CN113873358B - 分光器、光分布网络及确定光滤波结构对应波长方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供给了一种分光器、光分布网络以及确认波长方法，分光器包括：入光段、N个分支分光段，至少N‑1个光滤波结构，每一所述光滤波结构反射一种波长的光信号，所述至少N‑1个光滤波结构包括特殊光滤波结构和至少N‑3个普通光滤波结构，每个所述至少N‑3个普通光滤波结构反射的光信号的波长为普通波长；所述第一特殊光滤波结构反射的光信号的波长为第一特殊波长，所述第二特殊光滤波结构反射的光信号的波长为第二特殊波长，其中，所述至少N‑3个普通波长成等差数列，所述第一特殊波长与最大的普通波长两者之间的差值大于所述等差数列的公差，所述第二特殊波长与最小普通波长的差值大于所述等差数列的公差。节约波长资源。
Description
技术领域
本发明实施例涉及光通信技术领域，尤其涉及一种分光器、光分布网络及确定光滤波结构对应波长的方法。
背景技术
随着光纤网络规模迅速扩大，无源光网络技术逐渐成为光接入网技术的热点。为了保障通信，提高光纤网络的可用率，一方面要及时掌握光纤链路的运行状况，及时发现劣化趋势，防患于未然；另一方面，当光纤链路出现断点时，能够快速响应，准确定位，缩短寻找障碍历时。
现有技术中，在分光器的不同端口分别设置不同特征波长的光栅，当波长可调的光时域反射仪(Optical Time Domain Reflectometer，OTDR)发出某波长探测光时，被对应波长的端口的光栅反射或投射，返回的光被OTDR探测并识别，从而实现远端对分光器端口的标识和识别。通常来说分光器可工作的温度范围为-40℃-85℃，但是由于光栅易受温度变化的影响，其光栅对应的中心波长可以漂移达到正负1nm，因此，为了得到能够区分不同波长对应不同端口的目的，上述在分光器的不同端口配置的不同中心波长之间至少要保留2nm之间的差距，然而能被OTDR采纳的可用波段是有限的，例如：可用波段范围为1600-1620nm，因此分光器最多只能配置10种不同的中心波长的FBG，这样无法应用超过10个端口的分光器，这给该技术的推广带来的障碍。
发明内容
本发明实施例提供一种分光器、光分布网络以及确定光滤波结构对应波长的方法，用以解决分光器上各个端口设置光栅占用的波长过多的问题。
第一方面，提供一种分光器，包括：入光段、N个分支分光段，至少N-1个光滤波结构，每一所述光滤波结构反射一种波长的光信号，其中，N为大于或等于4的整数，所述至少N-1个光滤波结构包括特殊光滤波结构和至少N-3个普通光滤波结构，所述至少N-3个普通光滤波结构分别一一对应地设置在至少N-3个分支分光段中，每个所述至少N-3个普通光滤波结构反射的光信号的波长为普通波长；该所述特殊光滤波结构包括第一特殊光滤波结构和第二特殊光滤波结构中至少一个，所述第一特殊光滤波结构反射的光信号的波长为第一特殊波长，所述第二特殊光滤波结构反射的光信号的波长为第二特殊波长，其中，所述至少N-3个普通波长成等差数列，所述第一特殊波长与最大的普通波长两者之间的差值大于所述等差数列的公差，所述第二特殊波长与最小普通波长的差值大于所述等差数列的公差。由于设定了两类波长，等差波长和特殊波长，因此在网路侧发送测试光检测终端所在光链路时，能够很大程度上减少测试光的种类，节约波长资源，减小网路侧的测试光波长扫描范围，降低网路侧的发送测试光的器件的制作难度和成本，易于实现。
根据上述第一方面以及第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，当所述分光器包括所述第一特殊光滤波结构和所述第二特殊光滤波结构时，所述第一特殊光滤波结构和所述第二特殊光滤波结构均设置在所述入光段中，所述至少N-3个分支分光段的数量为N-1或者N；或者，所述第一特殊光滤波结构和所述第二特殊光滤波结构设置2个分支分光段中，其中，所述2个分支分光段不属于所述至少N-3个分支分光段，所述至少N-3个分支分光段的数量为N-3或者N-2；或者，所述第一特殊光滤波结构和所述第二特殊光滤波结构中的一个设置在所述入光段中，所述第一特殊光滤波结构和所述第二特殊光滤波结构中另一个设置在1个分支分光段中，其中，所述1个分支分光段不属于所述至少N-3个分支分光段，所述至少N-3个分支分光段的数量为N-2或者N-1。
根据上述第一方面以及第一种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，当所述分光器只包括所述第一特殊光滤波结构或只包括所述第二特殊光滤波结构时，所述第一特殊光滤波结构或者所述第二特殊光滤波结构设置在所述入光段，所述至少N-3个分支分光段的数量为N-1或者N；或者，所述第一特殊光滤波结构或者所述第二特殊光滤波结构设置在1个分支分光段中，其中，所述1个分支分光段不属于所述至少N-3个分支分光段，所述至少N-3个分支分光段的数量为N-2或者N-1。
根据上述第一方面以及上述任意一种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述分光器为等比分光器或者不等比分光器。其中，当所述分光器为不等比分光器，所述不等比分光器还包括1个旁路出光段，所述旁路出光段设置的光滤波结构以特定的反射率反射一种旁路波长的光信号，所述旁路波长为不同于所述普通波长、所述第一特殊波长或者所述第二特殊波长的任意一种。
根据上述第一方面以及上述任意一种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述分光器为平面光波导PLC分光器，所述PLC分光器包括入光端光纤、N根出光端光纤、和平面光波导；所述平面光波导包括入光波导端、N个出光波导端、以及连接于所述入光波导端和所述N个出光波导端之间的中间分支波导；所述入光端光纤与所述入光波导端连接，所述入光段包括所述入光端光纤与所述入光波导端；所述N根出光端光纤与所述N个出光波导端一一对应连接；每一所述分支分光段包括所述中间分支波导、一对相互连接的所述出光波导端和所述出光端光纤。
根据上述第一方面以及上述任意一种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，所述光滤波结构设置在所述中间分支波导、所述出光波导端、和所述出光端光纤中的至少一种。其中出光端光纤包括带纤，所述光滤波结构设置在所述带纤上。
根据上述第一方面可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，所述分光器为熔融拉锥分光器，所述熔融拉锥分光器包括入光端光纤、耦合区光纤和N根出光端光纤，所述光滤波结构设置在所述出光端光纤上。更加便于制作光滤波结构，制备简单，例如可以集中刻蚀光栅，降低成本。
根据上述第一方面以及上述任意一种可能的实现方式，在第八种可能的实现方式中，还包括温飘一致性封装盒，所述温飘一致性封装盒用于在环境温度变化时，使得温飘一致性封装盒内的温度分布均匀，所述至少N-1个光滤波结构封装固定在所述温飘一致性封装盒内部，或者，所述至少N-3个普通光滤波结构封装固定在所述温飘一致性封装盒内部。
根据上述第一方面以及上述任意一种可能的实现方式，在第九种可能的实现方式中，所述光滤波结构具体为布拉格光栅、长周期光栅或者滤光膜。
第二方面、提供一种分光器，包括：入光段、N个分支分光段，至少N-1个光滤波结构，每一所述光滤波结构反射一种波长的光信号，其中，所述光滤波结构包括特殊光滤波结构和至少N-3个普通光滤波结构，在所述至少N-3个普通光滤波结构中，至少存在两个普通光滤波结构反射的光信号的波长是相同的但反射率不同；所述至少N-3个普通光滤波结构分别一一对应地设置在至少N-3个分支分光段中，每个所述至少N-3个普通光滤波结构反射的光信号的波长为普通波长，所述特殊光滤波结构包括第一特殊光滤波结构和第二特殊光滤波结构中至少一个，所述第一特殊光滤波结构反射的光信号的波长为第一特殊波长，所述第二特殊光滤波结构反射的光信号的波长为第二特殊波长；其中，所述至少N-3个普通波长中不同波长值成等差数列，所述第一特殊波长与最大的普通波长两者之间的差值大于所述等差数列的公差，所述第二特殊波长与最小普通波长的差值大于所述等差数列的公差。由于不仅仅设定了两类波长，还设置相同波长情况下的不同分辨率，因此在网路侧发送测试光检测终端所在光链路时，能够很大程度上减少测试光的种类，节约波长资源，减小网路侧的测试光波长扫描范围，降低网路侧的发送测试光的器件的制作难度和成本，易于实现。
根据上述第二方面，在第二种可能的实现方式中，当所述分光器包括所述第一特殊光滤波结构和所述第二特殊光滤波结构时，所述第一特殊光滤波结构和所述第二特殊光滤波结构均设置在所述入光段中，所述至少N-3个分支分光段的数量为N-1或者N；或者，所述第一特殊光滤波结构和所述第二特殊光滤波结构设置2个分支分光段中，其中，所述2个分支分光段不属于所述至少N-3个分支分光段，所述至少N-3个分支分光段的数量为N-3或者N-2；或者，所述第一特殊光滤波结构和所述第二特殊光滤波结构中的一个设置在所述入光段中，所述第一特殊光滤波结构和所述第二特殊光滤波结构中另一个设置在1个分支分光段中，其中，所述1个分支分光段不属于所述至少N-3个分支分光段，所述至少N-3个分支分光段的数量为N-2或者N-1。
