CN102118193A - 基于光线路终端模块的无源光网络故障诊断*** - Google Patents

Abstract

一种基于光线路终端模块的无源光网络故障诊断***，包括通讯相连的故障上报模块和定位控制器，所述故障上报模块用于根据获取的光缆终端设备产生的告警信号生成故障诊断信号，根据所述故障诊断信号生成错误警告信号，并将故障诊断信号和错误警告信号上报，所述定位控制器根据获取的在线光网络单元的在位时序信息及错误警告信号获得警告触发时间点，再根据所述警告触发时间点及故障诊断信号进行故障定位。上述基于光线路终端模块的无源光网络故障诊断***，采用故障上报模块根据光缆终端设备产生的告警信号生成故障诊断信号，再生成错误警告信号，定位控制器根据在位时序信息及错误警告信号得出警告触发时间点，结合故障诊断信号进行故障定位。

Description

基于光线路终端模块的无源光网络故障诊断***

【技术领域】

本发明涉及光网络领域，特别涉及一种基于光线路终端模块的无源光网络故障诊断***。

【背景技术】

光纤接入在未来一段时间内将成为接入网的首选方式。无源光网络技术在光纤接入网建设中成为性价比最高的技术方案。各终端光网络单元(Optical Network Unit，简称ONU)在无源光网络(Passive Optical Network，简称PON)***中完成注册后，光缆终端设备(Optical Line Terminal，简称OLT)会为每一个ONU分配了一个时隙，只允许每个ONU在与其对应的时隙内向OLT发射光信号，其余时间则处于关断状态，在整个通信过程中，任一时隙内，局端OLT只能接收一个ONU的上传信号并对其进行处理，而不能同时接受两个及两个以上的ONU上传光信号。

基于上面的情况，有可能会发生两种故障现象：一是流氓ONU：某一终端ONU发生故障，不再受到局端OLT的控制，一直处于连续发光状态，将导致OLT工作时序混乱，***中的其它ONU无法与OLT完成正常数据传输；二是掉线ONU：因为某种原因，导致OLT无法在相应的时序上接收到对应的ONU所传输过来的光信号，处于一种时序空窗状态，也将影响到终端对局端的上传行为。

【发明内容】

基于此，有必要提供一种基于光线路终端模块的无源光网络故障诊断***，能精确定位网络故障。

一种基于光线路终端模块的无源光网络故障诊断***，包括通讯相连的故障上报模块和定位控制器，所述故障上报模块用于根据获取的光缆终端设备产生的告警信号生成故障诊断信号，根据所述故障诊断信号生成错误警告信号，并将故障诊断信号和错误警告信号上报，所述定位控制器根据获取的在线光网络单元的在位时序信息及错误警告信号获得警告触发时间点，再根据所述警告触发时间点及故障诊断信号进行故障定位。

优选地，所述故障上报模块包括流氓光网络单元诊断上报子功能模块、掉线光网络单元诊断上报子功能模块和逻辑或门，所述流氓光网络单元诊断上报子功能模块和掉线光网络单元诊断上报子功能模块分别对光终端设备产生的告警信号进行诊断生成故障诊断信号，并将所述故障诊断信号上报到所述定位控制器；所述逻辑或门将所述故障诊断信号求或处理得到所述错误警告信号，并将所述错误警告信号上报到所述定位控制器。

优选地，所述流氓光网络单元诊断上报子功能模块包括电连接的流氓光网络单元的诊断单元和流氓光网络单元的上报单元，所述流氓光网络单元的诊断单元采集光缆终端设备内部产生的告警信号确定告警信号的时序，判断该告警信号的时序是否正常，并生成控制信号控制所述流氓光网络单元的上报单元上报流氓光网络单元的状态。

优选地，所述无源光网络为以太网无源光网络，所述流氓光网络单元的诊断单元包括第一判断放电电路和第一重置充电电路，所述第一判断放电电路包括第一放电电阻和第一储能电容，所述第一重置充电电路与所述第一放电电阻并联，所述第一放电电阻一端电连接所述光缆终端设备内部产生的告警信号，所述第一放电电阻的另一端与所述第一储能电容电连接处作为所述第一判断放电电路的输出端。

优选地，所述第一重置充电电路包括第一PNP型三极管和第一充电偏置电阻，所述第一放电电阻并联在所述第一PNP型三极管的发射极和集电极之间，所述第一PNP型三极管的集电极通过所述第一储能电容接地，所述第一PNP型三极管的基极通过所述第一充电偏置电阻接地，所述第一PNP型三极管的发射极电连接所述光缆终端设备内部产生的告警信号。

优选地，所述第一重置充电电路包括第一P型MOS管、串联的第一分压电阻和第二分压电阻，所述第一放电电阻并联在所述第一P型MOS管的源极和漏极之间，所述第一P型MOS管的源极电连接所述光缆终端设备内部产生的告警信号，所述第一P型MOS管的栅极电连接所述第一分压电阻和第二分压电阻的连接端。

优选地，所述流氓光网络单元的上报单元包括第一模拟开关、第一采样电阻和第一逻辑反向器，所述第一模拟开关的输入端接收光缆终端设备内部产生的告警信号，第一模拟开关的输出端分别与所述第一采样电阻的一端、第一逻辑反向器的输入端电连接，所述第一采样电阻的另一端电连接到地，第一模拟开关的控制端与所述第一判断放电电路的输出端电连接；所述第一逻辑反向器的输出端为流氓光网络单元的上报单元的输出端。

