CN103501196B - 用于光纤链路质量在线监测的***及其组合设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的用于光纤链路质量在线监测的***及其组合设备，属于监测技术领域，其***包括，监测信号收发模块；第一波分复用模块；第二波分复用模块；光分路模块；监测光波段波分复用模块；n个第三波分复用模块；其中，所述监测信号收发模块通过调节所述监测光束的监测波长，实现对n个待监测光纤链路中每一个待监测光纤链路的工作状态实时扫描，最终实现对n个待监测光纤链路质量在线监测。本发明实现了对光纤链路质量的在线监测，保证了在对光纤链路质量监测过程中网络通信的正常运行。
Description
技术领域
本发明属于监测技术领域，特别涉及一种用于光纤链路质量在线监测的***及其组合设备。
背景技术
1975年，Barnoski和Jensen两位学者第一次提出了光信号的背向散射理论。1976年，通过研究与处理各种各样类型的实验与仿真结果，Personik等学者又进一步推动了此理论的发展，并且使得瑞利背向散射方程在多模光纤***中被通过数学建模的方法推导并论证建立起来。1980年时，单模光纤中的瑞利后向散射技术被Brinkmeyer所应用，并推导出同样的方程与理论，他的工作证实了后向散射功率方程的适用性不仅仅局限于多模光纤，同时也能用于单模光纤。1984年，单模光纤的瑞利后向散射理论在理论上被进一步地阐述与论证，H.Hartog和MartinP.Gold两位学者一起深入地推导了光纤的结构参数和瑞利后向散射系数的联系。基于上述思想设计的光时域反射计（OTDR）通过探测菲涅尔反射与瑞利散射所产生的背向散射光，获知光纤链路的衰减、连接点以及其他的事件，实现对光纤链路的质量监测。由于光时域反射计灵敏度高、使用方便，它能进行各种各样的例如光链路的传输损耗、定位事件、连接衰减与光纤长度测量等；从而在各类光缆链路的施工、维护中都被广泛地应用。
但目前的OTDR技术主要是离线监测，对光纤链路质量的检测过程中会影响正常的网络运行。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于光纤链路质量在线监测的***及其组合设备，实现了光纤链路质量的在线监测，保证了在对光纤链路质量监测过程中网络通信的正常运行。
为解决上述技术问题，依据本发明的一个方面，提供了一种用于光纤链路质量在线监测的***包括：监测信号收发模块，用于根据n个待监测光纤链路中任意一个待监测光纤链路输出对应波长的监测光束，并对该待监测光纤链路上的监测光束进行接收；第一波分复用模块，用于将所述监测信号收发模块输出的监测光束与光线路终端输出的工作光束进行耦合输出；第二波分复用模块，用于将所述第一波分复用模块耦合输出的信号光进行分波处理，对应输出用于监测光纤链路的监测信号光及光线路终端发出的通信信号光；光分路模块，用于接收所述通信信号光，并将所述通信信号光分配成n路信号光进行输出；监测光波段波分复用模块，用于接收所述监测信号光，并根据所述监测信号光对应识别所述n个待监测光纤链路中某一个待监测光纤链路并将所述监测信号光进行输出；n个第三波分复用模块，每一个所述第三波分复用模块用于对应接收每一路通信信号光及所述监测信号光，并将所述通信信号光及所述监测信号光对应耦合至每一个待监测光纤链路进行输出；其中，所述监测信号收发模块通过调节所述监测光束的监测波长，实现对n个待监测光纤链路中每一个待监测光纤链路的工作状态实时扫描，最终实现对n个待监测光纤链路质量在线监测；且n≥1。
进一步地，所述监测信号收发模块包括：可调谐激光器、环形器、控制及信号处理单元及光探测器；所述可调谐激光器分别与所述环形器及所述控制及信号处理单元连接；所述控制及信号处理单元通过所述光探测器与所述环形器连接；所述环形器与所述第一波分复用模块连接。
进一步地，所述第一波分复用模块是能够实现双路输入、单路输出的第一阵列波导光栅分波器或第一滤波片式波分复用器；和/或，所述第二波分复用模块是能够实现单路输入、双路输出的第二阵列波导光栅分波器或第二滤波片式波分复用器；和/或，所述第三波分复用模块是能够实现双路输入、单路输出的第三阵列波导光栅分波器或第三滤波片式波分复用器。
