CN103297126A - 基于光学标记法的pon线路故障监测方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于光学标记法的PON线路故障监测方法及其装置，包括监测系统、波长选择器、1:2光纤耦合器、1：N光分路器和N个光纤光栅。各光纤支路上串接的光纤光栅到光分路器的距离各不相同，从激光光源发送的窄带监测脉冲在各个光纤支路上传输的时间不同，各光纤支路上的监测脉冲就会在时域上依次排列。由于对到达各支路的监测脉冲在时域上进行标记，以区分不同线路反馈信号，故称为光学标记法。上位机将接收到的监测脉冲数据会与原始数据对比，通过特定脉冲的有无判断相应支路的通断情况。本发明有效克服了OTDR难以支持多分支网络监控的困难，是一种简单易行的大分路比光网络线路实时监控方法，具有精度高和操作方便的特点。

Description

基于光学标记法的PON线路故障监测方法及其装置

技术领域

本发明属于光纤通信技术领域，具体涉及一种基于光学标记法的PON线路故障监测方法及其装置。

背景技术

“光进铜退”是宽带接入技术发展的必然趋势。随着PON（PassiveOptical Network，无源光纤网络）覆盖范围的扩展，对其线路故障的实时监测变得尤为重要。PON具有线路分支多，结构复杂且易受到用户地理分布影响的特点，这些增加了其线路维护和管理的复杂性。下一代PON技术的分光比将达到1:128，迫切需要一种有效支持大分光比网络的光层自动监测方案。光纤线路故障在各类传输故障中占很大比重，线路故障具有较强的突发性和不确定性。光纤线路故障监测的基本内容是发现故障并定位。PON线路监测面临的主要困难是如何判断故障所属的支路。随着OTDR（Optical Time DomainReflectometer，光时域反射仪）技术的应用成熟而广泛，许多设备厂商研究基于OTDR的PON集中式监测方法。OTDR先向光纤中发射光脉冲信号，通过接收分析反射和背向散射信号，可以测量光纤长度、线路损耗等参数，并且能对故障进行定位。这类方案使用带外波长作为测试光，在OLT（Optical LineTerminal，光线路终端）和ONU（Optical Network Unit，光网络单元）中加入波长选择器，以消除测试光对通信光的干扰。但在点到多点的光网络（如PON）中，CO（中心局）内的OTDR跟踪到的反射和背向散射信号是所有分支线路信号功率的叠加，这增加了线路故障定位的难度。此外，OTDR在PON的监测中，主要面临的困难是PON系统中连接点较集中，必须采用高分辨率和盲区小的OTDR才能区分多个损耗事件，而且系统中的光分路器插入损耗较高，缩短了OTDR的测量范围；因此，对于大分光比的光网络，OTDR不能提供精确的光线线路故障信息。

为此，公开号为CN1980094A公开的“一种无源光网络PON系统的光纤回路断线之侦测装置”，该装置首先在各光纤回路上设置不同反射波长的光纤光栅，光纤回路反射回的侦测数据具有不同的反射波长；然后通过光功率计同时接收各回路光纤的返回的侦测数据，并利用光纤光栅对侦测光波的反射光强度，来判断光纤回路是否断线及光纤回路损耗是否过大，以明确PON系统是否出问题。该装置虽然也能够实现对无源光网络PON系统的光纤回路断线进行侦测，但在光纤支路较多的情况下，布放不同反射波长的光纤光栅，这会限制无源光网络PON系统的用户容量。此外，这种监测方式依赖光功率计的测量精度与测量的波长范围，对光功率计的性能要求较高，因此若要让功能单一的光功率计能够在如此复杂的信号中，提取出各个光纤回路的所对应的监测数据是相当困难的。本方案会随着无源光网络PON系统中光纤回路的增大，其精度和可操作性逐渐降低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于光学标记法的PON线路故障监测方法及其装置，其具有精度高和操作方便的特点。

