专利名称：一种自诊断无源光网络系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种自诊断无源光网络系统,尤其涉及一种能够对PON (Passive Optical Network，无源光网络系统，以下简称Ρ0Ν)系统中光缆的故障进行定位的自诊断无源光网络系统，本发明属于通信领域。
背景技术：
近年来，随着3G业务逐渐开展、IPTV (Interactive Personality TV,交互式网络电视)用户增加、Internet带宽逐年提升，用户对网络带宽的需求日益增长。无源光网络(Passive Optical Network,以下简称PON)技术作为一种点到多点的光纤传输和接入技术，具有节省光缆资源、带宽资源共享、节省机房投资、设备安全性高、建网速度快、综合成本低等优点。因此PON系统网络的全球建设总量逐年提升，已成为发展的必然趋势。目前全球主要建设的PON 系统有 EP0N( Ethernet passive optical network)和 GPON (Gigabit Passive Optical Network)。传输方案是以1310nm波长传输窄带业务信号，以1550nm波长传输宽带业务信号，同时采用多点控制协议MPCP(Multi_Point Control Protocol :简称 MPCP)、时分复用 TDMA (Time Division Multiple Access)以及测试技术。 在光分支点不需要供电设备，只需要安装一个简单的光分配器即可。传统无源光网络系统如图2所示，包含无源光网络的光缆终端设备OLT (optical line terminal :光缆终端设备)、主干光缆140、光分配节点系统ODN (Optical Distribution Node :光分配节点)、分支光缆170和多个光接入网络用户终端180，光接入网络用户终端米用ONU (Optical Network Unit :光网络单兀)或者ONT (Optical Network Terminal :光网络终端)。该系统一般包含三种波长的光信号上行信号1310nm、下行信号 1490nm、CATV (电视)信号，前两个信号用于用户通讯的，如电话、互联网等。然而随着PON系统建设量爆炸性增长，也带来了维护人员短缺、工作量繁重、维护手段缺乏、难以准确定位故障点的问题，具体表现在
I、PON网络的维护难点主要在ODN (Optical Distribution Node,光分配节点)及其分支，主要原因是ODN数量繁多，分支更是庞大，导致网络复杂，要实现快速的故障定位比较困难，这一问题为减少系统的维护成本提出了难题。2、传统的 OTDR (Optical Time Domain Reflectometer,光时域反射仪)技术很难定位ODN分支的准确位置，原因在于OTDR是一种点到点的测试装备，应用在这种点到多点的测试环境并不适用，即使现在更精密、分辨率更高、动态范围更大的专用于PON网络测试的P0N-0TDR也不能准确测量出断点。OTDR技术对待测光路的长度有特别的要求，不能分辨长度相同的分支光路。因为如果两个支路的长度相同，它们反射回来的测试信号会同时到达0TDR，OTDR就无法区分，如果出现了线路故障也分不清楚到底是哪条线路出现的故障。如果断点刚好在另一个分支附近或重叠，OTDR就无法准确确定故障点而失去了作用， 无法正常地检测光路。
3、就这一问题，业界提出了多种方法和方案，譬如调节ONU的不同长度，以使OTDR 能够分辨终端，却无法分析出真正的断点；也有方法提出在ODN处放置一个阵列波导光栅 AWG，将点到多点的测试转换为点到点的测试，但由于成本过高，不具备可行性。
发明内容
本发明的目的就是克服现有技术存在的问题和不足，提供一种自诊断无源光网络系统，该无源光网络系统可以采用可调波长的OTDR和在ODN各分支出口处安置一个波长滤波器，从而实现对PON网络中各分支光路的测试，达到准确故障定位。本发明所采用的技术方案是