进一步地，所述监测光波段波分复用模块是能够实现单路输入、由n路输出端口中任意一路端口输出的第四阵列波导光栅分波器或第四滤波片式波分复用器。
进一步地，当所述***适用于WDM模式时，所述光分路模块是n路通信波段阵列光分波器；所述第二波分复用模块将所述监测光束与所述工作光束进行分波处理；通信信号光进入n路通信波段阵列光分波器，并由n路通信波段阵列光分波器分配成n路信号光进行输出。
进一步地，当所述***适用于TDM模式时，所述光分路模块是光分路器；所述第二波分复用模块将所述监测光束与所述工作光束进行分波处理；通信信号光进入光分路器，并由光分路器分配成n路信号光进行输出。
依据本发明的另一方面，提供了一种基于上述***的组合设备，包括：监测信号收发模块、第一波分复用模块I、第一波分复用模块II、第一集成光频标签分路单元及n个第二集成光频标签分路单元；所述第一波分复用模块I的输入端分别与所述监测信号收发模块及外界光线路终端的输出端连接；所述第一集成光频标签分路单元包括：第二波分复用模块、光分路模块、监测光波段波分复用模块及n个第三波分复用模块；所述第二波分复用模块的输入端与所述第一波分复用模块I的输出端连接；所述第二波分复用模块的输出端分别与所述光分路模块的输入端、监测光波段波分复用模块的输入端连接；所述光分路模块的输出端分别与所述n个第三波分复用模块的输入端对应连接；所述监测光波段波分复用模块的输出端分别与所述n个第三波分复用模块的输入端对应连接；所述第二集成光频标签分路单元包括：第一波分复用模块II及1个第一集成光频标签分路单元，且所述第二集成光频标签分路单元中第一波分复用模块II的输出端与所述第二集成光频标签分路单元中第一集成光频标签分路单元中的第二波分复用模块输入端连接；与所述第一波分复用模块I连接的第一集成光频标签分路单元中的n个第三波分复用模块输出端分别与n个第二集成光频标签分路单元中的第一波分复用模块II的输入端一一对应连接。
进一步地，所述第一波分复用模块I是能够实现双路输入、单路输出的第五阵列波导光栅分波器或第五滤波片式波分复用器；和/或，所述第二波分复用模块II是能够实现双路输入、单路输出的第六阵列波导光栅分波器或第六滤波片式波分复用器。
进一步地，每一个所述第二集成光频标签分路单元中第一集成光频标签分路单元中的第三波分复用模块的输出端与对应待监测光纤链路连接。
进一步地，当所述设备适用于WDM-PON模式时，所述光分路模块是n路通信波段阵列光分波器；或者，当所述设备适用于TDM-PON模式时，所述光分路模块是光分路器。
本发明提供的用于光纤链路质量在线监测的***，实现了对光纤链路质量的在线监测，即通过基于具有波长标签特性的监测光波段波分复用模块构建光纤接入链路，监测光波段波分复用模块将波长为λi的监测光束路由至对应待监测光纤链路的光纤支路Ri，使得波长为λi的监测光束在对应的光纤支路上透过，同时本发明通过调节监测信号收发模块改变监测光束的监测波长，实现对n个待监测光纤链路各分支的扫描；最终实现n个待监测光纤链路质量的在线监测。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的用于光纤链路质量在线监测的***的流程示意图；以及
图2为本发明实施例提供的监测信号收发模块的结构示意图；以及
图3为本发明实施例提供的用于光纤链路质量在线监测的***的组合设备原理结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
对光纤链路测试和诊断而言，尤其是执行在线测试和诊断，测试不能影响正常的网络通信以及性能监控通道。本发明实施例是在不影响TDM/WDM-PON无源光网络的正常通信功能的前提下，实现对其网络结构中各条光纤链路质量的在线监测，同时不破坏光分配网络的无源特性，具体如下所述：
实施例一
