一種無源光網絡光纖故障檢測方法及系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種無源光網絡光纖故障檢測方法及系統，所述方法包括：在分光器和主干光纖之間設置分路耦合器，在分光器和每個分支光纖之間設置分路路由器，在分路耦合器和分路路由器之間設置多模耦合器；故障檢測裝置發出的檢測光依次經由主干光纖、分路耦合器、多模耦合器、分路路由器、分支光纖傳輸至光網絡單元；所述檢測光的反射光依次經由分支光纖、分路路由器、多模耦合器、分路耦合器、主干光纖傳輸至故障檢測裝置，以供所述故障檢測裝置根據所探測到的反射光進行光纖故障檢測。本發明能夠在光線路終端處檢測無源光網絡中的所有光纖故障，特別是分支光纖的故障。
【專利說明】一種無源光網絡光纖故障檢測方法及系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及光接入網絡領域，特別涉及一種對無源光網絡中主干光纖和所有的分支光纖進行故障檢測的方法及其相關的系統。
【背景技術】
[0002]隨著光纖通信技術的快速發展和低成本化以及綠色環保的要求，通訊網絡從核心網，城域網到接入網，全部使用光纖組成網絡已經成為基本共識。
[0003]對于接入網采用無源光網絡(Passive Optical Network,PON)進行光進銅退已經成為運營商的首選。無源光網絡是一種點到多點(Point to Multipoint，P2MP)的網絡，大量的PON的鋪設，其運行和維護已經成為運營商首要考慮的問題，為了提高故障檢測效率以及減低成本，運營商迫切需要在局方光線路終端(Optical Line Terminal, OLT)處能夠檢測整個無源光網絡的技術和方案。
[0004]常用的光時域反射儀(OpticalTime Domain Reflectometer, 0TDR)光纖故障檢測方法對點到點(Point to Point, P2P)的光網絡是非常有效的，但直接把它移植到P2MP的無源光網絡上，遇到了一些前所未有的困難，原因在于光配線網絡(OpticalDistribution Network, 0DN)中的分光器是一個高損耗的光器件,它每分一次光就有3分貝的損耗，對于一個1: 2N的分光器，其實際損耗一般是3* (N+1)分貝左右，例如1:32的分光器，其典型的損耗在17.5分貝左右。而OTDR的光程檢測方法是發射檢測光，探測其反射光，其檢測的精度取決于其動態范圍，即發射檢測光的功率減去探測到的反射光的功率，大多數OTDR儀在40到45分貝，而對一個20公里的無源光網絡，其傳輸損耗一般為8分貝，而反射光一般為最大為探測光的4%，即13分貝，這樣對于1:32的無源光網絡在OLT處OTDR儀能探測到的分支光纖的反射光功率是探測光的功率減去(2*17.5+2*8+13)，即其需要的動態范圍可達64分貝，這遠遠超出現有的所有OTDR儀的測量精度和范圍。實際上對于1:8及以上的ODN無源光網絡，其分支光纖的故障信號已經不能檢測了，通常的做法是用在OLT處的OTDR儀或OLT的光模帶有OTDR的功能來檢測主干光纖，如圖1所示，OTDR的檢測光通過WDM濾波片耦合進主干光纖，而反射光也通過該光路沿著與檢測光相反的方向進入OTDR儀上，而分支光纖的故障只是從用戶側用OTDR儀進行檢測。這就大大增加了運營商運維成本，如何在OLT處來檢測無源光網絡的所有光纖故障是運營商夢寐以求的解決方案。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于提供了一種無源光網絡光纖故障檢測方法及系統，能更好地解決在OLT處檢測無源光網絡的所有光纖故障，特別是分支光纖故障的問題。
