一種光線路終端的制作方法

文檔序號：7935232閱讀：442來源：國知局

專利名稱：一種光線路終端的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及通信技術領域，尤其涉及一種光線路終端。
背景技術：
當前，FTTx ( Fiber to The X，光纖到X)以其帶寬高、傳輸距離長等優點已成為接入領域備受青睞的技術，尤其以點到多點傳輸為特征的光接入技術——無源光網絡(Passive Optical Network, PON)更是受到業界的矚目。與點到點光接入相比，PON的局端用一根光纖，即可分成數十甚至更多路的光纖連接到用戶，大大降低了建網成本，是實現FTTx最為經濟有效的技術手段。
在PON系統的運行過程中，光纖傳輸特性的測量是PON系統維護的重要內容，通過光纖線路監測能夠自動地、持續地對光纖線路進行在線遠程監測，定期維護PON系統的光纖線路，遠程識別故障，當光線鏈路逐漸惡化時，如果能及早地進行檢測，將有助于采取防范措施，以確保網絡的高可用性。另外，當光纖鏈路發生故障時，監控設備可以迅速地對故障進行定位并且確定故障的類型，從而進行維修與校正。
對光纖鏈路進行監控最常用的手段是利用一種叫做光時域反射計的設備 (Optical Time Domain Reflectometer，簡稱OTDR )。 OTDR設備工作的基本原理是向光纖鏈路的一端發出一個光脈沖，由于光纖鏈路上存在連續的瑞利后向散射和離散的菲涅耳反射(如在光纖連接處或斷裂處)，所以當光脈沖沿著光纖鏈路傳輸時，OTDR設備會按照先近后遠的順序不斷地收到其返回光，返回光的強度與各點傳輸的光功率成比例，可以規定橫軸以距離的形式與返回光到達的時間順序相對應，規定縱軸以dB表示返回光的強度并在屏幕上顯示出來，這樣就可以在橫軸上將光脈沖的往返時間換成光纖長度的刻度，直接用于觀察沿整條光纖鏈路傳輸光功率的變化狀態。
OTDR可以提供沿光纖長度分布的衰減細節，包括探測、定位和測量光纖光纜鏈路上的任何位置的事件。事件是指光纖鏈路中因為熔接、連接器、轉接頭、跳線、彎曲或斷裂等形成的缺陷。該缺陷引起的光傳輸特性的變化可以被 OTDR測量，OTDR可以才艮據測量得到的光傳輸特性的變化對事件進行定位。
現有技術中定位分支光纖事件點的方法一般是在ONU或ONT上集成 OTDR功能，即在每個ONU/ONT上均設置一個OTDR，這樣就可以定位各條分支光纖上的事件。但是，由于OTDR的實現成本非常高，如果在位于PON網絡終端側的各個ONU/ONT上均設置一個OTDR探測設備將造成網絡監測成本非常高昂。而且，由于測試結果必須傳輸到局端的光線路終端(叩tical line terminal, OLT ),當線路出現斷路或衰減過大時，如果OLT不能正常接收到測試數據或測試結果，測試就沒有效果了。
另外，PON是一種點到多點的網絡架構，由于現有商用的OTDR只適用于點到點的事件4企測，當OTDR設置于OLT側進行事件才企測時，OTDR發出的測試信號，經各分支光纖反射回來的信號是疊加在一起的，OTDR不能區分事件所在的分支光纖。
實用新型內容
有鑒于此，本實用新型實施例的目的是提供一種光線路終端，在光線路終
端中集成OTDR功能，從而可以在OLT側定位PON網絡中分支光纖上的故障。
本實用新型提供了一種光線路終端，包括1310nm的激光發射器302， 1310nm的光電轉換器304和模數轉換器ADC308，所述1310nm的激光發射器 302和1310nm的光電轉換器304分別與光耦合器301相連接，所述1310nm的光電轉換器304經由釆樣電阻306和放大器307與所述ADC308相連接；所述 ADC和控制邏輯與存儲器400相連接，其中，
所述1310nm的光電轉換器304用于接收1310nm的上行光信號，其中一部分上行光信號經由所述采樣電阻306和放大器307進入所述ADC308;所述 ADC308對所述上行光信號進行模數處理后，將采樣結果發送給所述控制邏輯與存儲器400;所述控制邏輯與存儲器400,根據所述采樣結果，測量各分支光纖上的光功率，確定出現光功率異常的分支光纖對應的ONUID;
