CN101924590B - 无源光网络光纤故障的检测***和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无源光网络光纤故障的检测***和方法。该***包括：光程检测设备、波分复用耦合器、波长选择耦合器、分支光纤选择器和波长选择路由器，该检测***是附属在原无源光网络***上，在检测进行时不影响原***的运行。根据本发明，解决了因光程检测反射信号被损耗而无法确定分支光纤是否存在故障的问题，同时能够对故障分支光纤进行快速定位及维修，降低了运营商的运行和维护成本。

Description

无源光网络光纤故障的检测***和方法

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种无源光网络光纤故障的检测***和方法。

背景技术

网络技术的快速发展和网络应用的普及化，如网络通讯和网络购物，以及网络娱乐等已经成为现代人生活的一部分，现有的接入网络铜线(有线)***已远远满足不了这种高速和宽带的需求，而无源光网络(PON，PassiveOpticalNetwork)具有宽带、高速、环保和节能特点，是取代现有接入网络的最佳候选者，其正在被绝大多数运营商所接受并被部署，用以满足日益增长的通信用户以及更快速和更好的服务需求。

无源光网络是一种点对多点的光纤接入技术，如图1所示，无源光网络包括光线路终端(OLT，OpticalLineTerminal)、光网络单元(ONU，OpticalNetworkUnit)以及光分配网络(ODN，OpticalDistributionNetwork)，其通常由一个光线路终端OLT通过光分配网络ODN的光功率分离器(简称分光器)连接多个光网络单元ONU构成的点到多点结构。

在大量无源光网络的安置和部署后，需要考虑该网络的运行和维护，特别是光纤线路的检测和故障的定位。为了降低运行和维修成本，运营商希望在OLT处用一个光程检测设备，又称光时域反射计(OTDR，OpticalTimeDomainReflectometer)来检测整个无源光网络的主干和分支光纤，如果一个分支光纤出现故障，希望在不影响其它分支光纤的业务的情况下，能迅速发现故障和对故障进行定位以及维修。

在局方OLT处用一个OTDR来检测这种点到多点网络时，可以比较准确地检测到主干光纤是否正常，但检测分支光纤的信号时将会遇到以下两个问题。

一、如果部分分支光纤到分光器的距离大致相等时，OTDR不能分辨到底是哪个分支光纤的信号，除非使用高分辨率的OTDR，但现在所能提供的最高分辨率为2米，还是不能满足实际需求。

二、如果分光器的分光比例很大，这时分支光纤的瑞利反射信号经过分光器时将有很大的损耗，等该反射信号到达OTDR时，该反射信号和噪声信号混合在一起，难以分辨。

例如：对于1∶32分光比的10公里ODN，分光器的损耗是3*5+3＝18dB；而10公里光纤损耗是0.40*10＝4.0dB。一般OTDR的最大动态范围是40dB左右。如OTDR的信号经过分光器到达分支光纤的末端然后全反射(即不计反射损耗)经过分光器到达OTDR。如果不计其它损耗(如连接损耗等)，这时OTDR的信号全光程最大损耗将是2*18+2*4.0＝44dB。这已经超出OTDR的工作动态范围，因此分支光纤的信号已淹没在噪声中。可见，传统用在局方的OTDR是不能测量大分光比的ODN的分支光纤的故障。这种现象比较普及，在实际铺设的PON网络中由于种种原因甚至对很小分光比的PON，用普通的OTDR也不能看到分支光纤的反射信号。

