CN102684779B - 集中测量装置、故障监控方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种集中测量装置、故障监控方法和系统，涉及无源光网络技术。其中，用于无源光网络的故障监控方法，包括：控制光纤分析仪产生并发送的测试波长通过光开关与OLT设备的端口发出的工作波长经过耦合器进行耦合，形成测试光，沿光纤的下行方向传播测试光，并通过分路器将测试光分配到各分支光纤中；接收光纤分析仪转发的OLT设备的端口到各分支光纤连接的终端设备之间的状态数据；将状态数据作为基准数据值存储于数据库中；根据基准数据值设置损耗门限；监听告警信息，告警信息为网元管理装置根据接收的来自无源光网络设备的信息而上报的线路故障相关的告警信息。以解决无源光网络中大量光纤链路的质量监控问题。

Description

集中测量装置、故障监控方法和系统

技术领域

本发明涉及无源光网络技术，特别是涉及一种集中测量装置、故障监控方法和系统。

背景技术

无源光网络(PON，Passive-Optical-Network)主要包括：局端的光线路终端(OLT，Optical Line Terminal)、用户端的光网络单元(ONU，Optical Network Unit)或光网络终端(ONT，OpticalNetwork Terminal)、以及用于连接它们的光分配网(ODN，OpticalDistribution Network)。其中ODN不含有任何电子器件及电子电源，全部由光纤、光缆、光分路器(或称作分支器，Splitter)等无源器件组成，无需贵重的有源电子设备。

通常情况下，有源光接入网络技术是一种点对点的光纤传输与接入技术，信号可以由局端设备经光纤到达用户终端设备，在局端与用户终端之间的光纤网络是有源的。

无源光接入技术是一种点对多点的光纤传输和接入技术，由于是点到多点的接入方式，因此需要采用多址接入协议使众多的ONU共享主干光缆。现阶段采用的主流多址接入协议为：波分多址和时分多址。下行方式可采用波分复用和时分复用。

目前，对无源光网络中的光链路质量(包括段落功率、损耗等)监控以及故障定位测量一般采用人工携带仪表到场测试的方式或周期扫描测试。人工携带仪表测试方法，无法对多根光纤的链路质量进行一次测量，若要检测哪个光纤的状态则需要人工使用仪表在光缆段落的测试口进行测量，人员参与度高，操作起来费时、费力，并且很难快速的了解到所有链路的端到端质量状况。采用这种方式，当故障发生时由于事前无法判定具体的纤芯，手工进行逐纤芯的故障测量、定位，处理速度和复杂度很高。若网络规模较大或用户数量较多，那么这种人工的、被动的光链路监测和障碍处理方法不但效率极低，同时需要消耗巨大的人力、物力。

发明内容

本发明的目的是提出一种集中测量装置、故障监控方法和系统，解决无源光网络中大量光纤链路的质量监控问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于无源光网络的故障监控方法，包括：控制光纤分析仪产生并发送的测试波长通过光开关与OLT设备的端口发出的工作波长经过耦合器进行耦合，形成测试光，沿光纤的下行方向传播测试光，并通过分路器将测试光分配到各分支光纤中；接收光纤分析仪转发的OLT设备的端口到各分支光纤连接的终端设备之间的状态数据；将状态数据作为基准数据值存储于数据库中；根据基准数据值设置损耗门限；监听告警信息，告警信息为网元管理装置根据接收的来自无源光网络设备的信息而上报的线路故障相关的告警信息。

在一个实施例中，故障监控方法还包括：当监听到告警信息时，控制光纤分析仪和光开关将测试光切换到发生告警的光纤；比较测试光对发生告警的光纤的测试数据和损耗门限，判断告警信息的准确性和故障位置。

