CN104038280A

CN104038280A - 一种无源光网络的光纤故障检测系统及方法

Info

Publication number: CN104038280A
Application number: CN201310066731.1A
Authority: CN
Inventors: 徐继东; 付志明
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2013-03-04
Filing date: 2013-03-04
Publication date: 2014-09-10

Abstract

本发明公开了一种无源光网络的光纤故障检测系统及方法，包括：分路耦合器，连接在分光器与主干光纤之间，对光进行分路与耦合；分路路由器，连接在分光器和分支光纤之间，对进出分支光纤的光进行分路；多模耦合器，连接在所述分路耦合器与分路路由器之间，将从分路路由器来的光导向分路耦合器；所述多模耦合器的多模光纤接口与所述分路耦合器相连，单模分支接口与所述分路路由器相连。本发明中上、下行光分开，下行光、检测光走原来的有分光器的光路，而上行光除了分支光纤和主干光纤的原有光路外，绕过分光器走多模耦合器的旁路，大大减少光路的损耗，提高了ONU的使用寿命以及降低了制造成本，而且检测光损减少后，实现了运营商在OLT处检测分支光纤故障的目的。

Description

一种无源光网络的光纤故障检测系统及方法

技术领域

本发明涉及光接入网络技术领域，特别是涉及一种无源光网络的光纤故障检测系统及方法。

背景技术

随着光纤通信技术的快速发展和低成本化以及绿色环保的要求，通讯网络从核心网，城域网到接入网，全部使用光纤组成网络已经成为基本共识。

对于接入网采用无源光网络（PON：Passive Optical Network），进行光进铜退已经成为运营商的首选。无源光网络是一种点到多点（P2MP：Point toMultipoint）的网络，大量的PON的铺设，其运行和维护已经成为运营商首要考虑的问题，为了提高故障检测的效率以及减低成本，运营商迫切需要在局方OLT（Optical Line Terminal，光线路终端）处能够检测整个无源光网络的技术和方案。

常用的OTDR（Optical Time Domain Reflectometer，光时域反射仪）光纤故障检测方法对点到点（P2P:Point to Point）的光网络是非常有效的，但直接把它移植到P2MP的无源光网络上，遇到了一些前所未有的困难，原因在于ODN（Optical Distribution Node，光分配节点）中的分光器，因为它是一个高损耗的光器件，它每分一次光就有3分贝的损耗，对于一个1:2N的分光器，其基本实际损耗一般是3×（N+1）分贝左右，如：1:32的分光器其典型的损耗在17.5分贝左右。而OTDR的光程检测的方法是发射检测光，探测其反射光，其检测的精度取决于其动态范围，即发射检测光的功率减去探测到的反射光的功率，大多数OTDR仪在40到45分贝，而对一个20公里的无源光网络，其传输损耗一般为8分贝，而反射光一般最大为探测光的4％，即13分贝，这样对于1:32的无源光网络在OLT处OTDR仪能探测到的分支光纤的反射光功率是探测光的功率减去（2×17.5+2×8+13），即其动态范围可达64分贝，这远远超出现有的所有的OTDR仪的测量精度和范围。实际上对于1:8及以上的ODN无源光网络，其分支光纤的故障信号已经不能检测了，通常的做法是用在OLT处的OTDR仪或OLT的光模带有OTDR的功能来检测主干光纤，见图1所示，OTDR的检测光通过WDM（Wavelength Division Multiplexing，波分复用）滤波片耦合进主干光纤，而反射光也通过该光路沿着与检测光相反的方向进入OTDR仪上，而分支光纤的故障只是从用户侧用OTDR仪进行检测。这就大大增加了运营商运维成本，如何在OLT处来检测无源光网络的所有光纤故障是运营商梦寐以求的解决方案。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种无源光网络的光纤故障检测系统及方法，用以解决现有技术中在OLT处无法检测无源光网络的所有光纤（特别是分支光纤）的故障的问题。

为解决上述技术问题，一方面，本发明提供一种无源光网络的光纤故障检测系统，包括：

分路耦合器，连接在分光器与主干光纤之间，对光进行分路与耦合；

分路路由器，连接在所述分光器和分支光纤之间，对进出所述分支光纤的光进行分路导光；

多模耦合器，连接在所述分路耦合器与所述分路路由器之间，将从所述分路路由器来的光导向所述分路耦合器；所述多模耦合器的多模光纤接口与所述分路耦合器相连，单模分支接口与所述分路路由器相连。

进一步，所述多模耦合器一端是多模光纤，另一端是多个单模光纤。

进一步，所述分路耦合器包括第一光环行器和耦合光器件；所述第一光环形器为三接口的光环行器，其第二接口与主干光纤相连，第三接口与所述分光器的通用接口相连，第一接口通过所述耦合光器件与所述多模耦合器的多模光纤接口相连。

