專利名稱：Pon系統中onu端的問題偵測裝置及其方法
技術領域：
本發明涉及一種網絡系統的問題偵測裝置及其方法，特別是指對于一種 PON( Passive Optical Network,被動式光纖網絡)系統的光纖網絡單元(Optical Network Unit, ONU)端的問題偵測裝置及其方法。
背景技術：
現今，使用網際網絡接收及傳送資料的人口急遽增長，非常多的信息都 是經由網絡的媒介來傳遞。而隨著使用者的增加，有越來越多的商業平臺及 服務都是架構在網絡之上，也因此，通訊和資料網絡的應用范圍也越來越復 雜。而當網絡的使用率和復雜性都增加時，相對的，也會有更多的問題被衍 生。對于網絡的需求量日益遽增，網絡服務的供應廠商也想出許多不同的網 絡傳遞架構來應付這強大的需求量，其中更以光纖通訊領域中的PON系統 通訊為近年來發展最快速的網絡傳遞架構。因為所使用的光為不可見光，因 此要如何厘清光纖網絡信號的物理狀態問題，或者要如何厘清ONU與PON 系統連線上的邏輯通訊問題，甚或是如何能夠確保通訊網絡的正常，是一個 困難且棘手的問題。往常的問題偵測都只在局端，藉由價值數萬美元的設備進行偵測；而隨 著數位家庭概念的提出(TriplePlay),光纖到戶成為題材，所以未來家家戶戶 都是光纖到家，過去的問題偵測方式已經變得不可行，因為不可能每個查線 員，都能夠搬個價值數萬美元的設備，逐一跑到光纖用戶家里作問題偵測， 況且面對問題偵測所可能產生的原因不同，所需要的問題偵測裝置也都會有 所不同，以往的問題偵測方式有其應用上的問題存在。再者，以在目前市場主流的PON系統中進行問題偵測為例，往往4艮多進行問題偵測后所發生的情況是知道產生連線障礙，但是卻無法明確得知故 障的問題點，因此需要很多人為的專業判斷進行確認，但專業程度不一，以致于判斷的結果往往因人而異；且在先前的問題偵測相關技術之中，主要都 是針對單一面向的問題偵測，如偵測PON系統上的實體架構問題。在許 多情況下雖然硬件設備能夠正常運作，但是卻不一定能夠把傳遞信息正確的 傳遞到ONU端，亦即還要考慮到邏輯信號上的問題和網絡通訊上的協議問 題，甚至其他可能存在的問題待偵測。因此在合乎經濟效益的條件下，若能有一整合性工具來協助問題偵測， 而使用者無須太多的光學物理與通訊邏輯知識背景，就能夠藉由工具輔助提 供出快速且正確的問題發掘與建議，達到低成本，高效率，高準確度，錯誤 信息研判容易的功效，相信未來進入資訊傳遞光纖化時代后，網絡品質的保 證也不再是繁瑣的過程。發明內容鑒于以上所提出在PON系統中先前技術存在著無法有效解決使用者在 ONU端進行問題偵測的現況，本發明目的在于^是供一種PON系統ONU端 的問題偵測裝置，可以用來一次性解決使用者在PON系統中所遭遇到的問 題偵測現狀。于本發明所揭露的PON系統ONU端的網絡問題偵測裝置，其包括有 輸出單元；輸入介面；光路分析模塊；ONU模塊；網絡通訊協議信息分析 模塊；及中央運算處理單元。其通過對于PON系統所包含的實體架構部分、 邏輯信號部分，及網絡通訊協議信息參數部分整合進行問題偵測，來一次性解決光纖網絡的問題偵測及自動分析。本發明所揭露的PON系統ONU端的網絡問題偵測裝置的方法，其包括 有光路分析；ONU連線測試；網絡通訊測試；及整合光路分析中所產生 的光物理數據、ONU連線測試中所產生的PON邏輯信號資訊以及網絡通訊 測試所產生的網絡通訊協議參數資訊，輸出進行結果顯示。其通過對于PON 系統所包含的實體架構部分、邏輯信號部分，及網絡通訊協議信息參數的分 析，來解決光纖網絡的問題偵測及自動分析。對照于以往在PON系統的問題偵測只能于局端利用高成本的設備，針 對單一問題面向進行問題偵測，且偵測人員需受過許多的教育及進修之后才 能對光纖網絡的問題進行判斷，本發明可以達到低成本，高效率，高準確度， 錯誤信息研判容易的功效，并一次性的解決光纖網絡問題的分析偵測。有關本發明的特征與實作，茲配合圖式作詳細il明如下。
