一种多路径复用的OTDR检测方法和装置

【技术领域】

本发明涉及光时域反射技术领域，特别是涉及一种多路径复用的OTDR检测方法和装置。

【背景技术】

在光时域反射技术领域，如果单独每个线路用常规OTDR探测，花费的时间较多；如果用多个OTDR同步探测，虽然探测时间较短，但准备的时间会较长，同时要准备多个OTDR，相比本发明所描述方案，需要更多的时间和物料成本。

针对多路径的线路探测，如果采用粗波分多波长OTDR模块探测，采用多个粗波分不同波长的OTDR子模块组成多波长OTDR模块，其所占体积大，且子光源多，采用粗波分复用的方式，所选光源有限，相应能探测的线路也有限。

针对多路径的线路探测，如果采用密集波分多波长OTDR模块探测，采用密集波分多个不同波长的OTDR子模块组成多波长OTDR模块，由于密集波分波长光源的成本相对密集波分较高，且同样存在子光源多带来体积大的问题。

鉴于此，克服该现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题是在光时域反射技术领域，如果单独每个线路用常规OTDR探测，花费的时间较多；如果用多个OTDR同步探测，虽然探测时间较短，但准备的时间会较长，同时要准备多个OTDR，相比本发明所描述方案，需要更多的时间和物料成本。针对多路径的线路探测，如果采用粗波分多波长OTDR模块探测，采用多个粗波分不同波长的OTDR子模块组成多波长OTDR模块，其所占体积大，且子光源多，采用粗波分复用的方式，所选光源有限，相应能探测的线路也有限。针对多路径的线路探测，如果采用密集波分多波长OTDR模块探测，采用密集波分多个不同波长的OTDR子模块组成多波长OTDR模块，由于密集波分波长光源的成本相对密集波分较高，且同样存在子光源多带来体积大的问题。

本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种多路径复用的OTDR检测方法，包括：

获取当前与DWDM器件各个输出端口所耦合的待检测的光路距离，根据所述光路距离计算出理论完美完成相应检测光路所需理想检测时间；

在启动可调谐激光器后，按照预设初始周期切换导入每一路待检测光路的检测信号的中心波长，作为各待检测光路中发射的OTDR检测信号；

一旦在DWDM器件的公共反射输出端检测到有异常的OTDR反射信号，确认当前OTDR检测信号周期所对应的待检测的光路，并根据预先计算得到的对应各条待检测的光路的理想检测时间，筛选出能够被获取到的所述OTDR反射信号所覆盖的一个或者多个待检测光路；

针对筛选出的所述一个或者多个待检测光路，调整各自预设初始周期为对应各自的理想检测时间，以此进行筛选结果的第二轮OTDR检测，从而准确定位当前发生OTDR检测异常的光路。

优选的，所述根据预先计算得到的对应各条待检测的光路的理想检测时间，筛选出能够被获取到的所述OTDR反射信号所覆盖的一个或者多个待检测光路，具体包括：

根据当前接收到有异常的OTDR反射信号的时刻作为筛选范围的追溯起点，以上游检测光路的检测周期所对应理想检测时间作为筛选范围的长度值，从而构建出对应于各上游检测光路的筛选范围；

根据所述筛选范围，确认出对应检测光路的在各自检测周期的实际发射OTDR检测信号时间点落入到各自的筛选范围的上游检测光路，则划归为所述OTDR反射信号所覆盖的待检测光路。

优选的，筛选出能够被获取到的所述OTDR反射信号所覆盖的一个或者多个待检测光路之后，方法还包括：

若筛选出的被所述OTDR反射信号所覆盖的待检测光路数量超过预设比例值，则调整所述预设初始周期；使得相应的筛选出的被所述OTDR反射信号所覆盖的待检测光路数量回落到所述预设比例值以内。

