CN105337660A - Tdm/twdm-pon系统中监测配线光纤链路故障的方法和装置 - Google Patents

Tdm/twdm-pon系统中监测配线光纤链路故障的方法和装置 Download PDF

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提供了TDM/TWDM-PON系统中监测配线光纤(drop？fiber)链路故障的方法和装置。具体地，包括：将光时域反射仪监测信号与下行信号一起经由远程节点发送至多个光网络单元；经由远程节点接收来自多个光网络单元的混合信号；从混合信号中分离出多个光网络单元中的第i个光网络单元反射回的监测信号，以用于监测远程节点与第i个网络单元之间的配线光纤链路的故障情况。提供了在光网络单元中辅助光线路终端监测配线光纤链路故障的方法，包括：经由远程节点接收来自光线路终端的光时域反射仪监测信号与下行信号的混合信号；从混合信号中分离出监测信号并提供给光纤布拉格光栅；将光纤布拉格光栅反射回的监测信号与上行信号一起经由远程节点发送至光线路终端。

Description

TDM/TWDM-PON系统中监测配线光纤链路故障的方法和装置
技术领域
本发明涉及时分复用/时分波分复用无源光网络(TDM/TWDM-PON)系统，尤其涉及TDM/TWDM-PON系统中监测配线光纤(dropfiber)链路故障的方法和装置。
背景技术
光时域反射仪(OpticalTimeDomainReflectometer，OTDR)是用于监测P2P网络中的光纤链路状况的有效工具。除了能够识别和定位链路中的故障之外，该仪器还能够测量例如ber衰减、长度、光连接器、接合损耗等参数。OTDR通过计算功率与距离的关系并生成踪迹图来表征链路。该踪迹随后能够被用于寻找链路中的各种损伤，例如弯曲、裂缝、光纤未对准、不匹配、脏连接等。
然而，OTDR在树形结构的TDM/TWDM-PON的应用中存在较大限制，在树形结构的TDM/TWDM-PON中，所有后向发射信号由光功率分光器在远程节点(RemoteNode，RN)位置叠加在一起。因此，如果连接远程节点和光网络单元(OpticalNetworkUnit，ONU)的配线光纤链路中发生故障，则很难区分来自各配线光纤的后向反射信号。尽管故障在分光器之后被检测到，然而也不可能确定哪个配线光纤链路受到影响，因为接收到的后向散射信号是从所有配线光纤链路返回的功率的叠加。因此，需要提供一种有效的用于监测配线光纤链路故障的技术方案以确保高业务质量。
发明内容
本发明的构思在于，为每个ONU配置一个低成本的光纤布拉格光栅(FiberBraggGrating，FBG)，该FBG可以被控制以工作在传输状态，或者工作在反射状态。当FBG工作在传输状态时，其接收来自光线路终端(OpticalLineTerminal，OLT)的OTDR监测信号并让该监测信号通过；而当FBG工作在反射状态时，其接收来自OLT的OTDR监测信号并将该监测信号反射回OLT。基于此，当需要监测对应于某一个ONU的配线光纤链路的光纤故障情况时，可以先将该ONU中的FBG调节为工作在反射状态，而其他ONU中的FBG仍保持在传输状态，这样，当该ONU接收到来自OLT的OTDR监测信号后，其中的FBG能够将监测信号反射回OLT，而OLT中的OTDR根据反射回的监测信号，就可以确定对应于该ONU的配线光纤链路的光纤故障情况。可以理解的是，由于其他ONU中的FBG仍然工作在传输状态，因此，对于这些ONU，基本不会有监测信号反射回OLT。通过这种方式，OLT能够准确地确定对应于任一个ONU的配线光纤链路的光纤故障情况，只要将相应的ONU中的FBG调节为工作在反射状态即可。
