CN101282586B

CN101282586B - 无源光网络中的光纤故障检测方法、***及装置

Info

Publication number: CN101282586B
Application number: CN2008101116207A
Authority: CN
Inventors: 孙强; 冯武通; 马国强; 冯剑
Original assignee: Hangzhou H3C Technologies Co Ltd
Current assignee: New H3C Technologies Co Ltd
Priority date: 2008-05-15
Filing date: 2008-05-15
Publication date: 2011-04-06
Anticipated expiration: 2028-05-15
Also published as: CN101282586A

Abstract

本发明提供了一种无源光网络中的光纤故障检测方法，该方法包括：从光线路终端(OLT)输出两根光纤分别串接所有分线盒，从分线盒输出一根光纤连接光网络单元(ONU)，其中，OLT输出的两根光纤分别从OLT的第一光模块和第二光模块出发，经过各分线盒后分别返回OLT的第一GE光口和第二GE光口；第一GE光口和第二GE光口分别检测自身所连光纤上是否有光，并将检测结果上报CPU，CPU根据收到的检测结果确定OLT输出的两根光纤是否出现故障。另外，本发明还提供了一种无源光网络中的光纤保护***、一种分线盒及一种OLT。利用本发明所提供的技术方案，能够提高光纤故障检测的准确性。

Description

无源光网络中的光纤故障检测方法、***及装置

技术领域

本发明涉及无源光网络(PON，Passive Optical Network)技术，尤其涉及无源光网络中的光纤故障检测***及装置。

背景技术

PON是一种点到多点结构的无源光网络，具有易维护、高带宽、低成本等优点，是目前应用较为广泛的一种光接入技术。图1示出了PON结构示意图，主要包括：光线路终端(OLT，Optical Line Terminal)、无源分光器(POS，Passive Optical Splitter)和光网络单元(ONU，Optical Network Unit)，OLT、POS和ONU之间通过光纤相连。

如图1所示，PON具有单纤传输双向数据和点到多点的特性，在这种情况下，如果OLT与POS之间的主干光纤发生故障，那么势必会造成大量ONU业务中断。为解决该问题，提高网络可靠性，PON中引入了光纤保护倒换机制，即：冗余另外一根光纤作为备份光纤，当主用光纤发生故障时，自动或者手动将PON倒换到备份光纤上，以保证PON的正常运行。如图2a～2c所示，现有的光纤保护倒换结构主要有以下三种：一、OLT采用单PON口，在OLT PON口处内置1×2开关，通过一个2:N分光器实现OLT与ONU的连接，对OLT与分光器之间的主干光纤进行冗余保护；二、OLT采用双PON口，通过一个2:N分光器实现OLT与ONU的连接，对OLT PON口和主干光纤均进行冗余保护；三、OLT采用双PON口，通过两个1:N分光器实现OLT与ONU的连接，不仅OLT PON口、主干光纤冗余，分光器以及分光器与ONU间的分支光纤也冗余，实现全保护。

实现保护倒换的前提是检测到光纤故障，目前现有的光纤故障检测手段包括以下两种：一、OLT检测ONU是否有上行光，如果有，则确定光纤正常；否则，确定光纤故障；二、OLT每隔一段时间给ONU分配一个发现窗口，如果OLT在此窗口内没有收到ONU的注册请求，则确定光纤故障。

但是，对于第一种检测方式，如果光纤正常，只不过ONU在某段时间内没有上行流量即ONU没有上行光，则很容易出现将正常光纤误判为故障光纤的情况；对于第二种检测方式，如果在发现窗口内没有新的ONU向OLT发送注册请求，也很容易出现将正常光纤误判为故障光纤的状况。可见，现有光纤故障检测方***性较低，无法实现精确检测。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种PON中的光纤故障检测方法、***及装置，提高光纤故障检测的准确性。

为达到上述目的，本发明提供的技术方案如下：

一种无源光网络中的光纤故障检测方法，该方法包括：

从光线路终端OLT输出两根光纤分别串接所有分线盒，从分线盒输出一根光纤连接光网络单元ONU，其中，OLT输出的两根光纤分别从OLT的第一光模块和第二光模块出发，经过各分线盒后分别返回OLT的第一GE光口和第二GE光口；

初始状态下，第一光模块打开，第二光模块关闭；第一GE光口检测自身所连光纤上是否有第一光模块的下行光，当第一GE光口检测不到光时，向CPU上报中断信号，CPU收到中断信号后，确定与第一GE光口相连的光纤出现故障，打开第二光模块，并判断第二GE光口是否检测到光，如果是，则确定与第二GE光口相连的光纤正常，关闭第一光模块；否则，确定与第二GE光口相连的光纤也出现故障。

