[发明专利]一种诊断无源光网络故障的方法、设备及系统

说明书

技术领域

本发明涉及无源光网络(PON，Passive Optical Network)技术，特别涉及一种诊断PON故障的方法、设备及系统。

背景技术

在全球化发展的今天，人们的工作和生活的多样化以及信息交流的普及化，已经使宽带上网已经成为人们生活中不可分割的一部分。这极大地促进了宽带接入技术向更宽更快的方向发展。近年来，随着具有无源环保节能特性的PON替代现有的铜线接入技术，PON已经成为满足人们需求的最理想的宽带接入技术。

在进行大量的PON安置和部署后，运营商需要考虑该PON的运行和维护，特别是PON故障的及时检测、诊断和定位，将使得维护人员快速、有效地发现故障并进行及时维护，保障人们宽带接入通信的可靠性以及PON的服务质量。

图1为现有PON系统结构示意图，参见图1，该系统主要包括：光线路终端(OLT，Optical Line Terminal)、光配线网(ODN，Optical Distribution Network)和光网络单元(ONU，Optical Network Unit)，其中，ODN一端与OLT相连，另一端可以与一个或多个ONU相连，是OLT和ONU之间的光传输物理通道，通常由光纤、光连接器、光分路器组成。OLT和ONU之间的光纤线路称为主光纤线路，ODN与ONU之间的光纤线路称为分支光纤线路。

现有技术中，PON故障一般分为两类，一类是设备故障，包括OLT故障和ONU故障，其中，又主要是OLT和ONU中的光模块故障，例如，光模块中光功率、工作电流、工作温度以及偏置电压等参数异常，以及不能正常关断光模块等引起的光模块故障，对该类设备故障问题，OLT都具有快速检测和诊断功能，也就是说，OLT和ODN中对于光模块的各种参数和状态都有相应的状态机和指令与其对应，如果状态机出现错误、或者指令不能正确执行并反馈信息，则OLT可以认为本地的光模块出现问题；而对于对端ONU的光模块故障问题，可以通过OLT和ONU之间的管理通道通信并进行报告来实现。上述OLT具有的检测和诊断功能，具体可参见相关技术文献，在此不再赘述。

PON故障的另一类是PON中光纤线路故障，对这一类的故障，OLT不具有检测功能，一般在中心局OLT处用一个光程检测仪器，即光时域反射仪(OTDR，Optical Time Domain Reflectometer)来检测整个PON中光纤线路。OTDR利用光波在光纤中传输时的瑞利散射和菲涅尔反射所产生的背向散射而制成的精密光电一体化仪表，广泛应用于光纤线路的维护、施工中，可进行光纤长度、传输衰减、接头衰减和故障定位等的测量。其工作过程简要描述如下：通过发射光脉冲到光纤内，然后在OTDR端口接收返回的信息(以下称为OTDR测量信号)，不同距离的ONU返回的信息在OTDR的仪表中呈现不同的尖峰并在仪表中依序排列，计算从发射光脉冲到返回信息所用的时间，再根据光在光纤物质中的速度，就可以计算出OTDR至反射光脉冲的设备之间的距离。

这样，OTDR检测PON中光纤线路故障的步骤可以作如下描述：在OTDR与ONU之间的光纤线路没有故障(绝大部分时间都处于正常状态)时，预先获取ONU返回的信息在OTDR的仪表中的尖峰并记录尖峰所在的位置或存储尖峰信息；在确定光纤线路是否发生故障时，通过再次发送光脉冲，获取ONU返回的信息对应的尖峰信息，将该尖峰信息与预先存储的尖峰信息进行比较、匹配，如果两者完全匹配，则表明该光纤线路没有故障，如果尖峰位置发生偏移、或者，尖峰幅值发生变化，则表明该光纤线路存在故障。

但是随着PON中分光比的增加，以及ODN的高损耗，使得在局方OTDR处一般很难测到分支光纤线路的反射信号。一个比较常用的技术就是在每个ONU处增加一个边带滤波片，该边带滤波片采用薄膜滤波片(TFF，Thin-Film Filter)，该TFF具有对OTDR波长以下的光波透射、对OTDR波长以上的光反射的特点，具体来说，TFF对1625nm波长以上的光反射，这样，一般可以增加6分贝(dB)的增益。通过采用该滤波片，再加上高分辨率的OTDR仪器，这样就在机房OTDR的仪表中可以看到ODN的分光器以后的分支光纤线路反射回来的OTDR测量信号。