在一个实施例中，故障监控方法还包括：接收并验证网元管理装置发出的注册请求；接收网元管理装置发出的注册撤销请求；接收已注册的网元管理装置发送的心跳通知。

在一个实施例中，损耗门限为各光纤的光功率和/或链路损耗的动态变化冗余门限。

为实现上述目的，本发明还提供了一种用于无源光网络故障监控的集中测量装置，包括：测试光控制模块，用于控制光纤分析仪产生并发送的测试波长通过光开关与OLT设备的端口发出的工作波长经过耦合器进行耦合，形成测试光，沿光纤的下行方向传播测试光，并通过分路器将测试光分配到各分支光纤中；基态检测模块，用于接收光纤分析仪转发的OLT设备的端口到各分支光纤连接的终端设备之间的状态数据；存储模块，用于将状态数据作为基准数据值存储于数据库中；门限设置模块，用于根据基准数据值设置损耗门限；监听模块，用于监听告警信息，告警信息为网元管理装置根据接收的来自无源光网络设备的信息而上报的线路故障相关的告警信息。

在一个实施例中，集中测量装置还包括：告警测试模块，用于当监听到告警信息时，控制光纤分析仪和光开关将测试光切换到发生告警的光纤；故障判断模块，用于比较测试光对发生告警的光纤的测试数据和损耗门限，判断告警信息的准确性和故障位置。

在一个实施例中，集中测量装置还包括：注册模块，用于接收并验证网元管理装置发出的注册请求；撤销模块，用于接收网元管理装置发出的注册撤销请求；心跳通知接收模块，用于接收已注册的网元管理装置发送的心跳通知。

在一个实施例中，损耗门限为各光纤的光功率和/或链路损耗的动态变化冗余门限。

为实现上述目的，本发明还提供了一种包括上述集中测量装置的故障监控系统，包括：光纤分析仪，用于受集中测量装置控制而产生并发送测试波长；光开关，用于受集中测量装置控制将光纤分析仪发送的测试波长切换到需要测试的光纤上；耦合器，用于将通过光开关的光纤分析仪发出的测试波长与OLT设备的端口发出的工作波长进行耦合，形成测试光；网元管理装置，用于接收来自无源光网络设备的信息，并将其中的线路故障相关的告警信息上报给集中测量装置。

在一个实施例中，故障监控系统还包括：光纤光栅，设置于各分支光纤的终端位置，用于滤除除了测试光以外的其它波长。

基于上述技术方案，根据本发明的一方面，通过对链路质量的监控，扫描并存储基态数据，根据基态数据设置门限值，随时监听超出门限值的告警信息。这样能够对一个较大的无源光网络中实际有故障可能的光链路质量进行集中、自动化的一站式测量。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步解释，构成本发明的一部分。本发明的示意性实施例及其说明仅用于解释本发明，但并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为根据本发明实施例的应用场景的示意图。

图2为根据本发明实施例的故障监控方法的流程图。

图3为根据本发明另一实施例的故障监控方法的流程图。

图4为根据本发明实施例的集中测量装置的结构示意图。

图5为根据本发明另一实施例的集中测量装置的结构示意图。

图6为根据本发明实施例的故障监控系统的结构示意图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明进行更详细的描述，其中说明本发明的示例性实施例。在附图中，相同的标号表示相同或者相似的组件或者元素。

图1为根据本发明实施例的应用场景100的示意图。应用场景100包括光纤分析仪102、集中测量装置104、光开关106、耦合器108、网元管理装置110、OLT设备112和用户终端114。

光纤分析仪102，如专用于PON网络的OTDR，可以放置于局端中心机房。光纤分析仪102可以产生并发送用于链路监控的测试波长，该测试波长可以为1625～1650nm，与无源光网络工作波长间隔可以超过70nm。光纤分析仪102可以利用带外专用波长进行光纤链路故障测量，同时能够克服分路器带来的链路损耗，监测出链路端到端的质量状况。

光开关106可以实现光路切换，将测试光切换到需要测量的PON网络的光链路上。光开关106可以为M＊N全交叉光开关，其联通的光路数量可以根据需要监控的置于局端的OLT设备112的PON端口数来确定。

耦合器108可以用于将通过光开关106的光纤分析仪102发出的测试波长与OLT设备112的端口发出的工作波长进行耦合，形成测试光，沿光纤的下行方向传播。

集中测量装置104可以实现对光路进行测量、监控、以及故障诊断等一系列功能进行管理和控制。集中测量装置104可以对光纤分析仪102和光开关106进行控制。集中测量装置104还可以与PON设备厂商的网元管理装置110如PON设备厂商EMS(Element ManagementSystems，网元管理系统)，进行通信，集中测量装置104可以与网元管理装置110遵循统一的接口协议。

