0033] 信号处理装置6接收到上述的频率信号及电信号后，根据该频率信号将该电信号 转换为数字信号，并根据该数字信号中包含的关于备用光纤Ga的发光强度及测试距离等 性能参数生成该备用光纤Ga的发光强度-距离性能曲线，并将该发光强度-距离性能曲线 传输至上述的MCU巧片7。
[0034] 该MCU巧片7根据信号处理装置6发送的发光强度-距离性能曲线对备用光纤Ga 的性能参数进行比对，生成测试结果。具体地，MCU巧片7根据该发光强度-距离性能曲线 获取备用光纤Ga的测试距离误差及衰耗值等性能参数，然后判断该测试距离误差与一标 准误差值的大小，并判断该衰耗值与一标准衰耗值的大小。实际应用中，可W设置该标准误 差值为2. 00公里，设置该标准衰耗值为0. 30地Am,但该两个数值是用W举例说明本发明 实施例中的标准误差值及标准衰耗值，而并非用W限制本发明，可根据不同的应用环境设 置不同的标准误差值及标准衰耗值。
[0035] 当MCU巧片7的判断结果为"测试距离误差大于标准误差值"和"衰耗值大于标准 衰耗值"中的至少一个时，则判断该备用光纤Ga为问题光纤；否则，则判断该备用光纤Ga为 正常光纤。
[0036] 当MCU巧片7对备用光纤Ga判断结束后，输出对该备用光纤Ga的判断结果作为 测试结果。
[0037] 通过W上描述可知，通过本发明实施例的多路纤巧测试装置100,可减少备用纤巧 测试需要的人员数量和仪器操作重复性，也一定程度上避免了在纤巧插拔过程中造成的错 插和误碰，降低劳动强度，显著提高作业效率。
[003引在一实施例中，如图1所示，本发明实施例的多路纤巧测试装置100还可包括一放 大器9,该放大器9连接于光电检测器5与信号处理装置6之间，放大器9用于接收光电检 测器5输出的电信号，将该电信号进行放大后再传输至信号处理装置6。由于该光电检测器 5输出的电信号的信号强度有可能较微弱，通过放大器9对该电信号进行放大，更便于后续 对该电信号进行处理。
[0039] 实际应用中，本发明实施例的多路纤巧测试装置100还可包括一数据输出装置 10,该数据输出装置10与上述的MCU巧片7连接，用于接收并输出MCU巧片7生成的测试 结果。
[0040] 进一步地，本发明实施例的多路纤巧测试装置100还包括一显示器11，显示器11 与上述的数据输出装置10连接，用于接收并显示上述的发光强度-距离性能曲线及测试结 果，使得测试人员能够更加直观地查看了解多路光纤的状态，并及时作出调整。
[0041] W下结合一测试实例对本发明实施例的多路纤巧测试装置进行具体说明。
[0042] 如下表一，是对如图2所示的12根备用光纤进行测试的统计表格，其中，第7根和 第8根光纤已被占用，因此并不做测试。
[00创表一 [0044]
【权利要求】
1. 一种多路纤芯测试装置，其特征在于，所述的多路纤芯测试装置包括：脉冲发生器、 光源、光路开关、定向耦合器、光电检测器、信号处理装置、MCU芯片及主时钟；所述的光路 开关设有多个光传输端口，每一光传输端口连接一备用光纤；其中， 所述的主时钟向所述的脉冲发生器发送一时钟信号，并向所述的信号处理装置发送一 频率信号； 所述的MCU芯片向所述的脉冲发生器发送一周期发射时间信号，并向所述的光路开关 发送一开关切换信号； 所述的脉冲发生器根据所述时钟信号产生电脉冲信号，并根据所述周期发射时间信号 将所述的电脉冲信号发送至所述的光源； 所述的光源将所述的电脉冲信号转换为光脉冲信号，并将所述的光脉冲信号发送至所 述的定向親合器； 所述的定向耦合器将所述光脉冲信号输出至所述的光路开关； 所述的光路开关接收所述的光脉冲信号及所述开关切换信号，根据所述开关切换信号 连接对应光传输端口的备用光纤，然后将所述光脉冲信号传送给所述对应光传输端口的备 用光纤并接收回馈的光信号，将所述光信号传送给所述的定向耦合器； 所述的定向耦合器接收所述光信号，并将所述光信号输出至所述的光电检测器； 所述的光电检测器将所述光信号转换为电信号，并将所述电信号输出至所述的信号处 理装置； 所述的信号处理装置接收所述频率信号及电信号，根据所述的频率信号将所述的电信 号转换为数字信号，根据所述的数字信号生成发光强度-距离性能曲线，并将所述的发光 强度-距离性能曲线传输至所述的MCU芯片； 所述MCU芯片根据所述的发光强度-距离性能曲线对所述对应光传输端口的备用光纤 的性能参数进行比对，生成测试结果。