[0006]根據本發明的一個方面，提供了一種無源光網絡光纖故障檢測方法，包括:
[0007]在分光器和主干光纖之間設置分路耦合器，在分光器和每個分支光纖之間設置分路路由器，在分路耦合器和分路路由器之間設置多模耦合器；
[0008]故障檢測裝置發出的檢測光依次經由主干光纖、分路耦合器、多模耦合器、分路路由器、分支光纖傳輸至光網絡單元；
[0009]所述檢測光的反射光依次經由分支光纖、分路路由器、多模耦合器、分路耦合器、主干光纖傳輸至故障檢測裝置，以供所述故障檢測裝置根據所探測到的反射光進行光纖故障檢測。
[0010]優選地，還包括:
[0011]光線路終端發出的下行業務光依次經由主干光纖、分路耦合器、分光器、分路路由器、分支光纖傳輸至光網絡單元；
[0012]光網絡單元發出的上行業務光依次經由分支光纖、分路路由器、分光器、分路耦合器、主干光纖傳輸至光線路終端。
[0013]優選地，分路耦合器收到經由主干光纖傳輸的所述檢測光和所述下行業務光后，經由其第一接口將所述檢測光傳送至多模耦合器，并經由其第二接口將所述下行業務光傳送至分光器。
[0014]優選地，分路耦合器經由其第一接口收到所述檢測光的反射光，經由其第二接口收到所述上行業務光后，將所述檢測光的反射光和所述上行業務光進行耦合處理，依次經由其通用接口和主干光纖發送至故障檢測裝置。
[0015]優選地，多模耦合器經由其多模光纖接口收到分路耦合器傳送的所述檢測光后，經由其多個分支單模接口將所述檢測光分別發送至每個分路路由器上。
[0016]優選地，多模耦合器經由其多個分支單模接口分別收到來自每個分路路由器的檢測光的反射光后，將所述多個檢測光的反射光進行耦合處理，經由其多模光纖接口傳輸至分路耦合器。
[0017]優選地，分路路由器將收到的所述檢測光和所述下行業務光進行耦合處理，經其通用接口輸出到分支光纖，并傳送至光網絡單元。
[0018]優選地，分路路由器經由其通用接口收到所述檢測光的反射光和所述上行業務光后，經由其第一接口將所述檢測光的反射光傳送至多模耦合器，并經由其第二接口將所述上行業務光傳輸至分光器。
[0019]優選地，所述故障檢測裝置外置或集成在光線路終端中，當所述故障檢測裝置外置時，在主干光纖上安置波分復用濾波片，并通過所述的波分復用濾波片將所述故障檢測裝置發出的檢測光耦合進主干光纖中。
[0020]優選地，分路耦合器的接口特性與分路路由器的接口特性一一對應，這些模塊中包含的波分復用濾波片，實際上是同一種器件，可以互換。
[0021]優選地，所述故障檢測裝置是光時域反射儀0TDR。
[0022]根據本發明的另一方面，提供了一種無源光網絡光纖故障檢測系統，包括:
[0023]設置在所述分光器和主干光纖之間的分路耦合器；
[0024]設置在所述分光器和每個分支光纖之間的分路路由器；
[0025]在所述分路耦合器和每個分路路由器之間的多模耦合器；
[0026]故障檢測裝置，用于發出檢測光，使所述檢測光依次經由主干光纖、分路耦合器、多模耦合器、分路路由器、分支光纖傳輸至光網絡單元，并接收依次經由分支光纖、分路路由器、多模耦合器、分路耦合器、主干光纖傳輸的所述檢測光的反射光，以便根據所探測到的反射光進行光纖故障檢測。[0027]優選地，所述故障檢測裝置外置或集成在光線路終端中，當所述故障檢測裝置外置時，在主干光纖上安置波分復用濾波片，并通過所述的波分復用濾波片將所述故障檢測裝置發出的檢測光耦合進主干光纖中。
[0028]優選地，所述故障檢測裝置是光時域反射儀0TDR。
[0029]與現有技術相比較，本發明的有益效果在于:
[0030]本發明實現了在OLT處檢測無源光網絡的包括分支光纖在內的所有光纖故障，能夠大大降低運營商運營維護成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0031]圖1是現有技術提供的用OTDR進行光纖故障檢測的無源光網絡的結構示意圖；