根据上述第二方面，在第三种可能的实现方式中，当所述分光器只包括所述第一特殊光滤波结构或只包括所述第二特殊光滤波结构时，所述第一特殊光滤波结构或者所述第二特殊光滤波结构设置在所述入光段，所述至少N-3个分支分光段的数量为N-1或者N；或者，所述第一特殊光滤波结构或者所述第二特殊光滤波结构设置在1个分支分光段中，其中，所述1个分支分光段不属于所述至少N-3个分支分光段，所述至少N-3个分支分光段的数量为N-2或者N-1。
根据上述第二方面以及上述任意一种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述分光器为等比分光器或者不等比分光器。其中，当所述分光器为不等比分光器，所述不等比分光器还包括1个旁路出光段，所述旁路出光段设置的光滤波结构以特定的反射率反射一种旁路波长的光信号，所述旁路波长为不同于所述普通波长、所述第一特殊波长或者所述第二特殊波长的任意一种。
根据上述第二方面以及上述任意一种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，还包括温飘一致性封装盒，所述温飘一致性封装盒用于在环境温度变化时，使得温飘一致性封装盒内的温度分布均匀，所述至少N-1个光滤波结构封装固定在所述温飘一致性封装盒内部，或者，所述至少N-3个普通光滤波结构封装固定在所述温飘一致性封装盒内部。由于温度漂移一致性要远远优于分布式的普通光栅。在不利用昂贵的温度补偿措施前提下，低成本高效率实现窄带宽，窄间隔的高密度的频谱资源利用。
第三方面，提供了一种光分布网络，包括一级分光器和二级分光器，其中，一级分光器和二级分光器均可以如第一方面及其任意的一种实现方式的分光器，也可以为第二方面及其任意的一种实现方式的分光器，其中，一级分光器的光滤波结构反射的光信号波长最大值与所述二级分光器的光滤波结构反射的光信号波长最小值的差值大于所述等差数列的公差。由于设定了两类波长，等差波长和特殊波长，因此在网路侧发送测试光检测终端所在光链路时，能够很大程度上减少测试光的种类，节约波长资源，减小网路侧的测试光波长扫描范围，降低网路侧的发送测试光的器件的制作难度和成本，易于实现。
第四方面，提供一种确定分光器包含的光滤波结构对应波长的方法，该方法应用在网络设备，包括：根据存储的默认温度下的普通波长和特殊波长，以及最大漂移值，依次发送M个测试光信号，并接收到X个反射光信号，其中，X小于M，且X和M是自然数，所述反射光信号为所述测试光信号遇到分光器的光滤波结构所反射得到的；所述测试光信号的波长在漂移差值和漂移和值的范围之间，其中，所述漂移差值为在所述默认温度下的普通波长和特殊波长中最小值减去最大漂移值，所述漂移和值为所述默认温度下的普通波长和特殊波长中最大值加上最大漂移值；所述普通波长为普通光滤波结构反射的光信号的波长，所述特殊波长为所述特殊光滤波结构反射的光信号的波长；根据所述接收到X个反射光信号对应测试光信号的波长，以及存储的默认温度下的所述特殊波长与分支分光段的映射关系和所述特殊波长与入光段的映射关系中至少一种的映射关系和默认温度下的所述普通波长与分支分光段的映射关系，确定在当前温度下各个分支分光段对应的波长。由于设定了两类波长，等差波长和特殊波长，因此在网路侧发送测试光检测终端所在光链路时，能够很大程度上减少测试光的种类，节约波长资源，减小网路侧的测试光波长扫描范围，降低网路侧的发送测试光的器件的制作难度和成本，易于实现。
根据上述第四方面，在第一种可能的实现方式中，所述依次发送M个测试光信号，具体包括：在所述在漂移差值和漂移和值的范围之间，每隔一固定步长发送1个测试光信号。
根据上述第四方面，在第二种可能的实现方式中，所述依次发送M个测试光信号，具体包括：在所述在漂移差值和漂移和值的范围之间，每隔一固定步长发送1个测试光信号，当接收到第一个反射光信号后，依次以所述第一个反射信号对应的测试光信号的波长为基准，每隔1个公差发送1个测试光信号，其中，所述固定步长小于所述公差，所述公差为所述默认温度下的所有普通波长成为等差数列的公差。
根据上述第四方面以及上述任意一种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，在所述确定在当前温度下各个分支分光段对应的波长之后，还包括：
根据存储的分支分光段的普通光滤波结构的反射率，计算出所述分支分光段的普通光滤波结构所反射的反射光信号的理论功率；根据接收到所述分支分光段所反射的反射光信号的实际功率和所述理论功率，确定所述分支分光段至网路侧设备之间的光链路是否异常。
第五方面，提供了一种网络设备，所述网络设备包括收发器和处理器；所述收发器用于根据存储的默认温度下的普通波长和特殊波长以及最大漂移值，依次发送M个测试光信号，并接收到X个反射光信号，其中，所述反射光信号为所述测试光信号遇到分光器的光滤波结构所反射得到的；所述测试光信号的波长在漂移差值和漂移和值的范围之间，其中，所述漂移差值为在所述默认温度下的普通波长和特殊波长中最小值减去最大漂移值，所述漂移和值为所述默认温度下的普通波长和特殊波长中最大值加上最大漂移值；所述普通波长为普通光滤波结构反射的光信号的波长，所述特殊波长为所述特殊光滤波结构反射的光信号的波长；所述处理器用于根据所述接收到X个反射光信号对应测试光信号的波长，以及存储的默认温度下的所述特殊波长与分支分光段的映射关系和所述特殊波长与入光段的映射关系中至少一种的映射关系和默认温度下的所述普通波长与分支分光段的映射关系，确定在当前温度下各个分支分光段对应的波长。由于设定了两类波长，等差波长和特殊波长，因此在网路侧发送测试光检测终端所在光链路时，能够很大程度上减少测试光的种类，节约波长资源，减小网路侧的测试光波长扫描范围，降低网路侧的发送测试光的器件的制作难度和成本，易于实现。
根据第五方面，在第五方面的第一种实现方式中，所述收发器用于在所述在漂移差值和漂移和值的范围之间，每隔一固定步长发送1个测试光信号。
根据第五方面，在第五方面的第二种可能的实现方式中，所述收发器用于在所述在漂移差值和漂移和值的范围之间，每隔一固定步长发送1个测试光信号，当接收到第一个反射光信号后，依次以所述第一个反射信号对应的测试光信号的波长为基准，每隔1个公差发送1个测试光信号，其中，所述固定步长小于所述公差，所述公差为所述默认温度下的所有普通波长成为等差数列的公差。
根据第五方面以及上述任意一种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，处理器还用于：根据存储的分支分光段的普通光滤波结构的反射率，计算出所述分支分光段的普通光滤波结构所反射的反射光信号的理论功率；根据接收到所述分支分光段所反射的反射光信号的实际功率和所述理论功率，确定所述分支分光段至网路侧设备之间的光链路是否异常。
如果网络设备中存储了某个分支分光段上设置的普通光滤波结构的反射率，比如：50％，可以计算出该分支分光段的普通光滤波结构所反射的反射光信号的理论功率的理论功率，即理论功率为测试光信号的功率的50％。并测量出实际接收到的反射光信号的实际功率，如果理论功率和实际功率的差值在一定阈值内，则说明该分支分光段到网络侧设备之间光链路是正常的，如果理论功率和实际功率的差值超出了该阈值，则说明该分支分光段到网络侧设备之间光链路是不正常的。
第六方面，提供一种无源光网络PON系统，所述PON系统包括上述的设备，以及上述的光分布网络ODN。
本申请的又一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有上述第四方面及其任一实现方式所述网络设备所用的相应的计算机软件指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各方面所述的相应方法步骤。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例中PLC分光器的结构示意图；
图2为本发明另一实施例中PLC分光器的结构示意图；
图3为本发明又一实施例中PLC分光器的结构示意图；
图4为本发明又一实施例中PLC分光器的结构示意图；
图5为为本发明一实施例中FBT分光器的结构示意图；
图6为为本发明另一实施例中FBT分光器的结构示意图；
图7为为本发明一实施例中场景1的等比分光器的结构示意图；
图8为为本发明一实施例中场景2的等比分光器的结构示意图；
图9为为本发明一实施例中场景3的等比分光器的结构示意图；
图10为为本发明一实施例中场景4的等比分光器的结构示意图；
图11为为本发明一实施例中场景5的等比分光器的结构示意图；
图12为为本发明一实施例中场景6的等比分光器的结构示意图；