优选地，所述掉线光网络单元诊断上报子功能模块包括电连接的掉线光网络单元的诊断单元和掉线光网络单元的上报单元，所述掉线光网络单元的诊断单元采集光缆终端设备内部产生的告警信号确定告警信号的时序，判断该告警信号的时序是否正常，并生成控制信号控制所述掉线光网络单元的上报单元上报掉线光网络单元的状态。

优选地，所述无源光网络为以太网无源光网络，所述掉线光网络单元的诊断单元包括第一判断充电电路和第一重置放电电路，所述第一判断充电电路包括第一充电电阻和第二储能电容，所述第一重置放电电路与所述第一充电电阻并联，所述第一充电电阻一端电连接所述光缆终端设备内部产生的告警信号，所述第一充电电阻的另一端与所述第二储能电容电连接处作为所述第一判断充电电路的输出端。

优选地，所述第一重置放电电路包括第一NPN型三极管和第一放电偏置电阻，所述第一充电电阻并联在所述第一NPN型三极管的发射极和集电极之间，所述第一NPN型三极管的集电极通过所述第二储能电容接地；所述第一NPN型三极管的基极通过所述第一放电偏置电阻外接电源；所述第一NPN型三极管的发射极电连接所述光缆终端设备内部产生的告警信号。

优选地，所述第一重置放电电路包括第一N型MOS管、第三分压电阻和第四分压电阻，所述第一充电电阻并联在所述第一N型MOS管的源极和漏极之间，所述第一N型MOS管的源极电连接所述光缆终端设备内部产生的告警信号，所述第一N型MOS管的栅极电连接所述第三分压电阻和第四分压电阻的连接端。

优选地，所述掉线光网络单元的上报单元包括第二模拟开关和第二采样电阻，所述第二模拟开关的输入端接收光缆终端设备内部产生的告警信号，所述第二模拟开关的输出端和第二采样电阻一端相连处作为掉线光网络单元的上报单元输出端，所述第二采样电阻的另一端接地，所述第二模拟开关的控制端与所述第一判断充电电路的输出端电连接。

优选地，所述无源光网络为吉比特无源光网络，所述流氓光网络单元的诊断单元包括第二判断充电电路和第二重置放电电路，所述第二判断充电电路包括第二充电电阻和第三储能电容，所述第二重置放电电路与所述第二充电电阻并联，所述第二充电电阻一端电连接所述光缆终端设备内部产生的告警信号，所述第二充电电阻的另一端与所述第三储能电容电连接处作为所述第二判断充电电路的输出端。

优选地，所述第二重置放电电路包括第二NPN型三极管和第二放电偏置电阻，所述第二充电电阻并联在所述第二NPN型三极管的发射极和集电极之间，所述第二NPN型三极管的集电极通过所述第三储能电容接地；所述第二NPN型三极管的基极通过所述第二放电偏置电阻外接电源；所述第二NPN型三极管的发射极电连接所述光缆终端设备内部产生的告警信号。

优选地，所述第二重置放电电路包括第二N型MOS管、第五分压电阻和第六分压电阻，所述第二充电电阻并联在所述第二N型MOS管的源极和漏极之间，所述第二N型MOS管的源极电连接所述光缆终端设备内部产生的告警信号，所述第二N型MOS管的栅极电连接所述第五分压电阻和第六分压电阻的连接端。

优选地，所述流氓光网络单元的上报单元包括第三模拟开关和第三采样电阻，所述第三模拟开关的输入端接收光缆终端设备内部产生的告警信号，所述第三模拟开关的输出端和第三采样电阻一端相连处作为流氓光网络单元的上报单元输出端，所述第三采样电阻的另一端接地，所述第三模拟开关的控制端与所述第二判断充电电路的输出端电连接。

优选地，所述无源光网络为吉比特无源光网络，所述掉线光网络单元的诊断单元包括第二判断放电电路和第二重置充电电路，所述第二判断放电电路包括第二放电电阻和第四储能电容，所述第二重置充电电路与所述第二放电电阻并联，所述第二放电电阻一端电连接所述光缆终端设备内部产生的告警信号，所述第二放电电阻的另一端与所述第四储能电容电连接处作为所述第二判断放电电路的输出端。

优选地，所述第二重置充电电路包括第二PNP型三极管和第二充电偏置电阻，所述第二放电电阻并联在所述第二PNP型三极管的发射极和集电极之间，所述第二PNP型三极管的集电极通过所述第四储能电容接地，所述第二PNP型三极管的基极通过所述第二充电偏置电阻接地，所述第二PNP型三极管的发射极电连接所述光缆终端设备内部产生的告警信号。

优选地，所述第二重置充电电路包括第二P型MOS管、串联的第七分压电阻和第八分压电阻，所述第二放电电阻并联在所述第二P型MOS管的源极和漏极之间，所述第二P型MOS管的源极电连接所述光缆终端设备内部产生的告警信号，所述第二P型MOS管的栅极电连接所第七分压电阻和第八分压电阻的连接端。

优选地，所述掉线光网络单元的上报单元包括第四模拟开关、第四采样电阻和第二逻辑反向器，所述第四模拟开关的输入端接收光缆终端设备内部产生的告警信号，第四模拟开关的输出端分别与所述第四采样电阻的一端、第二逻辑反向器的输入端电连接，所述第四采样电阻的另一端电连接到地，第四模拟开关的控制端与所述第二判断放电电路的输出端电连接；所述第二逻辑反向器的输出端为掉线光网络单元的上报单元的输出端。