圖1是已知PON系統基本架構示意圖。 圖2是已知PON系統的資料傳遞過程示意圖。 圖3是本發明所述的問題偵測裝置方塊圖。 圖4是本發明所述的問題偵測方法流程圖。 圖5是本發明所述的問題偵測裝置的實施例。
具體實施方式
PON系統是一種點對多點的光纖網絡架構，在局端的光路終端枳j (Optical Line Terminal, OLT)與多個用戶端的ONU之間通過^皮動元件光分^支 器相連，其中ONU更負責收發信號或作進一步的信號處理。一4殳而言，ONU 連線時會有四種基本可能的狀態無連線、正常連線、連線中及連線障礙， 而本發明主要就是針對連線障礙狀態產生時，如何進行連線障礙的問題偵測 所提出的技術內容。如圖1所示，100為已知的PON系統基本架構示意圖，局端設備是架 設在中心局(Center Office, CO)的OLT110;由OLT110接出后，經過一段單 模光纖，到達被動式的光分歧器120,在此分成16、 32或最高可達64個分 支，分別接入各用戶端的ONU130，或是接入其他光分歧器120再繼續進行 更多的分支之后，再接入ONU130。 ONU130又稱為光網絡終端機(Optical Network Terminal, ONT)，在用戶端負責收發信號或作進一步的信號處理。基本上，PON系統100是由光為傳遞信號，光纖為傳遞介質，將輸入電信號轉換成光信號后，藉由光的種種特性來完成資料的傳遞，其基本資料傳遞過程示意圖如圖2所示。首先由電視、電話、傳真機、電腦等終端機設 備輸入電信號，經由電/光轉換器210(例如雷射或發光二極管)，變成一挾 帶傳遞信息的光纖網絡信號，再輸入光纖線路220,經由一系統中繼器230, 此系統中繼器具有將光功率放大及光波形整形的功能，然后經由光纖線路 220末端輸出此光纖網絡信號，再經由光/電轉換器240轉換成電信號，連接 至終端機設備輸出。在PON系統中所使用的波長分別為由OLT傳遞至ONU 的下行波長14卯nm,及由ONU傳遞至OLT的上行波長1310nm。目前的偵測技術中，往往只在局端使用價值昂貴的儀器，針對單一面向 的問題進行偵測，而且需要很多人為的專業判斷。不僅成本高，效率低，還 無法方便且快速的偵測PON系統上所發生的連線障礙。因此，本發明提出 一種PON系統中ONU端的問題偵測裝置及其方法，其中此裝置及方法可應 用至所有PON系統上的問題偵測，亦即包含了以非同步傳輸模式 (Asynchronous Transfer Mode, ATM )協議為基礎的被動式光接耳又網絡架構 (ATMPON， APON)系統、寬帶無源光網絡(Broadband PON， BPON)系統、 乙太網無源光網絡(Gigabit/Ethernet PON， G/EPON)系統與被動式乙太光纖 網絡(Ethernet PON, EPON)系統等。首先請參照圖3與圖4，為本發明PON 系統ONU端的問題偵測裝置方塊圖及方法流程圖，以下將配合一并作說明。