[0032]圖2是本發明實施例提供的無源光網絡光纖故障檢測方法流程圖；
[0033]圖3是本發明實施例提供的無源光網絡光纖故障檢測系統結構示意圖；
[0034]圖4是本發明實施例提供的多模耦合器的結構示意圖；
[0035]圖5是本發明實施例提供的分路耦合器的結構示意圖；
[0036]圖6是本發明實施例提供的分路路由器的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0037]以下結合附圖對本發明的優選實施例進行詳細說明，應當理解，以下所說明的優選實施例僅用于說明和解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0038]圖2是本發明實施例提供的無源光網絡光纖故障檢測方法流程圖，如圖2所示，步驟包括:
[0039]步驟201、在分光器和主干光纖之間設置分路耦合器，在分光器和每個分支光纖之間設置分路路由器，在分路耦合器和分路路由器之間設置多模耦合器。
[0040]步驟202、故障檢測裝置發出的檢測光依次經由主干光纖、分路耦合器、多模耦合器、分路路由器、分支光纖傳輸至光網絡單元。
[0041]進一步地，在所述步驟202中，光線路終端發出的下行業務光依次經由主干光纖、分路耦合器、分光器、分路路由器、分支光纖傳輸至光網絡單元。
[0042]步驟203、所述檢測光的反射光依次經由分支光纖、分路路由器、多模耦合器、分路耦合器、主干光纖傳輸至故障檢測裝置，以供所述故障檢測裝置根據所探測到的反射光進行光纖故障檢測。
[0043]進一步地，在所述步驟203中，光網絡單元發出的上行業務光依次經由分支光纖、分路路由器、分光器、分路耦合器、主干光纖傳輸至光線路終端。
[0044]具體地，對于下行，分路耦合器在收到經由主干光纖傳輸的所述檢測光和所述下行業務光后，經由其第一接口將所述檢測光傳送至多模耦合器，并經由其第二接口將所述下行業務光透射至分光器。多模耦合器在經由其多模光纖接口收到分路耦合器反射的所述檢測光后，經由其多個分支單模接口將所述檢測光分別發送至分支光纖上的每個分路路由器。分路路由器經由其第一接口收到所述多模耦合器導出的檢測光，經由其第二接口收到所述分光器導出的下行業務光后，將所述檢測光和所述下行業務光進行耦合處理，沿分支光纖傳輸至ONU。[0045]具體地，對于上行，分路路由器經由其通用接口收到ONU發出的所述上行業務光以及每個分支光纖上的檢測光的反射光后，經由其第一接口將所述反射光反射至多模耦合器，并經由其第二接口將所述上行業務光透射至分光器。多模耦合器在經由其多個分支單模接口分別收到來自每個分路路由器的檢測光的反射光后，將所述多個檢測光的反射光進行耦合處理，經由其多模光纖接口傳輸至分路耦合器。分路耦合器經由其第一接口收到所述多模耦合器導出的反射光，經由其第二接口收到所述分光器導出的上行業務光后，將所述反射光和所述上行業務光進行耦合處理，經由其通用接口沿主干光纖發送至故障檢測裝置。所述故障檢測裝置通過反射光的光強度確定光纖是否故障，并在確定光纖存在故障時，根據光傳輸時間，確定光纖故障位置。
[0046]上述步驟中，所述故障檢測裝置外置或集成在OLT中，當所述故障檢測裝置外置時，在主干光纖上設置WDM，并通過所設置的WDM將所述故障檢測裝置發出的檢測光耦合進主干光纖。
[0047]所述的故障檢測裝置是0TDR。
