用于無源光網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證以及用于末尾光纖臂中問題和故障的檢測的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于無源光網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證以及用于末尾光纖臂中問題和故障的檢測的系統(tǒng)，該系統(tǒng)適合于在安放于電話中心局中的OLT裝置和用戶設(shè)備或ONT之間的無源光網(wǎng)絡(luò)中使用，該系統(tǒng)包括光分路器或分束器，所述光分路器或分束器在向下方向上向在樹型分枝架構(gòu)內(nèi)的所有用戶分發(fā)光信號并且在向上方向上組合來自所有ONT的光信號。該系統(tǒng)基于已知為OLT仿真器和遠(yuǎn)程測試單元的一組裝置的加入，OLT仿真器和遠(yuǎn)程測試單元被接合至電話中心局和用戶的相對應(yīng)的接線盒以使得遠(yuǎn)程測試單元被定位成面對運(yùn)行中的OLT，該系統(tǒng)允許光網(wǎng)絡(luò)的末尾臂的認(rèn)證以及運(yùn)行中的PON網(wǎng)絡(luò)中問題和故障的檢測。
【專利說明】用于無源光網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證以及用于末尾光纖臂中問題和故障的檢測的系統(tǒng)
[0001]發(fā)明目的
如在本說明書的用語中表述的那樣，本發(fā)明涉及用于無源光網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證以及用于末尾光纖臂中問題和故障的檢測的系統(tǒng)，目的在于加入已知為OLT仿真器和遠(yuǎn)程測試單元(Remote Testing Unit,在下文中稱為RTU)的一組裝置,該一組裝置可以一起被安裝人員用于在第一部署階段認(rèn)證網(wǎng)絡(luò)的振鈴；其次，當(dāng)RTU面對運(yùn)行中的OLT時，可以在第二部署階段使用該一組裝置，以認(rèn)證末尾光纖臂(并且如果有的話，檢測反射的光功率水平)，以及第三，RTU還允許檢測運(yùn)行中的PON網(wǎng)絡(luò)中的問題和故障。
[0002]在實(shí)際實(shí)施例的變形中，在光訂戶壁上插座和用戶裝置或ONT (Optical NetworkTerminator,光網(wǎng)絡(luò)終端器)和遠(yuǎn)程測試單元(RTU)之間加入階梯稱合器(step coupler,SC)，這允許驗(yàn)證連接至光網(wǎng)絡(luò)的ONT的運(yùn)行功能。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本說明書描述了一種用于無源光網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證以及用于末尾光纖臂中問題和故障的檢測的系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以應(yīng)用于電信領(lǐng)域，并且更具體地應(yīng)用于無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)中的光纖和通信的測試。
【背景技術(shù)】
[0004]來自住宅用戶對于更高傳輸速率的不變追求連同接入架構(gòu)的單用戶成本降低一起，已經(jīng)使電信運(yùn)營商考慮利用全無源PON (Passive Optical Network,無源光網(wǎng)絡(luò))點(diǎn)對多點(diǎn)光纖架構(gòu)來取代基于常規(guī)的采集電話對的傳統(tǒng)點(diǎn)對點(diǎn)接入架構(gòu)。
[0005]同樣地，GPON(Gigabit-Capable Passive Optical Network,吉比特性能無源光網(wǎng)絡(luò))技術(shù)、EPON (Ethernet Passive Optical Network,以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò))及其在未來的速度變形(XGP0N-1，XGP0N-2，EPON NG)由于是來自共享媒體而允許提供給用戶提升的帶寬(高于100 Mbps)并包含網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施部署成本。
