基于otdr的光纤实时监测设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于OTDR的光纤实时监测设备。本实用新型包括ARM处理器，CPLD芯片，OTDR光纤测距模块，光分路器，数码管显示模块，光通信模块，以太网通信模块，GPRS短信收发模块。ARM处理器的输出端分别与OTDR光纤测距模块、以太网通信模块和GPRS短信收发模块信号连接，ARM处理器与CPLD芯片双向通讯，CPLD芯片的输出端与光通信模块的输入端信号连接，光通信模块的输出端与光分路器的一个输入端信号连接，光分路器的另一个输入端与OTDR光纤测距模块的输出端信号连接。本实用新型在光纤发生故障时第一时间通知工作人员，缩短了维修历时，降低了维修成本，提高了光纤通信系统的可靠性。
【专利说明】基于OTDR的光纤实时监测设备
【技术领域】
[0001]本实用新型属于光纤通信【技术领域】，是一种能实时监测光纤状况并对故障光纤进行测距的设备。
【背景技术】
[0002]随着全球通信事业的迅猛发展，光进铜退的时代已经到来。由于光缆成本大大降低，并且光缆通信具有大容量、高速率、传输距离远等优点，光缆逐渐取代了铜缆。目前，我国光缆的总长度已达164万公里，光纤总长度已达2240万公里。光缆线路的大量敷设和使用，必然会带来光缆维护和管理上的种种问题，特别是光缆故障问题，将影响光缆的正常通信，从而影响人们的正常生活和工作，所以光纤通信系统的可靠性和安全性越来越受到人Il 3的关注O
[0003]在这种大背景下，光时域反射仪(OTDR)应运而生。OTDR的工作原理类似于雷达，通过发射脉冲和接收脉冲，计算出中间的时间差，从而推断出光纤故障点的位置，为工程人员进行光缆线路维修提供依据。
[0004]传统的光纤维护方式是采用人工测量方式进行的，当传输系统收无光时，光端机产生告警信号，工程人员到现场通过OTDR测量出光纤故障点，并到故障地点进行维修。其缺点是耗时较长，效率较低，不能够及时排除故障。
[0005]如果能及时分析故障原因并定位，就能加快抢修的进度，使损失变得最小。基于OTDR的光纤实时监测设备可以远程、实时、自动地监测整个光纤线路，一旦光纤线路有故障发生，能够第一时间通过短信方式通知工程人员故障点所在，同时在网站地图上显示故障点地理位置，达到缩短故障历时，减轻维护人员工作负担的目的。作为光纤线路维护的新手段，确保了光纤线路的安全高效运行，从而进一步提高了光纤网络通信的可靠性。
【发明内容】
[0006]本实用新型提供了一套基于OTDR的光纤实时监测设备，能够实时监测光纤状况，当光纤发生故障时第一时间通知工作人员故障点所在，并在地图上显示故障点位置。
[0007]本实用新型解决技术问题所采取技术方案是:
[0008]基于OTDR的光纤实时监测设备包括:ARM处理器，CPLD芯片，OTDR光纤测距模块，光分路器，数码管显示模块，光通信模块，以太网通信模块，GPRS短信收发模块。
[0009]ARM处理器的输出端分别与OTDR光纤测距模块、以太网通信模块和GPRS短信收发模块信号连接，ARM处理器与CPLD芯片双向通讯，CPLD芯片的输出端与光通信模块的输入端信号连接，光通信模块的输出端与光分路器的一个输入端信号连接，光分路器的另一个输入端与OTDR光纤测距模块的输出端信号连接。
[0010]进一步说，所述的CPLD芯片还与数码管显示模块信号连接。
[0011]本实用新型的有益效果:基于OTDR的光纤实时监测设备改变了以往比较被动的光纤监测方式，采用主动监测光纤的方法，当光纤发生故障时第一时间通知工作人员，缩短了维修历时，降低了维修成本，提高了光纤通信系统的可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是OTDR工作原理图。
[0013]图2是设备总体框图。
【具体实施方式】
[0014]OTDR是光时域反射仪的英文简称，也是本实用新型的主要组成部分，能够实现检测光纤状况，定位光纤断点等功能。
