TWI502906B - 主動式網路監控系統及其監控方法 - Google Patents

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Description

主動式網路監控系統及其監控方法
本發明係與一種網路監控系統有關，特別係與一種主動式的網路監控系統及其監控方法有關。
隨著全球網際網路的成長、通訊方式趨向多元化，且全球電信市場增加建設，使得通訊量急遽增加，因此被動式光網路(Passive Optical Network,PON)、點對多點(point-to-multipoint,P2MP)及光纖到家(Fiber to The Home,FTTH)的網路架構及協定，已成為寬頻光纖接取網路的最佳選擇。被動式光網路(Passive Optical Network,PON)，又稱為無源光纖網路，其特色係為不用電源就可以完成訊號處理，就像家裡的鏡子，不需要電就能反射影像。除了光路終端設備需要用到電以外，其中係以光纖來完成傳輸。
然而，目前偵測被動式光網路的光纖斷點位置之技術大多使用光時域反射器(Optical Time Domain Reflectometer,OTDR)。而被動式光網路在偵測光纖斷點時，需要使用大量的光纖光柵濾波器(Fiber Bragg Grating,FBG)、光循環器及可調式雷射(Tunable Laser)光源等光學元件。因光學元件的成本高，使得被動式光網路的偵測方式在大量佈建時難以商用化。
因此，需設計一種可主動偵測光網路的監控模組，並且減少光學元件的使用，以大幅降低整個光網路的成本。
本發明之一目的在於提供一種網路監控系統，以利用廉價的單晶片及雷射二極體取代高成本的光學元件來降低成本花費。
本發明之另一目的在於提供一種可主動即時偵測光網路的網路監控方法。
為了達到上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本發明提供一種主動式網路監控系統，其係用於偵測一機房端之一光路終端機及一用戶端之一光網路單元之間的網路連線異常位置。主動式網路監控系統包括一第一監控模組、一光分歧器及一第二監控模組。第一監控模組設置於機房端，其具有一第一處理器、一第一雷射二極體及一光時域反射儀。其中第一雷射二極體及光時域反射儀連接於第一處理器。光分歧器具有一接收端及一發射端，接收端連接於第一監控模組。第二監控模組設置於用戶端，其具有一第二處理器及一第二雷射二極體，第二雷射二極體連接第二處理器，且第二監控模組連接於光分歧器之發射端。
在一實施例中，機房端及光分歧器之接收端之間係以光纖連接。
在一實施例中，用戶端及光分歧器之發射端之間係以光纖連接。
在一實施例中，第一處理器及第二處理器係例如為一八位 元之單晶片。
在一實施例中，主動式網路監控系統更包括一第一分波多工器及一第二分波多工器，第一分波多工器係設置於機房端及光分歧器之接收端之間，第二分波多工器係設置於用戶端及該光分歧器之該射端之間。
在一實施例中，第一監控模組具有一顯示器，顯示器係用於顯示主動式網路監控系統的監控結果。
本發明的主動式網路監控方法提供一如上述之主動式網路監控系統，主動式網路監控方法包括以下步驟：第一監控模組之第一處理器產生一數位訊號傳送至第一雷射二極體；第一雷射二極體將數位訊號調變成為一光訊號，並經由光纖及光分歧器傳送至光網路單元之第二監控模組；第二監控模組之第二雷射二極體接收光訊號後，將光訊號轉換回數位訊號傳送至第二處理器；第二處理器產生用戶端之識別訊號回傳號至第二雷射二極體，第二雷射二極體將識別訊號轉換回光訊號並傳送至光路終端機。
在一實施例中，主動式網路監控方法更包括複數個光訊號，第二雷射二極體將該等光訊號傳送回機房端時，每兩光訊號之間具有一等長的間隔時間。
在一實施例中，主動式網路監控方法更包括複數個第二監控模組，第一監控模組係對每一第二監控模組輪流監控。
在一實施例中，當主動式監控系統存在一連線異常位置 時，主動式網路監控方法更包括：第一監控模組傳送光訊號至連線異常位置；機房端確認無接收到用戶端回傳之該識別訊號，使顯示器顯示主動式監控系統具有連線異常位置；第一處理器傳送一控制訊號以驅動光時域反射儀，光時域反射儀傳送一光脈衝訊號至連線異常位置。