图13为为本发明一实施例中场景7的等比分光器的结构示意图；
图14为为本发明一实施例中场景8的等比分光器的结构示意图；
图15为为本发明一实施例中场景9的等比分光器的结构示意图；
图16为为本发明一实施例中场景10的等比分光器的结构示意图；
图17为为本发明一实施例中不等比分光器的结构示意图；
图18为为本发明一实施例中另一种分光器的结构示意图；
图19为为本发明一实施例中光分布网络的结构示意图；
图20为本发明一实施例确定分光器包含的光滤波结构对应波长的方法的流程示意图；
图21为本发明一实施例提供的一种网络设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例应用在无源光网络(passive optical network，PON)系统中，通常包括光线路终端(optical Line Termination，OLT)、光分布网络(optical distributionnetwork，ODN)和光网络单元(optical network unit，ONU)，ODN为OLT和ONU之间提供光传输物理通道。本申请实施例中的PON系统可以为下一代PON(next-generation PON，NG-PON)、NG-PON1、NG-PON2、千兆比特PON(gigabit-capable PON，GPON)、10吉比特每秒PON(10gigabit per second PON，XG-PON)、对称10吉比特无源光网络(10-gigabit-capablesymmetric passive optical network，XGS-PON)、以太网PON(Ethernet PON，EPON)、10吉比特每秒EPON(10gigabit per second EPON，10G-EPON)、下一代EPON(next-generationEPON，NG-EPON)、波分复用(wavelength-division multiplexing，WDM)PON、时分波分堆叠复用(time-and wavelength-division multiplexing，TWDM)PON、点对点(point-to-point，P2P)WDM PON(P2P-WDM PON)、异步传输模式PON(asynchronous transfer modePON，APON)、宽带PON(broadband PON，BPON)，等等，以及25吉比特每秒PON(25gigabit persecond PON，25G-PON)、50吉比特每秒PON(50gigabit per second PON，50G-PON)、100吉比特每秒PON(100gigabit per second PON，100G-PON)、25吉比特每秒EPON(25gigabit persecond EPON，25G-EPON)、50吉比特每秒EPON(50gigabit per second EPON，50G-EPON)、100吉比特每秒EPON(100gigabit per second EPON，100G-EPON)，以及ITU规定的其他各种PON系统、或者IEEE规定的其他各种PON系统等。
在该PON系统中，从OLT到ONU的方向定义为下行方向，而从ONU到OLT的方向定义为上行方向。OLT是光接入网的核心部件，通常位于中心局(Central Office，CO)，可以统一管理至少一个ONU，OLT用于为接入的各个ONU提供数据以及提供管理等等。OLT可以用于向各个ONU发送光信号，并接收各个ONU反馈的信息，以及对ONU反馈的信息或其他数据等进行处理。ONU用于接收OLT发送的数据，响应OLT的管理命令、对用户的以太网数据进行缓存，并在OLT分配的发送窗口中向上行方向发送数据等等。
ODN一般包括光配线架(Optical Distribution Frame，ODF)、光缆接头盒(也称作分光熔接盒(splitting and splicing closure,SSC))、光缆交接箱(也称作光纤分配终端(fiber distribution terminal，FDT))、光纤分纤箱(也称作光纤接入终端(fiber accessterminal,FAT))、光纤终端盒(也称作接入终端盒(access terminal box,ATB))等，其中FDT可以包括分光器1，FAT可以包括分光器2。从OLT出来的光信号依次经由ODF、SSC、FDT中的分光器1进行分光、FAT中的分光器2进行分光、以及经由ATB后到达ONU，即从OLT出来的光信号经由OLT与该ONU之间的光链路传输至ONU。其中，分光器1将接收到的光信号功率等分，其中一个支路传输至分光器2，然后分光器2再将接收到的光信号功率等分，各个支路分别传输至所连接的ONU。其中，ODN中最后一级分光器的输出端作为ODN的输出端口，ONU连接至ODN的输出端口。
本申请实施例提供了一种分光器，该分光器也可以称为分光器模块、光分路器等。该分光器用于将一路光信号分为多路光信号。该分光器可以用在需要分光的场景，例如用在光分布网络(optical distribution network，ODN)中。以分光器用在ODN中为例，分光器可以设置在分光装置中，分光装置例如可以是ODF、SSC、FDT、FAT、ATB等设备，也可以是ODN中的其他设备。
在本发明实施例中，参照图1、图2、图3、图4、图5和图6，图1至图4为本发明实施例中平面光波导(planar lightwave circuit,PLC)分光器的结构示意图，图5和图6为本发明实施例中熔融拉锥(Fused biconical taper，FBT)分光器的结构示意图。分光器包括入光段100和N个分支分光段200，N为大于或等于2的整数，光信号经由入光段100进入，并从N个分支分光段200输出。可以在入光端100和至少N-3个分支分光段200中的每个分支分光段200上设有光滤波结构210，每一个光滤波结构以特定的反射率反射一种波长的光信号或者透射率透射一种波长的光信号，也可以理解为光滤波结构210以特定的反射率反射一种中心波长的光信号或者以特定的透射率透射一种中心波长的光信号。可以理解的是，光滤波结构210反射的是一段波长范围的光信号，该段波长的光信号具有中心波长，在中心波长上反射率达到最大值或者透射率达到最小值。每个分支分光段200设置的光滤波结构210可以共同位于温飘一致性封装盒260中。其中温飘一致性封装盒260可以用于在分光器所处的环境温度变化时，使得温飘一致性封装盒内的温度分布均匀。需要说明的是，由于温飘一致性封装盒内温度场分布均匀，当周围环境温度变化时，各个光滤波结构210能够反射光波对应的波长随温度漂移的方向和数值是相同，通过实验和计算可以获取光滤波结构210反射光波的波长与温度正相关的漂移关系。例如，如果各个光滤波结构210为光纤布拉格光栅(fiber bragg grating,FBG)，FBG反射光波的波长与温度正相关的漂移关系为0.01nm/℃，即当前环境温度比基准温度高10℃时，FBG当前反射的光波的波长比FBG的基准反射波长大0.01nm。由此可知，温飘一致性封装盒260可以确保在环境温度发生变化时，相邻光栅反射光波的波长不会发生重叠现象。需要说明的是，上述基准温度一般为常温，不同地区常温的温度值不同，对于中国大陆地区的常温通常是指20℃。所述温飘一致性封装盒260可以采用但不限于金属封装盒来实现。在一实施例中，温飘一致性封装盒260还可以进一步能够将带纤223上设有光栅的部分尽量拉直固定，并且悬空设置，使得光栅尽量减少外界环境因素的影响，如人为拉拽、风吹等长产生的应力对光栅周期产生的影响，起到保护光栅的作用。另外需要说明的是：入光段100可以包含公共端口，分支出光段200可以与分支端口一一对应，并且可以根据分支出光段200设置的对不同波长的光信号进行反射的光过滤结构识别出该分支出光段200对应的分支端口，从结构来说，分支出光段200可以包含分支端口。
下面进一步介绍不同类型的分光器。
在一些实施例中，入光段100为分光器中用于传输上述一路光信号的光路。分光器内部将一路光信号分为N路光信号，分支分光段200为入光段100之后的光路。在一些实施例中，分光器的入光段100的数量可以为1个，也可以为2个。以2个入光段100为例，在分光器用于ODN进行分光时，其中一个入光段100可以连接主路光纤，另一个入光段100可以连接备用光纤。
