CN108964756A - 光分配网络的故障检测方法及装置、无源光网络系统 - Google Patents

光分配网络的故障检测方法及装置、无源光网络系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种光分配网络的故障检测方法及装置、无源光网络系统，其中，该方法包括：获取光线路终端OLT所属的多个光网络单元ONU的上/下行光路衰减；根据第一预设阈值判断多个ONU的光路衰减是否合格；遍历判断无源光网络PON口下是否有光路衰减合格的ONU，其中，ONU以PON口为单位；在PON口下有光路衰减合格的ONU时，确定合格ONU对应PON口下光路的分光级数，以及确定在不同分光级数下光分配网络ODN的故障。通过本发明，解决了相关技术中在确定ODN故障时效率低下的技术问题。

Description

光分配网络的故障检测方法及装置、无源光网络系统
技术领域
本发明涉及光通信领域，具体而言，涉及一种光分配网络的故障检测方法及装置、无源光网络系统。
背景技术
在无源光网络的xPON网络中，常见组网系统由网管服务器(EMS)、OLT、光分配网络(ODN，Optical Distribution Network)和若干个ONU组成：OLT作为中心局端设备以PON口为单位通过ODN网络管理、连接、汇聚多个ONU设备；ONU设备接受OLT设备的管理实现用户业务的接入，从而实现数据业务和配置管理等功能；ODN网络主要有主干光纤、多个支路光纤以及连接主干光纤与支路光纤的分光器或其他连接器组成。xPON网络作为“点对多点”的拓扑结构：以xPON OLT对应PON口为基本单位管理并维护多个ONU。传统方式下，可计算出PON口到各ONU的光路衰减是否达标，但涉及对应光路各部分(主干、支路、光器件，进一步是上下行方向)是否存在问题，通过传统方法没有便捷，低成本的定位方法。具体如下：
xPON网络正常运行，需要首先保证光路质量正常，其中衡量光路质量实际网络中最常用且最方便的指标是光路衰减，即PON网络中满足ODN损耗并通过OLT设备侧光模块完成ONU发现/注册和数据收发。OLT收光功率均在正常范围内，太低则上行数据无法识别，太高则光模块进入过载保护甚至烧毁。收发光功率范围和光模块收发指标以及ODN网络上下行光功率衰减密切相关。
通过标准中规定光模块收发光功率指标可以计算网络可承受的ODN光路最大衰减，超过则业务可能劣化，计算方法采用最小平均发光功率减去接收灵敏度；同时可计算线路最小衰减，方法采用最大发光光功率减去过载光功率。上述两值决定了PON网络接收可正常工作的光功率指标范围。实际工程应用中ODN最大衰减指标更加常用。实际工程运维中，OLT通过标准接口分别读取OLT与ONU的收发光功率，并计算对于ONU的ODN光路的上下行衰减，其中：上行衰减＝ONU发送光功率-OLT接收光功率；下行衰减＝OLT发送光功率-ONU接收光功率。通过测量计算值考虑一定工程裕量，并基于上述最大最小衰减确定ODN网络光衰指标。
光路最大/最小衰减是否满足要求，是由ODN网络衰减确定的，主要参数包括，光纤衰减，光器件衰减：其中光纤衰减由光纤衰减系数决定，光纤距离越长，光衰越大：xPON网络采用单纤双向传输，上下行传输使用不同的工作波长，因此上下行光纤衰减系数不同，导致同一网络中上下行衰耗不同，其中上行衰耗较大；光器件衰减，主要是分光器衰减，可根据分光比的理论值计算，分光比越大，则光衰越大。
由于xPON系统中OLT设备与ONU设备之间采用的ODN组网对于运维系统是透明的，只能通过基于OLT与ONU的收发光功率的读取作结果性判断。但对于特定ONU采用何种ODN组网(包括但不限于具体分光比)等，以及特定ONU光衰不达标情况下具体ODN网络异常定位(如故障点在主干光纤、支路光纤、分光器等光器件，以至于是光纤的上行方向或下行方向存在故障)十分困难，原因包括如下：
第一点，由于xPON以及类似系统采用的PToMP拓扑结构，对于特定PON口而言，存在一条需要一一对应的主干光纤，以及通过分光器等光连接器件与主干光纤对应的多条支路光纤；对于PToP系统，其光纤可能与局端设备端口一一对应；但与PToMP/PToP设备由于局端设备(如xPON OLT设备)存在多个端口，因此对应的光纤(包括主干光纤、支路光纤等)将是海量的，以及相关分光器数量也是海量的。大量的光纤(主干光路与支路光纤)与光器件在工程施工与运维过程中通过人为更换与逐段测量，对ODN网络光纤资源的管理提出了巨大的挑战。
第二点：xPON系统的另一特点是连接OLT与ONU之间的ODN网络(包括光纤与连接器件)不含电子器件与电子电源。上述特质在取得成本优势的基础上也导致对ODN网络光纤资源无法通过传统的软件方式进行标识、管理与测量。也即对应于特定PON口以及特定ONU，无法自动获取其网络拓扑，并逐段定位光路质量特别是光衰质量。
为此，上述问题本质是xPON网络特别是P2MP拓扑结构所带来的海量光纤(包括主干光纤与支路光纤)/光器件以及大分光比的应用场景下，由于xPON ODN的无源特性确定的光纤资源无法通过自动查询资源以及光路衰减的异常定位，以及采用其他故障排查手段(如采用光时域反射仪OTDR)可能带来的成本问题。上述问题在FTTx场景下由于当PON口下分光比变大所导致的支路光纤变多，使得对光纤管理以及异常资源定位变得愈加困难。上述问题在采用类似组网拓扑以及网元子节点管理方式的其他通讯系统中也也会存在。本发明就是基于上述场景下提出一种xPON ODN光路衰减快速检测定位的实现方法。
截止到目前，尚未出现针对上述问题的相关解决方法的报道。
发明内容
本发明实施例提供了一种光分配网络的故障检测方法及装置、无源光网络系统，以至少解决了相关技术中在确定ODN故障时效率低下的技术问题。
