[发明专利]一种无源光网络光纤链路故障检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无源光网络（PON）光纤链路故障检测方法，尤其涉及一种基于光编码和电域解码的PON光纤链路故障检测方法，属于光纤通信技术领域。

背景技术

随着PON被广泛的应用在光接入网中，对光网络中的光纤链路状态的故障检测受到越来越多的关注。目前常用的光纤链路测试设备是光时域反射计（OTDR），但OTDR只能应用在点到点的光纤链路测试中。在采用树形结构和光功率分路器的PON中，OTDR发出的检测光脉冲所产生的后向瑞利散射是各支路后向散射信号的线性叠加。因此，无法识别故障所在的支路，因此无法将OTDR直接应用在PON网络故障检测中。在PON的光纤链路中存在着许多距离接近的支路端点反射事件或连接点反射事件，这就要求OTDR测试设备具有高的距离分辨率和短的测试盲区，从而能够区分这些不同的反射事件。同时，PON中高分光比的光功分器带来了高的插入损耗，从而要求OTDR具有大的动态范围。但目前为止，OTDR技术要想同时满足高的距离分辨率和大的动态范围仍是十分困难的。

对于大用户容量(如1:64，1:128等)PON的光纤链路故障检测，基于OTDR技术的PON故障检测方法很难克服由于高分光比带来的高功率损耗，只能通过改变远端节点的系统结构，增加波长选择反射器件或采用轮询故障检测等方法实现对整个网络的故障检测，然而这些方法在系统成本，实时性故障检测等方面均存在不足。为了解决PON的光纤链路故障检测问题，研究者提出了使用光编码方法应用于PON故障检测。如H.Fathallah等人提出的周期光编解码方法，该方法为每个光网络单元（ONU）分配一个唯一的光码字进行支路标识，在ONU的前端有一个光编码器，对故障检测光信号进行光编码并反射回OLT，在OLT端，对所有ONU的光编码信号进行光解码，通过分析解码光信号对各个支路的光纤链路进行故障检测。但是周期编码在产生大量光码字的同时，造成了周期间隔的增大，从而导致相关距离变大，使得码字之间的干扰变大。

一份中国发明专利申请（申请号为CN201110402605.X，申请日为2011年12月07日，公开号为CN102378072A，公开日为2012年03月14日）公开了“一种跳频周期光编解码方法及光编解码器”。该光编解码方法在时域上采用周期编码和频域上采用跳频编码。跳频周期光码字在保持码字容量大的同时，具有更小的相关距离，能够有效抑制多用户干扰和差拍噪声，提高系统故障检测性能。但是该方法存在一个问题，即需要在不同的ONU前端添加不同的光编码器，从而使用不同的光码字对不同的支路进行标识。这需要经过专业培训的施工人员进行统一的系统规划和安装，而且对于PON用户较为分散的应用环境，在系统安装的过程中仍会带来一定困难。此外，在接收端通过光解码器进行解码运算，会带来较大的光功率损失，而且目前光解码器阵列的体积较大，成本较高。

发明内容

本发明提出一种无源光网络光纤链路故障检测方法，对各个ONU进行相互正交且不相同的光编码，在接收端对所有ONU的光编码耦合信号进行接收和分析，从而检测光纤链路故障，并且本发明克服现有技术在ONU前端采用不同光编码器所带来的困难，通过特殊的设计将光编码器放置在远端节点处，从而保证ONU端设备具有同一性。这将降低系统实施的困难，更适合于PON用户较为分散的应用环境。通过电域解码结构和网络识别算法，可以在接收端免去光解码器阵列，将解码运算在电域完成，从而提高故障检测系统的功率预算并降低系统成本。

本发明具体采用以下技术方案：

一种无源光网络光纤链路故障检测方法，包括以下步骤：

步骤A、中心局端故障检测系统中的检测光脉冲发送机发出U波段检测光脉冲信号，U波段检测光脉冲信号依次经过第一光环型器和第一波分复用器与数据光信号结合，进入无源光网络传输；

步骤B、在无源光网络的远端节点处，通过第二波分复用器将检测光脉冲信号与数据光信号分离，检测光脉冲信号经过光功分器进入光编码器阵列并分别进行支路光编码，产生的支路光编码信号分别通过各支路的波分复用器进入继续传输，进入不同支路的支路光编码信号各自不同且相互正交，所述的光编码采用现有的跳频周期光编码方法，所述各支路光编码信号由光编码子脉冲构成；