CN101056144A - 一种光线路终端端口诊断系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光线路终端端口诊断系统和方法，其中系统包括：至少一个待测光线路终端端口，用于向光网络单元收发业务数据；测试光网络单元，用于向待测光线路终端端口收发诊断信号；光路选择器，用于从与待测光线路终端端口对应的至少一条光路中选择一条光路与测试光网络单元相连；控制单元，用于控制待测光线路终端端口、测试光网络单元以及光路选择器对待测光线路终端端口的故障进行诊断。采用本发明在不需要断开现有业务连接另外增加网络分析仪器的情况下，能够对多个光线路终端端口进行在线故障诊断，提高了故障诊断的速度和效率，降低了维护成本。

Description

一种光线路终端端口诊断系统和方法

技术领域

本发明涉及光网络领域，具体地讲涉及到一种光线路终端端口诊断系统和方法。

背景技术

目前，宽带接入网络的规模越来越大，以以太网接入网络为例，现有的大部分局域网(Local Area Network，LAN)都运行在传输速率为100Mbit/s的网络上，许多大规模的商业公司的局域网已经使用了吉比特以太网络(GigabitEthernet，GE)。在城域核心网和城域边缘网上，由于光传输技术和设备的广泛应用，带宽容量非常充裕，能够满足大容量、高带宽业务的传输，但是接入网部分有着严重的带宽瓶颈。因此，在实际应用中，就要求作为宽带网络的“最后一公里”的新型的接入网具有容量大、成本低、结构简单以及便于实现的特点，这给技术实现带来了很大的挑战。由于光纤传输与电缆传输相比较具有容量大、损耗小、防电磁干扰能力强等优势，因此，光纤传输技术成为接入网技术发展必然的趋势。而在这些光纤接入网技术中，无源光网络(Passive Optical Network，PON)采用了无源器件，是实现宽带光接入网最有潜力的技术。

无源光网络是指接入用户的光纤配线网中，中间部分不含有任何有源电子设备，全部由光分路器等无源器件实现用户信号的汇聚上行和广播下行。它在光分配网络(Optical Distribution Network，ODN)中采用了无源光器件，用光纤作为传输介质，具有带宽高、防电磁干扰能力强、损耗低、成本小，结构简单等特点。近年内，各种PON技术已逐渐进入了大规模的商用阶段。

如图1所示，无源光网络通常是由位于中心局(Centre Office，CO)的光线路终端(Optical Line Terminal，OLT)和一系列位于用户驻地的光网络单元(Optical Network Unit，ONU)构成，在这些器件中间是由光纤、无源分光器或耦合器构成的光配线网络ODN。用户的业务分别通过光网络单元ONU接入，然后在光分配网络ODN上汇聚，最后被发送到光线路终端OLT。在一个无源光网络中，可从中心局连接单根光纤到宽带业务子区或办公园区，然后再用无源分光器或耦合器从主光纤分离出若干支路到各个大楼或业务设备上。该方式可使多个用户共享从中心局到用户驻地这段相对昂贵的光纤链路，因而极大降低了光纤到楼(FTTB)和光纤到户(FTTH)的使用成本。

无源光网络提供了一种经济有效的接入手段，但是，无源光网络通常都是采用单一的树型拓扑结构，这种树型结构对各种故障无保护和恢复的措施，也缺少定位故障的手段，在这种情况下，如果设备或者链路发生故障，尤其是光线路终端端口发生故障并长时间得不到恢复，用户的业务就会收到严重的影响。所以，如何在无源光网络中的光线路终端出现故障的时候快速地对故障进行诊断就变得非常重要。

在现有技术中，主要是采用在光线路终端OLT和光网络单元ONU或光网络单元ONT之间插入网络分析仪的方法对光线路终端OLT的故障进行诊断。如图2所示，其中实线为工作通道，虚线为测试通道，当需要对光线路终端OLT进行故障诊断时，将局端的OLT与位于用户驻地的ONU连接的光纤链路断开，在局端接入一个测试ONU，然后通过跨接在两者之间的网络分析仪向上行和下行分别发送数据包，分析丢包情况再来确定系统工作是否正常。