上述基于光线路终端模块的无源光网络故障诊断***，采用故障上报模块根据光缆终端设备产生的告警信号生成故障诊断信号，再根据故障诊断信号生成错误警告信号，定位控制器根据在位时序信息及错误警告信号得出警告触发时间点，结合故障诊断信号进行故障定位，精确定位网络故障。

【附图说明】

图1为一个实施例中基于光线路终端模块的无源光网络故障诊断***的结构示意图；

图2为另一个实施例中基于光线路终端模块的无源光网络故障诊断***的结构示意图；

图3为基于EPON OLT光模块的PON故障诊断***的故障上报模块的内部结构示意图；

图4A为图3中流氓EPON ONU诊断单元的第一重置充电电路的一种内部结构示意图；

图4B为图3中流氓EPON ONU诊断单元的第一重置充电电路的二种内部结构示意图；

图5A为图3中掉线EPON ONU诊断单元的第一重置放电电路的一种内部结构示意图；

图5B为图3中掉线EPON ONU诊断单元的第一重置放电电路的二种内部结构示意图；

图6为基于GPON OLT光模块的PON故障诊断***的故障上报模块的内部结构示意图；

图7A为图6中流氓GPON ONU诊断单元的第二重置放电电路的一种内部结构示意图；

图7B为图6中流氓GPON ONU诊断单元的第二重置放电电路的二种内部结构示意图；

图8A为图6中掉线GPON ONU诊断单元的第二重置充电电路的一种内部结构示意图；

图8B为图6中掉线GPON ONU诊断单元的第二重置充电电路的二种内部结构示意图。

【具体实施方式】

下面结合具体的实施例及附图对技术方案进行详细的描述。

如图1所示，一个实施例中，一种基于光线路终端模块的无源光网络故障诊断***，包括通讯相连的故障上报模块100和定位控制器200。故障上报模块100用于对获取的光缆终端设备(Optical Line Terminal，简称OLT)产生的告警信号诊断生成故障诊断信号，根据该故障诊断信号生成错误警告信号，并将故障诊断信号和错误警告信号上报，定位控制器200接收告警信号、故障诊断信号、错误警告信号和在线光网络单元(Optical Network Unit，简称ONU)的在位时序信息，并根据在线ONU的在位时序信息及错误警告信号获得警告触发时间点，根据警告触发时间点及故障诊断信号进行故障定位。

告警信号是由光网络单元发出的周期性重复的信号，当光网络单元出现故障时，如一直发光(流氓ONU)或持续掉线(掉线ONU)，告警信号变成持续的高电平或低电平。

故障诊断信号是根据告警信号的情况所得到的状态信号，如指示流氓ONU或指示掉线ONU，可都用高电平或低电平表示。

错误警告信号是根据故障诊断信号处理得到的报警信号，如出现流氓ONU或掉线ONU警告，可用高电平表示。

如图2所示，上述基于光线路终端模块的无源光网络故障诊断***，还包括逻辑或门。故障上报模块100包括流氓光网络单元(ONU)诊断上报子功能模块110和掉线光网络单元诊断上报子功能模块120。流氓ONU诊断上报子功能模块110对OLT产生的告警信号进行诊断生成流氓故障诊断信号，掉线ONU诊断上报子功能模块120对OLT产生的告警信号进行诊断生成掉线故障诊断信号，将故障诊断信号上报到定位控制器200，逻辑或门对流氓故障诊断信号和掉线故障诊断信号求或处理得到错误警告信号，将错误警告信号上报到定位控制器200。

流氓ONU诊断上报子功能模块110包括电连接的流氓ONU的诊断单元1102和流氓ONU的上报单元1104。流氓ONU的诊断单元1102采集OLT内部产生的告警信号确定告警信号的时序，判断该告警信号的时序是否正常，并生成控制信号控制流氓ONU的上报单元1104上报流氓ONU的状态。当告警信号的时序正常时，流氓ONU的上报单元1104上报低电平状态信号；当告警信号的时序异常时，流氓ONU的上报单元1104上报高电平状态信号。

掉线ONU诊断上报子功能模块120包括电连接的掉线光网络单元的诊断单1202元和掉线光网络单元的上报单元1204。掉线ONU的诊断单元1202采集光缆终端设备内部产生的告警信号确定告警信号的时序，判断该告警信号的时序是否正常，并生成控制信号控制掉线ONU的上报单元1204上报掉线ONU的状态。当告警信号的时序正常时，掉线ONU的上报单元1204上报低电平状态信号；当告警信号的时序异常时，掉线ONU的上报单元1204上报高电平状态信号。

定位控制器200接收告警信号、流氓故障诊断信号、掉线故障诊断信号和错误警告信号，同时定位控制器200与OLT***时钟同步，获取在线ONU的在位时序信息。定位控制器200将故障定位上报到OLT***。

无源光网络(Passive Optical Network，简称PON)包括以太网无源光网络(Ethernet Passive Optical Network，简称EPON)和吉比特无源光网络(Gigabit-Capable，简称GPON)。由于EPON OLT与GPON OLT指示光信号强弱的告警信号(EPON OLT为LOS信号，GPON OLT为SD信号)与去告警电平状态是相反的，所以两个功能模块在两种OLT的告警信号的指示功能也存在相反性。