整个无源光网络各条光链路的终端位置，即用户终端114可以分别置入光纤光栅，该光纤光栅可以用于滤除光链路上除了测试波的其它波长，增加测试信号光的反射事件强度。

图2为根据本发明实施例的故障监控方法200的流程图。

在步骤202中，控制光纤分析仪产生并发送的测试波长通过光开关与OLT设备的端口发出的工作波长经过耦合器进行耦合，形成测试光，沿光纤的下行方向传播测试光，并通过分路器将测试光分配到各分支光纤中。

在步骤204中，接收光纤分析仪转发的OLT设备的端口到各分支光纤连接的终端设备之间的状态数据。

在步骤206中，将状态数据作为基准数据值存储于数据库中。

在步骤208中，根据基准数据值设置损耗门限。

在步骤210中，监听告警信息，告警信息为网元管理装置根据接收的来自无源光网络设备的信息而上报的线路故障相关的告警信息。

根据本发明的一方面，通过对链路质量的监控，扫描并存储基态数据，根据基态数据设置门限值，随时监听超出门限值的告警信息。这样能够对一个较大的无源光网络中实际有故障可能的光链路质量进行集中、自动化的一站式测量。

图3为根据本发明另一实施例的故障监控方法300的流程图。

在步骤302中，控制光纤分析仪产生并发送的测试波长通过光开关与OLT设备的端口发出的工作波长经过耦合器进行耦合，形成测试光，沿光纤的下行方向传播测试光，并通过分路器将测试光分配到各分支光纤中。

光纤分析仪的测试光可以通过集中测量装置控制，经过光开关与任一OLT设备的第一个端口发出的工作波长经过耦合器耦合后，生成测试光，在同一根光纤中沿下行方向传输。测试光经过分路器时，可以由分路器按分路比均匀的分配到各条分支光链路(光纤)中。

在步骤304中，接收光纤分析仪转发的OLT设备的端口到各分支光纤连接的终端设备之间的状态数据。根据当光在两个具有不同折射指数的光传输煤质的边界处(这一边界可能会出现在一个接头点、一个非端接的光纤端面或者一个断点处)被反射时，菲涅尔反射出现的原理，光纤分析仪的端口至各分支光缆终端设备之间的所有线路衰减、器件插损、段落功率等信息通过光纤本身的菲涅耳反射和后向散射，都会按照各终端设备到局端设备该端口距离的远近依次反馈到光纤分析仪的接收端。

在步骤306中，将状态数据作为基准数据值存储于数据库中。将第一端口下测试光扫描光链路得到的状态数据作为基准数据值，存储在集中测量装置的数据库中，这样就完成了该OLT设备第一端口下的所有光链路的基态监测。

接着循环执行步骤302-306，光纤分析仪发出的测试光通过光开关与OLT设备的所有端口发出的工作波长进行耦合，完成基态监测及数据存储。光纤分析仪再通过光开关使测试波长与其它OLT设备的端口工作波长进行耦合，直到获取到所有的OLT设备的所有端口到各分支光纤连接的终端设备之间的状态数据，进入步骤308。

在步骤308中，根据基准数据值设置损耗门限。在一个实施例中，可以根据各链路的基准数据值来设置光功率、链路损耗的动态变化冗余门限，作为损耗门限。损耗门限可以对局端机房所有设备进行统一设置，也可以对每个OLT设备分别进行设置。

在步骤310中，集中测量装置打开监听端口，接收来自所管理PON网络的网元管理装置的注册请求。

在步骤312中，根据注册请求，集中测量装置通过对网元管理装置的验证后，开始监听已注册网元管理装置的告警信息，告警信息为网元管理装置根据接收的来自无源光网络设备的信息而上报的线路故障相关的告警信息。

在步骤314中，当监听到告警信息时，控制光纤分析仪和光开关将测试光切换到发生告警的光纤。当集中测量装置接收到来自网元管理装置的告警，可以对该告警具体发生的故障位置进行测量。集中测量装置可以通过控制光开关自动将光纤分析仪的测试光切换到故障的纤、缆所在光链路上。