根据本发明的一个实施例，提供了一种分配网络的故障检测方法，包括：获取光线路终端OLT所属的多个光网络单元ONU的上/下行光路衰减；根据第一预设阈值判断所述多个ONU的光路衰减是否合格；遍历判断无源光网络PON口下是否有光路衰减合格的ONU，其中，所述ONU以PON口为单位；在所述PON口下有光路衰减合格的ONU时，确定合格ONU对应PON口下光路的分光级数，以及确定在不同分光级数下光分配网络ODN的故障。
可选地，获取光线路终端OLT所属的多个ONU的上/下行光路衰减包括：读取OLT所属多个ONU的收发光功率；根据所述收发光功率计算所述多个ONU的上/下行光路衰减；将所述多个ONU的上/下行光路衰减更新到光路衰减数据表中。
可选地，在根据第一预设阈值判断所述多个ONU的光路衰减是否合格之前，所述方法还包括：根据PON设备采用的光模块规格定义的上/下行光功率预算和预定裕量确定所述第一预设阈值。
可选地，确定合格ONU对应PON口下光路的分光级数包括：对所有所述合格ONU进行测距获取对应ODN的总分光比，以及获取各个所述合格ONU的上/下行实际光衰，并计算上/下行实际光衰与上/下行理论光衰的上/下行光衰差；遍历计算各个所述合格ONU的上/下行光衰差与所述总分光比光衰的差值；在所述合格ONU的上/下行光衰差与所述总分光比光衰的差值都小于第二预设阈值时，确定所述PON口下指定ONU对应光路为一级分光；在存在所述合格ONU的上/下行光衰差与所述总分光比光衰的差值小于第三预设阈值时，确定所述PON口下指定ONU对应光路为多级分光遍历。
可选地，确定在不同分光级数下光分配网络ODN的故障包括：判断PON口下光路的分光级数是一级分光还是多级分光；在PON口下光路是一级分光或多级分光时，计算所述PON口下故障ONU的以下参数：上行距离、下行距离、第一差分距离；当所述第一差分距离与光纤通道的实测距离的差值差大于第四预设阈值，确定ODN的支路存在故障；当所述上行距离与所述第一差分距离的差大于所述第四预设阈值时，确定ODN的分光器对应端口支路的上行方向存在故障；当所述下行距离与所述第一差分距离的差值大于所述第四预设阈值时，确定ODN的分光器对应端口支路的下行方向存在故障。
可选地，在判断PON口下光路的分光级数是一级分光还是多级分光之后，所述方法还包括：在PON口下光路是多级分光时，对各PON口下光衰合格的ONU进行测距，确定距离最短的ONU作为标称ONU；遍历计算光衰减异常的多个ONU与所述标称ONU之间的差值得到第二差分距离；以及遍历计算标称ONU与光衰减异常的多个ONU之间的差值得到理论距离差；在存在所述理论距离差与所述第二差分距离差之差大于所述第四预设阈值的ONU时，确定对应ONU的支路衰减存在故障；在存在所述理论距离差与差分距离差之差小于第四预设阈值的ONU时，确定对应ONU对应的多级分光器连接端口衰减存在故障。
可选地，所述方法还包括：在PON口下没有光路衰减合格的ONU时，确定主干光路或一级分光器存在故障。
根据本发明的另一个实施例，提供了一种光分配网络的故障检测装置，包括：获取模块，用于获取光线路终端OLT所属的多个光网络单元ONU的上/下行光路衰减；第一判断模块，用于根据第一预设阈值判断所述多个ONU的光路衰减是否合格；第二判断模块，用于遍历判断无源光网络PON口下是否有光路衰减合格的ONU，其中，所述ONU以PON口为单位；确定模块，用于在所述PON口下有光路衰减合格的ONU时，确定合格ONU对应PON口下光路的分光级数，以及确定在不同分光级数下光分配网络ODN的故障。
可选地，所述确定模块包括：获取单元，用于对所有所述合格ONU进行测距获取对应ODN的总分光比，以及获取各个所述合格ONU的上/下行实际光衰，并计算上/下行实际光衰与上/下行理论光衰的上/下行光衰差；第一计算单元，用于遍历计算各个所述合格ONU的上/下行光衰差与所述总分光比光衰的差值；第一确定单元，用于在所有所述合格ONU的上/下行光衰差与所述总分光比光衰的差值都小于第二预设阈值时，确定所述PON口下指定ONU对应的光路为一级分光；在存在所述合格ONU的上/下行光衰差与所述总分光比光衰的差值小于第三预设阈值时，确定所述PON口下光路为多级分光。
可选地，所述确定模块包括：判断单元，用于判断PON口下光路的分光级数是一级分光还是多级分光；第二计算单元，用于计算所述PON口下故障ONU的以下参数：上行距离、下行距离、第一差分距离；第二确定单元，用于当所述第一差分距离与光纤通道的实测距离的差值差大于第四预设阈值，确定ODN的支路存在故障；当所述上行距离与所述第一差分距离的差大于所述第四预设阈值时，确定ODN的分光器对应端口支路的上行方向存在故障；当所述下行距离与所述第一差分距离的差值大于所述第四预设阈值时，确定ODN的分光器对应端口支路的下行方向存在故障。
可选地，所述确定模块还包括：测距单元，用于在PON口下光路是多级分光时，对各PON口下光衰合格的ONU进行测距，确定距离最短的ONU作为标称ONU；第三计算单元，用于遍历计算光衰减异常的多个ONU与所述标称ONU之间的差值得到第二差分距离；以及遍历计算标称ONU与光衰减异常的多个ONU之间的差值得到理论距离差；第三确定单元，用于在存在所述理论距离差与所述第二差分距离差之差大于所述第四预设阈值的ONU时，确定对应ONU的支路衰减存在故障；在存在所述理论距离差与差分距离差之差小于第四预设阈值的ONU时，确定对应ONU对应的多级分光器连接端口衰减存在故障。