[0006]在無源光網(wǎng)絡(luò)中，在位于電話中心局中的0LT(0ptical Line Terminal,光線路終端)裝置和位于用戶住所處的用戶裝置或ONT (Optical Network Terminator,光網(wǎng)絡(luò)終端器)之間不存在有源裝置。
[0007]可替換地，引入已知為光分路器或分束器的無源光裝置，其在向下方向上利用特定波長(一般為1490nm)向在樹型分枝架構(gòu)內(nèi)的所有用戶分發(fā)光信號，并且在向上方向上利用通常以1310nm波長進(jìn)行傳送的TDM (Time Division Multiplexing,時分復(fù)用)型時分系統(tǒng)，組合來自所有ONT的光信號。
[0008]替代用于專用的傳送和接收的傳統(tǒng)雙光纖架構(gòu)，兩個補(bǔ)充的傳送和接收窗口的使用允許針對FTTH (Fibre to the Home，光纖到家)部署使用單光纖設(shè)備。
[0009]當(dāng)運(yùn)營商決定提供PON接入系統(tǒng)時，其通常組織兩階段部署策略:在第一階段，運(yùn)營商的安裝單元(由運(yùn)營商轉(zhuǎn)包的公司)從電話中心局的分配器直到訂戶的公共電信基礎(chǔ)設(shè)施(Common Telecommunication Infrastructure, CTI)的駐地的終端點(diǎn)安裝外部設(shè)備光纖。
[0010]在這一階段期間，安裝人員借助利用被修改以測試點(diǎn)到多點(diǎn)拓?fù)涞?TDR(OpticalTime Domain Reflectometer,光時域反射儀)工具的物理驗(yàn)證來認(rèn)證設(shè)備光纖的正確安裝。
[0011]這一階段的目標(biāo)一其還被已知為網(wǎng)絡(luò)振鈴一是確保由OTDR測量的光預(yù)算低于根據(jù)所選擇的分路或分束程度而可在OLT和不同的ONT之間得到的光預(yù)算。一旦完成光纖測試，就在電話中心局中安裝OLT裝置并且運(yùn)營商等待來自不同客戶的注冊請求。
[0012]當(dāng)用戶請求被運(yùn)營商注冊時開始安裝的第二階段，該第二階段包括物理地連接從CTI駐地的終端箱到訂戶住所的網(wǎng)絡(luò)終端壁上插座的PON的空閑光纖點(diǎn)。為達(dá)成前述，在兩個點(diǎn)之間使用安裝公司布設(shè)的專用的單光纖。
[0013]這種光纖互聯(lián)的正確安裝至關(guān)重要，從而使用戶對于要與電話中心局交換流量服務(wù)不存在問題。
[0014]安裝公司在這一階段中要對抗的效應(yīng)之一是出現(xiàn)在光纖的末尾這幾米中的反射。
[0015]在該末尾光纖臂中或在其光連接器中的缺陷使得一部分功率反射并返回到0ΝΤ，因此減少在向上鏈接中到達(dá)OLT的有效功率并使接入服務(wù)的供給劣化。
[0016]為了控制這種效應(yīng)，假定光纖已經(jīng)被連接到PON基礎(chǔ)設(shè)施并且通常(由于簡單和成本的原因，光纖網(wǎng)絡(luò)不具有光濾波器來限制來自測量元件的注入信號)不可能注入來自用戶壁上插座中的分接的OTDR的信號，這是因?yàn)橛稍撃┪苍赃B續(xù)方式生成的信號可能擾亂其它用戶的有源元件，因此在新客戶的注冊處理期間中斷接入服務(wù)。
[0017]在大多數(shù)情況下，安裝人員選擇連接類似于用戶的ONT的ONT (或者用戶自己的0ΝΤ),以通過將安裝視為是正確的來驗(yàn)證ONT與OLT同步而不考慮是否能建立相同的服務(wù)/體驗(yàn)質(zhì)量或者他們的服務(wù)/體驗(yàn)質(zhì)量。
[0018]傳統(tǒng)的基于OTDR的解決方案，諸如在歐洲專利99202206.1中詳述的方案，排他地工作于物理水平上，而在本說明書中提出的方案能夠通過測量用戶所感受到的服務(wù)質(zhì)量(QoS)并且通過模擬要由用戶構(gòu)建的相同運(yùn)行條件而工作在物理水平和服務(wù)水平上。
[0019]歐洲專利申請94200753.5包括光電路以測量光傳送系統(tǒng)對反射的敏感度。然而，在這種情況下，該電路不能應(yīng)用于在單光纖PON情形下的反射的檢測。