根据本发明的一个方面，在一个实施例中提供了一种光线路终端，包括：接收模块，其被配置为接收来自多个光网络单元的上行信号；发射模块，其被配置为发送下行信号至所述多个光网络单元；光时域反射仪，其被配置为发送监测信号至所述多个光网络单元，以及被配置为接收所述多个光网络单元中的第i个光网络单元反射回的监测信号，以用于监测远程节点与所述第i个网络单元之间的链路的故障情况；波分复用模块，其分别耦接至所述接收模块，所述发射模块和所述光时域反射仪，并且被配置为将所述光时域反射仪发送的所述监测信号与所述发射模块发送的所述下行信号一起经由所述远程节点发送至所述多个光网络单元，以及被配置为经由所述远程节点接收来自所述多个光网络单元的混合信号，并且从所述混合信号中分离出所述第i个网络单元反射回的所述监测信号并将其提供给所述光时域反射仪，以及将所述混合信号中的所述上行信号提供给所述接收模块。
有利的，所述发射模块进一步被配置为：发送第一PLOAM控制消息至所述第i个光网络单元，所述第一PLOAM控制消息中包括用于指示所述第i个光网络单元调节光纤布拉格光栅工作在反射状态的指示信息。
有利的，所述发射模块进一步被配置为：发送第二PLOAM控制消息至所述第i个光网络单元，所述第二PLOAM控制消息中包括用于指示所述第i个光网络单元调节所述光纤布拉格光栅工作在传输状态的指示信息。
在另一个实施例中提供了一种光网络单元，包括：接收模块，其被配置为接收来自光线路终端的下行信号；发射模块，其被配置为发送上行信号至所述光线路终端；光纤布拉格光栅，其被配置为当工作在传输状态时，接收来自所述光线路终端的光时域反射仪监测信号并让所述监测信号通过，以及当工作在反射状态时，接收来自所述光线路终端的光时域反射仪监测信号并将所述监测信号反射回所述光线路终端；控制模块，其耦接至所述光纤布拉格光栅，并且被配置为控制所述光纤布拉格光栅工作在反射状态或者传输状态；波分复用模块，其分别耦接至所述接收模块、所述发射模块和所述光纤布拉格光栅，并且被配置为经由远程节点接收来自光线路终端的混合信号，并且从所述混合信号中分离出光时域反射仪监测信号并将其提供给所述光纤布拉格光栅，并且将所述混合信号中的所述下行信号提供给所述接收模块，以及被配置为当所述光纤布拉格光栅工作在反射状态时，将所述光纤布拉格光栅反射回的所述监测信号与所述发射模块发送的所述上行信号一起经由远程节点发送至所述光线路终端。
有利的，所述接收模块进一步被配置为接收来自所述光线路终端的第一PLOAM控制消息，所述第一PLOAM控制消息中包括用于指示所述光网络单元调节所述光纤布拉格光栅工作在反射状态的指示信息，其中，所述控制模块进一步被配置为响应于所述指示信息，控制所述光纤布拉格光栅工作在反射状态。
有利的，所述接收模块进一步被配置为接收来自所述光线路终端的第二PLOAM控制消息，所述第二PLOAM控制消息中包括用于指示所述光网络单元调节所述光纤布拉格光栅工作在传输状态的指示信息，其中，所述控制模块进一步被配置为响应于所述指示信息，控制所述光纤布拉格光栅工作在传输状态。
根据本发明的另一个方面，在一个实施例中提供了一种在光线路终端中监测链路故障的方法，包括：将光时域反射仪监测信号与下行信号一起经由远程节点发送至多个光网络单元；经由所述远程节点接收来自所述多个光网络单元的混合信号；从所述混合信号中分离出所述多个光网络单元中的第i个光网络单元反射回的所述监测信号，以用于监测所述远程节点与所述第i个网络单元之间的链路的故障情况。
在另一个实施例中提供了一种在光网络单元中辅助光线路终端监测链路故障的方法，包括：经由远程节点接收来自所述光线路终端的光时域反射仪监测信号与下行信号的混合信号；从所述混合信号中分离出所述监测信号并提供给光纤布拉格光栅；将所述光纤布拉格光栅反射回的所述监测信号与上行信号一起经由远程节点发送至所述光线路终端。。
本发明的各个方面将通过下文中的具体实施例的说明而更加清晰。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更加明显：
图1示出了根据本发明的一个实施例的用于监测配线光纤链路的光纤故障的时分复用无源光网络系统架构图；
图2示出了根据本发明的一个实施例的时分复用无源光网络系统中下行链路方向和上行链路方向中的波长示意图；以及
图3a-3c示出了根据本发明的一个实施例的光纤布拉格光栅设置在传输状态或反射状态时OTDR监测信号的波长位置示意图。
在图中，相同或类似的附图标记表示相同或相对应的部件或特征。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的各实施例进行详细描述。