在一些实施例中，如图1至图4所示的分光器为PLC分光器，PLC分光器包括入光端光纤110、N根出光端光纤221、和平面光波导230。PLC分光器还可以包括衬底240，平面光波导230设于衬底240上。平面光波导230包括入光波导端120、N个出光波导端231、以及连接于入光波导端和N个出光波导端231之间的中间分支波导232。入光端光纤110与入光波导端连接。N根出光端光纤221与N个出光波导端231一一对应连接。PLC分光器还可以包括粘合剂250，用于将入光端光纤110与入光波导端连接，以及将出光端光纤221与出光波导端231连接。其中，上述入光段100包括入光端光纤110与入光波导端。每一分支分光段200包括中间分支波导232、一对相互连接的出光波导端231和出光端光纤221。可以理解的是，每一个分支分光段200包括中间分支波导232的一部分，例如，图1所示的第一个分支分光段200中的中间分支波导232包括M21,M31；第二个分支分光段200中的中间分支波导232包括M21,M32。在一实施例中，N根出光端光纤221的端部形成光纤阵列220，衬底240和波导形成分光器芯片，分光器芯片和光纤阵列220通过粘合剂250粘接在一起，并且使得N个出光波导端231与N根出光端光纤221一一对应连接。
在另一些实施例中，如图5和图6所示的分光器为FBT分光器，FBT分光器包括入光端光纤110、耦合区光纤270和N个出光端光纤221。FBT分光器是将两根或多根光纤捆在一起，然后在拉锥机上熔融拉伸，并实时监控分光比的变化，分光比达到要求后结束熔融拉伸，其中输入端保留一根光纤，其余光纤剪掉，保留的一根光纤作为入光端光纤110，输出端的各路光纤作为N个出光端光纤221。其中，入光段100可以包括上述入光端光纤110，分支分光段200可以包括上述N个出光端光纤221。
在一些实施例中，对于PLC分光器，光滤波结构210可以设置在出光波导端231(如图2所示)或者出光端光纤221(如图1、图3和图4所示)0中。
在一些实施例中，如图3和图4所示，出光端光纤221包括光纤阵列220上的光纤222、带纤223和尾纤224等。如图4，分光器还包括分支器225，分支器225一端连接带纤223，另一端连接尾纤224，且带纤223位于分支器225与光纤阵列220上的光纤222之间。光滤波结构210设置在出光端光纤221包括：光滤波结构210设置在光纤阵列220上的光纤222(如图1)、带纤223(如图3)或者尾纤中。
在一些实施例中，如图2所示，一个分支分光段200上的M个光滤波结构210全部设置在出光波导端231上；或者也可以全部设置在出光端光纤221上。如图1所示，一个分支分光段200上的M个光滤波结构210全部设置在光纤阵列220上的光纤222上；或者如图3所示，一个分支分光段200上的M个光滤波结构210全部设置在带纤223上；或者如图4所示，一个分支分光段200上的M个光滤波结构210全部设置在尾纤224上。或者，一个分支分光段200上的M个光滤波结构210也可以分散设置在出光波导端231、出光端光纤221(包括光纤阵列220上的光纤222、带纤223和尾纤224)和中间分支波导232中的至少两种上。在一实施例中，如图5和图6所示，对于FBT分光器，光滤波结构210可以设置在入光端光纤110或出光端光纤221上。
在一些实施例中，一个光滤波结构210可以为一段光栅，光栅以特定的反射率反射一种波长的光信号。上述光栅是一种通过一定方法使分支分光段200的折射率或反射率发生轴向周期性调制而形成的衍射光栅。上述光栅可以为光纤光栅(即光栅形成在光纤上)，也可以为波导光栅(即光栅形成在波导上)。光纤光栅可以为FBG，也可以为长周期光栅(long period fiber grating，LPFG)。
以光纤光栅为例，一般是利用光纤材料的光敏性，通过紫外光曝光的方法将入射光相干场图样写入纤芯，在纤芯内产生沿纤芯轴向的折射率周期性变化，从而形成永久性空间的相位光栅。另外，光纤光栅还可以通过飞秒激光器、二氧化碳激光器等制作。对于波导上的光栅，也可以采用上述光纤光栅的制备方法。一段光栅可以被看作为特定中心波长的带阻滤波器。当一束宽光谱的光信号经过光栅时，特定中心波长的光信号产生全部反射，其余波长的光信号将透过光栅继续传输；或者，光栅以一定的反射率反射特定中心波长的光信号，即特定中心波长的光信号部分反射，并且特定中心波长的光信号部分透过光栅继续传输，其余波长的光信号将透过光栅继续传输。可以理解的是，光栅过滤的是一段波长范围的光信号，该段波长的光信号具有上述中心波长。其中，上述中心波长和反射率(或者透射率)可以在制作光栅过程中，调整光栅周期、光栅栅距和曝光时间来控制。
在另一实施例中，上述光滤波结构210还可以为滤光膜。滤光膜可以为镀在波导或光纤上的薄膜。例如，可以在波导的端面镀膜，或者在波导上开口后镀膜，或者在光纤的端面上镀膜，或者在光纤上开口后镀膜。每一个分支分光段200上的滤光膜的数量、位置等设置方式均可以参照上述光栅的相应描述，在此不再赘述。可以理解的是，滤光膜过滤的是一段波长范围的光信号，该段波长的光信号具有上述中心波长。可以理解的是，光滤波结构210为滤波膜时，也可以采用如图1至图4方式，同样可以达到上述有益效果，在此不再赘述。
可以理解的是，上述入光端光纤110，是指分光器的支路较少的那一端的光纤。上述出光端光纤221，是指分光器的支路较多的各端的光纤。光信号可以从入光端光纤110进入，经由分光器分为多路光信号，并通过各个出光端光纤221输出。光信号也可以从出光端光纤221进入，经由入光端光纤110输出。
在一实施例中，分光器为等比分光器。等比分光器的N个分支分光段200输出的光信号的功率相同或大体相同。等比分光器可以为如图1至图4所示的PLC分光器。等比分光器也可以为如图5和图6的FBT分光器。
结合上面的内容进一步说明本发明实施例的等比分光器和不等比分光器。
本发明实施例中，在一个等比分光器内，存在两大类光滤波结构，分别为普通光滤波结构和特殊光滤波结构。普通光滤波结构都设置在分支分光段。需要说明的是：普通光滤波结构和特殊光滤波结构的材料或者结构可以是相同的。特殊光滤波结构可以设置在入光端，也可以设置在分支分光段。普通光滤波结构可以过滤普通波长的光信号，一个特定的普通波长对应了分光器的分支分光段，一个分支分光段可以看作为分光器的一个端口，通过这些普通光滤波结构对应的不同普通波长可以识别出分光器的不同的端口，一个分光器内部所有的普通波长之间可以构成等差数列。特殊光滤波结构可以过滤特殊波长的光信号，特殊波长与所有普通波长的最大波长或者最小波长之间的差值是远大于公差的。特殊光滤波结构可以分为第一特殊光滤波结构和第二特殊光滤波结构，其中，第一特殊光滤波结构对应的波长与最大的普通波长两者之间的差值大于等差数列的公差，第二特殊光滤波结构对应的波长与最小普通波长的差值大于等差数列的公差。第一特殊光滤波结构对应的波长指的是第一特殊光滤波结构能够过滤光信号对应的波长，第二特殊光滤波结构对应的波长指的是第二特殊光滤波结构能够过滤光信号对应的波长。为了方便描述，可以将第一特殊光滤波结构对应的波长简称为第一特殊波长和第二特殊光滤波结构对应的波长简称为第二特殊波长。比如：第一特殊波长与最大的普通波长两者之间的差值为2nm，公差为0.5nm。本发明实施例中的分光器可以只存在第一特殊光滤波结构或者第二特殊光滤波结构，分光器可以同时存在第一特殊光滤波结构和第二特殊光滤波结构，分光器可以根据上述特殊光滤波结构的数量和设置特殊光滤波结构的位置，对分光器进行不同设计，后面具体实施例将做进一步说明。采用上述第一特殊波长、第二特殊波长和普通波长的设计，可以通过确定可以实现对光信号进行反射的光滤波结构对应的波长之间的差值来判定哪一个特殊波长，而特殊波长一旦确定下来后，可以通过普通波长与特殊波长之间的差值来确定该普通波长对应了分光器某个端口的波长。另外，由于本发明实施例采用了温飘一致性封装盒封装所有普通光过滤结构，所有普通光滤波结构对应的波长就会随着温度变化而等比例进行变化，因此随着温度变化后的普通波长仍然是等差数列。这样通过上述结构的设计，1，可以尽量降低一个分光器中光滤波结构对应的波长范围的占用，这样可以节约了宝贵的波长资源，2，可以通过温飘一致性封装盒使得所有波长的漂移都是相同的，因此普通波长在不同温度下也是等差数列。
下面具体用几个例子来说明上述设计，为了方便说明，下面几个实施例的普通光滤波结构和特殊光滤波结构都用FBG来进行说明，其它类型的光滤波结构实现本发明的过程原理都是相同的，分光器以1:8类型的分光器来做说明，即1个入光段100，8个分支分光段200，其他类型的分光器，如：1：12分光器，1:16分光器等结构设计与1:8类型分光器是相同的。
场景1：如图7所示，同时存在第一特殊光滤波结构和第二特殊光滤波结构，并且第一特殊光滤波结构和第二特殊光滤波结构都设置入光段100，以及在8个分支分光段200中每个分支分光段200均设置了普通光滤波结构，在此种场景下，一共需要N(N＝8)个普通波长。
