Pon系统中的otdr轨迹分析的制作方法
【专利摘要】提供一种使用光时域反射计OTDR对无源光网络中执行故障分析的方法和装置，该无源光网络包括光网络终端。将OTDR测量信号引入具有比率2∶Nroot的多级分路器中。连接到多级分路器的至少一个分出链路包括具有比率1∶Nbranch的一个或多个子分路器，基于OTDR测量信号确定新事件的位置，通过分析与根据从多级分路器到子分路器距离的子分路器有关的OTDR测量数据来实现。对给定的位置计算故障的量值，通过从参考OTDR测量中减去从新OTDR测量获得的事件量值，并且考虑连接到参考测量和新测量中的最后分路器级和子分路器的分出链路的数量，从而使能够确定故障地点的位置和严重程度。
【专利说明】PON系统中的OTDR轨迹分析
【技术领域】
[0001]本发明一般涉及在无源光网络PON中执行故障分析的装置，方法和系统。本发明特别涉及在包括子分路器的PON装置中执行故障分析的装置和方法。
【背景技术】
[0002]无源光网络PON是从中心局CO到各驻地(premise)采用了光纤电缆的点对多点的网络架构。它采用无动力的分光器以使得单个光纤服务于多个驻地。PON包括在服务提供商的CO处的光线路终端0LT。它包括在最终用户附近的多个光网络终端0ΝΤ。与点对点的架构相比，PON配置减少了所需光纤和CO设备的数量。PON是一种光纤接入网络的形式。
[0003]为了管理和监视PON的性能，可以使用光时域反射计0TDR。在国际电信联盟电信标准化部(ITU-T)的推荐标准L-25，L-40, L-42以及L-53中进一步地描述了使用OTDR对PON的管理和监视。简要的介绍，OTDR装置向光纤中注入一系列的光脉冲。该光脉冲系列，也被称为OTDR信号，沿着网络朝向ONT行进。部分OTDR信号被反射回OTDR装置。后向反射或背散射的OTDR信号可用于估计光纤的长度以及总衰减，包括例如分路器损耗的损耗。背散射的OTDR信号也可用于定位故障，例如断裂，及用于测量光回程损耗。
[0004]然而，散射回OTDR的用于测量的光量非常小，大约是测试脉冲中光功率的百万分之一。由于这么少的光返回到OTDR用于分析，OTDR接收器电路必须非常灵敏。这意味着大的反射，其可以是发出信号的百分之一，将使接收器饱和或过载。
[0005]OTDR测量的另一个难点在于来自分路器与ONT之间光纤的背散射光将被汇总，通过分路器传回并且再一次被衰减，使得很难获得在分路器和ONT之间一个或多个光纤中可能的故障的量值。
[0006]为了定制和使PON的布局适应最终用户的需求，目前出现了很多更先进的架构。例如树形结构，可以通过向分出链路(drop link)增加子分路器而获得。通常，子分路器将分出链路划分为包含两个或多个分出链路分支的树，即从子分路器到ONT的分出链路。由此，可增加更多的分出链路。然而，增加子分路器使得更难以获得PON中故障的位置和量值。
[0007]上述困难的结果是，当对在分路器或子分路器之后背散射OTDR信号进行读取或分析时，将出现错误的判断，该背散射OTDR信号也被称作是轨迹。即使检测到的故障是在分路器之后，即分路器与ONT之间，也不可能确定受到影响的是哪个分出链路或子分路器，即分路器与子分路器/ONT之间的哪段光纤，因为接收到的背散射信号是从所有分出链路返回到分路器的功率的叠加。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是至少解决上面所概括的一些局限，难题和问题。目的还在于改善无源光网络PON中执行故障分析的过程。通过使用附加独立权利要求所限定的方法和装置则能获得这些目的及其它的目的。[0009]根据第一个方面，提供了一种由PON中装置所执行的执行故障分析的过程。PON包括至少一个光网络终端0ΝΤ，并且通过使用光时域反射计OTDR来执行故障分析。触发新的OTDR测量，并且之后将来自OTDR测量的结果与参考测量相比较，该参考测量已经在先完成以指示PON的初始状态。PON包括0ΝΤ，意味着ONT连接到Ρ0Ν。将OTDR测量信号插入到多级分路器的最后分路器级之前的多级分路器中。最后分路器级的比率是2: Nrajt，且被连接到多级分路器的至少一个分出链路也包括具有分路器比1: Nbrandl的至少一个子分路器。
[0010]基于OTDR测量信号，通过对以预定义序列连接到最后分路器级的子分路器相关的OTDR测量数据进行分析，可以确定一个或多个新事件的位置。通过从参考OTDR测量中减去从新OTDR测量所获得的事件量值，并考虑连接到最后分路器级和/或子分路器的分出链路的数目，对于一给定位置，计算故障的量值，从而使能够确定故障位置的方位和严重程度。
