一種無源光接入網絡中支路故障定位的裝置和方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及光纖通信技術領域，具體來講設及一種無源光接入網絡中支路故障定 位的裝置和方法。
【背景技術】
[0002] 無源光網絡(P0N，Passive Optical化twork)成本較低、維護簡單、便于擴展與升 級，使其成為了接入網中的主流技術。隨著光纖到戶的進一步商用，鋪設的光纖數量越來越 多，覆蓋范圍越來越廣，承載的業務量也越來越多，創建一個成本低且容量大、可靠性高的 無源光網路是必要的。
[0003] PON的分配網絡由許多無源器件組成，易受外界環境影響而發生故障，同時，PON中 分支龐大，如果不能及時準確的判斷故障分支，不僅會給通信帶來障礙，也會大大的增加維 護成本。因此，有效的PON監測技術是必不可少的。光時域反射儀（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 纖光纜的施工維護等眾多領域有較大的使用價值，因而OTDR成了 PON網絡監測的最主要的 方案。然而，在具有龐大分支的PON網絡中，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生了故障，不能對故障的支路進行區分辨別，進而給維護帶來 困難，增加維護成本。

【發明內容】

[0004] 針對現有技術中存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種無源光接入網絡中支路 故障定位的裝置和方法，快速識別無源光接入網絡中的故障支路，降低維護困難，減少維護 成本。
[0005] 為達到W上目的，本發明采取一種無源光接入網絡中支路故障定位的裝置，包括 監測模塊、1:N分路/合路器和N個波長相關的反射元件級聯結構;N個反射元件級聯結構分 別設置于每一條支路，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、光接收模塊和數據處理模塊;所述雙光源模塊 用于發射兩個不同波長的探測光;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;所述數據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，通過出現峰值變化幅度相同的兩個反射峰的間 距確定故障支路。
[0006] 在上述技術方案的基礎上，所述雙光源模塊包括光源調制模塊和兩個不同波長的 光源模塊，每個光源模塊還對應設置一個驅動模塊，驅動模塊用于驅動光源模塊發射探測 光，所述光源調制模塊用于調制探測光。
[0007] 在上述技術方案的基礎上，所述光源發射探測波長為U波段的光，即波長范圍在 1625-1675nm，用于實現網絡監測。
[0008] 在上述技術方案的基礎上，所述禪合模塊是把監測模塊發出的探測光和無源光接 入網絡的光禪合進入光纖中傳輸，禪合模塊采用光禪合器、平面光波導或環形器。
[0009] 在上述技術方案的基礎上，所述光接收模塊為Aro雪崩光電二極管或PIN光電二極 管。
[0010] 在上述技術方案的基礎上，每個反射元件級聯結構由兩個中屯、反射波長不同的反 射元件串聯組成，兩個反射元件之間保持一定間距，且兩個反射元件的中屯、反射波長，分別 對應所述雙光源模塊發射的兩個探測光的中屯、波長。
[0011] 在上述技術方案的基礎上，N條支路中，每一條支路上的兩個反射元件之間的間距 均不相同。
[0012] 在上述技術方案的基礎上，所述監測模塊設置于無源光接入網絡的光線路終端 處，所述1:N分路/合路器設置于無源光接入網絡的光分配網絡處，所述每一支路的反射元 件級聯結構設置于光網絡單元;所述數據處理模塊根據探測光從發射到被接收的時間A t， 由測距公式
，得到不同光網絡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折射率。
[0013] 本發明還提供一種無源光接入網絡中支路故障定位方法，包括:雙光源模塊先后 發射兩個不同波長的探測光，經過禪合模塊、1: N分路/合路器進入各支路中；每個波長的探 測光被對應的一個反射元件反射，經過1: N分路/合路器、禪合模塊及光接收模塊，經數據處 理模塊處理，得到一幅不同支路反射峰的峰值圖；其中，雙光源模塊先發射一個波長的探測 光，得到不同支路反射峰的峰值圖后，再發射另一個波長的探測光;將兩幅峰值圖，分別與 無故障情況下反射峰的峰值圖進行比較，若兩幅峰值圖中出現峰值變化幅度相同的兩個反 射峰，說明有故障，運兩個反射峰之間的間距對應一個反射元件級聯結構的間距，該間距的 反射元件級聯結構所在支路為故障支路。
[0014] 在上述技術方案的基礎上，所述兩個反射峰之間的間距1，通過公式
求得， 其中A T為兩個反射峰之間的時間差，C表示真空中的光速，n表示傳輸光纖的介質折射率。
[0015] 在上述技術方案的基礎上，所述監測模塊設置于無源光接入網絡的光線路終端 處，所述1:N分路/合路器設置于無源光接入網絡的光分配網絡處，所述每一支路的反射元 件級聯結構設置于光網絡單元，根據第一個波長的探測光從發射到被接收的時間A t，由測 距公式
