光网络检测方法、光收发组件、光网络设备与流程

1.本公开涉及光通信技术领域，特别涉及一种光网络检测方法、一种光收发组件、一种光网络设备。


背景技术：

2.物联网、5g、云计算等高带宽业务的兴起极大促进了光传送网(otn，optical transport network)在网络规模、承载数据量上的发展。
3.光监控通道(osc，optical supervisory channel)被用来实现对网元状态进行监控和管理，主要传送保护倒换、监控和信息开销等业务，目前主流otn设备采用低成本小型可插拔(sfp，small form-factor pluggable)光模块，输出为百兆信号速率、开关键控(ook，on-off keying)调制的osc光信号。
4.光时域反射仪(otdr，optical time-domain reflectometer)主要用来实现对光缆线路监测，其中,可以在osc业务中断的场景下实现离线监测，例如开局阶段光纤长度、同缆的检测，发生故障时断纤位置的快速定位等；也可以在osc业务未中断的场景下实现在线监测，例如对光缆线路进行周期性otdr监测，实现断纤、老化故障的及时预警。otdr的基本原理是从光纤始端发送光信号进入光纤，由于光纤中的后向瑞利散射和菲涅尔反射，会有部分光返回光纤始端，这部分散射光和反射光包含了光纤线路信息，能够用来对光纤进行监测。
5.提升otn设备的集成度、降低功耗、压缩成本是提升产品竞争力的关键，亟需能够将osc和otdr功能集成在一个单板或一个光模块上的技术方案。


技术实现要素：

6.本公开实施例提供一种光网络检测方法、一种光收发组件、一种光网络设备。
7.第一方面，本公开实施例提供一种光网络检测方法，包括：
8.将光时域反射仪otdr基带信号移频至光监控通道osc基带信号的边带位置，得到otdr基带变频信号；
9.将所述otdr基带变频信号与所述osc基带信号合并，生成检测光信号；
10.发送所述检测光信号，以对光网络进行检测。
11.第二方面，本公开实施例提供一种光网络检测方法，包括：
12.接收对端发送的检测光信号，其中，所述检测光信号承载osc基带信号和移频至所述osc基带信号的边带位置的otdr基带信号；
13.根据所述检测光信号获取osc业务信号。
14.第三方面，本公开实施例提供一种光网络检测方法，包括：
15.接收本端发送的检测光信号在光纤中传输所生成的后向光信号，其中，所述检测光信号承载osc基带信号和移频至所述osc基带信号的边带位置的otdr基带信号；
16.根据所述后向光信号获取otdr业务信号。
17.第四方面，本公开实施例提供一种光收发组件，包括：
18.光发送模块，用于发送第一检测光信号，其中，所述第一检测光信号承载第一osc基带信号和移频至所述第一osc基带信号的边带位置的第一otdr基带信号；
19.第一光接收模块，用于接收第二检测光信号，根据所述第二检测光信号获取osc业务信号，其中，所述第二检测光信号承载第二osc基带信号和移频至所述第二osc基带信号的边带位置的第二otdr基带信号；
20.第二光接收模块，用于接收所述第一检测光信号在光纤中传输所生成的后向光信号，根据所述后向光信号获取otdr业务信号。
21.第五方面，本公开实施例提供一种光网络设备，包括本公开实施例第四方面所述的光收发组件。
22.本公开实施例中，将移频到osc基带信号的边带位置的otdr基带变频信号加载到osc基带信号上，并统一调制到光载波上生成检测光信号，能够避免otdr基带信号与osc基带信号在频域混叠，实现了osc和otdr的集成，osc业务和otdr业务不会相互干扰，能够支持在osc业务不中断的情况下进行otdr在线监测，有利于降低光网络故障率和运维成本；集成osc和otdr后osc基带信号和otdr基带信号相互无干扰，还有利于提升otdr基带信号的动态范围，支持全幅输出，实现otdr大动态范围感知；还有利于减小器件体积和数量，提高光网络产品的集成度，从而提升产品竞争力。
附图说明
23.图1是本公开实施例中一种光网络检测方法的流程图；
24.图2是本公开实施例中一种集成osc和otdr光网络检测的示意图；
25.图3是本公开实施例中另一种光网络检测方法中部分步骤的流程图；
