TWI578719B - Light measurement station - Google Patents

Description

光測量台

本發明之光測量台，係由機房端人員提供組合的查測模式，配合外線查修人員所攜帶查測工具共同來完成查測工作，其為一種系統性ODN網路障礙查測方式，針對網路區段與障礙種類差異提供精確的障礙查測。

在光纖發明及光電元件技術快速發展的推助之下，促使電信科技演進造就出光纖通訊領域大放異彩，從跨洲際、長途到都會網路，最後到用戶接取網路，其擴展正如光之特性，無孔不入與無遠弗屆。基於整合多重應用的視訊服務提供，其帶動大量數據傳輸與交換需求，促使接取網路之光化逐漸取代銅纜迴路頻寬供給不足的趨勢產生。被動光網路(Passive Optical Network；PON)形式是目前最普遍使用的接取網路形式，在整個光分配網路(Optical Distribution Network；ODN)中皆採用被動元件的設計，免除電磁波和雷擊等環境因素影響，降低維運的困難度。在網路架構上利用光分歧器將機房端的主軸光纜與多數的用戶端的分歧光纜連接成點對多點的樹形分支，其可以節省建置成本並服務更多的客戶。

儘管光纖的傳輸特性較傳統雙絞線或同軸電纜優良許多，但它的可撓性與強韌性卻遠不如銅線，除利用層層保護光纖外，還需要建置安全與可靠的障礙查測系統來確保網路服務品質。PON在ODN網路障礙查測可選擇利用 位於兩端的光路網終端設備資訊或直接對中間的ODN網路查測兩個方式來進行，前者透過網管資訊分別讀取光路網終端設備的資訊即從局端設備(Optical Line Terminal；OLT)與用戶端設備(Optical Network Terminal；ONT)分別收集光功率數據，並加入同一PON埠網路下的相鄰光纖路由分析，來區分是來自於光路網終端設備障礙或是ODN網路障礙，但該類型查測方式無法對ODN網路進行判斷障礙類型與定位障礙。直接對ODN網路查測方式是從局端採用光時域反射儀(optical time domain reflectometer；OTDR)設備來進行，藉由設備所發出監測光經ODN網路所產生散射與反射光的量測，可以分析出光纖光損失、接續點損失、事件點位置、光纖長度以及光反射損失等用於推導網路障礙的重要參數；然而實際ODN障礙是彼此交雜且相互影響，僅使用單一OTDR設備經常因障礙糾雜而無法分辨產生查測盲區，再者ODN網路的光分歧器所造成過大光損失也會使OTDR設備無法對光分歧器後的網路進行障礙查測。

鑒於以上習知ODN網路障礙查測方式缺失，本案發明人乃亟思加以改良創新，針對ODN網路在障礙偵測提出一種光測量台，藉由機房端人員提供組合障礙查測模式，配合現場查修人員所搭配簡易工具以共同合作的方式來解決因障礙種類差異及光分歧器後網路障礙查測的問題，其量測的查測光纖路由資料可直接回傳機房端，經分析與歷史資料比對以協助查測人員作出正確的處理，進而提高障礙查修的效率。

本發明之目的即在提供一種系統性ODN網路障礙查測方式，藉由機房端人員提供組合查測模式及外線查修人員所攜帶查測工具相互合作，即可完成ODN網路區段及各種網路障礙查測工作。

