WO2015024259A1 - 光网络监测装置、光通信系统及光网络监测方法 - Google Patents

光网络监测装置、光通信系统及光网络监测方法 Download PDF

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signal
waveguide
optical network
receiver
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陈聪
杨素林
李书
王卫阳
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华为技术有限公司
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/07—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems
    • H04B10/071—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems using a reflected signal, e.g. using optical time domain reflectometers [OTDR]
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
    • G01M11/30—Testing of optical devices, constituted by fibre optics or optical waveguides
    • G01M11/31—Testing of optical devices, constituted by fibre optics or optical waveguides with a light emitter and a light receiver being disposed at the same side of a fibre or waveguide end-face, e.g. reflectometers

Definitions

  • the present invention relates to the field of optical communications, and in particular, to an optical network monitoring apparatus, an optical communication system, and an optical network monitoring method. Background technique
  • a common method in the industry is to use an OTDR (Optical Time Domain Refletometer) to detect and locate optical networks.
  • the basic principle of the optical time domain reflectometer is to use the retroreflection generated by the optical signal propagating in the optical fiber network to inject a certain wavelength of the optical signal into the optical fiber network, and then reflect the energy of the corresponding reflected optical signal. The condition of the optical network.
  • the optical network monitoring apparatus further includes: a processor, connected to the first receiver, according to the The first reflected light signal monitors an operational state of the optical network unit.
  • the second transmitter, the second receiver, the first optical splitter, and the wavelength division multiplexer pass The waveguide performs optical signal transmission.
  • the third optical path specifically includes: a sixth waveguide and the fourth waveguide,
  • the second transmitter is coupled to the sixth waveguide, and the sixth waveguide is configured to be coupled to the fourth waveguide by the wavelength division multiplexer to transmit the second optical signal to the optical network unit
  • the fourth optical path specifically includes: a seventh waveguide and the second waveguide,
  • the splitting of two wavelengths or three wavelengths is achieved with only one optical splitter, reducing the size of the optical network monitoring device.
  • FIG. 2 is a schematic structural diagram of an optical network monitoring apparatus according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a schematic structural diagram of an optical network monitoring apparatus according to a second embodiment of the present invention
  • 5 is a schematic structural diagram of an optical network monitoring apparatus according to a fourth embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a schematic structural diagram of an optical communication system according to a fifth embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is a flowchart of an optical network monitoring method according to a sixth embodiment of the present invention.
  • the wavelength division multiplexer may be a coating mirror 114, and the first emitter 101 and the first receiver 102 are placed on the reflective side of the coating mirror 114 (in FIG. 2 The left side of the display), the coating mirror 114 can selectively reflect and transmit the light signal to match the light Coupling transmission of signals.
  • the coating mirror 114 reflects the first optical signal output from the first waveguide d to the optical network, is coupled to the second waveguide g, and is input to the optical network by the second waveguide g.
  • the first reflected light signal transmitted by the fourth waveguide f is reflected and coupled into the fifth waveguide e, and is received by the first receiver 102.
  • the optical network monitoring apparatus in the embodiment of the present invention can use an optical signal having a wavelength of 1490 nm as a first optical signal and an optical signal having a wavelength of 1310 nm as a second optical signal.
  • the first optical signal emitted by the first transmitter 101 is coupled to the second waveguide g through the first waveguide d, coupled to the third waveguide a through the first optical splitter 105, and enters the optical network unit.
  • the first optical signal forms a reflected optical signal in the optical network unit and is reflected back to the third waveguide a, and then branched into two parts by the first optical splitter 105, and enters the second waveguide g and the fourth waveguide f, respectively.
  • the transmitter and the receiver in this embodiment do not need to be connected through the optical splitter, so that the transmitter and the receiver can have a sufficient distance between each other, which can minimize the device.
  • the ends of the waveguides may be processed, and the ends of each waveguide coupled with the other waveguides are tapered, and the specific shape is gradually increased along the non-end faces of the waveguides to increase the incidence of the end faces.
  • the area, the incident surface of the optical signal can be adjusted as needed, thereby achieving the accommodating reception of the incident optical signal and improving the coupling efficiency of the optical signal.
  • the optical network monitoring apparatus 100 may further include The wavelength division multiplexer is configured to cooperate with the first and second optical signals and the coupled transmission of the first and second reflected optical signals, and the wavelength division multiplexer may be a coated mirror, a diffraction grating or a thin film filter.
  • FIG. 5 is a schematic structural diagram of an optical network monitoring apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
  • a third transmitter 117 may be further added.
  • the three emitters 117 are connected to the second optical splitter 107 and may be connected to the first waveguide d by the second optical splitter 107.
  • the third emitter 117 emits a third optical signal different from the wavelengths of the first optical signal and the second optical signal, and the third optical signal is coupled to the second waveguide g through the first waveguide d along the first optical path. After entering the optical network unit through the third waveguide a.
  • the processor 106 is further configured to perform data processing on the third reflected optical signal, and then determine whether the optical network state is stable, and implement effective monitoring of the optical network.
  • the monitoring method provided by the embodiment of the present invention can be implemented by the optical network monitoring apparatus provided in Embodiment 1 above. That is, the first optical signal is transmitted to the optical network unit along the first optical path by the first transmitter, and the reflected light reflected from the first optical signal through the optical network unit is transmitted through the first optical splitter disposed on the optical trunk channel. In the signal, the first reflected light signal is divided, and the first reflected light signal is transmitted to the second optical path, and the first reflected light signal from the second optical path is received by the first receiver. Further, the operating state of the optical network unit is monitored by the processor according to the first reflected light signal. Further, the coupling and transmission of the optical signals can be performed by the corresponding waveguides and the coated mirrors or the diffraction gratings, and the details thereof are the same as those described in the first embodiment.
  • the wavelength of the first optical signal in this embodiment may be 1490 nm.
  • Step S201 the first transmitter 101 transmits a first optical signal to the optical network unit along the first optical path, and the second transmitter 103 transmits the second optical signal to the optical network unit along the third optical path.