假设在常温下(20度)，第一特殊波长λ9＝1630.5nm、第二特殊波长λ0＝1623nm，设置在8个分支分光段的普通光滤波结构的8个普通波长分别为：λ1＝1625nm、λ2＝1625.5nm、λ3＝1626nm、λ4＝1626.5nm、λ5＝1627nm、λ6＝1627.5nm、λ7＝1628nm、λ8＝1628.5nm。从上面具体例子，可以看出8个普通波长可以组成首项为1625，公差为0.5的等差数列，而第一特殊波长与最大的普通波长1628.5nm大2nm，第二特殊波长与最大的普通波长1625.5nm小2nm，即：远大于公差0.5。这样设计一个8个分支端口的分光器只需要1630.5nm-1623nm＝7.5nm的波长范围即可。相比现有技术1:8类型的分光器至少需要20nm的波长范围的设计，可以大大节约了波长的占用。OTDR输出宽谱扫描探测光，分支线路的端面宽谱反射，在特定波长附近被所在分支上的布拉格光栅带阻。根据上面确定的映射关系，就能对各分支线路进行标识，并对其通断进行检测。通过探测到的相应支路端面反射的光信号的光功率和历史记录比较，可以估算该支路的传输损耗。
场景2：如图8所示，同时存在第一特殊光滤波结构和第二特殊光滤波结构，并且第一特殊光滤波结构和第二特殊光滤波结构都设置入光段，以及在8个分支分光段中有1个分支分光段未设置任何光滤波结构，其它7个分支分光段均设置了普通光滤波结构，在此种场景下，一共需要N-1(N-1＝7)个普通波长。
与场景1相比，减少了1个普通波长，因此可以将第一特殊波长设置为λ9＝1630nm，这样设计一个8个分支端口的分光器只需要1630nm-1623nm＝7nm的波长范围即可。
场景3：如图9所示，同时存在第一特殊光滤波结构和第二特殊光滤波结构，并且第一特殊光滤波结构和第二特殊光滤波结构中的一个设置在入光段，另外一个设置在8个分支分光段中有1个分支分光段(第一特殊光滤波结构设置在入光段，第二特殊光滤波结构设置在8个分支分光段中有1个分支分光段，或者第一特殊光滤波结构设置在8个分支分光段中有1个分支分光段，第二特殊光滤波结构设置在入光段)，以及在8个分支分光段中另外7个分支分光段均设置了普通光滤波结构，在此种场景下，一共需要N-1(N-1＝7)个普通波长。
与场景1相比，减少了1个普通波长，因此可以将第一特殊波长设置为λ9＝1630nm，这样设计一个8个分支端口的分光器只需要1630nm-1623nm＝7nm的波长范围即可。
场景4：如图10所示，同时存在第一特殊光滤波结构和第二特殊光滤波结构，并且第一特殊光滤波结构和第二特殊光滤波结构中的一个设置在入光段，另外一个设置在8个分支分光段中有1个分支分光段，以及在8个分支分光段中有1个分支分光段未设置任何光滤波结构，另外6个分支分光段均设置了普通光滤波结构，在此种场景下，一共需要N-2(N-2＝6)个普通波长。
与场景1相比，减少了2个普通波长，因此可以将第一特殊波长设置为λ0＝1623.5nm，第二特殊波长设置λ9＝1630nm，其它8个普通波长分别为：λ2＝1625.5nm、λ3＝1626nm、λ4＝1626.5nm、λ5＝1627nm、λ6＝1627.5nm、λ7＝1628nm，这样设计一个8个分支端口的分光器只需要1630nm-1623.5nm＝6.5nm的波长范围即可。
场景5：如图11所示，同时存在第一特殊光滤波结构和第二特殊光滤波结构，并且第一特殊光滤波结构和第二特殊光滤波结构均设置在8个分支分光段中的2个分支分光段，以及在8个分支分光段中其它6个分支分光段设置了普通光滤波结构，在此种场景下，一共需要N-2(N-2＝6)个普通波长。
与场景1相比，减少了2个普通波长，因此可以将第一特殊波长设置为λ0＝1623.5nm，第二特殊波长设置λ9＝1630nm，其它8个普通波长分别为：λ2＝1625.5nm、λ3＝1626nm、λ4＝1626.5nm、λ5＝1627nm、λ6＝1627.5nm、λ7＝1628nm，这样设计一个8个分支端口的分光器只需要1630nm-1623.5nm＝6.5nm的波长范围即可。
场景6：如图12所示，同时存在第一特殊光滤波结构和第二特殊光滤波结构，并且第一特殊光滤波结构和第二特殊光滤波结构均设置在8个分支分光段中的2个分支分光段，以及在8个分支分光段中有1个分支分光段的任何光滤波结构，其它5个分支分光段设置了普通光滤波结构，在此种场景下，一共需要N-3(N-3＝5)个普通波长。
与场景1相比，减少了3个普通波长，因此可以将第一特殊波长设置为λ0＝1623.5nm，第二特殊波长设置λ9＝1629.5nm，其它8个普通波长分别为：λ2＝1625.5nm、λ3＝1626nm、λ4＝1626.5nm、λ5＝1627nm、λ6＝1627.5nm，这样设计一个8个分支端口的分光器只需要1629.5nm-1623.5nm＝6nm的波长范围即可。
场景7：如图13所示，只存在一种特殊光滤波结构，即分光器只包含了第一特殊光滤波结构或第二特殊光滤波结构，并且第一特殊光滤波结构或第二特殊光滤波结构设置在入光段，以及在8个分支分光段均设置1个普通光滤波结构，在此种场景下，一共需要N(N＝8)个普通波长。
与场景1相比，减少了1个特殊波长，因此可以将第一特殊波长设置为λ0＝1623nm，其它8个普通波长分别为：λ1＝1625nm、λ2＝1625.5nm、λ3＝1626nm、λ4＝1626.5nm、λ5＝1627nm、λ6＝1627.5nm、λ7＝1628nm、λ8＝1628.5nm。或者：第二特殊波长设置为λ9＝1630.5nm，其它8个普通波长分别为：λ1＝1625nm、λ2＝1625.5nm、λ3＝1626nm、λ4＝1626.5nm、λ5＝1627nm、λ6＝1627.5nm、λ7＝1628nm、λ8＝1628.5nm，这样设计一个8个分支端口的分光器只需要1630.5nm-1625nm＝5.5nm或者1630.5nm-1625nm＝5.5nm的波长范围。
场景8：如图14所示，只存在一种特殊光滤波结构，即分光器只包含了第一特殊光滤波结构或第二特殊光滤波结构，并且第一特殊光滤波结构或第二特殊光滤波结构设置在入光段，以及在8个分支分光段中有1个分支分光段未设置任何光滤波结构，其它7个分支分光段均设置了普通光滤波结构，在此种场景下，一共需要N-1(N-1＝7)个普通波长。
与场景1相比，减少了1个特殊波长和1个普通波长，因此可以将第一特殊波长设置为λ0＝1623nm，其它8个普通波长分别为：λ1＝1625nm、λ2＝1625.5nm、λ3＝1626nm、λ4＝1626.5nm、λ5＝1627nm、λ6＝1627.5nm、λ7＝1628nm。或者：第二特殊波长设置为λ9＝1630nm，其它8个普通波长分别为：λ1＝1625nm、λ2＝1625.5nm、λ3＝1626nm、λ4＝1626.5nm、λ5＝1627nm、λ6＝1627.5nm、λ7＝1628nm，这样设计一个8个分支端口的分光器只需要1628nm-1623nm＝5nm或者1630nm-1625nm＝5nm的波长范围。
场景9：如图15所示，只存在一种特殊光滤波结构，即分光器只包含了第一特殊光滤波结构或第二特殊光滤波结构，并且第一特殊光滤波结构或第二特殊光滤波结构设置在8个分支分光段中1个，以及在8个分支分光段的其它7个分支分光段均设置普通光滤波结构，在此种场景下，一共需要N-1(N-1＝7)个普通波长。
与场景1相比，减少了1个特殊波长和1个普通波长，因此可以将第一特殊波长设置为λ0＝1623.5nm，其它8个普通波长分别为：λ2＝1625.5nm、λ3＝1626nm、λ4＝1626.5nm、λ5＝1627nm、λ6＝1627.5nm、λ7＝1628nm、λ8＝1628.5nm。或者：第二特殊波长设置为λ9＝1630nm，其它8个普通波长分别为：λ1＝1625nm、λ2＝1625.5nm、λ3＝1626nm、λ4＝1626.5nm、λ5＝1627nm、λ6＝1627.5nm、λ7＝1628nm，这样设计一个8个分支端口的分光器只需要1628.5nm-1623.5nm＝5nm或者1630nm-1625nm＝5nm的波长范围。
场景10：如图16所示，只存在一种特殊光滤波结构，即分光器只包含了第一特殊光滤波结构或第二特殊光滤波结构，并且第一特殊光滤波结构或第二特殊光滤波结构设置在8个分支分光段中1个，以及在8个分支分光段中有1个分支分光段未设置任何光滤波结构，其它6个分支分光段均设置了普通光滤波结构，在此种场景下，一共需要N-2(N-2＝6)个普通波长。
与场景1相比，减少了1个特殊波长和2个普通波长，因此可以将第一特殊波长设置为λ0＝1623.5nm，其它8个普通波长分别为：λ2＝1625.5nm、λ3＝1626nm、λ4＝1626.5nm、λ5＝1627nm、λ6＝1627.5nm、λ7＝1628nm。或者：第二特殊波长设置为λ9＝1630nm，其它8个普通波长分别为：λ2＝1625.5nm、λ3＝1626nm、λ4＝1626.5nm、λ5＝1627nm、λ6＝1627.5nm、λ7＝1628nm，这样设计一个8个分支端口的分光器只需要1628nm-1623.5nm＝4.5nm或者1630nm-1625.5nm＝4.5nm的波长范围。
当分光器周围环境温度变化时，位于温飘一致性封装盒的多个普通光滤波结构的各个FBG的反射波长随温度漂移的方向和值相同。若探测到的反射峰阵列对应的发射波长分别为λ0＝1622.6nm、λ1＝1625.1nm、λ2＝1625.6nm、λ3＝1626.1nm、λ4＝1626.6nm、λ5＝1627.1nm、λ6＝1627.6nm、λ7＝1628.1nm、λ8＝1628.6nm，λ9＝1630.6nm。可以看出普通波长之间的差仍然是不变的，因此可以通过观察反射峰对应的波长之间的差值来确定某个波长与分支分光段之间的关系。