常見ODN網路的障礙可分為反射事件障礙與光損失障礙兩種類型，光損失障礙主要由於光纖彎曲所造成，其會限制ODN網路傳輸距離與降低網路監測範圍，過大彎曲甚至會造成光纖斷裂；其有效障礙查測方式是藉由收集由脈衝模式查測光在光纖傳輸因光纖本身、連接器、接合點、彎曲或其它類似的事件而產生瑞利散射(Rayleigh scattering)來計算光損失。脈衝寬度的直接影響查測光的能量，脈衝越長光的能量就越大，其可進行障礙查測距離也越長，然而脈衝寬度也決定兩個可分辨事件間的最短距離(盲區)，即脈衝寬度越小分辨率也越高，在盲區內是無法測出正確的損失值。反射事件障礙主要由於網路上使用連接器的接頭髒污、不正確連接或接頭毀損等因素所造成；反射事件障礙會增加光源輸出的雜訊、干擾光源穩定輸出甚至燒毀輸出光源，其中發生於近端的反射障礙由於反射功率較大影響更為嚴重；其反射事件障礙的查測可量測掃頻模式查測光在光纖傳輸所產生菲涅爾反射(Fresnel reflection)，藉由每個反射事件循原路由返回源頭所產生的時間差，讓反射事件反射回頭端的信號與頭端傳送信號造成差頻信號，透過差頻信號分析即可得到整個光纖路由的反射事件障礙，該查測模式具備沒有盲區限制的優點。

樹枝狀ODN網路架構以光分歧器為界，光分歧器前網路部分為主軸光纜，OTDR設備可輕易完成障礙查測；光分歧器後網路部分為分歧光纜，OTDR設備受限於可操作的動態範圍，使得光分歧器後網路部分不易進行障礙查測，既使OTDR設備選擇最寬脈衝寬度讓監測光有足夠的能量來穿透光分歧器， 但光分歧器後的所分歧光纖查測訊息在返回測量端時，因在光分歧器上產生疊加使得OTDR設備無法分辨分歧光纜障礙歸屬。一般解決方法是由查修人員攜帶OTDR設備改從用戶端的分歧光纜側查測起，以避開因光分歧器遮障所造成無法查測的窘境。然而查測人員配備OTDR設備，又會牽涉沉重設備與操作訓練成本的投入，這種方法並非電信業者所樂於接受。若改以從機房端發射一連續模式的查測光，此時查修人員只要使用光功率計就可以逐段量測光分歧器後網路的光功率並將其量測值回傳至機房端，再參考ODN網路各段光纖長度及查測光的發射光功率就可以計算出各段光纖點對點的光損失值(E2E loss)，藉此ODN網路的光分歧器後網路的狀況就可以充分掌握。該方法查測人員只需攜帶具備回傳功能的光功率計即可完成ODN網路光分歧器後網路的障礙查測工作，除可簡化查測人員所攜帶設備外，其查測結果可以直接記錄於機房端可確保記錄的正確性。

另外機房端可以提供具調變模式的查測光，藉由特定的調變訊號讓查修人員在面對光分歧器後眾多且複雜的分歧光纖網路可以辨識出要查測光纖路由，以確保查測資料的正確性。

綜合上述路由區段與障礙類型查測的分析，可發明出適當的障礙查測系統應用於ODN網路。其達成上述發明之光測量台，其主要是針對ODN網路區段性質與障礙種類的差異，可藉由機房端提供組合查測模式及查測人員所攜帶查測工具相互合作來完成障礙查測工作。

本發明之功效在於提出一種光測量台，針對網路區段與障礙種類由機房端人員提供組合查測模式，配合外線查測人員所攜帶查測工具共同來完成查測工作，相較於以往僅靠OTDR設備從機房端對糾雜的ODN網路障礙進行單 端查測的方式，其查測的準確性提高許多；對光分歧器後的網路部分的障礙查測則可簡化外線查測人員所需攜帶查測工具，降低電信公司對查測設備及人員訓練的成本投資；且查測結果可以直接記錄於機房端，逕行與歷史資料相比對，對ODN網路障礙將更容易掌握。