  • Step S202 the first optical splitter 105 divides the first reflected optical signal from the reflected optical signal reflected by the optical signal unit by the first optical signal, and transmits the first reflected optical signal to the second optical path;
  • a light splitter 105 is also a reflected light signal reflected from the second optical signal through the optical network unit The second reflected light signal is paid out, and the second reflected light signal is transmitted to the fourth optical path.
  • the first receiver 102 receives the first reflected optical signal from the second optical path, and the second receiver 104 receives the second reflected optical signal from the fourth optical path to provide data basis for monitoring the optical network.
  • the method may further include:
  • Step S204 the processor 106 monitors the working state of the optical network unit according to the reflected optical signals received by the first receiver 102 and the second receiver 104.
  • the monitoring method provided by the embodiment of the present invention can be implemented by the optical network monitoring device provided in Embodiment 2-3 above. That is, the first optical signal is transmitted to the optical network unit along the first optical path by the first transmitter, and the reflected light reflected from the first optical signal through the optical network unit is transmitted through the first optical splitter disposed on the optical trunk channel.
  • Step S206 the first optical splitter 105 divides the third reflected optical signal from the reflected optical signal reflected by the optical signal unit by the third optical signal, and transmits the third reflected optical signal to the second optical path or the fourth Light path
  • Step S207 the first receiver 102 or the second receiver 104 receives the third reflected optical signal from the second optical path or the fourth optical path to provide data basis for monitoring the optical network.

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Abstract

本发明公开了一种光网络监测装置、光通信系统及光网络监测方法，通过光主干通道与光网络单元连接，包括：第一发射器，用于沿着第一光路向光网络单元发射第一光信号；第一光分路器，设置于所述光主干通道上，用于从第一光信号经光网络单元反射回来的反射光信号中，分支出第一反射光信号，并把第一反射光信号传输至第二光路；以及第一接收器，用于接收来自第二光路的第一反射光信号。第一反射光信号沿着第二光路传输至接收器中，使得按原第一光路返回的串扰光不会进入到接收器中，从而降低了光串扰。同时，发射器和接收器不需要通过光分路器连接，使发射器和接收器之间可以有足够远的距离，降低设备间的光串扰及电串扰。

Description

技术领域
本发明涉及光通信领域， 尤其涉及一种光网络监测装置、 光通信系统及 光网络监测方法。 背景技术
随着光纤通信技术的日益成熟， GPON (Gigabit-Capable Passive Optical Network, 千兆比特无源光网络） /EPON (Ethernet PON, 以太无源光网络） 等成熟的 PON系统已经开始大规模的布放， 实现了光纤到户。 因此如何维 护无源光网络的稳定， 如何进行无源光网络故障的认定成为当前技术关注的 热点。
业界的通用手段是采用 OTDR(Optical Time Domain Refletometer, 光时 域反射仪)来对光网络进行故障检测和定位。 光时域反射仪的基本原理是利 用光信号在光纤网络中传播时所产生的后向反射，将某一波长的光信号入射 到光纤网络中， 然后通过测量对应反射光信号能量的大小来体现光网络的状 况。