根据本发明的又一个实施例，还提供了一种无源光网络系统，包括光线路终端OLT、光分配网络ODN、多个光网络单元ONU，所述ODN包括：获取模块，用于获取所述OLT所属的多个ONU的上/下行光路衰减；第一判断模块，用于根据第一预设阈值判断所述多个ONU的光路衰减是否合格；第二判断模块，用于遍历判断无源光网络PON口下是否有光路衰减合格的ONU，其中，所述ONU以PON口为单位；确定模块，用于在所述PON口下有光路衰减合格的ONU时，确定合格ONU对应PON口下光路的分光级数，以及确定在不同分光级数下光分配网络ODN的故障。
根据本发明的又一个实施例，还提供了一种存储介质。该存储介质设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：
获取光线路终端OLT所属的多个光网络单元ONU的上/下行光路衰减；
根据第一预设阈值判断所述多个ONU的光路衰减是否合格；
遍历判断无源光网络PON口下是否有光路衰减合格的ONU，其中，所述ONU以PON口为单位；
在所述PON口下有光路衰减合格的ONU时，确定合格ONU对应PON口下光路的分光级数，以及确定在不同分光级数下光分配网络ODN的故障。
通过本发明，通过对特定ONU的上/下行光路衰减的测量找到指标合格/异常ONU，结合光纤上/下行衰减差异以及关键光器件衰减理论值进行计算与判断，找到光路指标合格ONU的ODN网络拓扑，解决了相关技术中在确定ODN故障时效率低下的技术问题，避免了传统方式中xPON网络以及采用类似机制的系统中局端与终端设备间海量光纤/光器件定位管理与故障定位困难、效率低下以及易受干扰的缺点，提高了xPON网络中ODN光纤管理，光衰异常定位效率。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明的组网构架示意图；
图2是根据本发明实施例的光分配网络的故障检测方法的流程图；
图3是根据本发明实施例的光分配网络的故障检测装置的结构框图；
图4是根据本发明实施例的无源光网络系统的结构框图；
图5是本发明实施例的整体流程图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
实施例1
图1是本发明的组网构架示意图，本申请实施例可以运行于图1所示的网络架构上，本发明所述系统同样包括：EMS100、OLT200、ODN300、ONU400，其中，
EMS100，用于对OLT200以及EPON网络的配置、管理以及维护等工作；EMS网管维护并管理OLT200、ONU400的历史信息以及相关告警与通知消息。并可根据相关告警与通知消息完成对具体异常信息判断定位；
OLT200，管理控制ONU400，在光路质量正常情况下完成ONU400的注册认证，并完成数据的转发；
ODN300，用于在OLT200下连接数量不等的ONU400，作为OLT200和ONU400之间直接的物理连接通道，以PON口为单位由多段光纤(一条或两条(互为保护)的主干光纤以及多条支路光纤)以及其他相关物理光器件组合而成；
ONU400，用于承担家庭用户的终端设备的角色。在光路质量正常的情况，在OLT的控制下完成注册以及数据的上/下行转发。
在本实施例中提供了一种运行于上述网络架构的光分配网络的故障检测方法，图2是根据本发明实施例的光分配网络的故障检测方法的流程图，如图2所示，该流程包括如下步骤：
步骤S202，获取光线路终端OLT所属的多个光网络单元ONU的上/下行光路衰减；
步骤S204，根据第一预设阈值判断多个ONU的光路衰减是否合格；
步骤S206，遍历判断无源光网络PON口下是否有光路衰减合格的ONU，其中，ONU以PON口为单位；
步骤S208，在PON口下有光路衰减合格的ONU时，确定合格ONU对应PON口下光路的分光级数，以及确定在不同分光级数下光分配网络ODN的故障。
通过上述步骤，通过对特定ONU的上/下行光路衰减的测量找到指标合格/异常ONU，结合光纤上/下行衰减差异以及关键光器件衰减理论值进行计算与判断，找到光路指标合格ONU的ODN网络拓扑，解决了相关技术中在确定ODN故障时效率低下的技术问题，避免了传统方式中xPON网络以及采用类似机制的系统中局端与终端设备间海量光纤/光器件定位管理与故障定位困难、效率低下以及易受干扰的缺点，提高了xPON网络中ODN光纤管理，光衰异常定位效率。
可选地，上述步骤的执行主体可以为光分配网络，光分配网络管理单元等，但不限于此。
可选的，获取光线路终端OLT所属的多个ONU的上/下行光路衰减包括：
S11，读取OLT所属多个ONU的收发光功率；
S12，根据收发光功率计算多个ONU的上/下行光路衰减；
S13，将多个ONU的上/下行光路衰减更新到光路衰减数据表中。
可选的，本实施例的上/下行光路是上行或下行的光路，在优选的方案中，为了体现线路的整体性能，提高精确度，上/下行光路同时包括上行和下行的光路，光路衰减是指光路的线路衰减。
在根据本实施例的可选实施方式中，在根据第一预设阈值判断多个ONU的光路衰减是否合格之前，方法还包括：根据PON设备采用的光模块规格定义的上/下行光功率预算和预定裕量确定第一预设阈值。
可选的，确定合格ONU对应PON口下光路的分光级数包括：
S21，对所有合格ONU进行测距获取对应ODN的总分光比，以及获取各个合格ONU的上/下行实际光衰，并计算上/下行实际光衰与上/下行理论光衰的上/下行光衰差；
S22，遍历计算各个合格ONU的上/下行实际光衰与上/下行理论光衰的差值，并记为上/下行光衰差；
S23，在合格ONU的上/下行光衰差与总分光比光衰的差值都小于第二预设阈值时，确定PON口下指定ONU对应光路为一级分光；在存在合格ONU的上/下行光衰差与总分光比光衰的差值小于第三预设阈值时，确定PON口下指定ONU对应光路为多级分光。
在根据本实施例的可选实施方式中，根据确定的PON口下光路的分光级数确定ODN的故障包括两个分支，分别对应一级分光和多级分光：
