专利名称：应用于时分无源光网络的光冲突检测装置及方法
技术领域：
本发明涉及时分无源光网络领域，特别是涉及一种应用于时分无源光网络的光冲突检测装置及方法。
背景技术：
在光接入网中EPON (Ethernet Passive Optical Network,以太网无源光网络)、GPON (Gigabit-Capable Passive Optical Network,吉比特 / 千兆位无源光网络)等时分复用的无源光网络中，OLT (Optical Line Terminal,光线路终端)通过光分路器连接多个ONU (Optical Network Unit，光网络单元)，ONU共享上行通道。为了解决此类型光接入网ONU共享上行通道引起的冲突，需通过类似EPON中的MPCP (Multiple Point ControlProtocol，多点控制协议)协议来解决冲突，使得ONU能够在OLT的控制下，按照要求在设定的时间内打开激光器发射光信号，在设定的时间内关闭激光器，为下一个ONU让出共享的 上行通道。由于ONU故障或品质不良，在工程中经常会出现ONU长发光或漏光的现象，使得整个PON (Passive Optical Network,无源光网络)系统无法有序工作。ONU长发光的故障有以下2种(I)PON系统内有一个ONU长发光，此时由于该ONU干扰了其他ONU的正常工作，因此只有该ONU在线，出现该故障现象后，将该ONU进行替换即可排除故障；(2) PON系统内有2个或更多的ONU长发光，此时PON系统内所有的ONU掉线，必须拔掉所有的0NU，--重新连线，以排除故障0NU。排查ONU长发光的故障比较简单，维护人员很容易就可以将长发光故障ONU排查出来，恢复PON系统的正常运行，但是无法检测出由于器件品质不良导致PON系统中ONU漏光的故障，使得ONU激光器不能在要求的时间内满足关断光功率小于-40dBm的要求，此时就会干扰其他ONU的正常工作，造成误码，降低网络的品质，甚至可能引起无法预计的问题。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种应用于时分无源光网络的光冲突检测装置及方法，通过解析OLT下发给ONU的信息，在ONU激光器的关闭和打开之间对ODN网络中的上行光信号功率进行测量，能够有效检测出PON系统中ONU漏光的故障。本发明提供的应用于时分无源光网络的光冲突检测装置，包括第一 OLT端口、第
一ONU端口、2 X 2光分路器、光检测器、A/D转换器、同步解析模块、CPU处理单元，光冲突检测装置通过第一 OLT端口与外部的局端OLT设备相连，通过第一 ONU端口与外部的远端ONU设备相连；2 X 2光分路器分别与第一 OLT端口、第一 ONU端口、光检测器、同步解析模块相连，光检测器与A/D转换器相连，光检测器、A/D转换器、同步解析模块均与CPU处理单元相连，CPU处理单元还与光冲突检测装置外部的PC相连，其中所述2X2光分路器，用于采用跨接的方式，将OLT发送的部分下行光信号引入同步解析模块，将ONU发送的部分上行光信号引入光检测器；所述同步解析模块，用于在下行方向解析出OLT广播给所有ONU激光器的打开、关闭时间，输出到CPU处理单元，并实现光冲突检测装置与OLT同步；所述光检测器，用于接收2 X 2光分路器输入的ONU上行光信号，在CPU处理单元设定的ONU激光器的关闭、打开的时间段内，进行ODN网络中上行关断光功率的测量，并将测量的光功率转换为电信号，输出电信号到A/D转换器；所述A/D转换器，用于对光检测器输入的电信号进行模/数转换，将得到的数字信号输出到CPU处理单元；
所述CPU处理单元，用于根据同步解析模块输入的ONU激光器的打开、关闭时间，控制光检测器在设定的时间段检测ODN网络中的上行光功率；以及对A/D转换器输入的数字信号进行记录和比对，判断PON系统中是否存在漏光，输出告警，并将测试结果输出到PC以供分析。在上述技术方案中，所述2 X 2光分路器包括4个端口 第二 OLT端口、第二 ONU端口、光检测器端口、同步解析模块端口，2 X 2光分路器通过第二 OLT端口与第一 OLT端口相连，实现2X2光分路器与OLT连接；通过第二 ONU端口与第一 ONU端口相连，实现2 X 2光分路器与ONU连接；2 X 2光分路器通过光检测器端口与光检测器相连，通过同步解析模块端口与同步解析模块相连。