图 1 示出了现有技术中光网络监测装置的结构示意图， 其中， 波长为 1490nm的下行光携带 OTDR测试信号， 经过 TFF (Thin Flim Filter, 薄膜滤 波片）反射后从 a通路进入到 PON网络中， 在 PON网络中形成的反射光信 号，返回到 a通道后，再经过 TFF滤波片反射后，经过分路器进入到 d通道， 被 1490nm的接收器接收， 为光网络的测量提供数据依据。
光串扰是限制 OTDR测试性能的一项关键指标， 由于 OTDR测试信号 是 PON网络中的后向反射信号， 这种有用的光信号一般都非常弱， 容易受 到串扰光的影响， 而 1490nm光源中的部分光会因为各种各样的原因对有用 的 OTDR光信号形成干扰， 影响到 OTDR的性能。 发明内容
有鉴于此， 本发明提出一种光网络监测装置、 光通信系统及光网络监测 方法， 以解决现有技术中的串扰光沿原光路进入接收器中的问题。
第一方面， 提供了一种光网络监测装置， 通过光主干通道与光网络单元 连接， 包括：
第一发射器， 用于沿着第一光路向所述光网络单元发射第一光信号； 第一光分路器， 设置于所述光主干通道上， 用于从所述第一光信号经所 述光网络单元反射回来的反射光信号中， 分支出所述第一反射光信号， 并把 所述第一反射光信号传输至第二光路； 以及
第一接收器， 用于接收来自所述第二光路的所述第一反射光信号。 结合第一方面， 在第一种可能的实施方式中， 提供了一种光网络监测装 置， 所述第一发射器、 所述第一接收器以及所述第一光分路器通过波导进行 光信号的传输。
结合第一方面， 在第二种可能的实施方式中， 所述第一光路具体包括： 第一波导与第二波导，
所述第一发射器连接所述第一波导，所述第一波导用于与所述第二波导 耦合将所述第一光信号向所述光网络单元传输；
所述第二光路具体包括： 第四波导与第五波导，
所述第一接收器连接所述第五波导，所述第四波导用于与所述第五波导 耦合将所述第一反射光信号向所述第一接收器耦合传输；
所述第一光分路器的一端连接作为所述光主干通道的第三波导， 以及 所述第一光分路器的另一端分别连接所述第二波导及用于传输所述第 一反射光信号的第四波导。 结合第一方面和第一方面的第一或第二种可能的实施方式，在第三种可 能的实施方式中， 所述的光网络监测装置， 还包括： 波分复用器， 用于配合 所述第一光信号及所述第一反射光信号的耦合传输；所述波分复用器为镀膜 镜、 衍射光栅或薄膜滤波片。
结合第一方面的前三种可能的实施方式， 在第四种可能的实施方式中， 所述波导靠近所述波分复用器的端部为锥形结构。
结合第一方面的前四种可能的实施方式， 在第五种可能的实施方式中， 所述波分复用器与所述波导及所述第一光分路器为一体结构。
结合第一方面的前五种可能的实施方式， 在第六种可能的实施方式中， 所述光网络监测装置， 还包括： 处理器， 与所述第一接收器连接， 用于根据 所述第一反射光信号监测所述光网络单元的工作状态。
结合第一方面的前六种可能的实施方式， 在第七种可能的实施方式中， 所述的光网络监测装置， 还包括：
第二发射器， 用于沿着第三光路向所述光网络单元发射第二光信号； 所述第一光分路器， 还用于从所述第二光信号经所述光网络单元反射回 来的反射光信号中， 分支出所述第二反射光信号， 并把所述第二反射光信号 传输至所述第四光路；
第二接收器， 用于接收来自所述第四光路的第二反射光信号； 所述波分复用器，还用于配合所述第二光信号及所述第二反射光信号的 耦合传输。
结合第一方面的前七种可能的实施方式， 在第八种可能的实施方式中， 所述第二发射器、 第二接收器、 第一光分路器以及所述波分复用器通过波导 进行光信号的传输。
结合第一方面的前八种可能的实施方式， 在第九种可能的实施方式中， 所述第三光路具体包括： 第六波导与所述第四波导， 所述第二发射器连接所述第六波导，所述第六波导用于通过所述波分复 用器与所述第四波导耦合， 将所述第二光信号向所述光网络单元传输； 所述第四光路具体包括： 第七波导与所述第二波导，
所述第二接收器连接第七波导，所述第七波导用于通过所述波分复用器 与所述第二波导耦合， 将所述第二反射光信号向第二接收器传输。
结合第一方面的前九种可能的实施方式， 在第十种可能的实施方式中， 所述第一光分路器向所述第二波导输出的光信号及向第四波导输出的光信 号的功率之比为 9:1。
结合第一方面的前十种可能的实施方式， 在第十一种可能的实施方式 中， 还包括： 处理器， 与所述第一接收器和 /或第二接收器连接， 用于根据所 述第一反射光信号和 /或第二反射光信号监测所述光网络单元的工作状态。
结合第一方面的前十一种可能的实施方式，在第十二种可能的实施方式 中， 还包括：
第三发射器， 用于沿着所述第一光路或所述第三光路， 向所述光网络单 元发射与所述第一光信号和所述第二光信号的波长不同的第三光信号； 所述第一光分路器， 还用于从所述第三光信号经所述光网络单元反射回 来的反射光信号中， 分支出所述第三反射光信号， 并把所述第三反射光信号 传输至所述第二光路或所述第四光路；
所述第一接收器或第二接收器还用于接收来自所述第二光路或所述第 四光路的所述第三反射光信号；
所述处理器还用于根据所述第三反射光信号监测所述光网络单元的工 作状态。
第二方面， 提供了一种光通信系统， 包括光线路终端和光网络单元， 所 述光线路终端包括权利要求 1-13任一项所述的光网络监测装置。
第三方面， 提供了一种光网络监测方法， 所述方法采用权利要求 1-6任 一项所述的光网络监测装置执行下述步骤：
所述第一发射器沿着第一光路向所述光网络单元发射第一光信号； 所述第一光分路器从所述第一光信号经所述光网络单元反射回来的反 射光信号中， 分支出所述第一反射光信号， 并把所述第一反射光信号传输至 第二光路； 以及
所述第一接收器接收来自所述第二光路的所述第一反射光信号。
结合第三方面， 在第一种可能的实施方式中， 所述方法采用权利要求 7 所述的光网络监测装置执行下述步骤：
所述处理器根据所述第一反射光信号监测光网络单元的工作状态。
