CN102195708A - 一种集成otdr监测功能的olt光模块 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种OLT光模块，包括光器件、PON数据信号的驱动器、PON数据信号的限幅放大器和OTDR数据处理模块，所述光器件包括WDM，所述WDM为两波段WDM。本发明可以将网络布线结构简化。与现有网络相比，减少了OTDR设备和WDM，降低了PON系统的布线难度和网络成本，同时降低了设备和控制的复杂度。

Description

一种集成OTDR监测功能的OLT光模块

技术领域

本发明涉及无源光网络(PON)和OTDR光纤测试领域，尤其是一种集成OTDR监测功能的OLT光模块。

背景技术

随着数据业务对带宽的需求不断增加，这些应用包括高清IPTV广播以及多媒体发布系统等，无源光网络接入技术得到了广泛的应用。无源光网络是指ODN(光配线网)中不含有任何电子器件及电子电源，ODN全部由光分路器(Splitter)等无源器件组成，不需要贵重的有源电子设备。一个无源光网络包括一个安装于中心控制站的光线路终端(OLT)，以及一批配套的安装于用户场所的光网络单元(ONUs)。在OLT与ONU之间的光配线网(ODN)包含了光纤以及无源分光器或者耦合器。OTDR技术是对光纤性能进行监测，以判断光纤熔接点，连接器或断裂等事件。在光纤输入端注入光脉冲信号，然后在输入端对光纤反射光信号进行高速采集，得到一系列采样点的数据，每个数据都代表光纤中某点的反射光功率值。将与输入端的距离作为横坐标，每个采样点的反射光功率值作为纵坐标，得到光纤衰减和长度的关系，从而反映出被测试光纤的性能。

目前OTDR监测技术在无源光网络中的应用结构图1所示，OTDR设备在OLT设备外部通过WDM将测试信号耦合到无源光网络系统中。在PON系统中，OLT发出的波长是1490nm，通过光纤和光分路器广播到各ONU，ONU的工作波长是1310nm，按时分复用的方式向OLT发送数据。OTDR设备工作波长是1625nm波长，通过WDM注入光纤，检测被测试光纤的性能。

在这种应用结构中，OLT设备采用普通OLT光模块，其主要功能框图如图2所示。TX，RX，IIC是光模块的主要外连信号，TX是外部送到光模块的高速信号，经驱动器后，驱动激光器发出1490nm光，由WDM耦合输出。接收器接收由WDM分离出来的1310nm光，转换为电信号，限幅放大器对其进行放大整形，输出高速信号RX。IIC是光模块向外部上报监测数据的接口。

图1中应用结构是用市场上现有设备进行构建，但目前OTDR设备一般价格都较高，且在现有无源光网络接入网中增加WDM和OTDR设备，会给机房的布局布线带来一定困难。

为了解决上述问题，本申请人为了解决上述问题，以前针对性地提出了一种集成OTDR监测功能的OLT光模块，但是以前的方案采用增加一个额外工作波长，其设备和控制复杂度增加。

本发明的简写说明：

ONT——Optical Network Termination；

OLT——Optical Line Termination；

PON——Passive Optical Networks；

OTDR——Optical Time Domain Reflectometer；

WDM——Wavelength Division Multiplexing；

ONU——Optical Network Unit；

IIC——Inter-Integrated Circuit。

发明内容

本发明为了解决现有OTDR设备价格贵，在网络布线中困难且控制复杂的问题。为此，本发明提供一种OLT光模块，包括光器件、PON数据信号的驱动器、PON数据信号的限幅放大器和OTDR数据处理模块，所述光器件包括WDM，所述WDM为两波段的WDM。与现有网络相比，减少了OTDR设备和WDM，降低了PON系统的布线难度和网络成本，同时降低了设备和控制的复杂度。

根据本发明的一个实施例，所述的WDM两个波段的波长分别为1310nm和1490nm。其中1310nm波段是上行波段和OTDR工作波段。所述1490nm波段是下行波段。所述1310nm时分复用于通信数据上行波段和OTDR工作波段。