为解决上述问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

基于光学标记法的PON线路故障监测装置，包括监测系统、波长选择器、1:2光纤耦合器、1：N光分路器和N个光纤光栅，其中N的个数与所需监测的光网络单元的个数相同；

上述监测系统的输入输出口共用一个接口，其主要由激光光源、光纤放大器、光环行器、光电检测器、数据采集系统和上位机组成；激光光源的输出端经光纤放大器连接光环行器的第一端口，光环行器的第二端口与波长选择器的第一端口相连接，光环行器的第三端口连接到光电检测器的输入端口；光电检测器的输出端与数据采集系统的输入端连接，数据采集系统的输出端连接至上位机；

光线路终端连接在1:2光纤耦合器的第一分路端上，波长选择器的第二端口连接在1:2光纤耦合器的第二分路端上，1:2光纤耦合器的合路端经一条光纤干路与1：N光分路器的合路端相连；1：N光分路器的N个输出端分别经一条光纤支路与一个光网络单元相连；

N个光纤光栅分别串接在N条光纤支路上的光网络单元前端，且N个光纤光栅距离1：N光分路器的距离各不相同、相邻光纤支路上的光纤光栅到1：N光分路器的距离差△L满足：

$\mathrm{\ΔL}\≥\frac{T\×C}{2\×n_{\mathrm{eff}}}$              ①

式中：T—脉冲信号持续时间；C—光的传播速度；n_eff—光纤的有效折射率。

上述装置中，所述N的取值范围介于2～128之间。

上述装置中，所述激光光源为窄带激光光源。

上述装置中，所述数据采集系统主要由模数转换器，数据存储器和可编程逻辑器组成；可编程逻辑器的输出端分别连接模数转换器和数据存储器，模数转换器的输入端与光电检测器的输出端连接，模数转换器的输出端与数据存储器的输入端相连，数据存储器的输出端与上位机的输入端连接。

上述装置中，所述每个光纤光栅的反射波长均与波长选择器的允许通过波长相同。

采用上述基于光学标记法的PON线路故障监测装置而实现的基于光学标记法的PON线路故障监测方法，包括如下步骤：

（1）监测脉冲信号的发送与传输步骤：

（1.1）由激光光源发射的监测脉冲信号输入到光纤放大器；

（1.2）光纤放大器对输入的监测脉冲信号进行放大后，输出到光环形器的第一端口；

（1.3）光环行器将其第一端口输入的监测脉冲信号由其第二端口输出至波长选择器；

（1.4）波长选择器对监测脉冲信号进行滤波，即只允许监测脉冲信号中特定波长的监测脉冲信号通过，其他波长的监测脉冲信号将被滤去，监测脉冲信号通过波长选择器后变成单一波长的监测脉冲信号；

（1.5）光纤耦合器将波长选择器送入的单一波长的监测脉冲信号与光线路终端送入的通信光波耦合形成耦合光波，耦合光波在光纤干路上传输到1：N光分路器；

（1.6）1：N光分路器将耦合光波分成N份分别进入第一光纤支路、第二光纤支路、……、第N光纤支路，形成第一耦合光波、第二耦合光波、……、第N耦合光波；

（1.7）第一耦合光波在第一光纤支路上传输到第一光纤光栅将会分离，第一通信光波通过第一光纤光栅继续传播至第一光网络单元，第一监测脉冲信号则会被第一光纤光栅反射；

第二次耦合光波在第二光纤支路上传输到第二光纤光栅将会分离，第二通信光波通过第二光纤光栅继续传播至第二光网络单元，第二监测脉冲信号则会被第二光纤光栅反射；

以此类推,

第N次耦合光波在第N光纤支路上传输到第N光纤光栅将会分离；第N通信光波通过第N光纤光栅继续传播至第N光网络单元，第N监测脉冲信号则会被第N光纤光栅反射；

（2）监测脉冲信号的接收与数据采集步骤：

（2.1）被第一光纤光栅反射的第一监测脉冲在第一光纤支路上上行传输，被第二光纤光栅完全反射的第二监测脉冲在第二光纤支路上上行传输，以此类推，被第N光纤光栅完全反射的第N监测脉冲在第N光纤支路上上行传输；