有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是用於參照隨附圖式的方向。因此，該等方向用語僅是用於說明並非是用於限制本發明。
請參閱圖1，其係為本發明之一實施例的主動式網路監控系統1。本發明之主動式網路監控系統1係用於偵測一機房端100之一光路終端機110，以及一用戶端200之一光網路單元210之間的網路連線異常位置。本發明之主動式網路監控系統1包括一第一監控模組120、一光分歧器300及一第二監控模組220。第一監控模組120係設置於該機房端100，其具有一第一處理器130、一第一雷射二極體140及一光時域反射儀150。其中第一雷射二極體140及光時域反射儀150係連接於第一處理器130。光分歧器300係具有一接收端310及一發射端320，接收端310係連接於第一監控模組120。第二監控模組220係設置於用戶端200，其具有一第二處理器230及一第 二雷射二極體240，第二雷射二極體240係連接至第二處理器230，且第二監控模組220係連接於光分歧器300之發射端320。
請繼續參照圖1，主動式網路監控系統1之機房端100及光分歧器300之接收端310之間係以一光纖400來連接，用戶端200及光分歧器300之發射端320之間亦係以光纖400連接。主動式網路監控系統1更包括一第一分波多工器510，其係設置於機房端100及光分歧器300之接收端310之間。第一分波多工器510係連接至光路終端機110及第一監控模組120，並將光路終端機110及第一監控模組120所提供之光訊號匯入至同一條光纖400；而反向則將同一條光纖400中不同波長的光訊號還原，並傳送至光路終端機110及第一監控模組120。主動式網路監控系統1更包括一第二分波多工器520，其係設置於用戶端200及光分歧器300之發射端320之間。第二分波多工器520係連接至光網路單元210及第二監控模組220，並將光纖400中不同波長的光訊號傳送至光網路單元210及第二監控模組220；而反向則是將光網路單元210及第二監控模組220所提供的光訊號匯入至同一條光纖400。並且，主動式網路監控系統1之第一監控模組120係設有一顯示器160，其係用於顯示主動式網路監控系統1的監控結果。
如圖2所示，其係為本發明之一實施例的主動式網路監控系統1a。主動式網路監控系統1a係具有一個第一監控模組120、三十二個第二監控模組(220#1~220#32)、以及一光分歧 器300。其中光分歧器300係具有一個接收端310及三十二個發射端320，該等發射端320係對應至每一第二監控模組220。第一處理器130及第二處理器230可以例如為一8051單晶片。第一雷射二極體140及第二雷射二極體240，可以例如為一具有發射及接收功能的雙向窄頻法布里-珀羅雷射二極體(Fabry-Perot laser diode)，且雷射二極體140、240所提供之光訊號之波長，以及光時域反射儀提供之光脈衝訊號之波長均係較佳地為介於1600至1650奈米之間。
如圖3及圖4所示，其係為本發明之一實施例的主動式網路監控方法(S1)。本發明之主動式網路監控方法(S1)係提供一如上述之主動式網路監控系統1a，且該主動式網路監控方法(S1)包括以下步驟：
步驟(S110)：第一監控模組120之第一處理器130，可以產生一8位元數位訊號00000001並傳送至第一雷射二極體140。
步驟(S120)：第一雷射二極體140會將數位訊號00000001調變成為一光訊號，並經由光纖400及光分歧器300傳送至每一第二監控模組(220#1~220#32)。
步驟(S130)：此時僅有第二監控模組220#1之第二雷射二極體240#1會接收光訊號，並將光訊號轉換回數位訊號00000001且傳送至第二處理器230#1。
步驟(S140)：第二處理器230#1會將數位訊號00000001 進行反相運算以產生第二監控模組220#1之識別訊號11111110，並將識別訊號11111110回傳至第二雷射二極體240#1，第二雷射二極體240#1會將識別訊號11111110轉換回光訊號並傳回第一監控模組120，進而使得機房端100確認第一監控模組120至第二監控模組220#1之間的光纖400連線正常。
