CN201369727Y

CN201369727Y - 一种光线路终端

Info

Publication number: CN201369727Y
Application number: CNU2008202138016U
Authority: CN
Inventors: 彭桂开; 徐之光; 杨素林
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2008-11-17
Filing date: 2008-11-17
Publication date: 2009-12-23
Anticipated expiration: 2018-11-17

Abstract

本实用新型公开了一种光线路终端，包括1310nm的激光发射器(302)，1310nm的光电转换器(304)和模数转换器ADC(308)，所述1310nm的激光发射器(302)和1310nm的光电转换器(304)分别与光耦合器(301)相连接，所述1310nm的光电转换器(304)经由采样电阻(306)和放大器(307)与所述ADC(308)相连接；所述ADC(308)和控制逻辑与存储器(400)相连接。本实用新型的结构简单，性能可靠，通过实施本实用新型的实施例，可以在OLT侧快速简单地定位任意分支光纤上的故障点。

Description

一种光线路终端

技术领域

本实用新型涉及通信技术领域，尤其涉及一种光线路终端。

背景技术

当前，FTTx(Fiber to The X，光纤到X)以其带宽高、传输距离长等优点已成为接入领域备受青睐的技术，尤其以点到多点传输为特征的光接入技术——无源光网络(Passive Optical Network，PON)更是受到业界的瞩目。与点到点光接入相比，PON的局端用一根光纤，即可分成数十甚至更多路的光纤连接到用户，大大降低了建网成本，是实现FTTx最为经济有效的技术手段。

在PON系统的运行过程中，光纤传输特性的测量是PON系统维护的重要内容，通过光纤线路监测能够自动地、持续地对光纤线路进行在线远程监测，定期维护PON系统的光纤线路，远程识别故障，当光线链路逐渐恶化时，如果能及早地进行检测，将有助于采取防范措施，以确保网络的高可用性。另外，当光纤链路发生故障时，监控设备可以迅速地对故障进行定位并且确定故障的类型，从而进行维修与校正。

对光纤链路进行监控最常用的手段是利用一种叫做光时域反射计的设备(Optical Time Domain Reflectometer，简称OTDR)。OTDR设备工作的基本原理是：向光纤链路的一端发出一个光脉冲，由于光纤链路上存在连续的瑞利后向散射和离散的菲涅耳反射(如在光纤连接处或断裂处)，所以当光脉冲沿着光纤链路传输时，OTDR设备会按照先近后远的顺序不断地收到其返回光，返回光的强度与各点传输的光功率成比例，可以规定横轴以距离的形式与返回光到达的时间顺序相对应，规定纵轴以dB表示返回光的强度并在屏幕上显示出来，这样就可以在横轴上将光脉冲的往返时间换成光纤长度的刻度，直接用于观察沿整条光纤链路传输光功率的变化状态。

OTDR可以提供沿光纤长度分布的衰减细节，包括探测、定位和测量光纤光缆链路上的任何位置的事件。事件是指光纤链路中因为熔接、连接器、转接头、跳线、弯曲或断裂等形成的缺陷。该缺陷引起的光传输特性的变化可以被OTDR测量，OTDR可以根据测量得到的光传输特性的变化对事件进行定位。

现有技术中定位分支光纤事件点的方法一般是在ONU或ONT上集成OTDR功能，即在每个ONU/ONT上均设置一个OTDR，这样就可以定位各条分支光纤上的事件。但是，由于OTDR的实现成本非常高，如果在位于PON网络终端侧的各个ONU/ONT上均设置一个OTDR探测设备将造成网络监测成本非常高昂。而且，由于测试结果必须传输到局端的光线路终端(optical lineterminal，OLT)，当线路出现断路或衰减过大时，如果OLT不能正常接收到测试数据或测试结果，测试就没有效果了。

另外，PON是一种点到多点的网络架构，由于现有商用的OTDR只适用于点到点的事件检测，当OTDR设置于OLT侧进行事件检测时，OTDR发出的测试信号，经各分支光纤反射回来的信号是叠加在一起的，OTDR不能区分事件所在的分支光纤。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例的目的是提供一种光线路终端，在光线路终端中集成OTDR功能，从而可以在OLT侧定位PON网络中分支光纤上的故障。