26.图4是本公开实施例中又一种光网络检测方法中部分步骤的流程图；
27.图5是本公开实施例中一种光网络检测方法的流程图；
28.图6是本公开实施例中一种光网络检测方法的流程图；
29.图7是本公开实施例中一种光收发组件的组成框图；
30.图8是本公开实施例中一种光收发组件的结构示意图；
31.图9是本公开实施例另一种光收发组件的结构示意图；
32.图10是本公开实施例又一种光收发组件的结构示意图；
33.图11是本公开实施例中一种双纤双向场景下组网配置示意图；
34.图12是本公开实施例中一种单纤双向场景下组网配置示意图。
具体实施方式
35.为使本领域的技术人员更好地理解本公开的技术方案，下面结合附图对本公开提供的光网络检测方法、光收发组件、光网络设备进行详细描述。
36.在下文中将参考附图更充分地描述示例实施例，但是所述示例实施例可以以不同形式来体现且不应当被解释为限于本文阐述的实施例。反之，提供这些实施例的目的在于使本公开透彻和完整，并将使本领域技术人员充分理解本公开的范围。
37.在不冲突的情况下，本公开各实施例及实施例中的各特征可相互组合。
38.如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关列举条目的任何和所有组合。
39.本文所使用的术语仅用于描述特定实施例，且不意欲限制本公开。如本文所使用的，单数形式“一个”和“该”也意欲包括复数形式，除非上下文另外清楚指出。还将理解的是，当本说明书中使用术语“包括”和/或“由
……
制成”时，指定存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或添加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其群组。
40.除非另外限定，否则本文所用的所有术语(包括技术和科学术语)的含义与本领域普通技术人员通常理解的含义相同。还将理解，诸如那些在常用字典中限定的那些术语应当被解释为具有与其在相关技术以及本公开的背景下的含义一致的含义，且将不解释为具有理想化或过度形式上的含义，除非本文明确如此限定。
41.第一方面，参照图1，本公开实施例提供一种光网络检测方法，包括：
42.s11、将otdr基带信号移频至osc基带信号的边带位置，得到otdr基带变频信号；
43.s12、将otdr基带变频信号与osc基带信号合并，生成检测光信号；
44.s13、发送检测光信号，以对光网络进行检测。
45.在本公开实施例中，步骤s11通过上变频移频操作将otdr基带信号移频至osc基带信号的边带位置，在上变频时不改变otdr基带信号的信息内容和调制方式。
46.在本公开实施例中，步骤s12中将otdr基带变频信号与osc基带信号合并的过程中，基于导频音(pt，pilot tone)调制将移频后的otdr基带变频信号加载到osc基带信号上，再统一调制到光载波上，从而实现了osc和otdr的集成。
47.需要说明的是，otdr基带信号的带宽量级通常在khz至数mhz，osc基带信号的带宽量级通常在百mhz，如图2所示，otdr基带信号和osc基带信号在频谱上表现为一窄一宽。因此，将移频后的otdr基带变频信号加载到osc基带信号上，能够避免otdr基带信号与osc基带信号在频域混叠。本公开实施例中集成osc和otdr后，osc业务和otdr业务不会相互干扰，支持在osc业务不中断的情况下进行otdr在线监测，有利于降低光网络故障率和运维成本。
48.在本公开实施例中，由于集成osc和otdr后osc基带信号和otdr基带信号相互无干扰，故而能够提升otdr基带信号的动态范围，支持全幅输出，实现otdr大动态范围感知。需要说明的是，在本公开实施例中，动态范围是指光纤始端后向散射电平与噪声之间的分贝(db)差，即所测最大光功率与最小光功率的范围，动态范围的大小决定了otdr可以监测的光纤的距离。
49.在本公开实施例中，能够将osc和otdr集成到一个光收发组件上，有利于减小使用的器件体积和数量，提高光网络设备的集成度，从而提升产品竞争力。
50.本公开实施例对于如何将otdr基带信号移频至osc基带信号的边带位置不做特殊限定。