（2.2）由于各光纤支路上串接的光纤光栅到1：N光分路器的距离各不相同，从激光光源发出的监测脉冲信号在各个光纤支路上传输的时间不同，各光纤支路上的监测脉冲信号在时域上依次排列传输至1：N光分路器形成耦合监测脉冲；

（2.3）耦合监测脉冲信号在光纤干路上上行传输至1:2光纤耦合器时分成两路：第一路耦合监测脉冲信号经由1:2光纤耦合器的第一分路端传输至光线路终端，第二路耦合监测脉冲信号经由1:2光纤耦合器的第二分路端通过波长选择器进入光环形器的第二端口；

（2.4）从环行器的第二端口进入的第二路耦合监测脉冲信号，经由环行器的第三端口输出传输至光电检测器；

（2.5）光电检测器中将光域的耦合监测脉冲信号转换为电域的耦合监测脉冲信号；

（2.6）电域的耦合监测脉冲信号在数据采集模块中完成模数转换和数字信号的存储过程，且数据采集模块将其存储器中的耦合监测脉冲数据按一定速率传送至上位机；

（2.7）上位机接收到数据采集模块送入的实际监测出的实测耦合监测脉冲数据与上位机内预先存储的参考耦合监测脉冲数据进行比对；其中参考耦合监测脉冲数据是在各光纤支路正常的情况下，从激光光源发送的监测脉冲经过各光纤光栅反射后，在上位机上接收到的各光纤支路均正常工作时的耦合监测脉冲数据；

在进行实测耦合监测脉冲数据与参考耦合监测脉冲数据的比较时，需要将2个数据各分为N个时域段来分别进行比较，即第一时域段实测耦合监测脉冲数据与第一时域段参考测耦合监测脉冲数据进行比较，第二时域段实测耦合监测脉冲数据与第二时域段参考测耦合监测脉冲数据进行比较，以此类推，第N时域段实测耦合监测脉冲数据与第N时域段参考测耦合监测脉冲数据进行比较;

若所有时域段实测耦合监测脉冲数据均与所有时域段参考测耦合监测脉冲数据一致时，则表格所有光纤支路均正常；若其中某一时域段实测耦合监测脉冲数据与对应的某一时域段参考耦合监测脉冲数据不一致时，则该时域段所对应的光纤支路不正常。

上述方法中，所述N的取值范围介于2～128之间。

上述方法中，所述每个光纤光栅的反射波长均与波长选择器的允许通过波长相同。

上述方法中，N个光纤光栅距离1：N光分路器的距离各不相同、相邻光纤支路上的光纤光栅到1：N光分路器的距离差△L满足：

$\mathrm{\ΔL}\≥\frac{T\×C}{2\×n_{\mathrm{eff}}}$                  ①

式中：T—脉冲信号持续时间；C—光的传播速度；n_eff—光纤的有效折射率。

本发明的原理是：各光纤支路上串接的光纤光栅到光分路器的距离各不相同，从激光光源发送的窄带监测脉冲在各个光纤支路上传输的时间不同，各光纤支路上的监测脉冲就会在时域上依次排列。由于对到达各支路的监测脉冲在时域上进行标记，以区分不同线路反馈信号，故称为光学标记法。在上位机上，接收到的监测脉冲数据会与原始数据对比，通过特定脉冲的有无判断相应支路的通断情况。本发明有效克服了OTDR难以支持多分支网络监控的困难，是一种简单易行的大分路比光网络线路实时监控方法。

与现有技术相比，本发明具有如下优势：

1、本发明通过分析反射回来的光脉冲序列来判断各支路的状况，采用不同的阈值分析反馈信号，能及时发现线路中渐进性的劣化，保障正常通信不受影响。

2、本发明所采用的监测脉冲波长是U波段（1625nm～1675nm）与目前光通信所用波段（850nm～1550nm）不同，所以在监测过程中，监测信号不会对光通信系统产生任何影响。