當本發明的問題偵測裝置300的輸入介面330連接至一名夂偵測的PON 系統上的光纖網絡信號310,被當作ONU端時會接收到來自光纖網絡信號 輸入(步驟410),及一控制單元320,使用者可由控制單元320來設定目前 的問題偵測模式，設定至少一種物理偵測手段、連線測試程序以及至少一種 網絡通訊協議偵測手段所組成的問題偵測模式，啟動對此PON系統的問題 偵測。其中輸入介面330的另一端又分別與本發明中所包含的光j 各分析才莫塊 340、 ONU模塊350及網絡通訊協議信息分析模塊360相連結。此裝置上更 包含了一中央運算處理單元370,與光路分析模塊340、 ONU沖莫塊350及網 絡通訊協議信息分析模塊360相連結，接收及整合以上三個模塊所偵測出此 光纖網絡信號310的光物理數據、邏輯信號資訊以及網絡通訊協議參數資 訊，最后輸出至與中央運算處理單元370后端相連結的輸出單元380進行結果顯示。而在以下的實施例中，問題偵測裝置300將被設計分別從光路分析、 ONU連線測試以及網絡通訊測試三個部分來進行問題偵測，問題偵測的過 程可以同步進行，也可以依照指定的順序來進行，在本發明中并未對此作任 何限定，惟以下的說明將依照第3圖與第4圖的圖式進行。在步驟410之后，將通過光路分析模塊340偵測此光纖網絡信號310, 進行步驟4U，其中光路分析模塊340可以為光收發單元、光功率量測器或 光波長掃描器其中之一，但亦可為前述三者的任意組合。如果經偵測為非正 常光纖網絡信號，步驟411接著會使用一種以上的物理偵測手段對此光纖網 絡信號310進行偵測，獲得對應的一種以上光物理數據，這些物理偵測手段 所得到的光物理數據至少可以包括光功率收發數據、光波長掃瞄數據或光 干擾數據等等，并可由此一種以上的光物理數據進行判斷是否為光纖回路架 構產生故障，例如收/發光功率不足、光纖網絡信號不通、光干擾太多，或 是光纖回路中光分歧器是否有障礙產生等問題。判斷出問題原因之后，將此 判斷結果傳送至中央運算處理單元370，進行步驟414，整合此判斷結果并 輸出到輸出單元380。若步驟411偵測此光纖網絡信號310為正常運作時，傳送此待測的光纖 網絡信號310至ONU模塊350，進行步驟412模擬此PON系統中此ONU 端的一連線測試程序，偵測此PON系統是否出現障礙，以獲得光纖網絡信 號310中的相關PON邏輯信號資訊，如ONU端編/解碼IC故障、傳遞信息 無法正常交握等。若在此偵測出此PON系統上有障礙產生，會產生一PON 邏輯信號資訊傳送至中央運算處理單元370,于步驟414進行整合并輸出至 輸出單元380。若確定PON系統上并沒有出現障礙，此待測的光纖網絡信號310將傳 送至網絡通訊協議信息分析沖莫塊360，進行網絡通訊測試，于步驟413執行 網絡通訊協議偵測手段，對此光纖網絡信號310進行偵測，以獲得對應至少 一種網絡通訊協議參數資訊，接著研判此光纖網絡信號310所夾帶的網絡通 訊協議參凄t資訊，偵測此光纖網絡信號310是否遵照著此PON系統架構的 網絡通訊協議之下正常傳遞。其中此網絡通訊協議信息分析;溪塊360可為一 乙太網絡為架構的控制通訊協議/網際網絡通訊協i義(Transmission ControlProtocol / Internet Protocol, TCP/IP)才莫塊，或一以ATM為架構的多重協議 (Multi-Protocol Over ATM, MPOA)模塊，而所分析出的網絡通訊協議可包括 802.3ah網絡通訊協議、 一乙太網絡(Ethernet)網絡通訊協議、 一非同步傳 輸模式(Asynchronous Transfer Mode, ATM )網絡通訊協議及一 乙太網絡上 的點對點協議(Point-to-Point Protocol over Ethernet, PPPoE)等。