專利名稱：一種監(jiān)測pon光鏈路中非反射型故障的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及PON(Passive Optical Network，無源光網(wǎng)絡(luò))技術(shù)領(lǐng)域，具體來講是一種監(jiān)測PON光鏈路中非反射型故障的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
由于光纖通信具有傳輸頻帶寬、通信容量大、信號傳輸質(zhì)量高等優(yōu)點，該技術(shù)在通信領(lǐng)域有著極其廣泛的應(yīng)用。光接入網(wǎng)絡(luò)FTTH作為光纖通信網(wǎng)絡(luò)中的一個重要部分具有廣闊的應(yīng)用前景。典型的光接入網(wǎng)絡(luò)的介入方法包括P2P(Point to Point，點到點)和 P2MP (Point to Multi-Point，點到多點)的PON接入方法。PON系統(tǒng)采用P2MP的接入方法與P2P相比，極大的節(jié)約了光纖成本。如圖1所示，為帶故障檢測的典型的PON系統(tǒng)P2MP結(jié)構(gòu)示意圖，其主要有三部分組成局端設(shè)備、用戶端0NU(0ptical Network Unit，光網(wǎng)絡(luò)單元)和ODN(Optical Distribution Network,光分配網(wǎng))。局端設(shè)備包括 OTDR(Optical Time Domain Reflecto-meter，光時域反射儀)和OLT(Optical Line ^Terminal，光線路終端)，0LT為PON 系統(tǒng)提供網(wǎng)絡(luò)側(cè)接口，與OTDR的光信號合路后通過一根光纖連接到一個ODN網(wǎng)絡(luò)，ONU為 PON系統(tǒng)提供用戶側(cè)接口，上行與ODN相連。ODN是為一級或多級分光器等無源光器件，將 OLT下行數(shù)據(jù)分路傳輸?shù)礁鱾€0NU，同時將多個ONU上行數(shù)據(jù)匯總傳輸?shù)?LT。上述典型PON系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)故障的診斷和檢測極為重要，目前也有很多專利針對光纖鏈路故障檢測進行了描述。申請?zhí)枮?0081025150. 1的中國專利，描述了局端采用光開關(guān)、 光耦合器和光纖分析儀，遠端設(shè)置光纖光柵的方法來進行光鏈路質(zhì)量監(jiān)控；中國專利CN 1866790A里描述了通過在ODN系統(tǒng)中增加光路調(diào)節(jié)盒，達到每個ONU具有不同的距離差， OTDR可對光網(wǎng)絡(luò)中各分支進行測試的目的；中國專利CN101217313A里面描述通過網(wǎng)管管理系統(tǒng)和OTDR的配合達到對PON網(wǎng)絡(luò)故障進行診斷。上述專利中，局端均需要放置多通路的光開關(guān)、光耦合器、ONU處的反射器和高性能的光纖分析儀，遠端則需要放置光纖光柵。但是OTDR技術(shù)上存在動態(tài)范圍和精度相矛盾的問題，其動態(tài)范圍大，精度低，因此基于目前 OTDR指標(biāo)，在分支比很高的情況下很難檢測配線光纖的質(zhì)量的問題，尤其是配線光纖的非反射事件故障。另外，目前運營商為了降低PON網(wǎng)絡(luò)初期建設(shè)成本，主要采用“薄覆蓋”的建設(shè)思路節(jié)省初期投資。“薄覆蓋”是指光纜按容量進行一次性建設(shè)，但安裝在樓道里的分光器等產(chǎn)品是模塊化設(shè)計，可以逐步進行擴容。因此，ODN的網(wǎng)絡(luò)為多級分光的結(jié)構(gòu)，活接頭增多， 差損就會更大。在這種情況下，實現(xiàn)對多級分光后的配線光纖故障(包括反射事件和非反射事件故障)進行診斷檢測是一個很大的困難，有待解決。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種監(jiān)測PON光鏈路非反射型故障的系統(tǒng)和方法，在高分支比的情況下，可簡單有效的實現(xiàn)饋線光纖和配線光纖故障
