专利名称：一种监测pon光链路中非反射型故障的系统和方法
技术领域：
本发明涉及PON(Passive Optical Network，无源光网络)技术领域，具体来讲是一种监测PON光链路中非反射型故障的系统和方法。
背景技术：
由于光纤通信具有传输频带宽、通信容量大、信号传输质量高等优点，该技术在通信领域有着极其广泛的应用。光接入网络FTTH作为光纤通信网络中的一个重要部分具有广阔的应用前景。典型的光接入网络的介入方法包括P2P(Point to Point，点到点)和 P2MP (Point to Multi-Point，点到多点)的PON接入方法。PON系统采用P2MP的接入方法与P2P相比，极大的节约了光纤成本。如图1所示，为带故障检测的典型的PON系统P2MP结构示意图，其主要有三部分组成局端设备、用户端0NU(0ptical Network Unit，光网络单元)和ODN(Optical Distribution Network,光分配网)。局端设备包括 OTDR(Optical Time Domain Reflecto-meter，光时域反射仪)和OLT(Optical Line ^Terminal，光线路终端)，0LT为PON 系统提供网络侧接口，与OTDR的光信号合路后通过一根光纤连接到一个ODN网络，ONU为 PON系统提供用户侧接口，上行与ODN相连。ODN是为一级或多级分光器等无源光器件，将 OLT下行数据分路传输到各个0NU，同时将多个ONU上行数据汇总传输到0LT。上述典型PON系统网络故障的诊断和检测极为重要，目前也有很多专利针对光纤链路故障检测进行了描述。申请号为20081025150. 1的中国专利，描述了局端采用光开关、 光耦合器和光纤分析仪，远端设置光纤光栅的方法来进行光链路质量监控；中国专利CN 1866790A里描述了通过在ODN系统中增加光路调节盒，达到每个ONU具有不同的距离差， OTDR可对光网络中各分支进行测试的目的；中国专利CN101217313A里面描述通过网管管理系统和OTDR的配合达到对PON网络故障进行诊断。上述专利中，局端均需要放置多通路的光开关、光耦合器、ONU处的反射器和高性能的光纤分析仪，远端则需要放置光纤光栅。但是OTDR技术上存在动态范围和精度相矛盾的问题，其动态范围大，精度低，因此基于目前 OTDR指标，在分支比很高的情况下很难检测配线光纤的质量的问题，尤其是配线光纤的非反射事件故障。另外，目前运营商为了降低PON网络初期建设成本，主要采用“薄覆盖”的建设思路节省初期投资。“薄覆盖”是指光缆按容量进行一次性建设，但安装在楼道里的分光器等产品是模块化设计，可以逐步进行扩容。因此，ODN的网络为多级分光的结构，活接头增多， 差损就会更大。在这种情况下，实现对多级分光后的配线光纤故障(包括反射事件和非反射事件故障)进行诊断检测是一个很大的困难，有待解决。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种监测PON光链路非反射型故障的系统和方法，在高分支比的情况下，可简单有效的实现馈线光纤和配线光纤故障
3的诊断和精确定位，解决了系统高分支比时故障定位难的问题。为达到以上目的，本发明提供一种监测PON光链路中非反射型故障的系统，包括通过光分配网连接的局端和用户端，局端包含光线路终端和光时域反射仪，用户端包含多个光网络单元，所述光分配网包括波分复用器件，通过馈线光纤与光线路终端相连；光开关，通过单独的光纤与光时域反射仪相连，光开关的一个分支端口还连接波分复用器件，所述光时域反射仪的测试光信号通过光开关和波分复用器件打入至馈线光纤，并对其进行监测；多级分光器，与波分复用器件和光开关分别相连，多级分光器还通配线光纤分别连接每个光网络单元，所述光时域反射仪的测试光信号通过光功率分配器打入配线光纤，对配线光纤进行监测。在上述技术方案的基础上，所述多级分光器由多个光功率分配器级联而成。在上述技术方案的基础上，所述多级分光器由多个光功率分配器二级级联而成， 第二级的各光功率分配器的分支比相等。在上述技术方案的基础上，所述第二级的各光功率分配器只有一个分支，每个分支连接一个光网络单元。