51.在一些实施例中，将otdr基带信号移频至osc基带信号的边带位置，包括：利用频率源信号将otdr基带信号移频至osc基带信号的边带位置。
52.在一些实施例中，将频率源信号和otdr基带信号通过乘法器，对otdr基带信号进行上变频移频操作。
53.本公开实施例对频率源信号的频率不做特殊限定。
54.在一些实施例中，频率源信号的频率为osc基带信号的带宽的2倍。
55.在本公开实施例中，利用频率为osc基带信号的带宽的2倍的频率源信号对otdr基带信号进行上变频移频操作，可以确保将otdr基带信号移频至osc基带信号的边带位置。
56.在一些实施例中，在将otdr基带信号移频至osc基带信号的边带位置，得到otdr基带变频信号之后，所述光网络检测方法还包括：调整otdr基带变频信号的幅度。
57.本公开实施例对于如何调整otdr基带变频信号的幅度不做特殊限定。例如，通过调整otdr基带变频信号的幅度，使幅度系数为1。
58.本公开实施例对于如何进行pt调制将移频后的otdr基带变频信号加载到osc基带信号上不做特殊限定。例如，可以在电域进行pt调制，也可以在光域进行pt调制。
59.在一些实施例中，在电域进行pt调制，将移频后的otdr基带变频信号加载到osc基带信号上。
60.相应地，在一些实施例中，参照图3，将otdr基带变频信号与osc基带信号合并，生成检测光信号，包括：
61.s121、将otdr基带变频信号与osc基带信号相加，得到待发送电信号；
62.s123、将待发送电信号调制到光载波上，得到检测光信号。
63.在一些实施例中，参照图3，在将待发送电信号调制到光载波上，得到检测光信号之前，还包括：
64.s122、根据调制器驱动电压调整待发送电信号的幅度。
65.在本公开实施例中，调制待发送电信号的幅度能够确保待发送电信号与调制器驱动电压匹配。
66.在一些实施例中，在光域进行pt调制，将移频后的otdr基带变频信号加载到osc基带信号上。
67.相应地，在一些实施例中，参照图4，将otdr基带变频信号与osc基带信号合并，生成检测光信号，包括：
68.s125、将osc基带信号调制到第一光载波上，得到osc光信号；
69.s126、将otdr基带变频信号调制到第二光载波上，得到otdr光信号；
70.s127、将otdr光信号和osc光信号合波，得到检测光信号。
71.需要说明的是，在本公开实施例中，第一光载波和第二光载波的波长相同。
72.第一光载波和第二光载波可以是由两个激光器分别提供的光载波，也可以是将一个激光器提供的光载波分光为第一光载波和第二光载波。本公开实施例对此不做特殊限定。
73.相应地，在一些实施例中，参照图4，在将otdr基带变频信号调制到第一光载波上、将osc基带信号调制到第二光载波上之前，还包括：
74.s124、将光载波进行分光，得到第一光载波和第二光载波。
75.在本公开实施例中，osc业务和otdr业务共用一个激光器，有利于节约器件空间，压缩器件体积，提升器件集成度，降低器件的成本。
76.本公开实施例对otdr的类型不做特殊限定。
77.在一些实施例中，otdr基带信号为序列型otdr信号。
78.本公开实施例对于序列型otdr信号不做特殊限定。例如，序列型otdr信号可以是m序列型otdr信号，也可以是格雷编码序列型otdr信号。
79.在本公开实施例中，使用序列型otdr信号，能够充分利用本公开实施例中otdr业务对osc业务无影响的特点，通过编码增益、提升运算复杂度和计算时间，提升噪声抑制性能，从而实现对光缆的大动态范围监测。
80.在一些实施例中，otdr基带信号为脉冲型otdr信号。
81.第二方面，参照图5，本公开实施例提供一种光网络检测方法，包括：
82.s21、接收对端发送的检测光信号，其中，检测光信号承载osc基带信号和移频至osc基带信号的边带位置的otdr基带信号；
83.s22、根据检测光信号获取osc业务信号。
84.在本公开实施例中，发送侧在将otdr基带信号移频至osc基带信号的边带位置，并通过pt调制将移频后的otdr基带信号加载到osc基带信号，通过统一调制生成并发送检测光信号，实现了osc和otdr集成。在此基础上，接收侧能够从接收到的检测光信号中，获取osc业务信号，恢复出osc业务。