优选的，在t1时刻，调节可调谐激光器的输出波长为λ1，并发射λ1波长的脉冲信号，通过端口1输出到被监测的线路1；

λ1光信号在被监控线路1中传输，由接收机1在t1时刻开始接收λ1信号光在公共反射输出端中的反射信号；

调节可调谐激光器的输出波长为λ2，间隔Δt时间后，并发射λ2波长的脉冲信号，通过公共反射输出端输出到公共探测器；

λ2光信号在被监控线路2中传输，由接收机2在t2时刻开始接收λ2信号光在公共反射输出端中的反射信号；

根据时间顺序，分别在t1+2Δt，……t1+(n-1)*Δt分别调节可调谐激光器的波长λ3～λn，并发射λ3～λn波长的脉冲信号，通过公共反射输出端输出到公共探测器；

λ3～λn信号分别在被监测的线路3～线路n中传输，由公共探测器在T3～Tn时刻开始接收λ3～λn信号分别在各自线路中的反射信号；

所述Δt为发送2个波长信号之间的时间间隔，其包括可调谐激光器调节波长的时间，及等待时间。

第二方面，本发明还提供了一种多路径复用的OTDR检测方法，包括：

获取当前与DWDM器件各个输出端口所耦合的待检测的光路距离，根据所述光路距离计算出理论完美完成相应检测光路所需理想检测时间；

在启动可调谐激光器后，按照预设初始周期切换导入每一路待检测光路的检测信号的中心波长，作为各待检测光路中发射的OTDR检测信号；

一旦在DWDM器件的对应各待检测光路的反射输出端，经由相应独立设置的探测器检测到有异常的OTDR反射信号，从而准确定位当前发生OTDR检测异常的光路。

优选的，在t1时刻，调节可调谐激光器的输出波长为λ1，并发射λ1波长的脉冲信号，通过端口1输出到被监测的线路1；

λ1光信号在被监控线路1中传输，由接收机1在t1时刻开始接收λ1信号光在线路1中的反射信号；

调节可调谐激光器的输出波长为λ2，相较发射λ1的时刻间隔Δt时间后，并发射λ2波长的脉冲信号，通过端口2输出到被监测的线路2；

λ2光信号在被监控线路2中传输，由接收机2在t2时刻开始接收λ2信号光在线路2中的反射信号；

根据时间顺序，分别在t1+2Δt，……t1+(n-1)*Δt分别调节可调谐激光器的波长λ3～λn，并发射λ3～λn波长的脉冲信号，通过端口3～n输出到被监测的线路3～n；

λ3～λn信号分别在被监测的线路3～线路n中传输，由接收机3～接收机n在T3～Tn时刻开始接收λ3～λn信号分别在各自线路中的反射信号；

所述Δt为发送2个波长信号之间的时间间隔，其包括可调谐激光器调节波长的时间，及等待时间。

优选的，方法还包括：

发射机在完成第一遍的调节λ1～λn，并输出相应的信号后，经过n*Δt再重复波长为λ1～λn的发送和发射信号接收；其中，重复的次数根据OTDR处理器计算精确的线路事件所需要的样本数决定。

第三方面，本发明还包括一种多路径复用的OTDR检测装置，包括：

1个可调谐波长激光器，用于按照时间顺序发射不同波长的光信号，t1发射λ1，t2发射λ2，……tn发射λn；

n个接收机，包括PD1～PDn，用于接收线路反射光信号；T1时刻由PD1接收λ1的反射信号，T2时刻由PD2接收λ2的反射信号，……Tn时刻由PDn接收λn的反射信号；其中，n>2；

1个环形器，其端口1连接发射机的输出端，端口2连接波分复用装置的输入端，第三端口连接接收记得输入端。

优选的，还包括：

1xn的第一波分复用器，包括一个公共端用于传输不同波长的信号，及n个输出端，每个输出端口传输不同波长的信号；第一波分复用器用于接收发射机发射的不同波长的信号，并解复用输出到不同的输出端口；接收不同的输出端口反射回来的信号，并返回到环形器的端口2；

1xn的第二波分复用器，包括一个公共端用于传输不同波长的信号，及n个输出端，每个输出端口传输不同波长的信号；第一波分复用器用于输入从n个线路返回的信号光，并将每个波长分开，分别连接各个接收机。

第四方面，本发明还提供了一种多路径复用的OTDR检测装置，用于实现第一方面所述的多路径复用的OTDR检测方法，所述装置包括：

至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述处理器执行，用于执行第一方面和第二方面所述的多路径复用的OTDR检测方法。

