ES2417954A2

ES2417954A2 - Método y sistema para supervisar redes ópticas pasivas punto a multipunto basadas en sistemas de reflectometría

Info

Publication number: ES2417954A2
Application number: ES201130938A
Authority: ES
Inventors: Manuel Sánchez Yangüela; Rafael CANTÓ PALANCAR
Original assignee: Telefonica SA
Current assignee: Telefonica SA
Priority date: 2011-06-07
Filing date: 2011-06-07
Publication date: 2013-08-09
Anticipated expiration: 2031-06-07
Also published as: AR086854A1; ES2417954B1; WO2012168004A1; ES2417954R1

Abstract

Método y sistema para supervisar redes ópticas pasivas punto a multipunto basadas en sistemas de reflectometría. El método comprende: - inyectar una señal luminosa de monitorización a una entrada de una red óptica pasiva, o PON, para que circule a través de la misma; - reflejar, reflectores ópticos previstos en diferentes puntos de dicha PON, al menos parte de dicha señal luminosa de monitorización, en forma de respectivas señales luminosas reflejadas; y - analizar dichas señales luminosas reflejadas recibidas para realizar una monitorización de capa física de la PON; estando el método caracterizado porque comprende además, para realizar dicha supervisión simultáneamente al funcionamiento normal de la PON basándose en la inyección de una señal luminosa de trabajo: a) desviar dicha señal luminosa de monitorización hacia una unidad de acondicionamiento intermedia; y b) dividir al menos, en dicha unidad de acondicionamiento intermedia, dicha señal luminosa de monitorización desviada, y enviar a cada rama de dicha PON al menos parte de una de las señales resultantes de dicha división. El sistema está dispuesto para implementar el método de la presente invención.

Description

Método y sistema para supervisar redes ópticas pasivas punto a multipunto basadas en sistemas de reflectometría

Campo de la técnica

La presente invención se refiere, en general, en un primer aspecto, a un método de monitorización de capa física en redes ópticas pasivas (PON) punto a multipunto que comprende emitir luz al interior de una PON y analizar la luz reflejada en reflectores ópticos respectivos previstos en diferentes puntos de la PON, y más particularmente a un método que permite determinar la identificación y ubicación precisa de una deficiencia en el medio de transmisión, basándose en dicho análisis, mediante la división de dicha luz y el envío a cada rama de dicha PON de una de las señales resultantes.

Un segundo aspecto de la invención se refiere a un sistema dispuesto para implementar el método del primer aspecto.

Estado de la técnica anterior

Actualmente los operadores están implantando nuevas redes de acceso de fibra que puedan satisfacer los exigentes requisitos de los clientes. Asimismo, la mayoría de operadores están implantando redes de acceso ópticas pasivas punto a multipunto, también conocidas como PON (redes ópticas pasivas). Estas redes PON son la base de los sistemas convencionales actuales GPON (redes ópticas pasivas con capacidad de gigabits, [1]), XG-GPON (redes ópticas pasivas con capacidad de 10 gigabits, [2]) y EPON (redes ópticas pasivas de Ethernet, [3]), las soluciones más extendidas usadas para proporcionar acceso de banda ancha sobre fibra.

Las soluciones mencionadas anteriormente se han diseñado para proporcionar acceso de banda ancha sobre una infraestructura de fibra pasiva punto a multipunto y se han elegido por los operadores porque proporcionan altas tasas de acceso sin la inversión requerida por las redes de acceso de fibra punto a punto.

En las redes de acceso PON actuales, según la topología tal como se mostrará en la figura 1, MxN instalaciones del cliente se conectan a una única terminación de línea óptica (OLT) ubicada en la oficina central del operador. El medio de transmisión, la fibra, conecta la OLT con MxN unidades de red óptica (ONU) ubicadas en las instalaciones del cliente. Para ello, la infraestructura de acceso de fibra tiene una topología punto a multipunto, que usa divisores de potencia óptica para dividir la señal óptica de la OLT entre las diferentes ONU. Puede realizarse una división óptica en un sólo punto, pero por razones de implementación, la división de potencia óptica habitualmente está realizándose en dos niveles. Para el primer nivel se usa solamente un divisor de potencia, con una entrada y M salidas. Para el segundo nivel de división hay M divisores de potencia óptica, cada uno con una entrada y N salidas.

Sin embargo, las soluciones PON tienen un problema de supervisión. Los métodos de supervisión tradicionales basados en reflectometría, que son adecuados para topologías punto a punto, no funcionan apropiadamente en este tipo de redes debido a su topología punto a multipunto. Los métodos de reflectometría consisten en la emisión de pulsos de anchura variable. Las deficiencias (rotura, empalme, malos contactos…) distribuidas a lo largo del medio de transmisión (cobre, coaxial o fibra) crean ecos, que se analizan en el punto de emisión. El retardo entre el pulso y su eco permite estimar la ubicación de la deficiencia mientras que el análisis de la forma de onda y el espectro del eco ayuda a determinar el tipo de deficiencia que ha causado el eco.

Estas técnicas también se aplican en redes de acceso PON, tal como se mostrará en la figura 2. Existe una generador de señal óptica que genera pulsos de longitud de onda A0. Estos pulsos ópticos se inyectan en la red PON usando un circulador y un cuadro de distribución óptica automatizada. El cuadro de distribución automatizada permite que pueda compartirse el mismo sistema de supervisión basado en reflectometría entre los múltiples árboles de las PON implantados desde la misma oficina central. Los ecos recibidos se envían por el circulador óptico al analizador.