85.在本公开实施例中，步骤s21至s22在接收侧执行。需要说明的是，在本公开实施例中，对端是与本端相对的概念。执行osc业务时，在将执行步骤s21至s22的一端、即接收检测光信号的一端作为本端的情况下，对端则为发送检测光信号的一端；也就是说，在步骤s21至s22中，本端对应接收侧，对端对应发送侧。
86.在本公开实施例中，osc业务和otdr业务相互无干扰，能够支持在osc业务不中断的情况下进行otdr在线监测，有利于降低光网络故障率和运维成本；集成osc和otdr后osc基带信号和otdr基带信号相互无干扰，还有利于提升otdr基带信号的动态范围，支持全幅输出，实现otdr大动态范围感知；还有利于减小器件体积和数量，提高光网络产品的集成度，从而提升产品竞争力。
87.在一些实施例中，根据检测光信号获取osc业务信号，包括：根据检测光信号生成osc模拟电信号；根据osc模拟电信号，生成osc业务信号。
88.在一些实施例中，根据检测光信号生成osc模拟信号，包括：对检测光信号进行光电转换和电模拟信号放大处理，得到初始模拟电信号；通过低通滤波从初始模拟信号中获取osc模拟电信号。
89.在一些实施例中，根据osc模拟电信号，生成osc业务信号，包括：对osc模拟信号进行滤波、采样、判据处理，得到osc业务信号。
90.在一些实施例中，otdr基带信号为序列型otdr信号或脉冲型otdr信号。
91.第三方面，参照图6，本公开实施例提供一种光网络检测方法，包括：
92.s31、接收本端发送的检测光信号在光纤中传输所生成的后向光信号，其中，检测光信号承载osc基带信号和移频至osc基带信号的边带位置的otdr基带信号；
93.s32、根据后向光信号获取otdr业务信号。
94.在本公开实施例中，发送侧在将otdr基带信号移频至osc基带信号的边带位置，并通过pt调制将移频后的otdr基带信号加载到osc基带信号，通过统一调制生成并发送检测光信号，实现了osc和otdr集成。在此基础上，接收侧能够从接收到的检测光信号中恢复出osc业务。
95.在本公开实施例中，步骤s31至s32在发送侧执行。需要说明的是，在本公开实施例中，对端是与本端相对的概念。执行otdr业务时，在将执行步骤s31至s32的一端、即发送检
测光信号的一端作为本端的情况下，对端则为接收检测光信号的一端；也就是说，在步骤s31至s32中，本端对应发送侧，对端对应接收侧。
96.需要说明的是，后向光信号是本端发送的检测光信号在光纤中传输过程中产生、并由本端接收的后向瑞利散射信号和/或菲涅尔反射信号。由于检测光信号承载了osc基带信号和otdr基带信号，后向光信号为osc业务和otdr业务共同产生的后向瑞利散射信号和/或菲涅尔反射信号。
97.在本公开实施例中，osc业务和otdr业务相互无干扰，能够支持在osc业务不中断的情况下进行otdr在线监测，有利于降低光网络故障率和运维成本；集成osc和otdr后osc基带信号和otdr基带信号相互无干扰，还有利于提升otdr基带信号的动态范围，支持全幅输出，实现otdr大动态范围感知；还有利于减小器件体积和数量，提高光网络产品的集成度，从而提升产品竞争力。
98.在一些实施例中，根据后向光信号获取otdr业务信号，包括：根据后向光信号获取otdr后向信号；根据otdr后向信号获取otdr业务信号。
99.在本公开实施例中，后向光信号为osc业务和otdr业务共同产生的后向瑞利散射信号和/或菲涅尔反射信号，otdr后向信号是指后向光信号中otdr业务产生的后向瑞利散射信号和/或菲涅尔反射信号。
100.在一些实施例中，根据后向光信号获取otdr后向信号，包括：对后向光信号进行光电转换和电模拟信号放大处理，得到初始后向信号；利用频率源信号对初始后向信号进行变频处理，以将初始后向信号中otdr基带信号对应的信号分量移频至零频位置；通过低通滤波获取变频处理后的初始后向信号中otdr基带信号对应的信号分量，得到otdr后向信号。
101.需要说明的是，由于发送侧对otdr进行了上变频移频操作，后向光信号中otdr业务所产生的后向瑞利散射信号和/或菲涅尔反射信号的分量也位于对应的边带位置。利用频率源信号对初始后向信号进行变频处理，相当于对后向光信号做了下变频移频操作，从而将后向光信号中otdr业务所产生的后向瑞利散射信号和/或菲涅尔反射信号的分量移频到零频位置。