针对上述问题，现有的补救办法是在所有的ONU前加一个光滤波片，见图2所示。该滤波片透射所有的波长为1625nm以下的光，但反射波长为1625nm以上的OTDR发射的光，采用光滤波片后，端口反射的光可以增加6dB，再配上高分辨OTDR，就可以根据有没有反射光来确定分支光纤是否有故障，但是当分支光纤上有故障时，因为该分支光纤上的反射光没有经过光滤波片增强，所以还是存在上述的反射光淹没在噪声中的现象，因此不能确定分支光纤故障发生的确切位置。另外，如果有部分分支光纤长度基本相等，反射的光基本重叠，即使是高分辨OTDR也不能分辨接收的反射光是哪路光纤分支的光。更糟糕的是，对于大分光比的ODN(如：1∶128分光比以上)，滤波片带来的增益有可能还远远不够分光器的损耗，因此在局方的OTDR将有可能收不到来自分支光纤的任何信息，进而导致无法确定分支光纤是否存在故障，以及故障的具***置。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种无源光网络光纤故障的检测***和方法，以解决上述的无法确定分支光纤故障的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种检测无源光网络光纤故障的***，包括：光程检测设备OTDR，用于发射与分支光纤对应波长的光程检测信号，接收光程检测反射信号，根据光程检测反射信号的状态确定主干光纤或分支光纤是否存在故障；波分复用耦合器，用于将光程检测信号导入到主干光纤上，以及将主干光纤传输的光程检测反射信号传输至OTDR；波长选择耦合器，用于将主干光纤上的光程检测信号传输至分支光纤选择器，将接收到的来自分支光纤选择器的光程检测反射信号导回到主干光纤上；分支光纤选择器，用于将光程检测信号传输至对应的波长选择路由器，并将来自波长选择路由器的光程检测反射信号传输至波长选择耦合器；波长选择路由器，通过分支光纤与对应的光网络单元相连，用于将光程检测信号传输至光网络单元；将分支光纤上的光程检测反射信号传输至分支光纤选择器。

根据本发明的另一方面，提供了一种检测无源光网络光纤故障的方法，包括：光程检测设备OTDR发射与分支光纤对应波长的光程检测信号；波分复用耦合器接收光程检测信号，将光程检测信号通过主干光纤传输至波长选择耦合器；波长选择耦合器通过分支光纤选择器将光程检测信号传输至对应的波长选择路由器；由对应的波长选择路由器通过分支光纤将光程检测信号传输至光网络单元；其中，光程检测信号在传输的过程中产生光程检测反射信号，光程检测反射信号沿与光程检测信号相反的光路传输至OTDR上；OTDR根据光程检测反射信号的状态确定主干光纤或分支光纤是否存在故障。

通过本发明，使用波长选择耦合器将主干光纤上的光程检测信号转发至分支光纤选择器，而不是传输给分光器，进而避免了分光器对光程检测信号的损耗，同时还通过波长选择路由器将分支光纤上的光程检测反射信号转发至分支光纤选择器，解决了因光程检测反射信号被损耗而无法确定分支光纤是否存在故障的问题，并能够对故障分支光纤进行快速定位及维修，降低了运营商的运行和维护成本。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据相关技术的无源光网络的结构示意图；

图2是根据相关技术的光程检测无源光网络***的结构示意图；

图3是根据本发明实施例1和2的检测无源光网络光纤故障的***结构示意图；

图4是根据本发明实施例2的波分复用耦合器的结构示意图；

图5是根据本发明实施例2的波长选择耦合器的结构示意图；

图6是根据本发明实施例2的分支光纤选择器的结构示意图；

图7是根据本发明实施例2的波长选择路由器的结构示意图；

图8是根据本发明实施例3的检测无源光网络光纤故障的方法流程图；以及

图9是根据本发明实施例4的检测无源光网络光纤故障的方法流程图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明实施例的光网络***包括光网络单元、光分配网络和光线路终端，其中，***中的各设备间通过光纤连接，以下实施例以在该***中实现为例进行说明。

实施例1

图3示出了根据本发明实施例的检测无源光网络光纤故障的***结构示意图，本实施例以三个光网络单元组成的无源光网络为例进行说明，光网络单元分别为第一光网络单元102、第二光网络单元104和第三光网络单元106；该***还包括光分配网络20和光线路终端30；

本检测***是在光线路终端30处***波分复用耦合器42，用于连接光程检测设备OTDR40，以及在光分配网络20处，***三个光模块：波长选择耦合器206，分支光纤选择器208，波长选择路由器组成，其中，波长选择路由器与光网络单元是一一对应的，本实施例分别为第一波长选择路由器210a、第二波长选择路由器210b和第三波长选择路由器210c。

上述各器件的特性和功能如下：

光程检测设备OTDR40，用于发射与分支光纤对应波长的光程检测信号，接收光程检测反射信号，根据光程检测反射信号的状态确定主干光纤或分支光纤是否存在故障；

波分复用耦合器42，用于将光程检测信号导入到主干光纤上，以及将主干光纤传输的光程检测反射信号传输至OTDR40；

波长选择耦合器206，用于将主干光纤上的光程检测信号传输至分支光纤选择器208，将接收到的来自分支光纤选择器208的光程检测反射信号导回到主干光纤上；

分支光纤选择器208，用于将上述光程检测信号传输至对应的波长选择路由器，并将来自波长选择路由器的光程检测反射信号传输至波长选择耦合器206；其中，波长选择路由器与光网络单元是一一对应的，本实施例分别为第一波长选择路由器210a、第二波长选择路由器210b和第三波长选择路由器210c，它们具有相同的功能，本实施例上述对应的波长选择路由器以第一波长选择路由器210a为例进行说明；