[0011]根据另一方面，提供一种适于通过使用OTDR在PON中执行故障分析的客户端单元。该客户端单元包括接口单元和处理单元。该处理单元适于触发新的OTDR测量。在先参考测量已经被完成来指示PON的初始状态。处理单元进一步适于经由接口单元将OTDR测量信号插入至多级分路器的最后分路器级之前的多级分路器中。最后分路器级的比率是2: N_t。一个或多个分出链路被连接到多级分路器。该分出链路包括具有比率1: Nbramh的一个或多个子分路器。
[0012]处理单元进一步适于，基于OTDR测量信号，通过对以预定义序列连接到最后分路器级的子分路器相关的OTDR测量数据进行分析，来确定一个或多个新事件的位置。处理单元进一步适于，通过从参考OTDR测量中减去从新OTDR测量所获得的事件量值，并考虑连接到最后分路器级和连接到参考测量及新测量中的至少一个子分路器的分出链路的数目，对给定位置的故障量值进行计算，从而使能够确定故障位置的方位和严重程度。
[0013]上述方法和装置能够改善包含子分路器的PON架构中的光网络管理和故障分析。由于高的共用因子，即可由一个故障定位服务多个0ΝΤ，该方法和装置也有助于成本效率合算的解决方案。该方法和装置同样可以提供具有高的精确度和故障检测灵敏度的解决方案。
[0014]上述方法和装置可根据不同的实施例进行配置和实施。一个示例实施例中，OTDR测量数据与布置为将第一子分路器连接至ONT或第二子分路器之一的光纤链路相关联。
[0015]根据一个示例实施例，预定义序列是基于ONT与最后分路器级之间串行连接的子分路器的数量。
[0016]根据另一个示例实施例，通过对具有仅连接到ONT的分出链路的子分路器相关的OTDR测量进行分析，来确定要开始的预定义序列。
[0017]根据另一个示例实施例，周期性地查询连接到PON的ONT关于它们所接收到的光功率。
[0018]根据另一个示例实施例，根据需要查询连接到PON的ONT关于它们所接收到的光功率。
[0019]根据另一个示例实施例，在参考OTDR测量中的总损耗TLref表示为:
【权利要求】
1.一种执行故障分析的方法，由无源光网络PON中的装置通过使用光时域反射计OTDR来执行所述方法，所述PON包括至少一个光网络终端0ΝΤ，所述方法包括: -触发(301)新的OTDR测量，其中已经完成了指示所述PON的初始状态的在先参考测量; -将OTDR测量信号插入(302)到多级分路器的最后分路器级之前的所述多级分路器中，并且其中所述最后分路器级的比率为2: Nrart，并且其中连接到所述多级分路器的至少一个分出链路包括至少一个子分路器，其中所述至少一个子分路器的比率为1: Nfcandl; -基于OTDR测量信号，通过分析在预定义序列中与连接到所述最后分路器级的所述至少一个子分路器相关的OTDR测量数据，来确定(303)至少一个新事件位置；并且 -通过从所述参考OTDR测量中减去从新OTDR测量所获得的事件量值，并考虑参考测量和新测量中连接到最后分路器级和至少一个子分路器的分出链路的数量，计算(304)在给定位置处的故障量值，从而能够确定所述故障位置的方位和严重程度。
2.根据权利要求1的方法，其中所述OTDR测量数据与将第一子分路器连接至ONT或第二子分路器中之一的光纤链路相关。
3.根据权利要求2的方法，其中所述预定义序列是基于ONT与所述最后分路器级之间串行连接的子分路器的数量。
4.根据权利要求3的方法，其中通过对具有仅连接到ONT的分出链路的子分路器相关的OTDR测量数据进行分析，来确定要开始的所述预定义序列。
5.根据前述任一权利要求的方法，其中通过从连接到所述PON的至少一个ONT接收故障警报或光收发器监视OTM测量报告，来触发新的OTDR测量。
6.根据前述任一权利要求的方法，还包括周期性地查询连接到所述PON的ONT有关它们所接收到的光功率。
7.根据前述任一权利要求的方法，还包括根据需要查询连接到所述PON的ONT有关它们所接收到的光功率。
8.根据前述任一权利要求的方法，其中在所述参考OTDR测量中子分路器的总损耗TLref表示为:
9.根据前述任一权利要求的方法，其中在所述新的OTDR测量中的总损耗TLnew表示为:
10.根据权利要求8-10的方法，其中所述参考OTDR测量中的所述总损耗与所述新的OTDR测量中的所述总损耗之间的差值ATL表示为:
11.根据前述任一权利要求的方法，其中从一个ONT接收所述警报，并且新事件位置的数量是一个，并且在参考测量中没有检测到事件，其中所有分出链路均连接至所述OTDR参考测量中的所述分路器并且连接在新OTDR测量中，所述方法还包括利用下式计算故障的量值Ct ；
12.根据前述任一权利要求的方法，其中从一个ONT接收所述警报，并且新事件位置的数量是j，j > 1，并且在参考测量中没有检测到事件，所述方法还包括利用下式计算在第一ONT中故障的量值α ；