进一步，所述耦合光器件为透镜，透镜组或耦合光通道；所述耦合光器件用于将所述第一光环行器的第一接口与所述多模耦合器的多模光纤接口连接在一起。

进一步，所述分路路由器为第二光环行器，所述第二光环行器为三接口的光环行器，其第一接口与分光器的分支接口相连，第二接口与分支光纤相连，第三接口与所述多模耦合器的单模分支接口相连。

进一步，光线路终端OLT发出的下行业务光和从光时域反射仪OTDR仪发出的光程检测光经所述主干光纤到达所述分路耦合器后，被导向所述分光器，出所述分光器后，到达每个所述分路路由器，然后被导向每个所述分支光纤，最后经所述分支光纤到达每个光节点ONU上。

进一步，ONU发出的上行光以及在每个分支光纤上的光程检测光的反射光沿所述分支光纤到达所述分路路由器后，被导向所述多模耦合器的单模分支接口，经所述多模耦合器耦合后从其多模光纤接口发出，到达所述分路耦合器，然后被导向所述主干光纤，经所述主干光纤传输后到达WDM滤波器上，然后上行光被导向OLT，而检测反射光被导向OTDR仪上。

另一方面，本发明还提供一种无源光网络的光纤故障检测方法，包括：

光线路终端OLT发出的下行业务光和从光时域反射仪OTDR仪发出的光程检测光经主干光纤到达分路耦合器后，被导向分光器，出分光器后，到达每个分路路由器，然后被导向每个分支光纤，最后经分支光纤到达每个光节点ONU上。

进一步，所述方法还包括：

ONU发出的上行光以及在每个分支光纤上的光程检测光的反射光沿分支光纤到达所述分路路由器后，被导向多模耦合器的单模分支接口，经所多模耦合器耦合后从其多模光纤接口发出，到达所分路耦合器，然后被导向所主干光纤，经所主干光纤传输后到达WDM滤波器上，然后上行光被导向OLT，而检测反射光被导向OTDR仪上。

进一步，当所述OLT具有OTDR功能时，所述OLT的光模块直接发射下行光以及检测光，而上行光以及检测光的反射光也直接从主干光纤进入OLT的光模块。

本发明有益效果如下：

本发明中上、下行光分开，下行光、检测光走原来的有分光器的光路，而上行光除了分支光纤和主干光纤的原有光路外，绕过分光器走多模耦合器的旁路，大大减少光路的损耗，提高了ONU的使用寿命以及降低了制造成本，而且检测光损减少后，实现了运营商在OLT处检测分支光纤故障的目的。

附图说明

图1是原有的用OTDR进行光程检测的无源光网络的结构示意图；

图2是本发明实施例中一种无源光网络的光纤故障检测系统的结构示意图；

图3是本发明实施例中多模耦合器的结构示意图

图4是本发明实施例中分路耦合器的结构示意图；

图5是本发明实施例中分路路由器的结构示意图；

具体实施方式

以下结合附图以及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。

如图2所示，本发明实施例涉及一种无源光网络的光纤故障检测系统，包括：

分路路由器，连接在分光器和分支光纤之间，对进出分支光纤的光进行分路导光；这里分路路由器的作用是对进出分支光纤的光进行导光，放行由分光器进入分支光纤的光，而将出分支光纤的光导向分光器的旁路。

多模耦合器，连接在分路耦合器与分路路由器之间；将从分路路由器来的光导向分路耦合器；多模耦合器的多模光纤接口与分路耦合器相连，单模分支接口与分路路由器相连；

其中，多模耦合器包括模式耦合器，如图3所示，多模耦合器的一端是多模通道或多模光纤，而另一端是多个单模通道或多个单模光纤。中间通过透镜或耦合通道把它们耦合在一起，在本实施例中，主要应用其单模通道到多模通道的光路，根据现有技术该方向的光路只有一个分贝的损耗，因此满足该旁路是低损耗的需求。

分路耦合器包括第一光环行器和耦合光器件，如图4所示，分路耦合器是一个三接口的光环行器，其第二接口与主干光纤相连，其第三接口与分光器的通用接口相连，其第一接口通过耦合光器件与多模耦合器的多模光纤接口相连；耦合光器件为透镜，透镜组或耦合光通道；耦合光器件用于将第一光环行器的第一接口与多模耦合器的多模光纤接口连接在一起。由于多模光纤的光斑比较大，需要耦合光器件将其耦合进分路耦合器的第一光环行器的第一接口，这个调节十分重要，它将决定上行光绕路的总损耗。

分路路由器为第二光环行器，如图5所示；分路路由器也是一个三接口的光环行器，其第一接口与分光器的分支接口相连，第二接口与分支光纤相连，第三接口与多模耦合器的单模分支接口相连。

本实施例系统的工作流程如下：

从OLT出发的下行业务光以及从OTDR仪发出的光程检测光经主干光纤到达位于ODN的分路耦合器的第二接口，出第三接口进入分光器，出分光器后到达每个分路路由器第一接口，出第二接口进入相应的分支光纤，最后经分支光纤到达每个ONU上；以及，