S31，判断PON口下光路的分光级数是一级分光还是多级分光；
S32，在PON口下光路是一级分光或多级分光时，计算PON口下故障ONU的以下参数：上行距离、下行距离、第一差分距离；
S33，当第一差分距离与光纤通道的实测距离的差值差大于第四预设阈值，确定ODN的支路存在故障；当上行距离与第一差分距离的差大于第四预设阈值时，确定ODN的分光器对应端口支路的上行方向存在故障；当下行距离与第一差分距离的差值大于第四预设阈值时，确定ODN的分光器对应端口支路的下行方向存在故障。
S34，在PON口下光路是多级分光时，对各PON口下光衰合格的ONU进行测距，确定距离最短的ONU作为标称ONU；本实施例的标称ONU即作为标准的ONU；
S35，遍历计算光衰减异常的多个ONU与标称ONU之间的差值得到第二差分距离；以及遍历计算标称ONU与光衰减异常的多个ONU之间的差值得到理论距离差；
S36，在存在理论距离差与第二差分距离差之差大于第四预设阈值的ONU时，确定对应ONU的支路衰减存在故障；在存在理论距离差与差分距离差之差小于第四预设阈值的ONU时，确定对应ONU对应的多级分光器连接端口衰减存在故障。
可选的，方法还包括：在PON口下没有光路衰减合格的ONU时，确定主干光路或一级分光器存在故障。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到根据上述实施例的方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例的方法。
实施例2
在本实施例中还提供了一种光分配网络的故障检测装置、无源光网络系统，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
图3是根据本发明实施例的光分配网络的故障检测装置的结构框图，如图3所示，该装置包括：
获取模块30，用于获取光线路终端OLT所属的多个光网络单元ONU的上/下行光路衰减；
第一判断模块32，用于根据第一预设阈值判断多个ONU的光路衰减是否合格；
第二判断模块34，用于遍历判断无源光网络PON口下是否有光路衰减合格的ONU，其中，ONU以PON口为单位；
确定模块36，用于在PON口下有光路衰减合格的ONU时，确定合格ONU对应PON口下光路的分光级数，以及确定在不同分光级数下光分配网络ODN的故障。
可选的，确定模块包括：获取单元，用于对所有合格ONU进行测距获取对应ODN的总分光比，以及获取各个合格ONU的上/下行实际光衰，并计算上/下行实际光衰与上/下行理论光衰的上/下行光衰差；第一计算单元，用于遍历计算各个合格ONU的上/下行光衰差与总分光比光衰的差值；第一确定单元，用于在合格ONU的上/下行光衰差与总分光比光衰的差值都小于第二预设阈值时，确定PON口下合格ONU对应的光路为一级分光；在存在合格ONU的上/下行光衰差与总分光比光衰的差值小于第三预设阈值时，确定PON口下指定ONU对应的光路为多级分光。
可选的，确定模块包括：判断单元，用于判断PON口下光路的分光级数是一级分光还是多级分光；第二计算单元，用于在PON口下光路是一级分光或多级分光时，计算PON口下故障ONU的以下参数：上行距离、下行距离、第一差分距离；第二确定单元，用于当第一差分距离与光纤通道的实测距离的差值差大于第四预设阈值，确定ODN的支路存在故障；当上行距离与第一差分距离的差大于第四预设阈值时，确定ODN的分光器对应端口支路的上行方向存在故障；当下行距离与第一差分距离的差值大于第四预设阈值时，确定ODN的分光器对应端口支路的下行方向存在故障。
可选的，确定模块还包括：测距单元，用于在PON口下光路是多级分光时，对各PON口下光衰合格的ONU进行测距，确定距离最短的ONU作为指定ONU；第三计算单元，用于遍历计算光衰减异常的多个ONU与指定ONU之间的差值得到第二差分距离；以及遍历计算指定ONU与光衰减异常的多个ONU之间的差值得到理论距离差；第三确定单元，用于在存在理论距离差与第二差分距离差之差大于第四预设阈值的ONU时，确定对应ONU的支路衰减存在故障；在存在理论距离差与差分距离差之差小于第四预设阈值的ONU时，确定对应ONU对应的多级分光器连接端口衰减存在故障。
图4是根据本发明实施例的无源光网络系统的结构框图，如图4所示，包括：包括光线路终端OLT40、光分配网络ODN42、多个光网络单元ONU44，其中，ODN42包括：
获取模块420，用于获取OLT所属的多个ONU的上/下行光路衰减；
第一判断模块422，用于根据第一预设阈值判断多个ONU的光路衰减是否合格；
第二判断模块424，用于遍历判断无源光网络PON口下是否有光路衰减合格的ONU，其中，ONU以PON口为单位；
确定模块426，用于在PON口下有光路衰减合格的ONU时，确定合格ONU对应PON口下光路的分光级数，以及确定在不同分光级数下光分配网络ODN的故障。
需要说明的是，上述各个模块是可以通过软件或硬件来实现的，对于后者，可以通过以下方式实现，但不限于此：上述模块均位于同一处理器中；或者，上述各个模块以任意组合的形式分别位于不同的处理器中。
实施例3
本实施例是根据本发明的可选实施例，用于对本申请进行具体详细的说明：
本实施例涉及接入网中任意无源光网络(PON,Passive Optical Network)的点对多点(PToMP)以及点对点(PToP)通信技术/系统，并在所涉及的接入网络中实现一种xPON终端分光比自动查询以及ODN光路衰减快速检测定位的实现方法及系统。无源光网络设备根据工作机制可以分为基于以太网的无源光网络设备(EPON，Ethernet Passive OpticalNetwork)、千兆无源光网络设备(G-PON,Gigabit-capable Passive Optical Network)以及其它工作机制的无源光网络设备；这些无源光网络设备系统构架一致，均包含光线路终端(OLT，Optical Line Terminal)和光网络单元(ONU，Optical Network Unit)。对于点对点通信(PToP)接入系统也存在基本相同的组网系统架构，包含OLT以及ONU。