當測量到分支光纖上出現光功率異常時，所述1310nm的激光發射器302發出1310nm的測試光信號；所述1310nm的光電轉換器304接收經由所述光耦合器301反射回來的1310nm的測試光信號，其中一部分測試光信號經由所述采樣電阻306和放大器307進入所述ADC308;所述ADC308對所述1310nm的測試光信號進行模數轉換處理后，將所得的采樣數據發送給所述控制邏輯與存儲器 400;所述控制邏輯與存儲器400，根據所述采樣數據進行光時域反射測量，結合分支光纖的ONUID,確定出現光功率異常的分支光纖上故障點的位置。本實用新型還提供了一種光線路終端，包括1490nm的激光發射器201, 1310nm的光電轉換器304， 1490nm的光電轉換器203,所述1490nm的激光發射器201和1490nm的光電轉換器203分別與一個光耦合器301相連接，所述 1310nm的光電轉換器304經由釆樣電阻306和第一放大器307與模數轉換器 ADC308相連，所述1490nm的光電轉換器203經由采樣電阻311和第二放大器 309與所述ADC308相連，所述ADC308與控制邏輯與存儲器400相連接；
其中所述1310nm的光電轉換器304,用于接收1310nm的上行光信號，其中一部分上行光信號經由釆樣電阻306和所述第一放大器307進入所述 ADC308;
換處理，將所得的1310nm的采樣數據發送給所述控制邏輯與存儲器400;
所述控制邏輯與存儲器400對來自于所述模數轉換器308的1310nm的采樣數據進行處理，確定出現光功率異常的分支光纖；
當所述控制邏輯與存儲器400確定分支光纖發生故障時，所述1490nm的激光發射器201發射1490nm的測量光信號，所述測量光信號經由所述光耦合器 301進入傳輸光纖中；所述1490nm的光電轉換器203,接收經由所述光耦合器 301反射回來的1490nm的測量光信號；所述反射回來的1490nm的測量光信號經由采樣電阻311和;改大器309進入所述ADC308;所述ADC308對來自于所述放大器309的1490nm的采樣光信號進行模數轉換處理后，將所得的1490nm 的釆樣數據發送給所述控制邏輯與存儲器400;所述控制邏輯與存儲器400,根
6據光時域反射的原理，對來自于所述ADC308的1490nm的采樣數據進行處理，并結合分支光纖的ONUID，確定出現光功率異常的分支光纖上故障點的位置。本實用新型還提供了一種光線路終端，包括
一個能夠接收1310nm和1490nm光信號的光電轉換器310, —個模數轉換器ADC308，一個光開關204和一個1490nm的激光發射器201, —個控制邏輯與存儲器單元400,其中，所述光開關204分別在所述光電轉換器310和所述激光發射器201之間進行開關切換，所述的光電轉換器310經由采樣電阻306和放大器307與所述控制邏輯與存儲器單元400相連接；
所述的光電轉換器310用于接收1310nm的上行光信號；其中一部分光信號經由所述采樣電阻306和所述放大器307進入所述ADC308;所述ADC308對來自于所述放大器307的1310nm的采樣光信號進行模數轉換處理，將得到的采樣數據發給所述控制邏輯與存儲器單元400;所述的控制邏輯與存儲器單元400 根據所述采樣數據，得到各分支光纖的光功率衰減值，確定發生光功率異常的分支光纖；
當分支光纖出現光功率異常時，暫停數據通信，所述的激光發生器201發出1490nm的測試光信號，經由所述光開關204進入光纖；光開關204與所述光電轉換器310導通，所述的1490nm的測試光信號^v所述光纖反射回來的光信號經由所述光開關204進入所述光電轉換器310，其中一部分反射回來的測試光信號經由所述采樣電阻306和放大器307進入所述ADC308;所述ADC308對來自于所述放大器307的1490nm的采樣光信號進行模數轉換處理，將得到的采樣數據發給所述控制邏輯與存儲器400，所述控制邏輯與存儲器單元400根據光時域反射的原理對所述采樣數據進行處理后，結合分支光纖的ONUID，確定所述發生光功率異常的分支光纖上故障的位置。
本實用新型實施例的有益效果
本實用新型的實施例結構簡單，性能可靠，通過實施本實用新型所提供的實施例，可以在OLT側快速簡單地定位任意分支光纖上的故障點。

圖1為PON系統的結構示意圖；圖2為本實用新型實施例一的示意圖；圖3為本實用新型實施例二的示意圖；圖4為本實用新型實施例三的示意圖。
具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型實施例所提供的技術方案進行詳細說明。圖l所示為PON系統的結構示意圖，如圖所示，該系統包括以下三部分連接光分布網(Optical Distribution Network, ODN ) 12和其他網絡(比如PSTN14、因特網15、有線電視網16)的光線路終端(Optical Line Termination,簡稱OLT) 11、光分布網(Optical Distribution Network,簡稱ODN)12,和光網絡單元(Optical