从ONU发出的上行光以及在每个分支光纤上的光程检测光的反射光沿分支光纤到达分路路由器第二接口，出第三接口进入多模耦合器的单模分支接口，经多模耦合器耦合后出其多模接口到达分路耦合器第一接口，出第二接口进入主干光纤，经主干光纤传输后到达WDM滤波器上，然后上行光被导向OLT，而检测反射光被导向OTDR仪上，如果OLT的光模块具有OTDR的功能，那么所有的上行光经光模块直接到达OLT上，由OLT直接对这些光进行处理。

另外，本发明实施例还涉及一种由上述系统实现的无源光网络的光纤故障检测方法，包括：

该方法还包括：

ONU发出的上行光以及在每个分支光纤上的光程检测光的反射光沿分支光纤到达分路路由器后，被导向多模耦合器的单模分支接口，经多模耦合器耦合后从其多模光纤接口发出，到达分路耦合器，然后被导向主干光纤，经主干光纤传输后到达WDM滤波器上，然后上行光被导向OLT，而检测反射光被导向OTDR仪上。

其中，当OLT具有OTDR功能时，不需要外置的OTDR仪以及WDM滤波器，此种情况下，OLT的光模块将直接发射下行光以及检测光，同时上行光以及检测光的反射光也直接从主干光纤进入OLT的光模块。

由上述实施例可以看出，本发明中上、下行光分开，下行光走原来的有分光器的光路，其中检测光也走全程的光路，而上行光除了分支光纤和主干光纤的原有光路外，绕过分光器走多模耦合器的旁路，这将大大减少其光路的损耗，使得上行光的功率预算大为减低，提高了ONU的使用寿命以及降低了制造成本，而且分支光纤的检测反射光由于绕过了分光器，减少了损耗，使得它能抵达位于OLT处的OTDR仪上，实现了运营商在OLT处检测分支光纤故障的目的。

尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施例，本领域的技术人员将意识到各种改进、增加和取代也是可能的，因此，本发明的范围应当不限于上述实施例。

Claims

1.一种无源光网络的光纤故障检测系统，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的无源光网络的光纤故障检测系统，其特征在于，所述多模耦合器一端是多模光纤，另一端是多个单模光纤。

3.如权利要求1或2所述的无源光网络的光纤故障检测系统，其特征在于，所述分路耦合器包括第一光环行器和耦合光器件；所述第一光环形器为三接口的光环行器，其第二接口与主干光纤相连，第三接口与所述分光器的通用接口相连，第一接口通过所述耦合光器件与所述多模耦合器的多模光纤接口相连。

4.如权利要求3所述的无源光网络的光纤故障检测系统，其特征在于，所述耦合光器件为透镜，透镜组或耦合光通道；所述耦合光器件用于将所述第一光环行器的第一接口与所述多模耦合器的多模光纤接口连接在一起。

5.如权利要求1、2或4所述的无源光网络的光纤故障检测系统，其特征在于，所述分路路由器为第二光环行器，所述第二光环行器为三接口的光环行器，其第一接口与分光器的分支接口相连，第二接口与分支光纤相连，第三接口与所述多模耦合器的单模分支接口相连。

6.如权利要求1所述的无源光网络的光纤故障检测系统，其特征在于，光线路终端OLT发出的下行业务光和从光时域反射仪OTDR仪发出的光程检测光经所述主干光纤到达所述分路耦合器后，被导向所述分光器，出所述分光器后，到达每个所述分路路由器，然后被导向每个所述分支光纤，最后经所述分支光纤到达每个光节点ONU上。

7.如权利要求1或6所述的无源光网络的光纤故障检测系统，其特征在于，ONU发出的上行光以及在每个分支光纤上的光程检测光的反射光沿所述分支光纤到达所述分路路由器后，被导向所述多模耦合器的单模分支接口，经所述多模耦合器耦合后从其多模光纤接口发出，到达所述分路耦合器，然后被导向所述主干光纤，经所述主干光纤传输后到达WDM滤波器上，然后上行光被导向OLT，而检测反射光被导向OTDR仪上。

8.一种无源光网络的光纤故障检测方法，其特征在于，包括：

9.如权利要求8所述的无源光网络的光纤故障检测方法，其特征在于，所述方法还包括：

ONU发出的上行光以及在每个分支光纤上的光程检测光的反射光沿分支光纤到达所述分路路由器后，被导向多模耦合器的单模分支接口，经所述多模耦合器耦合后从其多模光纤接口发出，到达所述分路耦合器，然后被导向所述主干光纤，经所述主干光纤传输后到达WDM滤波器上，然后上行光被导向OLT，而检测反射光被导向OTDR仪上。

10.如权利要求9所述的无源光网络的光纤故障检测方法，其特征在于，当所述OLT具有OTDR功能时，所述OLT的光模块直接发射下行光以及检测光，而上行光以及检测光的反射光也直接从主干光纤进入OLT的光模块。