在上述技术方案中，所述2X2光分路器采用5 95的分光比，第二 OLT端口的下行光功率的95%从第二 ONU端口输出，5%的光功率从同步解析模块端口输出，到达同步解析模块；第二 ONU端口的上行光功率的95%从第二 OLT端口输出，5%的光功率从光检测器端口输出，到达光检测器；光冲突检测装置跨接在OLT、ONU之间引入的插入损耗为O. 5dB。在上述技术方案中，所述2X2光分路器采用10 90的分光比，第二 OLT端口的下行光功率的90%从第二 ONU端口输出，10%的光功率从同步解析模块端口输出，到达同步解析模块；第二 ONU端口的上行光功率的90%从第二 OLT端口输出，10%的光功率从光检测器端口输出，到达光检测器；光冲突检测装置跨接在OLT、ONU之间引入的插入损耗为O. 7dB。在上述技术方案中，所述光检测器的灵敏度小于等于_60dBm。本发明还提供一种基于上述光冲突检测装置的应用于时分无源光网络的光冲突检测方法，包括以下步骤SI、OLT发射的下行光信号传输到光冲突检测装置的第一 OLT端口，通过光冲突检测装置内部的光纤传输到2X2光分路器，然后部分下行光信号从2X2光分路器传输到同步解析模块；同步解析模块解析出OLT广播给所有ONU激光器的打开、关闭时间，输出到CPU处理单元，并实现光冲突检测装置与OLT同步；S2、0NU发射的上行光信号传输到光冲突检测装置的第一 ONU端口，通过光冲突检测装置内部的光纤传输到2X2光分路器，然后部分上行光信号从2X2光分路器传输到光检测器；光检测器在CPU处理单元设定的ONU激光器的关闭、打开的时间段内，进行ODN网络中上行关断光功率的测量，并将测量的光功率转换为电信号，输出电信号到A/D转换器；A/D转换器对光检测器输入的电信号进行模/数转换，将得到的数字信号输出到CPU处理单元;CPU处理单元对A/D转换器输入的数字信号进行记录和比对，判断PON系统中是否存在漏光，输出告警，并将测试结果输出到PC以供分析。
在上述技术方案中，所述2 X 2光分路器包括4个端口 第二 OLT端口、第二 ONU端口、光检测器端口、同步解析模块端口，2 X 2光分路器通过第二 OLT端口与第一 OLT端口相连，实现2X2光分路器与OLT连接；通过第二 ONU端口与第一 ONU端口相连，实现2 X 2光分路器与ONU连接；所述OLT发射的下行光信号经第一 OLT端口传输到2X2光分路器的第二 OLT端口，然后部分下行光信号从2 X 2光分路器的同步解析模块器端口传输到同步解析模块器；0NU发射的上行光信号经第一 ONU端口传输到2X2光分路器,传输到2X2光分路器的第二 ONU端口，然后部分上行光信号从2 X 2光分路器的光检测器端口传输到光检测器。在上述技术方案中，所述2X2光分路器采用5 :95的分光比，第二 OLT端口的下行光功率的95%从第二 ONU端口输出，5%的光功率从同步解析模块端口输出，到达同步解析模块；第二 ONU端口的上行光功率的95%从第二 OLT端口输出，5%的光功率从光检测器端口输出，到达光检测器；光冲突检测装置跨接在OLT、ONU之间引入的插入损耗为O. 5dB。在上述技术方案中，所述2X2光分路器采用10 90的分光比，第二 OLT端口的下行光功率的90%从第二 ONU端口输出，10%的光功率从同步解析模块端口输出，到达同步解 析模块；第二 ONU端口的上行光功率的90%从第二 OLT端口输出，10%的光功率从光检测器端口输出，到达光检测器；光冲突检测装置跨接在OLT、ONU之间引入的插入损耗为O. 7dB。在上述技术方案中，所述光检测器的灵敏度小于等于_60dBm。与现有技术相比，本发明的优点如下本发明通过解析OLT下发给ONU的信息，在ONU激光器的关闭和打开之间对ODN网络中的上行光信号功率进行测量，能够有效检测出PON系统中ONU漏光的故障。
图I是本发明实施例的实际工程应用示意图。图2是本发明实施例中光冲突检测装置的结构框图。图中I一第_. OLT端口，2—第_. ONU端口，3—光检测器端口，4一同步解析I旲块端□。