[0048]圖3是本發明實施例提供的無源光網絡光纖故障檢測系統結構示意圖，如圖3所示，本發明為了在OLT處檢測無源光網絡中所有光纖特別是分支光纖的故障，對ODN進行一些改造，即在ODN的分光器前后以及旁路增加一些無源導光模塊。具體地，首先在分光器與主干光纖之間增加了一個導光模塊，即分路耦合器，它的作用是對所需要的光進行分路及耦合；其次在分光器與每個分支光纖之間增加一個導光模塊，即分路路由器，它的主要作用也是對進入分支光纖的光進行分路及耦合；最后在分路耦合器與分路路由器之間連接一個模式耦合器的模塊，即多模耦合器，它的主要作用的在分光器旁搭建一個分支旁路，使得有需要的光能夠繞過高損耗的分光器，而走低損耗的多模耦合器。
[0049]本實施例中，所述故障檢測裝置是OTDR儀，設置在OLT外。
[0050]所述系統的基本工作原理和工作流程如下:
[0051]首先，從OLT出發的下行業務光以及從OTDR儀發出的檢測光經主干光纖到達位于ODN的分路I禹合器后，下行業務光被導向分光器,而OTDR的檢測光被導向多模I禹合器的多模光纖接口 ；下行業務光出分光器后到達每個分路路由器，而OTDR的檢測光經多模耦合器的分支單模接口到達每個分路路由器；然后由各個分路路由器把所述下行業務光和所述檢測光耦合在一起導向相應的分支光纖，經過分支光纖的傳輸抵達相應的ONU上。
[0052]而從ONU發出的上行業務光以及在每個分支光纖上的檢測光的反射光沿分支光纖到達分路路由器后，上行業務光被導向分光器，出分光器進入分路耦合器；而反射光被導向多模耦合器的分支單模接口，經多模耦合器耦合后出其多模光纖接口到達分路耦合器；所述上行業務光和所述反射光經分路稱合器稱合后被一起導向主干光纖，經主干光纖傳輸后到達WDM，然后上行光被導向0LT，而探測的反射光被導向OTDR儀上。
[0053]如果OLT的光模塊具有OTDR的功能，那么所有的上行光(即上行業務光和反射光)經光模塊直接到達OLT上，利用OLT內的OTDR功能直接對這些光進行處理。
[0054]為了實現以上的功能，分路耦合器以及分路路由器選擇WDM即可，這個方案的好處是上下行業務光走原來的光路，而檢測光及其反射光除了分支光纖和主干光纖的原有光路外，繞過分光器走多模耦合器的旁路，這將大大減少其光路的損耗，分支光纖的檢測光以及其反射光由于繞過了分光器，大大減少了其光路損耗，使得它能抵達位于OLT處的OTDR儀上，達到了運營商在OLT處檢測分支光纖故障的愿望。
[0055]本發明在原有的無源光網絡中的ODN的分光器處增加了幾個導光模塊，即位于主干光纖與分光器之間的分路耦合器，在分光器與每個分支光纖之間的分路路由器模塊，通過分路耦合器和分路路由器連接在一起的多模耦合器，即分路耦合器的第一接口與多模耦合器的多模光纖接口相連，而分路路由器的第一接口與多模耦合器的分支單模接口相連。以下結合附圖4至附圖6對各個導光模塊進行分別說明。
[0056]圖4是本發明實施例提供的多模耦合器的結構示意圖，如圖4所示，多模耦合器是由模式耦合器組成，它的一端是多模通道或多模光纖，而另一端是多個單模通道或多個單模光纖，中間通過透鏡或耦合通道把它們耦合在一起，在本實施例中，應用其單模通道到多模通道的光路，根據現有技術該方向的光路只有一個分貝的損耗，因此滿足該方向旁路是低損耗的需求，而同時應用其多模通道到單模通道的光路，根據現有技術該方向的光路與分光器的損耗相同。
[0057]圖5是本發明實施例提供的分路耦合器的結構示意圖，如圖5所示，分路耦合器包括WDM，這是一個三接口的濾波片，它是由邊緣薄膜濾波片(Edge TFF)組成，它的分離波長定在1620nm，如果通過光的波長小于1620nm時，通過其作為第二接口的透射接口 P以及通用接口 C進出，而通過光的波長大于1620nm時，通過其作為第一接口的反射接口 R以及通用接口 C進出。所述通用接口 C與主干光纖相連，其透射接口 P與分光器的通用接口相連，其反射接口 R與多模耦合器的多模光纖接口相連。