813。在PON系統中，從OLTll到ONU/ONT13方向的傳輸稱為下行傳輸，反之為上行傳輸，下行數據由OLTll以廣播方式發送給各ONU/ONT13;各ONU/ONT13 在發送上行數據時，由OLTll為各ONU或ONT分配上行發送時隙，以時分復用方式發送上行數據。其中OLTll為PON系統提供網絡側接口，連接一個或多個 ODN12; ODN12為無源分光器件，將OLTll下行的數據傳輸到各個ODN12,同時將多個ONU/ONT 13的上行數據匯總傳輸到OLT11; ONU為PON系統提供用戶側接口，上行方向與ODN相連，如果ONU直接提供用戶端口功能，比如PC上網用的以太網用戶端口，則又稱為ONT。 ODN12—4殳分為三個部分無源光分^各器(Splitter) 121、主干光纖122、和分支光纖123。如無特殊說明，下述的ONU 均可以替換為ONT。
本實用新型實施例可以在OLT側集成光時域反射檢測(OTDR)功能和光功率檢測功能，首先利用光功率檢測功能檢測出各ONU ID所對應的分支光纖的光功率的衰減值，從而可以確定哪一條分支光纖出現了光功率衰減值過大的情況，如果存在光功率衰減過大的情況，則表明在該條光纖上出現了故障；然后，可以利用光時域反射的原理進行檢測，光時域反射測量電路發出的測試光信號到達故障點時，會發生反射，根據反射回來的光信號的強弱和時延，就可以確定故障點的類型以及相對于OLT的位置。
請參見附圖2，示出了本實用新型實施例一的結構圖，該實施例一在OLT中增加一個1310nm的LD，用于發射OTDR的測試光信號；數據信號和測試信號共用一個光電二極管(PhotoDiode, PD )也可以是APD。在具體實施過程中，分兩個階段進行測試；
一、確定發生故障的分支光纖
在下行方向上，發送器Tx200中的激光器LD201發出波長為1490nm的數據信號，該數據信號經過波分復用器件WDM100耦合到傳輸光纖中，到達對端設備；在上行方向上，對端設備發送過來的數據信號，其波長為1310nm,經過波分復用器件WDM100進入到光耦合器coupler301;然后，分出一部分光給光電轉換器 PD304,所述耦合器coupler301的分光比可以設置l: 9,即90%的光進入到光電轉換器PD304中，或者根據實際需要設成其他比值。上行光信號經過光電轉換器 PD304轉換成電信號后，分成兩路，一路進入數據恢復電路305進行數據恢復，保證正常通信；另一路信號發送到功率測量電路，進行功率測量。當不同功率的光入射到光電轉換器PD304上時，光電轉換器PD304就會產生不同大小的光電流，光電流在經過采樣電阻306時，會在釆樣電阻306兩端產生高低不同的電壓，其電壓值和入射光功率——對應。才艮據這個電壓值，就可以知道目前入射光功率的大小；放大器307從采樣電阻306上采集電壓信號，并將其放大到適合測量的范圍之內，以供模數轉換電路(ADC) 308采樣；當有光輸入時或在每個ONU 的上行時隙內，控制邏輯與存儲器400控制ADC308進行采樣，采樣值保存到存貯器中或轉換成光功率值后存儲到存儲器中。根據采樣值和光功率的對應關系，得到此時入射光的光功率數值。這樣，通過在每個ONUID被分配的上行時隙進
從而確定哪條分支光纖發生了故障。
10需要特別指出的是，在本實施例中對光電流的采樣是通過采樣電阻配合放大器來實現的，本領域普通技術人員應當知道，在本實施例的具體應用過程中，也可以采用其他采樣電路，比如可以通過鏡像電流源進行取樣,取樣電路輸出電流或電壓信號，放大電路對取樣電路輸出的電流或電壓信號進行放大，輸出放
大后的電壓信號；另外，在本實施例中采樣電阻不是必須的，當采用的放大器是跨阻放大器時，就可以去掉采樣電阻；如果釆用的放大器是對數放大器時，則需要使用采樣電阻。本實施例中的放大器既可以是線性放大器，也可以是對數放大器。線性放大器的放大倍數不隨入射光功率的大小而變化，對數放大器在入射光功率小時，放大倍數大；在入射光功率大時，放大倍數小。這樣可以提高小功率時的測量精度。放大器前后可以設置低通濾波器，以濾除電路中的高頻噪聲，保證光功率測量的準確度。
二、確定分支光纖上發生故障的具體位置