3、本发明中，经光纤光栅反射的监测脉冲损耗很小；光纤光栅到光分路器的距离各不相同，保证监测脉冲不会在时域上叠加，监测精度较高，适合大分光比的PON网络。

4、本发明装置在CO（中心局）里即可对整个PON光网络进行监测，不要要单独测量每个光纤支路，提高工作效率，降低检修成本。

附图说明

图1为本发明的整体原理示意图。

图2为数据采集模块内部原理示意图。

图3为监测脉冲的发送与传输过程示意图。

图4为监测脉冲的接收与数据采集过程示意图。

具体实施方式

一种基于光学标记法的PON线路故障监测装置，如图1所示，包括监测系统、波长选择器（WS）、1:2光纤耦合器、1：N光分路器和N个光纤光栅。其中N的个数与所需监测的光网络单元（ONU）的个数相同。N的值理论上可以取无穷大，但考虑到实际效果，在本发明中，N的取值范围为2～128中的任一值。在本发明中，所述监测系统、波长选择器1:2光纤耦合器和光网络单元均设置在中心局（CO）中。

上述监测系统的输入输出口共用一个接口，其主要由激光光源、光纤放大器、光环行器、光电检测器、数据采集系统和上位机组成。激光光源的输出端经光纤放大器连接光环行器的第一端口，光环行器的第二端口与波长选择器的第一端口相连接，光环行器的第三端口连接到光电检测器的输入端口。光电检测器的输出端与数据采集系统的输入端连接，数据采集系统的输出端连接至上位机。在本发明中，激光光源为窄带激光光源。光纤放大器是掺铒光纤放大器（EDFA）。数据采集系统如图2所示，主要由模数转换器，数据存储器和可编程逻辑器组成。所述数据采集系统主要由模数转换器，数据存储器和可编程逻辑器组成；可编程逻辑器的输出端分别连接模数转换器和数据存储器，模数转换器的输入端与光电检测器的输出端连接，模数转换器的输出端与数据存储器的输入端相连，数据存储器的输出端与上位机的输入端连接。可编程逻辑器件的功能是对模数转换器与数据存储器进行控制使数据采集过程稳定有效运行。其中数据存储器为先入先出队列（FIFO）存储器和/或随机存储器（RAM）。

光线路终端（OLT）连接在1:2光纤耦合器的第一分路端上，波长选择器的第二端口连接在1:2光纤耦合器的第二分路端上，1:2光纤耦合器的合路端经一条光纤干路与1：N光分路器的合路端相连。1：N光分路器的N个输出端分别经一条光纤支路与一个光网络单元相连。

N个光纤光栅分别串接在N条光纤支路上的光网络单元前端，且N个光纤光栅距离1：N光分路器的距离各不相同、相邻光纤支路上的光纤光栅到1：N光分路器的距离差△L满足：

$\mathrm{\ΔL}\≥\frac{T\×C}{2\×n_{\mathrm{eff}}}$                    ①

式中：T—脉冲信号持续时间。C—光的传播速度。n_eff—光纤的有效折射率。

在本发明中，每个光纤光栅的反射波长均与波长选择器的允许通过波长相同。光纤光栅的波长一般为U波段（1625nm～1675nm），避开了光线路终端传输所用的850nm、1310nm和1550nm波长，使监测信号与通信信号之间不会相互影响。

采用上述基于光学标记法的PON线路故障监测装置而实现的基于光学标记法的PON线路故障监测方法，包括如下步骤：

（1）监测脉冲信号的发送与传输步骤，参见图3：

（1.1）由激光光源发射的监测脉冲信号输入到光纤放大器。

（1.2）光纤放大器对输入的监测脉冲信号进行放大后，输出到光环形器的第一端口。

（1.3）光环行器将其第一端口输入的监测脉冲信号由其第二端口输出至波长选择器。

（1.4）波长选择器对监测脉冲信号进行滤波，即只允许监测脉冲信号中特定波长的监测脉冲信号通过，其他波长的监测脉冲信号将被滤去，监测脉冲信号通过波长选择器后变成单一波长的监测脉冲信号；其中特定波长是指波长选择器允许通过的波长；