3的診斷和精確定位，解決了系統(tǒng)高分支比時故障定位難的問題。為達到以上目的，本發(fā)明提供一種監(jiān)測PON光鏈路中非反射型故障的系統(tǒng)，包括通過光分配網(wǎng)連接的局端和用戶端，局端包含光線路終端和光時域反射儀，用戶端包含多個光網(wǎng)絡(luò)單元，所述光分配網(wǎng)包括波分復(fù)用器件，通過饋線光纖與光線路終端相連；光開關(guān)，通過單獨的光纖與光時域反射儀相連，光開關(guān)的一個分支端口還連接波分復(fù)用器件，所述光時域反射儀的測試光信號通過光開關(guān)和波分復(fù)用器件打入至饋線光纖，并對其進行監(jiān)測；多級分光器，與波分復(fù)用器件和光開關(guān)分別相連，多級分光器還通配線光纖分別連接每個光網(wǎng)絡(luò)單元，所述光時域反射儀的測試光信號通過光功率分配器打入配線光纖，對配線光纖進行監(jiān)測。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述多級分光器由多個光功率分配器級聯(lián)而成。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述多級分光器由多個光功率分配器二級級聯(lián)而成， 第二級的各光功率分配器的分支比相等。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述第二級的各光功率分配器只有一個分支，每個分支連接一個光網(wǎng)絡(luò)單元。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述第一級光功率分配器的分支比為IXmUlKml 個第二級光功率分配器，每個第二級光功率分配器的分支比為2Xm2，其中ml為第一級光功率分配器的最大分支數(shù)，m2為第二級光功率分配器的最大分支數(shù)。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述多級分光器中ml = 4，m2 = 8，最大分支比為 mlXm2 = 32。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述多級分光器由多個光功率分配器二級級聯(lián)而成， 第二級的各光功率分配器的分支比不相等。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，多級分光器包括多個監(jiān)控口，光開關(guān)的一個分支端口通過波分復(fù)用器件連接到饋線光纖，光開關(guān)的其余分支端口分別連接至多級分光器的監(jiān)控在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述光時域反射儀的工作波長為1625nm或1650nm?；谏鲜霰O(jiān)測PON光鏈路中非反射型故障的系統(tǒng)，本發(fā)明還提供監(jiān)測方法，包括如下步驟A01.通過光線路終端控制光開關(guān)，將其倒換到饋線光纖通路；A02.打開光時域反射儀，使光時域反射儀發(fā)生測試脈沖到饋線光纖，對饋線光纖進行檢測；A03.饋線光纖檢測完畢后，光線路終端重新通過光開關(guān)選擇，使光開關(guān)倒換到多級分光器中的待測分支；A04.待測分支選定后，打開光時域反射儀，完成待測分支的配線光纖檢測；A05.重復(fù)步驟A03至A04，完成其他待測分支的配線光纖檢測。本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明一種監(jiān)測PON光鏈路非反射型故障的系統(tǒng)和方法，在實際應(yīng)用中，所使用的OTDR動態(tài)范圍大大降低(比典型的至少降低6到9dB)；在實現(xiàn)光鏈路檢測的條件下，使用的WDM(Wavelength Division Multiplexing，波分復(fù)用)器件只有一個，0SW(opticai switch，光開關(guān))的分支端口數(shù)目較少，成本降低；通過OSW簡單有效地解決了 PON系統(tǒng)高分支比情況下，無法定位分支故障(包括非反射性故障)的問題。