[0015]其工作原理为:在光纤的末端或故障点，由于折射率突变，会有较强的菲涅尔(Fresnel)反射光，此反射光会沿光纤传到光的注入端。OTDR就是利用光纤故障点的菲涅尔反射光返回的时间来推算出故障点的位置。OTDR工作原理图如图1所示。
[0016]其具体过程如下:半导体激光器发出脉冲光，入射到光定向耦合器后，经光纤接头(FC)进入被测光纤，由光纤末端反射回来的光再经光定向耦合器耦合到光探测器，在探测器中，光信号转变成电信号，此信号被放大后送入比较器，由比较器送出的已是数字信号(只有高电平或低电平)。此数字信号再送入数字信号处理器中进行数据处理，检测出光脉冲在光纤中传输用的时间t，根据公式:2L=vt，可以算出光纤的长度L。
[0017]如图2所示，基于OTDR的光纤实时监测设备包括:ARM处理器，CPLD芯片，OTDR光纤测距模块，光分路器，数码管显示模块，光通信模块，以太网通信模块，GPRS短信收发模块。
[0018]ARM处理器的输出端分别与OTDR光纤测距模块、以太网通信模块和GPRS短信收发模块信号连接，ARM处理器与CPLD芯片双向通讯，CPLD芯片的输出端与光通信模块的输入端信号连接，光通信模块的输出端与光分路器的一个输入端信号连接，光分路器的另一个输入端与OTDR光纤测距模块的输出端信号连接。CPLD芯片还与数码管显示模块信号连接。
[0019]在本实施例中ARM处理器型号为STM32F103RGT6 ；CPLD芯片型号为EPM240T100C5N ;OTDR光纤测距模块型号为JW3304N ;光通信模块型号为L-TR123LF9C ;光分路器型号为0PTICAL-SWITCH0221 ;数码管显示模块型号为5HEXDIGITAL ;以太网通信模块型号为ENC28J60 ；GPRS短信收发模块型号为V-KEIL280。
[0020]其实现的功能包括:
[0021 ] 在光纤正常情况下通过光通信模块传输心跳包数据监测光纤状况；
[0022]当光纤产生故障时，ARM处理器控制OTDR测量光纤故障点；
[0023]GPRS短信收发模块将测得的故障信息发送给工作人员；
[0024]以太网通信模块实现本实用新型和远端服务器的通信，把本实用新型测得的数据传给远端的服务器，同时将远端服务器的数据返回给本实用新型；
[0025]光分路器在光通信模块和OTDR之间进行光路切换；
[0026]数码管直观显示光纤状况，便于基站工作人员查看。
[0027]基于OTDR的光纤实时监测设备的工作过程如下:
[0028]设备上电后，CPLD芯片控制光通信模块开始工作，在光纤线路两端传输数据，当接收端数据传输中断时，说明误码率达到阈值，光纤线路产生问题，随即CPLD芯片控制光分路器切换光路，将光路从光通信模块这路切换到OTDR这路，同时ARM处理器开启OTDR测量光纤线路，当OTDR测得故障点距离后再进行以下操作:GPRS短信收发模块将故障点信息发送至工作人员收据，以太网通信模块将故障点信息上报至远端服务器，同时在数码管上显示故障点信息，便于工作人员查看。
【权利要求】
1.基于OTDR的光纤实时监测设备，由ARM处理器，CPLD芯片，OTDR光纤测距模块，光分路器，数码管显示模块，光通信模块，以太网通信模块和GPRS短信收发模块组成，其特征在于: ARM处理器的输出端分别与OTDR光纤测距模块、以太网通信模块和GPRS短信收发模块信号连接； ARM处理器与CPLD芯片双向通讯，CPLD芯片的输出端与光通信模块的输入端信号连接，光通信模块的输出端与光分路器的一个输入端信号连接，光分路器的另一个输入端与OTDR光纤测距模块的输出端信号连接。
2.根据权利要求1所述的基于OTDR的光纤实时监测设备，其特征在于:所述的CPLD芯片还与数码管显示模块信号连接。
【文档编号】H04B10/071GK204206184SQ201420755436
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年12月5日 优先权日:2014年12月5日
【发明者】郭才福, 林毅俊, 徐凌峰, 范雨辰, 欧阳桃红 申请人:国家电网公司, 国网浙江省电力公司台州供电公司, 国网浙江温岭市供电公司