CN201742408U - 光时域反射计及其装置、系统 - Google Patents

Abstract

一种光时域反射计，包括：光收发组件，用于发射测试脉冲信号并接收光网络发射回来的光信号；激光器驱动器，用于驱动光收发组件中的激光器；光模块接口为标准小型化接口，通过该光模块接口可以把光时域反射计直接插到光网络设备的主机中，由主机为光时域反射计提供所需的电源及数据通道。相对于传统的外置式光时域反射计，本实用新型的光时域反射计尺寸小、可插拔，无需更换现有网络设备，直接通过接口很容易与现有网络设备与系统集成，实现低成本、大规模的部署和使用。

Description

光时域反射计及其装置、系统 

技术领域

本实用新型涉及光通信领域，尤其涉及一种光纤线路测试装置。 

背景技术

随着无源光网络(PON)在全球部署数量的增加，光纤到户(FTTH)成为当前业界非常关注的热点。在FTTH的线路施工、维护测试及抢修过程中，光时域反射计(OTDR)是比较常用的光纤线路测试仪器，它采用时域测量的方法，发射具有一定宽度的光脉冲并注入被测光纤，然后通过检测光纤中返回的瑞利散射(Rayleigh scattering)及菲涅尔反射(Fresnel reflection)光信号功率沿时间轴的分布曲线，即可探知被测光纤的长度及损耗等物理特性。光时域反射计具有很强的数据分析功能，可以对光纤链路中的事件点及故障点进行精确定位，同时还具有单端无损测试以及测试速度快等优点。目前，光时域反射计可以使用850nm、1300nm(适用于多模光纤)、1310nm、1380nm、1480nm、1550nm及1625nm(适用于单模光纤)等波长进行光纤线路的测量，测量的重点在于测试局端设备至分支器、分支器至各用户端光纤的熔接、接头与线路的损耗等，依次验证各光纤距离与施工时相比是否正确，同时，也可形成数据库以供日后运营商在线监控测试、维修中便于对光纤线路的品质确任及故障查找等。 

现有的光时域反射计通常是外置式的，如图1所示，光纤网络建设与维护人员必须携带外置式的光时域反射计114到现场，在光纤配线架110，光分路器111，ONU 112等设备附近测试光网络性能与故障。测试结果通过光时域反射计114显示，也可以通过人工或者网络方式上传到网管中心101。 

虽然外置式的光时域反射计比较适合野外现场操作，但同时存在以下问题：(1)集成了采集、处理、显示等电路，成本较高，一般价格在几万元到十 几万元不等；(2)因为整个测试过程维护人员必须现场操作，自动化程度较低；(3)需要对现有光配线网(ODN)进行改动，不方便大规模部署与集成，这是运营商最不希望的。 

除了外置式光时域反射计外，目前还有一种嵌入式光时域反射计，就是给每一个光通信设备都嵌入一个光时域反射计的功能。现有的嵌入式光时域反射计以重用光模块中的光器件为主，一种方法是重用光模块中发送器、接收器作为光时域反射计的发送器和接收器；另一种方法是重用光模块中的发送器既做光时域反射计发送器，也作为其接收器。显然，要采用完全嵌入式的光时域反射计就需要更换现有光通信设备上的光模块，才能具有有限的光时域反射计功能，浪费前期投资，而且采用这种新型光模块的设备软件可能需要更改，成本较高。 

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种成本较低的小型化可插拔光时域反射计。 

本实用新型实施例的技术方案： 

一种光时域反射计，包括：光收发组件，用于通过光纤连接器发射测试脉冲信号并接收光网络发射回来的光信号；激光器驱动器，用于驱动光收发组件中的激光器；光模块接口为标准小型化接口，通过该光模块接口可以把光时域反射计直接插到光网络设备的主机中，由主机为光时域反射计提供所需的电源及数据通道。 

一种光网络设备，包括：主机，以及；可插拔式OTDR模块，具体包括：光收发组件，用于通过光纤连接器发射测试脉冲信号并接收光网络发射回来的光信号；激光器驱动器，用于驱动光收发组件中的激光器；光模块接口为标准小型化接口，通过该光模块接口可以把可插拔式OTDR模块插入主机中，由主机为可插拔式OTDR模块提供所需的电源及数据通道。 

一种光网络系统，包括：光网络单元ONU；光线路终端OLT，用于对所述的ONU进行管理，以及可插拔式OTDR模块，可插入所述光网络单元或光线路终端的相应端口，具体包括：光收发组件，用于通过光纤连接器发射测试脉冲信号并接收光网络发射回来的光信号；光模块接口为标准小型化接口，通过该光模块接口可以把可插拔式OTDR模块插入主机中，由主机为可插拔式OTDR模块提供所需的电源及数据通道。 

