专利名称：一种在线检测光网络单元光功率的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及光通讯技术领域，尤其涉及一种在线检测光网》各单元光功率 的方法和装置。
背景技术：
EPON ( Ethernet Passive Optical Networks ，基于以太网的无源光网络) 系统的单点到多点的架构只是使用无源光分路器，不需要任何有源设备，大 大降低了网络的安装、管理和维护成本，所以EPON在FTTX (FTTH:光 纤到户，FTTB:光纤到楼，FTTP:光纤到驻地)的应用越来越广泛。但是 由于EPON系统中，上行光信号(波长1310nm)是突发模式的，不同于正 常的连续光信号，传统的测试方法是测试采样周期内平均光功率，这样的传 统光功率测试方法将不能得到某个ONU( Optical Network Unit,光网络单元) 正确的光功率，这给网络的维护带来很大的困难。EPON系统参考结构如图1,由局侧的OLT ( Optical Line Terminal ，光 线路终端)、用户侧的ONU (Optical Network Unit,光网络单元)和光分配 网络ODN ( Optical Distribution Network )组成，为单纤双向系统。在下行方 向(OLT到ONU) , OLT发送的信号通过ODN到达各个ONU。在上行方 向(ONU到OLT ) ， ONU发送的信号只会到达OLT，而不会到达其它ONU。为了避免数据冲突并提高网络利用效率，上行方向采用时分多址TDMA (Time Division Multiple Access ) 4妄入方式并对各ONU的数据发送进4亍仲 裁。ODN由光纤和一个或多个无源光分路器等无源光器件组成，在OLT和 ONU间提供光通道。这种时分多址TDMA方式，使得某个ONU只能在规 定的时隙内发出光信号，下一个时隙就是另 一个ONU发送光信号。目前光模块测试光功率是采样周期内的平均光功率，ONU所用光模块 型号和光路距离等因素导致每个ONU光功率可能不同，所以平均光功率不能反映出每个ONU实际光功率，这给网络的诊断和维护带来很大的困难。 现有的一些专利文献中只是说明某个ONU光功率^H则，并没有说明在线对 一个OLT系统下每个ONU光功率的4企测。发明内容本发明所要解决的技术问题在于，提供一种在线检测光网络单元光功率 的方法和装置，用于实现EPON系统中OLT侧在线对每个ONU光功率检测， 尤其用于在正常通信的情况下实现对系统中每个ONU的光功率检测。为了解决上述问题，本发明提出了 一种在线检测光网络单元光功率的装 置，包括光线路终端媒体接入控制层OLT MAC控制模块，光线路终端 OLT侧光模块，模数AD转换电路模块，其中所述OLT MAC控制模块一方面与OLT侧光模块直接连接，另 一方面， 通过所述AD转换电路模块与OLT侧光模块间接连接；所述OLT侧光模块用于在接收到光网络单元ONU的光信号时输出电压 信号，所述OLT MAC控制模块使能模数AD转换电路对OLT侧光模块输 出的电压信号进行采样；所述OLT MAC控制模块读取模数转换得到的数 值，转换成光功率值，获取所述ONU的光功率。进一步地，所述OLT MAC控制模块和所述AD转换电路模块之间的接口 是串行数据总线接口 ；所述OLT侧光模块通过其上的一个引脚输出模拟电 压到所述AD转换电路模块。进一步地，所述OLT MAC控制模块与OLT侧光模块直接连接的接口为 SerDes接口 。进一步地，所述OLT侧光模块内部集成有光探测器、前置放大器、信号 整形电路，其中光探测器，用于从光纤链路中探测接收光信号，并将光信号转换为光电 流信号输出至前置放大器；前置放大器，用于将光探测器产生的光电流信号转换成模拟电压信号输出至信号整形电路；信号整形电路，用于对该模拟电压信号进行整形滤波，去除杂波后的该 模拟电压信号从OLT侧光模块其中的一个引脚输出给AD转换电路模块。进一步地，所述OLT侧光模块若采用小封装热插拔SFP封装方式，则 其引脚定义符合小封装热插拔SFP的多源协议MSA规范，利用7号引脚作 为模拟电压输出信号输出至所述AD转换电路模块。进一步地，所述AD转换电路模块的采样时间Tc要小于光网络单元 ONU分配到的最小时隙Tonu减去环路时延RTT的差，即Tc < Tonu - RTT。