在步骤316中，比较测试光对发生告警的光纤的测试数据和损耗门限，判断告警信息的准确性和故障位置。当测试光对发生告警的光纤的测试数据超出了损耗门限时，则将其作为线路故障告警上报，否则判定为网元管理装置错误告警。这样能够克服网元管理装置自身逻辑判断产生错误告警的缺陷。同时，测试光通过测量该链路的段落损耗和端到端损耗，根据光的菲涅耳反射和后向散射原理能够快速的判断出实际链路上的故障位置。

由于光开关联通的光路数量是可以根据需要监控的OLT设备的PON端口数来确定的。因此，采用本方法能够对一个较大规模的无源光网络或使用无源光网络技术的典型本地网内所有的光链路实时故障进行准确告警测量定位，排除了网元管理装置错误告警带来的风险，有效的降低了无源光网络光链路质量监控的难度，并降低了维护人员的工作量，大大的提高了网络维护效率，降低了网络维护的人力成本投入。

图4为根据本发明实施例的集中测量装置400的结构示意图。集中测量装置400包括：测试光控制模块402、基态检测模块404、存储模块406、门限设置模块408和监听模块410。

测试光控制模块402，用于控制光纤分析仪产生并发送的测试波长通过光开关与OLT设备的端口发出的工作波长经过耦合器进行耦合，形成测试光，沿光纤的下行方向传播测试光，并通过分路器将测试光分配到各分支光纤中。

基态检测模块404，用于接收光纤分析仪转发的OLT设备的端口到各分支光纤连接的终端设备之间的状态数据。

存储模块406，用于将状态数据作为基准数据值存储于数据库中。

门限设置模块408，用于根据基准数据值设置损耗门限。

监听模块410，用于监听告警信息，告警信息为网元管理装置根据接收的来自无源光网络设备的信息而上报的线路故障相关的告警信息。

图5为根据本发明另一实施例的集中测量装置500的结构示意图。集中测量装置500包括：测试光控制模块502、基态检测模块504、存储模块506、门限设置模块508、监听模块510、告警测试模块512、故障判断模块514、注册模块516、撤销模块518和心跳通知接收模块520。

测试光控制模块502，用于控制光纤分析仪产生并发送的测试波长通过光开关与OLT设备的端口发出的工作波长经过耦合器进行耦合，形成测试光，沿光纤的下行方向传播测试光，并通过分路器将测试光分配到各分支光纤中。

基态检测模块504，用于接收光纤分析仪转发的OLT设备的端口到各分支光纤连接的终端设备之间的状态数据。

存储模块506，用于将状态数据作为基准数据值存储于数据库中。

门限设置模块508，用于根据基准数据值设置损耗门限。

监听模块510，用于监听告警信息，告警信息为网元管理装置根据接收的来自无源光网络设备的信息而上报的线路故障相关的告警信息。

告警测试模块512，用于当监听到告警信息时，控制光纤分析仪和光开关将测试光切换到发生告警的光纤。

故障判断模块514，用于比较测试光对发生告警的光纤的测试数据和损耗门限，判断告警信息的准确性和故障位置。

注册模块516，用于接收并验证网元管理装置发出的注册请求。

撤销模块518，用于接收网元管理装置发出的注册撤销请求。

心跳通知接收模块520，用于接收已注册的网元管理装置发送的心跳通知。

图6为根据本发明实施例的故障监控系统500的结构示意图。故障监控系统600包括：光纤分析仪602、光开关604、耦合器606、集中测量装置608和网元管理装置610。其中，集中测量装置608可以是如图4或图5所示的集中测量装置400或500，其技术细节已于上文阐述，此处不再赘述。

光纤分析仪602，用于受集中测量装置608控制而产生并发送测试波长。

光开关604，用于受集中测量装置608控制将光纤分析仪发送的测试波长切换到需要测试的光纤上。

耦合器606，用于将通过光开关的光纤分析仪发出的测试波长与OLT设备的端口发出的工作波长进行耦合，形成测试光。

网元管理装置608，用于接收来自无源光网络设备的信息，并将其中的线路故障相关的告警信息上报给集中测量装置608。

在一个实施例中，故障监控系统600还包括光纤光栅，设置于各分支光纤的终端位置，用于滤除除了测试光以外的其它波长。

根据本发明的一方面，能够对一个较大的无源光网络中实际有故障可能的光链路质量进行集中、自动化的一站式测量。无源光网络中光缆资源庞大，通过结合网元管理装置的告警信息，能够高效准确的定位故障，而无需大规模、周期性巡检和人工切换光开关，延长测量设备使用年限和测试结果的稳定性，提高故障定位效率，并克服网元管理装置自身逻辑判断产生错误告警的缺陷。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (8)