虽然该现有技术能够有效地对光线路终端OLT的故障进行诊断，但是由于其需要断开业务连接并且需要增加专门测试仪器，存在以下一些缺点：

1.成本比较高。需要专门的网络分析仪，提高了网络维护的成本。

2.诊断速率慢，操作维护不方便。诊断时需要断开待测光线路终端OLT端口的连接，并需要增加网络分析仪，不能够实现在线诊断，诊断速率比较慢，而且操作维护很不方便。

3.诊断效率低。由于每次只能对一个光线路终端OLT端口进行故障诊断，当有较多的光线路终端OLT端口需要诊断时，诊断的效率就会很低。

发明内容

本发明解决的技术问题是提出一种光线路终端端口诊断系统和方法，以实现在不需要另外增加网络分析仪器的情况下对多个无源光网络端口进行在线故障诊断。

为解决上述问题，本发明提出了一种光线路终端端口诊断系统，包括：

至少一个待测光线路终端端口，用于向光网络单元收发业务数据；

测试光网络单元，用于向待测光线路终端端口收发诊断信号；

光路选择器，与至少一个待测光线路终端端口和测试光网络单元相连，用于从与所述待测光线路终端端口对应的至少一条光路中选择一条光路与测试光网络单元相连；

控制单元，与待测光线路终端端口、测试光网络单元以及光路选择器相连，用于控制所述的待测光线路终端端口、测试光网络单元以及光路选择器对待测光线路终端端口的故障进行诊断。

其中，所述的光路选择器包括：

光分路器，与至少一个待测光线路终端端口、光路选择开关和光网络单元相连，用于将从所述待测光线路终端端口接收的光信号分别分发到光路选择开关和光网络单元上；

光路选择开关，与光分路器和测试光网络单元相连，用于从接收的光信号支路中选择一条支路，并将该所选支路和与测试光网络单元相连的连接导通。

其中，所述的光路选择开关还与控制单元相连，在所述控制单元的控制下从接收的光信号支路中选择一条支路。

其中，所述的光路选择开关为多选一光开关矩阵。

同时，本发明也提出一种无源光网络端口诊断方法，包括步骤：

a)从与至少一个待测光线路终端端口相连的连接中选择一条连接与测试光网络单元相连；

b)控制单元通过测试光网络单元对待测光线路终端端口的故障进行诊断。

其中，步骤a)进一步包括步骤：

a1)将与至少一个待测光线路终端端口分别相连的光路分为用于传送业务的光支路和用于传送诊断信号的光支路；

a2)从所述的用于传送诊断信号的光支路中选择一条光支路与测试光网络单元相连。

其中，步骤a1)是指通过一分二光分路器将与至少一个待测光线路终端端口分别相连的光路分为用于传送业务的光支路和用于传送诊断信号的光支路。

其中，步骤a2)是指通过光路选择开关从所述的用于传送诊断信号的光支路中选择一条光支路与测试光网络单元相连。

其中，其特征在于步骤b)之前还包括步骤：

控制单元向所述的待测光线路终端端口下发测试光网络单元的信息。

其中，步骤b)进一步包括步骤：

b1)控制单元控制所述的待测光线路终端端口和所述的测试光网络单元分别向对方发送诊断信号；

b2)控制单元分别对所述测试光网络单元和所述的待测光线路终端端口接收的诊断信号进行分析，诊断光线路终端故障。

其中，所述的光路选择开关为多选一的光开关矩阵。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1.本发明只需要在在光线路终端增加控制单元，不要另外增加网络分析仪器，降低了网络维护的成本；