一种自诊断无源光网络系统，包括依次连接的光缆终端设备0LT、主干光缆、光分配节点系统0DN、分支光缆、光接入网络用户终端，所述的光缆终端设备OLT与主干光缆之间设置有自诊断控制装置，且对应地在所述的光分配节点系统ODN和光接入网络用户终端之间的分支光缆上设置有自诊断识别装置；其自诊断控制装置由多路合波光开关、可调波长 OTDR和控制器组合而成，多路合波光开关包括一个1*N的多路光开关和由N个光分路器组成的光分路器组，多路光开关的输入端连接有可调波长0TDR，光分路器的输入端分别与多路光开关的输出端和光缆终端设备OLT的输出端相连接,光分路器的输出端与主干光缆相连接；其自诊断识别装置由设置在光分配节点系统ODN和光接入网络用户终端之间的各分支光缆上的波长滤波器组合而成，每一分支光缆上的波长滤波器与其它分支光缆上的波长滤波器的波长不相同，且波长滤波器的波长范围与自诊断控制装置中的可调波长OTDR的波长调整范围相对应。所述的光分路器组由多组光分路器并联而成，其输入端对应连接有多个光缆终端设备0LT，其输出端通过主干光缆对应连接有多个光分配节点系统ODN所组成。所述光分路器是光波分复用器。所述波长滤波器工作带宽采用通过光网络系统业务信号和可调波长OTDR中与之对应的测试信号的工作波段。所述波长滤波器工作波长在1565nnTl700nm波长范围中选择。所述波长滤波器工作波长间隔为50GHz或IOOGHz或200GHz或400GHz。所述波长滤波器为插拔式波长滤波器。所述光接入网络用户终端是光网络单元ONU或者光网络终端0ΝΤ。本发明具有如下优点
1、采用本发明的自诊断无源光网络系统，可以通过不同波长选定测试不同的ODN分支，从而将点到多点的测试转换为点到点的测试，可以很准确的确定ODN分支的故障位置， 解决了 PON网络光缆维护特别是ODN分支维护的技术问题
2、本发明的自诊断无源光网络系统利用在PON系统的ODN位置增加波长滤波器，而不需要额外向每个ONU客户端增加反射器，因此对PON系统链路改动比较小，工程量小，就能实现对PON系统故障的准确定位。
图I、本发明自诊断无源光网络系统的总体结构示意图2、传统的PON网络基本结构及组成
图3、多路合波光开关的基本结构示意图4、本发明的波长滤波器的的工作波长示意图5、本发明的自诊断无源光网络系统整体应用形式示意图6、光分配节点系统ODN分支中断监测的实施形式示意图7、本发明可调波长OTDR测试曲线示意图8、光分配节点系统ODN分支中断监测的工作流程图。其中
0LT、光缆终端设备110、多路合波光开关;
120、可调波长OTDR ；130、控制器；
140、主干光缆；0DN、光分配节点系统
160、波长滤光器；170、分支光缆；
180、光接入网络用户终端；112、多路光开关；
111、光分路器；
具体实施例方式下面结合附图进一步说明本发明的具体实施方式
和工作原理。图I是本发明的总体结构示意图。主要包括光缆终端设备0LT、多路合波光开关 110、可调波长OTDR 120、控制器130、主干光缆140、光分配节点系统0DN、波长滤波器160、 分支光缆170和多个光接入网络用户终端180，波长滤波器160的数量同光分配节点系统 ODN输出端相对应。相比现有技术而言，本发明采用在原无源光网络中新增加部件，新增部件是多路合波光开关110、可调波长OTDR 120、控制器130、波长滤波器160，使光缆终端设备OLT与主干光缆140之间设置有自诊断控制装置，且对应地在所述的光分配节点系统ODN 和光接入网络用户终端180之间的分支光缆上设置有自诊断识别装置。自诊断控制装置由多路合波光开关110、可调波长OTDR 120和控制器130组合而成，自诊断识别装置由设置在光分配节点系统ODN和光接入网络用户终端180之间的各分支光缆上的波长滤波器160组合而成。以上新增部件的连接关系是多路合波光开关110介入光缆终端设备OLT与主干光缆140之间，光缆终端设备OLT的输入光信号通过光纤与多路合波光开关110的输入端口相连，多路合波光开关110的输出端口与主干光缆140相连，多路合波光开关110的另一输入端口与可调波长OTDR 120通过光纤相连；波长滤波器160通过光纤连接介入光分配节点系统ODN与各分支光缆170之间，控制器130与光缆终端设备0LT、多路合波光开关110、 可调波长OTDR 120均通过电接口相连。