1.一种用于无源光网络的故障监控方法，其特征在于，包括：

控制光纤分析仪产生并发送的测试波长通过光开关与光线路终端(OLT)设备的端口发出的工作波长经过耦合器进行耦合，形成测试光，沿光纤的下行方向传播所述测试光，并通过分路器将所述测试光分配到各分支光纤中；

接收所述光纤分析仪转发的所述OLT设备的端口到所述各分支光纤连接的终端设备之间的状态数据；

将所述状态数据作为基准数据值存储于数据库中；

根据所述基准数据值设置损耗门限；

监听告警信息，所述告警信息为网元管理装置根据接收的来自无源光网络设备的信息而上报的线路故障相关的告警信息；

接收并验证所述网元管理装置发出的注册请求；

接收所述网元管理装置发出的注册撤销请求；

接收已注册的网元管理装置发送的心跳通知。

2.根据权利要求1所述的故障监控方法，其特征在于，还包括:

当监听到所述告警信息时，控制所述光纤分析仪和所述光开关将测试光切换到发生告警的光纤；

比较所述测试光对所述发生告警的光纤的测试数据和所述损耗门限，判断告警信息的准确性和故障位置。

3.根据权利要求1所述的故障监控方法，其特征在于，所述损耗门限为各光纤的光功率和/或链路损耗的动态变化冗余门限。

4.一种用于无源光网络故障监控的集中测量装置，其特征在于，包括：

测试光控制模块，用于控制光纤分析仪产生并发送的测试波长通过光开关与OLT设备的端口发出的工作波长经过耦合器进行耦合，形成测试光，沿光纤的下行方向传播所述测试光，并通过分路器将所述测试光分配到各分支光纤中；

基态检测模块，用于接收所述光纤分析仪转发的所述OLT设备的端口到所述各分支光纤连接的终端设备之间的状态数据；

存储模块，用于将所述状态数据作为基准数据值存储于数据库中；

门限设置模块，用于根据所述基准数据值设置损耗门限；

监听模块，用于监听告警信息，所述告警信息为网元管理装置根据接收的来自无源光网络设备的信息而上报的线路故障相关的告警信息；

注册模块，用于接收并验证所述网元管理装置发出的注册请求；

撤销模块，用于接收所述网元管理装置发出的注册撤销请求；

心跳通知接收模块，用于接收已注册的网元管理装置发送的心跳通知。

5.根据权利要求4所述的集中测量装置，其特征在于，还包括:

告警测试模块，用于当监听到所述告警信息时，控制所述光纤分析仪和所述光开关将测试光切换到发生告警的光纤；

故障判断模块，用于比较所述测试光对所述发生告警的光纤的测试数据和所述损耗门限，判断告警信息的准确性和故障位置。

6.根据权利要求4所述的集中测量装置，其特征在于，所述损耗门限为各光纤的光功率和/或链路损耗的动态变化冗余门限。

7.一种包括权利要求4-6之一的集中测量装置的故障监控系统，其特征在于，包括：

光纤分析仪，用于受所述集中测量装置控制而产生并发送测试波长；

光开关，用于受所述集中测量装置控制将所述光纤分析仪发送的测试波长切换到需要测试的光纤上；

耦合器，用于将通过所述光开关的所述光纤分析仪发出的测试波长与OLT设备的端口发出的工作波长进行耦合，形成测试光；

网元管理装置，用于接收来自无源光网络设备的信息，并将其中的线路故障相关的告警信息上报给所述集中测量装置。

8.根据权利要求7所述的故障监控系统，其特征在于，还包括：

光纤光栅，设置于各所述分支光纤的终端位置，用于滤除除了所述测试光以外的其它波长。