第一波长选择路由器210a，通过分支光纤与第一光网络单元102相连，用于将上述光程检测信号传输至第一光网络单元102；将分支光纤上的光程检测反射信号传输至分支光纤选择器208。

上述波分复用耦合器42，波长选择耦合器206以及波长选择路由器(210a、210b和210c)，可以均为薄膜滤波器，例如均为边带类型的薄膜滤波器，该薄膜滤波器反射波长在1625纳米以上的信号，透射波长在1625纳米以下的信号。

图3所示的检测***中的波长选择耦合器206和波长选择路由器(第一波长选择路由器210a、第二波长选择路由器210b和第三波长选择路由器210c)之间设置有分光器212，该分光器212和该分光器212与其他设备相连的连线用虚线表示，用以说明其不传输光程检测信号和光程检测反射信号，仅用于传输上行信号和下行信号。

其中，OTDR40为光波长可调谐的设备，可以根据要检测的分支光纤调整OTDR40发射的相应的光程检测信号的波长，使不同波长的光程检测信号沿不同的分支光纤传输，进而达到检测该分支光纤是否故障的目的。

本实施例中，虽然每个分支光纤都有与其相连的波长选择路由器，但并不是每个波长选择路由器都传输光程检测信号，本实施例通过分支光纤选择器选择与光程检测信号的波长对应的波长选择路由器传输光程检测信号，其它的波长选择路由器没有光程检测信号传输，本实施例的分支光纤选择器可以通过与其波长不对应通道会对该波长的光有巨大损耗而关闭其通道。

本实施例通过使用波长选择耦合器206将主干光纤上的光程检测信号转发至分支光纤选择器208，而不是传输给分光器，进而避免了分光器对光程检测信号的损耗，同时还通过波长选择路由器将分支光纤上的光程检测反射信号转发至分支光纤选择器208，避免了光程检测反射信号经分光器后带来了损耗，因此最大限度地保证了光程检测反射信号的强度，解决了因光程检测反射信号被损耗而无法确定分支光纤是否存在故障的问题，并且还能够根据光程检测反射信号发生异常的时刻确定出故障的具***置。

实施例2

上述实施例1中图3所示的检测***可以附属在原有的无源光网络***上，在检测光纤故障进行时不影响原有***的运行，下面仍以图3所示的检测无源光网络光纤故障的***为例进行说明，本实施例主要对光程检测信号和通讯信号的运行过程进行全面描述。

由图3所示可知，该***包括：波长可调谐的OTDR40、波分复用耦合器42、波长选择耦合器206、分支光纤选择器208以及一个以上与分光器212相连的波长选择路由器，本实施例分别为第一波长选择路由器210a、第二波长选择路由器210b和第三波长选择路由器210c。

其中，波分复用耦合器42与OTDR40以及光线路终端30相连；通过主干光纤与波长选择耦合器206相连；

波长选择耦合器206与分光器212以及分支光纤选择器208相连；

分支光纤选择器208与每个波长选择路由器相连，即与本实施例的第一波长选择路由器210a、第二波长选择路由器210b和第三波长选择路由器210c相连；

每个波长选择路由器分别通过相应的分支光纤与光网络单元相连，本实施例的光网络单元分别为第一光网络单元102、第二光网络单元104和第三光网络单元106；如图3所示，第一波长选择路由器210a通过第一分支光纤与第一光网络单元102相连；第二波长选择路由器210b通过第二分支光纤与第二光网络单元104相连，第三波长选择路由器210c通过第三分支光纤与第三光网络单元106相连。

OTDR40，用于向波分复用耦合器42发射针对相应分支光纤的特定波长的光程检测信号，并根据分析收到光程检测反射信号是否异常来确定主干光纤和相应分支光纤是否存在故障。

光程检测反射信号可以是菲涅尔反射信号或者瑞利反射信号，当该信号有突变，可以确定主干光纤或相应分支光纤是否存在故障，可根据突变的时刻和信号的传输速度确定故障的具***置。

波分复用耦合器42，用于将收到的光程检测信号和光线路终端(OLT)30的下行信号导入到主干光纤上，以及将主干光纤上分离出来的光程检测反射信号传输至OTDR40上，并将分离出的上行信号传输至光线路终端30。