第五方面，本发明还提供了一种非易失性计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个处理器执行，用于完成第一方面所述的多路径复用的OTDR检测方法。

本发明不对需要探测线路的数量做精确限制，根据不同线路的使用场景，通过设置可调谐波长激光器不同的波长数目及发射信号的周期大小来自动适配；本发明对n个线路的长度不做限制，各线路的长度可以不一样。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种多路径复用的OTDR检测方法流程示意图；

图2是本发明实施例提供的一种多路径复用的OTDR检测方法流程示意图；

图3是本发明实施例提供的一种多路径复用的OTDR检测装置结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种多路径复用的OTDR检测方法适用的场景架构示意图；

图5是本发明实施例提供的一种多路径复用的OTDR检测方法流程示意图；

图6是本发明实施例提供的一种多路径复用的OTDR检测装置结构示意图；

图7是本发明实施例提供的一种多路径复用的OTDR检测装置结构示意图；

图8是本发明实施例提供的一种多路径复用的OTDR检测装置结构示意图。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不应当理解为对本发明的限制。

在本发明所提出的技术问题场景中，如果采用集成可调谐激光模块可调谐激光器加光开关的方式，理论上通过在时序上调节可调谐激光器的波长，然后通过光开关切换到不同的线路中。光开关能切换的路数有限，且光开关存在调节的时间，其调节时间和可调谐激光器光源发光时序的匹配给实际使用带来难度。

本发明中采用可调谐激光器加DWDM器件合波及分波的方式将不同的波长传输到不同的线路中。DWDM属于无源器件，不存在开关的切换，可靠性和时间及时性更高。

本发明不对需要探测线路的数量做精确限制，根据不同线路的使用场景，通过设置可调谐激光器不同的波长数目及发射信号的周期大小来自动适配；本发明对n个线路的长度不做限制，各线路的长度可以不一样。

此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

实施例1:

本发明实施例1提供了一种多路径复用的OTDR检测方法，如图1所示，包括：

在步骤201中，获取当前与DWDM器件各个输出端口所耦合的待检测的光路距离，根据所述光路距离计算出理论完美完成相应检测光路所需理想检测时间。

所述理想检测时间就是以光路最远端作为反射节点计算出的OTDR信号传输时间。

在步骤202中，在启动可调谐激光器后，按照预设初始周期切换导入每一路待检测光路的检测信号的中心波长，作为各待检测光路中发射的OTDR检测信号。

其中，预设初始周期可以根据历史光路进行OTDR检测完成的平均时间计算得到，也可以是以最短光路距离完成OTDR检索所需时间来设定，各有各的优势和特点，可以根据实际需求进行设定。

在步骤203中，一旦在DWDM器件的公共反射输出端检测到有异常的OTDR反射信号，确认当前OTDR检测信号周期所对应的待检测的光路，并根据预先计算得到的对应各条待检测的光路的理想检测时间，筛选出能够被获取到的所述OTDR反射信号所覆盖的一个或者多个待检测光路。

在步骤204中，针对筛选出的所述一个或者多个待检测光路，调整各自预设初始周期为对应各自的理想检测时间，以此进行筛选结果的第二轮OTDR检测，从而准确定位当前发生OTDR检测异常的光路。

本发明实施例不对需要探测线路的数量做精确限制，根据不同线路的使用场景，通过设置可调谐波长激光器不同的波长数目及发射信号的周期大小来自动适配；本发明对n个线路的长度不做限制，各线路的长度可以不一样。

结合本发明实施例，所述根据预先计算得到的对应各条待检测的光路的理想检测时间，筛选出能够被获取到的所述OTDR反射信号所覆盖的一个或者多个待检测光路，如图2所示，具体包括：

在步骤301中，根据当前接收到有异常的OTDR反射信号的时刻作为筛选范围的追溯起点，以上游检测光路的检测周期所对应理想检测时间作为筛选范围的长度值，从而构建出对应于各上游检测光路的筛选范围。