本实用新型实施例的有益效果：相对于传统的外置式光时域反射计，本实用新型的方案的OTDR模块尺寸小、可插拔，无需更换现有网络设备，直接通过接口很容易地与现有网络设备与系统集成，实现低成本、大规模的部署和使用。 

附图说明

图1为现有的技术方案示意图； 

图2为本实用新型的第一实施例的示意图； 

图3为本实用新型的第二实施例的示意图。 

具体实施方式

如图2所示，为本实用新型的第一实施例的小型化光时域反射计，光时域反射计包括双向光收发组件301，其用于通过光纤连接器308发射测试光脉冲信号并且接收光网络发射回来的光信号。光时域反射计还包括放大器302和模数转换器304，其中放大器302用于放大光收发组件输出的小电流信号，模数转换器304将模拟信号转换为数字信号。光时域反射计还包括激光器驱动器303，其用于驱动光收发组件301中的激光器。光时域反射计还包括MCU芯片305，芯片内部包含一个简单功能的CPU、程序存储器FLASH、以太网MAC和测试波形发生器，其用于接收模数转换器304的数字信号并打包成IP报文，最后通过以太网MAC发送出去，测试波形发生器用于产生测试脉冲信号。光时域反射计还包括以太网PHY307，其用于实现以太网物理层功能与信号电平 转换。另外，光时域反射计还包括电源管理模块306，其配置用于向光时域反射计中的所有电路提供电源。光收发组件301、放大器302、模数转换器304、激光器驱动器303、MCU305以及以太网PHY芯片307都设置在小型化封装中，接口可以插入到光线路终端的主机的端口，因此可以把光时域反射计直接插到光网络设备的主机中，由主机提供光时域反射计所需的电源及数据通道。 

根据需要，可以选择将模数转换器304与放大器302或者MCU305集成为一颗芯片，以太网PHY芯片307也可以与MCU305集成到一颗芯片。 

MCU305芯片配置可以通过以太网带内管理信道实现网络管理，也可以通过I2C接口或者SPI接口进行管理。 

在进行光时域反射测试前，先将光时域反射计插入有SFP以太网接口的设备中，设备与光时域反射计之间通过标准的SFP连接器309连接，此时光时域反射计已接通电源，通过电源管理模块306给模块内所有电路供电，此后以太网收发信号也将会接续好。然后确认光时域反射计中配置的故障诊断中心IP地址正确。最后被测光纤网络与光时域反射计的光纤连接器308连接。 

当网络建设人员或者维护人员需要对某个光纤网络进行测试时，可以通过故障诊断中心的故障诊断系统下发测试命令给某个指定的光时域反射计。光时域反射计通过标准SFP连接器309中的以太网收发信号通道接收测试命令，并通过以太网PHY 307完成物理层信号到MAC层信号转换。以太网PHY307与MCU305之间的连接通道可以是典型的MII接口或者串行MII接口。MCU305接收到测试命令以后，根据命令设置测试波形发生器的测试脉冲信号宽度等参数，测试波形发生器就会产生相应的数字脉冲信号，经激光驱动器303驱动器驱动双向光收发组件301内部的激光器发光，光脉冲信号经过光纤连接器308耦合进入待测光纤网络。光脉冲信号在光纤网络中传输会产生发射，光发射信号经过光纤连接器308耦合进入双向光收发组件301，双向光收发组件301内部的光探测器将光信号转换成点信号输出，这个电信号很微弱，放大器302将该信号放大后送给模数转换器304，模数转换器304将该模拟信号转换成数字 信号送给MCU305。MCU 305收到数据后，按制定的IP报文格式将测试数据打包，经以太网MAC和以太网PHY307发送到事先配置好的目的IP地址。 

报文发送的目的地可以是待测的设备本身，也可以是故障诊断中心或者其它专用诊断设备的故障诊断单元，可以根据需要给光时域反射计配置不同的IP地址实现。故障诊断单元根据光时域反射计算法对收到的数据进行预处理、分析和存储，供网络建设人员或者维护人员查看和分析。 

