TWI463814B - 網路終端裝置及光纖網路操作方法 - Google Patents

網路終端裝置及光纖網路操作方法 Download PDF

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Description

網路終端裝置及光纖網路操作方法
本發明係有關於一種網路終端裝置及光纖網路操作方法。
請參閱第1A圖，第1A圖係習知光纖網路之示意圖。習知光纖網路包括複數個光學網路單元(Optical Network Unit,ONU)(或稱用戶端)31、32、33，經由分歧器20而與一網路終端裝置(Optical Line Terminal,OLT)(或稱局端)10連接。光學網路單元31、32、33採分時多工(Time Division Multiple Access,TDMA)之方式將資料上傳給網路終端裝置10，於資料上傳時，各光學網路單元31、32、33只分配一時槽(Time Slot)，且在分配的時槽內傳輸資料封包。
於實際應用上，光纖網路容易因僅有一條光纖損壞或彎折或其他因素而導致資料傳輸功能中斷，於是在光纖線路中配置至少二條光纖，其中一條光纖作為主通道41，而另一條作為備用通道42，並於主通道41發生失效時，將光束傳輸路徑切換至備用通道42。詳言之，網路終端裝置10計算在分配時槽內的平均光功率，如果平均光功率低於一臨界值(例如-30dBm)，則判定主通 道41失效，於是將光束傳輸路徑切換至備用通道42，以維持正常訊號傳輸。
請參閱第1B圖，第1B圖顯示於突發模式下訊號傳輸之習知光纖網路。如果僅有少數用戶(光學網路單元31)在使用光纖網路，而大部分用戶(光學網路單元32、33)未使用時，由於產生光訊號的時間短暫，使得接收到的平均光功率數值很小(低於臨界值)，將導致網路終端裝置10誤判主通道41發生損壞、將光纖網路切換至備用通道42、以及相關人員前往檢查、維修主通道41等錯誤事件。
本發明為了解決上述問題而提供一種網路終端裝置，其包括一光接收單元以及一訊號處理單元。光接收單元經由一第一通道接收一光訊號並轉換為一電流訊號。訊號處理單元處理電流訊號而得到一取樣訊號，當取樣訊號中所有取樣值皆低於一臨界值時，訊號處理單元輸出一切換訊號，使光接收單元改為由一第二通道接收光訊號。
其中，當取樣訊號中任一取樣值超過一臨界值時，訊號處理單元輸出一確認訊號，使光接收單元維持經由第一通道接收光訊號。
其中，訊號處理單元包括一電流電壓轉換器、一訊號放大器、一類比數位轉換器以及一判斷及計算模組，電流電壓轉換器將電流訊號轉換成一電壓訊號，訊號放大器將電壓訊號放大而得到一放大訊號，類比數位轉換器將放大訊號轉換成一數位訊號並進行取樣，而得到取樣訊號，判斷及計算模組對取樣訊號進行判斷，以輸出確認訊號或切換訊號。
其中，光接收單元包括一濾光片以及一光偵測器，濾光片過濾光訊號以得到一處理後光訊號，光偵測器將處理後光訊號轉換成電流訊號。
本發明同時提供一種光纖網路操作方法，首先將一光學網路單元之光訊號經由一第一通道上傳至一網路終端裝置，然後對光訊號進行濾波、轉換、放大及取樣，而得到一取樣訊號，當取樣訊號中所有取樣值皆低於一臨界值時，使光訊號改經由一第二通道上傳至網路終端裝置。
其中，當取樣訊號中任一取樣值超過臨界值時，繼續維持經由第一通道傳送光訊號。
為使本發明之上述目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例並配合所附圖式做詳細說明。
請參閱第2圖，第2圖係依據本發明之光纖網路之示意圖。本發明之光纖網路包括複數個光學網路單元(Optical Network Unit,ONU)(或稱用戶端)71、72、73，經由分歧器60及第一、二通道81、82而與一網路終端裝置(Optical Line Terminal,OLT)(或稱局端)50連接。光學網路單元71、72、73採分時多工(Time Division Multiple Access,TDMA)之方式將資料經由第一通道81(或第二通道82)上傳給網路終端裝置50。在本實施例中，第一通道81為主通道，第二通道82為備用通道，然而可以瞭解本發明並不限制於此，第一通道81也可為備用通道，而第二通道82為主通道。
請參閱第3圖，第3圖係依據本發明之網路終端裝置的方塊圖。本發明之網路終端裝置50包括一光接收單元51以及一訊號處理單元53，其中光接收單元51用於接收由光學網路單元(ONU)71、72、73傳來的光訊號S1 並轉換為電流訊號S3 ，訊號處理單元53對電流訊號S3 進行轉換、放大、判斷及計算等操作，以判斷第一通道81是否失效，詳述如下：光接收單元51包括一濾光片513以及一光偵測器511。其中，濾光片513濾除光訊號S1 不要的部份，僅允許特定波長的光束通過，而得到處理後光訊號S2 ，請同時參閱第4圖，第4圖顯示於突發模式下處理後光訊 號S2 的波形。光偵測器511將處理後光訊號S2 轉換成電流訊號S3 (如第5圖所示)並輸出。