步驟(S150)：第一監控模組120之第一處理器130產生一8位元數位訊號00000010並傳送至第一雷射二極體140，接著重複步驟(S110)到(S140)。表(一)為數位訊號傳送到的第二監控模組220及其回傳對應的識別訊號。
主動式網路監控方法(S1)係由機房端100之第一監控模組120，來對每一個用戶端200之第二監控模組(220#1~220#32) 輪流進行偵測，因此我們將主動式網路監控方法(S1)稱為一對一(One-by-One)監控方法。
如圖5及圖6所示，其係為本發明之一實施例的主動式網路監控方法(S2)。主動式網路監控方法(S2)係提供主動式網路監控系統1a，同時參考光路終端機110會將ID number指配給每一光網路單元210，並對每一個第二監控模組(220#1~220#32)設定一個識別碼，主動式網路監控方法(S2)包括以下步驟：
步驟(S210)：第一監控模組120之第一處理器130會產生一8位元數位訊號11111110，並傳送至第一雷射二極體140。
步驟(S220)：第一雷射二極體140會將數位訊號11111110調變成為一光訊號，並經由光纖400及光分歧器300而傳送至每一第二監控模組(220#1~220#32)。
步驟(S230)：每一個第二處理器(230#1~230#32)會依據已進行設定之識別碼而產生8位元識別訊號，至第二雷射二極體(240#1~240#32)。
步驟(S240)：第二雷射二極體(240#1~240#32)會將該些識別訊號調變成光訊號，並且依識別碼順序而將光訊號回傳至第一監控模組120，其中每一光訊號之間的回傳間隔為0.005秒，第二監控模組220對應的識別碼以及其等之回傳光訊號的延遲時間可參考表(二)。
步驟(S250)：第一監控模組120在依序收到32組識別碼後，便可使機房端100確認第一監控模組120至第二監控模組(220#1~220#32)之間的光纖400連線正常。
主動式網路監控方法(S2)係將每一個光訊號間隔一等長的時間傳輸，以使得每一個光訊號之間不互相干擾以至於難以辨識，因此我們將主動式網路監控方法(S2)稱為分時多工(Time division multiple access,TDMA)監控方法，又稱作分時多址或分時多重進接。
如圖7所示，其係為本發明之一實施例的主動式網路監控方法(S3)。本發明之主動式網路監控方法(S3)係提供一主動式網路監控系統1a，並且當主動式監控系統1a存在一連線異常位置600時，主動式網路監控方法(S3)包括以下步驟：
步驟(S310)：第一處理器130會產生一數位訊號並傳送至第一雷射二極體140，第一雷射二極體140會將數位訊號調變 成為一光訊號，並經由光纖400及光分歧器300而傳送至連線異常位置600。
步驟(S320)：機房端100在確認未接收到用戶端200所回傳之識別訊號後，會使顯示器160顯示主動式監控系統1a具有連線異常位置600。
步驟(S330)：第一處理器130會傳送一控制訊號以驅動光時域反射儀150，而光時域反射儀150會傳送一光脈衝訊號至連線異常位置600，並將光脈衝訊號反射至光時域反射儀150，以使得光時域反射儀150得以藉由反射的光脈衝訊號來計算連線異常位置600。
本發明之主動式網路監控系統1a與既有技術的被動式光網路系統相比，可以利用廉價的8051單晶片(第一處理器130)以及雷射二極體來取代光纖光柵濾波器、光循環器及可調式雷射光源等高成本的光學元件，藉此可以大幅度的降低成本。在主動式網路監控方法(S1)、(S2)及(S3)中，運用廉價的8051單晶片以及具有發射及接收功能的雙向窄頻法布里-珀羅雷射二極體，來達到機房端100及用戶端200之間雙向主動監控的效果。而既有技術的光時域反射儀係屬於被動機制，在本發明的主動式網路斷點監控方法(S3)中，亦利用了8051單晶片來使得光時域反射儀，達到主動監控光纖連線異常位置的目的。
1、1a‧‧‧主動式網路監控系統
100‧‧‧機房端
110‧‧‧光路終端機
120‧‧‧第一監控模組
130‧‧‧第一處理器