根据本发明的一个实施例，所述光模块包括OTDR_TX_Disable信号，用于控制OTDR模块功能的打开和关断，从而减小因测试对系统的影响。

根据本发明的实施例，所述光模块当用于OTDR测试的时候，第二激光器发出1310nmOTDR测试信号光，经由接收器接收OTDR的光纤反射信号。

根据本发明的实施例，所述驱动器驱动外连信号TX作为第一激光器的信号源。所述限幅放大器对接收器输出的电信号进行放大，整形后输出。

根据本发明的实施例，所述OTDR数据处理模块产生脉冲信号，通过脉冲驱动后作为第二激光器的信号源，接收器将光纤反射信号转换为电信号，数据处理模块将此电信号进行放大，高速模数转换成数字信号。

根据本发明的实施例，所述光模块在打开OTDR模块功能时，OTDR功能模块产生脉冲信号并驱动第二激光器发光，在进行OTDR测试时，需要OLT为OTDR测试光脉冲动态分配一定带宽，在分配给OTDR测试的时间间隙内，接收器接收从光纤反射回来的光脉冲信号，OTDR模块采集信号，处理生成OTDR测试曲线，通过OLT模块的IIC接口上报。

根据本发明的实施例，所述光模块在ONU上行数据带宽信号紧张时选择关断OTDR功能模块。

根据本发明的实施例，所述光器件包括WDM以及与WDM相连接的第一激光器、第二激光器和接收器。所述OTDR数据处理模块包括信号采集模块、脉冲驱动模块和脉冲信号产生与信号处理模块。

根据本发明的实施例，所述1310nm频分复用于通信数据上行波段和OTDR工作波段。

根据本发明的实施例，所述光模块在打开OTDR测试功能时，OTDR功能模块产生脉冲信号并驱动第二激光器发光，同时接受ONU上行信号和OTDR反射回来的信号。所述光模块包括高通滤波器，用于分离出ONU上行信号。所述光模块包括低通滤波器，用于分离出反射回来的测试信号。所述低通滤波器和高通滤波器连接到接收器。

根据本发明的实施例，所述光模块包括OTDR_TX_Disable信号，用于控制OTDR模块功能的打开和关断。

根据本发明的实施例，所述光模块在打开OTDR模块功能时，OTDR功能模块产生脉冲信号并驱动第二激光器发光，在进行OTDR测试时，需要OLT为OTDR测试光脉冲动态分配一定带宽，在分配给OTDR测试的频率间隙内，接收器接收从光纤反射回来的光脉冲信号，并通过低通滤波器得到OTDR测试信号，OTDR模块采集信号，处理生成OTDR测试曲线，通过OLT模块的IIC接口上报。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是现有无源光网络OTDR监测示意图；