訊號處理單元53包括一電流電壓轉換器531、一訊號放大器533、一類比數位轉換器535、以及一判斷及計算模組537。其中，電流電壓轉換器531將電流訊號S3 轉換成電壓訊號S4 (如第6圖所示)。訊號放大器533將電壓訊號S4 放大，得到一放大訊號S5 。類比數位轉換器535將放大訊號S5 轉換成數位訊號並進行取樣，而得到取樣訊號S6 (如第7圖所示)。判斷及計算模組537對取樣訊號S6 進行判斷，如果取樣訊號中有任一取樣值高於一臨界值，則判定第一通道81正常，然後輸出確認訊號S7 至主機(未圖示)，告知主機第一通道81運作正常；如果取樣訊號中所有取樣值皆低於臨界值(如第8圖所示)，則判定第一通道81失效，於是產生切換訊號S8 將光束傳輸路徑切換至第二通道82，以維持正常訊號傳輸。
進一步說明如下：在僅有少數用戶的突發模式中，因為出現光訊號的時間與其分配時槽相比之下非常短暫，如果計算平均光功率，所得到數值通常會很小而低於臨界值，造成誤判。本發明不計算平均光功率，改採用取樣訊號作為判斷依據，只要有用戶上傳資料，得到的取樣訊號中一定有取樣值會高過臨界值，據此可判 定第一通道81正常，而不會有切換至第二通道82等錯誤事件發生；若是真正發生第一通道81損壞而影響正常光訊號傳送，則本發明之取樣訊號必定全數低於臨界值，不會有例外，因此可以判斷第一通道81確實為失效。
以上實施例所揭露的各元件之間可以合併(例如將電流電壓轉換器531和訊號放大器533整合在同一晶片中，以及將類比數位轉換器535和判斷及計算模組537整合在同一晶片中)，或者將其中一或多個單元分成不同的單元來執行相同功能。
請參閱第9圖，第9圖係依據本發明之光纖網路操作方法之流程圖。本發明之光纖網路操作方法包括以下步驟：
於步驟S61中，將光學網路單元之光訊號經由第一通道上傳至網路終端裝置。
於步驟S62中，對該光訊號進行濾波、轉換、放大及取樣，得到取樣訊號。
於步驟S63中，判斷取樣訊號中是否有取樣值超過臨界值？如果有任一取樣值高於臨界值，則判定第一通道正常，然後回到步驟S61，繼續利用第一通道來傳輸資料；而如果所有取樣值皆低於臨界值，則判定第一通道失效，然後進行步驟S65。
於步驟S65中，由於已判定第一通道失效，無法正常傳送資料，因此切換至第二通道來傳輸資料，工作人員可前往檢查、維修第一通道。
於步驟S66中，對第二通道傳來的光訊號進行濾波、轉換、放大及取樣，得到取樣訊號。
於步驟S67中，判斷取樣訊號中是否有取樣值超過臨界值？如果有任一取樣值高於臨界值，則判定第二通道正常，然後回到步驟S65，繼續利用第二通道來傳輸資料；而如果所有取樣值皆低於臨界值，則判定第二通道失效，然後回到步驟S61，先前第一通道失效時，已改用第二通道來傳輸資料，且派工作人員前往修復第一通道，如果經過一段時間後發生第二通道失效，則再切換回已修復的第一通道來傳輸資料。
由以上敘述可知，本發明藉由比較取樣訊號與臨界值，以正確判斷使用中的第一通道或者第二通道是否正常運作，如果發生問題，則立即從問題通道切換至正常通道，以確保資料能正常傳送。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，仍可作些許的更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10‧‧‧網路終端裝置
20‧‧‧分歧器
31‧‧‧光學網路單元
32‧‧‧光學網路單元
33‧‧‧光學網路單元
41‧‧‧主通道
42‧‧‧備用通道
50‧‧‧網路終端裝置
51‧‧‧光接收單元
53‧‧‧訊號處理單元
511‧‧‧光偵測器
513‧‧‧濾光片
531‧‧‧電流電壓轉換器
533‧‧‧訊號放大器
535‧‧‧類比數位轉換器
537‧‧‧判斷及計算模組
60‧‧‧分歧器
71‧‧‧光學網路單元
72‧‧‧光學網路單元
73‧‧‧光學網路單元
81‧‧‧第一通道
82‧‧‧第二通道
第1A圖係習知光纖網路之示意圖。
第1B圖顯示於突發模式下訊號傳輸之習知光纖網路。
第2圖係依據本發明之光纖網路之示意圖。
第3圖係依據本發明之網路終端裝置的方塊圖。
第4圖顯示本發明於突發模式下處理後光訊號S2 的波形。
第5圖顯示本發明於突發模式下電流訊號S3 的波形。
第6圖顯示本發明於突發模式下電壓訊號S4 的波形。
第7圖顯示本發明於突發模式下取樣訊號S6 的波形。
第8圖顯示本發明於使用中通道失效時取樣訊號S6的波形。
第9圖係依據本發明之光纖網路操作方法之流程圖。
50‧‧‧網路終端裝置
51‧‧‧光接收單元
53‧‧‧訊號處理單元
511‧‧‧光偵測器
513‧‧‧濾光片
531‧‧‧電流電壓轉換器
533‧‧‧訊號放大器
535‧‧‧類比數位轉換器
537‧‧‧判斷及計算模組