具体实施例方式下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。参见图I所示，OLT通过光分路器连接多个0NU，在进行PON网络光冲突检测时，将光冲突检测装置跨接在0LT、0NU之间，尽量在靠近OLT端口处，并保障0LT、0NU工作正常的要求。参见图2所示，本发明实施例提供一种应用于时分无源光网络的光冲突检测装置，包括第一 OLT端口、第一 ONU端口、2X 2光分路器、光检测器、A/D (Analog/Digital，模拟/数字)转换器、同步解析模块、CPU (Central Processing Unit,中央处理器)处理单元，光冲突检测装置通过第一 OLT端口与外部的局端OLT设备相连，通过第一 ONU端口与外部的远端ONU设备相连；2X 2光分路器分别与第一 OLT端口、第一 ONU端口、光检测器、同步解析模块相连，光检测器与A/D转换器相连，光检测器、A/D转换器、同步解析模块均与CPU处理单元相连，CPU处理单元还与光冲突检测装置外部的PC (Personal Computer,个人计算机)相连。下面说明各器件的功能。2X2光分路器，用于采用跨接的方式，将OLT发送的部分下行光信号引入同步解析模块，将ONU发送的部分上行光信号引入光检测器。同步解析模块，用于在下行方向解析出OLT广播给所有ONU激光器的打开、关闭时间，输出到CPU处理单元，并实现光冲突检测装置与OLT同步。光检测器，用于接收2X2光分路器输入的ONU上行光信号，在CPU处理单元设定的ONU激光器的关闭、打开的时间段内，进行0DN(0ptical Distribution Network,光分配网)网络中上行关断光功率的测量，并将测量的光功率转换为电信号，输出电信号到A/D转换器。
A/D转换器，用于对光检测器输入的电信号进行模/数转换，将得到的数字信号输出到CPU处理单元。CPU处理单元，用于根据同步解析模块输入的ONU激光器的打开、关闭时间，控制光检测器在设定的时间段检测ODN网络中的上行光功率；以及对A/D转换器输入的数字信号进行记录和比对，判断PON系统中是否存在漏光，输出告警，并将测试结果输出到PC以供分析。参见图2所示，2X2光分路器包括4个端口 第二 OLT端口 I、第二 ONU端口 2、光检测器端口 3、同步解析模块端口 4，2 X 2光分路器通过第二 OLT端口 I与第一 OLT端口相连，实现2X2光分路器与OLT连接；通过第二 ONU端口 2与第一 ONU端口相连，实现2X2光分路器与ONU连接；2X2光分路器通过光检测器端口 3与光检测器相连，通过同步解析模块端口 4与同步解析模块相连。在上述应用于时分无源光网络的光冲突检测装置的基础上，本发明实施例还提供一种应用于时分无源光网络的光冲突检测方法，包括以下步骤SI、OLT下行光信号的解析参见图2所示，OLT发射的下行光信号传输到光冲突检测装置的第一 OLT端口，通过光冲突检测装置内部的光纤传输到2X2光分路器的第二 OLT端口 1，然后部分下行光信号从2X2光分路器的同步解析模块端口 4传输到同步解析模块；同步解析模块解析出OLT广播给所有ONU激光器的打开、关闭时间，输出到CPU处理单元，并实现光冲突检测装置与OLT同步；S2、ONU上行关断光功率的测量参见图2所示，ONU发射的上行光信号传输到光冲突检测装置的第一 ONU端口，通过光冲突检测装置内部的光纤传输到2X2光分路器的第二 ONU端口 2，然后部分上行光信号从2X2光分路器的光检测器端口 3传输到光检测器；光检测器在CPU处理单元设定的ONU激光器的关闭、打开的时间段内，进行ODN网络中上行关断光功率的测量，并将测量的光功率转换为电信号，输出电信号到A/D转换器;A/D转换器对光检测器输入的电信号进行模/数转换，将得到的数字信号输出到CPU处理单元；CPU处理单元对A/D转换器输入的数字信号进行记录和比对，判断PON系统中是否存在漏光，输出告警，并将测试结果输出到PC以供分析。为了实现在线检测ONU的关断光功率，本发明实施例中的光冲突检测装置采用2X2的光分路器跨接在OLT、ONU之间，并保障OLT、ONU工作正常的要求。2X2光分路器实现了 OLT、ONU的在线测试，确保了基本功能的实现。为了保障OLT、ONU的正常工作，并尽可能减小光冲突检测装置跨接在OLT、ONU之间引入的插入损耗，2X2光分路器采用5 95或10 90的分光比。2X2光分路器采用5 95的分光比时，第二 OLT端口 I的下行光功率的95%从第二 ONU端口 2输出，5%的光功率从同步解析模块端口 4输出，到达同步解析模块；第二 ONU端口 2的上行光功率的95%从第二 OLT端口 I输出，5%的光功率从光检测器端口 3输出，到达光检测器。光冲突检测装置跨接在OLT、ONU之间引入的插入损耗大约为O. 5dB,以达到对OLT、ONU正常工作影响最小的目的。