140‧‧‧第一雷射二極體
150‧‧‧光時域反射儀
160‧‧‧顯示器
200‧‧‧用戶端
210‧‧‧光網路單元
220、(220#1~220#32)‧‧‧第二監控模組
230、(230#1~230#32)‧‧‧第二處理器
240、(240#1~240#32)‧‧‧第二雷射二極體
300‧‧‧光分歧器
310‧‧‧接收端
320‧‧‧發射端
400‧‧‧光纖
510‧‧‧第一分波多工器
520‧‧‧第二分波多工器
600‧‧‧連線異常位置
圖1，為本發明之一實施例的主動式網路監控系統。
圖2，為本發明之一實施例的主動式網路監控系統。
圖3及圖4，為本發明之一實施例的主動式網路監控方法。
圖5及圖6，為本發明之一實施例的主動式網路監控方法。
圖7，其係為本發明之一實施例的主動式網路斷點監控方法。
1‧‧‧主動式網路監控系統
100‧‧‧機房端
110‧‧‧光路終端機
120‧‧‧第一監控模組
130‧‧‧第一處理器
140‧‧‧第一雷射二極體
150‧‧‧光時域反射儀
160‧‧‧顯示器
200‧‧‧用戶端
210‧‧‧光網路單元
220‧‧‧第二監控模組
230‧‧‧第二處理器
240‧‧‧第二雷射二極體
300‧‧‧光分歧器
310‧‧‧接收端
320‧‧‧發射端
400‧‧‧光纖
510‧‧‧第一分波多工器
520‧‧‧第二分波多工器

Claims (5)

  1. 一種主動式網路監控方法，其用於偵測一機房端之一光路終端機，以及一用戶端之一光網路單元之間的連線異常，該主動式網路監控方法包括以下步驟：於該機房端設置一第一監控模組，其中該第一監控模組具有一第一處理器、一第一雷射二極體及一光時域反射儀，並且，於該用戶端設置一第二監控模組，其中該第二監控模組具有一第二處理器及一第二雷射二極體；提供一光分歧器，其具有一接收端及一發射端，該接收端連接於該第一監控模組，該發射端連接於該第二監控模組；該第一監控模組之該第一處理器產生一數位訊號，並將該數位訊號傳送至該第一雷射二極體，其中該數位訊號的內容包括一識別碼順序；該第一雷射二極體將該數位訊號調變成為一第一光訊號，並經由該光纖及該光分歧器傳送至該用戶端之該第二監控模組；該第二監控模組之該第二雷射二極體接收該第一光訊號後，將該第一光訊號轉換回該數位訊號傳送至該第二處理器；該第二處理器將該數位訊號進行反相運算而產生該用戶端之一識別訊號，並將該識別訊號通過該第二雷射二極體，而依照該識別碼順序傳送至該機房端；若該第一監控模組確認沒有接收到由該第二雷射二極體所 傳來的該識別訊號，則判斷該用戶端與該機房端之間存在一連線異常位置；該第一處理器傳送一控制訊號以驅動該光時域反射儀，該光時域反射儀提供一光脈衝訊號並將其傳送至該連線異常位置，其中該光脈衝訊號的波長範圍介於1600至1650奈米之間；以及該光時域反射儀藉由該連線異常位置所反射回來的該光脈訊號，來計算該連線異常位置。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之主動式網路監控方法，更包括：提供複數個第二監控模組；以及該第一監控模組係對每一該第二監控模組輪流監控。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之主動式網路監控方法，更包括：設置一顯示器於第一監控模組中；當該第一監控模組確認沒有接收到由該第二雷射二極體所傳來的該識別訊號時，使該顯示器顯示該連線異常位置。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之主動式網路監控方法，更包括：該第二雷射二極體將複數識別訊號轉換成複數個第二光訊號；以及該第二雷射二極體將該等光訊號傳送回該機房端時，每兩該第二光訊號之間具有一等長的間隔時間。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之主動式網路監控方法，其中該第一雷射二極體所提供的該第一光訊號及該第二雷射二極體所提供的該第二光訊號，其波長範圍皆介於1600至1650奈米之間。
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