[0058]所述分路耦合器還包括一個位于通用接口 C和WDM之間的透鏡，由于多模光纖的光斑比較大，需要利用所述透鏡將從反射接口 R進來的反射光能絕大部分導入主干光纖，這個調節十分重要，它將決定上行光繞路的總損耗。本實施例的分路耦合器中選用了一個透鏡，具體實現時，也可以采用兩個或以上透鏡組進行調節。同時，用于實現所述調節功能的光學器件并不限于本實施例中的透鏡，也可以是耦合器件組成的耦合通道。
[0059]圖6是本發明實施例提供的分路路由器的結構示意圖，如圖6所示，分路路由器包括WDM，這是一個三接口的波分復用濾波片，它是由Edge TFF組成，它的分離波長定在1620nm，如果通過光的波長小于1620nm時，通過其作為第二接口的透射接口 P以及通用接口 C進出，而通過光的波長大于1620nm時，通過其作為第一接口的反射接口 R以及通用接口 C進出。其通用接口 C與分支光纖相連，其透射接口 P與分光器的分支接口相連，其反射接口 R與多模耦合器的分支單模接口相連。
[0060]雖然分路耦合器與分路路由器使用同一種WDM濾波片，但它們的耦合的光纖以及耦合方式有些不同，因此它們之間是不能通用的。
[0061]以下結合附圖4至附圖6所述的各個導光模塊，對本發明實施例提供的系統的工作流程進行如下說明:
[0062]首先從OTDR出發的檢測光經WDM耦合進入主干光纖，經傳輸到達位于ODN的分路耦合器的通用接口，出分路耦合器反射接口 R進入多模耦合器的多模光纖接口，出多模耦合器的分支單模接口后到達每個分路路由器的反射接口 R，出每個分路路由器的通用接口進入相應的分支光纖，最后經分支光纖到達每個ONU上。
[0063]檢測光的反射光沿著與檢測光相同的光路，但相反的傳輸方向返回到OTDR儀上，具體地，所述分支光纖的光程檢測的反射光的行進過程為，分支光纖的反射光由每個分支光纖進入其相應的分路路由器的通用接口 C，從分路路由器反射接口 R進入與其相連的多路耦合器的分支單模接口，經多路耦合器耦合后從多路耦合器的多模光纖接口進入與其連接的分路耦合器的反射接口 R，再從分路耦合器的通用接口 C進入主干光纖，傳輸后到達WDM濾波口，被導向OTDR儀上，如果OLT具有內置OTDR的光模塊，那么將直接傳輸到OLT上。
[0064]而從OLT出發的下行業務光經主干光纖到達位于ODN的分路耦合器的通用接口 C，從透射接口 P進入分光器的通用接口，再從分光器導出至每個分路路由器的透射接口 P，出通用接口進入相應的分支光纖，最后經分支光纖到達每個ONU上。
[0065]從ONU發出的上行業務光沿分支光纖到達分路路由器通用接口，從分路路由器的透射接口 P導出，并進入分光器的分支接口，再從分光器的通用接口導出，進入分路耦合器透射接口 P，最后從分路耦合器的通用接口導出進入主干光纖，經主干光纖傳輸后到達WDM濾波口上，然后上行業務光被導向0LT。
[0066]如果OLT的光模塊具有OTDR的功能，那么所有的上行光(上行業務光和反射光)經光模塊直接到達OLT上，利用OLT的OTDR功能直接對這些光進行處理。
[0067]本發明最大的特點是，上下行業務光還是走原有的光路，沒有改變，而OTDR的光程檢測光以及其反射光均繞過分光器，這大大提高了 OTDR的檢測精度和靈敏度，使得對分支光纖的故障檢測的精度如同對主干光纖的檢測故障的精度，大大提高了其信噪比，例如對于1:32的ODN網絡，其信噪比將提高至少15分貝，這將滿足運營商對P2MP的無源光網絡的光纖故障檢測的需求。