波长选择耦合器206，用于从主干光纤下行信号中分离出光程检测信号，并将其传输至分支光纤选择器208；其余的下行信号传输至分光器212；以及将收到的来自分支光纤选择器208的光程检测反射信号导回到主干光纤上，同时将通过分光器212的上行信号传送到主干光纤上。

分支光纤选择器208，用于根据光程检测信号的波长将光程检测信号导向与其相关的出口，进入与其相连的波长选择路由器上，并将来自波长选择路由器的分支光纤的光程检测反射信号传输至波长选择耦合器206；本实施例以将光程检测信号传输至第一波长选择路由器210a为例进行说明。

分光器212，用于将上述下行信号传输至所有的与其相连的波长选择路由器，以及接收所有的波长选择路由器传输的上行信号，将上行信号传输至波长选择耦合器206。

波长选择路由器(即本实施例的第一波长选择路由器210a、第二波长选择路由器210b和第三波长选择路由器210c)，用于将来自分光器212的下行信号传给分支光纤，其中，本实施例的第二波长选择路由器210b和第三波长选择路由器210c还用于将分支光纤上的上行信号传输至分光器212；第一波长选择路由器210a还用于从分支光纤的上行信号中分离出光程检测反射信号传输至分支光纤选择器208，以及将其余分离出的上行信号传输至分光器212。

为了在不影响正常业务时，将光程检测信号导入和导出，本实施例将波分复用耦合器42设置于局方光线路终端30处。

参见图4所示，波分复用耦合器42可以由一个薄膜滤波器(TFF)组成。该薄膜滤波器可以对1625nm(OTDR的波长)以上的光均反射，但对1625nm以下的光均透射。

该薄膜滤波器包括：第一接口(用“P”表示)，用于与光线路终端30相连，传输(透射)上行信号和下行信号，本实施例的上行信号和下行信号的波长均小于光程检测信号的波长；

第二接口(用“R”表示)，用于与OTDR40相连，将光程检测信号传输至主干光纤，将光程检测反射信号传输至OTDR40；

通用接口(用“C”表示)，用于与主干光纤相连。

该薄膜滤波器用于将OTDR40输出的光程检测信号导入到主干光纤上，并将光程检测反射信号传输至OTDR40，同时保持光线路终端30与光网络单元的正常上下行信号的通讯往来。

在本发明实施例中，将波长选择耦合器206设置在分光器212的入口处，参见图5所示，波长选择耦合器206可以由一个薄膜滤波器(TFF)组成。该薄膜滤波器对1625nm(OTDR的波长)以上的光均反射，但对1625nm以下的光均透射。

该薄膜滤波器包括：第一接口(用“P”表示)，用于与分光器212相连，传输上行信号和下行信号，本实施例的上行信号和下行信号的波长可以均小于光程检测信号的波长；

第二接口(用“R”表示)，用于与分支光纤选择器208相连，将光程检测信号传输至分支光纤选择器208，将光程检测反射信号传输至主干光纤；

通用接口(用“C”表示)，用于与主干光纤相连。

该薄膜滤波器用于将光程检测信号导入到分支光纤选择器上，并将分支光纤的光程检测反射信号导回主干光纤上，同时保持光线路终端30与光网络单元的正常上下行信号的通讯往来。

在光分配网络20的分光器212旁设置一个分支光纤选择器208，分支光纤选择器208是个无源器件。参见图6所示，分支光纤选择器208是由列阵波导光栅(AWG，ArrayedWaveguideGratings)组成。该列阵波导光栅包括：

通用接口(用“C”表示)，用于与波长选择耦合器206相连；

多个光栅分支进出口(用“1至N”表示)，用于与每个光纤分支上的波长选择路由器相连，以及用于根据光程检测信号的波长将光程检测信号传输至对应的波长选择路由器。

为了使分支光纤选择器208做到真正的无源，应使AWG与环境温度无关，即环境温度的变化如-20℃至60℃对AWG工作参数和性能没有影响，否则AWG需要一个温控设备来保持其工作稳定。AWG的工作波长范围的选择与客户所用的OTDR的调谐范围有关，为了减少对PON工作的干扰，因此其波长需要避开上下行波长的波段，根据ITU-TL.66的OTDR波长的规定，通常其工作波长范围在U波段，即1625nm至1675nm。如有需要其波长范围可前后扩大到1600nm至1700nm，这种情况下，上述滤波器和OTDR也要作相应的调整。AWG的通道间隔一般为100GHz，根据需要也可选择50GHz的间隔的AWG。其通道数的选择应与分光器212的分光数相对应，如1∶32的分光比的ODN就要配上32个通道的AWG。其基本工作原理是不同波长的光信号在AWG中走不同的通道，而其通道通过波长选择路由器与分支光纤相连，这样分支光纤被OTDR的光程检测信号的波长标识了，即不同波长的光程检测信号检测其相对应的分支光纤。