可调波长OTDR采用将OTDR的工作波长调节到指定波长，测试光纤衰耗和对其中一个分支光缆进行光纤故障定位的光时域反射仪。图3是本发明的多路合波光开关110结构示意图，其结构主要包括一个IxN的多路光开关112和N个光分路器111，多路光开关112的输入端连接可调波长OTDR 120，光分路器111的两个输入端，一个端口连接多路光开关112的输出端，另一个端口连接PON网络的光线路终端0LT，光分路器111的输出端连接PON网络的主干光缆140。光分路器111可以采用光波分复用器或者其它具有光波分复用器相同功能的器件。
图4是本发明的波长滤波器160的工作波长示意图，所述的波长滤波器是指一个部分边通，部分带通的滤波器，边通是指允许无源光网络系统业务信号，包含1310nm、 1490nm、1550nm的业务波长，带通指的是只允许一个OTDR测试波长的信号通过。波长λ I 的波长滤波器放在无源网络光分配节点系统ODN的第一个分支对应的第一个输出端口，此时该输出端口只能穿通PON系统的1310nm上行信号、1490nmCATV (Cable Television，有线电视)信号、1550nm下行信号，以及波长λ I的OTDR测试信号，其他的信号均被阻止。同理波长λ 2的波长滤波器放在光分配节点系统ODN的第二个分支，对应光分配节点系统ODN 的第二个输出端口，该波长滤波器只能穿通PON系统的1310nm上行信号、1490nmCATV信号、 1550nm下行信号，以及波长λ 2的OTDR测试信号，其他的信号均被阻止。依此类推，IxN的网络光分配节点系统ODN的输出端可以设置有数量与之相对应的N个不同波长的波长滤波器，这些波长滤波器不同波长λ I、λ 2、……、λη的带宽可以设置成50GHz(0. 4nm)UOOGHz (O. 8nm)、200GHz(l. 6nm)或者 400GHz(3. 2nm)的间隔，这些波长可以设置在 1565nnTl700nm 波长范围内，可以适应现在的1x8、1x16、1x32、1x64以及未来的1x128、1x256 ODN的测试。 本发明所使用的波长滤波器可以设计成可插拔的简易结构，施工时，只需在光网络光分配节点系统ODN的输出光端口增加一个插拔式的波长滤波器，可以使施工简单，工程量最小。本发明还可以采用多个光缆终端设备OLT共享多路合波光开关、控制器、可调波长0TDR，多路合波光开关后端并联多个光分配节点系统0DN、波长滤波器、分支光缆和光接入网络用户终端实现更多通道的故障定位，如图5所示，多个光缆终端设备OLT同相对应的多路合波光开关中光波分复用器其中一个输入端连接在一起，多个光缆终端设备OLT均同控制器相连接，此时多个光缆终端设备OLT共享一个可调波长0TDR、多路合波光开关，多路合波光开关中的光波分复用器的输出端连接PON网络的主干光缆，此时光波分复用器后的主干光缆后面并联设置有光分配节点系统0DN、波长滤波器、分支光缆、光接入网络用户终端。采用本结构多个光缆终端设备OLT共享一个可调波长OTDR并将告警信息传递到同一个控制器中，进行集中管理实现多通道的故障定位，节省了整个故障定位装置的成本。结合图6和图8对自诊断无源光网络系统中的分支光缆中断事件的故障定位实现过程进行具体描述如下当分支光缆170其中一个分支发生中断时，例如光接入网络用户终端0NU2连接的对应分支光缆因为外部原因导致中断，0NU2向光缆终端设备OLT发出告警信息，光缆终端设备OLT获悉0NU2出现故障，先告警，光缆终端设备OLT将此告警信号传递给控制器130，控制器130收到告警信号，明确是安装了波长λ 2的波长滤波器的0NU2分支出现线路告警后，控制器驱动多路合波光开关110切换到告警的光缆终端设备OLT对应的光开关通道，然后控制器驱动调节可调波长OTDR 120的脉冲激光器腔长和工作温度，将可调波长OTDR 120的工作波长调整到故障分支所在的测试波长λ 2。