102.在本公开实施例中，接收侧进行下变频移频操作使用的频率源信号的与发送侧上变频移频操作使用的频率源信号一致。
103.在一些实施例中，频率源信号的频率为osc基带信号的带宽的2倍。
104.在一些实施例中，根据otdr后向信号获取otdr业务信号，包括：对otdr后向信号进行滤波、模数转换采样、运算处理，得到otdr业务信号。
105.在一些实施例中，otdr基带信号为序列型otdr信号或脉冲型otdr信号。
106.第四方面，参照图7，本公开实施例提供一种光收发组件，包括：
107.光发送模块100，用于发送第一检测光信号，其中，第一检测光信号承载第一osc基带信号和移频至第一osc基带信号的边带位置的第一otdr基带信号；
108.第一光接收模块200，用于接收第二检测光信号，根据第二检测光信号获取osc业务信号，其中，第二检测光信号承载第二osc基带信号和移频至第二osc基带信号的边带位置的第二otdr基带信号；
109.第二光接收模块300，用于接收第一检测光信号在光纤中传输所生成的后向光信
号，根据后向光信号获取otdr业务信号。
110.本公开实施例中，光收发组件包括光发送模块、第一光接收模块、第二光接收模块，既能够通过上变频移频、pt调制发送承载了osc基带信号和otdr基带信号的第一检测光信号，也能够从对端光收发组件发送的第二检测光信号中提取osc业务，还能够接收第一检测光信号在光纤中传输产生的后向光信号进行otdr检测，实现了将osc和otdr集成在一个光收发组件上，并且osc业务和otdr业务不会相互干扰，能够支持在osc业务不中断的情况下进行otdr在线监测，有利于降低光网络故障率和运维成本；集成osc和otdr后osc基带信号和otdr基带信号相互无干扰，还有利于提升otdr基带信号的动态范围，支持全幅输出，实现otdr大动态范围感知；还有利于减小器件体积和数量，提高光网络产品的集成度，从而提升产品竞争力。
111.在一些实施例中，光发送模块100包括：
112.第一变频单元，用于将第一otdr基带信号移频至第二osc基带信号的边带位置，得到第一otdr基带变频信号；
113.调制单元，用于将第一otdr基带变频信号与第一osc基带信号合并，生成并发送第一检测光信号。
114.在一些实施例中，参照图8、图9、图10，第一变频单元包括频率源101和第一乘法器102，第一乘法器102与频率源101和光收发组件的otdr输入端tx
otdr
data in连接；
115.频率源101用于提供频率源信号；
116.第一乘法器102用于利用频率源信号将从otdr输入端tx
otdr
data in输入的第一otdr基带信号移频至osc基带信号的边带位置，输出第一otdr基带变频信号。
117.在一些实施例中，参照图8、图9、图10，第一变频单元还包括电功分器103，电功分器103连接在频率源101与第一乘法器102之间，以及频率源101与第二光接收模块300中的第二乘法器302之间；电功分器103用于将频率源信号分别提供给第一乘法器102和第二乘法器302。
118.在一些实施例中，频率源信号的频率为osc基带信号的带宽的2倍。
119.在一些实施例中，参照图8、图10，调制单元包括加法器104、激光器105、调制器106，加法器104与光收发组件的osc输入端tx
osc
data in和第一乘法器102连接，调制器106与加法器104、激光器105连接、光收发组件的光输出端连接；
120.激光器105用于提供光载波；
121.加法器104用于将第一otdr基带变频信号与从osc输入端tx
osc
data in输入的第一osc基带信号相加，输出待发送电信号；
122.调制器106用于将待发送电信号调制到光载波上，输出检测光信号。
123.在一些实施例中，调制单元还包括驱动器107，驱动器107连接在加法器104与调制器106之间；驱动器107用于根据调制器驱动电压调整待发送电信号的幅度。
124.在一些实施例中，参照图9，调制单元包括激光器105、第一光耦合器108、第二光耦合器109、第一调制器110、第二调制器111；第一光耦合器108与激光器105、第一调制器110、第二调制器111连接，第二光耦合器109与第一调制器110、第二调制器111、光收发组件的光输出端连接，第一调制器110与光收发组件的osc输入端tx