结合第三方面， 及第三方面的第一种或第二种可能的实施方式， 在第三 种可能的实施方式中， 所述方法还包括采用权利要求 8所述的光网络监测装 置执行下述步骤：
所述第二发射器沿着第三光路向所述光网络单元发射第二光信号； 所述第一光分路器从所述第二光信号经所述光网络单元反射回来的反 射光信号中， 分支出所述第二反射光信号， 并把所述第二反射光信号传输至 第四光路； 以及
所述第二接收器接收来自所述第四光路的所述第二反射光信号。
结合第三方面及第三方面的前三种可能的实施方式，在第四种可能的实 施方式中， 所述方法采用权利要求 12所述的光网络监测装置执行下述步骤： 所述处理器根据所述第二反射光信号监测光网络单元的工作状态。
结合第三方面及第三方面的前四种可能的实施方式，在第五种可能的实 施方式中， 还包括采用权利要求 13所述的光网络监测装置执行下述步骤： 所述第三发射器沿着所述第一光路或所述第三光路向所述光网络单元 发射与所述第一光信号和第二光信号的波长均不同的第三光信号；
所述第一光分路器从所述第三光信号经所述光网络单元反射回来的反 射光信号中， 分支出所述第三反射光信号， 并把所述第三反射光信号传输至 所述第二光路或所述第四光路；
所述第一接收器或第二接收器接收来自所述第二光路或所述第四光路 的所述第三反射光信号； 以及
所述处理器根据所述第三反射光信号监测光网络单元的工作状态。 根据本发明实施例提供的光网络监测装置、光通信系统及光网络监测方 法， 使得按原路返回的串扰光不会回到接收器中， 降低了串扰， 相比于优化 前的 -25dB左右的光串扰， 使用本方案优化后的串扰降低到 -38dB以下； 发射器和接收器无需通过光分路器连接至波导， 因此发射器和接收器的 设置位置间可以有足够远的距离， 能最大限度的降低设备间的光串扰及电串 扰；
在降低了串扰的基础上， 进一步覆盖了两种波长或三种波长的检测范 围， 使测试能力进一步提升。
只用一个光分路器即实现两种波长或三种波长波长的分光，减小光网络 监测装置的尺寸。
根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本发明的其它特征及方 面将变得清楚。 附图说明
包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了 本发明的示例性实施例、 特征和方面， 并且用于解释本发明的原理。
图 1为现有技术中光网络监测装置的结构示意图；
图 2为本发明第一实施例提供的光网络监测装置的结构示意图； 图 3为本发明第二实施例提供的光网络监测装置的结构示意图； 图 4为本发明第三实施例提供的光网络监测装置的结构示意图； 图 5为本发明第四实施例提供的光网络监测装置的结构示意图； 图 6为本发明第五实施例提供的光通信系统的结构示意图；
图 7为本发明第六实施例提供的光网络监测方法的流程图；
图 8为本发明第七实施例提供的光网络监测方法的流程图；
图 9为本发明第八实施例提供的光网络监测方法的流程图。 具体实施方式
以下将参考附图详细说明本发明的各种示例性实施例、 特征和方面。 附 图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施 例的各种方面， 但是除非特别指出， 不必按比例绘制附图。
在这里专用的词"示例性 "意为 "用作例子、 实施例或说明性"。 这里作为 "示例性"所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。 另外， 为 了更好的说明本发明， 在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。 本 领域技术人员应当理解， 没有这些具体细节， 本发明同样可以实施。 在另外 一些实例中， 对于大家熟知的方法、 手段、 元件和电路未作详细描述， 以便 于凸显本发明的主旨。
实施例 1
图 2示出了本发明第一实施例提供的光网络监测装置的结构示意图。如 图 2所示， 该光网络监测装置 100包括第一发射器 101、 第一接收器 102以 及设置于光网络主干通道上的第一光分路器 105。
其中： 第一发射器 101用于发射第一光信号， 该第一光信号是携带有测 试光信号的下行光信号， 该第一光信号沿着第一光路进入光主干通道， 并经 由光主干通道进入光网络单元。 gP， 光网络监测装置 100通过光主干通道与 光网络单元连接。该第一光信号在通过光主干通道向光网络单元传输的过程 中，其中部分光信号会被反射回来。第一光分路器 105设置在光主干通道上， 用于从第一光信号经光网络单元反射回来的反射光信号中分支出第一反射 光信号， 并把第一反射光信号传输至第二光路。 第一接收器 102用于接收来 自第二光路的第一反射光信号。第一接收器 102将接收到的第一反射光信号 作为一种待监测的光信号为光网络状况的监控工作提供数据依据。
本发明实施例中的光网络监测装置可使用波长为 1490nm的光信号作为 第一光信号。
进一步地， 该光网络监测装置 100， 还可以包括与第一接收器 102连接 的处理器 106， 该处理器 106用来以预设的算法对第一接收器 102接收的第 一反射光信号进行数据处理， 继而判断出光网络状态是否稳定， 实现对光网 络的有效监测。 由于光信号在光纤中的速度是可预估的， 反射光强随时间的 变化曲线也即对应着反射光强随距离的变化曲线， 因此， 处理器 106可以根 据反射光强的变化来判断在多远距离出现了什么故障。例如测到一个大的反 射光能量， 意味着可能在该特定距离上出现了光纤断裂的问题； 如果测到一 个能量衰减， 意味着可能在该特定距离上出现了光纤弯曲的问题， 进而进行 故障排查。
在一种优选的实施方式中， 第一发射器 101、 第一接收器 102以及第一 光分路器 105均通过波导进行光信号的传输。