[0068]盡管上文對本發明進行了詳細說明，但是本發明不限于此，本【技術領域】技術人員可以根據本發明的原理進行各種修改。因此，凡按照本發明原理所作的修改，都應當理解為落入本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種無源光網絡光纖故障檢測方法，其特征在于，包括: 在分光器和主干光纖之間設置分路耦合器，在分光器和每個分支光纖之間設置分路路由器，在分路耦合器和分路路由器之間設置多模耦合器； 故障檢測裝置發出的檢測光依次經由主干光纖、分路耦合器、多模耦合器、分路路由器、分支光纖傳輸至光網絡單元； 所述檢測光的反射光依次經由分支光纖、分路路由器、多模耦合器、分路耦合器、主干光纖傳輸至故障檢測裝置，以供所述故障檢測裝置根據所探測到的反射光進行光纖故障檢測。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括: 光線路終端發出的下行業務光依次經由主干光纖、分路耦合器、分光器、分路路由器、分支光纖傳輸至光網絡單元； 光網絡單元發出的上行業務光依次經由分支光纖、分路路由器、分光器、分路耦合器、主干光纖傳輸至光線路終端。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，分路耦合器收到經由主干光纖傳輸的所述檢測光和所述下行業務光后，經由其第一接口將所述檢測光傳送至多模耦合器，并經由其第二接口將所述下行業務光傳送至分光器。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，分路耦合器經由其第一接口收到所述檢測光的反射光，經由其第二接口收到所述上行業務光后，將所述檢測光的反射光和所述上行業務光進行耦合處理，依次經由其通用接口和主干光纖發送至故障檢測裝置。
5.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，多模耦合器經由其多模光纖接口收到分路耦合器傳送的所述檢測光后，經由其多個分支單模接口將所述檢測光分別發送至每個分路路由器上。
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，多模耦合器經由其多個分支單模接口分別收到來自每個分路路由器的檢測光的反射光后，將所述多個檢測光的反射光進行耦合處理，經由其多模光纖接口傳輸至分路耦合器。
7.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，分路路由器將收到的所述檢測光和所述下行業務光進行耦合處理，經其通用接口輸出到分支光纖，并傳送至光網絡單元。
8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，分路路由器經由其通用接口收到所述檢測光的反射光和所述上行業務光后，經由其第一接口將所述檢測光的反射光傳送至多模耦合器，并經由其第二接口將所述上行業務光傳輸至分光器。
9.根據權利要求1-8任意一項所述的方法，其特征在于，所述故障檢測裝置外置或集成在光線路終端中，當所述故障檢測裝置外置時，在主干光纖上安置波分復用濾波片，并通過所述的波分復用濾波片將所述故障檢測裝置發出的檢測光耦合進主干光纖中。
10.一種無源光網絡光纖故障檢測系統，其特征在于，包括: 設置在所述分光器和主干光纖之間的分路耦合器； 設置在所述分光器和每個分支光纖之間的分路路由器； 在所述分路耦合器和每個分路路由器之間的多模耦合器； 故障檢測裝置，用于發出檢測光，使所述檢測光依次經由主干光纖、分路耦合器、多模耦合器、分路路由器、分支光纖傳輸至光網絡單元，并接收依次經由分支光纖、分路路由器、多模耦合器、分路耦合器、主干光纖傳輸的所述檢測光的反射光，以便根據所探測到的反射光進行光纖故 障檢測。
【文檔編號】H04B10/071GK104009796SQ201310059072
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2013年2月25日 優先權日:2013年2月25日
【發明者】徐繼東 申請人:中興通訊股份有限公司