本发明还提供一种在线;险测光网络单元光功率的方法，包括如下步骤A、 光线3各终端OLT为注册的光网络单元ONU分配普通GATE消息；B、 在所述普通GATE消息所授权的时隙内，光线路终端OLT收到所 述ONU的注册成功应答时，使能模数AD转换电路对光线路终端OLT侧光 模块输出的电压信号进行采样；C、 若在所述ONU反馈的注册成功应答未结束时完成模数转换，则所 述OLTMAC控制模块读取模数转换得到的数值，转换成光功率值，获取所 述ONU的光功率。进一步地，所述方法进一步包括D、 重复步骤A、 B、 C，对下一个所述光网络单元ONU进行在线光功 率才企测，直至所有光网络单元ONU完成在线光功率4全测。进一步地，所述步骤A具体包括光线路终端OLT发起一l仑发现GATE,分配一个发现窗口，未注册的 光网络单元ONU响应发现GATE消息，设置本地时钟标签；ONU等待一个随机时延后发送注册请求消息REGISTER—REQ;OLT确认注册请求消息REGISTER—REQ后，为ONU分配一个唯一的 逻辑链路标识LLID;OLT发送一个普通GATE消息给ONU;ONU在接收到的普通GATE消息中所授权的时隙中，向OLT发送注册 成功应答REGISTER—ACK消息。进一步地，所述步骤A中所述的普通GATE消息是注册过程中的普通 GATE消息或后继正常通讯时的普通GATE消息。进一步地，所述步骤C进一步包括若完成模数转换时，所述ONU反馈的注册成功应答已结束，则所述ONU 等待普通GATE中的下一个时隙，在下一个时隙内重新反馈注册成功应答消 息，重新执行步骤B和步骤C，直至获得该ONU的在线光功率值。本发明的在线冲企测光网络单元光功率的方法和装置，可在EPON系统正 常通信的情况下实现对系统中每个ONU的光功率4企测，便于EPON系统网 络诊断和维护，节约系统维护成本，提高系统可靠性。与现有技术相比较， 不但可以对EPON系统中每个ONU的光功率检测，并且由于增加了 AD转 换电路，可以根据需要来确定检测精度，对于检测精度要求高的情况可以选 用AD转换精度高的转换器，对于检测精度不高的情况可以选用转换精度低 相对便宜的AD转换器。由于实现了在通信过程中的在线检测，因而本发明 不影响OLT和ONU之间的通讯。
图1是本发明EPON系统参考结构；图2是本发明实施例中在线检测光网络单元光功率装置的电路框图； 图3是在线检测光网络单元光功率装置中OLT侧光模块的结构图； 图4是本发明的光功率;f企测处理流程。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图对本发明 作进一步地详细说明。本发明的在线检测光网络单元光功率的装置和方法，涉及EPON系统光8模块的光功率检测技术，用于在EPON系统中局侧OLT ( Optical Line光网络单元)设备光功率，在EPON系统正常通信的情况下OLT侧在线对 每个ONU光功率^:测，便于EPON系统网络诊断和维护，节约系统维护成 本，提高系统可靠性。如图2所示，显示了本发明的在线检测光网络单元光功率的装置的结构 示意图。该在线检测光网络单元光功率的装置包括OLTMAC控制模块、 OLT侧光模块和AD转换电路模块。其中OLT MAC控制模块一方面通过 SerDes接口与OLT侧光模块直接连接，另一方面，通过一个AD转换电路 模块与OLT侧光模块间接连接。所述OLT侧光模块用于和OLT MAC控制模块正常通讯外，在接收到 光网络单元ONU的光信号时输出电压信号，所述OLT MAC控制模块使能 模数AD转换电路对OLT侧光模块输出的电压信号进行采样；所述OLT MAC控制模块读取模数转换得到的数值，转换成光功率值，获取所述ONU 的光功率。其中，OLT光模块只要接收到光信号，就会输出电压信号，OLT MAC控制模块控制所述AD转换电路采样这个电压信号的时间点(在分配 给该ONU的时隙内)。OLT侧光模块的一个引脚输出模拟电压到AD转换电路模块，AD转换 电路模块和OLT MAC控制模块之间的接口可以使用串行数据总线接口方 式，这样可以简化OLT MAC控制模块和AD转换电路模块之间接线方式， 但不局限于串行数据总线接口方式。在普通的EPON系统中只有OLTMAC控制模块和OLT侧光模块，图2 所示的在线;险测光网络单元光功率的装置在OLT MAC控制才莫块和OLT侧 光模块之间增加一个AD转换电游4莫块。OLT侧光模块可以定义现有模块中 的一个空闲引脚，将该新定义的引脚用于输出模拟电压到AD转换电路模 块。对于OLT侧光模块，也可以采用其它功能引脚进行复合定义，作为用 于输出模拟电压的引脚。