引用本文:

单正友,涂兴华,石磊,等. 基于中继技术的光纤配线路由智能排查系统[J]. 光通信技术,2023,47(2):72-77.

基于中继技术的光纤配线路由智能排查系统

单正友,涂兴华*,石 磊,王 战

(南京邮电大学 电子与光学工程学院、柔性电子(未来技术)学院,南京 210023)

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摘要:为解决传统通信机房和数据中心中光配线架光纤跳线布线不规范、光缆冗余过多的问题,提出一种光纤配线路由智能排查系统。首先,采用高性能、低成本的微型控制器STM32芯片控制光收发系统,通过电-光-电信号的数据收发实现光纤配线路由排查;然后,设计基于通用运算放大器LM358、中继技术进行定量放大和中继处理;最后,采用OptiSystem软件对系统的性能进行仿真测试。测试结果表明:系统的动态范围最大达到9.24 dB,能实现光纤传输距离为46 km的排查功能;同时,系统中再生信号的质量得到了提高,能有效延长系统传输距离。

关键词:光纤通信;光纤配线路由;信号放大电路;中继技术

中图分类号:TN929.1 文献标志码:文章编号:1002-5561(2023)02-0072-06

DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2023.02.015

0 引言

  随着光配线网络(ODN)资源的迅速增长,由此引发的问题也越来越多[1],比如因大面积光纤宽带的接入和老旧设备的更新换代导致传统通信机房和数据中心出现大量闲置光纤端口[2],且存在着光纤跳线布线不规范、分布杂乱无章、光纤跳线纸质标签寿命短、易脱落等问题,若长期使用无法保证通信质量[3];此外,当光纤线路出现故障时,光纤路由查找也异常繁琐。因此,如何提升光纤线路的日常维护能力,并迅速完成光纤线路故障定位,成为光纤通信网中日益加深的难题[4-5]。

  目前,针对光纤进行线路端口识别和故障排查的问题,通常使用红外激光源与光功率计配合排查的方法[6]。EXFO公司[7]生产的在线光纤识别仪可通过发射器向待测光纤施加轻柔的低频调制压力,向在线信号添加典型的0.25 dB识别标志,接收器对一簇光纤逐个检测并识别出含有典型标志的光纤,最终定位待测光纤,但该设备成本较高且排查效率较低。艾建平[8]提出了多端口检测方案,利用原有光纤光路发射检测波,通过光功率测试仪检测光纤接续点上产生的检测光波,将检测到的溢光强度和ID码发送给分析模块进行数据处理,如有故障则记下此故障线路ID;此检测波波长为380~800 nm,检测光波的光强度为1~10 mW,只能进行短距离光纤故障排查。JOAO A等人[9]提出一种适用于短距离下监控光纤故障的方法,利用光载荷本身来评估局间光纤截面的完整性,实现了6.5 km光纤长度内的故障排查,但此方法需在可重构光分插复用器(ROADM)设备中实现。ZHAO T等人[10]将交通信号作为探针,通过一种复杂的算法来定位故障,实现了23 km以上的光纤线路检测范围,但此方法在长距离光纤检测中需要在交通线路中添加光耦合器和环形器配合检测。涂兴华等人[11]提出一种层叠式排查系统,采用1 550 nm/1 310 nm单纤双工结构,设计了一种获取光纤路由信息的多端口系统,但该系统通信波长能未避开目前主流的通信业务波长。

  本文提出一种高效、可靠、成本低,且具有高动态范围的光纤配线路由智能排查系统,同时利用中继技术进一步提高光纤配线路由排查的动态范围和准确性。


3 结束语

  本文提出了一种光纤配线路由智能排查系统,利用STM32芯片控制系统与TOSA、ROSA电路模块结合,通过电-光-电的信号转换,完成对待测光纤路由的排查;同时,还设计了基于LM358的信号放大电路,通过对LM358供电电压和信号放大倍数的选取,获得了最佳信号放大效果,系统排查动态范围为9.24 dB,可排查光纤传输距离达46 km。本系统使用的检测光信号中心波长为1 610 nm,避开了目前通信设备常使用的1 550 nm/1 310 nm通信业务波长范围,满足了实际工程需要,并且在同类型的光纤排查方法排查距离长。

  此外,本文基于中继技术,采用光通信软件OptiSystem对系统进行仿真,通过添加了CR、DR模块的不同方案进行仿真测试,分析了不同传输速率在不同传输距离下的系统误码率。仿真结果表明:添加CR、DR模块后,在相同BER时,系统的传输距离提高了1.5倍左右。该研究对后续系统设计中添加CR、DR模块以进一步提高系统的检测精度提供了参考价值。