（1.5）光纤耦合器将波长选择器送入的单一波长的监测脉冲信号与光线路终端送入的通信光波耦合形成耦合光波，耦合光波在光纤干路上传输到1：N光分路器。

（1.6）1：N光分路器将耦合光波分成N份分别进入第一光纤支路、第二光纤支路、……、第N光纤支路，形成第一耦合光波、第二耦合光波、……、第N耦合光波。

（1.7）第一耦合光波在第一光纤支路上传输到第一光纤光栅将会分离，第一通信光波通过第一光纤光栅继续传播至第一光网络单元，第一监测脉冲信号则会被第一光纤光栅反射；

第二次耦合光波在第二光纤支路上传输到第二光纤光栅将会分离，第二通信光波通过第二光纤光栅继续传播至第二光网络单元，第二监测脉冲信号则会被第二光纤光栅反射；

以此类推,

第N次耦合光波在第N光纤支路上传输到第N光纤光栅将会分离；第N通信光波通过第N光纤光栅继续传播至第N光网络单元，第N监测脉冲信号则会被第N光纤光栅反射；

所述每个光纤光栅的反射波长均与波长选择器的允许通过波长相同。

（2）监测脉冲信号的接收与数据采集步骤：参见图4；

（2.1）被第一光纤光栅反射的第一监测脉冲信号在第一光纤支路上上行传输，被第二光纤光栅完全反射的第二监测脉冲在第二光纤支路上上行传输，以此类推，被第N光纤光栅完全反射的第N监测脉冲在第N光纤支路上上行传输；

（2.2）由于各光纤支路上串接的光纤光栅到1：N光分路器的距离各不相同，从激光光源发出的监测脉冲信号在各个光纤支路上传输的时间不同，各光纤支路上的监测脉冲信号在时域上依次排列传输至1：N光分路器形成耦合监测脉冲。

在本发明中，N个光纤光栅距离1：N光分路器的距离各不相同、相邻光纤支路上的光纤光栅到1：N光分路器的距离差△L满足：

$\mathrm{\ΔL}\≥\frac{T\×C}{2\×n_{\mathrm{eff}}}$                  ①

式中：T—脉冲信号持续时间。C—光的传播速度。n_eff—光纤的有效折射率。

（2.3）耦合监测脉冲信号在光纤干路上上行传输至1:2光纤耦合器时分成两路：第一路耦合监测脉冲信号经由1:2光纤耦合器的第一分路端传输至光线路终端，第二路耦合监测脉冲信号经由1:2光纤耦合器的第二分路端通过波长选择器进入光环形器的第二端口；

（2.4）从环行器的第二端口进入的第二路耦合监测脉冲信号，经由环行器的第三端口输出传输至光电检测器；

（2.5）光电检测器中将步骤（2.4）送入的光域的耦合监测脉冲信号转换为电域的耦合监测脉冲信号；

（2.6）电域的耦合监测脉冲信号在数据采集模块中完成模数转换和数字信号的存储过程，且数据采集模块将其存储器中的耦合监测脉冲数据按一定速率传送至上位机；

（2.7）上位机接收到数据采集模块送入的实际监测出的实测耦合监测脉冲数据与上位机内预先存储的参考耦合监测脉冲数据进行比对；其中参考耦合监测脉冲数据是在各光纤支路正常的情况下，从激光光源发送的监测脉冲经过各光纤光栅反射后，在上位机上接收到的各光纤支路均正常工作时的耦合监测脉冲数据；该参考耦合监测脉冲数据系统运行之初均已预先测得，以后的监测都以这个原始数据为参照；

在进行实测耦合监测脉冲数据与参考耦合监测脉冲数据的比较时，需要将2个数据各分为N个时域段来分别进行比较，即第一时域段实测耦合监测脉冲数据与第一时域段参考测耦合监测脉冲数据进行比较，第二时域段实测耦合监测脉冲数据与第二时域段参考测耦合监测脉冲数据进行比较，以此类推，第N时域段实测耦合监测脉冲数据与第N时域段参考测耦合监测脉冲数据进行比较;