在上述技术方案的基础上，所述第一级光功率分配器的分支比为IXmUlKml 个第二级光功率分配器，每个第二级光功率分配器的分支比为2Xm2，其中ml为第一级光功率分配器的最大分支数，m2为第二级光功率分配器的最大分支数。在上述技术方案的基础上，所述多级分光器中ml = 4，m2 = 8，最大分支比为 mlXm2 = 32。在上述技术方案的基础上，所述多级分光器由多个光功率分配器二级级联而成， 第二级的各光功率分配器的分支比不相等。在上述技术方案的基础上，多级分光器包括多个监控口，光开关的一个分支端口通过波分复用器件连接到馈线光纤，光开关的其余分支端口分别连接至多级分光器的监控在上述技术方案的基础上，所述光时域反射仪的工作波长为1625nm或1650nm。基于上述监测PON光链路中非反射型故障的系统，本发明还提供监测方法，包括如下步骤A01.通过光线路终端控制光开关，将其倒换到馈线光纤通路；A02.打开光时域反射仪，使光时域反射仪发生测试脉冲到馈线光纤，对馈线光纤进行检测；A03.馈线光纤检测完毕后，光线路终端重新通过光开关选择，使光开关倒换到多级分光器中的待测分支；A04.待测分支选定后，打开光时域反射仪，完成待测分支的配线光纤检测；A05.重复步骤A03至A04，完成其他待测分支的配线光纤检测。本发明的有益效果在于本发明一种监测PON光链路非反射型故障的系统和方法，在实际应用中，所使用的OTDR动态范围大大降低(比典型的至少降低6到9dB)；在实现光链路检测的条件下，使用的WDM(Wavelength Division Multiplexing，波分复用)器件只有一个，0SW(opticai switch，光开关)的分支端口数目较少，成本降低；通过OSW简单有效地解决了 PON系统高分支比情况下，无法定位分支故障(包括非反射性故障)的问题。
图1为背景技术中带故障检测的典型PON系统P2MP结构示意图；图2为本发明监测PON光链路中非反射型故障的系统实施例的示意图；图3为二级等分支比多级分光器的结构示意图；图4为图3中最佳实施例的结构图；图5为图3中每个光功率分配器只有一个分支的实施例的结构图；图6为二级不等分支比多级分光器的结构示意图；图7为图6中一个实施例的结构图。
具体实施例方式以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。如图2所示，本发明一种监测PON光链路非反射型故障的系统的一个实施例，包括通过ODN连接的局端和用户端，局端包含OLT和0TDR，用户端包含多个0NU，所述ODN包括 WDM器件、OSW和多级分光器。OLT通过馈线光纤与WDM器件的公共端口 1相连，OTDR通过一条单独的光纤与OSW的公共端口(即com 口 )连接。本实施例中，多级分光器由5个光功率分配器二级级联而成(也可以为多个光功率分配器多级级联而成)，OSW的分支比为 1X5，OSW分支的取值与多级分光器中光功率分配器的数量相同，并且每个光功率分配器具有一个监控口。OSW的一个分支端口 Pl连接到WDM器件的端口 3，OSW的其余分支端口 P2 P5分别连接至多级分光器的监控口 M1、M2、M4、M5，多级分光器还通过一个监控口 M3 与WDM器件的端口 2相连，所述多级分光器最后一级的光功率分配器分别连接配线光纤，每条配线光纤连接一个0NU。所述OTDR的测试光信号通过OSW和WDM器件打入至馈线光纤， 并对馈线光纤进行监测；OTDR的测试光信号通过多级分光器打入配线光纤，对配线光纤进行监测，本实施例中，OTDR的工作波长首选为1625nm或1650nm，起到最优的测试效果。所述多级分光器可以分为二级等分支比多级分光器和二级不等分支比多级分光器两种情况。如3所示，为二级等分支比多级分光器的结构示意图，其中包含1个分支比为 IXml光功率分配器0、ml个分支比为2Xm2光功率分配器1 ml，整个ODN支持mlXm2 路分支比。二级等分支比多级分光器的监控口 M3通过WDM器件连接馈线光纤，2Xm2光功率分配器的监控口为Ml、M2、M4 Mml，分别与OSW的分支端口相接，另外，OSW还留有一个分支端口 Pl与WDM器件连接(如图2)，0SW的com 口与OTDR通过光纤连接。