[0020]專利申請200400037也提出了一種能夠利用反射執(zhí)行測量診斷的光測量系統(tǒng)。然而，其范圍局限于傳感器使用并且不能應(yīng)用于PON網(wǎng)絡(luò)的領(lǐng)域。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0021]本說明書描述了一種用于無源光網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證以及用于末尾光纖臂中問題和故障的檢測的系統(tǒng)，該系統(tǒng)適合于在安放于電話中心局中的OLT裝置和被連接至相對應(yīng)的壁上插座的ONT的用戶裝置之間的無源光網(wǎng)絡(luò)中使用，并且該系統(tǒng)包括光分路器或分束器，在使用用于FTTH部署的單光纖設(shè)備的情況下，利用兩個補(bǔ)充的傳送和接收窗口，所述光分路器或分束器在向下方向上向在樹型分枝架構(gòu)內(nèi)的所有用戶分發(fā)光信號并且在向上方向上組合來自所有ONT的光信號，從而系統(tǒng)包括:
籲便攜的并且獨(dú)立的OLT仿真器裝置，其連接至壁上插座以接入設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)施；以及 ?遠(yuǎn)程測試單元(RTU)，其連接至訂戶壁上插座從而OLT仿真器包括:?在可連接至不同PON網(wǎng)絡(luò)的至少第一電光模塊上實(shí)現(xiàn)GPON協(xié)議的FPGA，F(xiàn)PGA具有測量光功率的能力以及閃速存儲器和RAM外圍設(shè)備；
?分組處理器，其連接至FPGA以生成要被測試的服務(wù)流量，以及第二微處理器，其專用于供給和測試功能的控制；
?至少一個外部USB外部數(shù)據(jù)端口以及以太網(wǎng)端口以連接至外部PC以更新固件，
同時遠(yuǎn)程測試單元(RTU)包括:
?具有嵌入式微處理器的GPON芯片集或FPGA，該GPON芯片集或FPGA具有閃速存儲器和RAM外圍設(shè)備；
?ONT電光模塊，其接合至芯片集或FPGA以測量所接收的光功率；
?光電路，其能夠分離被反射的光并將其發(fā)送至OLT電光模塊，OLT電光模塊具有測量功率和產(chǎn)生反射的距離的能力；
?第一光濾波器，其與能夠把向下波長與向上波長分離的ONT電光模塊通信；
?光循環(huán)器，其具有連接在第一電光濾波器的輸出處的第一端口(P1)，以及連接至第二電光濾波器以恢復(fù)單光纖信號連同來自第一電光濾波器的信號的第二端口(P2)以及連接至OLT電光模塊的第三端口(P3)；
?PIN，其可以被激 活以檢測在OLT電光模塊中發(fā)射的連接反射，并且該P(yáng)IN被連接至與ONT電光模塊的脈沖串傳送的激活通信的數(shù)字邏輯塊；
?連接至光連接器的光纖線圈；
?用于連接至外部PC的外部連接器；以及 ?高容量電池塊。
[0022]當(dāng)RTU面對OLT仿真器時，RTU通過測試所有分枝直到CTI駐地的衰減及建立和驗(yàn)證基于在PON中使用的協(xié)議的協(xié)商處置來允許PON架構(gòu)的表征或振鈴。
[0023]當(dāng)RTU面對運(yùn)行中的OLT時，RTU允許通過檢驗(yàn)諸如接收的功率和反射水平的物理參數(shù)、諸如協(xié)商和比特錯誤率的鏈接層參數(shù)、以及服務(wù)質(zhì)量(QoS)和體驗(yàn)質(zhì)量(QoE)的參數(shù)，來驗(yàn)證將CTI駐地和用戶壁上插座連接的末尾光纖臂(6)的安裝，所有這些是在未擾亂其余PON用戶的流量的情況下執(zhí)行的。
[0024]當(dāng)RTU面對運(yùn)行中的OLT時，RTU允許通過檢驗(yàn)諸如接收的功率和反射水平的物理參數(shù)、諸如協(xié)商和比特錯誤率的鏈接層參數(shù)、以及服務(wù)質(zhì)量(QoS)和體驗(yàn)質(zhì)量(QoE)的參數(shù)，來在正在運(yùn)行的接入電路中針對客戶的抱怨檢測失效和故障，所有這些是在未擾亂其余PON用戶的流量的情況下執(zhí)行的。
[0025]光電路能夠在并非由RTU生成的脈沖串中分離向上的光并且測量其功率。
[0026]同樣地，F(xiàn)PGA的內(nèi)部電子電路以5ns的精度測量從ONT電光模塊的初始化直到由OLT電光模塊檢測到信號為止所經(jīng)過的時間，因此測量至光纖中可能的反射的距離。