當發現到某個ONUID對應的分支光纖上的光功率衰減值異常時，則可啟動 OTDR測量，控制邏輯與存儲器400控制接收器Rx300中的驅動器產生測試電信號 (典型的電信號為窄脈沖)，所述測試電信號驅動激光器LD302產生測試光信號，波長為1310nm,測試光信號經過耦合器coupler301和波分復用器件WDM100,進入傳輸光纖中，光纖中的后向反射光經過波分復用器件100和耦合器coupler301, 將其中一部分光(如90% )發送到光電轉換器PD304進行光電轉換，再送給功率測量電路，即經過采樣電阻306、放大器307、 ADC308，最后由控制邏輯與存儲器400把采樣所得的原始測量數據進行一些統計處理，如平均等，進行OTDR的各種事件的生成和故障的判斷。再結合分支光纖的ONUID,就可以確定出故障
發生在哪條分支光纖的具體位置。
測試時可以暫停一段時間的數據通信，此時可以像傳統的OTDR—樣發送測試脈沖進行故障診斷；也可以不中斷數據通信，此時需要在控制邏輯中采用數字信號處理技術，如自相關，數字濾波等。
在本實施例中，采樣電阻也可以被鏡像電流源代替。為了降低光功率預算，耦合器coupler也可以被環形器代替。
請參加附圖3，示出了本實用新型實施例二的結構圖。本實用新型實施例二在光線路終端中增加了一個1490nm的PD，用于在OTDR測試時接收反射回來的測試光信號，下行數據信號和測試信號共用一個LD。請參閱圖3，功率檢測功能和OTDR功能共用一個ADC。
在本實施例二中，同樣分為兩個部分進行測量
一、確定哪條分支光纖發生了故障
在正常的數據通信中，LD201用于發送波長為1490nm的下行數據光信號； PD304用于接收上行數據光信號，通過數據恢復電路進行數據恢復。
在進行數據恢復的同時，可以在每個上行時隙，利用PD304、采樣電阻306、放大器307和ADC308，對分支光纖的光功率進行實施測量，即利用采樣電阻將光電流轉換為電壓，經過模數(AD )轉換后在控制邏輯與存儲器單元進行處理，就可以用于實時測量各ONU ID的對應的分支光纖上的光功率。
二、確定分支光纖上發生故障的具體位置
12常時，就可以啟動OTDR測試。
首先，由LD201發出波長為1490nm的測試光信號，測試光信號經過耦合器 coupler301和波分復用器件WDM100，進入傳輸光纖中，光纖中的后向反射光經過波分復用器件100和耦合器(coupler) 301,由圖中所示的M90nm的PD203接收反射回來的光信號，其中一部分光信號經過采樣電阻311的采樣處理，放大器 309的放大處理，以及ADC308的模數轉換處理后，由控制邏輯與存儲器單元400 進行統計處理，如平均等，進行OTDR的各種事件的生成和故障的判斷，形成 OTDR曲線，就可以確定事件點即故障點的具體位置。
然后，再結合各條分支光纖的ONUID,就可以確定故障在分支光纖上的具體位置。
測試時可以暫停一段時間的數據通信，此時可以像傳統的OTDR—樣發送測試脈沖進行故障診斷；也可以不中斷數據通信，此時需要在控制邏輯中采用數字信號處理技術，如自相關，數字濾波等。
需要特別指出的是，在本實施例中對光電流的采樣是通過釆樣電阻配合放大器來實現的，本領域普通技術人員應當知道，在本實施例的具體應用過程中，也可以采用其他采樣電^各，比如可以通過鏡^象電流源進^亍耳又樣,取樣電^各輸出電流或電壓信號，放大電路對取樣電路輸出的電流或電壓信號進行放大，輸出放大后的電壓信號；另外，在本實施例中采樣電阻不是必須的，當采用的放大器是跨阻放大器時，就可以去掉釆樣電阻；如果采用的放大器是對數放大器時，則需要使用采樣電阻。為了降低光功率預算，耦合器coupler也可以被環形器代替。
請參見圖4，示出了本實用新型實施例三的結構。本實用新型實施例三在光線路終端中增加了一個光開關204,當進行OTDR反射測量時，可以把1490nm的后向反射光？I入到PD中。本實施例三中的PD310可以接收131 Onm和1490nm的光信號。
本實施例同樣分為兩個測量部分
一、確定哪條分支光纖發生了故障
在正常的數據通信中，LD201用于發送波長為1490nm的下行數據光信號； PD310用于接收上行1310nm的數據光信號，通過數據恢復電路305進行數據恢復。
在進行數據恢復的同時，可以在每個上行時隙，對光功率進行實時測量，即利用采樣電阻將光電流轉換為電壓，經過模數(AD)轉換后在控制邏輯與存儲器單元進行處理，就可以用于實時測量各ONUID的對應的分支光纖上的光功率。