最后將此判斷 結果傳遞至中央運算處理單元370，于步驟414整合并輸出至輸出單元380。以上所提到的輸出單元380，主要是用來顯示經由中央運算處理單元 370所整合過的以上各模塊所得的判斷結果，讓使用者可藉由此經整合過的 信息，清楚得知此光纖網絡信號310的運作狀態。此輸出單元380可為液晶 顯示器、觸碰式面板或陰極射線管顯示器等顯示輸出裝置。圖5為本發明的一實施例，在此以對一乙太網無源光網絡 (Gigabit/Ethernet PON， G/EPON)系統上ONU端的問題偵測來做說明。500 為本發明裝置的示意圖，輸入端接上一待測的光纖網絡信號源線510,此裝 置將對此輸入的光纖網絡信號進行問題偵測及分析，并將偵測結果顯示在液 晶顯示器511上。如圖所示，按下此裝置的電源開關512開啟電源后，將光 纖網絡信號源線510接至此問題偵測裝置上，利用設定514來選擇現在欲偵 測的PON系統模式。信息515所示為目前使用者選擇在G/EPON系統上， 于ONU端進行問題偵測。接著按下開始分析/確認513,開始對此輸入光纖 網絡信號進行問題偵測。進行步驟411，當光路分析完畢后，顯示此偵測結果于信息516中。在 信息516中包含告知使用者此問題偵測的第一步驟為光路分析，并顯示出各 種分析數據。經由步驟411之后，確認此待測信號為一正常光纖網絡信號， 接著進入步驟412。步驟412,對此PON系統進行ONU連線測試，其偵測結果會顯示在液 晶顯示器511上。信息517為步驟412所產生出的一 PON邏輯信號資訊， 此信息顯示此PON系統上并沒有正常交握導致無法成功注冊。找到錯誤原因之后，此時會產生一總結報告518，告知使用者此次問題 偵測的結果。其中信息519則顯示此次問題偵測中所分析到的錯誤原因；偵 測完畢之后，按下開始分析/確認513,此裝置將會停止分析的動作。雖然本發明以前述的實施例揭露如上，然其并非用以限定本發明，任何 熟知本發明所屬技術領域的技藝者，在不脫離本發明的精神和范圍內，當可 作些許的更動與潤飾，因此本發明的專利保護范圍須視本說明書所附的權利 要求范圍所界定的為準。
權利要求
1、一種PON系統中ONU端的問題偵測裝置，此問題偵測裝置用以連結至該PON系統上，進行該PON系統的問題偵測，該問題偵測裝置包含有一輸出單元；一輸入介面，用以連結來自該PON系統中的一光纖網絡信號；一光路分析模塊，與該輸入介面連結，用以使用至少一種物理偵測手段對該光纖網絡信號進行偵測，以獲得對應至少一種光物理數據；一ONU模塊，與該輸入介面連結，用以模擬該PON系統中該ONU端的一連線測試程序，以獲得該光纖網絡信號中至少一種PON邏輯信號資訊；一網絡通訊協議信息分析模塊，與該輸入介面連結，用以執行至少一種網絡通訊協議偵測手段對該光纖網絡信號進行偵測，以獲得對應至少一種網絡通訊協議參數資訊；及一中央運算處理單元，與該光路分析模塊、該ONU模塊、該網絡通訊協議信息分析模塊連結，用以接收及整合該至少一種光物理數據、該至少一種邏輯信號資訊以及該至少一種網絡通訊協議參數資訊，輸出至該輸出單元進行結果顯示。
2、 如權利要求l所述的PON系統中ONU端的問題偵測裝置，其中該 輸出單元可選自液晶顯示器、觸碰式面板及陰極射線管顯示器的群組組合中 進行輸出。
3 、如權利要求1所述的PON系統中ONU端的問題偵測裝置，其中該 問題偵測裝置還包含一控制單元，用以選擇性設定該至少一種物理偵測手 段、該連線測試程序以及該至少 一種網絡通訊協議偵測手段所組成的一 問題 偵測模式。
