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一种EPON光缆在线监测系统 　　摘 要： 针对安徽省电力系统EPON网络的特点及电力系统现有光缆监测技术特点，提出一种“OTDR+光开关+合波器+光反射器（终端过滤器）”光缆在线监测系统设计方案。EPON光缆在线监测系统能够实时监测光缆线路的性能变化，及时发现故障隐患，迅速定位障碍点，有效减少故障的历时，从而降低因温度和应力等因素带来的电力系统光纤通信网的故障发生。 　　关键词： EPON； 光缆在线监测； OTDR； 光反射器； 合波器； 光开关 　　中图分类号： TN818?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2016）01?0098?02 　　0 引 言 　　随着光纤到户（Fiber to the Home，FTTH）的大量商用，光纤铺设的数量日益增多，光纤覆盖的范围日趋广阔，其所承载的业务量不断增大。无源光网络产生于20世纪90年代，随着Internet和计算机技术的迅速发展，以太无源光网络[1?3]（Ethernet Passive Optical Network，EPON）以其较高的带宽、较强的抗干扰能力、较高的可靠性和较低的成本，成为各大运营商解决“最后一公里”问题的最优解决方案之一。近两年来，安徽省全面建设的信息采集项目中铺设了大批量的光缆，其建设量等同于新建一个完整的光缆通信网络，这种高密度、广分布、大容量、高速率的光缆网络，对安全性和可靠性的要求更严格，一旦光纤由于温度和应力等因素发生故障，势必会给国家的经济和政治造成巨大的损失。 　　在传统的光缆故障维护模式[4?6]下，一旦光缆线路发生故障，值班人员首先会根据告警的信息确定故障区段，然后利用光时域反射仪（Optical Time Domain Reflectometer，OTDR）在该区段进行测量，以定位故障点，最后通知线路维护人员进行故障点抢修。这种光缆维护方式属于被动方式，费时费力，无法实时监测光缆状态，无法及时地修复故障点。同时，随着光纤通信业务的不断丰富，上述光缆线路隐患日渐突出，光缆线路的维护与管理形势日益严峻，传统的依赖人力的光缆网络维护管理已无法满足日益庞大的光缆网络运维需求[7?10]。因此，本文针对现有光纤运维的不足和问题，致力于研究光缆线路的实时监测与管理，通过实时监测光缆线路的传输状态，及时、准确地定位光缆故障，从而有效地降低光缆中断的概率和时间。 　　1 EPON光缆在线监测系统 　　针对安徽省电力光通信网络的特点及现有光缆监测手段的不足，本文提出了一种基于OTDR的EPON网络在线监测系统方案。EPON在线监测系统实现框图如图1所示。在光线路终端（Optical Line Terminal，OLT）一侧，WDM合波器将OLT光信号和OTDR测试信号合二为一，OLT用于透传信号发送端的信号，OTDR作为OTDR接入网络用于对网络中的光路进行检测，并对故障定位。远程测试单元发指令给光分配网络（Optical Distribution Network，ODN），使其光开关切换到指定的通道，在等待一段时间后，控制OTDR发送检测脉冲，从而检测该通道的光路是否正常。 　　OTDR测试的原理如图2所示，OTDR与ODN的多个支路通过多路光开关相连，通过光开关的切换，保证OTDR发出的光信号只能到达一个光网络单元（Optical Network Unit，ONU）所在的支路。当光波到达光纤芯尾端或者连接器时，在玻璃与空气接触面的空隙处，折射率会出现突变，从而产生一个很强的反射，于是在OTDR测试曲线上形成一个波峰。虽然测试光经过分光器后会变得很弱，但是，该反射仍然比其他位置的散射信号水平要高很多。分支光缆长度的不同，会使得OTDR测试曲线在不同位置上出现反射峰。因此，通过判断OTDR测试曲线在不同位置的反射峰，就可以定位ONU的不同分支光缆。当ONU某一分支光缆发生中断时，该OTDR测试曲线的相应反射峰会消失，于是通过观察OTDR测试曲线，就能分辨出发生故障的ONU 分支光缆。同时，OTDR收到回波信号后，可以根据回波时间测算出故障点与接头的距离，从而确定故障点的位置。 　　该系统的优点如下：采用干路、支路分别测试，从而增加低成本OTDR模块用于干路测试，延长高精度OTDR模块使用寿命；提供在线检测和备用光纤这两种检测方式，在在线检测的同时，可同时对其他非PON线路备用纤芯进行测试；采用尾纤型终端反射器，通过安装不同长度的尾纤，完美解决系统对于终端线路不同长度的需求，而且工程施工方便，直接进行替换，可做到秒级的系统中断；该系统可独立于网管实现对设备的本地控制，进行基本的测试与光缆性能监测，增强了本地管理功能。该系统的建设，能够提高EPON光缆网运维的自动化水平，网络故障的发现变被动为主动，提高