如图3所示，显示了图2所示的OLT侧光模块的内部结构示意图，该 OLT侧光模块内部集成有光探测器、前置放大器、信号整形电路。其中光探测器，用于从光纤链路中探测接收光信号，并将光信号转换为光电流信号输出至前置放大器；前置放大器，用于将光探测器产生的光电流信号转换成模拟电压信号输出至信号整形电路；信号整形电路，用于对该模拟电压信号进行整形滤波，去除杂波后的该 模拟电压信号从OLT侧光模块的一个引脚输出给AD转换电路模块。对于SFP (Small Form-Factor Pluggable,小封装热插拔)封装的OLT 侧光模块，其引脚定义符合SFP MSA ( Multi Source Agreement ，多源协议) 规范，可以利用OLT侧光模块原来空闲的7号引脚重新定义，作为模拟电 压输出信号的引脚，这样支持在线检测ONU光功率的SFP封装的OLT侧实际使用时，可以根据应用需求灵活选择OLT侧光模块而不需要更改设计。 当然，也可以采用其它的功能引脚，进行复合定义使其同时还兼具输出模拟 电压信号至所述AD转换电路的功能。OLT和ONU之间的TDMA方式是由OLT进行仲裁的，在OLT给ONU 分配的时间窗口内完成光功率的检测，超过该时间窗口， OLT侧光模块输 出的电压信号将不准确。另外，由于环路时延RTT (Round Trip Time)的存 在，所以AD转换电路模块的采样时间Tc要小于ONU分配到的最小时隙 Tonu减去RTT的差，即Tc < Tonu - RTT，这样才能保证在ONU发送信号 结束前正确地完成光功率4企测。ONU的环路时延RTT在ONU注册时OLT 通过MPCP ( Multi-Point Control Protocol,多点控制协议)协议可以确定。下面结合图4对本发明的处理流程和步骤进行说明。步骤401: OLT发起一轮发现GATE (discovery GATE)消息，分配一 个发现窗口，未注册的ONU响应发现GATE消息，设置本地时钟标签；步骤402: ONU等待一个随机时延后发送注册请求REGISTER_REQ消自 步骤403: OLT确认收到该注册请求REGISTER—REQ消息后，OLT给 ONU分配一个唯一的逻辑链路标识LLID (Logical Link ID );步骤404: OLT发送一个普通GATE ( GATE )给ONU;步骤405: ONU接收到这个普通GATE消息后，再发送一个注册应答 REGISTER—ACK消息告知OLT已经成功注册，该注册应答REGISTER一ACK 消息在接收到的普通GATE消息中所授权的时隙中传输；至此，经401 405步骤，ONU注册完成，ONU光功率检测可以在这个 普通GATE消息所授权的时隙中完成，也可以在后继正常通讯的普通GATE 消息所授权的时隙中完成。步骤406 : OLT收到ONU发回的普通GATE消息的应答 REGISTER ACK;步骤407: OLT使能AD转换器，AD转换器开始工作；步骤408:等待AD转换器完成对OLT光模块输出的电压信号采样；步骤409: AD转换完成后，OLT MAC控制模块判断ONU发回的应答 信号是否还没有结束，若否，即尚未结束，则转至步骤410，若是，即已结 束，则转至步骤411;步骤410: OLTMAC读取AD转换数值，转换成光功率值，这个LLID 的ONU光功率就;险测完成。步骤411:若已结束，则这次AD转换结果无效；步骤412:等待OLT分配给该LLID ONU下一个时隙，从步骤404开 始重新;险测该ONU光功率。以上步骤就完成了一个ONU的光功率4企测，如果要^r测其它ONU则 重复以上步骤即可。由于光功率^r测是在普通GATE时隙中完成的，所以ONU注册后任何 一个普通GATE时隙都可以进行光功率检测。ONU光功率检测是在EPON 系统正常通讯时完成的，实现在线检测，不影响通讯。以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领J或 的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则 之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求 范围之内。
权利要求