，得到不同光網絡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折射率。
[0016] 本發明的有益效果在于：
[0017] 1、將兩個不同波長探測光的反射峰的峰值圖與正常情況進行比較，若兩次結果中 出現峰值變化幅度相同的兩個反射峰，說明有故障，運兩個反射峰之間的間距對應一個反 射元件級聯結構的間距，該間距的反射元件級聯結構所在支路為故障支路;整個方法操作 方便，能夠快速識別無源光接入網絡中的故障支路，從而達到降低維護困難，減少維護成本 的目的。
[001引 2、監測模塊設置于無源光接入網絡的光線路終端(0LT，optical line terminal) 處，I :N分路/合路器設置于無源光接入網絡的光分配網絡（ODN，Optical Distribution 化twork)處，每一支路均連接光網絡單元(0NU，0ptical Network化it),根據第一個波長 的探測光從發射到被接收的時間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折射率。
[0019] 3、波長相關的反射元件級聯結構中的反射元件，彌補了瑞利散射光功率低的缺 陷，能夠提高測量的動態范圍，從而支持大的分光比。
[0020] 4、本發明相對于可調0TDR，只采用了兩個波長就實現了對整個無源光接入網絡的 監測，不僅彌補了多波長測量可擴展性差的缺點，也降低了成本。
[0021] 5、當光源發射的探測波長為U波段的光，即探測波長為1625-1675nm時，與通信波 段中波長850nm-155化m不同，可W實現實時在線無源光接入網絡監測，并且不對傳輸數據 造成影響。
【附圖說明】
[0022] 圖1為本發明無源光接入網絡中支路故障定位的裝置示意圖；
[0023] 圖2為圖1中雙光源模塊的結構示意圖；
[0024] 圖3為無源光接入網絡中支路故障定位的裝置實施例示意圖；
[0025] 圖4為無源光接入網絡運行良好時反射峰的峰值示意圖；
[0026] 圖5為出現故障時反射峰的峰值示意圖；
[0027] 圖6為出現故障時另一種反射峰的峰值示意圖。
[002引附圖標記：
[0029] 監測模塊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，光源調制板塊111，光源板塊112，驅動板塊113;禪合板塊12，光接 收模塊13,數據處理模塊14;
[0032] 反射元件級聯結構3,第一反射元件31，第二反射元件32;
[0033] 光纖干路4。
【具體實施方式】
[0034] W下結合附圖及實施例對本發明作進一步詳細說明。
[0035] 如圖1所示，本發明無源光接入網絡中支路故障定位的裝置，包括監測模塊1、1:N 分路/合路器2和N個波長相關的反射元件級聯結構3;監測模塊1又包括雙光源模塊11、禪合 模塊12、光接收模塊13和數據處理模塊14。雙光源模塊11塊用于發射兩個不同波長的探測 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個反射元件級聯 結構3分別設置于每一條支路，用于反射該支路上的探測光；1: N分路/合路器2具有兩個功 能，一個是用于將探測光平均分成多路，另一個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;數據處理模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，通過出現峰值變化幅度相同的兩個反射峰的間距確定故障支路。另外，所述 監測模塊1設置于無源光接入網絡的化T處，1:N分路/合路器2設置于無源光接入網絡的ODN 處，每一支路的反射元件級聯結構3設置于ONU處。
[0036] 如圖2所示，具體的，所述雙光源模塊11包括光源調制模塊111和兩個不同波長的 光源模塊112，每個光源模塊還對應設置一個驅動模塊113，驅動模塊113用于驅動光源模塊 112發射探測光，光源調制模塊111用于調制所述探測光。并且，光源調制模塊111可W為一 個或兩個，如果是一個，則調制兩個光源模塊112發出的探測光;如果是兩個，分別調制一個 對應的光源模塊112發出的探測光，圖2中為一個光源調制模塊111。所述禪合模塊12是把監 測模塊1發出的探測光和無源光接入網絡中的光禪合進入光纖中傳輸，禪合模塊12可W采 用光禪合器、平面光波導或環形器等器件，光源調制模塊111包括單脈沖調制W及脈沖編碼 調制，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] 每個反射元件級聯結構3由兩個中屯、反射波長不同的反射元件串聯組成，分別為 第一反射元件31和第二反射元件32,兩個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，分別對應所述雙光源模塊11發射的兩個探測光的中屯、波長。 并且，每個支路上反射元件級聯結構3中的兩個反射元件的間距是唯一的，該間離與用戶的 數量有關，