Sin embargo, debido a su topología punto a multipunto, en la que la señal óptica de longitud de onda A0 emitida por la fuente de luz alcanza todas las ONU, no es posible identificar de manera unívoca el punto en el que se sitúa la deficiencia. Los ecos recibidos generados por deficiencias en diferentes ramas de la PON pueden solaparse. Así, es posible determinar la distancia desde la oficina central en la que se encuentra la deficiencia, pero no es posible identificar la rama de la red PON en la que se sitúa esta deficiencia. Y si no es posible determinar unívocamente una posición de deficiencia, el sistema de supervisión no ayuda a reducir los gastos operativos de la red de acceso óptica.

Hay algunas propuestas para la desambiguación de la ubicación de la deficiencia, tal como la utilización de filtros ópticos de banda estrecha centrados en diferentes longitudes de onda para cada cliente. Pero estas soluciones son complejas debido a que el operador necesita tener en cuenta la longitud de onda central del filtro que se ha asignado a cada cliente.

Descripción de la invención

Es necesario ofrecer una alternativa al estado de la técnica que cubra las lagunas encontradas en la misma, particularmente en relación con la falta de propuestas que realmente permitan distinguir entre las diferentes reflexiones procedentes de diferentes puntos de una PON de una manera rentable y usando tecnología desarrollada.

Para ese fin, la presente invención proporciona, en un primer aspecto, un método de monitorización de capa física en redes ópticas pasivas, que comprende:

-: inyectar una señal luminosa de monitorización a una entrada de una red óptica pasiva, o PON, para que circule a través de la misma;

-: reflejar, reflectores ópticos previstos en diferentes puntos de dicha PON, al menos parte de dicha señal luminosa de monitorización, en forma de respectivas señales luminosas reflejadas; y

-: analizar dichas señales luminosas reflejadas recibidas para realizar una monitorización de capa física de la PON;

A diferencia de las propuestas conocidas, el método de la invención, de una manera característica comprende además, para realizar dicha supervisión simultáneamente al funcionamiento normal de la PON basándose en la inyección de una señal luminosa de trabajo:

a) desviar dicha señal luminosa de monitorización hacia una unidad de acondicionamiento intermedia; y

b) dividir al menos, en dicha unidad de acondicionamiento intermedia, dicha señal luminosa de monitorización desviada, y enviar a cada rama de dicha PON al menos parte de una de las señales resultantes de dicha división.

Para una realización preferida, el método comprende usar técnicas de multiplexación por división de longitud de onda para identificar de manera precisa la ubicación de una deficiencia.

Otras realizaciones del método del primer aspecto de la invención se describen según las reivindicaciones adjuntas 2 a 6, y en una sección posterior relativa a la descripción detallada de varias realizaciones.

Un segundo aspecto de la presente invención comprende, en general:

-: una fuente de luz dispuesta para inyectar, en un sentido descendente, una señal luminosa de monitorización a una entrada de una PON para que circule a través de la misma;

-: una pluralidad de reflectores ópticos previstos en diferentes puntos de dicha PON para recibir dicha señal luminosa de monitorización y reflejar al menos parte de la misma, en forma de respectivas señales luminosas reflejadas, en un sentido ascendente;

-: al menos un divisor de potencia que, en dicho sentido descendente, divide igualmente dicha señal luminosa de monitorización y una señal luminosa de trabajo en señales divididas, para enviarse cada una a una de las diferentes ramas de dicha PON;

-: medios de detección de luz dispuestos para recibir dichas respectivas señales luminosas reflejadas desde dichos reflectores ópticos; y

-: medios de análisis conectados a dichos medios de detección de luz para analizar dichas señales luminosas reflejadas recibidas para realizar una monitorización de capa física de la PON;

A diferencia de las propuestas conocidas, el segundo aspecto de la invención, de una manera característica comprende además:

-: medios de desviación para separar, en dicho sentido descendente, dicha señal luminosa de monitorización de dicha señal luminosa de trabajo; y

-: una unidad de acondicionamiento intermedia con una entrada conectada a una salida de dichos medios de desviación para recibir dicha señal luminosa de monitorización desviada, comprendiendo dicha unidad de acondicionamiento intermedia medios de división para dividir, en dicho sentido descendente, dicha señal luminosa de monitorización desviada, en el que cada salida de dichos medios de división está conectada a una rama respectiva de dicha PON para proporcionar a la misma, en dicho sentido descendente, al menos parte de una de las señales luminosas de monitorización divididas.

Otras realizaciones del segundo aspecto de la invención se describen según las reivindicaciones adjuntas 2 a 6, y en una sección posterior relativa a la descripción detallada de varias realizaciones 8 a 15.

Breve descripción de los dibujos

Las anteriores y otras ventajas y características se entenderán más completamente a partir de la siguiente descripción detallada de realizaciones, con referencia a los dibujos adjuntos, que deben considerarse de manera ilustrativa y no limitativa, en los que:

La figura 1 muestra una topología actual de redes de acceso PON.

La figura 2 muestra actuales sistemas de supervisión basados en reflectometría para redes de acceso PON.