参照图1，TDM-PON系统中包括OLT10，RN20以及多个ONU30。OLT10中包括发射模块101，接收模块102，OTDR103和波分复用模块(WDM)104。RN20中包括分光器201。每个ONU30中包括接收模块301，发射模块302，FBG303，控制模块304和WDM305。OLT10中的WDM104与RN20中的分光器201通过光纤连接，每个ONU30与RN20中的分光器201之间形成配线光纤链路。需要说明的是，每个ONU30中包括的模块基本相同，为简明起见，图1中仅示出了一个ONU的内部结构。
仍参照图1并结合图2，OLT10中的发射模块101被配置为发送波长为λd的下行信号至多个ONU30。接收模块102被配置为接收来自多个ONU30的波长为λu的上行信号。OTDR103被配置为发送波长为λm的监测信号至多个ONU30，以及被配置为接收多个ONU30中的某个ONU反射回的监测信号，以用于监测分光器201与该ONU之间的配线光纤链路的光纤故障情况。WDM104分别耦接至发射模块101，接收模块102和OTDR103，并且被配置为将OTDR103发送的波长为λm的监测信号与发射模块1o1发送的波长为λd的下行信号一起经由RN20中的分光器201发送至多个ONU30，以及被配置为经由RN20中的分光器201接收来自多个ONU30的混合信号，并且从该混合信号中分离出某个ONU反射回的波长为λm的监测信号并将其提供给OTDR103，以及将混合信号中波长为λu的上行信号提供给接收模块102。
每个ONU30中的接收模块301被配置为接收来自OLT10的波长为λd的下行信号。发射模块302被配置为发送波长为λu的上行信号至OLT10。FBG303被配置为当工作在传输状态时，接收来自OLT10的波长为λm的OTDR监测信号并且让该监测信号通过，以及当工作在反射状态时，接收来自OLT10的波长为λm的OTDR监测信号并将该监测信号反射回OLT10。控制模块304耦接至FBG303并且被配置为控制FBG303工作在反射状态或者传输状态。WDM305分别耦接至接收模块301，发射模块302和FBG303，并且被配置为经由RN20中的分光器201接收来自OLT10的混合信号，并且从该混合信号中分离出波长为λm的OTDR监测信号并将其提供给FBG303，并且将该混合信号中的波长为λd的下行信号提供给接收模块301，以及被配置为当FBG303工作在反射状态时，将FBG303反射回的波长为λm的监测信号与发射模块302发送的波长为λu的上行信号一起经由RN20中的分光器201发送至OLT10。可以理解的是，当FBG303工作在传输状态时，WDM305仅将波长为λu的上行信号经由RN20中的分光器201发送至OLT10。
在运行中，如果希望监测对应于某个ONU，例如第i个ONU(ONUi)30的配线光纤链路的光纤故障情况，那么，在一个例子中，OLT10中的发射模块101首先发送第一PLOAM控制消息至ONUi30，该第一PLOAM控制消息中包括用于指示该ONUi调节FBG工作在反射状态的指示信息。需要说明的是，在默认状态下，每个ONU中的FBG都被设置为工作在传输状态。
ONUi30中的接收模块301接收到来自OLT10的第一PLOAM控制消息后，将该控制消息发送给MAC层模块(未示出)，该MAC层模块根据该控制消息中的指示信息，触发控制模块304来调节FBG303工作在反射状态，例如，可以通过调节FBG303的中心波长以使得OTDR监测信号的波长位于FBG的反射区域。如图3a-图3c所示出的，FBG303的反射光谱包括波长反射区域和波长传输区域(图3a)；默认地，FBG工作在传输状态，也即OTDR监测信号的波长位于光传输区域(图3b)；可以通过调节FBG反射光谱的中心波长，将OTDR监测信号的波长移动至FBG的反射区域(图3c)。
可以理解的是，由于仅将ONUi30中的FBG303调节为工作在反射状态，因此，多个ONU中的其他ONU的FBG仍然工作在默认的传输状态。