请参阅图1，本发明实施例一提供的一种用于光纤链路质量在线监测的***，包括：n个待监测光纤链路；监测信号收发模块，用于根据n个待监测光纤链路中任意一个待监测光纤链路输出对应波长的监测光束101（即每一个待监测光纤链路对应一个波长的监测光束），并对任意一个待监测光纤链路上的监测信号进行探测接收；第一波分复用模块，用于将监测信号收发模块输出的监测光束与光线路终端（OLT）输出的工作光束进行耦合输出102；第二波分复用模块，用于将第一波分复用模块耦合输出的信号光（监测光束及工作光束）进行分波处理，对应输出用于监测光纤链路的监测信号光及光线路终端发出的通信信号光103；光分路模块，用于接收通信信号光，并将通信信号光分配成n路通信信号光进行输出104b；监测光波段波分复用模块，用于接收监测信号光，并根据监测信号光对应识别n个待监测光纤链路中某一个待监测光纤链路并将用于监测该待监测光纤链路的监测信号光进行输出104a；n个第三波分复用模块，每一个第三波分复用模块用于对应接收每一路通信信号光及监测信号光，并将通信信号光及监测信号光对应耦合至每一个待监测光纤链路进行输出105（至光网络单元）；其中，监测信号收发模块根据任意一个待监测光纤链路，通过调节监测光束的监测波长使其与该待监测光纤链路相适配，实现对n个待监测光纤链路中每一个待监测光纤链路的工作状态实时扫描，最终通过监测光束与待监测光纤链路一一对应实现对n个待监测光纤链路质量在线监测；n为大于等于1的整数。
具体而言，第一波分复用模块的输入端分别与监测信号收发模块的输出端、外界光线路终端（OLT）的输出端连接，第一波分复用模块的输出端与第二波分复用模块的输入端连接，第二波分复用模块的输出端分别与监测光波段波分复用模块的输入端、光分路模块的输入端连接，监测光波段波分复用模块的输出端、光分路模块的输出端分别与每一个第三波分复用模块的输入端对应连接；n个第三波分复用模块的输出端分别与n个待监测光纤链路一一对应连接。
本实施例一中，请参阅图2，优选的，监测信号收发模块可以包括：可调谐激光器101a、环形器101b、控制及信号处理单元101d及光探测器101c。其中，可调谐激光器101a分别与环形器101b及控制及信号处理单元101d连接；控制及信号处理单元101d通过光探测器101c与环形器101b连接；环形器101b与第一波分复用模块连接。
本实施例一中，优选的，第一波分复用模块是能够实现双路输入、单路输出的第一阵列波导光栅分波器或第一滤波片式波分复用器；第二波分复用模块是能够实现单路输入、双路输出的第二阵列波导光栅分波器或第二滤波片式波分复用器；第三波分复用模块是能够实现双路输入、单路输出的第三阵列波导光栅分波器或第三滤波片式波分复用器；监测光波段波分复用模块是能够实现单路输入、由n路输出端口中任意一路端口输出的第四阵列波导光栅分波器或第四滤波片式波分复用器。
具体而言，监测光波段波分复用模块具有波长标签特性，监测光波段波分复用模块将监测信号收发模块输出的某一波长λi的监测光束对应路由至待监测光纤链路的光纤支路Ri，使得某一波长λi的监测光束在对应的光纤支路上透过；同时通过调节监测信号收发模块中可调谐激光器改变监测光束的监测波长，实现对n个待监测光纤链路中每一个光纤支路进行扫描；最终监测信号收发模块通过实时探测接收n个待监测光纤链路中任意一个光纤链路上的监测信号实现对n个待监测光纤链路质量的在线监测。
本实施例在实际作业过程中，可具体用于WDM-PON（波分无源光网络）模式或TDM-PON（时分无源光网络）模式；当该***用于WDM-PON（波分无源光网络）模式时，光分路模块是n路通信波段阵列光分波器；第二波分复用模块将监测光束与工作光束进行分波处理；通信信号光进入n路通信波段阵列光分波器，并由n路通信波段阵列光分波器分配成n路信号光进行输出。当该***用于TDM-PON（时分无源光网络）模式时，光分路模块是光分路器；第二波分复用模块将监测光束与工作光束进行分波处理；通信信号光进入光分路器，并由光分路器分配成n路信号光进行输出。
实施例二
请参阅图3，本实施例二提供了一种基于上述实施例一用于光纤链路质量在线监测的***的组合设备，对本发明作进一步详细说明，以支持本发明所要解决的技术问题，该设备具体包括：