若所有时域段实测耦合监测脉冲数据均与所有时域段参考测耦合监测脉冲数据一致时，则表示所有光纤支路均正常；若其中某一时域段实测耦合监测脉冲数据与对应的某一时域段参考耦合监测脉冲数据不一致时，则该时域段所对应的光纤支路不正常。

在上述方法中，所述N的取值范围介于2～128之间。所述每个光纤光栅的波长均与选择器的波长相同，且光纤光栅的波长一般为U波段（1625nm～1675nm），避开了光线路终端传输所用的850nm、1310nm和1550nm波长，使监测信号与通信信号之间不会相互影响。

Claims (9)

1.基于光学标记法的PON线路故障监测装置，其特征至于：包括监测系统、波长选择器、1:2光纤耦合器、1：N光分路器和N个光纤光栅，其中N的个数与所需监测的光网络单元的个数相同；

上述监测系统的输入输出口共用一个接口，其主要由激光光源、光纤放大器、光环行器、光电检测器、数据采集系统和上位机组成；激光光源的输出端经光纤放大器连接光环行器的第一端口，光环行器的第二端口与波长选择器的第一端口相连接，光环行器的第三端口连接到光电检测器的输入端口；光电检测器的输出端与数据采集系统的输入端连接，数据采集系统的输出端连接至上位机；

光线路终端连接在1:2光纤耦合器的第一分路端上，波长选择器的第二端口连接在1:2光纤耦合器的第二分路端上，1:2光纤耦合器的合路端经一条光纤干路与1：N光分路器的合路端相连；1：N光分路器的N个输出端分别经一条光纤支路与一个光网络单元相连；

N个光纤光栅分别串接在N条光纤支路上的光网络单元前端，且N个光纤光栅距离1：N光分路器的距离各不相同、相邻光纤支路上的光纤光栅到1：N光分路器的距离差△L满足：

$\mathrm{\ΔL}\≥\frac{T\×C}{2\×n_{\mathrm{eff}}}$                    ①

式中：T—脉冲信号持续时间；C—光的传播速度；n_eff—光纤的有效折射率。

2.根据权利要求1所述基于光学标记法的PON线路故障监测装置，其特征至于：所述N的取值范围介于2～128之间。

3.根据权利要求1所述基于光学标记法的PON线路故障监测装置，其特征至于：所述激光光源为窄带激光光源。

4.根据权利要求1所述基于光学标记法的PON线路故障监测装置，其特征至于：所述数据采集系统主要由模数转换器，数据存储器和可编程逻辑器组成；可编程逻辑器的输出端分别连接模数转换器和数据存储器，模数转换器的输入端与光电检测器的输出端连接，模数转换器的输出端与数据存储器的输入端相连，数据存储器的输出端与上位机的输入端连接。

5.根据权利要求1所述基于光学标记法的PON线路故障监测装置，其特征至于：所述每个光纤光栅的波长均与波长选择器的允许通过的波长相同。

6.采用权利要求1所述基于光学标记法的PON线路故障监测装置而实现的基于光学标记法的PON线路故障监测方法，其特征是包括如下步骤：

（1）监测脉冲信号的发送与传输步骤：

（1.1）由激光光源发射的监测脉冲信号输入到光纤放大器；

（1.2）光纤放大器对输入的监测脉冲信号进行放大后，输出到光环形器的第一端口；

（1.3）光环行器将其第一端口输入的监测脉冲信号由其第二端口输出至波长选择器；

（1.4）波长选择器对监测脉冲信号进行滤波，即只允许监测脉冲信号中特定波长的监测脉冲信号通过，其他波长的监测脉冲信号将被滤去，监测脉冲信号通过波长选择器后变成单一波长的监测脉冲信号；其中特定波长是指波长选择器允许通过的波长；