再如图 2所示， 其中， 第一光路包括第一波导 d及第二波导 g。 第一发 射器 101与第一波导 d连接， 第一波导 d与第二波导 g耦合， 第二波导 g的 另一端接至第一光分路器 105， 第一光分路器 105连接第二波导 g的这一端 还连接至第四波导 f，第一光分路器 105的另一端接至第三波导 a， 即光网络 监测装置与光网络单元直接交互的光主干通道。 第二光路包括第四波导 f与 第五波导6。 第四波导 f与第五波导 e耦合， 第五波导 e的另一端接至第一 接收器 102。 其中， 第一发射器 101发射的第一光信号通过第一波导 d耦合 至第二波导 g， 再通过第一光分路器 105与第三波导 a耦合， 并进入光网络 单元。 该第一光信号在光网络单元中形成反射光信号并反射回第三波导 a, 然后由第一光分路器 105分支为两部分， 分别进入到第二波导 g和第四波导 f， 其中， 进入到第四波导 f的反射光信号为第一反射光信号， 第一反射光信 号被耦合至第五波导 e， 经第五波导 e由第一接收器 102接收， 第一接收器 102将接收到的第一反射光信号作为一种待监测的光信号， 为光网络状况的 监控工作提供数据依据。
本发明实施例提供的光网络监测装置，通过将光分路器设置在光主干通 道上， 将第一反射光信号沿着第二光路传输至接收器中， 使得按原第一光路 返回的串扰光不会进入到接收器中， 从而降低了光串扰， 相比于现有技术中 -25dB左右的光串扰， 使用本方案后串扰降低为 -38dB 以下； 同时， 相比于 现有技术， 本实施例中的发射器和接收器不需要通过光分路器连接， 使发射 器和接收器之间可以有足够远的距离， 能最大限度的降低设备之间的光串扰 及电串扰。
进一步地， 可以对各波导的端部进行处理， 将每一波导与其他波导相耦 合的端部制作成锥形， 具体的形态是沿着波导的非端面逐渐变大， 以增大端 面的入射面积， 光信号入射面可以根据实际需要来调整， 进而实现对入射光 信号的迎合接收， 提高光信号耦合效率。
进一步地， 可以对该第一光分路器 105的分光比进行设计， 优选的， 第 一光分路器 105对第四波导 f及第二波导 g的功率分支比为 1:9。
进一步地， 在优选的实施方式中， 该光网络监测装置 100， 还可以包括 波分复用器， 用于配合第一光信号及第一反射光信号的耦合传输， 该波分复 用器可以为镀膜镜、 衍射光栅或薄膜滤波片。
进一步参照图 2， 在本发明的实施例中， 该波分复用器可以为一镀膜镜 114， 第一发射器 101、第一接收器 102置于镀膜镜 114的反光侧（图 2中所 示的左侧）， 镀膜镜 114可以对光信号进行选择性的反射和透射， 来配合光 信号的耦合传输。该镀膜镜 114将第一波导 d输出的第一光信号向光网络反 射， 耦合至第二波导 g中， 由第二波导 g输入光网络。 同时， 将第四波导 f 传输的第一反射光信号反射并耦合至第五波导 e中，由第一接收器 102接收。
在本发明的实施例中， 该波分复用器可以与各个波导连接为一体。 在实 际制造时， 可以预先将各个波导的耦合端与该波分复用器进行合理的匹配设 计， 在加工相应波导时采用相同的工艺加工成型， 使该波分复用器与各个波 导形成固定的一体结构，这种一体结构与在波导配置好之后再插入相应镜片 的方式相比， 可以避免该波分复用器与波导匹配不良的问题， 进而保证获取 数据的准确性， 保证装置的监测精度。
实施例 2
图 3示出了本发明第二实施例提供的光网络监测装置的结构示意图。如 图 3所示， 本实施例与实施例 1的区别在于， 光网络监测装置 100还包括第 二发射器 103和第二接收器 104。
其中:第二发射器 103用于沿着第三光路向光网络单元发射第二光信号。 在进行测试工作时， 需要暂时中断正常业务， 由该第二发射器 103发射第二 光信号,该第二光信号是测试光信号，其波长可以与光网络单元向光线路终端 传输的上行光信号波长相同。该第二光信号沿着第三光路经过光主干通道进 入光网络单元。第一光分路器 105设置在光主干通道上， 还用于从第二光信 号经光网络单元反射回来的反射光信号中分支出第二反射光信号， 并把第二 反射光信号传输至第四光路。第二接收器 104用于接收来自第四光路的第二 反射光信号。第一接收器 102和第二接收器 104将接收到的反射光信号作为 一种待监测的光信号为光网络状况的监控工作提供数据依据。
进一步地， 该光网络监测装置 100， 还可以包括一处理器 106， 分别与 第一接收器 102及第二接收器 104连接，以利用预设的算法对第一接收器 102 接收的第一反射光信号，及第二接收器 104接收的第二反射光信号进行数据 处理， 继而判断出光网络状态是否稳定， 实现对光网络的有效监测。
本发明实施例中的光网络监测装置可使用波长为 1490nm的光信号作为 第一光信号， 波长为 1310nm的光信号作为第二光信号。
该光网络监测装置采用 PLC (Planar Light-wave Circuit, 平面光信号导 线路） 四向结构， 将第一光信号和第二光信号的反射光信号监测相结合， 其 测试范围覆盖两种波长， 使测试能力得以提升。
具体而言， 第一发射器 101、 第一接收器 102、第二发射器 103， 第二接 收器 104以及第一光分路器 105均通过波导进行光信号的输入及输出。
再如图 3所示， 其中， 第一光路包括第一波导 d及第二波导 g， 第一发 射器 101与第一波导 d连接， 第一波导 d与第二波导 g耦合， 第二波导 g的 另一端接至第一光分路器 105， 第一光分路器 105连接第二波导 g的这一端 还连接至第四波导 f，第一光分路器 105的另一端接至第三波导 a， 即光网络 监测装置与光网络单元直接交互的光主干通道。 第二光路包括第四波导 f与 第五波导 e， 第四波导 f与第五波导 e耦合， 第五波导 e的另一端接至第一 接收器 102。进一步地， 第三光路包括第六波导 c与第四波导 f。第二发射器 103与第六波导 c连接， 第六波导 c与第四波导 f耦合。 第四光路包括第二 波导 g与第七波导 b， 第二接收器 104与第七波导 b连接， 第七波导 b与第 二波导 g耦合。
其中，第一发射器 101发射的第一光信号通过第一波导 d耦合至第二波 导 g， 再通过第一光分路器 105与第三波导 a耦合， 并进入光网络单元。 该 第一光信号在光网络单元中形成反射光信号并反射回第三波导 a， 然后由第 一光分路器 105分支为两部分， 分别进入到第二波导 g和第四波导 f， 其中， 进入到第四波导 f的反射光信号为第一反射光信号， 第一反射光信号被耦合 至第五波导 e， 经第五波导 e由第一接收器 102接收， 第一接收器 102将接 收到的第一反射光信号作为一种待监测的光信号， 为光网络状况的监控工作 提供数据依据。