本实施例在分光器212的每一个分支光纤前连一个波长选择路由器，参见图7所示，本实施例的波长选择路由器可以由一个薄膜滤波器(TFF)组成。该薄膜滤波器对1625nm(OTDR的波长)以上的光均反射，但对1625nm以下的光均透射。

该薄膜滤波器包括：第一接口(用“P”表示)，用于与分光器212相连，传输上行信号和下行信号，本实施例的上行信号和下行信号的波长可以均小于光程检测信号的波长；

第二接口(用“R”表示)，用于与分支光纤选择器208相连，接收光程检测信号，以及将光程检测反射信号传输至分支光纤选择器208；

通用接口(用“C”表示)，用于通过分支光纤与光网络单元相连，将第二接口接收的光程检测信号传输至光网络单元，以及接收来自分支光纤的光程检测反射信号。

该薄膜滤波器用于将来自分支光纤选择器208上的光程检测信号导入到分支光纤上，并将分支光纤的光程检测反射信号导回分支光纤选择器208上，同时保持光线路终端30与光网络单元的正常上下行信号的通讯往来。

上述波分复用耦合器42，波长选择耦合器206以及波长选择路由器(210a、210b和210c)，均使用同一种类型的薄膜滤波器，该薄膜滤波器反射波长在1625纳米以上的信号，透射波长在1625纳米以下的信号。这种选择方式简化了***的设计，降低了成本。

本实施例通过以上一系列辅助光功能模块组成的光程检测***，可以在局方用一个可调谐的OTDR来智能地、快速地检测和定位主干光纤和任何一支分支光纤的故障。而且通过选择不同波长的光程检测信号来检测与其相关的分支光纤，这样就避免了长度相等分支光纤的信号重叠，不能区分。同时让光程检测信号和光程检测反射信号均绕过分光器回到主干光纤，这样就避免了分光器对光程检测信号和光程检测反射信号的衰减，保证了OTDR能够接收到其光程检测反射信号。

实施例3

图8示出了根据本发明实施例的检测无源光网络光纤故障的方法流程图，该方法以在图3所示的***上实现为例进行说明，该方法包括：

步骤S802：光程检测设备OTDR发射与分支光纤对应波长的光程检测信号；

步骤S804：波分复用耦合器接收上述光程检测信号，将光程检测信号通过主干光纤传输至波长选择耦合器；

步骤S806：波长选择耦合器通过分支光纤选择器将光程检测信号传输至对应的波长选择路由器；由对应的波长选择路由器通过分支光纤将光程检测信号传输至光网络单元；

其中，上述光程检测信号在传输的过程中产生光程检测反射信号，光程检测反射信号沿与光程检测信号相反的光路传输至OTDR；

步骤S808：OTDR根据光程检测反射信号的状态确定主干光纤或分支光纤是否存在故障。

本实施例选择的光网络模块可以采用实施例2中提供的方式实现，例如上述波分复用耦合器，波长选择耦合器以及波长选择路由器，均使用同一种类型的薄膜滤波器，该薄膜滤波器反射波长在1625纳米以上的信号，透射波长在1625纳米以下的信号。这里不再详述。

本实施例通过使用波长选择耦合器将主干光纤上的光程检测信号转发至分支光纤选择器，而不是传输给分光器，进而避免了分光器对光程检测信号的损耗，同时还通过波长选择路由器将分支光纤上的光程检测反射信号转发至分支光纤选择器，避免了光程检测反射信号经分光器后带来了损耗，因此最大限度地保证了光程检测反射信号的强度，解决了因光程检测反射信号被损耗而无法确定分支光纤是否存在故障的问题，并且还能够根据光程检测反射信号发生异常的时刻确定出故障的具***置。

实施例4

为了实现智能地检测无源光网络的光纤***，首先对无源光网络做一些改造，增加一些无源的光功能模块。本实施例按照图3的方式，在光线路终端处增加了一个波分复用耦合器，它的主要功能是把OTDR连接在主干光纤上，使得光程检测信号(即OTDR发射的信号)能进入无源光网络***，相应的光程检测反射信号能通过网络传到OTDR上。