La figura 3 muestra, según una realización del sistema propuesto en la invención, una de las opciones para la modificación requerida en el divisor de primer nivel con el fin de mejorar los divisores de potencia óptica de PON con capacidades WDM en la banda U para monitorización remota de redes ópticas pasivas punto a multipunto.

La figura 4 muestra, según una realización del sistema propuesto en la invención, una de las opciones para la modificación requerida en el divisor de segundo nivel con el fin de mejorar los divisores de potencia óptica de PON con capacidades WDM en la banda U para monitorización remota de redes ópticas pasivas punto a multipunto.

La figura 5, figura 6, figura 7, figura 8, figura 9, figura 10, figura 11 y figura 12 muestran los espectros de las señales ópticas en los diferentes puntos del sistema propuesto en la invención según la figura 3 y la figura 4.

La figura 13 muestra, según una realización del sistema propuesto en la invención, otra opción para la modificación requerida en el divisor de primer nivel con el fin de mejorar los divisores de potencia óptica de PON con capacidades WDM en la banda U para monitorización remota de redes ópticas pasivas punto a multipunto.

La figura 14 muestra, según una realización del sistema propuesto en la invención, otra opción para la modificación requerida en el divisor de segundo nivel, según el segundo aspecto de la invención, con el fin de mejorar los divisores de potencia óptica de PON con capacidades WDM en la banda U para monitorización remota de redes ópticas pasivas punto a multipunto.

La figura 15, figura 16, figura 17, figura 18, figura 19, figura 20 y figura 21 muestran los espectros de las señales ópticas en los diferentes puntos del sistema propuesto en la invención según la figura 3 y la figura 4.

La figura 22 muestra el sistema de supervisión propuesto basado en reflectometría para redes de acceso PON.

En caso de que la división óptica se realice en sólo un nivel, las modificaciones requeridas en los divisores de potencia serán cualquiera de las presentadas en la figura 3, figura 4, figura 13 o figura 14.

Descripción detallada de varias realizaciones

La invención propuesta mejora el rendimiento de sistemas basados en reflectometría usados actualmente para supervisión de redes de acceso PON, añadiendo un mecanismo de desambiguación que permite una identificación y ubicación unívoca de las deficiencias en una red de acceso pasivo punto a multipunto.

El concepto básico de la invención consisten en una modificación de divisores de potencia óptica usados en redes PON, mejorándolos con capacidades WDM en la banda U (señales ópticas cuya longitud de onda va desde 1625 nm hasta 1675 nm), el intervalo de longitudes de onda reservado para supervisión de redes de acceso ópticas [9].

Puesto que los divisores usados en redes de acceso PON son divisores de potencia, no son selectivos en cuanto a la longitud de onda y dividen igualmente toda la potencia descendente de entrada entre todas las salidas independientemente de la longitud de onda de la señal descendente de entrada óptica. A la inversa, el divisor combina todas las señales de entrada ascendentes en la salida ascendente común.

Para cambiar una red de acceso PON en una red de acceso WDM en la banda U, la banda de supervisión de acceso óptica propuesta en las normas [9], la invención actual propone una modificación de los divisores de potencia que están implantando actualmente los operadores. La modificación consisten en:

-: Filtros de paso de banda ópticos (OBF) o matrices de rejilla de guía de onda (AWG) para señales de la banda U, conectados en paralelo con divisores de potencia óptica.

-: Acopladores WDM para conectar el divisor de potencia óptica convencional con un OBF de banda U o una AWG de banda U.

-: Una fuente de luz de banda ancha, tal como se muestra en la figura 22, en el reflectómetro, que funciona en el intervalo de longitudes de onda de banda U, que puede alimentar cada rama de la PON con una longitud de onda específica en la banda U.

El resultado consiste en nuevos divisores de potencia óptica que pueden realizar supervisión por reflectometría:

-: Nuevos divisores de potencia óptica con capacidad de reflectrometría, 100a tal como se muestra en la figura 3 o 100b tal como se muestra en la figura 13, para el primer nivel de división.

-: Nuevos divisores de potencia óptica con capacidad de reflectrometría, 200 tal como se muestra en la figura 4 y la figura 14, para el segundo nivel de división.

En el caso de redes de acceso PON con un único nivel de división, que es muy poco frecuente, los divisores de potencia óptica convencionales tendrían que reemplazarse por un divisor de potencia óptica con capacidad de reflectrometría, 200 tal como se muestra en la figura 4 y la figura 14.

La utilización de acopladores WDM introducirá pérdidas adicionales, alrededor de una pérdida adicional de 3 ó 4 dB en el presupuesto óptico de acceso total. Sin embargo, esta reducción todavía permite un área de cobertura de 10 km estándar.

Existen otras propuestas para supervisión de redes ópticas pasivas punto a multipunto. Pero hay claras diferencias:

-: Otras soluciones usan láseres sintonizables de bajo coste sin modulación de intensidad ni barrido de longitud de onda óptica. La propuesta actual puede usar un OTDR sintonizable con pulsos de longitud de tiempo variable o puede funcionar con una fuente óptica de banda ancha.