4、如權利要求1所述的PON系統中ONU端的問題偵測裝置，其中該光路分析模塊可選自 一光收發單元、 一光功率量測器及一光波長掃描器的群 組組合中進行光路分析。
5、 如權利要求4所述的PON系統中ONU端的問題偵測裝置，其中該 光路分析模塊所分析出的該至少一種光物理數據可選自 一光功率收發數據、 一光波長掃瞄數據及一光干擾數據的群組組合。
6、 如權利要求l所述的PON系統中ONU端的問題偵測裝置，其中該 ONU模塊可選自 一以非同步傳輸模式協議為基礎的被動式光接取網絡架構 模塊、 一寬帶無源光網絡模塊、 一乙太網無源光網絡模塊與一被動式乙太光 纖網絡模塊的群組組合。
7、 如權利要求1所迷的PON系統中ONU端的問題偵測裝置，其中該 網絡通訊協議信息分析模塊是可選自 一 乙太網絡為架構的控制通訊協議/網 際網絡通訊協議模塊，及一以非同步傳輸模式協議為架構的多重協議模塊的 群組組合。
8、 一種PON系統中ONU端的問題偵測方法，通過將一問題偵測裝置 連結至該PON系統上，進行該PON系統的問題偵測，該方法包含接收來自該PON系統中的 一光纖網絡信號；使用至少一種物理偵測手段對該光纖網絡信號進行偵測，以獲得對應至 少一種光物理數據；模擬該PON系統中該ONU端的一連線測試程序，以獲得該光纖網絡信 號中至少 一種PON邏輯信號資訊；執行至少一種網絡通訊協議偵測手段對該光纖網絡信號進行偵測，以獲 得對應至少 一種網絡通訊協議參數資訊；及接收及整合該至少一種光物理數據、該至少一種邏輯信號資訊以及該至 少一種網絡通訊協議參數資訊，輸出進行結果顯示。
9、 如權利要求8所述的PON系統中ONU端的問題偵測方法，其中所獲得的該對應至少一種光物理數據可選自 一光功率收發數據、 一光波長掃瞄 數據及一光干擾數據的群組組合。
10、 如權利要求8所述的PON系統中ONU端的問題偵測方法，其中 該光纖網絡信號中至少一種PON邏輯信號資訊，其是選自于以一非同步傳 輸模式協議為基礎的被動式光接取網絡架構系統、 一寬帶無源光網絡系統、 一乙太網無源光網絡系統與一被動式乙太光纖網絡系統的群組組合中所獲 得的至少一種PON邏輯信號資訊。
11、 如權利要求8所述的PON系統中ONU端的問題偵測方法，其中 所獲得的至少一種網絡通訊協議參數資訊是可選自一 802.3ah網絡通訊協議 參數資訊、 一乙太網絡網絡通訊協議參數資訊、 一非同步傳輸模式網絡通訊 協議參數資訊及一乙太網絡上的點對點協議網絡通訊協議參數資訊的群組 組合。
全文摘要
一種被動式光纖網絡(Passive Optical Network，PON)系統中光纖網絡單元(Optical Network Unit，ONU)端的問題偵測裝置及其方法，目的在于解決使用者于ONU端產生連線障礙時，無法經濟、快速且準確的查測出PON系統所包含的實體架構上光物理數據、邏輯架構上邏輯信號資訊及網絡通訊協議上的參數資訊等各項連線障礙的問題；其光網絡信號通過在此問題偵測裝置中所包含的整合光路分析模塊、ONU模塊，及網絡通訊協議信息分析模塊的技術手段，可于問題偵測裝置連接至PON系統時，一次性的實現對ONU連線障礙的問題進行偵測與分析。
文檔編號H04B10/08GK101335568SQ200710057790
公開日2008年12月31日 申請日期2007年6月28日 優先權日2007年6月28日
發明者盧天祥 申請人:英保達資訊(天津)有限公司