在分光器前***波长选择耦合器，它的主要功能是把OTDR发射的光程检测信号从主干光纤中分离出来传给分支光纤选择器，以及把分支光纤的光程检测反射信号传回主干光纤。同时它保证上下行信号的正常通讯。

在分光器后每个分支光纤前***波长选择路由器，它的主要功能是把来自分支光纤选择器上的光程检测信号导入到分支光纤上，以及把分支光纤的光程检测反射信号从上行信号中分离出来传到分支光纤选择器上，同时保证上下行通讯正常运行。

在分光器旁放上分支光纤选择器，见图6所示，它的一端与波长选择耦合器相连，另一端与每个波长选择路由器相连。它的主要功能是根据光程检测信号的波长通过AWG分路，把光程检测信号导向与其相应的波长选择路由器及分支光纤上，以及将选择的分支光纤的光程检测反射信号通过与其相连的波长选择路由器把它从上行信号中分离出来，进入与其相连的AWG光栅接口，经AWG导向波长选择耦合器上。

当所有这些模块按图3所示结构连接后，OTDR就能智能地测试整个无源光网络***，下面以图3所示***对整个光程检测流程进行说明，参见图9，检测无源光网络光纤故障的方法包括以下步骤：

步骤S902：根据需要测量的分支光纤调整OTDR的检测信号的波长，OTDR按照调整后的波长发射光程检测信号；

当无源光网络需要检测时，首先在局方把OTDR连在波分复用耦合器上，然后针对一个所需测量分支光纤，选定其所对应的光程检测波长，OTDR把检测信号的波长调到该波长上，其波长范围一般在1625纳米至1675纳米之间。这里需要说明的是，当分支光纤选择器的安置结束后，其AWG的光栅接口与分支光纤的关系也就固定下来了，而不同的光栅接口对应不同的波长进出，因此分支光纤被光波长进行了标识，对不同的分支光纤检测需要选用其对应的波长进行。

当OTDR调到所要测量分支光纤所对应的波长后，用该波长发出光程检测信号。

步骤S904：光程检测信号通过与OTDR连接的波分复用耦合器的R接口被耦合进主干光纤进行传输，其反射信号(即光程检测反射信号)将原路返回到OTDR上；

步骤S906：光程检测信号通过主干光纤传输到波长选择耦合器的C接口，然后被分离出来从R接口输出到分支光纤选择器(即AWG)的通用接口；

步骤S908：分支光纤选择器根据光程检测信号的波长将其导入到相应的光栅出口，并进入与该光栅出口相连的波长选择路由器的R接口；

步骤S910：光程检测信号从波长选择路由器的C接口输出到与其相连的分支光纤，经传输到达与该C接口相连的光网络单元ONU。

上述主干光纤有任何故障，光程检测发射信号将会出现反常信号，该信号将很快被OTDR发现，并且能迅速定位。

上述主干光纤没有问题，光程检测信号将一直传输到波长选择耦合器的C接口，然后被分离出来从R接口输出到分支光纤选择器的AWG的通用接口，接着根据光程检测信号的波长被导入到其相应的光栅出口，进入与其相连的波长选择路由器的R接口，接着从其C接口输出到与其相连的分支光纤，经传输到达与其相连的ONU。

上述光程检测信号的反射信号(即光程检测反射信号)沿与其相反的光路返回，即通过波长选择路由器的R接口到C接口，到达分支光纤选择器的AWG的光栅分支进出口，出AWG的通用接口进入与其相连的波长选择耦合器的R接口，然后由C接口输出，进入主干光纤，经主干光纤的传输到达波分复用耦合器的C接口，然后被分离从其R接口输出返回到OTDR上，所以每次OTDR上将展示一个主干光纤加一个分支光纤的光程检测反射信号。

步骤S912：根据OTDR上光程检测反射信号的状态确定主干光纤或分支光纤是否存在故障。

如果要检测其它的分支光纤，则需要重复以上的步骤，即把OTDR发射的光波长调到与分支光纤对应的波长，然后发出光程检测信号，OTDR将收到对应的光程检测反射信号，根据该光程检测反射信号是否异常即可判断其是否有故障，以及对故障进行定位。重复以上的步骤一直到测量结束。