本实用新型提供了一种光线路终端，包括：1310nm的激光发射器302，1310nm的光电转换器304和模数转换器ADC308，所述1310nm的激光发射器302和1310nm的光电转换器304分别与光耦合器301相连接，所述1310nm的光电转换器304经由采样电阻306和放大器307与所述ADC308相连接；所述ADC和控制逻辑与存储器400相连接，其中，

所述1310nm的光电转换器304用于接收1310nm的上行光信号，其中一部分上行光信号经由所述采样电阻306和放大器307进入所述ADC308；所述ADC308对所述上行光信号进行模数处理后，将采样结果发送给所述控制逻辑与存储器400；所述控制逻辑与存储器400，根据所述采样结果，测量各分支光纤上的光功率，确定出现光功率异常的分支光纤对应的ONU ID；

当测量到分支光纤上出现光功率异常时，所述1310nm的激光发射器302发出1310nm的测试光信号；所述1310nm的光电转换器304接收经由所述光耦合器301反射回来的1310nm的测试光信号，其中一部分测试光信号经由所述采样电阻306和放大器307进入所述ADC308；所述ADC308对所述1310nm的测试光信号进行模数转换处理后，将所得的采样数据发送给所述控制逻辑与存储器400；所述控制逻辑与存储器400，根据所述采样数据进行光时域反射测量，结合分支光纤的ONU ID，确定出现光功率异常的分支光纤上故障点的位置。

本实用新型还提供了一种光线路终端，包括1490nm的激光发射器201，1310nm的光电转换器304，1490nm的光电转换器203，所述1490nm的激光发射器201和1490nm的光电转换器203分别与一个光耦合器301相连接，所述1310nm的光电转换器304经由采样电阻306和第一放大器307与模数转换器ADC308相连，所述1490nm的光电转换器203经由采样电阻311和第二放大器309与所述ADC308相连，所述ADC308与控制逻辑与存储器400相连接；

其中所述1310nm的光电转换器304，用于接收1310nm的上行光信号，其中一部分上行光信号经由采样电阻306和所述第一放大器307进入所述ADC308；

所述ADC308对来自于所述放大器307的1310nm的采样光信号进行模数转换处理，将所得的1310nm的采样数据发送给所述控制逻辑与存储器400；

所述控制逻辑与存储器400对来自于所述模数转换器308的1310nm的采样数据进行处理，确定出现光功率异常的分支光纤；

当所述控制逻辑与存储器400确定分支光纤发生故障时，所述1490nm的激光发射器201发射1490nm的测量光信号，所述测量光信号经由所述光耦合器301进入传输光纤中；所述1490nm的光电转换器203，接收经由所述光耦合器301反射回来的1490nm的测量光信号；所述反射回来的1490nm的测量光信号经由采样电阻311和放大器309进入所述ADC308；所述ADC308对来自于所述放大器309的1490nm的采样光信号进行模数转换处理后，将所得的1490nm的采样数据发送给所述控制逻辑与存储器400；所述控制逻辑与存储器400，根据光时域反射的原理，对来自于所述ADC308的1490nm的采样数据进行处理，并结合分支光纤的ONU ID，确定出现光功率异常的分支光纤上故障点的位置。

本实用新型还提供了一种光线路终端，包括：

一个能够接收1310nm和1490nm光信号的光电转换器310，一个模数转换器ADC308，一个光开关204和一个1490nm的激光发射器201，一个控制逻辑与存储器单元400，其中，所述光开关204分别在所述光电转换器310和所述激光发射器201之间进行开关切换，所述的光电转换器310经由采样电阻306和放大器307与所述控制逻辑与存储器单元400相连接；

所述的光电转换器310用于接收1310nm的上行光信号；其中一部分光信号经由所述采样电阻306和所述放大器307进入所述ADC308；所述ADC308对来自于所述放大器307的1310nm的采样光信号进行模数转换处理，将得到的采样数据发给所述控制逻辑与存储器单元400；所述的控制逻辑与存储器单元400根据所述采样数据，得到各分支光纤的光功率衰减值，确定发生光功率异常的分支光纤；

