链路感知技术原理 光网络智能测试关键技术解析

随着光通信行业的大力发展，光缆大规模部署，光网络如何全面地测试成了运营商面临的主要问题。传统的测试方式有两种：光损测试和OTDR测试法。光损测试采用光源和光功率计相结合来测试光链路的损耗，其优点是设备价格低廉，使用简单，但是需要两名技术人员才能完成，并且无法准确定位光链路的故障点及其原因。OTDR测试可以测量光纤长度、传输衰减、接头衰减和故障定位，具有测试时间短、速度快和精度高等优点，但是使用OTDR测试，测试人员对测试结果有不同的解读，很大程度上取决于使用者的经验和能力，只有专家级的测试人员才能准确完成测试。这两种测量方式都已经无法满足快速简单、准确全面的测试要求。目前，业界提出一种智能测试技术，它以OTDR原理为基础，采用链路感知技术，快速确定光链路的元件组成，分析光链路的状态，诊断光链路的故障原因。测试人员不需要专业的技术知识即可快速、准确的完成光网络的测试。

链路感知技术的基本原理是：基于OTDR技术，采用不同的脉宽对光网络进行多次数据采集，使用短脉宽检测光纤近距离部分，用长脉宽检测光纤远端部分，最后合并、综合分析采集的数据，得出光纤链路的元件组成，诊断光纤链路的状态及故障原因。通常，利用OTDR技术测量光纤链路时，需要使用合适的脉宽，然而单一脉宽的选择会带来一定的问题，用长脉宽（大于320ns）测量时，会丢失很多器件的信息，很多接头的衰减无法准确计算；用短脉宽（小于80ns）测量时，虽然能获得光纤链路中较小的细节，但是在PON网络中难以穿透分光器，无法获得端到端的损耗值。链路感知技术同时集成了长脉宽与短脉宽的优势，可充分感知光链路的状态。

光网络智能测试技术的实现需要向光纤链路注入一定的光脉冲信号，通过接收光纤的后向散射和反射信号来分析光链路的组成。在硬件上，包括激光脉冲发射电路，光信号的接收光路和电路，信号采集电路，软件上包括数据处理与分析以及最终的结果显示。总体方案如图1所示。

图1总体方案框图

通常，激光器的波长选择1310nm或者1550nm.激光脉冲发射电路使用高速FPGA来控制激光器，通过FPGA的严格精确的时序来产生精确的脉冲宽度，并能根据脉宽的大小自适应地控制激光器的发射功率。接收光路采用APD光电探测器，将接收到的光信号转换成电信号，同时在电路上使用高性能运算放大器，将信号无失真放大，提高信噪比。数据采集电路使用高速并行的AD芯片，保证采样精度和空间分辨率。同时，采用高速FPGA来做数据的预处理，对采集的数据进行多次累加。MCU中对采集数据进行综合、智能地分析，判断出光纤链路的组成及状态。