一種無源光接入網(wǎng)絡(luò)中支路故障定位的裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及光纖通信技術(shù)領(lǐng)域，具體來講設(shè)及一種無源光接入網(wǎng)絡(luò)中支路故障定 位的裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 無源光網(wǎng)絡(luò)(P0N，Passive Optical化twork)成本較低、維護(hù)簡單、便于擴(kuò)展與升 級，使其成為了接入網(wǎng)中的主流技術(shù)。隨著光纖到戶的進(jìn)一步商用，鋪設(shè)的光纖數(shù)量越來越 多，覆蓋范圍越來越廣，承載的業(yè)務(wù)量也越來越多，創(chuàng)建一個(gè)成本低且容量大、可靠性高的 無源光網(wǎng)路是必要的。
[0003] PON的分配網(wǎng)絡(luò)由許多無源器件組成，易受外界環(huán)境影響而發(fā)生故障，同時(shí)，PON中 分支龐大，如果不能及時(shí)準(zhǔn)確的判斷故障分支，不僅會給通信帶來障礙，也會大大的增加維 護(hù)成本。因此，有效的PON監(jiān)測技術(shù)是必不可少的。光時(shí)域反射儀（OTDR ,Optical Time Domain Ref lectometer)在光纖鏈路故障查詢、定位、光纖故障排除、光纖長度測量、W及光 纖光纜的施工維護(hù)等眾多領(lǐng)域有較大的使用價(jià)值，因而OTDR成了 PON網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測的最主要的 方案。然而，在具有龐大分支的PON網(wǎng)絡(luò)中，OTDR接收到的是所有支路反射信號疊加 W后的 信號，只能判斷支路中是否發(fā)生了故障，不能對故障的支路進(jìn)行區(qū)分辨別，進(jìn)而給維護(hù)帶來 困難，增加維護(hù)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種無源光接入網(wǎng)絡(luò)中支路 故障定位的裝置和方法，快速識別無源光接入網(wǎng)絡(luò)中的故障支路，降低維護(hù)困難，減少維護(hù) 成本。
[0005] 為達(dá)到W上目的，本發(fā)明采取一種無源光接入網(wǎng)絡(luò)中支路故障定位的裝置，包括 監(jiān)測模塊、1:N分路/合路器和N個(gè)波長相關(guān)的反射元件級聯(lián)結(jié)構(gòu);N個(gè)反射元件級聯(lián)結(jié)構(gòu)分 別設(shè)置于每一條支路，用于反射該支路上的探測光;所述1:N分路/合路器用于將探測光平 均分成多路，W及將多路反射的探測光合成為一路，所述監(jiān)測模塊用于支路的故障定位W 及距離的測量，包括雙光源模塊、禪合模塊、光接收模塊和數(shù)據(jù)處理模塊;所述雙光源模塊 用于發(fā)射兩個(gè)不同波長的探測光;所述禪合模塊與1:N分路/合路器通過光纖干路相連，用 于鏈路連接;所述光接收模塊用于接收反射的探測光;所述數(shù)據(jù)處理模塊用于處理收到的 探測光，得到不同支路的反射峰的峰值圖，通過出現(xiàn)峰值變化幅度相同的兩個(gè)反射峰的間 距確定故障支路。
[0006] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述雙光源模塊包括光源調(diào)制模塊和兩個(gè)不同波長的 光源模塊，每個(gè)光源模塊還對應(yīng)設(shè)置一個(gè)驅(qū)動模塊，驅(qū)動模塊用于驅(qū)動光源模塊發(fā)射探測 光，所述光源調(diào)制模塊用于調(diào)制探測光。
[0007] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述光源發(fā)射探測波長為U波段的光，即波長范圍在 1625-1675nm，用于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測。
[0008] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述禪合模塊是把監(jiān)測模塊發(fā)出的探測光和無源光接 入網(wǎng)絡(luò)的光禪合進(jìn)入光纖中傳輸，禪合模塊采用光禪合器、平面光波導(dǎo)或環(huán)形器。
[0009] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述光接收模塊為Aro雪崩光電二極管或PIN光電二極 管。
[0010] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，每個(gè)反射元件級聯(lián)結(jié)構(gòu)由兩個(gè)中屯、反射波長不同的反 射元件串聯(lián)組成，兩個(gè)反射元件之間保持一定間距，且兩個(gè)反射元件的中屯、反射波長，分別 對應(yīng)所述雙光源模塊發(fā)射的兩個(gè)探測光的中屯、波長。