100‧‧‧光測量台

101‧‧‧光纖查測模組

102‧‧‧路由控制模組

103‧‧‧路由查測資料庫

104‧‧‧分析/對比模組

105‧‧‧機房端人員

107‧‧‧查測人員

108‧‧‧光分歧器

111‧‧‧主軸光纜

112‧‧‧分歧光纜

113‧‧‧OLT設備

117‧‧‧手持式查測器

121~12n‧‧‧PON埠

13n‧‧‧主軸光纜

13n1~13nk‧‧‧ONT設備

14n1~14nk‧‧‧分歧光纜

161~16n‧‧‧分波多工元件

200‧‧‧路由指派模組

211~21n‧‧‧路由連接埠

221~22n‧‧‧路由指示燈

300‧‧‧光纖查測模組

301‧‧‧脈衝模式功能查測單元

302‧‧‧掃頻模式功能查測單元

303‧‧‧調變模式功能查測單元

304‧‧‧連續模式功能查測單元

311~314‧‧‧查測模式連接埠

321~324‧‧‧查測模式指示燈

400‧‧‧手持式查測器

401‧‧‧光量測模式功能單元

402‧‧‧通訊模式功能單元

403‧‧‧光纖接頭

圖1為本發明光測量台架構圖；圖2為本發明光測量台之路由指派模組架構圖；圖3為本發明光測量台之光纖查測模組功能圖；以及圖4為本發明光測量台之手持式查測工具路功能圖。

有關於本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚明白。

本發明之光測量台為一種藉由機房端人員與查測人員相互合作之下可正確的完成整個ODN網路障礙查測之系統，請參考圖1所示之一實施例，係為欲瞭解光測量台所依照本發明所進行之架構；光測量台100至少包括光纖查測模組101、路由指派模組102、路由查測資料庫103及分析/比對模組104等部分所組成。光纖查測模組101主要提供適當查測模式將查測光注入ODN網路中所要查測光纖路由，並藉由收集光纖的反應來解析ODN網路狀況。路由指派模組102為接受光纖查測模組101注入查測光的入口，其以一對一的方式藉由光分波多工 元件(以161~16n表示)與OLT設備113的每一PON埠(以121~12n表示)對應連接。路由查測資料庫103以每一ONT設備(以13n1~13nk表示)為記錄單位，存放其對應光纖路由裝機及障礙修復的量測數據資料。分析/比對模組104為接收光纖查測模組101量測光纖路由數據，並比對從路由查測資料庫103所儲存對應光纖路由資料，將障礙分析結果提供機房端人員105與查測人員107共同進行障礙查測工作的參考。

圖2為路由指派模組200架構圖，其路由連接埠211~21n為以一對一方式對應OLT設備的PON埠，並以光纖測試線連接光測量台100之光纖查測模組101來進行路由障礙查測，每一路由連接埠(以211~21n表示)搭配一路由指示燈(以221~22n表示)，當機房端人員105輸入路由號碼進行查測時，該路由指示燈22n會亮起指示機房端人員105其對應路由連接埠21n所在位置。

圖3為光纖查測模組300的功能圖，包括有複數的查測單元，可分別啟動查測光在脈衝模式查測單元301、掃頻模式查測單元302、調變模式查測單元303及連續模式查測單元304功能下進行障礙查測，每一功能查測單元各別對應一查測模式連接埠(以311~314表示)，用以光纖測試線連接路由連接埠21n進行障礙查測。當啟動查測模式功能其對應查測模式指示燈321~324會亮起，用以通知機房端人員105該查測模式功能正在運行中。光纖查測模組300障礙查測可依ODN網路區段畫分，主軸光纜區段可再針對障礙類型分別使用脈衝模式查測單元301功能與掃頻模式查測單元302功能來進行光損失障礙與反射事件障礙查測；ODN網路光分歧器108後之分歧光纜區段(以14n1~14nk表示)，因分歧光纜增多許多，可使用調變模式查測單元303功能協助查修人員進行對線從眾多光纖中 找尋到目標線路的對線工作，並使用連續模式查測單元304功能協助機房端人員與查測人員共同量測此網路區段的點對點光損失，以完成障礙查測。

圖4為本發明光測量台100之查修人員所攜帶手持式查測器400的功能圖，光纖接頭403為光訊號輸出/輸入埠，手持式查測器400具備光量測模式單元401與通訊模式單元402功能，光量測模式單元401可接收從光纖查測模組300之調變模式查測單元303功能所傳送調變訊號並給予辨識，及量測從光纖查測模組300之連續模式查測單元304功能所發出查測光之功率值；通訊模式單元402可將光量測模式單元401所量測光功率值利用查測光載送回傳給光測量台100之分析/比對模組104計算出點對點光損失值。