同理， 第二发射器 103发射的第二光信号通过第六波导 c耦合至第四波 导 f， 再通过第一光分路器 105与第三波导 a耦合， 并进入光网络单元。 该 第二光信号在光网络单元中形成反射光信号并反射回第三波导 a， 然后由第 一光分路器 105分支为两部分，该两部分分别进入第四波导 f和第二波导 g, 其中， 进入到第二波导 g的光信号为第二反射光信号， 第二反射光信号被耦 合至第七波导 b， 经第七波导 b由第二接收器 104接收。 第二接收器 104将 接收到的第二反射光信号作为一种待监测的光信号， 为光网络状况的监控工 作提供数据依据。
本发明实施例提供的光网络监测装置，通过将光分路器设置在光主干通 道上，将第一反射光信号沿着与原光路第一光路不同的第二光路传输至接收 器中， 从而降低了光串扰， 相比于现有技术中的 -25dB左右的光串扰， 使用 本方案后串扰降低为 -38dB以下。
同时， 相比于现有技术， 本实施例中的发射器和接收器不需要通过光分 路器连接， 使得发射器和接收器之间可以有足够远的距离， 能最大限度的降 低设备之间的光串扰及电串扰。
其次， 采用一个光分路器对 1490nm和 1310nm两个波长的光信号进行 分光， 简化了光网络监测装置的结构。
进一步地， 可以对各波导的端部进行处理， 将每一波导与其他波导相耦 合的端部制作成锥形， 具体的形态是沿着波导的非端面逐渐变大， 以增大端 面的入射面积， 光信号入射面可以根据需要调整， 进而实现对入射光信号的 迎合接收， 提高光信号耦合效率。
进一步地， 可以对该第一光分路器 105的分光比进行设计， 优选的， 第 一光分路器 105对第四波导 f及第二波导 g的功率分支比为 1:9。
进一步地， 在优选的实施方式中， 该光网络监测装置 100， 还可以包括 波分复用器， 用于配合第一、 第二光信号及第一、 第二反射光信号的耦合传 输， 该波分复用器可以为镀膜镜、 衍射光栅或薄膜滤波片。
进一步参照图 3， 在本发明的实施例中， 该波分复用器可以为一镀膜镜 114， 第一发射器 101、第一接收器 102置于镀膜镜 114的反光侧（图 2中所 示的左侧），第二发射器 103和第二接收器 104置于镀膜镜 114透光侧（图 2 中所示的右侧）。 镀膜镜 114可以对光信号进行选择性的反射和透射， 来配 合光信号的耦合传输。该镀膜镜 114将第一波导 d输出的第一光信号向光网 络单元反射， 耦合至第二波导 g中， 由第二波导 g输入光网络单元。 同时， 将第四波导 f传输的第一反射光信号反射并耦合至第五波导 e中， 由第一接 收器 102接收。 并且， 镀膜镜 114还将第六波导 c输出的第二光信号透射并 且耦合至第四波导 f， 由第四波导 f输入光网络单元， 同时将第二波导 g传 输的第二反射光透射并耦合至第七波导 b， 由第七波导 b传输至第二接收器 104。
在本发明的实施例中， 镀膜镜 114也可以选择采用反射 1310nm光信号 而透射 1490nm光信号的方式， 此时装置中只要将第一发射器 101及第二接 收器 104的位置、 第二发射器 103及第一接收器 102的位置调换一下即可。 在本发明的实施例中， 也不限制发射器与接收器在一侧的上下排列位置。
实施例 3
图 4示出了本发明第三实施例提供的光网络监测装置的结构示意图， 如 图 4所示， 该实施例与上述实施例的区别在于， 波分复用器还可以是一衍射 光栅 116， 同样用于配合光信号的耦合传输， 将第一光信号和第二光信号耦 合至光网络单元中， 将第一反射光信号耦合至第一接收器 102， 将第二反射 光信号耦合至第二接收器 104。 自第一波导 d输出的第一光信号， 自第六波 导 c输出的第二光信号均通过衍射光栅 116耦合至第三波导 a， 经第三波导 a输出的第一、 第二反射光信号均通过衍射光栅 116耦合至相应的第五波导 e和第七波导 b中。 这种情况下， 可将各发射器， 接收器及波导设置于该衍 射光栅 116同侧， 进而一定程度上缩短光网络监测装置的长度。 本实施例不 限定发射器及接收器放置于衍射光栅左侧还是右侧， 也不限定发射器及接收 器在一侧的上下排列位置。
在另一种可能的实现方式中，波分复用器还可以为 TFF薄膜滤波片等具 有选择性发射和透射性能的器件， 用来配合光信号的耦合传输。
在本发明的实施例中， 该波分复用器可以与各个波导连接为一体。 在实 际制造时，可以预先将各个波导的耦合端与该波分复用器进行合理的匹配设 计， 在加工相应波导时采用相同的工艺加工成型， 使该波分复用器与各个波 导形成固定的一体结构，这种一体结构与在波导配置好之后再插入相应镜片 的方式相比， 可以避免该波分复用器与波导匹配不良的问题， 进而保证获取 数据的准确性， 保证装置的监测精度。
实施例 4
图 5示出了本发明第四实施例提供的光网络监测装置的结构示意图， 如 图 5所示， 本发明实施例与上述实施例的区别在于， 还可以增设第三发射器 117， 该第三发射器 117与第二光分路器 107连接， 并可以通过第二光分路器 107连接到第一波导 d上。 第三发射器 117发出同上述第一光信号和第二光信 号的波长均不同的第三光信号， 该第三光信号沿着第一光路， 通过第一波导 d耦合至第二波导 g， 经过第三波导 a进入光网络单元。
第一光分路器 105， 还用于从第三光信号经光网络单元反射回来的反射 光信号中，分支出第三反射光信号，并把该第三反射光信号传输至第二光路， 经过第四波导 f及第五波导 e， 由第一接收器 102接收。
同理， 该第三发射器 117与第二光分路器 107连接， 也可以通过第二光分 路器 107连接到第六波导 c上。 第三发射器 117发出同上述第一光信号和第二 光信号的波长均不同的第三光信号， 该第三光信号也可以沿着第三光路， 通 过第六波导 c耦合至第四波导 f， 经过第三波导 a进入光网络单元。 第一光分路器 105， 还可以用于从第三光信号经光网络单元反射回来的 反射光信号中， 分支出第三反射光信号， 并把该第三反射光信号传输至第四 光路， 经过第二波导 g及第七波导 b， 由第二接收器 104接收。
处理器 106， 还可以用于对第三反射光信号进行数据处理， 继而判断出 光网络状态是否稳定， 实现对光网络的有效监测。