图2是现有无源光网络功能框图；

图3是本发明无源光网络布线结构；

图4是本发明的技术实施方案一；

图5是本发明的技术实施方案二。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

本发明可以将网络布线结构如图3所示。与图1相比，减少了OTDR设备和WDM，降低了PON系统的布线难度和网络成本。为此，本发明有两种技术实施方案来做说明。

本发明的的一个实施例采用分时复用技术，这种方案所实现的OLT光模块的功能框图如图4所示，即将普通OLT的光器件与OTDR的光器件集成到一个光器件里。OTDR监测波长采用无源光网络工作波长(1310和1490nm)以外的波长，如1625nm波长光脉冲进行监测(见图4)。这种新型OLT光模块的功能框图如图4所示，主要包括光器件、驱动器、限幅放大器和OTDR数据处理模块。光器件里只包括两个波段(上行1310nm和下行1490nm)的WDM，1310nm波段是接收ONU发出的信号，同时也作为OTDR工作波段。1490nm波段是OLT输出的信号光，由驱动器驱动第一激光器输出光信号；当用于OTDR测试的时候，第二激光器发出1310nmOTDR测试信号光，经由接收器接收OTDR的光纤反射信号。驱动器驱动外连信号TX作为第一激光器的信号源，限幅放大器对接收器输出的电信号进行放大，整形后输出。OTDR数据处理模块产生脉冲信号，通过脉冲驱动后作为第二激光器的信号源，接收器将光纤反射信号转换为电信号，数据处理模块将此信号进行放大，可以得到一系列采样点的数据，每个数据都代表光纤中某点的反射光功率值。多次重复上述过程，将对应采样点的数据进行相加，并通过数字滤波算法(比如FIR数字波波器或其他常规滤波方式)滤除噪声，将滤波后的数据作为纵坐标，代表光纤中各个采样点的反射光功率值。因为光信号传播速率是一定的，所以光纤的距离可以由采样点的采样时间计算得到。这样，以采样点的相对反射光功率dB值为纵坐标，根据采样点的传播时间计算出的该采样点在被测光纤上的位置作为横坐标((km)，就可以生成OTDR测试曲线，通过OLT模块的上报，优选通过IIC接口上报。本实施方案将OTDR功能模块集成到OLT光模块内，提高了网络系统的集成度，简化了网络布线。

该实施例中，OTDR测试光脉冲工作波长为1310nm，通过OTDR_TX_Disable信号可以控制OTDR模块功能的打开和关断，在打开OTDR模块功能时，OTDR功能模块产生脉冲信号并驱动第二激光器2发光，在进行OTDR测试时，需要OLT为OTDR测试光脉冲动态分配一定带宽，在分配给OTDR测试的时间间隙内，接收器接收从光纤反射回来的光脉冲信号，OTDR模块采集信号，生成OTDR测试曲线，通过OLT模块的IIC接口上报。在ONU上行数据带宽信号紧张时可以选择关断OTDR功能模块或分配较上的带宽进行OTDR测试，这种方案将会占用一定的上行带宽，但基本不会影响系统性能。

本发明的另一实施例采用频域复用技术，这种方案所实现的OLT光模块的功能框图如图5所示，同样包括光器件、驱动器、限幅放大器和OTDR数据处理模块。将普通OLT的光器件与OTDR的光器件集成到一个光器件里，普通OLT光脉冲工作波长为上行1310nm和下行1490nm，OTDR测试光脉冲工作波长为1310nm，过OTDR_TX_Disable信号可以控制OTDR功能的打开和关断接受器，在打开OTDR测试功能时，OTDR功能模块产生脉冲信号并驱动激光器2发光，同时接受ONU上行信号和OTDR反射回来的信号，采用高通滤波器分离出ONU上行信号Rx，采用低通滤波器分离出OTDR反射回来的信号，由OTDR功能模块经过处理后变成数字信号，生成OTDR测试曲线，通过OLT模块的IIC接口上报。本这种实施方案对普通光模块收发电路没有影响。

本发明专利提供一种集成OTDR监测功能的OLT光模块，并提供了两种技术实施方案。主要保护在普通的OLT光模块内部集成OTDR监测功能，同时进一步保护OTDR监测数据通过IIC上报。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (26)

1.一种OLT光模块，包括光器件、驱动器、限幅放大器和OTDR数据处理模块，其特征在于，所述光器件包括WDM，所述WDM为两波段的WDM。

2.如权利要求2所述的OLT光模块，其特征在于，所述的WDM两个波段的波长分别为1310nm和1490nm。

3.如权利要求2所述的OLT光模块，其特征在于，所述1310nm波段是上行波段和OTDR工作波段。

4.如权利要求2所述的OLT光模块，其特征在于，所述1490nm波段是下行波段。

5.如权利要求3所述的OLT光模块，其特征在于，所述1310nm时分复用于通信数据上行波段和OTDR工作波段。

6.如权利要求2至5之一所述的OLT光模块，其特征在于，所述光模块包括OTDR_TX_Disable信号，用于控制OTDR模块功能的打开和关断。

7.如权利要求6所述的OLT光模块，其特征在于，所述光模块当用于OTDR测试的时候，第二激光器发出1310nmOTDR测试信号光，经由接收器接收OTDR的光纤反射信号。