当分支光纤出现光功率异常时，暂停数据通信，所述的激光发生器201发出1490nm的测试光信号，经由所述光开关204进入光纤；光开关204与所述光电转换器310导通，所述的1490nm的测试光信号从所述光纤反射回来的光信号经由所述光开关204进入所述光电转换器310，其中一部分反射回来的测试光信号经由所述采样电阻306和放大器307进入所述ADC308；所述ADC308对来自于所述放大器307的1490nm的采样光信号进行模数转换处理，将得到的采样数据发给所述控制逻辑与存储器400，所述控制逻辑与存储器单元400根据光时域反射的原理对所述采样数据进行处理后，结合分支光纤的ONU ID，确定所述发生光功率异常的分支光纤上故障的位置。

本实用新型实施例的有益效果：

本实用新型的实施例结构简单，性能可靠，通过实施本实用新型所提供的实施例，可以在OLT侧快速简单地定位任意分支光纤上的故障点。

附图说明

图1为PON系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一的示意图；

图3为本实用新型实施例二的示意图；

图4为本实用新型实施例三的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例所提供的技术方案进行详细说明。

图1所示为PON系统的结构示意图，如图所示，该系统包括以下三部分：连接光分布网(Optical Distribution Network，ODN)12和其他网络(比如：PSTN14、因特网15、有线电视网16)的光线路终端(Optical Line Termination，简称OLT)11、光分布网(Optical Distribution Network，简称ODN)12，和光网络单元(OpticalNetwork Unit，简称ONU)或光网络终端(Optical Network Termination，简称ONT)13。在PON系统中，从OLT11到ONU/ONT13方向的传输称为下行传输，反之为上行传输，下行数据由OLT11以广播方式发送给各ONU/ONT13；各ONU/ONT13在发送上行数据时，由OLT11为各ONU或ONT分配上行发送时隙，以时分复用方式发送上行数据。其中OLT11为PON系统提供网络侧接口，连接一个或多个ODN12；ODN12为无源分光器件，将OLT11下行的数据传输到各个ODN12，同时将多个ONU/ONT13的上行数据汇总传输到OLT11；ONU为PON系统提供用户侧接口，上行方向与ODN相连，如果ONU直接提供用户端口功能，比如PC上网用的以太网用户端口，则又称为ONT。ODN12一般分为三个部分：无源光分路器(Splitter)121、主干光纤122、和分支光纤123。如无特殊说明，下述的ONU均可以替换为ONT。

本实用新型实施例可以在OLT侧集成光时域反射检测(OTDR)功能和光功率检测功能，首先利用光功率检测功能检测出各ONU ID所对应的分支光纤的光功率的衰减值，从而可以确定哪一条分支光纤出现了光功率衰减值过大的情况，如果存在光功率衰减过大的情况，则表明在该条光纤上出现了故障；然后，可以利用光时域反射的原理进行检测，光时域反射测量电路发出的测试光信号到达故障点时，会发生反射，根据反射回来的光信号的强弱和时延，就可以确定故障点的类型以及相对于OLT的位置。

请参见附图2，示出了本实用新型实施例一的结构图，该实施例一在OLT中增加一个1310nm的LD，用于发射OTDR的测试光信号；数据信号和测试信号共用一个光电二极管(PhotoDiode，PD)也可以是APD。

在具体实施过程中，分两个阶段进行测试；

一、确定发生故障的分支光纤：

在下行方向上，发送器Tx200中的激光器LD201发出波长为1490nm的数据信号，该数据信号经过波分复用器件WDM100耦合到传输光纤中，到达对端设备；在上行方向上，对端设备发送过来的数据信号，其波长为1310nm，经过波分复用器件WDM100进入到光耦合器coupler301；然后，分出一部分光给光电转换器PD304，所述耦合器coupler301的分光比可以设置1∶9，即90％的光进入到光电转换器PD304中，或者根据实际需要设成其他比值。上行光信号经过光电转换器PD304转换成电信号后，分成两路，一路进入数据恢复电路305进行数据恢复，保证正常通信；另一路信号发送到功率测量电路，进行功率测量。当不同功率的光入射到光电转换器PD304上时，光电转换器PD304就会产生不同大小的光电流，光电流在经过采样电阻306时，会在采样电阻306两端产生高低不同的电压，其电压值和入射光功率一一对应。根据这个电压值，就可以知道目前入射光功率的大小；放大器307从采样电阻306上采集电压信号，并将其放大到适合测量的范围之内，以供模数转换电路(ADC)308采样；当有光输入时或在每个ONU的上行时隙内，控制逻辑与存储器400控制ADC308进行采样，采样值保存到存贮器中或转换成光功率值后存储到存储器中。根据采样值和光功率的对应关系，得到此时入射光的光功率数值。这样，通过在每个ONU ID被分配的上行时隙进行上行光功率测量，可以精确监测每个ONU ID对应分支光纤的光功率衰减值，从而确定哪条分支光纤发生了故障。