监测信号收发模块、第一波分复用模块I、第一波分复用模块II、第一集成光频标签分路单元及n个第二集成光频标签分路单元。其中，第一波分复用模块I的输入端分别与监测信号收发模块及外界光线路终端（OLT）的输出端连接；第一集成光频标签分路单元包括：第二波分复用模块、光分路模块、监测光波段波分复用模块及n个第三波分复用模块；第二波分复用模块的输入端与第一波分复用模块I的输出端连接；第二波分复用模块的输出端分别与光分路模块的输入端、监测光波段波分复用模块的输入端连接；光分路模块的输出端分别与n个第三波分复用模块的输入端对应连接；监测光波段波分复用模块的输出端分别与n个第三波分复用模块的输入端对应连接；第二集成光频标签分路单元包括：第一波分复用模块II及1个第一集成光频标签分路单元，且第二集成光频标签分路单元中第一波分复用模块II的输出端与第二集成光频标签分路单元中第一集成光频标签分路单元中的第二波分复用模块输入端连接；与第一波分复用模块I连接的第一集成光频标签分路单元中的n个第三波分复用模块输出端分别与n个第二集成光频标签分路单元中的第一波分复用模块II的输入端一一对应连接。
本实施例二中，第一波分复用模块I是能够实现双路输入、单路输出的第五阵列波导光栅分波器或第五滤波片式波分复用器；第二波分复用模块II是能够实现双路输入、单路输出的第六阵列波导光栅分波器或第六滤波片式波分复用器。同时，每一个第二集成光频标签分路单元中第一集成光频标签分路单元中的第三波分复用模块的输出端与对应待监测光纤链路连接。实际作业过程中，当该设备用于WDM-PON（波分无源光网络）模式时，光分路模块是n路通信波段阵列光分波器；当该设备适用于TDM-PON（时分无源光网络）模式时，光分路模块是光分路器。其余各模块连接关系、组成部件与本实施例一相同，此处不在赘述。
本发明提供的用于光纤链路质量在线监测的***，实现了对光纤链路质量的在线监测，即通过基于具有波长标签特性的监测光波段波分复用模块构建光纤接入链路，监测光波段波分复用模块将波长为λi的监测光束路由至对应待监测光纤链路的光纤支路Ri，使得波长为λi的监测光束在对应的光纤支路上透过，从而避免传统光分路器将监测光束直接分配给所有光纤支路，造成监测光功率大幅衰减且各光纤支路事件重叠的问题；同时本发明通过调节可调谐激光器改变监测光束的监测波长，实现对n个待监测光纤链路各分支的扫描；最终实现n个待监测光纤链路质量的在线监测，本发明提供的用于光纤链路质量在线监测的***的组合设备，能够适用于多级TDM/WDM-PON的各级分路，且可通过选择在前级分路上，即第一集成光频标签分路单元中监测光波段波分复用模块采用滤波片式波分复用器进行分波；在最后一级分路上，即第二集成光频标签分路单元中第一集成光频标签分路单元中的监测光波段波分复用模块采用阵列波导光栅分波器进行分波，能够实现克服前级分光器（第一集成光频标签分路单元）的功率分配对在线监测质量所造成的负面影响；保证了监测过程中网络通信的正常运行。同时，本发明还具有结构简单、成本低廉及准确度高的特点。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种在线监测的***，用于光纤链路质量在线监测，其特征在于包括：
监测信号收发模块，用于根据n个待监测光纤链路中任意一个待监测光纤链路输出对应波长的监测光束，并对该待监测光纤链路上的监测光束进行接收；
第一波分复用模块，用于将所述监测信号收发模块输出的监测光束与光线路终端输出的工作光束进行耦合输出；
第二波分复用模块，用于将所述第一波分复用模块耦合输出的信号光进行分波处理，对应输出用于监测光纤链路的监测信号光及光线路终端发出的通信信号光；
光分路模块，用于接收所述通信信号光，并将所述通信信号光分配成n路信号光进行输出；
监测光波段波分复用模块，用于接收所述监测信号光，并根据所述监测信号光对应识别所述n个待监测光纤链路中某一个待监测光纤链路并将所述监测信号光进行输出；
n个第三波分复用模块，每一个所述第三波分复用模块用于对应接收每一路通信信号光及所述监测信号光，并将所述通信信号光及所述监测信号光对应耦合至每一个待监测光纤链路进行输出；