该第三光信号的波长可以根据实际的监测情况合理设置，可以为 1650nm 或 1625nm， 还可以选择其他合理的波长。
本实施例通过增加第三种测试光信号， 使该装置的测试能力进一步提 升。 并且， 可以根据实际需要继续增加其他测试波长， 以进一步扩大监测范 围。
实施例 5
如图 6所示， 为本发明第五实施例提供的光通信系统的结构示意图， 该 光通信系统 200包括光线路终端和光网络单元， 该光线路终端包括实施例 1-4 中任一个所述的光网络监测装置 100， 该光网络单元可以为现有技术中任意 光网络单元。
本实施例以内置光网络监测装置为例进行说明，本领域技术人员应当理 解， 也可以以外置光网络监测装置的形式实现本实施例所述的光通信系统。
实施例 6
如图 7所示， 为本发明第六实施例提供的光网络监测方法的流程图， 该 方法包括：
步骤 S101 ,第一发射器 101沿着第一光路向光网络单元发射第一光信号； 步骤 S102, 第一光分路器 105从第一光信号经光网络单元反射回来的反 射光信号中， 分支出第一反射光信号， 并把该第一反射光信号传输至第二光 路； 步骤 S103 , 第一接收器 102接收来自第二光路的第一反射光信号， 为光 网络的监测提供数据依据。
在一种可能的实施方式中， 该方法还可以包括：
步骤 S104,处理器 106根据第一接收器 102接收到的第一反射光信号监测 光网络单元的工作状态。
本发明实施例提供的监测方法可以依托于上述实施例 1提供的光网络监 测装置实现。 即通过第一发射器沿着第一光路向光网络单元发射第一光信 号， 通过设置于光主干通道上的第一光分路器， 从第一光信号经光网络单元 反射回来的反射光信号中， 分支出第一反射光信号， 并把第一反射光信号传 输至第二光路， 由第一接收器接收来自第二光路的第一反射光信号。进一步 地， 通过处理器根据第一反射光信号监测光网络单元的工作状态。 并且， 可 以通过相应波导及镀膜镜或衍射光栅配合进行光信号的耦合及传输，其详细 内容与实施例 1所述相同。
本实施例中的第一光信号的波长可以为 1490nm。
根据本发明实施例提供的光网络监测方法，第一反射光信号沿着第二光 路传输至接收器中， 使得按原第一光路返回的串扰光不会进入到接收器中， 从而降低了光串扰。
实施例 7
如图 8所示， 为本发明第七实施例提供的光网络监测方法的流程图， 该 方法包括：
步骤 S201 ,第一发射器 101沿着第一光路向光网络单元发射第一光信号， 第二发射器 103沿着第三光路向光网络单元发射第二光信号；
步骤 S202, 第一光分路器 105从第一光信号经光网络单元反射回来的反 射光信号中， 分支出第一反射光信号， 并把该第一反射光信号传输至第二光 路； 第一光分路器 105还从第二光信号经光网络单元反射回来的反射光信号 中， 分支出第二反射光信号， 并把该第二反射光信号传输至第四光路。 步骤 S203 , 第一接收器 102接收来自第二光路的第一反射光信号， 第二 接收器 104接收来自第四光路的第二反射光信号， 为光网络的监测提供数据 依据。
在一种可能的实施方式中， 该方法还可以包括：
步骤 S204, 处理器 106根据第一接收器 102及第二接收器 104接收到的反 射光信号监测光网络单元的工作状态。
本发明实施例提供的监测方法可以依托于上述实施例 2-3提供的光网络 监测装置实现。即通过第一发射器沿着第一光路向光网络单元发射第一光信 号， 通过设置于光主干通道上的第一光分路器， 从第一光信号经光网络单元 反射回来的反射光信号中， 分支出第一反射光信号， 并把第一反射光信号传 输至第二光路， 由第一接收器接收来自第二光路的第一反射光信号； 同时通 过第二发射器沿着第三光路向光网络单元发射第二光信号，通过设置于光主 干通道上的第一光分路器， 从第二光信号经光网络单元反射回来的反射光信 号中， 分支出第二反射光信号， 并把第二反射光信号传输至第四光路， 由第 二接收器接收来自第四光路的第二反射光信号。通过处理器根据第一反射光 信号和第二反射光信号监测光网络单元的工作状态。 并且， 可以通过相应波 导及镀膜镜或衍射光栅配合进行光信号的耦合及传输， 其详细内容与实施例 2-3所述相同。
本实施例中的第一光信号的波长可以为 1490nm，第二光信号的波长可以 为 1310nm。
根据本发明实施例提供的光网络监测方法，进一步将第一光信号和第二 光信号的反射光信号监测相结合， 其测试范围覆盖两种波长， 使测试能力得 以提升。
实施例 8 如图 9所示， 为本发明第八实施例提供的光网络监测方法的流程图， 该 实施例与上述实施例 7的区别在于， 本实施例提供的监测方法， 还可以增加 第三光信号的测试步骤。 如图 9所示， 具体的， 该光网络监测方法还包括： 步骤 S205 , 第三发射器 117沿着第一光路或第三光路， 向光网络单元发 射与第一光信号和第二光信号的波长不同的第三光信号；
步骤 S206, 第一光分路器 105从第三光信号经光网络单元反射回来的反 射光信号中， 分支出第三反射光信号， 并把第三反射光信号传输至第二光路 或第四光路；
步骤 S207,第一接收器 102或第二接收器 104接收来自第二光路或第四光 路的第三反射光信号为光网络的监测提供数据依据。
本实施例依托于上述实施例 4提供的光网络监测装置， 通过增加第三种 测试光信号， 使该装置的测试能力进一步提升。 该第三光信号的波长可以为 1650nm或 1625nm， 还可以是其他合理的波长。 并且本实施例还可以根据需 要和实际的网络状况增加测试光信号， 以进一步扩大监测范围， 提升通信系 统的稳定性。
以上所述， 仅为本发明的具体实施方式， 但本发明的保护范围并不局限 于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内， 可轻易 想到变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。 因此， 本发明的保护 范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims

权 利 要 求 书
1、 一种光网络监测装置， 通过光主干通道与光网络单元连接， 其特征 在于， 包括：