需要特别指出的是，在本实施例中对光电流的采样是通过采样电阻配合放大器来实现的，本领域普通技术人员应当知道，在本实施例的具体应用过程中，也可以采用其他采样电路，比如可以通过镜像电流源进行取样，取样电路输出电流或电压信号，放大电路对取样电路输出的电流或电压信号进行放大，输出放大后的电压信号；另外，在本实施例中采样电阻不是必须的，当采用的放大器是跨阻放大器时，就可以去掉采样电阻；如果采用的放大器是对数放大器时，则需要使用采样电阻。本实施例中的放大器既可以是线性放大器，也可以是对数放大器。线性放大器的放大倍数不随入射光功率的大小而变化，对数放大器在入射光功率小时，放大倍数大；在入射光功率大时，放大倍数小。这样可以提高小功率时的测量精度。放大器前后可以设置低通滤波器，以滤除电路中的高频噪声，保证光功率测量的准确度。

二、确定分支光纤上发生故障的具体位置

当发现到某个ONU ID对应的分支光纤上的光功率衰减值异常时，则可启动OTDR测量，控制逻辑与存储器400控制接收器Rx300中的驱动器产生测试电信号(典型的电信号为窄脉冲)，所述测试电信号驱动激光器LD302产生测试光信号，波长为1310nm，测试光信号经过耦合器coupler301和波分复用器件WDM100，进入传输光纤中，光纤中的后向反射光经过波分复用器件100和耦合器coupler301，将其中一部分光(如90％)发送到光电转换器PD304进行光电转换，再送给功率测量电路，即经过采样电阻306、放大器307、ADC308，最后由控制逻辑与存储器400把采样所得的原始测量数据进行一些统计处理，如平均等，进行OTDR的各种事件的生成和故障的判断。再结合分支光纤的ONU ID，就可以确定出故障发生在哪条分支光纤的具体位置。

测试时可以暂停一段时间的数据通信，此时可以像传统的OTDR一样发送测试脉冲进行故障诊断；也可以不中断数据通信，此时需要在控制逻辑中采用数字信号处理技术，如自相关，数字滤波等。

在本实施例中，采样电阻也可以被镜像电流源代替。为了降低光功率预算，耦合器coupler也可以被环形器代替。

请参加附图3，示出了本实用新型实施例二的结构图。本实用新型实施例二在光线路终端中增加了一个1490nm的PD，用于在OTDR测试时接收反射回来的测试光信号，下行数据信号和测试信号共用一个LD。请参阅图3，功率检测功能和OTDR功能共用一个ADC。

在本实施例二中，同样分为两个部分进行测量：

一、确定哪条分支光纤发生了故障

在正常的数据通信中，LD201用于发送波长为1490nm的下行数据光信号；PD304用于接收上行数据光信号，通过数据恢复电路进行数据恢复。

在进行数据恢复的同时，可以在每个上行时隙，利用PD304、采样电阻306、放大器307和ADC308，对分支光纤的光功率进行实施测量，即利用采样电阻将光电流转换为电压，经过模数(AD)转换后在控制逻辑与存储器单元进行处理，就可以用于实时测量各ONU ID的对应的分支光纤上的光功率。

二、确定分支光纤上发生故障的具体位置

当OLT通过上述检测，发现某个ONU ID所对应的分支光纤上出现光功率异常时，就可以启动OTDR测试。

首先，由LD201发出波长为1490nm的测试光信号，测试光信号经过耦合器coupler301和波分复用器件WDM100，进入传输光纤中，光纤中的后向反射光经过波分复用器件100和耦合器(coupler)301，由图中所示的1490nm的PD203接收反射回来的光信号，其中一部分光信号经过采样电阻311的采样处理，放大器309的放大处理，以及ADC308的模数转换处理后，由控制逻辑与存储器单元400进行统计处理，如平均等，进行OTDR的各种事件的生成和故障的判断，形成OTDR曲线，就可以确定事件点即故障点的具体位置。