二、確定分支光纖上發生故障的具體位置
常時，就可以啟動OTDR測試。
首先，暫停數據通信，由LD201發出波長為1490nm的測試光信號，測試光信號經過光開關204和波分復用器件WDM100，進入傳輸光纖中；光纖中的后向反射光經過波分復用器件100反射回來，此時反射測量控制單元205控制光開關 204將1490nm的反射光導入到圖中所示的PD310，經過采樣電阻306的采樣處理和放大器307的放大處理，以及ADC308的處理后，由控制邏輯與存儲器單元400 進行統計處理，如平均等，進行OTDR的各種事件的生成和故障的判斷，形成 OTDR曲線，就可以確定事件點即故障點的具體位置。
然后，再結合各條分支光纖的ONUID，就可以確定故障在分支光纖上的具體位置。
測試時可以暫停一段時間的數據通信，此時可以像傳統的OTDR—樣發送測試脈沖進行故障診斷；也可以不中斷數據通信，此時需要在控制邏輯中采用數字信號處理技術，如自相關，數字濾波等。
需要特別指出的是，在本實施例中對光電流的采樣是通過采樣電阻配合放大器來實現的，本領域普通技術人員應當知道，在本實施例的具體應用過程中，也可以采用其他采樣電路，比如可以通過鏡像電流源進行取樣,取樣電路輸出電流或電壓信號，放大電路對取樣電路輸出的電流或電壓信號進行放大，輸出放大后的電壓信號；另外，在本實施例中釆樣電阻不是必須的，當采用的放大器是跨阻放大器時，就可以去掉采樣電阻；如果釆用的放大器是對數放大器時，則需要使用采樣電阻。
以上所述，僅為本實用新型的較佳實施例而已，并非用于限定本實用新型的保護范圍，凡在本實用新型的精神和原則之內所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
1權利要求1、一種光線路終端，其特征在于，包括1310nm的激光發射器(302)，1310nm的光電轉換器(304)和模數轉換器ADC(308)，所述1310nm的激光發射器(302)和1310nm的光電轉換器(304)分別與光耦合器(301)相連接，所述1310nm的光電轉換器(304)經由采樣電阻(306)和放大器(307)與所述ADC(308)相連接；所述ADC(308)和控制邏輯與存儲器(400)相連接。
2、一種光線路終端，其特征在于，包括1490nm的激光發射器(201)， 1310nm的光電轉換器(304 )， 1490nm的光電轉換器(203 )，所述1490nm的激光發射器(201)和1490nm的光電轉換器(203)分別與一個光耦合器(301) 相連接，所述1310nm的光電轉換器(304)經由采樣電阻(306 )和第一放大器(307) 與模數轉換器ADC ( 308 )相連，所述1490nm的光電轉換器(203 )經由采樣電阻(311)和第二放大器(309)與所述ADC ( 308 )相連，所述ADC(308) 與控制邏輯與存儲器(400)相連接。
3、一種光線路終端，其特征在于，包括一個能夠接收1310nm和1490nm 光信號的光電轉換器(310)，一個模數轉換器ADC ( 308 )，一個光開關(204) 和一個1490nm的激光發射器(201), —個控制邏輯與存儲器單元(400 )，其中，所述光開關(204)分別在所述光電轉換器(310)和所述激光發射器(201)之間進行開關切換，所述的光電轉換器(310)經由采樣電阻(306)、放大器(307) 以及所述ADC (308)與所述控制邏輯與存儲器單元(400)相連接。
專利摘要本實用新型公開了一種光線路終端，包括1310nm的激光發射器(302)，1310nm的光電轉換器(304)和模數轉換器ADC(308)，所述1310nm的激光發射器(302)和1310nm的光電轉換器(304)分別與光耦合器(301)相連接，所述1310nm的光電轉換器(304)經由采樣電阻(306)和放大器(307)與所述ADC(308)相連接；所述ADC(308)和控制邏輯與存儲器(400)相連接。本實用新型的結構簡單，性能可靠，通過實施本實用新型的實施例，可以在OLT側快速簡單地定位任意分支光纖上的故障點。
文檔編號H04Q11/00GK201369727SQ20082021380
公開日2009年12月23日申請日期2008年11月17日優先權日2008年11月17日
發明者彭桂開, 徐之光, 楊素林申請人:華為技術有限公司

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