[发明专利]用于无源光网络（PON）中的故障发现的方法和装置

说明书

本申请是申请号为201080019452.4、申请日为2010年1月15日、发明名称为“用于无源光网络（PON）中的故障发现的方法和装置”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明一般涉及用于发现无源光网络（PON）中的故障的方法和装置。发现包括指示、标识以及定位PON中的故障。

背景技术

无源光网络（PON）是点对多点光纤网络体系结构，其中，无动力（即无源）分光器用于使得单个光纤能够服务多个住所。PON包括置于服务提供商的中心局的至少一个光线路终端（OLT）以及靠近PON的最终用户的多个光网络终端（ONT）。更罕见地，可以将OLT置于外部设备中，例如在街道机箱（street cabinet）中。PON的好处之一是，相比于点对点体系结构，可以减少需要的光纤和中心局设备的量。PON的另一个好处是，相比于金属介质网络，预期低得多的现场维护和故障管理成本。这些成本经常被称为“营运费用”。

为了实现更低的营运费用，重要的是能够容易地检测PON中的任何发生的故障。故障检测或故障指示应当使得PON的运营商能够断定故障是否在光纤网络中或在末端设备中发生，以及它是什么种类的故障（即标识）。还期望的是，得到故障发生在光纤网络的什么部分以及在光纤网络中的哪里的指示（即定位故障）。

在目前的故障管理解决方案中，通常使用光时域反射测量法（OTDR）。OTDR设备或OTDR仪器沿着光纤发送短脉冲并且检测来自那个光纤的背向反射或反向散射（back reflection or back scattering）。

光纤损耗中的一个重要因素是光的散射。

在光纤中，光在所有方向上—包括向后朝光源—散射。在OTDR设备或OTDR仪器中测量向后朝光源散射的光—即背向反射或反向散射。取决于光纤的情况和任何连接器的存在以及诸如此类，从光已经从OTDR设备/仪器发出，随着光沿着光纤通过，散射发生变化。随着脉冲沿着光纤通过，校准它的速度是可能的。通过这样做，OTDR设备/仪器将它在反向散射或背向反射的光中所“看到”的与光纤中的实际位置相关是可能的。因此，创建光纤中的任何点上的反向散射的光的量的显示是可能的。

通过分析反向散射的光，检测光纤中的任何故障—例如渗水、老化、有故障的连接器、接头、光纤弯曲、对光纤的挤压（crunch）等等—是可能的。任何这类情况都会影响光的散射。

OTDR设备或OTDR仪器通常是非常昂贵的，并且因此期望的是，使得尽可能少的OTDR设备来执行测量和分析。还期望的是，使用位于中心的局中的OTDR设备来执行测量，而不必将设备或仪器带入现场。但是，PON包括与高损耗关联的一个或更多功率分配器。因此，在两次通过这些分配器之后，OTDR信号被减弱，从而使得在这种分配器之后的故障的任何定位都非常困难。功率分配器越大，则与它关联的损耗越大。PON通常包括具有1:32或更高的分配率的功率分配器，使得在分配器之后的任何故障的定位不可能。最多，检测故障是可能的，但是定位它是不可能的。

同样，可以采用在用户侧的光功率测量以检测接收功率中的任何改变，但是，找到故障的原因或故障的位置将都是不可能的。

ONT还可以将状态消息发送回中心局，以便检测有故障的光纤、光学元件或有故障的ONT。但是，状态消息将仅仅指示故障可能已经发生，而找到故障的原因或故障的位置将都是不可能的。

发明内容

本发明的目的是，解决上面概述的问题中的至少一些问题。具体地，本发明的目的是使得能够发现无源光网络（PON）中的光纤的故障。

根据一个方面，提供了一种装置，其包括多级功率分配器，其中，至少一个1:N分配器后面是N项2:M分配器，其中，N和M是大于1的整数。该装置还包括光时域反射测量（OTDR）设备，其能够将OTDR信号插入到功率分配器中。OTDR设备适于将OTDR信号插入在由至少一个1:N分配器构成的第一级和第二N项2:M分配器之间。

这一装置具有若干优点。优点之一是，能够减少与每个分配操作关联的损耗。对于OTDR信号，跳过第一分配级，从而能够避免与其关联的损耗。因此，沿着光纤朝ONT传播的OTDR信号可以更强。另一个优点是，指示任何可能的（一个或多个）故障的背向反射/反向散射能够以更小的组被组合在一起，而非来自所有ONT的背向反射来到一个地方。

根据实施例，OTDR设备连接到光开关（OS），光开关（OS）有一个输入连接到OTDR设备的输出，并且有N*K个输出连接到N项2:M分配器的输入，其中，K是光线路终端（OLT）的数量。