-: La propuesta actual proporciona toda la información relativa a la atenuación y atenuación por unidad de longitud en todas las secciones de la red de acceso punto a multipunto, y también permite la localización de cualquier deficiencia o variación de parámetro óptico en la red de acceso óptica bajo supervisión. Otras soluciones dan la atenuación a ambos lados de cada sección de fibra de la red de acceso punto a multipunto.

-: Al igual que otras soluciones, la propuesta actual usa componentes pasivos. Pero estos elementos pasivos (las AWG o los OBF) están ubicados conjuntamente con divisores pasivos ópticos de las redes PON, en lugar de filtros ópticos reflectantes de bajo coste en el extremo de cada última fibra de salida usada en otras soluciones de supervisión de PON.

-: La asignación de longitudes de onda en la propuesta actual depende de parámetros de multiplexores ópticos o filtros de paso de banda ópticos. En otras soluciones la asignación de longitudes de onda depende solamente de la longitud de onda central del filtro óptico reflectante usado en cada última fibra de salida.

Como se ha explicado anteriormente, la invención propuesta mejora el rendimiento de sistemas basados en reflectometría usados actualmente para supervisión de redes de acceso PON, añadiendo un mecanismo de desambiguación que permite una identificación y ubicación unívoca de deficiencias en una red de acceso pasivo punto a multipunto.

La invención actual propone dos enfoques para mejorar los divisores de potencia óptica de PON con capacidades WDM en la banda U, y por tanto que permiten una supervisión totalmente remota de las redes ópticas pasivas punto a multipunto. La invención propone dos enfoques con este propósito que se describen a continuación.

La invención propuesta proporciona toda la información relativa a la atenuación y atenuación por unidad de longitud en todas las secciones de una red de acceso pasiva óptica punto a multipunto, añadiendo componentes pasivos tal como las AWG y/o los OBF a los divisores pasivos usados en PON. También permite la localización de cualquier deficiencia, tal como un corte de fibra en cualquier sección de la red de acceso de fibra punto a multipunto (es decir, la distancia del corte desde la OLT/extremo de cabecera de acceso óptico, nivel de división y rama) evitando la inherente ambigüedad de las arquitecturas de acceso punto a multipunto. También permite la identificación de la variación de parámetros ópticos en la red de acceso óptica bajo supervisión.

El primer enfoque para mejorar los divisores de potencia óptica de PON con capacidades WDM en la banda U para monitorización remota de redes ópticas pasivas punto a multipunto se muestra en la figura 3 y la figura 4.

Como se muestra en la figura 3, un divisor 120 de potencia óptica 1:M está conectado en paralelo al divisor 7a de potencia.

El acoplador 110 WDM mostrado en la figura 3 divide las señales 10a descendentes recibidas (bandas S, L y U tal como se muestra en la figura 5) y envía señales 11 descendentes GPON o XG-PON (tal como se muestra en la figura 6, bandas S y L) al divisor 7a, mientras que envía señales 12a de banda U descendentes (figura 6) al divisor

120. Combina las señales GPON o XG-PON ascendentes con los ecos recibidos en la banda U.

Los acopladores 140 WDM mostrados en la figura 3 separan las señales ascendentes entre los divisores 7a y 120. Envían señales ascendentes GPON o XG-PON (banda O de las señales 41, 42, 43 y 49 tal como se muestra en la figura 9) al divisor 7a y envían los ecos recibidos a los puertos de salida del divisor 120. Combinan de manera descendente las señales 23 descendentes GPON o XG-PON (bandas S y L mostradas en la figura 7) con una parte de las longitudes de onda de supervisión descendentes en la banda U y las señales 41, 42, 43 y 49 generadas tal como se muestra en la figura 9.

Para la desambiguación de ecos, el espectro de la señal 14 de supervisión en la banda U (tal como se muestra en la figura 7), en los puertos de salida del divisor 120 se divide en M diferentes señales 21, 22, 23 y 29 ópticas (tal como se muestra en la figura 8) con espectros sin solapamiento. Esta división del espectro se realiza por medio de M OBF 131, 132, 133 y 139 centrados en diferentes longitudes de onda conectados a los puertos de salida del divisor 120. Cada una de las M señales 21, 22, 23 y 29 sin solapamiento contiene N portadoras ópticas, tal como se muestra en la figura 8.

Como se muestra en la figura 4, una matriz 220 de rejilla de guía de onda (AWG) 1:N se conecta en paralelo al divisor 7b de potencia óptica.

El acoplador 210 WDM mostrado en la figura 4 divide las señales 43 descendentes recibidas (bandas S y L, y subbanda Ui tal como se muestra en la figura 10) y envía las señales 61 descendentes GPON o XG-PON al divisor 7b, mientras que envía la señal 62 de subbanda Ui a la AWG 220. Combina las señales GPON o XG-PON ascendentes con los ecos recibidos en la subbanda U.

Los acopladores 230 WDM mostrados en la figura 4 dividen las señales ascendentes entre el divisor 7b y la AWG 220. Envían señales ascendentes GPON o XG-PON (banda O de las señales 91a, 92a, 93a y 99a tal como se muestra en la figura 12) al divisor 7b y envían los ecos recibidos (longitudes de onda Ai1, Ai2, Aij y AiN de las señales 91a, 92a, 93a y 99a respectivamente) a los puertos de salida de la AWG 220. La AWG 220 combina los ecos recibidos de las N salidas de fibra conectadas a los puertos de salida del divisor con capacidad de reflectometría para el segundo nivel 200 de división.