如图3所示，基于EPON OLT光模块的PON故障诊断***的故障上报模块100包括流氓EPON ONU诊断上报子功能模块112、掉线EPON ONU诊断上报子功能模块122和逻辑或门B1。EPON OLT产生的快速LOS信号输入到流氓EPON ONU诊断上报子功能模块112与掉线EPON ONU诊断上报子功能模块122，经过并行诊断后生成故障诊断信号，分别上报故障诊断信号(即快速LOS信号中所包含的错误信息)，最后经过逻辑或门B1处理最终上报给定位控制器200，以确定EPON网络是否存在非正常工作的ONU。

流氓EPON ONU诊断上报子功能模块112包括流氓EPON ONU诊断单元1122与流氓EPON ONU上报单元1124。流氓EPON ONU诊断单元1122包括第一判断放电电路与第一重置充电电路。第一判断放电电路包括第一放电电阻R11与第一储能电容C11。流氓EPON ONU上报单元1124包括第一采样电阻R21、第一模拟开关SW21与第一逻辑反向器A1。

如图4A所示，第一重置充电电路包括第一PNP型三极管Q11和第一充电偏置电阻R12。

流氓EPON ONU诊断上报子功能模块112的内部各器件的连接关系为：第一放电电阻R11并联在第一PNP型三极管Q11的发射极和集电极之间，第一PNP型三极管Q11的集电极通过第一储能电容C11接地，第一PNP型三极管Q11的集电极作为第一重置充电电路的输出端；第一放电电阻R11与第一储能电容C11串联的点作为第一判断放电电路的输出端；第一PNP型三极管Q11的基极通过第一充电偏置电阻R12接地，第一PNP型三极管Q11的发射极电连接BURST LOS信号；第一模拟开关SW21的输入端接收BURST LOS信号，第一模拟开关SW21的输出端分别与第一采样电阻R21的一端、第一逻辑反向器A1的输入端电连接，第一模拟开关SW21的控制端与第一判断放电电路的输出端电连接，第一采样电阻R21的另一端接地。

如图4B所示，第一重置充电电路包括第一P型MOS管Q12、串联的第一分压电阻R13和第二分压电阻R14。

流氓EPON ONU诊断单元1122的内部各器件的连接关系为：第一放电电阻R11并联在第一P型MOS管Q12的源极和漏极之间，第一P型MOS管Q12的源极电连接BURST LOS信号，第一P型MOS管Q2的栅极电连接第一分压电阻R13和第二分压电阻R14的连接端；第一P型MOS管Q12的漏极作为第一重置充电电路的输出端。

如图3所示，掉线EPON ONU诊断上报子功能模块122包括电连接的掉线ONU的诊断单元1222和掉线ONU的上报单元1224，掉线ONU的诊断单元1222采集OLT内部产生的告警信号确定告警信号的时序，判断该告警信号的时序是否正常，并生成控制信号控制掉线ONU的上报单元1224上报掉线ONU的状态。

掉线ONU的诊断单元1222包括第一判断充电电路和第一重置放电电路，第一判断充电电路包括串联的第一充电电阻R31和第二储能电容C31。第一充电电阻R31的一端电连接BURST LOS信号，第一充电电阻R31的另一端与第三储能电容C31电连接处作为第二判断充电电路的输出端。

掉线ONU的上报单元1224包括第二模拟开关SW41和第二采样电阻R41。

如图5A所示，第一重置放电电路包括第一NPN型三极管Q31和第一放电偏置电阻R32。

掉线EPON ONU诊断上报子功能模块122的内部器件连接关系为：第一充电电阻R31并联在第一NPN型三极管Q31的发射极和集电极之间，第一NPN型三极管Q31的集电极通过第二储能电容C31接地；第一NPN型三极管Q31的集电极作为第一重置放电电路的输出端；第一NPN型三极管Q31的基极通过第一放电偏置电阻R32外接电源；第一NPN型三极管Q31的发射极电连接BURST LOS信号；第二模拟开关SW41的输入端接收BURST LOS信号，第二模拟开关SW41的输出端和第二采样电阻R41一端相连处作为掉线ONU的上报单元1224输出端，第二采样电阻R41的另一端接地，第二模拟开关的控制端SW41与第一判断充电电路的输出端电连接。

如图5B所示，第一重置放电电路包括第一N型MOS管Q32、第三分压电R33阻和第四分压电阻R34。

掉线EPON ONU诊断单元1222的内部器件连接关系为：第一充电电阻R31并联在第一N型MOS管Q32的源极和漏极之间，第一N型MOS管R32的源极电连接BURST LOS信号，第一N型MOS管Q32的栅极电连接第三分压电阻R33和第四分压电阻R34的串联端；第一N型MOS管Q32的漏极作为第一重置放电电路的输出端。

流氓EPON ONU故障诊断***工作的原理是：

(1)流氓EPON ONU故障诊断上报。

如图3所示，由EPON OLT光模块内部产生的快速LOS信号，通过第一重置充电电路对第一判断放电电路中的第一储能电容C11进行周期性快速充电，同时设置第一放电电阻R11的参数，使第一储能电容C11上的电压始终保持在高电平状态，从而控制第一模拟开关SW21(高电平闭合，低电平断开)一直处于闭合状态，流氓EPON ONU上报单元112中第一采样电阻R21的输出信号经第一逻辑反向器A1后始终输出低电平。当EPON网络中某一时刻开始出现流氓ONU后，则在快速LOS信号中的相应该流氓ONU的时序点以后，LOS信号一直上报低电平，将不会再出现保护时间(Guard time)时的高电平上报。从此时开始，第一判断放电电路中的第一放电电阻R11开始对第一储能电容C11放电，因为以后快速LOS信号中不再出现Guard time时的高电平，将无法完成快速LOS信号通过第一重置充电电路对第一储能电容C11快速充电，最终第一放电电阻R11在一定时间内将第一储能电容C11上电压放电至低电平。此时，第一模拟开关SW21迅速断开，第一采样电阻R21经第一逻辑反向器A1输出高电平。因为以后由于此流氓ONU一直存在于EPON网络中，所以从此时间后上报单元一直上报高电平，即流氓ONU上报，再经过逻辑或门B1完成最终的错误警告信号上报。