[0011] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，N條支路中，每一條支路上的兩個(gè)反射元件之間的間距 均不相同。
[0012] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述監(jiān)測模塊設(shè)置于無源光接入網(wǎng)絡(luò)的光線路終端 處，所述1:N分路/合路器設(shè)置于無源光接入網(wǎng)絡(luò)的光分配網(wǎng)絡(luò)處，所述每一支路的反射元 件級聯(lián)結(jié)構(gòu)設(shè)置于光網(wǎng)絡(luò)單元;所述數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)探測光從發(fā)射到被接收的時(shí)間A t， 由測距公式
，得到不同光網(wǎng)絡(luò)單元與光線路終端之間的距離L，其中C表示真空中的 光速，n表不傳輸光纖的介質(zhì)折射率。
[0013] 本發(fā)明還提供一種無源光接入網(wǎng)絡(luò)中支路故障定位方法，包括:雙光源模塊先后 發(fā)射兩個(gè)不同波長的探測光，經(jīng)過禪合模塊、1: N分路/合路器進(jìn)入各支路中；每個(gè)波長的探 測光被對應(yīng)的一個(gè)反射元件反射，經(jīng)過1: N分路/合路器、禪合模塊及光接收模塊，經(jīng)數(shù)據(jù)處 理模塊處理，得到一幅不同支路反射峰的峰值圖；其中，雙光源模塊先發(fā)射一個(gè)波長的探測 光，得到不同支路反射峰的峰值圖后，再發(fā)射另一個(gè)波長的探測光;將兩幅峰值圖，分別與 無故障情況下反射峰的峰值圖進(jìn)行比較，若兩幅峰值圖中出現(xiàn)峰值變化幅度相同的兩個(gè)反 射峰，說明有故障，運(yùn)兩個(gè)反射峰之間的間距對應(yīng)一個(gè)反射元件級聯(lián)結(jié)構(gòu)的間距，該間距的 反射元件級聯(lián)結(jié)構(gòu)所在支路為故障支路。
[0014] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述兩個(gè)反射峰之間的間距1，通過公式
求得， 其中A T為兩個(gè)反射峰之間的時(shí)間差，C表示真空中的光速，n表示傳輸光纖的介質(zhì)折射率。
[0015] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述監(jiān)測模塊設(shè)置于無源光接入網(wǎng)絡(luò)的光線路終端 處，所述1:N分路/合路器設(shè)置于無源光接入網(wǎng)絡(luò)的光分配網(wǎng)絡(luò)處，所述每一支路的反射元 件級聯(lián)結(jié)構(gòu)設(shè)置于光網(wǎng)絡(luò)單元，根據(jù)第一個(gè)波長的探測光從發(fā)射到被接收的時(shí)間A t，由測 距公式
，得到不同光網(wǎng)絡(luò)單元與光線路終端之間的距離L，其中C表示真空中的光 速，n表不傳輸光纖的介質(zhì)折射率。
[0016] 本發(fā)明的有益效果在于：
[0017] 1、將兩個(gè)不同波長探測光的反射峰的峰值圖與正常情況進(jìn)行比較，若兩次結(jié)果中 出現(xiàn)峰值變化幅度相同的兩個(gè)反射峰，說明有故障，運(yùn)兩個(gè)反射峰之間的間距對應(yīng)一個(gè)反 射元件級聯(lián)結(jié)構(gòu)的間距，該間距的反射元件級聯(lián)結(jié)構(gòu)所在支路為故障支路;整個(gè)方法操作 方便，能夠快速識別無源光接入網(wǎng)絡(luò)中的故障支路，從而達(dá)到降低維護(hù)困難，減少維護(hù)成本 的目的。
[001引 2、監(jiān)測模塊設(shè)置于無源光接入網(wǎng)絡(luò)的光線路終端(0LT，optical line terminal) 處，I :N分路/合路器設(shè)置于無源光接入網(wǎng)絡(luò)的光分配網(wǎng)絡(luò)（ODN，Optical Distribution 化twork)處，每一支路均連接光網(wǎng)絡(luò)單元(0NU，0ptical Network化it),根據(jù)第一個(gè)波長 的探測光從發(fā)射到被接收的時(shí)間At,由測距公式
-得到不同ONU與OLT之間的距離 L，其中C表不真空中的光速，n表不傳輸光纖的介質(zhì)折射率。
[0019] 3、波長相關(guān)的反射元件級聯(lián)結(jié)構(gòu)中的反射元件，彌補(bǔ)了瑞利散射光功率低的缺 陷，能夠提高測量的動態(tài)范圍，從而支持大的分光比。
[0020] 4、本發(fā)明相對于可調(diào)0TDR，只采用了兩個(gè)波長就實(shí)現(xiàn)了對整個(gè)無源光接入網(wǎng)絡(luò)的 監(jiān)測，不僅彌補(bǔ)了多波長測量可擴(kuò)展性差的缺點(diǎn)，也降低了成本。