在另一实施例中，如图17所示，分光器为不等比分光器300。不等比分光器包括1个入光段301、N个分支分光段302和1个旁路分光段303，其中，各个分支分光段302输出的光信号的功率相同或大体相同。旁路分光段303一般也称为大分支比分支分光段，旁路分光段303输出的光信号的功率与各个分支分光段302输出的光信号的功率不同或差异较大。一般情况下，旁路分光段303输出的光信号的功率大于各个分支分光段302输出的光信号的功率。相应的，不等比分光器包括1个不等比出光端光纤321和N-1个等比出光端光纤321。不等比分光器可以为PLC分光器，也可以为FBT分光器。或者不等比分光器还可以为PLC和FBT结合的分光器。例如，1:2分光段可以采用FBT实现，1:8分光段可以采用PLC实现。以1:2分光段的两个分支端的输出光功率比为30％:70％，其中1:2分光段的30％分支端连接1:8分光段。上述入光段301和N个分支分光段302设置特殊光滤波结构和普通光滤波结构的方式和上述场景1-11设置特殊光滤波结构和普通光滤波结构的方式可以是相同的。另外，旁路分光段303还可以设置旁路光滤波结构，该旁路光滤波结构的波长可以不属于上述场景1-11的等比分光器所使用的波长范围内，通过该旁路光滤波结构的波长识别出该旁路分光段，进一步可以通过旁路分光段对应的波长识别出该不等比分光器在ODN网络中属于哪一级的分光器。
在另一实施例中，如图18所示还公开一种分光器，该分光器包括了：入光段、N个分支分光段，至少N-1个光滤波结构，每一所述光滤波结构反射一种波长的光信号，其中，所述光滤波结构包括特殊光滤波结构和至少N-3个普通光滤波结构，在所述至少N-3个普通光滤波结构中，至少存在两个普通光滤波结构反射的光信号的波长是相同的但反射率不同，所述至少N-3个普通光滤波结构分别一一对应地设置在至少N-3个分支分光段中，每个所述至少N-3个普通光滤波结构反射的光信号的波长为普通波长，所述特殊光滤波结构包括第一特殊光滤波结构和第二特殊光滤波结构中至少一个，所述第一特殊光滤波结构反射的光信号的波长为第一特殊波长，所述第二特殊光滤波结构反射的光信号的波长为第二特殊波长；其中，所述至少N-3个普通波长中不同波长值成等差数列，所述第一特殊波长与最大的普通波长两者之间的差值大于所述等差数列的公差，所述第二特殊波长与最小普通波长的差值大于所述等差数列的公差。例如：分光器的分支分光段1设置第一特殊波长设置为λ0＝1623.5nm的光滤波结构1，分光器的分支分光段2设置波长为λ2＝1625.5nm和反射率100％的光滤波结构2、分光器的分支分光段3设置波长为λ2＝1625.5nm和反射50％的光滤波结构3、分光器的分支分光段4设置波长为λ3＝1626nm和反射率100％的光滤波结构4、分光器的分支分光段5设置波长为λ3＝1626nm和反射率50％的光滤波结构5、分光器的分支分光段6设置波长为λ4＝1626.5nm和反射率100％的光滤波结构6、分光器的分支分光段7设置波长为λ4＝1626.5nm和反射率50％的光滤波结构7，分光器的分支分光段8不设置任何光滤波结构，这样设计一个8个分支端口的分光器只需要1625.5nm-1623.5nm＝2nm的波长范围即可，可以进一步降低波长资源的占用。
在另一实施例中，如图19所示还公开一种ODN网络，该ODN网络中1个一级分光器和多个二级分光器，其中，一级分光器和二级分光器都可以为上述任一实施例所公开的分光器，并且其中一级分光器的光滤波结构反射的光信号波长最大值与所述二级分光器的光滤波结构反射的光信号波长最小值的差值要大于所述等差数列的公差。
需要说明的是，基于上述各种实施例的分光器，在本发明的实施例中提供一种确定分光器包含的光滤波结构对应波长的方法，如图20所示，具体包括：
2001、网络设备分别获取在默认温度下所有的普通波长和特殊波长，特殊波长与分支分光段的映射关系和特殊波长与入光段的映射关系中至少一种的映射关系，以及普通波长与分支分光段的映射关系，其中普通波长为普通光滤波结构反射的光信号的波长，所述特殊波长为所述特殊光滤波结构反射的光信号的波长。该网络设备具体可以为OLT，或者OTDR，或者集成了OTDR和OLT的网络设备。
在设计分光器时，会存储该分，光器的特殊波长和普通波长，以及普通波长和分支分光段的映射关系，在某些情况下，还会记录特殊波长和分支分光段的映射关系。上述普通波长和特殊波长可能会随着温度变化而漂移，比如：在默认温度情况下(如20度)，位于1号分支分光段上设置的普通光滤波结构的波长λ1＝1625nm，即当1号分支分光段接收到来自局端设备发送的波长1625nm的光信号，该1号分支分光段的普通光滤波结构将反射该波长的光信号。但是当环境温度变为80度时，1号分支分光段的普通光滤波结构收到来自局端设备波长为1625nm的光信号，该普通光滤波结构并不会反射该波长的光信号，而当1号分支分光段的普通光滤波结构接收到来自局端设备发送的波长1625.4nm的光信号，该普通光滤波结构会反射该波长的光信号，即在环境温度为80度时，该位于1号分支分光段上设置的普通光滤波结构的波长变为λ1＝1625.4nm。
2002、结合存储的默认温度下的普通波长和特殊波长，以及最大漂移值，网络设备依次发送M个测试光信号，并接收到X个反射光信号，其中，X小于M，且X和M是自然数，所述测试光信号的波长在漂移差值和漂移和值的范围之间，所述漂移差值为在默认温度下的普通波长和特殊波长中最小值减去最大漂移值，漂移和值为所述默认温度下的普通波长和特殊波长中最大值加上最大漂移值，该反射光信号为测试光信号遇到分光器的光滤波结构所反射的。
如果存在第一特殊波长，则普通波长和特殊波长中的最大值为第一特殊波长，如果不存在第一特殊波长，则普通波长和特殊波长中的最大值为普通波长中的最大值。如果存在第二特殊波长，则普通波长和特殊波长中的最小值为第二特殊波长，如果不存在第二特殊波长，则普通波长和特殊波长中的最小值为普通波长中的最小值。最大漂移值是可以预先设定的，通常来说，某个波长可以漂移范围达到正负1nm，因此最大漂移值可以为1nm。这样就可以确定测试光信号的波长范围，即测试光信号最小波长为：在默认温度下的普通波长和特殊波长中最小值减去最大漂移值，测试光信号最大波长为：在默认温度下的普通波长和特殊波长中最大值减去最大漂移值。有两种方式发送M个测试光信号：
方式1：在测试光信号的最小波长和最大波长范围内，网络设备每隔一定的步长(如0.01nm)进行测试光信号的扫描，即：连续发送的相邻测试光信号的波长差为0.01nm。下面以同时存在第一特殊波长和第二特殊波长为例来对过程做具体描述：当获取到默认温度下的第一特殊波长λ9＝1630.5nm、默认温度下的第二特殊波长λ0＝1623nm，根据最大漂移值为1nm，则从波长1622nm开始到1631.5nm为止，按照步长0.01nm开始扫描。即网络设备依次向分光器发送多个波长的测试光信号，测试光信号的波长从1622nm，按照公差0.01nm递增发送测试光信号，直到波长为1631.5nm的测试光信号。或者说：网络设备从波长1622nm到1631.5nm之间每隔0.01nm就发送一个测试光信号。再比如：当网络设备发送了波长1622.5nm的测试光信号时，会接收到反射光信号，则反射光信号对应的测试光信号的波长为1622.5nm。
需要说明的是：网络设备可以从最小波长的测试光信号开始发送，一步步地发送到最大波长的测试光信号结束。网络设备也可以从最大波长的测试光信号开始发送，一步步地发送到最小波长的测试光信号结束。
方式2：在测试光信号的最小波长和最大波长范围内，网络设备可以从发送最小波长的测试光信号开始，然后每隔一定的步长(如0.01nm)发送多个测试光信号，当第一次接收到反射信号后，确定该反射信号对应的测试光信号的波长为普通波长和特殊波长中最小波长，然后从存储的默认温度下普通波长和特殊波长大小，获得具有普通波长的等差数列的公差，然后以第一次接收到反射光信号对应的测试光信号的波长加上公差的波长发送测试光信号，依次类推，依次每隔1个公差的方式发送1个测试光信号，即相邻的测试光信号之间的波长差值为公差。按照此种方式，可以减少发送测试光信号的数量。
2003、网络设备根据所述接收到X个反射光信号对应测试光信号的波长，以及存储的默认温度下的所述特殊波长与分支分光段的映射关系和所述特殊波长与入光段的映射关系中至少一种的映射关系和默认温度下的所述普通波长与分支分光段的映射关系，确定在当前温度下各个分支分光段对应的波长。
可以按照接收到反射光信号对应的测试光信号的波长的大小顺序，以及各个普通波长和特殊波长的大小关系顺序，确定当前环境温度下各个普通波长和特殊波长的大小，以及根据存储的默认温度下的特殊波长与分支分光段的映射关系和特殊波长与入光段的映射关系中至少一种的映射关系和默认温度下的普通波长与分支分光段的映射关系，确定在当前环境温度下各个分支分光段对应的波长大小。