另外，第一放电电阻R11与第一储能电容C11构成的第一判断放电电路的RC时间常数的设计，需要参考EPON网络预设的突发最大包长时间，以确保在最大包长时间内不会上报错误警告。由于一旦网络中出现流氓ONU，则在相应的时序点上立即上报错误警告信号，可以利用此信号作为触发信号来精确确定流氓ONU所处的时序位置，从而完成流氓ONU的诊断上报功能。

掉线EPON ONU故障诊断***工作的原理是：

(2)掉线EPON ONU诊断上报

如图3所示，由EPON OLT光模块内部产生的快速LOS信号，通过第一重置放电电路对第一判断充电电路中的第一储能电容C31进行周期性快速放电，同时设置第一充电电阻R31的参数，使第一储能电容C31上的电压始终保持在低电平状态，从而控制第二模拟开关SW41(高电平闭合，低电平断开)一直处于断开状态，第二采样电阻R41始终输出低电平。当EPON网络中某一时刻开始出现掉线ONU后，则在快速LOS信号中的相应该掉线ONU的时序点，LOS信号上报高电平，直到下一个时隙的正常ONU，快速LOS信号重新恢复正常上报。从此时开始，第一判断充电电路中的第一充电电阻R31开始对第二储能电容C31充电，因为在此时序点上快速LOS信号中不再出现低高电平，将无法完成快速LOS信号通过第一重置放电电路对第二储能电容C31快速放电，最终第一充电电阻R31在一定时间内将第二储能电容C31上电压充电至高电平。此时，第二模拟开关SW41迅速闭合，第二采样电阻R41输出高电平，即掉线ONU上报，再经过逻辑或门B1完成最终的错误警告上报。

另外，第一充电电阻R31与第二储能电容C31构成的第一判断充电电路的RC时间常数的设计，需要参考EPON网络预设的突发最小包长时间，以确保在最小包长时间内不会上报错误警告。由于一旦网络中出现掉线ONU，则在相应的时序点上立即上报错误警告信号，可以利用此信号作为触发信号来精确确定掉线ONU所处的时序位置，从而完成掉线ONU的诊断上报功能。

如图6所示，基于GPON OLT光模块的PON故障诊断***的故障上报模块包括流氓GPON ONU诊断上报子功能模块114、掉线GPON ONU诊断上报子功能模块124和逻辑或门B2。GPON OLT产生的快速SD信号输入到流氓GPON ONU诊断上报子功能模块114与掉线GPON ONU诊断上报子功能模块124，经过并行诊断后生成故障诊断信号，分别上报故障诊断信号(即快速SD信号中所包含的错误信息)，最后经过逻辑或门B2处理最终上报给定位控制器200，以确定GPON网络是否存在非正常工作的ONU。

流氓GPON ONU诊断上报子功能模块114包括流氓GPON ONU诊断单元1142与流氓GPON ONU上报单元1144。流氓ONU的诊断单元1142包括第二判断充电电路和第二重置放电电路。第二判断充电电路包括串联的第二充电电阻R51和第三储能电容C51。第二充电电阻R51一端电连接BURST SD信号，第二充电电阻R51的另一端与第三储能电容C51电连接处作为第二判断充电电路的输出端。

流氓GPON ONU上报单元1144包括第三模拟开关SW61和第三采样电阻R61。

如图7A所示，第二重置放电电路包括第二NPN型三极管Q51和第二放电偏置电阻R52。

流氓GPON ONU诊断上报子功能模块114的内部各元件之间的连接关系为：第二充电电阻R51并联在第二NPN型三极管Q51的发射极和集电极之间，第二NPN型三极管Q51的集电极通过第三储能电容C51接地，第二NPN型三极管Q51的集电极作为第二重置放电电路的输出端；第二NPN型三极管Q51的基极通过第二放电偏置电阻R52外接电源，第二NPN型三极管Q51的发射极电连接BURST LOS信号；第三模拟开关SW61的输入端接收BURST LOS信号，第三模拟开关SW61的输出端和第三采样电阻R61一端相连处作为流氓ONU的上报单元124输出端，第三采样电阻R61的另一端接地，第三模拟开关SW61的控制端与第二判断充电电路的输出端电连接。

如图7B所示，第二重置放电电路包括第二N型MOS管Q52、第五分压电阻R53和第六分压电阻R54。

流氓GPON ONU诊断单元1142的内部各元件之间的连接关系为：第二充电电阻R51并联在第二N型MOS管Q52的源极和漏极之间，第二N型MOS管Q52的源极电连接BURST LOS信号，第二N型MOS管Q52的栅极电连接第五分压电阻R53和第六分压电阻R54的连接端；第五分压电阻R53的另一端外接电源，第六分压电阻R54的另一端接地；第二N型MOS管Q52的漏极作为第二重置放电电路的输出端。