2.本发明能够在线对端口进行故障诊断，不需要断开光线路终端OLT端口的连接，方便了维护，提高了对端口诊断的速度；

3.本发明在控制单元的控制下可以对多个光线路终端OLT端口进行诊断，当有较多的光线路终端OLT端口需要诊断时，大大提高了故障诊断的效率。

附图说明

图1是无源光网络的拓扑结构图；

图2是现有技术光线路终端端口诊断原理示意图；

图3是本发明光线路终端端口诊断系统结构示意图；

图4是本发明光线路终端端口诊断系统光路选择器结构示意图；

图5是本发明光线路终端端口诊断方法流程图。

具体实施方式

下面根据附图对本发明的实施例作出详细的说明。

如图3所示，本发明所述的光线路终端端口诊断系统主要包括以下单元：

至少一个待测光线路终端OLT端口，用于向光网络单元ONU收发业务数据；

测试光网络单元ONU，用于向待测OLT端口收发诊断信号；

光路选择器，与至少一个待测OLT端口和测试ONU相连，用于从与待测OLT端口对应的光路中选择一条光路与测试ONU相连；

控制单元，与待测OLT端口、测试ONU以及光路选择器相连，用于控制待测OLT端口、测试ONU以及光路选择器对待测OLT端口的故障进行诊断。

下面对上述的系统进行具体地描述。

在OLT设备中，OLT端口也即为向远端的ONU收发用户业务数据的端口，通常每个OLT设备有多个OLT端口，每个OLT端口与一个远端ONU设备对应。

光路选择器，包括光分路器和光路选择开关，在实际设备应用中，光路选择开关表现为光开关矩阵。

如图4所示，光分路器与OLT设备的待测OLT端口、ONU和光路选择开关相连，将从待测OLT端口接收的光信号分发为两条支路，一条支路的光信号为传送业务的光信号，被分发到远端ONU上，另一条支路的光信号为诊断光信号，被分发到光开关矩阵。其中，用来传送业务的光信号的强度占OLT端口所发送的光信号的总强度的绝大部分，而诊断光信号的强度只占OLT端口所发送的光信号的总强度的小部分，不会对用户的正常业务产生干扰。例如，在基于以太网的无源光网络PON(Ethernet over PON，EPON)中，根据整个EPON系统光通路衰减和光器件接收灵敏度的特点，如果光分路器采用1分2非均匀分光的光分路器，一路分总光量的97％，一路分总光量的3％，增加一个这样的器件，整个系统光通路只增加0.13dB的衰减，不会影响系统的光通路性能。

光开关矩阵为多选一光开关矩阵，它与光分路器、测试ONU和控制单元相连，在控制单元的控制下从由光分路器分发的与测试OLT端口对应的多路光支路信号中选择一条支路，并将其和与测试ONU相连的连接导通。

测试光网络单元ONU与光开关矩阵和控制单元相连，它可以作为一个模块内置于光线路终端OLT设备中。测试ONU能够实现远端ONU设备的功能，用来模拟远端的ONU，并通过光开关矩阵建立的连接向待测OLT端口发送或者从待测OLT端口接收诊断光信号。

控制单元是整个系统的中枢，与待测OLT端口、光开关矩阵和测试ONU相连。当需要对某个OLT端口进行诊断时，控制单元首先将测试ONU的基本信息下发到待测的OLT端口，然后控制光开关矩阵将与该待测OLT端口对应的光支路与测试ONU建立连接，当待测OLT端口与测试OUN的连接建立起来之后，待测OLT端口与测试ONU分别向对端发送诊断信号并统计各自接收到对方所发送的诊断信号，最后，控制单元通过对统计数据的分析，在此基础上，对OLT端口的故障作出判断。

此外，本发明还提供了一种光线路终端端口诊断方法，下面是对本发明的实施例的介绍。如图5所示，该无源光网络诊断方法主要包括以下步骤：

10)确定需要诊断的待测OLT端口。

20)控制单元通过控制信号向光开关矩阵下发控制命令，将与待测OLT端口对应的由光分路器分发的光支路与与测试ONU连接的支路导通，建立起待测OLT端口到测试ONU之间的连接。

待测OLT端口与测试ONU之间的连接建立起来之后，在从OLT到测试ONU的下行方向，诊断光信号按OLT端口、光分路器光、开关矩阵、测试ONU的方向传送。待测OLT端口发送的光信号通过1分2非均匀分光的光分路器，分光比大的支路作为工作通道，分光比小的支路作为与光开关矩阵相连的诊断通道；光开光矩阵根据控制单元的命令将与待测OLT端口对应的光支路与与测试ONU连接的支路导通。类似地，在从测试ONU到OLT的上行方向，诊断光信号则按测试ONU、光开关矩阵、光分路器、OLT端口的方向传送。ONU发送的诊断光信号通过光开关矩阵建立的连接通路，再经过光分路器到OLT。这样，在测试ONU和待测OLT端口之间就为诊断光信号提供了一条通路。