例如：网络设备第一次接收到的反射光信号对应的测试光信号的波长为当前温度下普通波长和特殊波长中最小值，网络设备最后一次接收到的反射光信号对应的测试光信号的波长为当前温度下普通波长和特殊波长中最大值，如果第一特殊波长和第二特殊波长都存在的话，则第一次接收到的反射光信号对应的测试光信号的波长为第二特殊波长，第二次接收到的反射光信号对应的测试光信号的波长为第一个普通波长，依次类推，最后一次接收到的反射光信号对应的测试光信号的波长为第一特殊波长，然后根据默认温度下的特殊波长与分支分光段的映射关系和特殊波长与入光段的映射关系中至少一种的映射关系和默认温度下的普通波长与分支分光段的映射关系，确定在当前环境温度下各个分支分光段对应的波长大小。比如：第二特殊波长被设定在1号分支分光段，则当前温度下，1号分支分光段对应的波长为第一次接收到的反射光信号对应的测试光信号的波长。分支分光段对应的波长指的是在分支分光段设置的光滤波结构所过滤(或反射)光信号的波长，这个光滤波结构可以为特殊光滤波结构或者普通光滤波结构。按照上述方式，就可以获取到当前温度下，每个分支分光段对应的波长。
2004：网路侧设备根据存储的分支分光段的普通光滤波结构的反射率，计算出所述分支分光段的普通光滤波结构所反射的反射光信号的理论功率；根据接收到所述分支分光段所反射的反射光信号的实际功率和所述理论功率，确定所述分支分光段至网路侧设备之间的光链路是否异常。
如果网络设备中存储了某个分支分光段上设置的普通光滤波结构的反射率，比如：50％，可以计算出该分支分光段的普通光滤波结构所反射的反射光信号的理论功率的理论功率，即理论功率为测试光信号的功率的50％。并测量出实际接收到的反射光信号的实际功率，如果理论功率和实际功率的差值在一定阈值内，则说明该分支分光段到网络侧设备之间光链路是正常的，如果理论功率和实际功率的差值超出了该阈值，则说明该分支分光段到网络侧设备之间光链路是不正常的。
需要说明的是，因为所有的普通光滤波结构都位于或者所有的普通光滤波结构和特殊光滤波结构均位于温飘一致性封装盒，因为虽然外面环境温度发生了变化，普通波长或者特殊波长也是同步变化，因此在默认温度下和在环境温度变化后，普通波长和特殊波长之间的大小关系是不会发生变化的。
如图21所示，本发明还提供一种如上述各个实施例所述的网络设备2100，该网络设备2100具体可以为OLT，或者OTDR，或者集成了OTDR和OLT的网络设备。OLT2100包括收发器2101和处理器2102。
该收发器2101包括光发射器和光接收器。光发射器将电信号转换为光信号，并将光信号发送到ODN，光接收器从ODN网络接收光信号，并将光信号转换为电信号。光发射器可以通过发光器件，例如气体激光器、固体激光器、液体激光器、半导体激光器、直调激光器等实现。光接收器可以通过光检测器，例如光电检波器或者光电二极管(如雪崩二极管)等实现。
该收发器2101可以为光模块。该光模块还可以包括控制电路。上述光发射器具有波长可调功能，可以为分布布拉格反射(Distributed Bragg Reflector，DBR)激光器，也可以是一组分布反馈布拉格(Distributed Feedback Bragg,DFB)激光器拼接构成，也可以是其他形式构成。该光模块可以包括一个光发射器，该光发射器可同时发送业务波长和测试波长。
或者，该光模块也可以包括两个光发射器，一个光发射器用于发送业务光，另一个光发射器用于发送测试光。
处理器2102用于实现ONU的管理、DBA(Dynamic Bandwidth Allocation，动态带宽分配)、ONU注册、数据收发等功能。处理器410可以通过硬件电路实现，也可以通过软件程序实现，也可以通过硬件和软件结合的方式实现，比如现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)，或者专用集成芯片(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)或者系统芯片(System on Chip，SoC)，或者媒体接入控制(Media access control,MAC)、或者中央处理器(Central Processor Unit，CPU)，或者网络处理器(Network Processor，NP)，或者数字信号处理电路(Digital Signal Processor，DSP)，或者微控制器(Micro Controller Unit，MCU)，或者可编程控制器(ProgrammableLogic Device，PLD)或其他集成芯片。处理器2102例如可以执行上述确定透射率、确定基准接收功率值P0、确定光链路等。
网络设备2100还包括存储器2103，可以是只读存储器(Read Only Memory，ROM)，静态存储设备，动态存储设备或者随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，也可以是寄存器，也可以为非易失性存储器(non-volatile memory)，例如闪存flash，或至少一个磁盘存储器。在通过软件或者固件来实现本发明实施例提供的技术方案时，用于实现本发明实施例提供的技术方案的程序代码保存在存储器2103中，并由处理器2102来执行。
其中，存储器2103、处理器2102可以分别位于不同的物理实体上，也可以部分或全部集成在一个物理实体上，该物理实体可以是现场可编程门阵列(Field-ProgrammableGate Array，FPGA)，或者专用集成芯片(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)或者系统芯片(System on Chip，SoC)，或者中央处理器(Central Processor Unit，CPU)，或者网络处理器(Network Processor，NP)，或者数字信号处理电路(Digital SignalProcessor，DSP)，或者微控制器(Micro Controller Unit，MCU)，或者可编程控制器(Programmable Logic Device，PLD)或其他集成芯片。
网络设备2100还包括波分复用(wavelength division multiplexing，WDM)器2104。波分复用器与收发器2101相连，当OLT400发送光信号时，波分复用器充当复用器。当网络设备2100接收光信号时，波分复用器充当解复用器。波分复用器也可以称为光耦合器。
可以理解的是，波分复用器2104也可以独立于网络设备2100存在。
根据上述实施例，图21所示的网络设备2100执行的是图20所示实施例中的步骤2001-2004。具体的，收发器2101执行步骤2002。处理器2102执行步骤2001、2003和2004。处理器2102和收发器2101执行上述步骤时的更多细节可以上述方法各个实施例及附图的相关描述，此处不再赘述。同样的，网络设备2100具备与上述方法实施例中相应的有益效果，在此不再赘述。
可以理解的是，上述描述的网络设备2100还可以包括其他器件，在此不再赘述。
本发明还提供一种PON系统，该PON系统包括上述实施例描述的网络设备2100和ODN。具体可以参照上述实施例，在此不再赘述。同样的，该PON系统具备与上述各个实施例中相应的有益效果，在此不再赘述。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk(SSD))等。
综上所述，以上仅为本发明的实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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 (22)
1.一种分光器，其特征在于，包括：入光段、N个分支分光段，至少N-1个光滤波结构，每一所述光滤波结构反射一种波长的光信号，所述反射的光信号为测试光信号遇到所述至少N-1个光滤波结构所反射得到的，其中，N为大于或等于4的整数，所述至少N-1个光滤波结构包括特殊光滤波结构和至少N-3个普通光滤波结构，所述至少N-3个普通光滤波结构分别一一对应地设置在至少N-3个分支分光段中，每个所述至少N-3个普通光滤波结构反射的光信号的波长为普通波长；
所述特殊光滤波结构包括第一特殊光滤波结构和第二特殊光滤波结构中至少一个，所述第一特殊光滤波结构反射的光信号的波长为第一特殊波长，所述第二特殊光滤波结构反射的光信号的波长为第二特殊波长，其中，所述至少N-3个普通波长成等差数列，所述第一特殊波长与最大的普通波长两者之间的差值大于所述等差数列的公差，所述第二特殊波长与最小普通波长的差值大于所述等差数列的公差。
2.如权利要求1所述的分光器，其特征在于，当所述分光器包括所述第一特殊光滤波结构和所述第二特殊光滤波结构时，所述第一特殊光滤波结构和所述第二特殊光滤波结构均设置在所述入光段中，所述至少N-3个分支分光段的数量为N-1或者N；或者，