2. 根据权利要求1所述的多路纤芯测试装置，其特征在于，所述MCU芯片具体用于： 根据所述的发光强度-距离性能曲线获取所述对应光传输端口的备用光纤的测试距 离误差及衰耗值； 判断所述测试距离误差与一标准误差值的大小，并判断所述衰耗值与一标准衰耗值的 大小； 当所述测试距离误差大于所述标准误差值，和/或所述衰耗值大于所述标准衰耗值 时，判断所述对应光传输端口的备用光纤为问题光纤；否则，判断所述对应光传输端口的备 用光纤为正常光纤； 输出对所述对应光传输端口的备用光纤的判断结果作为所述的测试结果。
3. 根据权利要求2所述的多路纤芯测试装置，其特征在于，所述的多路纤芯测试装置 还包括：放大器，所述的放大器连接于所述的光电检测器与信号处理装置之间，所述的放大 器接收所述光电检测器输出的所述电信号，将所述的电信号进行放大后传输至所述的信号 处理装置。
4. 根据权利要求3所述的多路纤芯测试装置，其特征在于，所述的多路纤芯测试装置 还包括：数据输出装置，所述的数据输出装置与所述MCU芯片连接，接收并输出所述的测试 结果。
5. 根据权利要求4所述的多路纤芯测试装置，其特征在于，所述的多路纤芯测试装 置还包括：显示器，所述的显示器与所述的数据输出装置连接，接收并显示所述的发光强 度-距离性能曲线及测试结果。
6. -种多路纤芯测试方法，应用于如权利要求1所述的多路纤芯测试装置，其特征在 于，所述的多路纤芯测试方法包括： 所述脉冲发生器产生一电脉冲信号，并将所述的电脉冲信号发送至所述的光源； 所述光源将所述的电脉冲信号转换为光脉冲信号，并通过所述的定向耦合器将所述光 脉冲信号发送至所述的光路开关； 所述光路开关根据所述MCU芯片发送的一开关切换信号连接对应光传输端口的备用 光纤，将所述光脉冲信号传输至所述对应光传输端口的备用光纤并接收回馈的光信号，然 后通过所述定向耦合器将所述光信号传输至所述的光电检测器； 所述光电检测器将所述光信号转换为电信号，并将所述电信号输出至所述的信号处理 装置； 所述信号处理装置接收所述电信号，根据所述的电信号生成发光强度-距离性能曲 线，并将所述的发光强度-距离性能曲线传输至所述的MCU芯片； 所述MCU芯片根据所述的发光强度-距离性能曲线对所述对应光传输端口的备用光纤 的性能参数进行比对，生成测试结果。
7. 根据权利要求6所述的多路纤芯测试方法，其特征在于，所述MCU芯片根据所述的发 光强度_距离性能曲线对所述对应光传输端口的备用光纤的性能参数进行比对，生成测试 结果，包括： 所述MCU芯片根据所述的发光强度-距离性能曲线获取所述对应光传输端口的备用光 纤的测试距离误差及衰耗值； 判断所述测试距离误差与一标准误差值的大小，并判断所述衰耗值与一标准衰耗值的 大小； 当所述测试距离误差大于所述标准误差值，和/或所述衰耗值大于所述标准衰耗值 时，判断所述对应光传输端口的备用光纤为问题光纤；否则，判断所述对应光传输端口的备 用光纤为正常光纤； 输出对所述对应光传输端口的备用光纤的判断结果作为所述的测试结果。
8. 根据权利要求7所述的多路纤芯测试方法，其特征在于，所述光路开关根据所述MCU 芯片发送的一开关切换信号连接对应光传输端口的备用光纤，包括： 所述光路开关根据多个所述的开关切换信号的接收时间顺序分别单独连接每一所述 对应光传输端口的备用光纤，以分别测试每一备用光纤。
9. 根据权利要求8所述的多路纤芯测试方法，其特征在于，所述脉冲发生器产生一电 脉冲信号，并将所述的电脉冲信号发送至所述的光源，包括： 所述脉冲发生器接收所述主时钟发送的一时钟信号，并接收所述MCU芯片发送的一周 期发射时间信号； 所述的脉冲发生器根据所述时钟信号产生所述电脉冲信号，并根据所述周期发射时间 信号将所述的电脉冲信号发送至所述的光源。
10. 根据权利要求9所述的多路纤芯测试方法，其特征在于，所述信号处理装置接收所 述电信号，根据所述的电信号生成发光强度-距离性能曲线，并将所述的发光强度-距离性 能曲线传输至所述的MCU芯片，包括： 所述的信号处理装置接收所述电信号及所述主时钟发送的一频率信号； 所述的信号处理装置根据所述的频率信号将所述的电信号转换为数字信号，根据所述 的数字信号生成所述发光强度-距离性能曲线，并将所述的发光强度-距离性能曲线传输 至所述的MCU芯片。
【文档编号】H04B10/071GK104485990SQ201410720243
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月2日 优先权日:2014年12月2日
【发明者】宋伟, 赵庆凯, 邢宁哲, 袁卫国, 苏丹, 李垠韬, 吴舜, 徐鑫, 庞思睿, 张姣姣, 芦博, 闫磊, 李环媛, 杨睿, 吴佳, 高崧 申请人:国家电网公司, 国网冀北电力有限公司信息通信分公司