Cada uno de estos acopladores 230 WDM combina de manera descendente las señales 63 descendentes GPON o XG-PON (bandas S y L) con una señal 81a, 82a, 83a o 89a de supervisión tal como se muestra en la figura 11, y genera las señales 91a, 92a, 93a y 99a, tal como se muestra en la figura 12.

La desambiguación de ecos se realiza por la AWG 220. Divide las N longitudes de onda de la señal 62 óptica (tal como se muestra en la figura 10) recibida en su puerto de entrada y envía cada una de estas longitudes de onda a un puerto de salida diferente, generando las señales 81a, 82a, 83a y 89a tal como se muestra en la figura

11.

El conjunto total constituido por un divisor 100a con capacidad de reflectometría y N divisores 200 con capacidad de reflectometría permite la supervisión de MxN clientes sin ningún tipo de ambigüedad, porque el uso de los OBF y las AWG en la trayectoria física de las señales de supervisión ópticas cambia la topología punto a multipunto de la redes de acceso PON en una topología lógica punto a punto con fines de supervisión, asignando a cada cliente una longitud de onda de supervisión específica diferente del resto de longitudes de onda asignadas a los otros clientes conectados a la misma OLT 4.

El segundo enfoque para mejor los divisores de potencia óptica de PON con capacidades WDM en la banda U para monitorización remota de redes ópticas pasivas punto a multipunto se muestra en la figura 13 y la figura 14.

Esta segunda opción usa una AWG 130 NxM cíclica en lugar de los OBF 131, 132, 133 y 139 y el divisor 120 de potencia óptica mostrados en la figura 3. En esta alternativa una AWG 130 NxM cíclica está conectada en paralelo al divisor 7b de potencia óptica.

El acoplador 110 WDM mostrado en la figura 13 divide las señales 10b descendentes recibidas (bandas S, L y U tal como se muestra en la figura 15) y envía las señales 11 descendentes GPON o XG-PON (bandas S y L tal como se muestra en la figura 16) al divisor 7b, mientras que envía las señales 12b de banda U descendentes (figura 16) a la AWG 130 cíclica.

De hecho, las señales de banda U usadas en el primer enfoque (señales 12a tal como se muestra en la figura 6) y en el segundo (señales 12b tal como se muestra en la figura 16) pueden ser las mismas, pero van a ser procesadas de una manera diferente debido al diferente comportamiento de los OBF 131, 132, 133 y 139 (figura 3) y una AWG 130 NxM cíclica (figura 3). Combina las señales GPON o XG-PON ascendentes con los ecos recibidos en la banda U.

Los acopladores 140 WDM mostrados en la figura 13 dividen las señales ascendentes entre el divisor 7a y una AWG 130 cíclica. Envían las señales ascendentes GPON o XG-PON (banda O de las señales 51, 52, 53 y 59 tal como se muestra en la figura 18) al divisor 7b y envían los ecos recibidos a los puertos de salida de la AWG 130.

Combinan de manera descendente las señales 23 descendentes GPON o XG-PON (bandas S y L mostradas en la figura 13) con los conjuntos 31, 32, 33 y 39 de longitudes de onda descendentes mostrados en la figura 17 y generan las señales 51, 52, 53 y 59 tal como se muestra en la figura 18.

Para la desambiguación de ecos, el espectro de la señal 12b de supervisión en la banda U (figura 17), en los puertos de salida de la AWG 130 cíclica se divide en M diferentes conjuntos Uw1, Uw2, Uwi y UwN de longitudes de onda sin solapamiento (31, 32, 33, 39 respectivamente tal como se muestra en la figura 18). Esta división del espectro se realiza por medio de propiedades de la AWG 130 MxN cíclica. Así, en esta segunda alternativa, el mecanismo para la desambiguación es equivalente pero se realiza de una manera diferente a la del primer enfoque.

El esquema de un divisor con capacidad de reflectometría para el segundo nivel de división considerado en el segundo enfoque se muestra en la figura 14. Una vez más, una matriz 220 de rejilla de guía de onda (AWG) 1:N se conecta en paralelo al divisor 7b de potencia óptica. De hecho, el esquema mostrado en la figura 14 es el mismo que el mostrado en la figura 4. La única diferencia está en los espectros de las señales de supervisión de banda U. Es diferente debido al diferente comportamiento de los divisores con capacidad de reflectometría para el primer nivel de división descrito en la figura 3 y la figura 13.

El acoplador 210 WDM mostrado en la figura 14 divide las señales 53 descendentes recibidas (bandas S y L, y conjunto Uwi de longitudes de onda mostrado en la figura 19) y envía las señales 61 descendentes GPON o XG-PON mostradas en la figura 10 al divisor 7b, mientras que envía el conjunto 72 de longitudes de onda Uwi a la AWG

220. Combina las señales 61 GPON o XG-PON ascendentes (banda O tal como se muestra en la figura 10) con los ecos recibidos en los diferentes conjuntos de longitudes de onda en la banda U.