在步骤302中，根据所述筛选范围，确认出对应检测光路的在各自检测周期的实际发射OTDR检测信号时间点落入到各自的筛选范围的上游检测光路，则划归为所述OTDR反射信号所覆盖的待检测光路。

在本发明实施例中，筛选出能够被获取到的所述OTDR反射信号所覆盖的一个或者多个待检测光路之后，方法还包括：

若筛选出的被所述OTDR反射信号所覆盖的待检测光路数量超过预设比例值，则调整所述预设初始周期；使得相应的筛选出的被所述OTDR反射信号所覆盖的待检测光路数量回落到所述预设比例值以内。

以图3所示的结构作为场景描述，在t1时刻，调节可调谐激光器的输出波长为λ1，并发射λ1波长的脉冲信号，通过端口1输出到被监测的线路1；

λ1光信号在被监控线路1中传输，由接收机1在t1时刻开始接收λ1信号光在公共反射输出端中的反射信号；

调节可调谐激光器的输出波长为λ2，间隔Δt时间后，并发射λ2波长的脉冲信号，通过公共反射输出端输出到公共探测器；

λ2光信号在被监控线路2中传输，由接收机2在t2时刻开始接收λ2信号光在公共反射输出端中的反射信号；

根据时间顺序，分别在t1+2Δt，……t1+(n-1)*Δt分别调节可调谐激光器的波长λ3～λn，并发射λ3～λn波长的脉冲信号，通过公共反射输出端输出到公共探测器；

λ3～λn信号分别在被监测的线路3～线路n中传输，由公共探测器在T3～Tn时刻开始接收λ3～λn信号分别在各自线路中的反射信号；

所述Δt为发送2个波长信号之间的时间间隔，其包括可调谐激光器调节波长的时间，及等待时间。

如图4所示，为本发明实施例所适用的应用场景。如果单独每个线路用常规OTDR探测，花费的时间较多；如果用多个OTDR同步探测，虽然探测时间较短，但准备的时间会较长，同时要准备多个OTDR，相比本发明所描述方案，需要更多的时间和物料成本；针对多路径的线路探测，如果采用粗波分多波长OTDR模块探测，采用多个粗波分不同波长的OTDR子模块组成多波长OTDR模块，其所占体积大，且子光源多，采用粗波分复用的方式，所选光源有限，相应能探测的线路也有限。

针对多路径的线路探测，如果采用密集波分多波长OTDR模块探测，采用密集波分多个不同波长的OTDR子模块组成多波长OTDR模块，由于密集波分波长光源的成本相对密集波分较高，且同样存在子光源多带来体积大的问题。如果采用可调谐激光器ITLA(全称为：Integrable Tunable Laser Assembly)加光开关的方式，理论上通过在时序上调节ITLA的波长，然后通过光开关切换到不同的线路中。光开关能切换的路数有限，且光开关存在调节的时间，其调节时间和ITLA光源发光时序的匹配给实际使用带来难度。如果采用ITLA加DWDM器件合波及分波的方式将不同的波长传输到不同的线路中。DWDM属于无源器件，不存在开关的切换，可靠性和时间及时性更高。

本发明不对需要探测线路的数量做精确限制，根据不同线路的使用场景，通过设置ITLA不同的波长数目及发射信号的周期大小来自动适配；本发明对n个线路的长度不做限制，各线路的长度可以不一样。

实施例2：

本发明实施例还提供了一种多路径复用的OTDR检测方法，相较实施例1而言，本发明实施例的成本更高，但是相对而言流程会较实施例1更为简洁，如图5所示，包括：

在步骤401中，获取当前与DWDM器件各个输出端口所耦合的待检测的光路距离，根据所述光路距离计算出理论完美完成相应检测光路所需理想检测时间。

在步骤402中，在启动可调谐激光器后，按照预设初始周期切换导入每一路待检测光路的检测信号的中心波长，作为各待检测光路中发射的OTDR检测信号。

在步骤403中，一旦在DWDM器件的对应各待检测光路的反射输出端，经由相应独立设置的探测器检测到有异常的OTDR反射信号，从而准确定位当前发生OTDR检测异常的光路。