圖1為背景技術(shù)中帶故障檢測的典型PON系統(tǒng)P2MP結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明監(jiān)測PON光鏈路中非反射型故障的系統(tǒng)實施例的示意圖；圖3為二級等分支比多級分光器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖3中最佳實施例的結(jié)構(gòu)圖；圖5為圖3中每個光功率分配器只有一個分支的實施例的結(jié)構(gòu)圖；圖6為二級不等分支比多級分光器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為圖6中一個實施例的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。如圖2所示，本發(fā)明一種監(jiān)測PON光鏈路非反射型故障的系統(tǒng)的一個實施例，包括通過ODN連接的局端和用戶端，局端包含OLT和0TDR，用戶端包含多個0NU，所述ODN包括 WDM器件、OSW和多級分光器。OLT通過饋線光纖與WDM器件的公共端口 1相連，OTDR通過一條單獨的光纖與OSW的公共端口(即com 口 )連接。本實施例中，多級分光器由5個光功率分配器二級級聯(lián)而成(也可以為多個光功率分配器多級級聯(lián)而成)，OSW的分支比為 1X5，OSW分支的取值與多級分光器中光功率分配器的數(shù)量相同，并且每個光功率分配器具有一個監(jiān)控口。OSW的一個分支端口 Pl連接到WDM器件的端口 3，OSW的其余分支端口 P2 P5分別連接至多級分光器的監(jiān)控口 M1、M2、M4、M5，多級分光器還通過一個監(jiān)控口 M3 與WDM器件的端口 2相連，所述多級分光器最后一級的光功率分配器分別連接配線光纖，每條配線光纖連接一個0NU。所述OTDR的測試光信號通過OSW和WDM器件打入至饋線光纖， 并對饋線光纖進行監(jiān)測；OTDR的測試光信號通過多級分光器打入配線光纖，對配線光纖進行監(jiān)測，本實施例中，OTDR的工作波長首選為1625nm或1650nm，起到最優(yōu)的測試效果。所述多級分光器可以分為二級等分支比多級分光器和二級不等分支比多級分光器兩種情況。如3所示，為二級等分支比多級分光器的結(jié)構(gòu)示意圖，其中包含1個分支比為 IXml光功率分配器0、ml個分支比為2Xm2光功率分配器1 ml，整個ODN支持mlXm2 路分支比。二級等分支比多級分光器的監(jiān)控口 M3通過WDM器件連接饋線光纖，2Xm2光功率分配器的監(jiān)控口為Ml、M2、M4 Mml，分別與OSW的分支端口相接，另外，OSW還留有一個分支端口 Pl與WDM器件連接(如圖2)，0SW的com 口與OTDR通過光纖連接。此種情況下， 第一級光功率分配器0的每個分支連接一個第二級光功率分配器1 ml，每一個第二級光功率分配器都具有m2個分支，因此稱為二級等分支比多級分光器。如圖5所示，為二級等分支比多級分光器中一種比較特殊的實施例，如圖中ml = 4，m2 = 1，即第一級光功率分配器有4個分支，每個分支連接一個第二級光功率分配器，每個第二級光功率分配器都只有一個分支。本實施例主要應(yīng)用于對鏈路故障定位要求比較嚴(yán)格的高端用戶，可以采用點對點的方式實現(xiàn)監(jiān)測，即OTDR只監(jiān)控每個高端用戶的光纖鏈路，實現(xiàn)點對點PON網(wǎng)絡(luò)的配線光纖故障點診斷和定位。如圖2和圖4所示，為本發(fā)明較為優(yōu)選的實施例，二級等分支比多級分光器中，總共有5個光功率分配器，包括一個分支比為1X4的第一級光功率分配器0，以及4個分支比為2X8第二級光功率分配器1 4，每個第二級光功率分配器均具有8個分支，總共有 4X8 = 32條分支，因此整個ODN支持32路分支比。OSW分支比為IX5，因此OSW總共具有6個端口，其中包括Pl P5共5個分支端口以及一個com 口 ；二級等分支比分光器具有 5個監(jiān)控口 Ml M5，OSW的分支端口 Pl與WDM器件的端口 3相連，二級等分支比多級分光器的端口 M3與WDM器件的端口 2相連，OSW的分支端口 P2 P5分別與二級等分支比多級分光器的監(jiān)控口 M1、M2、M4、M5相連。