2X2光分路器采用10 90的分光比时，第二 OLT端口 I的下行光功率的90%从第
二ONU端口 2输出，10%的光功率从同步解析模块端口 4输出，到达同步解析模块；第二 ONU端口 2的上行光功率的90%从第二 OLT端口 I输出，10%的光功率从光检测器端口 3输出，到达光检测器。光冲突检测装置跨接在OLT、ONU之间引入的插入损耗大约为O. 7dB,以达到对OLT、ONU正常工作影响最小的目的。为了满足光关断光功率的测量要求，光检测器的灵敏度要远低于_40dBm的要求，考虑到本发明实施例中的光冲突检测装置引入的插入损耗，光检测器的灵敏度至少要小于等于 _60dBm。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明包含这些改动和变型在内。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
1.一种应用于时分无源光网络的光冲突检测装置，其特征在于包括第一 OLT端口、第一 ONU端口、2 X 2光分路器、光检测器、Α/D转换器、同步解析模块、CPU处理单元，光冲突检测装置通过第一 OLT端口与外部的局端OLT设备相连，通过第一 ONU端口与外部的远端ONU设备相连；2 X 2光分路器分别与第一 OLT端口、第一 ONU端口、光检测器、同步解析模块相连，光检测器与Α/D转换器相连，光检测器、Α/D转换器、同步解析模块均与CPU处理单元相连，CPU处理单元还与光冲突检测装置外部的PC相连，其中 所述2X2光分路器，用于采用跨接的方式，将OLT发送的部分下行光信号引入同步解析模块，将ONU发送的部分上行光信号引入光检测器； 所述同步解析模块，用于在下行方向解析出OLT广播给所有ONU激光器的打开、关闭时间，输出到CPU处理单元，并实现光冲突检测装置与OLT同步； 所述光检测器，用于接收2 X 2光分路器输入的ONU上行光信号，在CPU处理单元设定的ONU激光器的关闭、打开的时间段内，进行ODN网络中上行关断光功率的测量，并将测量的光功率转换为电信号，输出电信号到Α/D转换器； 所述Α/D转换器，用于对光检测器输入的电信号进行模/数转换，将得到的数字信号输出到CPU处理单元； 所述CPU处理单元，用于根据同步解析模块输入的ONU激光器的打开、关闭时间，控制光检测器在设定的时间段检测ODN网络中的上行光功率；以及对Α/D转换器输入的数字信号进行记录和比对，判断PON系统中是否存在漏光，输出告警，并将测试结果输出到PC以供分析。
2.如权利要求I所述的应用于时分无源光网络的光冲突检测装置，其特征在于所述2X2光分路器包括4个端口 第二 OLT端口( I)、第二 ONU端口(2)、光检测器端口(3)、同步解析模块端口(4)，2X 2光分路器通过第二 OLT端口( I)与第一 OLT端口相连，实现2X 2光分路器与OLT连接；通过第二 ONU端口(2)与第一 ONU端口相连，实现2X2光分路器与ONU连接；2X2光分路器通过光检测器端口(3)与光检测器相连，通过同步解析模块端口(4)与同步解析模块相连。
3.如权利要求I或2所述的应用于时分无源光网络的光冲突检测装置，其特征在于所述2X2光分路器采用5 95的分光比，第二 OLT端口( I)的下行光功率的95%从第二 ONU端口(2)输出，5%的光功率从同步解析模块端口(4)输出，到达同步解析模块；第二 ONU端口(2)的上行光功率的95%从第二 OLT端口( I)输出，5%的光功率从光检测器端口(3)输出，到达光检测器；光冲突检测装置跨接在OLT、ONU之间引入的插入损耗为O. 5dB。
4.如权利要求I或2所述的应用于时分无源光网络的光冲突检测装置，其特征在于所述2X2光分路器采用10 :90的分光比，第二 OLT端口(I)的下行光功率的90%从第二 ONU端口(2)输出，10%的光功率从同步解析模块端口(4)输出，到达同步解析模块；第二 ONU端口(2)的上行光功率的90%从第二 OLT端口(I)输出，10%的光功率从光检测器端口(3)输出，到达光检测器；光冲突检测装置跨接在OLT、ONU之间引入的插入损耗为O. 7dB。