本发明实施例不对需要探测线路的数量做精确限制，根据不同线路的使用场景，通过设置可调谐波长激光器不同的波长数目及发射信号的周期大小来自动适配；本发明对n个线路的长度不做限制，各线路的长度可以不一样。

参考图6所示的实例场景，在t1时刻，调节可调谐激光器的输出波长为λ1，并发射λ1波长的脉冲信号，通过端口1输出到被监测的线路1；

λ1光信号在被监控线路1中传输，由接收机1在t1时刻开始接收λ1信号光在线路1中的反射信号；

调节可调谐激光器的输出波长为λ2，相较发射λ1的时刻间隔Δt时间后，并发射λ2波长的脉冲信号，通过端口2输出到被监测的线路2；

λ2光信号在被监控线路2中传输，由接收机2在t2时刻开始接收λ2信号光在线路2中的反射信号；

根据时间顺序，分别在t1+2Δt，……t1+(n-1)*Δt分别调节可调谐激光器的波长λ3～λn，并发射λ3～λn波长的脉冲信号，通过端口3～n输出到被监测的线路3～n；

λ3～λn信号分别在被监测的线路3～线路n中传输，由接收机3～接收机n在T3～Tn时刻开始接收λ3～λn信号分别在各自线路中的反射信号；

所述Δt为发送2个波长信号之间的时间间隔，其包括可调谐激光器调节波长的时间，及等待时间。

发射机在完成第一遍的调节λ1～λn，并输出相应的信号后，经过n*Δt再重复波长为λ1～λn的发送和发射信号接收；其中，重复的次数根据OTDR处理器计算精确的线路事件所需要的样本数决定。

实施例3：

如图6所示，本发明实施例还提供了一种多路径复用的OTDR检测装置，包括：

1个可调谐波长激光器，用于按照时间顺序发射不同波长的光信号，t1发射λ1，t2发射λ2，……tn发射λn；

n个接收机，包括PD1～PDn，用于接收线路反射光信号；T1时刻由PD1接收λ1的反射信号，T2时刻由PD2接收λ2的反射信号，……Tn时刻由PDn接收λn的反射信号；其中，n>2；

1个环形器，其端口1连接发射机的输出端，端口2连接波分复用装置的输入端，第三端口连接接收记得输入端。

本发明实施例不对需要探测线路的数量做精确限制，根据不同线路的使用场景，通过设置可调谐波长激光器不同的波长数目及发射信号的周期大小来自动适配；本发明对n个线路的长度不做限制，各线路的长度可以不一样。

进一步的，在本发明实施例中还拥有1xn的第一波分复用器，包括一个公共端用于传输不同波长的信号，及n个输出端，每个输出端口传输不同波长的信号；第一波分复用器用于接收发射机发射的不同波长的信号，并解复用输出到不同的输出端口；接收不同的输出端口反射回来的信号，并返回到环形器的端口2；

1xn的第二波分复用器，包括一个公共端用于传输不同波长的信号，及n个输出端，每个输出端口传输不同波长的信号；第一波分复用器用于输入从n个线路返回的信号光，并将每个波长分开，分别连接各个接收机。

如图7所示，当线路过多时，可以通过光开关SOW来拓扑，此扩展设定方案同样适用于实施例1。

实施例4：

如图8所示，是本发明实施例的多路径复用的OTDR检测装置的架构示意图。本实施例的多路径复用的OTDR检测装置包括一个或多个处理器21以及存储器22。其中，图8中以一个处理器21为例。

处理器21和存储器22可以通过总线或者其他方式连接，图8中以通过总线连接为例。

存储器22作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序和非易失性计算机可执行程序，如实施例1中的多路径复用的OTDR检测方法。处理器21通过运行存储在存储器22中的非易失性软件程序和指令，从而执行多路径复用的OTDR检测方法。

存储器22可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器22可选包括相对于处理器21远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器21。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

所述程序指令/模块存储在所述存储器22中，当被所述一个或者多个处理器21执行时，执行上述实施例1中的多路径复用的OTDR检测方法，例如，执行以上描述的图1、图2和图5所示的各个步骤。

值得说明的是，上述装置和系统内的模块、单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明的处理方法实施例基于同一构思，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random AccessMemory)、磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。