在检测过程中OLT与ONU之间的通讯仍可以保持正常状态。以图3所示***结构为例，对于下行光链路，在检测过程中，下行信号的转发过程如下：光线路终端OLT发出下行信号，波分复用耦合器接收光线路终端的下行信号，并将下行信号导入到主干光纤上；

波长选择耦合器分离主干光纤传输的光程检测信号和下行信号，将下行信号传输至分光器，由分光器将下行信号传输至所有的波长选择路由器，以及通过分支光纤选择器将光程检测信号传输至光程检测信号的信号波长对应的波长选择路由器上；

波长选择路由器通过所连接的分支光纤将下行信号传输至与其连接的光网络单元；分支光纤的光程检测反射信号通过波长选择路由器沿光程检测信号的相反光路传输至OTDR上。

上述光线路终端OLT发出的下行信号，经过波分复用耦合器的透射，穿过主干光纤到达波长选择耦合器，然后透过滤波片到达分光器，经过分光器的分光到达每个波长选择路由器，穿过波长选择路由器上的滤波片到达每个分支光纤，然后通过分支光纤到达相应的ONU。

对于上行光链路，其上行信号转发过程如下：

由ONU发出的上行信号，穿过分支光纤到达波长选择路由器，上行信号透过波长选择路由器的滤波片到达分光器，穿过分光器到达波长选择耦合器，透过波长选择耦合器的滤波器到达主干光纤，穿过主干光纤到达波分复用耦合器，透过波分复用耦合器到达OLT处。

本实施例选择的光网络模块可以采用实施例2中提供的方式实现，例如上述波分复用耦合器，波长选择耦合器以及波长选择路由器，均使用同一种类型的薄膜滤波器，该薄膜滤波器反射波长在1625纳米以上的信号，透射波长在1625纳米以下的信号。这里不再详述。

在整个传输过程中，OTDR的光程检测信号以及光程检测反射信号没有对下行和上行光链路有任何干扰。在整个光程检测从开始到关闭的过程中，无源光网络的OLT与ONU之间的通讯始终保持畅通，也就是它们的业务没有中断。如果有一个分支光纤发生故障，在局方用OTDR进行检测和故障定位，以及后继的修复及恢复正常工作状态过程中，其他分支光纤的用户将不会有所感知。这将大大降低了运营商的维修的成本。

以上实施例可以监视、检测以及定位无源光网络的主干和所有的分支光纤的故障，而且通过选择OTDR的信号波长来选择与其对应的分支光纤进行检测。这样就避免了长度相等分支光纤的信号重叠、不能区分的问题。同时让OTDR的光程检测信号和反射信号均绕过分光器回到主干光纤，这样分光器的损耗与光程检测信号无关，保证了OTDR对分支光纤的检测能力和精度，能非常有效地帮助运营商快速发现故障的位置，缩短了维修的时间，降低维护成本。特别是某个分支光纤发生故障时，运营商可以在不影响其他分支光纤的正常业务时，对该分支光纤进行快速地检测和故障定位，以及进行维修，降低了运营商的运行和维护成本。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种无源光网络光纤故障的检测***，其特征在于，包括：

光程检测设备OTDR，用于发射与分支光纤对应波长的光程检测信号，接收光程检测反射信号，根据所述光程检测反射信号的状态确定主干光纤或所述分支光纤是否存在故障；

波分复用耦合器，用于将所述光程检测信号导入到所述主干光纤上，以及将所述主干光纤传输的光程检测反射信号传输至所述OTDR；

波长选择耦合器，用于将所述主干光纤上的光程检测信号传输至分支光纤选择器，将接收到的来自所述分支光纤选择器的光程检测反射信号导回到所述主干光纤上；

分支光纤选择器，用于将所述光程检测信号传输至对应的波长选择路由器，并将来自所述波长选择路由器的光程检测反射信号传输至所述波长选择耦合器；

波长选择路由器，通过分支光纤与对应的光网络单元相连，用于将所述光程检测信号传输至所述光网络单元；将所述分支光纤上的光程检测反射信号传输至所述分支光纤选择器；其中，所述波分复用耦合器为第一光滤波器，所述第一光滤波器包括：第一接口，用于与光线路终端相连，传输上行信号和下行信号；第二接口，用于与所述OTDR相连，将所述光程检测信号传输至所述主干光纤，将所述光程检测反射信号传输至所述OTDR；通用接口，用于与所述主干光纤相连。

2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，

所述波分复用耦合器，还用于接收光线路终端的下行信号，并将所述下行信号导入到所述主干光纤上，以及分离所述主干光纤传输的光程检测反射信号和上行信号，将所述上行信号传输至所述光线路终端；