此时可调波长OTDR 120发送出脉冲测试信号，开始进行断点测试。可调波长0TDR120可以分析曲线，与参考曲线相比对，确定断定位置后将信息回传给光缆终端设备0LT。此时测试结果如图7所示，通过本发明自诊断无源光网络系统的测量过程可以准确测出无源光网络的断点位置。虽然本发明已经详细地示出并描述了一个相关的特定的实施例参考，但本领域的技术人员应该能够理解，在不背离本发明的精神和范围内可以在形式上和细节上作出各种改变。这些改变都将落入本发明的权利要求所要求的保护范围。
权利要求
1.一种自诊断无源光网络系统，包括依次连接的光缆终端设备0LT、主干光缆(140)、 光分配节点系统0DN、分支光缆(170)、光接入网络用户终端(180 )，其特征在于所述的光缆终端设备OLT与主干光缆(140)之间设置有自诊断控制装置，且对应地在所述的光分配节点系统ODN和光接入网络用户终端(180)之间的分支光缆上设置有自诊断识别装置；其自诊断控制装置由多路合波光开关(110)、可调波长OTDR (120)和控制器(130)组合而成，多路合波光开关(110)包括一个1*N的多路光开关(112 )和由N个光分路器(111)组成的光分路器组，多路光开关(112)的输入端连接有可调波长OTDR (120)，光分路器(111) 的输入端分别与多路光开关(112)的输出端和光缆终端设备OLT的输出端相连接，光分路器(111)的输出端与主干光缆相连接；其自诊断识别装置由设置在光分配节点系统ODN和光接入网络用户终端(180)之间的各分支光缆上的波长滤波器(160)组合而成，每一分支光缆上的波长滤波器与其它分支光缆上的波长滤波器的波长不相同，且波长滤波器的波长范围与自诊断控制装置中的可调波长OTDR (120)的波长调整范围相对应。
2.如权利要求I所述的一种自诊断无源光网络系统，其特征在于所述的光分路器组由多组光分路器并联而成，其输入端对应连接有多个光缆终端设备 0LT,其输出端通过主干光缆对应连接有多个光分配节点系统ODN所组成。
3.如权利要求I或2所述的一种自诊断无源光网络系统，其特征在于所述光分路器(111)是光波分复用器。
4.如权利要求I或2所述的一种自诊断无源光网络系统，其特征在于所述波长滤波器(160)工作带宽采用通过光网络系统业务信号和可调波长OTDR (120) 中与之对应的测试信号的工作波段。
5.如权利要求I或2所述的一种自诊断无源光网络系统，其特征在于所述波长滤波器(160)工作波长在1565nnTl700nm波长范围中选择。
6.如权利要求5所述的一种自诊断无源光网络系统，其特征在于所述波长滤波器(160)工作波长间隔为50GHz或IOOGHz或200GHz或400GHz。
7.如权利要求5所述的一种自诊断无源光网络系统，其特征在于所述波长滤波器(160)为插拔式波长滤波器。
8.如权利要求I或2所述的一种自诊断无源光网络系统，其特征在于所述光接入网络用户终端(180)是光网络单元ONU或者光网络终端0ΝΤ。
全文摘要
本发明公开了一种自诊断无源光网络系统，包括依次连接的光缆终端设备OLT、主干光缆(140)、光分配节点系统ODN、分支光缆(170)、光接入网络用户终端(180)，所述的光缆终端设备OLT与主干光缆(140)之间设置有自诊断控制装置，且对应地在所述的光分配节点系统ODN和光接入网络用户终端(180)之间的分支光缆上设置有自诊断识别装置；采用本发明的无源光网络系统，可以通过不同波长选定测试不同的ODN分支，从而将点到多点的测试转换为点到点的测试，可以很准确的确定ODN分支的故障位置。
文档编号H04B10/08GK102594452SQ20121006822
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月15日 优先权日2012年3月15日
发明者余磊, 周治柱, 喻杰奎, 夏晓文, 罗清, 胡强高 申请人:武汉光迅科技股份有限公司