此种情况下， 第一级光功率分配器0的每个分支连接一个第二级光功率分配器1 ml，每一个第二级光功率分配器都具有m2个分支，因此称为二级等分支比多级分光器。如图5所示，为二级等分支比多级分光器中一种比较特殊的实施例，如图中ml = 4，m2 = 1，即第一级光功率分配器有4个分支，每个分支连接一个第二级光功率分配器，每个第二级光功率分配器都只有一个分支。本实施例主要应用于对链路故障定位要求比较严格的高端用户，可以采用点对点的方式实现监测，即OTDR只监控每个高端用户的光纤链路，实现点对点PON网络的配线光纤故障点诊断和定位。如图2和图4所示，为本发明较为优选的实施例，二级等分支比多级分光器中，总共有5个光功率分配器，包括一个分支比为1X4的第一级光功率分配器0，以及4个分支比为2X8第二级光功率分配器1 4，每个第二级光功率分配器均具有8个分支，总共有 4X8 = 32条分支，因此整个ODN支持32路分支比。OSW分支比为IX5，因此OSW总共具有6个端口，其中包括Pl P5共5个分支端口以及一个com 口 ；二级等分支比分光器具有 5个监控口 Ml M5，OSW的分支端口 Pl与WDM器件的端口 3相连，二级等分支比多级分光器的端口 M3与WDM器件的端口 2相连，OSW的分支端口 P2 P5分别与二级等分支比多级分光器的监控口 M1、M2、M4、M5相连。局端的OLT设备下行业务光信号经过馈线光纤与WDM 器件的端口 1相接，WDM器件的端口 2与多级分光器监控口 M3相接，光信号进入到二级等分支比多级分光器进行光功率分配，将下行业务光信号传输到各个分支ONU ；上行业务光信号经过二级等分支比多级分光器后进入到WDM器件，经过WDM器件传输到馈线光纤，最后到达0LT，完成整个上下行业务光信号的传输。如6所示，为二级不等分支比多级分光器的结构示意图。通常在网络部署的时候， 有的小区用户数少，有的小区用户数多，利用二级不等分支比多级分光器的系统，可根据用户的数量可以灵活配置。所述二级不等分支比多级分光器包括分支比为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
分支数量相同，或者全部分支的数量均不同，整个ODN支持最大分支比为Σ"""路。所述二
/ =2
级不等分支比多级分光器的监控口 Μ3通过WDM器件与馈线光纤相连，其余监控口 Ml、M2、 M4 (Mml+1)分别与OSW的分支端口相接，利用此种二级不等分支比多级分光器的系统，适用于在低端用户采用点对多点的检测情况。如7所示，为二级不等分支比分光器的一个较优选取值实施例，即ml = 4时，第一级光功率分配器0有4个分支，每个分支连接一个第二级光功率分配器，第二级光功率分配器中，光功率分配器1只有一个分支，光功率分配器2有4个分支，光功率分配器3有8个分支，光功率分配器4有8个分支，即光功率分配器3和光功率分配器4的分支数量相同， 但是和其它分支数量不同，因此为二级不等分支比分光器。基于图2所示的监测PON光链路中非反射型故障的系统，本发明提供的监测方法具体包括如下步骤A01.局端OLT控制OSW倒换到分支端口 Pl，经过WDM器件的端口 3，将OSW倒换到
馈线光纤通路。A02.打开0TDR，使OTDR发生测试脉冲，将测试光信号打入到馈线光纤，对馈线光纤进行检测，OTDR的工作波长首选为1625nm或1650nm，起到最优选的效果。 A03.馈线光纤检测完毕后，OLT重新通过OSW选择，使OSW倒换到多级分光器中的待测分支，如图2中可通过OSW倒换到P2到P5的任意一个分支端口，如OSW倒换到分支端 Π Ρ2。Α04.待测分支选定后，打开0TDR，使OTDR发生测试脉冲，分别实现对多级分光器各个分支ONU的配线光纤检测。如图4所示，上述分支端口 Ρ2与多级分光器的监控口 Ml 相接，实现对光功率分配器1后面各个分支(1 8)0NU的诊断检测。A05.重复步骤A03至A04，完成其他待测分支的配线光纤检测。如果OSW倒换到分支端口 P3，则分支端口 P3与多级分光器的监控口 M2相接，实现对光功率分配器2后面各个分支ONU的诊断检测；如果OSW倒换到分支端口 P4，则分支端口 P4与多级分光器的监控口 M4相接，实现对光功率分配器3后面各个分支ONU的诊断检测；如果OSW倒换到分支端口 P5，则分支端口 P5与多级分光器的监控口 M5相接，实现对光功率分配器4后面各个分支 ONU的诊断检测。 本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