Claims (6)

  1. 一種網路終端裝置，包括：一光接收單元，經由一第一通道接收一光訊號並轉換為一電流訊號；一訊號處理單元，處理該電流訊號而得到一取樣訊號，當該取樣訊號中所有取樣值皆低於一臨界值時，該訊號處理單元輸出一切換訊號，使該光接收單元改為由一第二通道接收該光訊號。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之網路終端裝置，其中當該取樣訊號中任一取樣值超過一臨界值時，該訊號處理單元輸出一確認訊號，使該光接收單元維持經由該第一通道接收該光訊號。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之網路終端裝置，其中該訊號處理單元包括一電流電壓轉換器、一訊號放大器、一類比數位轉換器以及一判斷及計算模組，該電流電壓轉換器將該電流訊號轉換成一電壓訊號，該訊號放大器將該電壓訊號放大而得到一放大訊號，該類比數位轉換器將該放大訊號轉換成一數位訊號並進行取樣，而得到該取樣訊號，該判斷及計算模組對該取樣訊號進行判斷，以輸出該確認訊號或該切換訊號。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之網路終端裝置，其中該光接收單元包括一濾光片以及一光偵測器，該濾光 片過濾該光訊號以得到一處理後光訊號，該光偵測器將該處理後光訊號轉換成該電流訊號。
  5. 一種光纖網路操作方法，包括：將一光學網路單元之光訊號經由一第一通道上傳至一網路終端裝置；對該光訊號進行濾波、轉換、放大及取樣，而得到一取樣訊號；當該取樣訊號中所有取樣值皆低於一臨界值時，使該光訊號改經由一第二通道上傳至該網路終端裝置。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之光纖網路操作方法，更包括當該取樣訊號中任一取樣值超過該臨界值時，繼續維持經由該第一通道傳送該光訊號。
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