8.如权利要求6所述的OLT光模块，其特征在于，所述驱动器驱动外连信号TX作为第一激光器的信号源。

9.如权利要求6所述的OLT光模块，其特征在于，所述限幅放大器对接收器输出的电信号进行放大，整形后输出。

10.如权利要求7、8或9所述的OLT光模块，其特征在于，所述OTDR数据处理模块产生脉冲信号，通过脉冲驱动后作为第二激光器的信号源，接收器将光纤反射信号转换为电信号，数据处理模块将此电信号进行放大，高速模数转换成数字信号。

11.如权利要求10所述的OLT光模块，其特征在于，所述光模块在打开OTDR模块功能时，OTDR功能模块产生脉冲信号并驱动第二激光器发光，在进行OTDR测试时，需要OLT为OTDR测试光脉冲动态分配一定带宽，在分配给OTDR测试的时间间隙内，接收器接收从光纤反射回来的光脉冲信号，OTDR模块采集信号，处理生成OTDR测试曲线，通过OLT模块的IIC接口上报。

12.如权利要求11所述的OLT光模块，其特征在于，所述光模块在ONU上行数据带宽信号紧张时选择关断OTDR功能模块。

13.如权利要求12所述的OLT光模块，其特征在于，所述光器件包括WDM以及与WDM相连接的第一激光器、第二激光器和接收器。

14.如权利要求13所述的OLT光模块，其特征在于，所述OTDR数据处理模块包括信号采集模块、脉冲驱动模块和脉冲信号产生与信号处理模块。

15.如权利要求3所述的OLT光模块，其特征在于，所述1310nm频分复用于通信数据上行波段和OTDR工作波段。

16.如权利要求15所述的OLT光模块，其特征在于，所述光模块在打开OTDR测试功能时，OTDR功能模块产生脉冲信号并驱动第二激光器发光，同时接受ONU上行信号和OTDR反射回来的信号。

17.如权利要求16所述的OLT光模块，其特征在于，所述光模块包括高通滤波器，用于分离出ONU上行信号。

18.如权利要求16所述的OLT光模块，其特征在于，所述光模块包括低通滤波器，用于分离出反射回来的测试信号。

19.如权利要求17或18所述的OLT光模块，其特征在于，所述低通滤波器和高通滤波器连接到接收器。

20.如权利要求19所述的OLT光模块，其特征在于，所述光模块包括OTDR_TX_Disable信号，用于控制OTDR模块功能的打开和关断。

21.如权利要求19所述的OLT光模块，其特征在于，所述驱动器驱动外连信号TX作为第一激光器的信号源。

22.如权利要求19所述的OLT光模块，其特征在于，所述限幅放大器对接收器输出的电信号进行放大，整形后输出。

23.如权利要求20、21或22所述的OLT光模块，其特征在于，所述光模块在打开OTDR模块功能时，OTDR功能模块产生脉冲信号并驱动第二激光器发光，在进行OTDR测试时，需要OLT为OTDR测试光脉冲动态分配一定带宽，在分配给OTDR测试的频率间隙内，接收器接收从光纤反射回来的光脉冲信号，并通过低通滤波器得到OTDR测试信号，OTDR模块采集信号，处理生成OTDR测试曲线，通过OLT模块的IIC接口上报。

24.如权利要求23所述的OLT光模块，其特征在于，所述光模块在ONU上行数据带宽信号紧张时可以选择关断OTDR功能模块。

25.如权利要求24所述的OLT光模块，其特征在于，所述光器件包括WDM以及与WDM相连接的第一激光器、第二激光器和接收器。

26.如权利要求25所述的OLT光模块，其特征在于，所述OTDR数据处理模块包括信号采集模块、脉冲驱动模块和脉冲信号产生与信号处理模块。

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