如图6所示，掉线GPON ONU诊断上报子功能模块124包括电连接的掉线ONU的诊断单元1242和掉线ONU的上报单元1244，掉线ONU的诊断单元1242采集OLT内部产生的告警信号确定告警信号的时序，判断该告警信号的时序是否正常，并生成控制信号控制掉线ONU的上报单元1244上报掉线ONU的状态。

掉线ONU的诊断单元1242包括第二判断放电电路和第二重置充电电路。第二判断放电电路包括第二放电电阻R71和第四储能电容C71。第二放电电阻R71一端电连接BURST SD信号，第二放电电阻R71的另一端与第四储能电容C71电连接处作为第二判断放电电路的输出端。

掉线ONU的上报单元1244包括第四模拟开关SW81、第四采样电阻R81和第二逻辑反向器A2。

如图8A所示，第二重置充电电路包括第二PNP型三极管Q71和第二充电偏置电阻R72。

掉线ONU的诊断上报子功能模块124的内部各元件之间的连接关系为：第二放电电阻R71并联在第二PNP型三极管Q71的发射极和集电极之间，第二PNP型三极管R71的集电极通过第四储能电容C71接地，第二PNP型三极管Q71的基极通过第二充电偏置电阻R72接地，第二PNP型三极管Q71的发射极电连接BURST LOS信号，第二PNP型三极管Q71的集电极作为第二重置充电电路的输出端；第四模拟开关SW71的输入端接收BURST SD信号，第四模拟开关SW71的输出端分别与第四采样电阻R71的一端、第二逻辑反向器A2的输入端电连接，第四采样电阻R71的另一端电连接到地，第四模拟开关SW71的控制端与第二判断放电电路的输出端电连接；第二逻辑反向器A2的输出端为掉线ONU的上报单元的输出端。

如图8B所示，第二重置充电电路包括第二P型MOS管Q72、串联的第七分压电阻R73和第八分压电阻R74。

掉线ONU的诊断单元1242的内部各元件之间的连接关系为：第二放电电阻R71并联在第二P型MOS管Q72的源极和漏极之间，第二P型MOS管Q72的源极电连接BURST SD信号，第二P型MOS管Q72的栅极电连接第七分压电阻R73和第八分压电阻R74的连接端；第二P型MOS管Q72的漏极作为第二P型MOS管的输出端。

GPON故障诊断上报***工作原理：

(1)流氓GPON ONU诊断上报

如图6所示，由GPON OLT光模块内部产生的快速SD信号，通过第二重置放电电路对第二判断充电电路中的第三储能电容C51进行周期性快速放电，同时设置第二充电电阻R51的参数，使第三储能电容C51上的电压始终保持在低电平状态，从而控制第三模拟开关SW61(高电平闭合，低电平断开)一直处于断开状态，流氓GPON ONU的上报单元1144中第三采样电阻R61始终输出低电平。当GPON网络中某一时刻开始出现流氓ONU后，则在快速SD信号中的相应该流氓ONU的时序点，SD信号上报高电平，因为以后由于此流氓ONU一直存在于GPON网络中，所以从此时间后流氓GPON ONU的上报单元1144一直上报高电平，即流氓ONU上报。从此时开始，第二判断充电电路中的第二充电电阻R51开始对第三储能电容C51充电，因为在此时序点上快速SD信号中不再出现低电平，将无法完成快速SD信号通过第二重置放电电路对第三储能电容C51快速放电，最终第二充电电阻R51在一定时间内将第三储能电容C51上电压充电至高电平。此时，第三模拟开关SW61迅速闭合，流氓GPON ONU的上报单元1144的第三采样电阻R61输出高电平，即流氓ONU上报，再经过逻辑或门B2完成最终的错误警告上报。

其中，第二充电电阻R51与第三储能电容C51构成的第二判断充电电路的RC时间常数的设计，需要参考GPON网络预设的突发最大包长时间，以确保在最大包长时间内不会上报错误警告。由于一旦网络中出现流氓ONU，则在相应的时序点上立即上报错误警告信号，可以利用此信号作为触发信号来精确确定流氓ONU所处的时序位置，从而完成流氓ONU的诊断上报功能。

(2)掉线GPON ONU诊断上报

如图6所示，由GPON OLT光模块内部产生的快速SD信号，通过第二重置充电电路对第二判断放电电路中的第四储能电容C71进行周期性快速充电，同时设置第二放电电阻R71的参数，使第四储能电容C71上的电压始终保持在高电平状态，从而控制第四模拟开关SW81(高电平闭合，低电平断开)一直处于闭合状态，掉线GPON ONU的上报单元1244中第四采样电阻R81的输出信号经逻辑反向器后始终输出低电平。当GPON网络中某一时刻开始出现掉线ONU后，则在快速SD信号中的相应该掉线ONU的时序点，SD信号上报低电平，直到下一个正常的ONU时序点，SD信号恢复上报高电平。从该序点开始，第二判断放电电路中的第二放电电阻R71开始对第四储能电容C71放电，因为此时序点的快速SD信号不再出现高电平，将无法完成快速SD信号通过第二重置充电电路对第四储能电容C71快速充电，最终第二放电电阻R71在一定时间内将第四储能电容C71上电压放电至低电平。此时，第四模拟开关SW81迅速断开，掉线GPON ONU的上报单元1244的第四采样电阻R81经第二逻辑反向器A2输出高电平，即掉线ONU上报，再经过逻辑或门B2完成最终的错误警告上报。