本实施例涉及一种用于在xPON系统中各个用户终端ODN关键指标(包括但不限于分光比)的查询以及ODN网络中关键资源：光纤资源(包括主干光纤、支路光纤)、分光器的异常光功率衰减的快速定位的方法。
本实施例针对的技术问题是为了解决现网xPON设备OLT与ONU之间海量光纤/光器件大分光比连接场景下，特定ONU的xPON ODN网络拓扑(分光比)查询以及光路衰减异常情况下ODN资源异常定位无法自动实现的问题，提出了一种xPON ODN光路衰减快速检测定位的实现方法。其ODN拓扑管理、异常光路衰减定位通过对特定ONU的上/下行光路衰减的测量找到指标合格/异常ONU；结合光纤上/下行衰减差异以及关键光器件衰减理论值进行计算与判断，找到光路指标合格ONU的ODN网络拓扑；同时对于指标异常ONU，引入标准量结合一定规则定位其ODN衰减异常位置。对采用类似ODN以及单纤双向组网管理认证方法的点对多点(P2MP)工作机制的系统是一致的。
本发明所述xPON系统终端分光比自动查询以及ODN光路衰减快速检测定位的实现方法如下：
第一步：OLT更新并维护光路衰减数据表，数据表内容至少包括但不限于ONU信息，ONU逻辑/物理位置，上行衰减，下行衰减，光路衰减合格/异常标记位，分光比。ONU标识与ONU逻辑/物理位置根据OLT本地的配置信息获得，其中ONU标识是可唯一表征ONU身份的信息，其他信息初始值为空。
第二步：通过网管、第三方运维平台或人机命令直接读取OLT PON口及通过标准规定接口(如EPON系统的扩展OAM、GPON系统的OMCI以及其他类似通讯接口)读取所属ONU的收发光功率；计算基于个ONU的上/下行光路衰减：Pattn_upstream(上行衰减)＝Ponut(ONU发送光功率)-Poltr(OLT接收)；Pattn_downstream(下行衰减)＝Poltt(OLT发送光功率)-Ponur(ONU接收)；更新光路衰减数据表中的“上行衰减”，“下行衰减”。
第三步：设定一定的光衰阈值1(对应上述实施例中的第一预设阈值，下同)(可选的，该光衰阈值一般根据PON设备采用的光模块规格定义的上/下行光功率预算以及一定的裕量进行确定)，遍历光路衰减数据表，当相关ONUn光路衰减小于设定阈值1时，标记为光路衰减合格(简称合格)的ONUstd_n，当相关ONU光路衰减大于设定阈值1时，标记为光路衰减异常(检测异常)的ONUabn_n，同时更新光路衰减数据表中的光路衰减合格/异常标记位。
第四步：对所有合格ONUstd_n进行测距获取对应ONU的ODN分光比，根据测距(distance)以及上/下行的光衰系数的乘积计算上/下行理论线路光衰Pattn_upstream_theory/Pattn_downstream_theory；基于ONU标识信息获取光路衰减数据表中的该ONUstd_n的上/下行光路衰减(Pattn_upstream/Pattn_downstream)，分别计算上/下行光衰差，计算方法为：理论线路光衰与实际测量光路衰减之差Patt_diff_upstream/downstream。上/下行光衰差分别与分光器理论光衰(Ottr_splitter)相比，分别设定阈值2、3(阈值2、3可根据网络经验值、如测量精度以及ODN网络设计时除分光器外其他器件衰减之和进行设定)：
1)当上/下行光衰差与总分光比光衰(总分光比网络建设时一般固定2k，或按PON口下ONU数量计算，当ONU数量大于2m，小于2n，则分光比为2m)之差小于某一阈值2，则说明对应ONUstd的分光比为2k或2m；
2)当上/下行光衰差与总分光比光衰之差大于阈值2，比较上/下行光衰与一级分光比与总分光比之间可能的各种分光比(分光比为2l次方)的光衰之差小于阈值3，则判断该ONUstd_n处于多级分光器下，且分光比为2l。
当所述ONU均为上述1)中情况，则判断为该ONU对应PON光路为一级分光，当存在ONU属于上述2)中情况，则判断为多级分光，并根据上述判断结果更新光路衰减数据表中的网络拓扑(分光比)。
第五步：遍历判断PON口下是否有光路衰减合格的ONU；若无，判断主干或一级分光器存在问题，输出主干光路衰减告警1(内容包括但不限于告警名称、告警逻辑/物理位置)；若有光路衰减合格的ONU，转第六步；
第六步：判断PON口下光路是一级分光还是多级分光；若一级分光转第七步；否则，多级分光转第十一步：
第七步：人为设定阈值4(根据工程实践进行设定，可修改)，针对PON口下故障ONUabn_n，分别计算上行距离、下行距离以及差分距离。其中，P_splitter为分光器衰减。
针对PON口下单个ONU，计算Distance_upstream＝(Pattn_upstream-P_splitter)/上行衰减系数Upstream_attenuation_coefficient
针对PON口下单个ONU，计算Distance_downstream＝(Pattn_downstream-P_splitter)/下行衰减系数Downstream_attenuation_coefficient
针对PON口下单个ONU，计算差分距离差：Distance_difference＝(Pattn_upstream-Pattn_downstream)/(上行衰减系数Upstream_attenuation_coefficient-下行衰减系数Downstream_attenuation_coefficient)