如图3所示，为本实用新型的另外一个实施方式，其基本原理与第一实施例相同，不同之处在于把第一实施例的SFP连接器309替换为GBIC标准连接器409。其连接方式及测试方式与第一实施例相似，不再赘述。当然，根据具体的应用场景还可以将本实施例的GBIC标准连接器409替换成XFP、SFP+等小型化光模块接口。也就是说，该光模块接口具体为小型化可插拔光模块SFP连接器或千兆位速率接口转化器GBIC标准连接器或10Gbps小型化可插拔光模块XFP或增强的小型化可插拔光模块SFP+之一。 

OTDR模块可以插入光网络系统的光网络单元ONU，或者对ONU进行管理的光线路终端OLT等光网络设备的相应端口，也可以应用于以太网交换机，只要由以太网光模块接口，无需改变设备、模块和软件，就可以实现可插拔光时域反射计功能，初期投资成本较低。随着自动光纤配线技术的使用，本实施例的光时域反射计可以实现自动化测试，大幅度降低网络建设与维护成本。 

以上是对本实用新型实施例的说明，具体的实施过程中可对本实用新型进行适当的改进，以适应具体情况的具体需要。因此可以理解，根据本实用新型的具体实施方式只是起示范作用，并不用以限制本实用新型的保护范围。 

Claims (12)

1.一种光时域反射计，包括：

光收发组件，用于发射测试脉冲信号并接收光网络发射回来的光信号；

激光器驱动器，用于驱动光收发组件中的激光器；

光模块接口，通过该光模块接口可以把光时域反射计直接插到光网络设备的主机中，由主机为光时域反射计提供所需的电源及数据通道。

2.根据权利要求1所述的光时域反射计，其特征在于：还包括放大器和模数转换器，其中放大器用于放大光收发组件输出的小电流信号，模数转换器将模拟信号转换为数字信号。

3.根据权利要求2所述的光时域反射计，其特征在于：还包括MCU芯片，芯片内部包含一个CPU和以太网MAC，其用于接收模数转换器的数字信号并打包成IP报文，最后通过以太网MAC发送出去。

4.根据权利要求3所述的光时域反射计，其特征在于：MCU芯片还包括测试波形发生器，测试波形发生器用于产生测试脉冲信号。

5.根据权利要求1所述的光时域反射计，其特征在于：还包括光纤连接器，用于将光时域反射计连接到被测光纤网络。

6.根据权利要求1所述的光时域反射计，其特征在于：所述光模块接口具体为小型化可插拔光模块SFP连接器或千兆位速率接口转化器GBIC标准连接器或10Gbps小型化可插拔光模块XFP或增强的小型化可插拔光模块SFP+之一。

7.根据权利要求1所述的光时域反射计，其特征在于：

还包括以太网PHY，用于实现以太网物理层功能与信号电平转换；

另外，还包括电源管理模块，用于向光时域反射计中的电路提供电源。

8.一种光网络设备，包括：

主机，以及；

可插拔式OTDR模块，具体包括：光收发组件，用于通过光纤连接器发射测试脉冲信号并接收光网络发射回来的光信号；激光器驱动器，用于驱动光收发组件中的激光器；光模块接口为标准小型化接口，通过该光模块接口可以把可插拔式OTDR模块插入主机中，由主机为可插拔式OTDR模块提供所需的电源及数据通道。

9.根据权利要求8所述的光网络设备，其特征在于：所述的可插拔式OTDR模块还包括放大器和模数转换器，其中放大器用于放大光收发组件输出的小电流信号，模数转换器将模拟信号转换为数字信号；

另外还包括光纤连接器，用于将光时域反射计连接到被测光纤网络。

10.根据权利要求8所述的光网络设备，其特征在于：光模块接口具体为小型化可插拔光模块SFP连接器或千兆位速率接口转化器GBIC标准连接器或10Gbps小型化可插拔光模块XFP或增强的小型化可插拔光模块SFP+之一。

11.一种光网络系统，包括：

光网络单元ONU；光线路终端OLT，用于对ONU进行管理，以及

可插拔式OTDR模块，可插入所述光网络单元或光线路终端的相应端口，具体包括：光收发组件，用于通过光纤连接器发射测试脉冲信号并接收光网络发射回来的光信号；光模块接口为标准小型化接口，通过该光模块接口可以把可插拔式OTDR模块插入主机中，由主机为可插拔式OTDR模块提供所需的电源及数据通道。

12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于：所述的可插拔式OTDR模块还包括放大器和模数转换器，其中放大器用于放大光收发组件输出的小电流信号，模数转换器将模拟信号转换为数字信号；

以及激光器驱动器，用于驱动光收发组件中的激光器；

另外还包括光纤连接器，用于将光时域反射计连接到被测光纤网络。

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