osc
data in连接，第二调制器111与第一乘法器102连接；
out连接，第二信号处理单元304用于对otdr后向信号进行滤波、模数转换采样、运算处理，得到otdr业务信号。
144.在一些实施例中，参照图8、图9、图10，光收发组件还包括合分波器400，合分波器400连接在光发送模块100与光收发组件的光输出端之间、以及第二光接收模块300与光输出端之间；合分波器用于通过光输出端发送第一检测光信号，通过光输出端接收后向光信号。
145.本公开实施例中的光收发组件既可以用于双纤双向场景，也可以用于单纤双向场景。
146.在一些实施例中，参照图10，合分波器400还连接在第一光接收模块200与光收发组件的光输入端之间；合分波器400还用于通过光输入端接收第二检测光信号；光收发组件还包括分光器500，分光器500连接在合分波器400与第一光接收模块200之间、以及合分波器400与第二光接收模块300之间；分光器500用于根据波长将第二检测光信号传输到第一光接收模块200，将后向光信号传输到第二光接收模块300；其中，光输入端和光输出端为同一个端口；第一检测光信号的波长与第二检测光信号、后向光信号的波长不同。
147.在一些实施例中，第一otdr基带信号、第二otdr基带信号为序列型otdr信号或脉冲型otdr信号。
148.第五方面，本公开实施例提供一种光网络设备，包括本公开实施例第四方面所述的光收发组件。
149.为了使本领域技术人员能够更清楚地理解本公开实施例提供的技术方案，下面通过具体的实施例，对本公开实施例提供的技术方案进行详细说明：
150.实施例一
151.本实施例不限制使用otdr的类型，即同时支持序列型和脉冲型。优选地，使用序列型otdr(例如m序列、格雷编码序列等)，因为在功率受限条件下，脉冲型otdr动态范围性能受限，而若使用序列型otdr，便可充分利用本实施例中otdr测量对osc业务无影响的特点，可通过编码增益、提升运算复杂度和计算时间，提升噪声抑制性能，从而实现对光缆的大动态范围监测。
152.如图2所示，osc基带信号可以表示为a
osc
(t)＝0，1...，otdr基带信号可以表示为a
otdr
(t)＝0，1...，由于osc基带信号带宽量级一般为百mhz，otdr信号带宽量级一般为khz至数mhz量级，因此频谱上表现为一宽一窄。通过频率源产生频率为f的正弦波经电功分器一分为二后与otdr基带信号经过第一乘法器实现对otdr基带信号进行频率为f的上变频移频操作，将otdr基带信号移频至osc基带信号的边带位置，即2b
osc,3db
，可表示为：
153.f＝2
×bosc,3db
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
154.进一步，控制otdr基带变频信号幅度值，使幅度系数为m。电信号通过驱动器对信号幅度调整，而后经过加法器将上变频后的otdr信号和osc信号相加，通过调制器加载至激光器产生的光载波上后，经过合分波器(其中合分波器可以为光耦合器、分光片、光环形器，优选地采用光环形器)进入待监测光纤中，信号光功率可表示为(忽略插损)：
[0155][0156]
其中，m为otdr基带信号的幅度系数，为初始相位，p
in
为输入光功率。
[0157]
对于osc业务来说，忽略光纤传输损耗，以背靠背传输为例，接收侧经过第一光电
45dbm，第一光电转换单元的增益k＝3000v/mw，而后经过带宽为125mhz的第一低通滤波器提取osc模拟信号，之后经过第一信号处理单元对osc模拟信号进行滤波、adc采样率为250msps的采样、判据等处理可恢复出osc业务。对otdr业务接收来说，接收侧经过第二光电转换单元进行光电转换和电模拟信号放大，选用雪崩二极管，带宽为150mhz，接收灵敏度为-55dbm，第二光电转换单元的增益k＝27000v/mw，与频率源产生频率f为125mhz的正弦波经电功分器一分为二后的信号经过第二乘法器(其中第二乘法器，优选地，采用乘法混频芯片)，实现对信号下变频操作，将otdr业务产生的后向瑞利散射信号移动到零频位置。此后通过带宽为10mhz的第二低通滤波器滤波，再经过第二信号处理单元对otdr后向瑞利散射模拟信号进行滤波、adc采样率为250msps的采样以及序列otdr相关的运算等可得到光纤链路的详细信息。