第八步：当Distance_difference与实测距离差大于一定阈值4，说明支路存在问题；
第九步：当Distance_upstream与Distance_difference距离差大于一定阈值4，说明分光器对应端口支路上行方向有问题；
第十步：当Distance_downstream与Distance_difference距离差大于一定阈值4，说明分光器对应端口支路下行方向有问题；
第十一步：当PON口下可能为多级分光时：检出各PON口下是否有光衰合格ONUstd_n；若有，对合格ONU进行测距，找到距离最短的ONU作为ONUstd_min；
第十二步：ONUstd_min与ONUabn_n距离差为Distance_Theory＝ONUstd_min-ONUabn_n，计算ONUabn_n与ONUstd_min的Distance_difference之差，若理论距离差与差分距离差之差大于指定阈值4，判断为对应ONUn支路衰减存在问题；若差小于指定阈值，则判断ONUn对应多级分光器连接端口衰减有问题。
第十三步：定期检测并生成相关告警，通过网管/第三方运维平台进行处理。定期检测发现告警消息后，重新更新光路衰减数据表。
图5是本发明实施例的整体流程图，对应于上述实现方式，包括如下步骤：
S301：OLT更新并维护光路衰减数据表，数据表内容至少包括但不限于ONU信息，ONU逻辑/物理位置，上行衰减，下行衰减，光路衰减合格/异常标记位，分光比。ONU标识与ONU逻辑/物理位置根据OLT本地的配置信息获得，其中ONU标识是可唯一表征ONU身份的信息，其他信息初始值为空。
S302：通过网管、第三方运维平台或人机命令直接读取OLT PON口及通过标准规定接口(如EPON系统的扩展OAM、GPON系统的OMCI以及其他类似通讯接口)读取所属ONU的收发光功率；计算基于个ONU的上/下行光路衰减：Pattn_upstream(上行衰减)＝Ponut(ONU发送光功率)-Poltr(OLT接收)；Pattn_downstream(下行衰减)＝Poltt(OLT发送光功率)-Ponur(ONU接收)；更新光路衰减数据表中的“上行衰减”，“下行衰减”。
S303：设定一定的光衰阈值1(该光衰阈值一般根据PON设备采用的光模块规格定义的上/下行光功率预算以及一定的裕量进行确定)，遍历光路衰减数据表，当相关ONUn光路衰减小于设定阈值1时，标记为光路衰减合格(简称合格)的ONUstd_n，当相关ONU光路衰减大于设定阈值1时，标记为光路衰减异常(检测异常)的ONUabn_n，同时更新光路衰减数据表中的光路衰减合格/异常标记位。
S304：第四步：对所有合格ONUstd_n进行测距获取对应ONU的ODN分光比，根据测距(distance)以及上/下行的光衰系数的乘积计算上/下行理论线路光衰Pattn_upstream_theory/Pattn_downstream_theory；基于ONU标识信息获取光路衰减数据表中的该ONUstd_n的上/下行光路衰减(Pattn_upstream/Pattn_downstream)，分别计算上/下行光衰差，计算方法为：理论线路光衰与实际测量光路衰减之差Patt_diff_upstream/downstream。上/下行光衰差分别与分光器理论光衰(Ottr_splitter)相比，分别设定阈值2、3(阈值2、3可根据网络经验值、如测量精度以及ODN网络设计时除分光器外其他器件衰减之和进行设定)：
1)当上/下行光衰差与总分光比光衰(总分光比网络建设时一般固定2k，或按PON口下ONU数量计算，当ONU数量大于2m，小于2n，则分光比为2m)之差小于某一阈值2，则说明对应ONUstd的分光比为2k或2m；
2)当上/下行光衰差与总分光比光衰之差大于阈值2，比较上/下行光衰与一级分光比与总分光比之间可能的各种分光比(分光比为2l次方)的光衰之差小于阈值3，则判断该ONUstd_n处于多级分光器下，且分光比为2l。
当所有ONU均为上述1)中情况，则判断为一级分光，当存在ONU属于上述2)中情况，则判断为多级分光，并根据上述判断结果更新光路衰减数据表中的网络拓扑(分光比)。
S305：遍历判断PON口下是否有光路衰减合格的ONU；若无，判断主干或一级分光器存在问题，输出主干光路衰减告警1(内容包括但不限于告警名称、告警逻辑/物理位置)；若有光路衰减合格的ONU，转S306；
S306：判断PON口下光路是一级分光还是多级分光；若一级分光转S307：，否则多级分光转第S311：
S307：人为设定阈值4(根据工程实践进行设定，可修改)，，针对PON口下故障ONUabn_n，分别计算上行距离、下行距离以及差分距离。其中，P_splitter为分光器衰减。
针对PON口下单个ONU，计算Distance_upstream＝(Pattn_upstream-P_splitter)/上行衰减系数Upstream_attenuation_coefficient
针对PON口下单个ONU，计算Distance_downstream＝(Pattn_downstream-P_splitter)/下行衰减系数Downstream_attenuation_coefficient
针对PON口下单个ONU，计算差分距离差：Distance_difference＝(Pattn_upstream-Pattn_downstream)/(上行衰减系数Upstream_attenuation_coefficient-下行衰减系数Downstream_attenuation_coefficient)