（1.5）光纤耦合器将波长选择器送入的单一波长的监测脉冲信号与光线路终端送入的通信光波耦合形成耦合光波，耦合光波在光纤干路上传输到1：N光分路器；

（1.6）1：N光分路器将耦合光波分成N份分别进入第一光纤支路、第二光纤支路、……、第N光纤支路，形成第一耦合光波、第二耦合光波、……、第N耦合光波；

（1.7）第一耦合光波在第一光纤支路上传输到第一光纤光栅将会分离，第一通信光波通过第一光纤光栅继续传播至第一光网络单元，第一监测脉冲信号则会被第一光纤光栅反射；

第二次耦合光波在第二光纤支路上传输到第二光纤光栅将会分离，第二通信光波通过第二光纤光栅继续传播至第二光网络单元，第二监测脉冲信号则会被第二光纤光栅反射；

以此类推,

第N次耦合光波在第N光纤支路上传输到第N光纤光栅将会分离；第N通信光波通过第N光纤光栅继续传播至第N光网络单元，第N监测脉冲信号则会被第N光纤光栅反射；

（2）监测脉冲信号的接收与数据采集步骤：

（2.1）被第一光纤光栅反射的第一监测脉冲信号在第一光纤支路上上行传输，被第二光纤光栅完全反射的第二监测脉冲在第二光纤支路上上行传输，以此类推，被第N光纤光栅完全反射的第N监测脉冲在第N光纤支路上上行传输；

（2.2）由于各光纤支路上串接的光纤光栅到1：N光分路器的距离各不相同，从激光光源发出的监测脉冲信号在各个光纤支路上传输的时间不同，各光纤支路上的监测脉冲信号在时域上依次排列传输至1：N光分路器形成耦合监测脉冲；

（2.3）耦合监测脉冲信号在光纤干路上上行传输至1:2光纤耦合器时分成两路：第一路耦合监测脉冲信号经由1:2光纤耦合器的第一分路端传输至光线路终端，第二路耦合监测脉冲信号经由1:2光纤耦合器的第二分路端通过波长选择器进入光环形器的第二端口；

（2.4）从环行器的第二端口进入的第二路耦合监测脉冲信号，经由环行器的第三端口输出传输至光电检测器；

（2.5）光电检测器中将光域的耦合监测脉冲信号转换为电域的耦合监测脉冲信号；

（2.6）电域的耦合监测脉冲信号在数据采集模块中完成模数转换和数字信号的存储过程，且数据采集模块将其存储器中的耦合监测脉冲数据按一定速率传送至上位机；

（2.7）上位机接收到数据采集模块送入的实际监测出的实测耦合监测脉冲数据与上位机内预先存储的参考耦合监测脉冲数据进行比对；其中参考耦合监测脉冲数据是在各光纤支路正常的情况下，从激光光源发送的监测脉冲经过各光纤光栅反射后，在上位机上接收到的各光纤支路均正常工作时的耦合监测脉冲数据；

在进行实测耦合监测脉冲数据与参考耦合监测脉冲数据的比较时，需要将2个数据各分为N个时域段来分别进行比较，即第一时域段实测耦合监测脉冲数据与第一时域段参考测耦合监测脉冲数据进行比较，第二时域段实测耦合监测脉冲数据与第二时域段参考测耦合监测脉冲数据进行比较，以此类推，第N时域段实测耦合监测脉冲数据与第N时域段参考测耦合监测脉冲数据进行比较;

若所有时域段实测耦合监测脉冲数据均与所有时域段参考测耦合监测脉冲数据一致时，则表格所有光纤支路均正常；若其中某一时域段实测耦合监测脉冲数据与对应的某一时域段参考耦合监测脉冲数据不一致时，则该时域段所对应的光纤支路不正常。

7.根据权利要求6所述基于光学标记法的PON线路故障监测方法，其特征是，所述N的取值范围介于2～128之间。

8.根据权利要求6所述基于光学标记法的PON线路故障监测方法，其特征是，所述每个光纤光栅的反射波长均与波长选择器的允许通过波长相同。

9.根据权利要求6所述基于光学标记法的PON线路故障监测方法，其特征是，N个光纤光栅距离1：N光分路器的距离各不相同、相邻光纤支路上的光纤光栅到1：N光分路器的距离差△L满足：

$\mathrm{\ΔL}\≥\frac{T\×C}{2\×n_{\mathrm{eff}}}$                  ①

式中：T—脉冲信号持续时间；C—光的传播速度；n_eff—光纤的有效折射率。

Images