Los acopladores 230 WDM mostrados en la figura 4 dividen las señales ascendentes entre el divisor 7b y la AWG 220. Envían las señales ascendentes GPON o XG-PON (banda O de las señales 91b, 92b, 93b y 99b de la figura 21) al divisor 7b y envían los ecos recibidos (longitudes de onda A’ 1i, A’ 2i, A’ ij y A’ Ni de las señales 91b, 92b, 93b y 99b respectivamente) a los puertos de salida de la AWG 220. La AWG 220 combina los ecos recibidos de las N salidas de fibra conectadas a los puertos de salida del divisor con capacidad de reflectometría para el segundo nivel 200 de división.

Cada uno de estos acopladores 230 WDM combina de manera descendente las señales 63 descendentes GPON o XG-PON (bandas S y L mostradas en la figura 10) con una señal 81b, 82b, 83b o 89b de supervisión (figura 20), y genera las señales 91b, 92b, 93b y 99b, tal como se muestra en la figura 21.

La desambiguación de ecos se realiza mediante la AWG 220. Divide las N longitudes de onda de la señal 72 óptica (figura 19) recibida en su puerto de entrada y envía cada una de estas longitudes de onda a un puerto de salida diferente, generado las señales 81b, 82b, 83b y 89b tal como se muestra en la figura 20.

El conjunto total constituido por un divisor 100a con capacidad de reflectometría y N divisores 200 con capacidad de reflectometría permite la supervisión de MxN clientes sin ningún tipo de ambigüedad, porque la utilización de una AWG 130 MxN cíclica y las AWG 220 1xN en la trayectoria física de las señales de supervisión ópticas, cambia la topología punto a multipunto de la redes de acceso PON en una topología lógica punto a punto con fines de supervisión, asignando a cada cliente una longitud de onda de supervisión específica diferente del resto de longitudes de onda asignadas a los otros clientes conectados a la misma OLT 4.

Finalmente, se requieren algunos cambios adicionales en relación a las soluciones de reflectometría actuales usadas en redes de acceso PON. Estos cambios afectan al reflectómetro instalado en la oficina central. Se muestran en la figura 22 y consisten en:

Un cambio del generador 300a de señal óptica mostrado en la figura 2. Este generador de señal óptica tiene que cambiarse por un nuevo generado 300b mostrado en la figura 22 con una de las siguientes características:

-: O bien una fuente de banda ancha que abarque la banda U en su totalidad.

-: O bien un generador de señal óptica de banda estrecha sintonizable (es decir basado en un láser sintonizable) que pueda sintonizarse a lo largo de toda la banda U.

Este cambio es necesario porque la solución propuesta es válida solamente cuando pueden inyectarse múltiples longitudes de onda o bien simultánea o bien alternativamente, con fines de supervisión.

Y por las mismas razones, el analizador 301a mostrando en la figura 2 tiene que cambiarse por un nuevo analizador 301b con o bien un receptor de banda U de banda ancha o bien un receptor de banda estrecha sintonizable que pueda sintonizarse a lo largo de toda la banda U.

-: Ventajas de la invención

La invención propuesta mejora el rendimiento de sistemas basados en reflectometría usados actualmente para supervisión de redes de acceso PON. La invención propuesta proporciona un mecanismo de desambiguación que permite identificar unívocamente el punto en el que se encuentra una deficiencia.

El mecanismo de desambiguación se basa en la utilización de técnicas WDM, y en la mejora de los divisores de potencia actuales con el fin de permitir que estos divisores dividan las señales de supervisión de banda ancha en la banda U procedentes de la oficina central en un conjunto de longitudes de onda individuales. Cada una de éstas se inyectará a través de una salida de divisor específica, diferente de las longitudes de onda de supervisión inyectadas a través de las salidas del divisor restantes.

Los procedimientos de reflectometría convencionales proporcionarán la distancia a la que se encuentra una deficiencia, y la longitud de onda del eco recibido identificará la rama de la PON en la que se sitúa esta deficiencia.

Este mecanismo de desambiguación reducirá el coste de la supervisión de redes de acceso PON, que actualmente es muy alto debido a las restricciones de las soluciones disponibles actualmente.

Un experto en la técnica puede introducir cambios y modificaciones en las realizaciones descritas sin alejarse del alcance de la invención tal como se define en las reivindicaciones adjuntas.

SIGLAS

AWG: Arrayed Waveguide Grating; Matriz de rejilla de guía de onda.

CO: Central Office; Oficina central.

CPE: Customer Premises Equipment; Equipo en las instalaciones del cliente.

GPON: Gigabit-capable Passive Optical Networks; Redes ópticas pasivas con capacidad de gigabits.

OBF: Optical Bandpass Filter; Filtro de paso de banda óptico.

OLT: Optical Line Termination; Terminación de línea óptica.

ONU: Optical Network Unit; Unidad de red óptica.

OPEX: Operating Expense; Gastos operativos.

PON: Passive Optical Network; Red óptica pasiva.

WDM: Wavelength Division Multiplexer; Multiplexor por división de longitud de onda.

XG-PON: 10-Gigabit-capable Passive Optical Networks; Redes ópticas pasivas con capacidad de 10 gigabits.