所述分线盒包括一个均分分光器和两个不均分分光器，其中，均分分光器与ONU连接，两个不均分分光器分别与OLT输出的两根光纤相连，且两个不均分分光器分别引出一路分支光纤汇合到均分分光器。

当确定出与第二GE光口相连的光纤也出现故障时，保持第一光模块和第二光模块都打开。

在光纤故障检测过程中，所述GE光口关闭上行发光功能。

一种无源光网络中的光纤保护***，该***包括：OLT、ONU和分线盒，所述OLT包括：第一光模块、第二光模块、第一GE光口、第二GE光口和CPU，其中，

OLT输出两根光纤分别串接所有分线盒，分线盒输出一根光纤连接ONU，OLT输出的两根光纤分别从OLT的第一光模块和第二光模块出发，经过各分线盒后分别返回OLT的第一GE光口和第二GE光口形成环路；

初始状态下，第一光模块打开，第二光模块关闭；第一GE光口检测自身所连光纤上是否有第一光模块的下行光，当第一GE光口检测不到光时，向CPU上报中断信号，CPU收到中断信号后，确定与第一GE光口相连的光纤出现故障，打开第二光模块，并判断第二GE光口是否检测到光，如果是，则确定与第二GE光口相连的光纤正常，关闭第一光模块；否则，确定与第二GE光口相连的光纤也出现故障；

当OLT中的CPU确定出连接OLT与各分线盒的光纤环路上的任何一处光纤发生故障时，ONU通过所述光纤环路上正常的光纤与OLT通信。

一种分线盒，该分线盒包括：一个均分分光器和两个不均分分光器，其中，均分分光器与ONU连接，两个不均分分光器分别与OLT输出的两根光纤相连，且两个不均分分光器分别引出一路分支光纤汇合到均分分光器。

一种OLT，位于包括ONU和分线盒的无源光网络中，该OLT包括：第一光模块、第二光模块、第一GE光口、第二GE光口和CPU，其中，第一光模块输出一根光纤串接所有分线盒后返回第一GE光口，第二光模块输出一根光纤串接所有分线盒后返回第二GE光口；

第一GE光口用于检测自身所连光纤上是否有第一光模块的下行光，并将检测结果上报CPU；第二GE光口用于检测自身所连光纤上是否有第二光模块的下行光，并将检测结果上报CPU；

CPU用于接收第一GE光口和第二GE光口上报的检测结果，并根据收到的检测结果确定第一光模块输出的光纤和第二光模块输出的光纤是否出现故障；

初始状态下，所述第一光模块打开，所述第二光模块关闭；第一GE光口检测不到光时，向CPU上报中断信号，CPU收到中断信号后，确定与第一GE光口相连的光纤出现故障，打开第二光模块，并判断第二GE光口是否检测到光，如果是，则确定与第二GE光口相连的光纤正常，关闭第一光模块；否则，确定与第二GE光口相连的光纤也出现故障。

在光纤故障检测过程中，所述GE光口关闭上行发光功能。

由此可见，在本发明提供的环形光纤保护结构中，由于OLT输出的光纤最后又环回到OLT的GE光口，因此可以利用GE光口检测OLT在光纤上发出的下行光的方式来检测光纤是否出现故障。采用本发明提供的这种光纤故障检测方案，可以及时发现光纤故障，相对于现有的两种光纤故障检测方案，优势非常明显，不仅可以避免因ONU无上行流量或无注册请求而造成的光纤故障误判问题，提高光纤故障检测的准确性；并且，该检测方案的实现复杂度较小，只需利用OLT上现有的普通GE光口便可实现光纤故障检测，无需在PON中增加任何***器件或电路，也无需对OLT设备作任何改动，实现起来较为简单，成本也非常低。

附图说明

图1为现有技术中的PON结构示意图；

图2a～2c为现有技术中的三种光纤保护倒换结构示意图；

图3为本发明实施例中的光纤保护***结构示意图；

图4为本发明实施例中的分线盒结构示意图；

图5为本发明实施例中光纤发生故障时的保护倒换示意图；

图6为本发明实施例中的光纤故障检测方法流程图；

图7为本发明实施例中的OLT结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面参照附图并举实施例，对本发明作进一步详细说明。