所述波长选择耦合器，还用于分离所述主干光纤传输的所述光程检测信号和所述下行信号，将所述下行信号传输至分光器，以及用于接收所述分光器传输的上行信号，将所述上行信号传输至所述主干光纤上；

所述***还包括：所述分光器，用于将所述下行信号传输至所有的波长选择路由器，以及接收每个波长选择路由器传输的所述上行信号，将所述上行信号传输至所述波长选择耦合器；

所述波长选择路由器，还用于将所述下行信号传输至相连的光网络单元，以及分离所述光网络单元的上行信号和光程检测反射信号，将分离出的上行信号传输至所述分光器。

3.根据权利要求2所述的***，其特征在于，所述波长选择耦合器为第二光滤波器，所述第二光滤波器包括：

第一接口，用于与所述分光器相连，传输所述上行信号和所述下行信号；

第二接口，用于与所述分支光纤选择器相连，将所述光程检测信号传输至所述分支光纤选择器，将所述光程检测反射信号传输至所述主干光纤；

通用接口，用于与所述主干光纤相连。

4.根据权利要求1或2所述的***，其特征在于，所述分支光纤选择器为列阵波导光栅，所述列阵波导光栅包括：

通用接口，用于与所述波长选择耦合器相连；

多个光栅分支进出口，用于与每个光纤分支上的波长选择路由器相连，以及用于根据所述光程检测信号的波长将所述光程检测信号传输至对应的波长选择路由器。

5.根据权利要求2所述的***，其特征在于，所述波长选择路由器为第三光滤波器，所述第三光滤波器包括：

第一接口，用于与所述分光器相连，传输所述上行信号和所述下行信号；

第二接口，用于与所述分支光纤选择器相连，接收所述光程检测信号，以及将所述光程检测反射信号传输至所述分支光纤选择器；

通用接口，用于通过所述分支光纤与所述光网络单元相连，将所述第二接口接收的光程检测信号传输至所述光网络单元，以及接收来自所述分支光纤的光程检测反射信号。

6.根据权利要求1、3、5中任一项所述的***，其特征在于，第一光滤波器、第二光滤波器和第三光滤波器均为薄膜滤波器，所述薄膜滤波器反射波长在1625纳米以上的信号，透射波长在1625纳米以下的信号。

7.一种无源光网络光纤故障的检测方法，其特征在于，所述方法包括：

光程检测设备OTDR发射与分支光纤对应波长的光程检测信号；

波分复用耦合器接收所述光程检测信号，将所述光程检测信号通过主干光纤传输至波长选择耦合器；

所述波长选择耦合器通过分支光纤选择器将所述光程检测信号传输至对应的波长选择路由器；由所述对应的波长选择路由器通过分支光纤将所述光程检测信号传输至光网络单元；

其中，所述光程检测信号在传输的过程中产生光程检测反射信号，所述光程检测反射信号沿与所述光程检测信号相反的光路传输至所述OTDR上；

所述OTDR根据所述光程检测反射信号的状态确定主干光纤或所述分支光纤是否存在故障；其中，所述波分复用耦合器为第一光滤波器，所述第一光滤波器包括：第一接口，与光线路终端相连，传输上行信号和下行信号；第二接口，与所述OTDR相连，将所述光程检测信号传输至所述主干光纤，将所述光程检测反射信号传输至所述OTDR；通用接口，与所述主干光纤相连。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，

所述波分复用耦合器接收所述光程检测信号的过程中还包括：所述波分复用耦合器接收光线路终端的下行信号，并将所述下行信号导入到所述主干光纤上；

所述波长选择耦合器通过分支光纤选择器将所述光程检测信号传输至对应的波长选择路由器包括：所述波长选择耦合器分离所述主干光纤传输的所述光程检测信号和所述下行信号，将所述下行信号传输至分光器，由所述分光器将所述下行信号传输至所有的波长选择路由器，以及通过分支光纤选择器将所述光程检测信号传输至所述光程检测信号的波长对应的波长选择路由器上；

所述波长选择路由器通过分支光纤将所述光程检测信号传输至光网络单元包括：所述波长选择路由器通过所连接的分支光纤将所述下行信号传输至与其连接的光网络单元。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述波长选择路由器分离所述光网络单元的上行信号和光程检测反射信号，分离出的上行信号沿与所述下行信号相反的光路传输至所述光线路终端。