当完成对ONUi30中的FBG303的工作状态的调节后，OLT10中的OTDR103发送波长为λm的监测信号，WDM104将OTDR103发送的波长为λm的监测信号与发射模块101发送的波长为λd的下行信号进行波分复用后经由RN20中的分光器201分别发送至每个ONU30。每个ONU30中的WDM305从波长为λm的监测信号与波长为λd的下行信号的混合信号中分离出监测信号，并将其提供给FBG303，而混合信号中的下行信号则被提供给接收模块301。
对于ONUi30中的FBG，由于其被设置为工作在反射状态，因此，在获得监测信号后，其对该监测信号进行反射。ONUi30中的WDM305将FBG303反射回的波长为λm的监测信号与波长为λu的上行信号进行波分复用后经由RN20中的分光器201发送至OLT10。
而其他ONU中的FBG，由于其仍然工作在传输状态，因此，其在获得监测信号后，直接让监测信号通过，基本不对该监测信号进行反射。即使存在一定的反射，该反射信号的强度相比于ONUi中的FBG反射回的监测信号的强度也基本上是可以忽略不计的。对于这些ONU，由于没有监测信号被反射回，因此其仅将波长为λu的上行信号经由RN20中的分光器201发送至OLT10。
OLT10经由RN20中的分光器201接收到来自多个ONU的混合信号后，OLT10中的WDM104从该混合信号中分离出ONUi反射回的波长为λm的监测信号，并将其提供给OTDR103，而混合信号中的波长为λu的上行信号则被提供给接收模块102。由于仅有一个ONU(也即，ONUi)反射回监测信号，因此，WDM104能够准确地将ONUi反射回的波长为λm的监测信号从混合信号中分离出来，从而使得OTDR能够基于该监测信号，监测分光器201与ONUi之间的配线光纤链路的光纤故障情况。
当完成对分光器201与ONUi之间的配线光纤链路的光纤故障情况的监测后，在一个例子中，OLT10可以发送第二PLOAM控制消息至ONUi。该第二PLOAM控制消息中包括用于指示ONUi调节FBG工作在传输状态的指示信息。
此后，如果OLT10希望监测对应于另一个ONU的配线光纤链路的光纤故障情况，那么，可以重复上述步骤。
需要说明的是，上述实施例仅是示范性的，而非对本发明的限制。任何不背离本发明精神的技术方案均应落入本发明的保护范围之内，这包括使用在不同实施例中出现的不同技术特征，装置方法可以进行组合，以取得有益效果。此外，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求；“包括”一词不排除其他权利要求或说明书中未列出的装置或步骤。

Claims (13)

1.一种光线路终端，包括：
接收模块，其被配置为接收来自多个光网络单元的上行信号；
发射模块，其被配置为发送下行信号至所述多个光网络单元；
光时域反射仪，其被配置为发送监测信号至所述多个光网络单元，以及被配置为接收所述多个光网络单元中的第i个光网络单元反射回的监测信号，以用于监测远程节点与所述第i个网络单元之间的链路的故障情况；
波分复用模块，其分别耦接至所述接收模块，所述发射模块和所述光时域反射仪，并且被配置为将所述光时域反射仪发送的所述监测信号与所述发射模块发送的所述下行信号一起经由所述远程节点发送至所述多个光网络单元，以及被配置为经由所述远程节点接收来自所述多个光网络单元的混合信号，并且从所述混合信号中分离出所述第i个网络单元反射回的所述监测信号并将其提供给所述光时域反射仪，以及将所述混合信号中的所述上行信号提供给所述接收模块。
2.根据权利要求1所述的光线路终端，其特征在于，所述发射模块进一步被配置为：发送第一PLOAM控制消息至所述第i个光网络单元，所述第一PLOAM控制消息中包括用于指示所述第i个光网络单元调节光纤布拉格光栅工作在反射状态的指示信息。
3.根据权利要求2所述的光线路终端，其特征在于，所述发射模块进一步被配置为：发送第二PLOAM控制消息至所述第i个光网络单元，所述第二PLOAM控制消息中包括用于指示所述第i个光网络单元调节所述光纤布拉格光栅工作在传输状态的指示信息。
4.一种光网络单元，包括：
接收模块，其被配置为接收来自光线路终端的下行信号；