本發明所提供之光測量台，與前述引證案及其他習用技術相互比較時，更具有下列之優點：

1.本發明之光測量台針對網路區段與障礙種類由機房端人員提供組合查測模式，配合外線查測人員所攜帶查測工具共同來完成查測工作，其系統性障礙查測方式可提高查測的準確性。

2.本發明之光測量可簡化查測人員在進行光分歧器後的網路部分障礙查測所需攜帶查測工具，降低電信公司對查測設備及人員訓練的成本投資。

3.本發明之光測量可將查測結果可以直接記錄於機房端，逕行與歷史資料相比對，對ODN網路障礙將更容易掌握。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

綜上所述，本案不但在技術思想上確屬創新，並能較習用方法增進上述多項功效，應已充分符合新穎性及進步性之法定發明專利要件，爰依法提出申請，懇請貴局核准本件發明專利申請案，以勵發明，至感德便。

100‧‧‧光測量台

101‧‧‧光纖查測模組

102‧‧‧路由控制模組

103‧‧‧路由查測資料庫

104‧‧‧分析/對比模組

105‧‧‧機房端人員

107‧‧‧查測人員

108‧‧‧光分歧器

113‧‧‧OLT設備

117‧‧‧手持式查測器

121~12n‧‧‧PON埠

13n‧‧‧主軸光纜

13n1~13nk‧‧‧ONT設備

14n1~14nk‧‧‧分歧光纜

161~16n‧‧‧分波多工元件

Claims (5)

1. 一種光測量台，其包括：一光纖查測模組，提供有查測模式進行光分配網路(Optical Distribution Network；ODN)障礙查測，將查測光注入該光分配網路中所要查測光纖路由，並收集光纖的反應來解析該光分配網路狀況；一路由指派模組，作為該查測光注入該光纖路由之入口，以一對一的方式與局端設備(Optical Line Terminal；OLT)的每一被動光網路(Passive Optical Network；PON)埠對應連接；一路由查測資料庫，作為存放其對應該光纖路由裝機及障礙修復的量測數據資料，並以用戶端設備(Optical Network Terminal；ONT)為記錄單位；一分析/比對模組，用來接收該光纖查測模組量測該光纖路由數據，並比對從該路由查測資料庫所儲存對應該光纖路由資料；以及至少一手持式查測器，由查測人員攜帶，並與機房端人員共同進行光分歧器後網路區段障礙查測。
2. 如申請專利範圍第1項所述之光測量台，其中，該光纖查測模組包括有複數的查測單元，分別為：一脈衝模式查測單元，作為該光分配網路之該光分歧器前主軸光纜的光損失障礙查測；一掃頻模式查測單元，作為該主軸光纜的反射事件障礙查測；一調變模式查測單元，作為該光分配網路之該光分歧器後分歧光纜的對線工作；以及一連續模式查測單元，作為該分歧光纜的點對點光功率量測。
3. 如申請專利範圍第2項所述之光測量台，其中，該光纖查測模組的各查測單元對應：一查測模式指示燈，用以指示其對應的該查測單元運作情形；一查測模式連接埠，用以連接該路由指派模組進行障礙查測。
4. 如申請專利範圍第1項所述之光測量台，其中，該路由指派模組包括：至少一路由連接埠，對應該光纖路由，作為該查測光注入該光纖路由之入口；至少一路由指示燈，對應該光纖路由，作為通知機房端人員查測該路由連接埠之所在。
5. 如申請專利範圍第1項所述之光測量台，其中，該手持式查測器包括有：一光量測模式單元，作為接收從該光纖查測模組之調變模式查測功能所傳送調變訊號並給予辨識，及量測從該光纖查測模組之連續模式查測功能所發出該查測光之功率值；一通訊模式單元，作為將該光量測模式單元所量測該查測光之功率值，利用該查測光載送回傳給該分析/比對模組計算出點對點光損失值。