S308：当Distance_difference与实测距离差大于一定阈值4，说明支路存在问题；
S309：当Distance_upstream与Distance_difference距离差大于一定阈值4，说明分光器对应端口支路上行方向有问题；
S310：当Distance_downstream与Distance_difference距离差大于一定阈值4，说明分光器对应端口支路下行方向有问题；
S311：当PON口下可能为多级分光时：检出各PON口下是否有光衰合格ONUstd_n；若有，对合格ONU进行测距，找到距离最短的ONU作为ONUstd_min；
S312：ONUstd_min与ONUabn_n距离差为Distance_Theory＝ONUstd_min-ONUabn_n，计算ONUabn_n与ONUstd_min的Distance_difference之差，若理论距离差与差分距离差之差大于指定阈值4，判断为对应ONUn支路衰减存在问题；若差小于指定阈值，则判断ONUn对应多级分光器连接端口衰减有问题。
S313：定期检测并生成相关告警，通过网管/第三方运维平台进行处理。定期检测发现告警消息后，重新更新光路衰减数据表。
通过本实施例的方法，通过对特定ONU的上/下行光路衰减的测量找到指标合格/异常ONU；结合光纤上/下行衰减差异以及关键光器件衰减理论值进行计算与判断，找到光路指标合格ONU的ODN网络拓扑；同时对于指标异常ONU，引入标准量结合一定规则定位其ODN衰减异常位置。从而避免了传统方式中xPON网络以及采用类似机制的系统中局端与终端设备间海量光纤/光器件定位管理与故障定位困难、效率低下以及易受干扰的缺点，提高了xPON网络中ODN光纤管理，光衰异常定位效率，同时由于采用了基于xPON系统的标准通讯协议作为ODN光纤管理定位的标识，因此为开通、管理、维护提供了一种高效，便捷的方法，并具备良好的扩展性。
实施例4
本发明的实施例还提供了一种存储介质。可选地，在本实施例中，上述存储介质可以被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：
S1，获取光线路终端OLT所属的多个光网络单元ONU的上/下行光路衰减；
S2，根据第一预设阈值判断多个ONU的光路衰减是否合格；
S3，遍历判断无源光网络PON口下是否有光路衰减合格的ONU，其中，ONU以PON口为单位。
S4，在PON口下有光路衰减合格的ONU时，确定合格ONU对应PON口下光路的分光级数，以及确定在不同分光级数下光分配网络ODN的故障。
可选地，在本实施例中，上述存储介质可以包括但不限于：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
可选地，在本实施例中，处理器根据存储介质中已存储的程序代码执行获取光线路终端OLT所属的多个光网络单元ONU的上/下行光路衰减；
可选地，在本实施例中，处理器根据存储介质中已存储的程序代码执行根据第一预设阈值判断多个ONU的光路衰减是否合格；
可选地，在本实施例中，处理器根据存储介质中已存储的程序代码执行遍历判断无源光网络PON口下是否有光路衰减合格的ONU，其中，ONU以PON口为单位；
可选地，在本实施例中，处理器根据存储介质中已存储的程序代码执行在PON口下有光路衰减合格的ONU时，确定合格ONU对应PON口下光路的分光级数，以及确定在不同分光级数下光分配网络ODN的故障。
可选地，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及可选实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种光分配网络的故障检测方法，其特征在于，包括：
获取光线路终端OLT所属的多个光网络单元ONU的上/下行光路衰减；
根据第一预设阈值判断所述多个ONU的光路衰减是否合格；
遍历判断无源光网络PON口下是否有光路衰减合格的ONU，其中，所述ONU以PON口为单位；
在所述PON口下有光路衰减合格的ONU时，确定合格ONU对应PON口下光路的分光级数，以及确定在不同分光级数下光分配网络ODN的故障。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取光线路终端OLT所属的多个ONU的上/下行光路衰减包括：
读取OLT所属多个ONU的收发光功率；
根据所述收发光功率计算所述多个ONU的上/下行光路衰减；
将所述多个ONU的上/下行光路衰减更新到光路衰减数据表中。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据第一预设阈值判断所述多个ONU的光路衰减是否合格之前，所述方法还包括：
根据PON设备采用的光模块规格定义的上/下行光功率预算和预定裕量确定所述第一预设阈值。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定合格ONU对应PON口下光路的分光级数包括：
对所有所述合格ONU进行测距获取对应ODN的总分光比，以及获取各个所述合格ONU的上/下行实际光衰，并计算上/下行实际光衰与上/下行理论光衰的上/下行光衰差；
遍历计算各个所述合格ONU的上/下行光衰差与所述总分光比光衰的差值；
在所述合格ONU的上/下行光衰差与所述总分光比光衰的差值都小于第二预设阈值时，确定所述PON口下指定ONU对应光路为一级分光；在存在所述合格ONU的上/下行光衰差与所述总分光比光衰的差值小于第三预设阈值时，确定所述PON口下指定ONU对应光路为多级分光。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定在不同分光级数下ODN的故障包括：