发射模块，其被配置为发送上行信号至所述光线路终端；
光纤布拉格光栅，其被配置为当工作在传输状态时，接收来自所述光线路终端的光时域反射仪监测信号并让所述监测信号通过，以及当工作在反射状态时，接收来自所述光线路终端的光时域反射仪监测信号并将所述监测信号反射回所述光线路终端；
控制模块，其耦接至所述光纤布拉格光栅，并且被配置为控制所述光纤布拉格光栅工作在反射状态或者传输状态；
波分复用模块，其分别耦接至所述接收模块、所述发射模块和所述光纤布拉格光栅，并且被配置为经由远程节点接收来自光线路终端的混合信号，并且从所述混合信号中分离出光时域反射仪监测信号并将其提供给所述光纤布拉格光栅，并且将所述混合信号中的所述下行信号提供给所述接收模块，以及被配置为当所述光纤布拉格光栅工作在反射状态时，将所述光纤布拉格光栅反射回的所述监测信号与所述发射模块发送的所述上行信号一起经由远程节点发送至所述光线路终端。
5.根据权利要求4所述的光网络单元，其特征在于，所述接收模块进一步被配置为接收来自所述光线路终端的第一PLOAM控制消息，所述第一PLOAM控制消息中包括用于指示所述光网络单元调节所述光纤布拉格光栅工作在反射状态的指示信息，其中，所述控制模块进一步被配置为响应于所述指示信息，控制所述光纤布拉格光栅工作在反射状态。
6.根据权利要求5所述的光网络单元，其特征在于，所述接收模块进一步被配置为接收来自所述光线路终端的第二PLOAM控制消息，所述第二PLOAM控制消息中包括用于指示所述光网络单元调节所述光纤布拉格光栅工作在传输状态的指示信息，其中，所述控制模块进一步被配置为响应于所述指示信息，控制所述光纤布拉格光栅工作在传输状态。
7.一种在光线路终端中监测链路故障的方法，包括：
-将光时域反射仪监测信号与下行信号一起经由远程节点发送至多个光网络单元；
-经由所述远程节点接收来自所述多个光网络单元的混合信号；
-从所述混合信号中分离出所述多个光网络单元中的第i个光网络单元反射回的所述监测信号，以用于监测所述远程节点与所述第i个网络单元之间的链路的故障情况。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
-发送第一PLOAM控制消息至所述第i个光网络单元，所述第一PLOAM控制消息中包括用于指示所述第i个光网络单元调节光纤布拉格光栅工作在反射状态的指示信息。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
-发送第二PLOAM控制消息至所述第i个光网络单元，所述第二PLOAM控制消息中包括用于指示所述第i个光网络单元调节所述光纤布拉格光栅工作在传输状态的指示信息。
10.一种在光网络单元中辅助光线路终端监测链路故障的方法，包括：
-经由远程节点接收来自所述光线路终端的光时域反射仪监测信号与下行信号的混合信号；
-从所述混合信号中分离出所述监测信号并提供给光纤布拉格光栅；
-将所述光纤布拉格光栅反射回的所述监测信号与上行信号一起经由远程节点发送至所述光线路终端。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
-接收来自所述光线路终端的第一PLOAM控制消息，所述第一PLOAM控制消息中包括用于指示所述光网络单元调节光纤布拉格光栅工作在反射状态的指示信息；
-响应于所述指示信息，调节所述光纤布拉格光栅工作在反射状态。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述调节步骤还包括：
-调节所述光纤布拉格光栅的中心波长，以使得所述布拉格光栅工作在所述反射状态。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
-接收来自所述光线路终端的第二PLOAM控制消息，所述第二PLOAM控制消息中包括用于指示所述光网络单元调节所述光纤布拉格光栅工作在传输状态的指示信息；
-响应于所述指示信息，调节所述光纤布拉格光栅工作在传输状态。
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