其中，第二放电电阻R71与第四储能电容C71构成的第二判断放电电路的RC时间常数的设计，需要参考GPON网络预设的突发最小包长时间，以确保在最小包长时间内不会上报错误警告。由于一旦网络中出现掉线ONU，则在相应的时序点上立即上报错误警告信号，可以利用此信号作为触发信号来精确确定掉线ONU所处的时序位置，从而完成掉线ONU的诊断上报功能。

上述基于光线路终端模块的无源光网络故障诊断***，采用故障上报模块根据光缆终端设备产生的告警信号生成故障诊断信号，再根据故障诊断信号生成错误警告信号，定位控制器根据在位时序信息及错误警告信号得出警告触发时间点，结合故障诊断信号进行故障定位，精确定位网络故障。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (20)

1.一种基于光线路终端模块的无源光网络故障诊断***，其特征在于：包括通讯相连的故障上报模块和定位控制器，所述故障上报模块用于根据获取的光缆终端设备产生的告警信号生成故障诊断信号，根据所述故障诊断信号生成错误警告信号，并将故障诊断信号和错误警告信号上报，所述定位控制器根据获取的在线光网络单元的在位时序信息及错误警告信号获得警告触发时间点，再根据所述警告触发时间点及故障诊断信号进行故障定位。

2.根据权利要求1所述的基于光线路终端模块的无源光网络故障诊断***，其特征在于：所述故障上报模块包括流氓光网络单元诊断上报子功能模块、掉线光网络单元诊断上报子功能模块和逻辑或门，所述流氓光网络单元诊断上报子功能模块和掉线光网络单元诊断上报子功能模块分别对光终端设备产生的告警信号进行诊断生成故障诊断信号，并将所述故障诊断信号上报到所述定位控制器；所述逻辑或门将所述故障诊断信号求或处理得到所述错误警告信号，并将所述错误警告信号上报到所述定位控制器。

3.根据权利要求2所述的基于光线路终端模块的无源光网络故障诊断***，其特征在于：所述流氓光网络单元诊断上报子功能模块包括电连接的流氓光网络单元的诊断单元和流氓光网络单元的上报单元，所述流氓光网络单元的诊断单元采集光缆终端设备内部产生的告警信号确定告警信号的时序，判断该告警信号的时序是否正常，并生成控制信号控制所述流氓光网络单元的上报单元上报流氓光网络单元的状态。

4.根据权利要求3所述的基于光线路终端模块的无源光网络故障诊断***，其特征在于：所述无源光网络为以太网无源光网络，所述流氓光网络单元的诊断单元包括第一判断放电电路和第一重置充电电路，所述第一判断放电电路包括第一放电电阻和第一储能电容，所述第一重置充电电路与所述第一放电电阻并联，所述第一放电电阻一端电连接所述光缆终端设备内部产生的告警信号，所述第一放电电阻的另一端与所述第一储能电容电连接处作为所述第一判断放电电路的输出端。

5.根据权利要求4所述的基于光线路终端模块的无源光网络故障诊断***，其特征在于：所述第一重置充电电路包括第一PNP型三极管和第一充电偏置电阻，所述第一放电电阻并联在所述第一PNP型三极管的发射极和集电极之间，所述第一PNP型三极管的集电极通过所述第一储能电容接地，所述第一PNP型三极管的基极通过所述第一充电偏置电阻接地，所述第一PNP型三极管的发射极电连接所述光缆终端设备内部产生的告警信号。

6.根据权利要求4所述的基于光线路终端模块的无源光网络故障诊断***，其特征在于：所述第一重置充电电路包括第一P型MOS管、串联的第一分压电阻和第二分压电阻，所述第一放电电阻并联在所述第一P型MOS管的源极和漏极之间，所述第一P型MOS管的源极电连接所述光缆终端设备内部产生的告警信号，所述第一P型MOS管的栅极电连接所述第一分压电阻和第二分压电阻的连接端。

7.根据权利要求4所述的基于光线路终端模块的无源光网络故障诊断***，其特征在于：所述流氓光网络单元的上报单元包括第一模拟开关、第一采样电阻和第一逻辑反向器，所述第一模拟开关的输入端接收光缆终端设备内部产生的告警信号，第一模拟开关的输出端分别与所述第一采样电阻的一端、第一逻辑反向器的输入端电连接，所述第一采样电阻的另一端电连接到地，第一模拟开关的控制端与所述第一判断放电电路的输出端电连接；所述第一逻辑反向器的输出端为流氓光网络单元的上报单元的输出端。

8.根据权利要求2所述的基于光线路终端模块的无源光网络故障诊断***，其特征在于：所述掉线光网络单元诊断上报子功能模块包括电连接的掉线光网络单元的诊断单元和掉线光网络单元的上报单元，所述掉线光网络单元的诊断单元采集光缆终端设备内部产生的告警信号确定告警信号的时序，判断该告警信号的时序是否正常，并生成控制信号控制所述掉线光网络单元的上报单元上报掉线光网络单元的状态。

9.根据权利要求8所述的基于光线路终端模块的无源光网络故障诊断***，其特征在于：所述无源光网络为以太网无源光网络，所述掉线光网络单元的诊断单元包括第一判断充电电路和第一重置放电电路，所述第一判断充电电路包括第一充电电阻和第二储能电容，所述第一重置放电电路与所述第一充电电阻并联，所述第一充电电阻一端电连接所述光缆终端设备内部产生的告警信号，所述第一充电电阻的另一端与所述第二储能电容电连接处作为所述第一判断充电电路的输出端。