BIBLIOGRAFÍA

[1] ITU-T G.984.1: Gigabit-capable passive optical networks (GPON): General characteristics (03/2008) http://www.itu.int/rec/dologin_pub.asp?lang=e&id=T-REC-G.984.1-200803-I!!PDF-E&type=items

[2] ITU-T G.987.1 10-Gigabit-capable passive optical networks (XG-PON): General requirements (01/2010) 5 http://www.itu.int/rec/dologin_pub.asp?lang=e&id=T-REC-G.987.1-201001-I!!PDF-E&type=items

[3] IEEE 802.3ah-2004 Part 3: CSMA/CD Access Method & PHY Specifications Amd: Media Access Control Parameters, Physical Layers, &Mgmt Parameters for Subscriber Access Networks.

[4] ITU-T L.40: Very Optical fibre outside plant maintenance support, monitoring and testing system(10/2000) http://www.itu.int/rec/dologin_pub.asp?lang=e&id=T-REC-L.40-200010-I!!PDF-E&type=items

10 [5] ITU-T L.41: Maintenance wavelenght on fibres carryingsignals(05/2000) http://www.itu.int/rec/dologin_pub.asp?lang=e&id=T-REC-L.41-200005-I!!PDF-E&type=items

[6] ITU-T L.42: Extending optical fibre solutions into the accessnetwork (05/2003)http://www.itu.int/rec/dologin_pub.asp?lang=e&id=T-REC-L.42-200305-I!!PDF-E&type=items

[7] ITU-T L.53: Optical fibre maintenance criteria for accessnetworks 15 (05/2003)http://www.itu.int/rec/dologin_pub.asp?lang=e&id=T-REC-L.53-200305-I!!PDF-E&type=items

[8] ITU-T L.58: Physical Optical fibre cables: Special needs for access network (03/2004) http://www.itu.int/rec/dologin_pub.asp?lang=e&id=T-REC-L.58-200403-I!!PDF-E&type=items

[9] ITU-T L.66: Optical fibre cable maintenance criteria for in-service fibre testing in access networks (05/2007) http://www.itu.int/rec/dologin_pub.asp?lang=e&id=T-REC-L.66-200705-I!!PDF-E&type=items

Claims

REIVINDICACIONES

1. Método para supervisar una red óptica pasiva punto a multipunto basándose en sistemas de reflectometría, que comprende:

-

inyectar una señal luminosa de monitorización a una entrada de una red óptica pasiva, o PON, para que circule a través de la misma;

-

reflejar, reflectores ópticos previstos en diferentes puntos de dicha PON, al menos parte de dicha señal luminosa de monitorización, en forma de respectivas señales luminosas reflejadas; y

-

analizar dichas señales luminosas reflejadas recibidas para realizar una monitorización de capa física de la PON;

estando el método caracterizado porque comprende además, para realizar dicha supervisión de manera simultánea al funcionamiento normal de la PON basándose en la inyección de una señal luminosa de trabajo:

a) desviar dicha señal luminosa de monitorización hacia una unidad de acondicionamiento intermedia; y

b) dividir al menos, en dicha unidad de acondicionamiento intermedia, dicha señal luminosa de monitorización desviada, y enviar a cada rama de dicha PON al menos parte de una de las señales resultantes de dicha división.
2. Método según la reivindicación 1, en el que dicha etapa b):

-

comprende una multiplexación por división de longitud de onda, que incluye dicha división, en dicha señal luminosa de monitorización desviada, según una longitud de onda específica o un conjunto de longitudes de onda específicas y enviar la señal resultante a la rama correspondiente, o

-

comprende además filtrar cada una de dichas señales divididas resultantes según una longitud de onda específica o un conjunto de longitudes de onda específicas y enviar la señal resultante a la rama correspondiente.
3.

Método según la reivindicación 2, que comprende realizar dicha filtración o multiplexación por división de longitud de onda de cada señal dividida resultante según una longitud de onda específica diferente e individualizada o un conjunto de longitudes de onda específicas diferentes e individualizadas.
4.

Método según la reivindicación 3, que comprende realizar una filtración o multiplexación por división de longitud de onda adicional, según una longitud de onda específica, en cada una de dichas señales resultantes que tienen dicho conjunto de longitudes de onda específicas y enviar la señal obtenida a una subrama correspondiente de dicha rama.
5.

Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende realizar dicha desviación de la etapa a) basándose en una multiplexación por división de longitud de onda aplicada tanto a dicha señal luminosa de trabajo como a dicha señal luminosa de monitorización, en el que dicha señal luminosa de trabajo se desvía hacia una trayectoria principal de dicha PON.
6.

Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha señal luminosa de monitorización se sitúa en la banda U y dicha señal luminosa de trabajo se sitúa en la banda S o banda L.
7.

Sistema para monitorización de capa física en redes ópticas pasivas punto a multipunto, que comprende:

-

una fuente (300b) de luz dispuesta para inyectar, en un sentido descendente, una señal luminosa de monitorización a una entrada de una PON para que circule a través de la misma;

-

una pluralidad de reflectores ópticos previstos en diferentes puntos de dicha PON para recibir dicha señal luminosa de monitorización y reflejar al menos parte de la misma, en forma de respectivas señales luminosas reflejadas, en un sentido ascendente;

-

al menos un divisor (7a, 7b) de potencia que, en dicho sentido descendente, divide igualmente dicha señal luminosa de monitorización y una señal luminosa de trabajo en señales divididas, para enviarse cada una a una de las diferentes ramas de dicha PON;

-

medios de detección de luz dispuestos para recibir dichas respectivas señales luminosas reflejadas desde dichos reflectores ópticos; y