局端的OLT設(shè)備下行業(yè)務(wù)光信號經(jīng)過饋線光纖與WDM 器件的端口 1相接，WDM器件的端口 2與多級分光器監(jiān)控口 M3相接，光信號進入到二級等分支比多級分光器進行光功率分配，將下行業(yè)務(wù)光信號傳輸?shù)礁鱾€分支ONU ；上行業(yè)務(wù)光信號經(jīng)過二級等分支比多級分光器后進入到WDM器件，經(jīng)過WDM器件傳輸?shù)金伨€光纖，最后到達0LT，完成整個上下行業(yè)務(wù)光信號的傳輸。如6所示，為二級不等分支比多級分光器的結(jié)構(gòu)示意圖。通常在網(wǎng)絡(luò)部署的時候， 有的小區(qū)用戶數(shù)少，有的小區(qū)用戶數(shù)多，利用二級不等分支比多級分光器的系統(tǒng)，可根據(jù)用戶的數(shù)量可以靈活配置。所述二級不等分支比多級分光器包括分支比為IXml的光功率分配器，以及2 X (m2 mr) (r > 3)光功率分配器，其中m2、m3……mr的分支中，可以有部分
ml+1
分支數(shù)量相同，或者全部分支的數(shù)量均不同，整個ODN支持最大分支比為Σ"""路。所述二
/ =2
級不等分支比多級分光器的監(jiān)控口 Μ3通過WDM器件與饋線光纖相連，其余監(jiān)控口 Ml、M2、 M4 (Mml+1)分別與OSW的分支端口相接，利用此種二級不等分支比多級分光器的系統(tǒng)，適用于在低端用戶采用點對多點的檢測情況。如7所示，為二級不等分支比分光器的一個較優(yōu)選取值實施例，即ml = 4時，第一級光功率分配器0有4個分支，每個分支連接一個第二級光功率分配器，第二級光功率分配器中，光功率分配器1只有一個分支，光功率分配器2有4個分支，光功率分配器3有8個分支，光功率分配器4有8個分支，即光功率分配器3和光功率分配器4的分支數(shù)量相同， 但是和其它分支數(shù)量不同，因此為二級不等分支比分光器?；趫D2所示的監(jiān)測PON光鏈路中非反射型故障的系統(tǒng)，本發(fā)明提供的監(jiān)測方法具體包括如下步驟A01.局端OLT控制OSW倒換到分支端口 Pl，經(jīng)過WDM器件的端口 3，將OSW倒換到
饋線光纖通路。A02.打開0TDR，使OTDR發(fā)生測試脈沖，將測試光信號打入到饋線光纖，對饋線光纖進行檢測，OTDR的工作波長首選為1625nm或1650nm，起到最優(yōu)選的效果。 A03.饋線光纖檢測完畢后，OLT重新通過OSW選擇，使OSW倒換到多級分光器中的待測分支，如圖2中可通過OSW倒換到P2到P5的任意一個分支端口，如OSW倒換到分支端 Π Ρ2。Α04.待測分支選定后，打開0TDR，使OTDR發(fā)生測試脈沖，分別實現(xiàn)對多級分光器各個分支ONU的配線光纖檢測。如圖4所示，上述分支端口 Ρ2與多級分光器的監(jiān)控口 Ml 相接，實現(xiàn)對光功率分配器1后面各個分支(1 8)0NU的診斷檢測。A05.重復(fù)步驟A03至A04，完成其他待測分支的配線光纖檢測。如果OSW倒換到分支端口 P3，則分支端口 P3與多級分光器的監(jiān)控口 M2相接，實現(xiàn)對光功率分配器2后面各個分支ONU的診斷檢測；如果OSW倒換到分支端口 P4，則分支端口 P4與多級分光器的監(jiān)控口 M4相接，實現(xiàn)對光功率分配器3后面各個分支ONU的診斷檢測；如果OSW倒換到分支端口 P5，則分支端口 P5與多級分光器的監(jiān)控口 M5相接，實現(xiàn)對光功率分配器4后面各個分支 ONU的診斷檢測。 本發(fā)明不局限于上述實施方式，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。本說明書中未作詳細描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
權(quán)利要求