[0170]
实施例三
[0171]
如图9所示，给出了另一种实现集成otdr监测功能的光收发组件示意图，与实施例二不同的是，本实施例中发送侧信号是在光域上实现pt调制。包括激光器、第一调制器、第二调制器、第一驱动器、第二驱动器、第一乘法器、第二乘法器、频率源、电功分器、第一低通滤波器、第二低通滤波器、第一光电转换单元、第二光电转换单元、合分波器、第一光耦合器、第二光耦合器、第一信号处理单元、第二信号处理单元。
[0172]
一种集成otdr监测功能的光收发组件的发侧结构功能如下，首先单板侧发送osc和otdr基带信号给本实施例光收发组件，即图中的tx
osc data in、tx
otdr data in。osc基带信号速率为125mbps、ook调制，经过第一驱动器对信号幅度做调整匹配第一调制器驱动电压，而后激光器输出波长为1510nm的光载波，信号峰值功率为7dbm，消光比为10db，经过第一光耦合器50：50分光后，一路由第一调制器在光域加载osc基带信号。otdr信号采用m序列型otdr，码片宽度6000ns(码片速率为0.1667mchips/s)，序列阶数为13阶。频率源生成频率为f的正弦波经电功分器与otdr基带信号经过第一乘法器(其中第一乘法器，优选地，采用乘法混频芯片)，从而使otdr基带信号被上变频到osc基带信号的第一边带位置处，其中频率f需等于125mhz，并控制基带信号幅度值，使幅度系数m为1，此时pt调制深度为50％。otdr基带变频信号经过第二驱动器对信号幅度做调整匹配第二调制器驱动电压，而后由第一光耦合器的另一路光载波经过第二调制器加载otdr基带变频信号。而后osc光信号和otdr基带变频光信号经过第二光耦合器合波，再经过合分波器发送至光纤链路中，其中合分波器在本实施例中选用光环形器。
[0173]
一种集成otdr监测功能的光收发组件的收侧结构功能如下，对osc业务接收来说，对端信号经过第一光电转换单元完成光电转换和电模拟信号放大，其中第一光电转换单元包含光电探测器和放大器，光电探测器选用光电二极管，带宽为150mhz，接收灵敏度为-45dbm，第一光电转换单元的增益k＝3000v/mw，而后经过带宽为125mhz的第一低通滤波器提取osc模拟信号，之后经过第一信号处理单元对osc模拟信号进行滤波、adc采样率为250msps的采样、判据等处理可恢复出osc业务。对otdr业务接收来说，接收侧经过第二光电转换单元进行光电转换和电模拟信号放大，选用雪崩二极管，带宽为150mhz，接收灵敏度为-55dbm，第二光电转换单元的增益k＝27000v/mw，与频率源产生频率f为125mhz的正弦波经电功分器一分为二后的信号经过第二乘法器(其中第二乘法器，优选地，采用乘法混频芯片)，实现对信号下变频操作，将otdr业务产生的后向瑞利散射信号移动到零频位置。此后
通过带宽为10mhz的第二低通滤波器滤波，再经过第二信号处理单元对otdr后向瑞利散射模拟信号进行滤波、adc采样率为250msps的采样以及序列otdr相关的运算等可得到光纤链路的详细信息。
[0174]
实施例四
[0175]
如图10所示，给出了单纤双向场景下，集成otdr监测功能的光收发组件示意图，与实施例二不同的是，该光收发组件输入、输出共用一个口，用于单纤双向的应用场景中，且该光收发组件需成对使用，并配置不同波长的光载波。包括激光器、调制器、驱动器、第一乘法器、第二乘法器、加法器、频率源、电功分器、第一低通滤波器、第二低通滤波器、第一光电转换单元、第二光电转换单元、合分波器、第一信号处理单元、第二信号处理单元、分光器。
[0176]
一种集成otdr监测功能的光收发组件的发侧结构功能如下，首先单板侧发送osc和otdr基带信号给本实施例光收发组件，即图中的tx
osc data in、tx