5.如权利要求I或2所述的应用于时分无源光网络的光冲突检测装置，其特征在于所述光检测器的灵敏度小于等于-60dBm。
6.一种基于权利要求I至5中任一项所述光冲突检测装置的应用于时分无源光网络的光冲突检测方法，其特征在于，包括以下步骤SUOLT发射的下行光信号传输到光冲突检测装置的第一 OLT端口，通过光冲突检测装置内部的光纤传输到2 X 2光分路器，然后部分下行光信号从2 X 2光分路器传输到同步解析模块；同步解析模块解析出OLT广播给所有ONU激光器的打开、关闭时间，输出到CPU处理单元，并实现光冲突检测装置与OLT同步； S2、0NU发射的上行光信号传输到光冲突检测装置的第一 ONU端口，通过光冲突检测装置内部的光纤传输到2X2光分路器，然后部分上行光信号从2X2光分路器传输到光检测器；光检测器在CPU处理单元设定的ONU激光器的关闭、打开的时间段内，进行ODN网络中上行关断光功率的测量，并将测量的光功率转换为电信号，输出电信号到Α/D转换器；A/D转换器对光检测器输入的电信号进行模/数转换，将得到的数字信号输出到CPU处理单元；CPU处理单元对Α/D转换器输入的数字信号进行记录和比对，判断PON系统中是否存在漏光，输出告警，并将测试结果输出到PC以供分析。
7.如权利要求6所述的应用于时分无源光网络的光冲突检测方法，其特征在于所述2X2光分路器包括4个端口第二 OLT端口( I)、第二 ONU端口(2)、光检测器端口(3)、同步解析模块端口(4)，2 X 2光分路器通过第二 OLT端口( I)与第一 OLT端口相连，实现2X2光分路器与OLT连接；通过第二 ONU端口(2)与第一 ONU端口相连，实现2X2光分路器与ONU连接；所述OLT发射的下行光信号经第一 OLT端口传输到2 X 2光分路器的第二 OLT端口(1)，然后部分下行光信号从2X2光分路器的同步解析模块器端口(4)传输到同步解析模块器；0NU发射的上行光信号经第一 ONU端口传输到2 X 2光分路器，传输到2 X 2光分路器的第二 ONU端口(2)，然后部分上行光信号从2X2光分路器的光检测器端口(3)传输到光检测器。
8.如权利要求6或7所述的应用于时分无源光网络的光冲突检测方法，其特征在于所述2X2光分路器采用5 95的分光比，第二 OLT端口(I)的下行光功率的95%从第二 ONU端口(2)输出，5%的光功率从同步解析模块端口(4)输出，到达同步解析模块；第二 ONU端口(2)的上行光功率的95%从第二 OLT端口( I)输出，5%的光功率从光检测器端口(3)输出，到达光检测器；光冲突检测装置跨接在OLT、ONU之间引入的插入损耗为O. 5dB。
9.如权利要求6或7所述的应用于时分无源光网络的光冲突检测方法，其特征在于所述2X2光分路器采用10 :90的分光比，第二 OLT端口(I)的下行光功率的90%从第二 ONU端口(2)输出，10%的光功率从同步解析模块端口(4)输出，到达同步解析模块；第二 ONU端口(2)的上行光功率的90%从第二 OLT端口( I)输出，10%的光功率从光检测器端口(3)输出，到达光检测器；光冲突检测装置跨接在OLT、ONU之间引入的插入损耗为O. 7dB。
10.如权利要求6或7所述的应用于时分无源光网络的光冲突检测方法，其特征在于所述光检测器的灵敏度小于等于-60dBm。
全文摘要
本发明公开了一种应用于时分无源光网络的光冲突检测装置及方法，涉及时分无源光网络领域，光冲突检测装置包括第一OLT端口、第一ONU端口、2×2光分路器、光检测器、A/D转换器、同步解析模块、CPU处理单元，第一OLT端口与OLT相连，第一ONU端口与ONU相连；2×2光分路器分别与第一OLT端口、第一ONU端口、光检测器、同步解析模块相连，光检测器与A/D转换器相连，光检测器、A/D转换器、同步解析模块均与CPU处理单元相连，CPU处理单元还与外部PC相连。本发明通过解析OLT下发给ONU的信息，在ONU激光器的关闭和打开之间对ODN网络中的上行光信号功率进行测量，能有效检测出PON系统中ONU漏光的故障。
文档编号H04Q11/00GK102932055SQ20121043320
公开日2013年2月13日 申请日期2012年11月1日 优先权日2012年11月1日
发明者樊海东, 谭保军, 王飞, 欧阳碧波, 周旭军, 黄海, 邓科 申请人:烽火通信科技股份有限公司