30)控制单元向待测OLT端口下发测试ONU的信息。

40)控制单元控制待测OLT端口和测试ONU分别向对方发送诊断报文，并且统计所发送的诊断报文和接收的诊断报文。

50)控制单元对统计所得数据进行分析，判断OLT端口是否故障，并确定故障点和故障类型，从而实现OLT的在线诊断。

如果上述方法使用于基于以太网的无源光网络(Ethernet over PON，EPON)中，根据整个EPON系统光通路衰减和光器件接收灵敏度的特点，光分路器选用1分2非均匀分光的光分路器，一路分总光量的97％，一路分总光量的3％，增加一个这样的器件，整个系统光通路只增加0.13dB的衰减，不会影响系统的光通路性能。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种光线路终端端口诊断系统，包括：

至少一个待测光线路终端端口，用于向光网络单元收发业务数据；

测试光网络单元，用于向待测光线路终端端口收发诊断信号；

其特征在于，还包括：

光路选择器，与至少一个待测光线路终端端口和测试光网络单元相连，用于从与所述待测光线路终端端口对应的至少一条光路中选择一条光路与测试光网络单元相连；

控制单元，与待测光线路终端端口、测试光网络单元以及光路选择器相连，用于控制所述的待测光线路终端端口、测试光网络单元以及光路选择器对待测光线路终端端口的故障进行诊断。

2.如权利要求1所述的光线路终端端口诊断系统，其特征在于，所述的光路选择器包括：

光分路器，与至少一个待测光线路终端端口、光路选择开关和光网络单元相连，用于将从所述待测光线路终端端口接收的光信号分别分发到光路选择开关和光网络单元上；

光路选择开关，与光分路器和测试光网络单元相连，用于从接收的光信号支路中选择一条支路，并将该所选支路和与测试光网络单元相连的连接导通。

3.如权利要求2所述的光线路终端端口诊断系统，其特征在于，所述的光路选择开关还与控制单元相连，在所述控制单元的控制下从接收的光信号支路中选择一条支路。

4.如权利要求2所述的光线路终端端口诊断系统，其特征在于，所述的光路选择开关为多选一光开关矩阵。

5.一种光线路终端端口诊断方法，其特征在于，包括步骤：

a)从与至少一个待测光线路终端端口相连的连接中选择一条连接与测试光网络单元相连；

b)控制单元通过测试光网络单元对待测光线路终端端口的故障进行诊断。

6.如权利要求5所述的光线路终端端口诊断方法，其特征在于，步骤a)进一步包括步骤：

a1)将与至少一个待测光线路终端端口分别相连的光路分为用于传送业务的光支路和用于传送诊断信号的光支路；

a2)从所述的用于传送诊断信号的光支路中选择一条光支路与测试光网络单元相连。

7.如权利要求6所述的光线路终端端口诊断方法，其特征在于，所述步骤a1)具体包括：通过一分二光分路器将与至少一个待测光线路终端端口分别相连的光路分为用于传送业务的光支路和用于传送诊断信号的光支路。

8.如权利要求6所述的光线路终端端口诊断方法，其特征在于所，步骤a2)具体包括：通过光路选择开关从所述的用于传送诊断信号的光支路中选择一条光支路与测试光网络单元相连。

9.如权利要求5所述的光线路终端端口诊断方法，其特征在于步骤b)之前还包括：

控制单元向所述的待测光线路终端端口下发测试光网络单元的信息。

10.如权利要求5或9所述的光线路终端端口诊断方法，其特征在于，步骤b)进一步包括：

b1)控制单元控制所述的待测光线路终端端口和所述的测试光网络单元分别向对方发送诊断信号；

b2)控制单元分别对所述测试光网络单元和所述的待测光线路终端端口接收的诊断信号进行分析，诊断光线路终端故障。

11.如权利要求8所述的光线路终端端口诊断方法，其特征在于，所述的光路选择开关为多选一的光开关矩阵。

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