otdr data in。osc基带信号速率为125mbps、ook调制，otdr信号采用m序列型otdr，码片宽度6000ns(码片速率为0.1667mchips/s)，序列阶数为13阶。频率源生成频率为f的正弦波经电功分器与otdr基带信号经过第一乘法器(其中第一乘法器，优选地，采用乘法混频芯片)，从而使otdr基带信号被上变频到osc基带信号的第一边带位置处，其中频率f需等于125mhz，并控制基带信号幅度值，使幅度系数m为1，此时pt调制深度为50％。otdr基带变频信号与osc基带信号通过加法器相加后(其中加法器，优选地，采用基于运算放大器的加法电路)，经过驱动器对信号幅度做调整匹配调制器驱动电压，而后激光器输出波长λ1为1510nm的光载波由调制器加载上述信号，信号峰值功率为7dbm，消光比为10db，信号输出经过合分波器发送至光纤链路中，其中合分波器在本实施例中选用光环形器。
[0177]
与之匹配的另一只集成otdr监测功能的光收发组件的结构与之不同的是采用了波长λ2为1491nm的光载波。正常工作时，光纤信道中的业务类型有4种，即λ1的osc、λ1的otdr、λ2的osc、λ2的otdr。
[0178]
一种集成otdr监测功能的光收发组件的收侧结构功能如下，对osc业务接收来说，对端信号经过光环形器进入分光器，其功能是按波长分离λ1、λ2的业务，本实施例中分光器选用wdm分光片，使对端波长为λ2的信号进入第一光电转换单元，本地λ1的后向散射信号进入第二光电转换单元。经过第一光电转换单元完成光电转换和电模拟信号放大，其中第一光电转换单元包含光电探测器和放大器，光电探测器选用光电二极管，带宽为150mhz，接收灵敏度为-45dbm，第一光电转换单元的增益3000v/mw，而后经过带宽为125mhz的第一低通滤波器提取osc模拟信号，之后经过第一信号处理单元对osc模拟信号进行滤波、adc采样率为250msps的采样、判据等处理可恢复出osc业务。对otdr业务接收来说，接收侧分光器输出λ1的信号经过第二光电转换单元进行光电转换和电模拟信号放大，选用雪崩二极管，带宽为150mhz，接收灵敏度为-55dbm，第二光电转换单元的增益k＝27000v/mw，与频率源产生频率f为125mhz的正弦波经电功分器一分为二后的信号经过第二乘法器(其中第二乘法器，优选地，采用乘法混频芯片)，实现对信号下变频操作，将otdr业务产生的后向瑞利散射信号移动到零频位置。此后通过带宽为10mhz的第二低通滤波器滤波，再经过第二信号处理单元对otdr后向瑞利散射模拟信号进行滤波、adc采样率为250msps的采样以及序列otdr相关的运算等可得到光纤链路的详细信息。
[0179]
实施例五
[0180]
如图11所示，给出了一种在双纤双向场景下的组网配置示意图。站点1和站点2每个站点的单板上配置2块本实施例实施例二或实施例三所述的光收发组件，网元1与光纤1、光纤2连接，网元2与光纤4、光纤5连接，网元3与光纤2、光纤3连接，网元4与光纤5、光纤6连接，由此网元1、网元3、网元4、网元2之间通过osc业务按顺时针方向互联互通。由于otdr业务和osc业务方向绑定，因此otdr只可监测相反方向的光纤，例如站点1的单板只能监测光纤2和光纤4。由此可实现对网络内所有光纤进行在线监测。
[0181]
其他类基于本实施例的双纤双向组网配置均可以本实施例扩充，均在本公开的保护范围内。
[0182]
实施例六
[0183]
如图12所示，给出了一种在单纤双向场景下的组网配置示意图。每个站点单板上配置2块实施例四所述的光收发组件，光收发组件按顺时针方向配置波长λ1选用1510nm、逆时针方向λ2选用1491nm，由此网元间osc可互联互通。由于otdr业务和osc业务方向绑定，因此一根光纤内可支持双向对打otdr，例如光纤2可同时进行λ1和λ2的otdr监测，其等效动态范围相比实施例五中双纤双向的配置，提升1倍。由此可实现对网络内所有光纤进行在线监测。
[0184]
本文已经公开了示例实施例，并且虽然采用了具体术语，但它们仅用于并仅应当被解释为一般说明性含义，并且不用于限制的目的。在一些实例中，对本领域技术人员显而易见的是，除非另外明确指出，否则可单独使用与特定实施例相结合描述的特征、特性和/或元素，或可与其它实施例相结合描述的特征、特性和/或元件组合使用。因此，本领域技术人员将理解，在不脱离由所附的权利要求阐明的本公开的范围的情况下，可进行各种形式和细节上的改变。