权利要求
1.一种监测PON光链路中非反射型故障的系统，包括通过光分配网连接的局端和用户端，局端包含光线路终端和光时域反射仪，用户端包含多个光网络单元，其特征在于，所述光分配网包括波分复用器件，通过馈线光纤与光线路终端相连；光开关，通过单独的光纤与光时域反射仪相连，光开关的一个分支端口还连接波分复用器件，所述光时域反射仪的测试光信号通过光开关和波分复用器件打入至馈线光纤，并对其进行监测；多级分光器，与波分复用器件和光开关分别相连，多级分光器还通配线光纤分别连接每个光网络单元，所述光时域反射仪的测试光信号通过光功率分配器打入配线光纤，对配线光纤进行监测。
2.如权利要求1所述的监测PON光链路中非反射型故障的系统，其特征在于所述多级分光器由多个光功率分配器级联而成。
3.如权利要求2所述的监测PON光链路中非反射型故障的系统，其特征在于所述多级分光器由多个光功率分配器二级级联而成，第二级的各光功率分配器的分支比相等。
4.如权利要求3所述的监测PON光链路中非反射型故障的系统，其特征在于所述第二级的各光功率分配器只有一个分支，每个分支连接一个光网络单元。
5.如权利要求3所述的监测PON光链路中非反射型故障的系统，其特征在于所述第一级光功率分配器的分支比为IXmljlKml个第二级光功率分配器，每个第二级光功率分配器的分支比为2Xm2，其中ml为第一级光功率分配器的最大分支数，m2为第二级光功率分配器的最大分支数。
6.如权利要求5所述的监测PON光链路中非反射型故障的系统，其特征在于所述多级分光器中ml = 4，m2 = 8，最大分支比为ml Xm2 = 32。
7.如权利要求2所述的监测PON光链路中非反射型故障的系统，其特征在于所述多级分光器由多个光功率分配器二级级联而成，第二级的各光功率分配器的分支比不相等。
8.如权利要求1所述的监测PON光链路中非反射型故障的系统，其特征在于多级分光器包括多个监控口，光开关的一个分支端口通过波分复用器件连接到馈线光纤，光开关的其余分支端口分别连接至多级分光器的监控口。
9.如权利要求1所述的监测PON光链路中非反射型故障的系统，其特征在于所述光时域反射仪的工作波长为1625nm或1650nm。
10.一种基于权利要求1中系统的监测方法，其特征在于，包括如下步骤A01.通过光线路终端控制光开关，将其倒换到馈线光纤通路；A02.打开光时域反射仪，使光时域反射仪发生测试脉冲到馈线光纤，对馈线光纤进行检测；A03.馈线光纤检测完毕后，光线路终端重新通过光开关选择，使光开关倒换到多级分光器中的待测分支；A04.待测分支选定后，打开光时域反射仪，完成待测分支的配线光纤检测；A05.重复步骤A03至A04，完成其他待测分支的配线光纤检测。
全文摘要
一种监测PON光链路中非反射型故障的系统，涉及PON技术领域，包括通过光分配网连接的局端和用户端，局端包含光线路终端和光时域反射仪，用户端包含多个光网络单元，所述光分配网络包括波分复用器件，通过馈线光纤与光线路终端相连；光开关，通过单独的光纤与光时域反射仪相连，光开关的一个端口还连接波分复用器件；多级分光器，与波分复用器件和光开关分别相连，多级分光器还通配线光纤分别连接每个光网络单元。本系统结合本系统所述的监测方法在高分支比的情况下，简单有效的实现馈线光纤和配线光纤故障的诊断和精确定位，解决了系统高分支比时故障定位难的问题。
文档编号H04B10/12GK102377486SQ20111037452
公开日2012年3月14日 申请日期2011年11月23日 优先权日2011年11月23日
发明者何岩, 王素椅 申请人:烽火通信科技股份有限公司