其中，所述监测信号收发模块通过调节所述监测光束的监测波长，实现对n个待监测光纤链路中每一个待监测光纤链路的工作状态实时扫描，最终实现对n个待监测光纤链路质量在线监测；且n≥1。
2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述监测信号收发模块包括：
可调谐激光器、环形器、控制及信号处理单元及光探测器；
所述可调谐激光器分别与所述环形器及所述控制及信号处理单元连接；所述控制及信号处理单元通过所述光探测器与所述环形器连接；所述环形器与所述第一波分复用模块连接。
3.根据权利要求1所述的***，其特征在于：
所述第一波分复用模块是能够实现双路输入、单路输出的第一阵列波导光栅分波器或第一滤波片式波分复用器；
和/或，
所述第二波分复用模块是能够实现单路输入、双路输出的第二阵列波导光栅分波器或第二滤波片式波分复用器；
和/或，
所述第三波分复用模块是能够实现双路输入、单路输出的第三阵列波导光栅分波器或第三滤波片式波分复用器。
4.根据权利要求1所述的***，其特征在于：
所述监测光波段波分复用模块是能够实现单路输入、由n路输出端口中任意一路端口输出的第四阵列波导光栅分波器或第四滤波片式波分复用器。
5.根据权利要求1所述的***，其特征在于：
当所述***适用于WDM模式时，所述光分路模块是n路通信波段阵列光分波器；所述第二波分复用模块将所述监测光束与所述工作光束进行分波处理；通信信号光进入n路通信波段阵列光分波器，并由n路通信波段阵列光分波器分配成n路信号光进行输出。
6.根据权利要求1所述的***，其特征在于：
当所述***适用于TDM模式时，所述光分路模块是光分路器；所述第二波分复用模块将所述监测光束与所述工作光束进行分波处理；通信信号光进入光分路器，并由光分路器分配成n路信号光进行输出。
7.一种在线监测的组合设备，用于光纤链路质量在线监测，其基于如权利要求1所述的***，其特征在于包括：
监测信号收发模块、第一波分复用模块I、第一集成光频标签分路单元及n个第二集成光频标签分路单元；
所述第一波分复用模块I的输入端分别与所述监测信号收发模块及外界光线路终端的输出端连接；
所述第一集成光频标签分路单元包括：第二波分复用模块、光分路模块、监测光波段波分复用模块及n个第三波分复用模块；所述第二波分复用模块的输入端与所述第一波分复用模块I的输出端连接；所述第二波分复用模块的输出端分别与所述光分路模块的输入端、监测光波段波分复用模块的输入端连接；所述光分路模块的输出端分别与所述n个第三波分复用模块的输入端对应连接；所述监测光波段波分复用模块的输出端分别与所述n个第三波分复用模块的输入端对应连接；
所述第二集成光频标签分路单元包括：第一波分复用模块II及1个第一集成光频标签分路单元，且所述第二集成光频标签分路单元中第一波分复用模块II的输出端与所述第二集成光频标签分路单元中第一集成光频标签分路单元中的第二波分复用模块输入端连接；
与所述第一波分复用模块I连接的第一集成光频标签分路单元中的n个第三波分复用模块输出端分别与n个第二集成光频标签分路单元中的第一波分复用模块II的输入端一一对应连接。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于：
所述第一波分复用模块I是能够实现双路输入、单路输出的第五阵列波导光栅分波器或第五滤波片式波分复用器；
和/或，
所述第二波分复用模块II是能够实现双路输入、单路输出的第六阵列波导光栅分波器或第六滤波片式波分复用器。
9.根据权利要求7所述的设备，其特征在于：
每一个所述第二集成光频标签分路单元中第一集成光频标签分路单元中的第三波分复用模块的输出端与对应待监测光纤链路连接。
10.根据权利要求7所述的设备，其特征在于：
当所述设备适用于WDM-PON模式时，所述光分路模块是n路通信波段阵列光分波器；
或者，
当所述设备适用于TDM-PON模式时，所述光分路模块是光分路器。
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