为了解决现有技术中的问题，本发明首先提出了一种基于环网的光纤保护***，然后基于该光纤保护***给出了一种全新的光纤故障检测方案。

本发明提供的基于环网的光纤保护***结构参见图3所示，包括：OLT、ONU及分线盒，OLT输出两根光纤分别串接所有分线盒，分线盒输出一根光纤连接ONU，OLT输出的两根光纤均从OLT的光模块出发，然后到OLT的GE光口终结，分别构成闭合环路。这里为便于描述，分别用第一光模块、第一GE光口、第二光模块和第二GE光口来区分，并将其中一根光纤形成的环路称为外环，将另一根光纤形成的环路称为内环。在实际工程实施时，从OLT输出的两根光纤既可以位于同一条光缆内，也可以位于不同的光缆内。其中，所述光模块类型可以为1000BASE_PX_D_SFP；所述GE光口为OLT上已有的接口模块，这里将其用作OLT输出光纤的终结点。

图3中分线盒的作用主要是使ONU在两个方向的环路光纤上都能与OLT正常通信。图4示出了分线盒的一种具体实现结构，由三个独立的1∶2分光器组成：一个分光比为50∶50的均分分光器和两个分光比为5∶95的不均分分光器。其中，均分分光器与ONU连接；两个不均分分光器分别位于内环光纤和外环光纤上，它们的输入分别为内环光纤和外环光纤，且分别引出一路内环光纤和外环光纤输出，另外这两个不均分分光器还分别引出一路分支光纤汇合到均分分光器。通过这些分光器，ONU与OLT输出的两根光纤实现了连接，为与OLT间的通信奠定了基础。需要说明的是，主干光纤上不均分分光器的分光比可根据实际组网需求进行调整。

基于图3所示的环网光纤保护***，图5示出了图3中光纤发生故障时的保护倒换示意图。如图5所示，当图中两个分线盒之间的两根光纤都断裂时，断裂光纤左侧分线盒下挂的ONU仍然可以通过顺时针方向的光纤连接到OLT，而断裂光纤右侧分线盒下挂的ONU仍然可以通过逆时针方向的光纤连接到OLT；如果只是其中的一根光纤断裂，ONU则显然可以通过另一根正常的光纤与OLT连接。可见，采用基于环网的光纤保护***后，对于环上任一处的光纤断裂，都可以通过环上两边连接OLT的光纤进行保护倒换，从而实现了业务的持续连接，避免了业务中断，减少了光纤断裂对整个网络业务的影响。

以上对本发明提供的环网光纤保护***作了详细阐述，下面主要对基于该***的光纤故障检测方案进行详细说明。

由于GE光口的接收光波长为1490nm，发送光波长为1310nm，与OLT光模块的发送、接收波长相同，因此，这里可以利用GE光口来检测OLT通过环路光纤发出的下行光，然后根据检测结果确定光纤状态。

图6示出了通过GE光口进行光纤故障检测的方法流程图，包括以下步骤：

步骤601：初始状态下，通常只有一根光纤工作，这里假设图3中的外环光纤工作，内环光纤备用，即第一光模块打开常发光，第二光模块关闭。在外环光纤正常的情况下，第一GE光口将检测到第一光模块发射的下行光；由于第二光模块关闭，故第二GE光口无光接收。

步骤602：如果外环光纤发生故障，则第一GE光口将接收不到光，此时第一GE光口向OLT的CPU上报中断信号，通知CPU外环光纤发生故障。

步骤603：CPU收到第一GE光口上报的中断信号后，打开第二光模块发光，并判断第二GE光口是否接收到光，如果第二GE光口接收到光，则说明仅外环光纤断裂，内环光纤正常，执行步骤604；如果第二GE光口也接收不到光，则说明内外环两根光纤全部断裂，执行步骤605。

其中，一根光纤断裂而另一根光纤正常的情况，通常发生在互为备份的两根光纤位于不同的光缆内的场景下；而两根光纤同时断裂的情况，则在两根光纤位于同一条光缆内时比较常见。

步骤604：CPU关闭第一光模块，将所有的ONU业务切换到正常的内环光纤上工作，然后结束本流程。

步骤605：CPU不进行任何操作，保持第一光模块和第二光模块都打开。

在光纤故障检测过程中，为了不干扰ONU的上行光，需要关闭GE光口的上行发光功能。

由以上描述可见，通过GE光口检测OLT下行光的方式，可以及时发现光纤故障，相对于现有的两种光纤故障检测方案，优势非常明显，不仅可以避免因ONU无上行流量或无注册请求而造成的光纤故障误判问题，提高光纤故障检测的准确性；并且，该检测方案的实现复杂度较小，只需利用OLT上现有的普通GE光口便可实现光纤故障检测，无需在PON中增加任何***器件或电路，也无需对OLT设备作任何改动，实现起来较为简单，成本也非常低。