然后，再结合各条分支光纤的ONU ID，就可以确定故障在分支光纤上的具体位置。

需要特别指出的是，在本实施例中对光电流的采样是通过采样电阻配合放大器来实现的，本领域普通技术人员应当知道，在本实施例的具体应用过程中，也可以采用其他采样电路，比如可以通过镜像电流源进行取样，取样电路输出电流或电压信号，放大电路对取样电路输出的电流或电压信号进行放大，输出放大后的电压信号；另外，在本实施例中采样电阻不是必须的，当采用的放大器是跨阻放大器时，就可以去掉采样电阻；如果采用的放大器是对数放大器时，则需要使用采样电阻。为了降低光功率预算，耦合器coupler也可以被环形器代替。

请参见图4，示出了本实用新型实施例三的结构。本实用新型实施例三在光线路终端中增加了一个光开关204，当进行OTDR反射测量时，可以把1490nm的后向反射光引入到PD中。本实施例三中的PD310可以接收1310nm和1490nm的光信号。

本实施例同样分为两个测量部分：

一、确定哪条分支光纤发生了故障

在正常的数据通信中，LD201用于发送波长为1490nm的下行数据光信号；PD310用于接收上行1310nm的数据光信号，通过数据恢复电路305进行数据恢复。

在进行数据恢复的同时，可以在每个上行时隙，对光功率进行实时测量，即利用采样电阻将光电流转换为电压，经过模数(AD)转换后在控制逻辑与存储器单元进行处理，就可以用于实时测量各ONU ID的对应的分支光纤上的光功率。

二、确定分支光纤上发生故障的具体位置

首先，暂停数据通信，由LD201发出波长为1490nm的测试光信号，测试光信号经过光开关204和波分复用器件WDM100，进入传输光纤中；光纤中的后向反射光经过波分复用器件100反射回来，此时反射测量控制单元205控制光开关204将1490nm的反射光导入到图中所示的PD310，经过采样电阻306的采样处理和放大器307的放大处理，以及ADC308的处理后，由控制逻辑与存储器单元400进行统计处理，如平均等，进行OTDR的各种事件的生成和故障的判断，形成OTDR曲线，就可以确定事件点即故障点的具体位置。

需要特别指出的是，在本实施例中对光电流的采样是通过采样电阻配合放大器来实现的，本领域普通技术人员应当知道，在本实施例的具体应用过程中，也可以采用其他采样电路，比如可以通过镜像电流源进行取样，取样电路输出电流或电压信号，放大电路对取样电路输出的电流或电压信号进行放大，输出放大后的电压信号；另外，在本实施例中采样电阻不是必须的，当采用的放大器是跨阻放大器时，就可以去掉采样电阻；如果采用的放大器是对数放大器时，则需要使用采样电阻。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1、一种光线路终端，其特征在于，包括：1310nm的激光发射器(302)，1310nm的光电转换器(304)和模数转换器ADC(308)，所述1310nm的激光发射器(302)和1310nm的光电转换器(304)分别与光耦合器(301)相连接，所述1310nm的光电转换器(304)经由采样电阻(306)和放大器(307)与所述ADC(308)相连接；所述ADC(308)和控制逻辑与存储器(400)相连接。

2、一种光线路终端，其特征在于，包括：1490nm的激光发射器(201)，1310nm的光电转换器(304)，1490nm的光电转换器(203)，所述1490nm的激光发射器(201)和1490nm的光电转换器(203)分别与一个光耦合器(301)相连接，所述1310nm的光电转换器(304)经由采样电阻(306)和第一放大器(307)与模数转换器ADC(308)相连，所述1490nm的光电转换器(203)经由采样电阻(311)和第二放大器(309)与所述ADC(308)相连，所述ADC(308)与控制逻辑与存储器(400)相连接。

3、一种光线路终端，其特征在于，包括：一个能够接收1310nm和1490nm光信号的光电转换器(310)，一个模数转换器ADC(308)，一个光开关(204)和一个1490nm的激光发射器(201)，一个控制逻辑与存储器单元(400)，其中，所述光开关(204)分别在所述光电转换器(310)和所述激光发射器(201)之间进行开关切换，所述的光电转换器(310)经由采样电阻(306)、放大器(307)以及所述ADC(308)与所述控制逻辑与存储器单元(400)相连接。