1.一種監(jiān)測PON光鏈路中非反射型故障的系統(tǒng)，包括通過光分配網(wǎng)連接的局端和用戶端，局端包含光線路終端和光時域反射儀，用戶端包含多個光網(wǎng)絡(luò)單元，其特征在于，所述光分配網(wǎng)包括波分復(fù)用器件，通過饋線光纖與光線路終端相連；光開關(guān)，通過單獨的光纖與光時域反射儀相連，光開關(guān)的一個分支端口還連接波分復(fù)用器件，所述光時域反射儀的測試光信號通過光開關(guān)和波分復(fù)用器件打入至饋線光纖，并對其進行監(jiān)測；多級分光器，與波分復(fù)用器件和光開關(guān)分別相連，多級分光器還通配線光纖分別連接每個光網(wǎng)絡(luò)單元，所述光時域反射儀的測試光信號通過光功率分配器打入配線光纖，對配線光纖進行監(jiān)測。
2.如權(quán)利要求1所述的監(jiān)測PON光鏈路中非反射型故障的系統(tǒng)，其特征在于所述多級分光器由多個光功率分配器級聯(lián)而成。
3.如權(quán)利要求2所述的監(jiān)測PON光鏈路中非反射型故障的系統(tǒng)，其特征在于所述多級分光器由多個光功率分配器二級級聯(lián)而成，第二級的各光功率分配器的分支比相等。
4.如權(quán)利要求3所述的監(jiān)測PON光鏈路中非反射型故障的系統(tǒng)，其特征在于所述第二級的各光功率分配器只有一個分支，每個分支連接一個光網(wǎng)絡(luò)單元。
5.如權(quán)利要求3所述的監(jiān)測PON光鏈路中非反射型故障的系統(tǒng)，其特征在于所述第一級光功率分配器的分支比為IXmljlKml個第二級光功率分配器，每個第二級光功率分配器的分支比為2Xm2，其中ml為第一級光功率分配器的最大分支數(shù)，m2為第二級光功率分配器的最大分支數(shù)。
6.如權(quán)利要求5所述的監(jiān)測PON光鏈路中非反射型故障的系統(tǒng)，其特征在于所述多級分光器中ml = 4，m2 = 8，最大分支比為ml Xm2 = 32。
7.如權(quán)利要求2所述的監(jiān)測PON光鏈路中非反射型故障的系統(tǒng)，其特征在于所述多級分光器由多個光功率分配器二級級聯(lián)而成，第二級的各光功率分配器的分支比不相等。
8.如權(quán)利要求1所述的監(jiān)測PON光鏈路中非反射型故障的系統(tǒng)，其特征在于多級分光器包括多個監(jiān)控口，光開關(guān)的一個分支端口通過波分復(fù)用器件連接到饋線光纖，光開關(guān)的其余分支端口分別連接至多級分光器的監(jiān)控口。
9.如權(quán)利要求1所述的監(jiān)測PON光鏈路中非反射型故障的系統(tǒng)，其特征在于所述光時域反射儀的工作波長為1625nm或1650nm。
10.一種基于權(quán)利要求1中系統(tǒng)的監(jiān)測方法，其特征在于，包括如下步驟A01.通過光線路終端控制光開關(guān)，將其倒換到饋線光纖通路；A02.打開光時域反射儀，使光時域反射儀發(fā)生測試脈沖到饋線光纖，對饋線光纖進行檢測；A03.饋線光纖檢測完畢后，光線路終端重新通過光開關(guān)選擇，使光開關(guān)倒換到多級分光器中的待測分支；A04.待測分支選定后，打開光時域反射儀，完成待測分支的配線光纖檢測；A05.重復(fù)步驟A03至A04，完成其他待測分支的配線光纖檢測。
全文摘要
一種監(jiān)測PON光鏈路中非反射型故障的系統(tǒng)，涉及PON技術(shù)領(lǐng)域，包括通過光分配網(wǎng)連接的局端和用戶端，局端包含光線路終端和光時域反射儀，用戶端包含多個光網(wǎng)絡(luò)單元，所述光分配網(wǎng)絡(luò)包括波分復(fù)用器件，通過饋線光纖與光線路終端相連；光開關(guān)，通過單獨的光纖與光時域反射儀相連，光開關(guān)的一個端口還連接波分復(fù)用器件；多級分光器，與波分復(fù)用器件和光開關(guān)分別相連，多級分光器還通配線光纖分別連接每個光網(wǎng)絡(luò)單元。本系統(tǒng)結(jié)合本系統(tǒng)所述的監(jiān)測方法在高分支比的情況下，簡單有效的實現(xiàn)饋線光纖和配線光纖故障的診斷和精確定位，解決了系統(tǒng)高分支比時故障定位難的問題。
文檔編號H04B10/12GK102377486SQ20111037452
公開日2012年3月14日 申請日期2011年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月23日
發(fā)明者何巖, 王素椅 申請人:烽火通信科技股份有限公司