相应地，本发明还提供了一种OLT，位于包括OLT和ONU的无源光网络中，其结构参见图7所示，包括：第一光模块、第二光模块、第一GE光口、第二GE光口和CPU，其中，第一光模块输出一根光纤串接所有分线盒后返回第一GE光口，第二光模块输出一根光纤串接所有分线盒后返回第二GE光口；其中，

CPU用于接收第一GE光口和第二GE光口上报的检测结果，并根据收到的检测结果确定第一光模块输出的光纤和第二光模块输出的光纤是否出现故障。

图7中，初始状态下，第一光模块打开，第二光模块关闭；第一GE光口检测不到光时，向CPU上报中断信号，CPU收到中断信号后，确定与第一GE光口相连的光纤出现故障，打开第二光模块，并判断第二GE光口是否检测到光，如果是，则确定与第二GE光口相连的光纤正常，关闭第一光模块；否则，确定与第二GE光口相连的光纤也出现故障，保持第一光模块和第二光模块都打开。

需要说明的是，上述利用GE光口进行光纤故障检测的方案，不仅适用于单PON口的OLT，也适用于双PON口的OLT。

以上所述对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，所应理解的是，以上所述并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种无源光网络中的光纤故障检测方法，其特征在于，该方法包括：

初始状态下，第一光模块打开，第二光模块关闭；第一GE光口检测自身所连光纤上是否有第一光模块的下行光，当第一GE光口检测不到光时，向CPU上报中断信号，CPU收到中断信号后，确定与第一GE光口相连的光纤出现故障，打开第二光模块，并判断第二GE光口是否检测到光，如果是，则确定与第二GE光口相连的光纤正常，关闭第一光模块；否则，确定与第二GE光口相连的光纤也出现故障，保持第一光模块和第二光模块都打开。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分线盒包括一个均分分光器和两个不均分分光器，其中，均分分光器与ONU连接，两个不均分分光器分别与OLT输出的两根光纤相连，且两个不均分分光器分别引出一路分支光纤汇合到均分分光器。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在光纤故障检测过程中，所述GE光口关闭上行发光功能。

4.一种无源光网络中的光纤保护***，其特征在于，该***包括：OLT、ONU和分线盒，所述OLT包括：第一光模块、第二光模块、第一GE光口、第二GE光口和CPU，其中，

初始状态下，第一光模块打开，第二光模块关闭；第一GE光口检测自身所连光纤上是否有第一光模块的下行光，当第一GE光口检测不到光时，向CPU上报中断信号，CPU收到中断信号后，确定与第一GE光口相连的光纤出现故障，打开第二光模块，并判断第二GE光口是否检测到光，如果是，则确定与第二GE光口相连的光纤正常，关闭第一光模块；否则，确定与第二GE光口相连的光纤也出现故障，保持第一光模块和第二光模块都打开；

5.根据权利要求4所述的***，其特征在于，所述分线盒包括一个均分分光器和两个不均分分光器，其中，均分分光器与ONU连接，两个不均分分光器分别与OLT输出的两根光纤相连，且两个不均分分光器分别引出一路分支光纤汇合到均分分光器。

6.一种应用于权利要求4所述光纤保护***中的分线盒，其特征在于，该分线盒包括：一个均分分光器和两个不均分分光器，其中，均分分光器与ONU连接，两个不均分分光器分别与OLT输出的两根光纤相连，且两个不均分分光器分别引出一路分支光纤汇合到均分分光器。

7.一种OLT，位于包括ONU和分线盒的无源光网络中，其特征在于，该OLT包括：第一光模块、第二光模块、第一GE光口、第二GE光口和CPU，其中，第一光模块输出一根光纤串接所有分线盒后返回第一GE光口，第二光模块输出一根光纤串接所有分线盒后返回第二GE光口；

初始状态下，所述第一光模块打开，所述第二光模块关闭；第一GE光口检测不到光时，向CPU上报中断信号，CPU收到中断信号后，确定与第一GE光口相连的光纤出现故障，打开第二光模块，并判断第二GE光口是否检测到光，如果是，则确定与第二GE光口相连的光纤正常，关闭第一光模块；否则，确定与第二GE光口相连的光纤也出现故障，保持第一光模块和第二光模块都打开。

8.根据权利要求7所述的OLT，其特征在于，在光纤故障检测过程中，所述GE光口关闭上行发光功能。