1、一种在线检测光网络单元光功率的装置，其特征在于，包括光线路终端媒体接入控制层OLT MAC控制模块，光线路终端OLT侧光模块，模数AD转换电路模块，其中所述OLT MAC控制模块一方面与OLT侧光模块直接连接，另一方面，通过所述AD转换电路模块与OLT侧光模块间接连接；所述OLT侧光模块用于在接收到光网络单元ONU的光信号时输出电压信号，所述OLT MAC控制模块使能模数AD转换电路对OLT侧光模块输出的电压信号进行采样；所述OLT MAC控制模块读取模数转换得到的数值，转换成光功率值，获取所述ONU的光功率。
2、 如权利要求l所述的装置，其特征在于，所述OLT MAC控制模块和所述AD转换电路模块之间的接口是串行数据 总线4妻口；所述OLT侧光模块通过其上的一个引脚输出模拟电压到所述AD转换电 路模块。
3、 如权利要求l所述的装置，其特征在于，所述OLTMAC控制模块与OLT侧光模块直接连接的接口为SerDes接口 。
4、 如权利要求l所述的装置，其特征在于，所述OLT侧光模块内部集成 有光探测器、前置放大器、信号整形电路，其中光探测器，用于从光纤链路中探测接收光信号，并将光信号转换为光电 流信号输出至前置放大器；前置放大器，用于将光探测器产生的光电流信号转换成模拟电压信号输 出至信号整形电路；信号整形电路，用于对该模拟电压信号进行整形滤波，去除杂波后的该 模拟电压信号从OLT侧光模块其中的一个引脚输出给AD转换电路模块。
5、 如权利要求2或4所述的装置，其特征在于，所述OLT侧光模块若采用小封装热插拔SFP封装方式，则其引脚定义 符合小封装热插拔SFP的多源协议MSA规范，利用7号引脚作为模拟电压 输出信号输出至所述AD转换电路模块。
6、 如权利要求l所述的装置，其特征在于，所述AD转换电路模块的采样时间Tc要小于光网络单元ONU分配到的 最小时隙Tonu减去环路时延RTT的差，即Tc < Tonu - RTT。
7、 一种在线检测光网络单元光功率的方法，其特征在于，包括如下步骤A、 光线路终端OLT为注册的光网络单元ONU分配普通GATE消息；B、 在所述普通GATE消息所授权的时隙内，光线路终端OLT收到所 述ONU的注册成功应答时，使能模数AD转换电路对光线路终端OLT侧光 模块输出的电压信号进行采样；C、 若在所述ONU反馈的注册成功应答未结束时完成模数转换，则所 述OLTMAC控制模块读取模数转换得到的数值，转换成光功率值，获取所 述ONU的光功率。
8、 如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括D、 重复步骤A、 B、 C,对下一个所述光网络单元ONU进4亍在线光功 率检测，直至所有光网络单元ONU完成在线光功率检测。
9、 如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤A具体包括光线路终端OLT发起一轮发现GATE,分配一个发现窗口，未注册的 光网络单元ONU响应发现GATE消息，设置本地时钟标签；ONU等待一个随机时延后发送注册请求消息REGISTER—REQ;OLT确i人注册请求消息REGISTER—REQ后，为ONU分配一个。舉一的 逻辑链路标识LLID;OLT发送一个普通GATE消息给ONU;ONU在接收到的普通GATE消息中所授权的时隙中，向OLT发送注册 成功应答REGISTER一ACK消息。
10、 如权利要求7或9所述的方法，其特征在于，所述步骤A中所述的普通GATE消息是注册过程中的普通GATE消息或后继正常通讯时的普 通GATE消息。
11、 如权利要求7或9所述的方法，其特征在于，所述步骤C进一步包括若完成模数转换时，所述ONU反馈的注册成功应答已结束，则所述ONU 等待普通GATE中的下一个时隙，在下一个时隙内重新反馈注册成功应答消 息，重新执行步骤B和步骤C,直至获得该ONU的在线光功率值。
全文摘要
本发明公开了一种在线检测光网络单元光功率的装置及方法，所述装置包括光线路终端媒体接入控制层OLT MAC控制模块，光线路终端OLT侧光模块，模数AD转换电路模块，其中，所述OLT侧光模块用于在接收到光网络单元ONU的光信号时输出电压信号，所述OLT MAC控制模块使能模数AD转换电路对OLT侧光模块输出的电压信号进行采样；所述OLTMAC控制模块读取模数转换得到的数值，转换成光功率值，获取所述ONU的光功率。应用本发明的装置及方法，可对EPON系统中每个ONU的光功率检测，实现了在通信过程中的在线检测，检测时不影响OLT和ONU之间的通讯。
文档编号H04B10/08GK101621332SQ200910150128
公开日2010年1月6日 申请日期2009年7月7日 优先权日2009年7月7日
发明者景 冯 申请人:中兴通讯股份有限公司