[发明专利]一种快速检测时分复用光网络链路故障的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及光纤通信网络故障检测技术，具体是一种快速检测时分复用光网络链路故障的装置及方法。

背景技术

时分复用无源光网络（TDM-PON，Time Division Multiplexed Passive Optical Network）的通信速率已经达到100Gbps。对于高速率的通信，一旦通信中断，丢失的信息将难以计数。如果能提早一秒钟检测定位网络故障，就能避免数百Gbit信息丢失。因此，时分复用无源光网络的故障检测显得尤为重要。

目前常用的时分复用无源光网络故障检测方法是使用光时域反射仪（OTDR，Optical Time-Domain Reflectometry）对所有支路逐条检测。此种检测方法由于自身原理所限，存在空间分辨率低、结构复杂、灵敏度低、动态范围小的问题。中国专利ZL201410515353.5公开了一种监测时分复用光网络链路故障的装置及方法。此种检测技术有效解决了上述检测方法空间分辨率低、结构复杂、灵敏度低、动态范围小的问题，但其由于自身原理所限，存在计算数据量大、检测速度低的问题。基于此，有必要发明一种全新的时分复用无源光网络故障检测技术，以解决现有时分复用无源光网络故障检测技术计算数据量大、检测速度低的问题。

发明内容

本发明为了解决现有时分复用无源光网络故障检测技术计算数据量大、检测速度低的问题，提供了一种快速检测时分复用光网络链路故障的装置及方法。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种快速检测时分复用光网络链路故障的装置，包括时分复用光网络和检测装置；

所述时分复用光网络包括光端机（OLT，Optical Line Terminal）、馈线光纤、1分n+1路的分光器、n+1根光纤、n个光网络单元（ONU，Optical Network Unit）；n+1根光纤中最短的1根光纤作为参考支路光纤，其余n根光纤均作为支路光纤；光端机通过馈线光纤与分光器的公共口连接；分光器的n+1个分光口中与参考支路光纤连接的1个分光口定义为第1分光口，其余n个分光口分别定义为第2至第n+1分光口；分光器的第2至第n+1分光口通过n根支路光纤与n个光网络单元的入射端面一一对应连接；第1根支路光纤的长度大于参考支路光纤的长度；第i+1根支路光纤的长度大于第i根支路光纤的长度；第1根支路光纤的长度与第n根支路光纤的长度之差小于等于第1根支路光纤的长度与参考支路光纤的长度之差的十分之一；第n根支路光纤的长度与参考支路光纤的长度之差小于L米；L为设定的检测长度；其中，L小于等于S的千分之一；S为无隔离器的半导体激光器距第n+1个光反馈装置的距离；i为正整数，且1≤i≤n-1；

所述检测装置包括无隔离器的半导体激光器、耦合器、光耦合装置、光电探测器、信号采集处理装置、n+1个光反馈装置；无隔离器的半导体激光器与耦合器连接；耦合器的大比例输出端与光耦合装置的输入端连接，耦合器的小比例输出端与光电探测器的输入端连接；光耦合装置安装于馈线光纤上；光电探测器的输出端与信号采集处理装置的输入端连接；无隔离器的半导体激光器、耦合器、光耦合装置、光电探测器、信号采集处理装置均位于光端机一侧；第1个光反馈装置安装于参考支路光纤的末端，第2至第n+1个光反馈装置一一对应安装于第1至第n根支路光纤上；第2至第n+1个光反馈装置一一对应位于n个光网络单元一侧。

一种快速检测时分复用光网络链路故障的方法（该方法在本发明所述的一种快速检测时分复用光网络链路故障的装置中实现），该方法是采用如下步骤实现的：

1）当时分复用光网络铺设完成后，开始进行如下步骤：

1.1）无隔离器的半导体激光器发射激光；所发射的激光依次经耦合器、光耦合装置耦合入馈线光纤，并经分光器分入参考支路光纤和n根支路光纤，然后经n+1个光反馈装置原路返回至无隔离器的半导体激光器，使得无隔离器的半导体激光器产生非线性动态输出，非线性动态输出经耦合器传输至光电探测器，并经光电探测器转换为电信号后传输至信号采集处理装置；

1.2）信号采集处理装置接收t秒的电信号，并将接收到的电信号进行自相关计算，由此得到自相关曲线；其中t=L/v，v为激光在光纤中传播的速度；

1.3）此时，自相关曲线中除零点外在不同位置上存在多个相关峰；该多个相关峰根据位置分为两部分：一部分靠近零点的位置，该位置为本方法的干扰区域；另一部分远离零点的位置，该位置为本方法的有效区域；有效区域中的n个相关峰与n根支路光纤一一对应；