所述第一特殊光滤波结构和所述第二特殊光滤波结构设置2个分支分光段中，其中，所述2个分支分光段不属于所述至少N-3个分支分光段，所述至少N-3个分支分光段的数量为N-3或者N-2；或者，
所述第一特殊光滤波结构和所述第二特殊光滤波结构中的一个设置在所述入光段中，所述第一特殊光滤波结构和所述第二特殊光滤波结构中另一个设置在1个分支分光段中，其中，所述1个分支分光段不属于所述至少N-3个分支分光段，所述至少N-3个分支分光段的数量为N-2或者N-1。
3.如权利要求1所述的分光器，其特征在于，当所述分光器只包括所述第一特殊光滤波结构或只包括所述第二特殊光滤波结构时，
所述第一特殊光滤波结构或者所述第二特殊光滤波结构设置在所述入光段，所述至少N-3个分支分光段的数量为N-1或者N；或者，
所述第一特殊光滤波结构或者所述第二特殊光滤波结构设置在1个分支分光段中，其中，所述1个分支分光段不属于所述至少N-3个分支分光段，所述至少N-3个分支分光段的数量为N-2或者N-1。
4.如权利要求1-3任一所述的分光器，所述分光器为等比分光器或者不等比分光器。
5.如权利要求4所述的分光器，所述分光器为不等比分光器，所述不等比分光器还包括1个旁路出光段，所述旁路出光段设置的光滤波结构以特定的反射率反射一种旁路波长的光信号，所述旁路波长为不同于所述普通波长、所述第一特殊波长或者所述第二特殊波长的任意一种。
6.如权利要求1-3、5任一所述的分光器，其特征在于，所述分光器为平面光波导PLC分光器，所述PLC分光器包括入光端光纤、N根出光端光纤、和平面光波导；
所述平面光波导包括入光波导端、N个出光波导端、以及连接于所述入光波导端和所述N个出光波导端之间的中间分支波导；
所述入光端光纤与所述入光波导端连接，所述入光段包括所述入光端光纤与所述入光波导端；
所述N根出光端光纤与所述N个出光波导端一一对应连接；
每一所述分支分光段包括所述中间分支波导、一对相互连接的所述出光波导端和所述出光端光纤。
7.如权利要求6所述的分光器，其特征在于，所述光滤波结构设置在所述中间分支波导、所述出光波导端、和所述出光端光纤中的至少一种。
8.如权利要求7所述的分光器，其特征在于，所述出光端光纤包括带纤，所述光滤波结构设置在所述带纤上。
9.如权利要求1至3、5任一项所述的分光器，其特征在于，所述分光器为熔融拉锥分光器，所述熔融拉锥分光器包括入光端光纤、耦合区光纤和N根出光端光纤，所述光滤波结构设置在所述出光端光纤上。
10.如权利要求1至3、5、7、8任一项所述的分光器，其特征在于，还包括温飘一致性封装盒，所述温飘一致性封装盒用于在环境温度变化时，使得温飘一致性封装盒内的温度分布均匀，所述至少N-1个光滤波结构封装固定在所述温飘一致性封装盒内部，或者，所述至少N-3个普通光滤波结构封装固定在所述温飘一致性封装盒内部。
11.如权利要求1至3、5、7、8任一项所述的分光器，其特征在于，所述光滤波结构具体为布拉格光栅、长周期光栅或者滤光膜。
12.一种分光器，其特征在于，包括：入光段、N个分支分光段，至少N-1个光滤波结构，每一所述光滤波结构反射一种波长的光信号，所述反射的光信号为测试光信号遇到所述至少N-1个光滤波结构所反射得到的，其中，所述光滤波结构包括特殊光滤波结构和至少N-3个普通光滤波结构，在所述至少N-3个普通光滤波结构中，至少存在两个普通光滤波结构反射的光信号的波长是相同的但反射率不同；
所述至少N-3个普通光滤波结构分别一一对应地设置在至少N-3个分支分光段中，每个所述至少N-3个普通光滤波结构反射的光信号的波长为普通波长，所述特殊光滤波结构包括第一特殊光滤波结构和第二特殊光滤波结构中至少一个，所述第一特殊光滤波结构反射的光信号的波长为第一特殊波长，所述第二特殊光滤波结构反射的光信号的波长为第二特殊波长；其中，所述至少N-3个普通波长中不同波长值成等差数列，所述第一特殊波长与最大的普通波长两者之间的差值大于所述等差数列的公差，所述第二特殊波长与最小普通波长的差值大于所述等差数列的公差。
13.如权利要求12所述的分光器，其特征在于，当所述分光器包括所述第一特殊光滤波结构和所述第二特殊光滤波结构时，所述第一特殊光滤波结构和所述第二特殊光滤波结构均设置在所述入光段中，所述至少N-3个分支分光段的数量为N-1或者N；或者，
所述第一特殊光滤波结构和所述第二特殊光滤波结构设置2个分支分光段中，其中，所述2个分支分光段不属于所述至少N-3个分支分光段，所述至少N-3个分支分光段的数量为N-3或者N-2；或者，
所述第一特殊光滤波结构和所述第二特殊光滤波结构中的一个设置在所述入光段中，所述第一特殊光滤波结构和所述第二特殊光滤波结构中另一个设置在1个分支分光段中，其中，所述1个分支分光段不属于所述至少N-3个分支分光段，所述至少N-3个分支分光段的数量为N-2或者N-1。
14.如权利要求12所述的分光器，其特征在于，当所述分光器只包括所述第一特殊光滤波结构或只包括所述第二特殊光滤波结构时，
所述第一特殊光滤波结构或者所述第二特殊光滤波结构设置在所述入光段，所述至少N-3个分支分光段的数量为N-1或者N；或者，
所述第一特殊光滤波结构或者所述第二特殊光滤波结构设置在1个分支分光段中，其中，所述1个分支分光段不属于所述至少N-3个分支分光段，所述至少N-3个分支分光段的数量为N-2或者N-1。
15.如权利要求12-14任一所述的分光器，所述分光器为等比分光器或者不等比分光器。
16.如权利要求15所述的分光器，所述分光器为不等比分光器，所述不等比分光器还包括1个旁路出光段，所述旁路出光段设置的光滤波结构以特定的反射率反射一种旁路波长的光信号，所述旁路波长为不同于所述普通波长、所述第一特殊波长或者所述第二特殊波长的任意一种。
17.如权利要求12至14、16任一项所述的分光器，其特征在于，还包括温飘一致性封装盒，所述温飘一致性封装盒用于在环境温度变化时，使得温飘一致性封装盒内的温度分布均匀，所述至少N-1个光滤波结构封装固定在所述温飘一致性封装盒内部，或者，所述至少N-3个普通光滤波结构封装固定在所述温飘一致性封装盒内部。
18.一种光分布网络ODN，其特征在于，包括一级分光器和二级分光器；
所述一级分光器为权利要求1至17任一项所述的分光器，所述二级分光器为权利要求1至17任一项所述的分光器，其中，所述一级分光器的光滤波结构反射的光信号波长最大值与所述二级分光器的光滤波结构反射的光信号波长最小值的差值大于所述等差数列的公差。
19.一种确定光滤波结构对应波长的方法，其特征在于，包括：
根据存储的默认温度下的普通波长和特殊波长，以及最大漂移值，依次发送M个测试光信号，并接收到X个反射光信号，其中，X小于M，且X和M是自然数，所述反射光信号为所述测试光信号遇到分光器的光滤波结构所反射得到的；所述测试光信号的波长在漂移差值和漂移和值的范围之间，其中，所述漂移差值为在所述默认温度下的普通波长和特殊波长中最小值减去最大漂移值，所述漂移和值为所述默认温度下的普通波长和特殊波长中最大值加上最大漂移值；所述普通波长为普通光滤波结构反射的光信号的波长，所述特殊波长为特殊光滤波结构反射的光信号的波长，其中，所述普通波长成等差数列，所述特殊波长与最大的普通波长两者之间的差值大于所述等差数列的公差，或者，所述特殊波长与最小普通波长的差值大于所述等差数列的公差；
根据所述接收到X个反射光信号对应测试光信号的波长，以及存储的默认温度下的所述特殊波长与分支分光段的映射关系和所述特殊波长与入光段的映射关系中至少一种的映射关系和默认温度下的所述普通波长与分支分光段的映射关系，确定在当前温度下各个分支分光段对应的波长。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述依次发送M个测试光信号，具体包括：在所述在漂移差值和漂移和值的范围之间，每隔一固定步长发送1个测试光信号。
21.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述依次发送M个测试光信号，具体包括：在所述在漂移差值和漂移和值的范围之间，每隔一固定步长发送1个测试光信号，当接收到第一个反射光信号后，依次以所述第一个反射信号对应的测试光信号的波长为基准，每隔1个公差发送1个测试光信号，其中，所述固定步长小于所述公差，所述公差为所述默认温度下的所有普通波长成为等差数列的公差。
22.如权利要求19-21任一所述的方法，其特征在于，在所述确定在当前温度下各个分支分光段对应的波长之后，还包括：
根据存储的分支分光段的普通光滤波结构的反射率，计算出所述分支分光段的普通光滤波结构所反射的反射光信号的理论功率；
根据接收到所述分支分光段所反射的反射光信号的实际功率和所述理论功率，确定所述分支分光段至网路侧设备之间的光链路是否异常。
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