13.根据前述任一权利要求的方法，其中从η个ONT接收所述警报，η> 1，并且新事件位置的数量是一个，并且在参考测量中没有检测到事件，所述方法包括利用下式计算第一ONT中故障的量值α:
14.根据权利要求8-13中任一项所述的方法，其中为具有分路器比1: N的第一子分路器计算α，其中至少一个第二子分路器被连接至所述第一子分路器的分支，并且其中计算对应于第一子分路器的具有a n, j的第一矩阵，其中j是位置，η是所述第一子分路器的分支，并且其中所述第二子分路器的所述位置被在对应于所述第二子分路器分支的第二矩阵中计算的α取代。
15.一种适于通过使用光时域反射计OTDR在无源光网络PON中执行故障分析的客户端单元(1001),包括: -接口单元(1002)，以及 -处理单元(1003)，适于 ?触发新的OTDR测量，其中指示所述PON的初始状态的在先参考测量已经被完成， ?经由所述接口单元(1003)，将OTDR测量信号插入至多级分路器的最后分路器级之前的所述多级分路器中，并且其中最后分路器级的比率是2: Nrart，且其中连接到所述多级分路器的至少一个分出链路包括至少一个子分路器，其中所述至少一个子分路器的比是I.^branch? ?基于OTDR测量信号，通过分析在预定义序列中与连接到所述最后分路器级的至少一个子分路器相关的OTDR测量数据，来确定至少一个新事件位置；以及 ?通过从所述参考OTDR测量中减去从新OTDR测量所获得的事件量值，并考虑参考测量及新测量中连接到最后分路器级和至少一个子分路器的分出链路的数量，计算在给定位置处的故障量值，从而能够确定所述故障位置的方位和严重程度。
16.根据权利要求15的客户端单元，其中OTDR测量数据与布置为将第一子分路器连接至ONT或第二子分路器之一的光纤链路相关。
17.根据权利要求16的客户端单元，其中所述的预定义序列是基于ONT与所述最后分路器级之间串行连接的子分路器的数量。
18.根据权利要求17的客户端单元，其中通过对具有仅连接到ONT的分出链路的子分路器相关的OTDR测量数据进行分析，来确定要开始的所述预定义序列。
19.根据权利要求15或18的客户端单元，其中所述处理单元还适于周期性地查询连接到所述PON的ONT有关它们所接收到的光功率。
20.根据权利要求15-19任一项所述的客户端单元，其中所述处理单元还适于根据需要查询连接到所述PON的ONT有关它们所接收到的光功率。
21.根据权利要求15-20任一项所述的客户端单元，其中所述处理单元适于通过下式表示所述参考OTDR测量中的总损耗TLref:
22.根据权利要求15-21任一项所述的客户端单元，其中所述处理单元(512)适于通过下式表示所述新的OTDR测量中的总损耗TLnew:
23.根据权利要求22的客户端单元，其中所述处理单元适于通过下式表示所述参考OTDR测量中的所述总损耗与所述新的OTDR测量中的所述总损耗之间的差值ATL:
24.根据权利要求15-23任一项所述的客户端单元，其中从一个ONT接收所述警报，并且新事件位置的数量是一个，并且在参考测量中没有检测到事件，其中所有分支均连接至所述OTDR参考测量中的所述分路器并且在新OTDR测量中被连接，其中所述处理单元适于利用下式计算故障的量值α:
25.根据权利要求15-23任一项所述的客户端单元，其中从一个ONT接收所述警报，并且新事件位置的数量是j，j > 1，并且在参考测量中没有检测到事件，其中所述处理单元适于利用下式计算第一 ONT中故障的量值α:
26.根据权利要求15-23任一项所述的客户端单元，其中从η个ONT接收所述警报，η>1，并且新事件位置的数量是一个，并且在参考测量中没有检测到事件，其中所述处理单元适于利用下式计算第一 ONT中故障的量值α:
27.根据权利要求19-26任一项所述的客户端单元，其中为具有分路器比1: N的第一子分路器计算α，其中至少一个第二子分路器被连接至所述第一子分路器的分支，并且其中计算对应于第一子分路器的具有ay的第一矩阵，其中j是位置，η是所述第一子分路器的分支，并且其中所述第二子分路器的所述位置被在对应于所述第二子分路器分支的第二矩阵中计算的α取代。
28.一种包含计算机可读部件的计算机程序，当在一个或多个处理单元中运行时，使得根据权利要求15所述的客户端单元执行根据权利要求1所述的方法。
【文档编号】G01M11/00GK103782149SQ201180072031
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2011年6月30日 优先权日:2011年6月30日
【发明者】P·厄本 申请人:瑞典爱立信有限公司