-

medios (301b) de análisis conectados a dichos medios de detección de luz para analizar dichas señales luminosas reflejadas recibidas para realizar una monitorización de capa física de la PON;

estando el sistema caracterizado porque comprende además:

-

medios (110, 210) de desviación, en dicho sentido descendente, que separan dicha señal luminosa de monitorización de dicha señal luminosa de trabajo; y

-

una unidad de acondicionamiento intermedia con una entrada conectada a una salida de dichos medios (110, 210) de desviación para recibir dicha señal luminosa de monitorización desviada, comprendiendo dicha unidad de acondicionamiento intermedia medios de división para dividir, en dicho sentido descendente, dicha señal luminosa de monitorización desviada, en el que cada salida de dichos medios de división está conectada a una rama respectiva de dicha PON para proporcionar a la misma, en dicho sentido descendente, al menos parte de una de las señales luminosas de monitorización divididas.
8.

Sistema según la reivindicación 7, en el que dichos medios de desviación comprenden al menos un acoplador (110) de multiplexación por división de longitud de onda que separa dicha señal luminosa de trabajo de dicha señal luminosa de monitorización, en dicho sentido descendente.
9.

Sistema según la reivindicación 7 u 8, en el que dichos medios de división comprenden al menos un divisor

(120)

de potencia, dicha unidad de acondicionamiento intermedia comprende además una pluralidad de filtros (131, 132, 133, 139) de paso de banda, cada uno interconectado entre una salida de dicho divisor

(120)

de potencia y una de dichas ramas (41, 42, 43, 49) de la PON, funcionando cada filtro de paso de banda en una longitud de onda específica o en un conjunto de longitudes de onda específicas para filtrar una de las señales luminosas de monitorización divididas y entregar cada señal luminosa de monitorización filtrada a la rama (41, 42, 43, 49) de la PON correspondiente, en dicho sentido descendente.
10.

Sistema según la reivindicación 7 u 8, en el que dicha unidad de acondicionamiento intermedia comprende una matriz (130) de rejilla de guía de onda, o AWG, que comprende dichos medios de división, y dispuesta para la multiplexación por división de longitud de onda de dicha señal luminosa de monitorización desviada, según una longitud de onda específica o un conjunto de longitudes de onda específicas, y para entregar cada señal luminosa de monitorización multiplexada por longitud de onda a la correspondiente rama (51, 52, 53, 59) de la PON, en dicho sentido descendente.
11.

Sistema según las reivindicaciones 9 ó 10, que comprende un acoplador (140) de multiplexación por divisor de longitud de onda por cada rama de la PON, dispuesto para combinar, en dicho sentido descendente, una de dichas señales luminosas de trabajo divididas con una de dichas señales luminosas de monitorización filtradas o con una de dichas señales luminosas de monitorización multiplexadas por división de longitud de onda, y entregar la señal luminosa combinada a la rama (41, 42, 43, 49; 51, 52, 53, 59) de la PON.
12.

Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11, en el que, en un sentido ascendente:

-

dicho acoplador (110) de multiplexación por división de longitud de onda combina dicha señal luminosa de trabajo con dicha señal luminosa de monitorización,

-

dicho divisor (120) de potencia combina dicha señal de monitorización dividida en una pluralidad de longitudes de onda,

-

dicha matriz (130) de rejilla de guía de onda combina dicha señal de monitorización dividida en una pluralidad de longitudes de onda, y

-dicho acoplador (140) de multiplexación por división de longitud de onda separa dicha señal luminosa de trabajo de dicha señal luminosa de monitorización.
13.

Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12, en el que dichos medios de desviación y dicha unidad de acondicionamiento intermedia forman una primera fase, comprendiendo el sistema una pluralidad de segundas fases iguales o análogas a dicha primera fase con segundos medios (210) de desviación y una segunda unidad de acondicionamiento intermedia, cada una interconectada entre cada una de dichas ramas (41, 42, 43, 49; 51, 52, 53, 59) de la PON y una pluralidad de subramas (91a, 92a, 93a, 99a; 91b, 92b, 93b, 99b) de la PON correspondientes.
14.

Sistema según la reivindicación 13, en el que cada una de dichas segundas fases está dispuesta para dividir y filtrar, según una longitud de onda específica, dicha señal luminosa de monitorización filtrada o señal luminosa de monitorización multiplexada por longitud de onda, que tiene dicho conjunto de longitudes de onda específicas, y para entregar cada señal luminosa de monitorización filtrada resultante que tiene

dicha longitud de onda específica a dicha subrama (91a, 92a, 93a, 99a; 91b, 92b, 93b, 99b) de la PON correspondiente, en dicho sentido descendente.
15.

Sistema según la reivindicación 13, en el que cada una de dichas segundas fases está dispuesta para multiplexar por división de longitud de onda, según una longitud de onda específica, dicha señal luminosa de monitorización filtrada o señal luminosa de monitorización multiplexada por longitud de onda, que tiene dicho conjunto de longitudes de onda específicas, y para entregar cada señal luminosa de monitorización multiplexada por longitud de onda resultante que tiene dicha longitud de onda específica a la subrama (91a, 92a, 93a, 99a; 91b, 92b, 93b, 99b) de la PON correspondiente, en dicho sentido descendente.