第一发射器， 用于沿着第一光路向所述光网络单元发射第一光信号； 第一光分路器， 设置于所述光主干通道上， 用于从所述第一光信号经所 述光网络单元反射回来的反射光信号中， 分支出所述第一反射光信号， 并把 所述第一反射光信号传输至第二光路； 以及
第一接收器， 用于接收来自所述第二光路的所述第一反射光信号。
2、 根据权利要求 1所述的光网络监测装置， 其特征在于，
所述第一发射器、所述第一接收器以及所述第一光分路器通过波导进行 光信号的传输。
3、 根据权利要求 2所述的光网络监测装置， 其特征在于：
所述第一光路具体包括： 第一波导与第二波导，
所述第一发射器连接所述第一波导，所述第一波导用于与所述第二波导 耦合将所述第一光信号向所述光网络单元传输；
所述第二光路具体包括： 第四波导与第五波导，
所述第一接收器连接所述第五波导，所述第四波导用于与所述第五波导 耦合将所述第一反射光信号向所述第一接收器耦合传输；
所述第一光分路器的一端连接作为所述光主干通道的第三波导， 以及 所述第一光分路器的另一端分别连接所述第二波导及用于传输所述第 一反射光信号的第四波导。
4、 根据权利要求 3所述的光网络监测装置， 其特征在于， 还包括： 波分 复用器， 用于配合所述第一光信号及所述第一反射光信号的耦合传输； 所述 波分复用器为镀膜镜、 衍射光栅或薄膜滤波片。
5、 根据权利要求 4所述的光网络监测装置， 其特征在于， 所述波导靠近 所述波分复用器的端部为锥形结构。
6、 根据权利要求 5所述的光网络监测装置， 其特征在于， 所述波分复用 器与所述波导及所述第一光分路器为一体结构。
7、 根据权利要求 1-6任一项所述的光网络监测装置， 其特征在于， 还包 括：
处理器， 与所述第一接收器连接， 用于根据所述第一反射光信号监测所 述光网络单元的工作状态。
8、 根据权利要求 4-6任一项所述的光网络监测装置， 其特征在于， 还包 括：
第二发射器， 用于沿着第三光路向所述光网络单元发射第二光信号； 所述第一光分路器，还用于从所述第二光信号经所述光网络单元反射回 来的反射光信号中， 分支出所述第二反射光信号， 并把所述第二反射光信号 传输至所述第四光路；
第二接收器， 用于接收来自所述第四光路的第二反射光信号； 所述波分复用器，还用于配合所述第二光信号及所述第二反射光信号的 耦合传输。
9、 根据权利要求 8所述的光网络监测装置， 其特征在于， 所述第二发射 器、 第二接收器、 第一光分路器以及所述波分复用器通过波导进行光信号的 传输。
10、 根据权利要求 9所述的光网络监测装置， 其特征在于：
所述第三光路具体包括： 第六波导与所述第四波导，
所述第二发射器连接所述第六波导，所述第六波导用于通过所述波分复 用器与所述第四波导耦合， 将所述第二光信号向所述光网络单元传输； 所述第四光路具体包括： 第七波导与所述第二波导，
所述第二接收器连接第七波导，所述第七波导用于通过所述波分复用器 与所述第二波导耦合， 将所述第二反射光信号向第二接收器传输。
11、 根据权利要求 10所述的光网络监测装置， 其特征在于， 所述第一光 分路器向所述第二波导输出的光信号及向第四波导输出的光信号的功率之 比为 9:1。
12、 根据权利要求 11所述的光网络监测装置， 其特征在于， 还包括： 处理器，与所述第一接收器和 /或第二接收器连接，用于根据所述第一反 射光信号和 /或第二反射光信号监测所述光网络单元的工作状态。
13、 根据权利要求 12所述的光网络监测装置， 其特征在于， 还包括： 第三发射器， 用于沿着所述第一光路或所述第三光路， 向所述光网络单 元发射与所述第一光信号和所述第二光信号的波长不同的第三光信号； 所述第一光分路器，还用于从所述第三光信号经所述光网络单元反射回 来的反射光信号中， 分支出所述第三反射光信号， 并把所述第三反射光信号 传输至所述第二光路或所述第四光路；
所述第一接收器或第二接收器还用于接收来自所述第二光路或所述第 四光路的所述第三反射光信号； 以及
所述处理器还用于根据所述第三反射光信号监测所述光网络单元的工 作状态。
14、 一种光通信系统， 包括光线路终端和光网络单元， 其特征在于， 所 述光线路终端包括权利要求 1-13任一项所述的光网络监测装置。
15、 一种光网络监测方法， 其特征在于， 所述方法采用权利要求 1-6任 一项所述的光网络监测装置执行下述步骤：
所述第一发射器沿着第一光路向所述光网络单元发射第一光信号； 所述第一光分路器从所述第一光信号经所述光网络单元反射回来的反 射光信号中， 分支出所述第一反射光信号， 并把所述第一反射光信号传输至 第二光路； 以及 所述第一接收器接收来自所述第二光路的所述第一反射光信号。
16、 根据权利要求 15所述的光网络监测方法， 其特征在于， 所述方法采 用权利要求 7所述的光网络监测装置执行下述步骤：
所述处理器根据所述第一反射光信号监测光网络单元的工作状态。
17、 根据权利要求 15所述的光网络监测方法， 其特征在于， 所述方法还 包括采用权利要求 8所述的光网络监测装置执行下述步骤：
所述第二发射器沿着第三光路向所述光网络单元发射第二光信号； 所述第一光分路器从所述第二光信号经所述光网络单元反射回来的反 射光信号中， 分支出所述第二反射光信号， 并把所述第二反射光信号传输至 第四光路； 以及
所述第二接收器接收来自所述第四光路的所述第二反射光信号。
18、 根据权利要求 17所述的光网络监测方法， 其特征在于， 所述方法采 用权利要求 12所述的光网络监测装置执行下述步骤：
所述处理器根据所述第二反射光信号监测光网络单元的工作状态。
19、 根据权利要求 18所述的光网络监测方法， 其特征在于， 还包括采用 权利要求 13所述的光网络监测装置执行下述步骤：
所述第三发射器沿着所述第一光路或所述第三光路向所述光网络单元 发射与所述第一光信号和第二光信号的波长均不同的第三光信号；
所述第一光分路器从所述第三光信号经所述光网络单元反射回来的反 射光信号中， 分支出所述第三反射光信号， 并把所述第三反射光信号传输至 所述第二光路或所述第四光路；
所述第一接收器或第二接收器接收来自所述第二光路或所述第四光路 的所述第三反射光信号； 以及
所述处理器根据所述第三反射光信号监测光网络单元的工作状态。
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