10.根据权利要求9所述的基于光线路终端模块的无源光网络故障诊断***，其特征在于：所述第一重置放电电路包括第一NPN型三极管和第一放电偏置电阻，所述第一充电电阻并联在所述第一NPN型三极管的发射极和集电极之间，所述第一NPN型三极管的集电极通过所述第二储能电容接地；所述第一NPN型三极管的基极通过所述第一放电偏置电阻外接电源；所述第一NPN型三极管的发射极电连接所述光缆终端设备内部产生的告警信号。

11.根据权利要求9所述的基于光线路终端模块的无源光网络故障诊断***，其特征在于：所述第一重置放电电路包括第一N型MOS管、第三分压电阻和第四分压电阻，所述第一充电电阻并联在所述第一N型MOS管的源极和漏极之间，所述第一N型MOS管的源极电连接所述光缆终端设备内部产生的告警信号，所述第一N型MOS管的栅极电连接所述第三分压电阻和第四分压电阻的连接端。

12.根据权利要求9所述的基于光线路终端模块的无源光网络故障诊断***，其特征在于：所述掉线光网络单元的上报单元包括第二模拟开关和第二采样电阻，所述第二模拟开关的输入端接收光缆终端设备内部产生的告警信号，所述第二模拟开关的输出端和第二采样电阻一端相连处作为掉线光网络单元的上报单元输出端，所述第二采样电阻的另一端接地，所述第二模拟开关的控制端与所述第一判断充电电路的输出端电连接。

13.根据权利要求3所述的基于光线路终端模块的无源光网络故障诊断***，其特征在于：所述无源光网络为吉比特无源光网络，所述流氓光网络单元的诊断单元包括第二判断充电电路和第二重置放电电路，所述第二判断充电电路包括第二充电电阻和第三储能电容，所述第二重置放电电路与所述第二充电电阻并联，所述第二充电电阻一端电连接所述光缆终端设备内部产生的告警信号，所述第二充电电阻的另一端与所述第三储能电容电连接处作为所述第二判断充电电路的输出端。

14.根据权利要求13所述的基于光线路终端模块的无源光网络故障诊断***，其特征在于：所述第二重置放电电路包括第二NPN型三极管和第二放电偏置电阻，所述第二充电电阻并联在所述第二NPN型三极管的发射极和集电极之间，所述第二NPN型三极管的集电极通过所述第三储能电容接地；所述第二NPN型三极管的基极通过所述第二放电偏置电阻外接电源；所述第二NPN型三极管的发射极电连接所述光缆终端设备内部产生的告警信号。

15.根据权利要求13所述的基于光线路终端模块的无源光网络故障诊断***，其特征在于：所述第二重置放电电路包括第二N型MOS管、第五分压电阻和第六分压电阻，所述第二充电电阻并联在所述第二N型MOS管的源极和漏极之间，所述第二N型MOS管的源极电连接所述光缆终端设备内部产生的告警信号，所述第二N型MOS管的栅极电连接所述第五分压电阻和第六分压电阻的连接端。

16.根据权利要求13所述的基于光线路终端模块的无源光网络故障诊断***，其特征在于：所述流氓光网络单元的上报单元包括第三模拟开关和第三采样电阻，所述第三模拟开关的输入端接收光缆终端设备内部产生的告警信号，所述第三模拟开关的输出端和第三采样电阻一端相连处作为流氓光网络单元的上报单元输出端，所述第三采样电阻的另一端接地，所述第三模拟开关的控制端与所述第二判断充电电路的输出端电连接。

17.根据权利要求8所述的基于光线路终端模块的无源光网络故障诊断***，其特征在于：所述无源光网络为吉比特无源光网络，所述掉线光网络单元的诊断单元包括第二判断放电电路和第二重置充电电路，所述第二判断放电电路包括第二放电电阻和第四储能电容，所述第二重置充电电路与所述第二放电电阻并联，所述第二放电电阻一端电连接所述光缆终端设备内部产生的告警信号，所述第二放电电阻的另一端与所述第四储能电容电连接处作为所述第二判断放电电路的输出端。

18.根据权利要求17所述的基于光线路终端模块的无源光网络故障诊断***，其特征在于：所述第二重置充电电路包括第二PNP型三极管和第二充电偏置电阻，所述第二放电电阻并联在所述第二PNP型三极管的发射极和集电极之间，所述第二PNP型三极管的集电极通过所述第四储能电容接地，所述第二PNP型三极管的基极通过所述第二充电偏置电阻接地，所述第二PNP型三极管的发射极电连接所述光缆终端设备内部产生的告警信号。

19.根据权利要求17所述的基于光线路终端模块的无源光网络故障诊断***，其特征在于：所述第二重置充电电路包括第二P型MOS管、串联的第七分压电阻和第八分压电阻，所述第二放电电阻并联在所述第二P型MOS管的源极和漏极之间，所述第二P型MOS管的源极电连接所述光缆终端设备内部产生的告警信号，所述第二P型MOS管的栅极电连接所第七分压电阻和第八分压电阻的连接端。

20.根据权利要求17所述的基于光线路终端模块的无源光网络故障诊断***，其特征在于：所述掉线光网络单元的上报单元包括第四模拟开关、第四采样电阻和第二逻辑反向器，所述第四模拟开关的输入端接收光缆终端设备内部产生的告警信号，第四模拟开关的输出端分别与所述第四采样电阻的一端、第二逻辑反向器的输入端电连接，所述第四采样电阻的另一端电连接到地，第四模拟开关的控制端与所述第二判断放电电路的输出端电连接；所述第二逻辑反向器的输出端为掉线光网络单元的上报单元的输出端。

Images