[0021] 5、當(dāng)光源發(fā)射的探測波長為U波段的光，即探測波長為1625-1675nm時(shí)，與通信波 段中波長850nm-155化m不同，可W實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線無源光接入網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測，并且不對傳輸數(shù)據(jù) 造成影響。
【附圖說明】
[0022] 圖1為本發(fā)明無源光接入網(wǎng)絡(luò)中支路故障定位的裝置示意圖；
[0023] 圖2為圖1中雙光源模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024] 圖3為無源光接入網(wǎng)絡(luò)中支路故障定位的裝置實(shí)施例示意圖；
[0025] 圖4為無源光接入網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行良好時(shí)反射峰的峰值示意圖；
[0026] 圖5為出現(xiàn)故障時(shí)反射峰的峰值示意圖；
[0027] 圖6為出現(xiàn)故障時(shí)另一種反射峰的峰值示意圖。
[002引附圖標(biāo)記：
[0029] 監(jiān)測模塊1;
[0030] 1: N分路/合路器2，1:32分路/合路器21;
[0031 ] 雙光源板塊11，光源調(diào)制板塊111，光源板塊112，驅(qū)動板塊113;禪合板塊12，光接 收模塊13,數(shù)據(jù)處理模塊14;
[0032] 反射元件級聯(lián)結(jié)構(gòu)3,第一反射元件31，第二反射元件32;
[0033] 光纖干路4。
【具體實(shí)施方式】
[0034] W下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0035] 如圖1所示，本發(fā)明無源光接入網(wǎng)絡(luò)中支路故障定位的裝置，包括監(jiān)測模塊1、1:N 分路/合路器2和N個(gè)波長相關(guān)的反射元件級聯(lián)結(jié)構(gòu)3;監(jiān)測模塊1又包括雙光源模塊11、禪合 模塊12、光接收模塊13和數(shù)據(jù)處理模塊14。雙光源模塊11塊用于發(fā)射兩個(gè)不同波長的探測 光;禪合模塊12與1: N分路/合路器2通過光纖干路4相連，用于鏈路連接;N個(gè)反射元件級聯(lián) 結(jié)構(gòu)3分別設(shè)置于每一條支路，用于反射該支路上的探測光；1: N分路/合路器2具有兩個(gè)功 能，一個(gè)是用于將探測光平均分成多路，另一個(gè)是將多路反射的探測光合成一路。光接收模 塊13用于接收反射的探測光;數(shù)據(jù)處理模14塊用于處理收到的探測光，得到不同支路的反 射峰的峰值圖，通過出現(xiàn)峰值變化幅度相同的兩個(gè)反射峰的間距確定故障支路。另外，所述 監(jiān)測模塊1設(shè)置于無源光接入網(wǎng)絡(luò)的化T處，1:N分路/合路器2設(shè)置于無源光接入網(wǎng)絡(luò)的ODN 處，每一支路的反射元件級聯(lián)結(jié)構(gòu)3設(shè)置于ONU處。
[0036] 如圖2所示，具體的，所述雙光源模塊11包括光源調(diào)制模塊111和兩個(gè)不同波長的 光源模塊112，每個(gè)光源模塊還對應(yīng)設(shè)置一個(gè)驅(qū)動模塊113，驅(qū)動模塊113用于驅(qū)動光源模塊 112發(fā)射探測光，光源調(diào)制模塊111用于調(diào)制所述探測光。并且，光源調(diào)制模塊111可W為一 個(gè)或兩個(gè)，如果是一個(gè)，則調(diào)制兩個(gè)光源模塊112發(fā)出的探測光;如果是兩個(gè)，分別調(diào)制一個(gè) 對應(yīng)的光源模塊112發(fā)出的探測光，圖2中為一個(gè)光源調(diào)制模塊111。所述禪合模塊12是把監(jiān) 測模塊1發(fā)出的探測光和無源光接入網(wǎng)絡(luò)中的光禪合進(jìn)入光纖中傳輸，禪合模塊12可W采 用光禪合器、平面光波導(dǎo)或環(huán)形器等器件，光源調(diào)制模塊111包括單脈沖調(diào)制W及脈沖編碼 調(diào)制，所述光接收模塊23為ATO雪崩光電二極管或PIN光電二極管。
[0037] 每個(gè)反射元件級聯(lián)結(jié)構(gòu)3由兩個(gè)中屯、反射波長不同的反射元件串聯(lián)組成，分別為 第一反射元件31和第二反射元件32,兩個(gè)反射元件之間留有間距，第一反射元件31和第二 反射元件32的中屯、反射波長，分別對應(yīng)所述雙光源模塊11發(fā)射的兩個(gè)探測光的中屯、波長。 并且，每個(gè)支路上反射元件級聯(lián)結(jié)構(gòu)3中的兩個(gè)反射元件的間距是唯一的，該間離與用戶的 數(shù)量有關(guān)，