判断PON口下光路的分光级数是一级分光还是多级分光；
在PON口下光路是一级分光或多级分光时，计算所述PON口下故障ONU的以下参数：上行距离、下行距离、第一差分距离；
当所述第一差分距离与光纤通道的实测距离的差值差大于第四预设阈值，确定ODN的支路存在故障；当所述上行距离与所述第一差分距离的差大于所述第四预设阈值时，确定ODN的分光器对应端口支路的上行方向存在故障；当所述下行距离与所述第一差分距离的差值大于所述第四预设阈值时，确定ODN的分光器对应端口支路的下行方向存在故障。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在判断PON口下光路的分光级数是一级分光还是多级分光之后，所述方法还包括：
在PON口下光路是多级分光时，对各PON口下光衰合格的ONU进行测距，确定距离最短的ONU作为标称ONU；
遍历计算光衰减异常的多个ONU与所述标称ONU之间的差值得到第二差分距离；以及遍历计算指定ONU与光衰减异常的多个ONU之间的差值得到理论距离差；
在存在所述理论距离差与所述第二差分距离差之差大于所述第四预设阈值的ONU时，确定对应ONU的支路衰减存在故障；在存在所述理论距离差与差分距离差之差小于第四预设阈值的ONU时，确定对应ONU对应的多级分光器连接端口衰减存在故障。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在PON口下没有光路衰减合格的ONU时，确定主干光路或一级分光器存在故障。
8.一种光分配网络的故障检测装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取光线路终端OLT所属的多个光网络单元ONU的上/下行光路衰减；
第一判断模块，用于根据第一预设阈值判断所述多个ONU的光路衰减是否合格；
第二判断模块，用于遍历判断无源光网络PON口下是否有光路衰减合格的ONU，其中，所述ONU以PON口为单位；
确定模块，用于在所述PON口下有光路衰减合格的ONU时，确定合格ONU对应PON口下光路的分光级数，以及确定在不同分光级数下光分配网络ODN的故障。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述确定模块包括：
获取单元，用于对所有所述合格ONU进行测距获取对应ODN的总分光比，以及获取各个所述合格ONU的上/下行实际光衰，并计算上/下行实际光衰与上/下行理论光衰的上/下行光衰差；
第一计算单元，用于遍历计算各个所述合格ONU的上/下行光衰差与所述总分光比光衰的差值；
第一确定单元，用于在所述合格ONU的上/下行光衰差与所述总分光比光衰的差值都小于第二预设阈值时，确定所述PON口下合格ONU对应的光路为一级分光；在存在所述合格ONU的上/下行光衰差与所述总分光比光衰的差值小于第三预设阈值时，确定所述PON口下指定ONU对应的光路为多级分光。
10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述确定模块包括：
判断单元，用于判断PON口下光路的分光级数是一级分光还是多级分光；
第二计算单元，用于在PON口下光路是一级分光或多级分光时，计算所述PON口下故障ONU的以下参数：上行距离、下行距离、第一差分距离；
第二确定单元，用于当所述第一差分距离与光纤通道的实测距离的差值差大于第四预设阈值，确定ODN的支路存在故障；当所述上行距离与所述第一差分距离的差大于所述第四预设阈值时，确定ODN的分光器对应端口支路的上行方向存在故障；当所述下行距离与所述第一差分距离的差值大于所述第四预设阈值时，确定ODN的分光器对应端口支路的下行方向存在故障。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述确定模块还包括：
测距单元，用于在PON口下光路是多级分光时，对各PON口下光衰合格的ONU进行测距，确定距离最短的ONU作为标称ONU；
第三计算单元，用于遍历计算光衰减异常的多个ONU与所述标称ONU之间的差值得到第二差分距离；以及遍历计算标称ONU与光衰减异常的多个ONU之间的差值得到理论距离差；
第三确定单元，用于在存在所述理论距离差与所述第二差分距离差之差大于所述第四预设阈值的ONU时，确定对应ONU的支路衰减存在故障；在存在所述理论距离差与差分距离差之差小于第四预设阈值的ONU时，确定对应ONU对应的多级分光器连接端口衰减存在故障。
12.一种无源光网络系统，包括光线路终端OLT、光分配网络ODN、多个光网络单元ONU，其特征在于，所述ODN包括：
获取模块，用于获取所述OLT所属的多个ONU的上/下行光路衰减；
第一判断模块，用于根据第一预设阈值判断所述多个ONU的光路衰减是否合格；
第二判断模块，用于遍历判断无源光网络PON口下是否有光路衰减合格的ONU，其中，所述ONU以PON口为单位；
确定模块，用于在所述PON口下有光路衰减合格的ONU时，确定合格ONU对应PON口下光路的分光级数，以及确定在不同分光级数下光分配网络ODN的故障。
13.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的程序，其中，所述程序运行时执行权利要求1至7中任一项所述的方法。
14.一种处理器，其特征在于，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行权利要求1至7中任一项所述的方法。
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