[0027]同樣地，F(xiàn)PGA的內(nèi)部電子電路借助OLT電光模塊在1310nm處檢測到并非由RTU生成的光脈沖串并且測量其功率。
[0028]另一方面，在實(shí)際實(shí)施例中，在光訂戶壁上插座和用戶裝置或用戶ONT之間加入階梯耦合器(SC)并將遠(yuǎn)程測試單元(RTU)連接至階梯耦合器(SC)的測試端口，遠(yuǎn)程測試單元(RTU)能夠測量由用戶裝置或用戶ONT接收的功率以及由用戶裝置或用戶ONT傳送的功率，并能夠以自動的方式驗(yàn)證所述功率是否在特定的參數(shù)之內(nèi)，遠(yuǎn)程測試單元將所述信息包括在關(guān)于安裝和所連接的有源裝置的最終報告中。
[0029]階梯耦合器SC (64)包括:
?三個光連接器，這三個光連接器中的兩個一一個在PON端口中并且另一個在階梯耦合器SC的ONT端口中一在光訂戶壁上插座和用戶ONT之間進(jìn)行連接，而另外一個在階梯耦合器SC的測試端口中以連接至RTU ；
籲分離兩個光傳送窗口的第一和第二光濾波器；
?提取包含在被提取的光窗口中的信號的百分比的第一和第二光分路器；
?第三WDM光濾波器，其把被提取的信號集中在單個光端口中。
[0030]為了補(bǔ)充要在以下作出的描述，并且出于幫助更好地理解本發(fā)明的用意，伴隨本說明書的一組設(shè)置的附圖以圖解而非限制的方式表示出本發(fā)明的大多數(shù)特征細(xì)節(jié)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1示出常規(guī)的無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)的概略圖。
[0032]圖2示出本發(fā)明如何輪換網(wǎng)絡(luò)以認(rèn)證階段I的細(xì)節(jié)視圖，階段I包括直到CTI駐地的網(wǎng)絡(luò)振鈴或驗(yàn)證。
[0033] 圖3示出本發(fā)明如何輪換運(yùn)行中的PON以認(rèn)證安裝的階段2的細(xì)節(jié)。
[0034]圖4示出‘0LT仿真器’的框圖。
[0035]圖5示出遠(yuǎn)程測試單元(RTU)的框圖。
[0036]圖6示出階梯耦合器(SC)的框圖。
[0037]圖7示出實(shí)際實(shí)施例的圖，其中在無源光網(wǎng)絡(luò)中，階梯耦合器在訂戶壁上插座和用戶裝置和遠(yuǎn)程測試單元之間進(jìn)行輪換。
【具體實(shí)施方式】
[0038]在圖1中，我們可以看到常規(guī)的無源光網(wǎng)絡(luò)，其中在位于電話中心局46內(nèi)的OLT(光線路終端)裝置I和位于用戶的住所11處的用戶裝置或ONT (光網(wǎng)絡(luò)終端器)9之間不
存在有源裝置。
[0039]可替換地，引入已知為光分路器或分束器4的無源光裝置，其在向下方向上利用特定波長(一般為1490nm)向在樹型分枝架構(gòu)內(nèi)的所有用戶分發(fā)光信號，并且在向上方向上利用通常以1310nm波長進(jìn)行傳送的TDM (Time Division Multiplexing,時分復(fù)用)型時分系統(tǒng)，組合來自所有ONT的光信號。
[0040]替代用于專用的傳送和接收的傳統(tǒng)雙光纖架構(gòu)，兩個補(bǔ)充的傳送和接收窗口的使用允許針對FTTH部署使用單光纖設(shè)備2，6，7。
[0041]當(dāng)運(yùn)營商決定提供PON接入系統(tǒng)時，它們通常組織兩階段部署策略:
?在第一階段，運(yùn)營商的安裝單元(由運(yùn)營商轉(zhuǎn)包的公司)從電話中心局46的分配器或壁上插座3直到訂戶的公共電信基礎(chǔ)設(shè)施(CTI) 10的駐地的終端點(diǎn)5安裝外部設(shè)備光纖。
[0042]在這一階段期間，安裝人員借助利用被修改以測試點(diǎn)到多點(diǎn)拓?fù)涞腛TDR (光時域反射儀)工具的物理驗(yàn)證來認(rèn)證設(shè)備光纖的正確安裝。
[0043]這一階段的目標(biāo)一其還被已知為網(wǎng)絡(luò)振鈴一是確保由OTDR測量的光預(yù)算低于根據(jù)所選擇的分路或分束程度而可在OLT和不同的ONT之間得到的光預(yù)算。一旦完成光纖測試，就在電話中心局中安裝OLT裝置并且運(yùn)營商等待來自不同客戶的注冊請求。
[0044]當(dāng)用戶請求被運(yùn)營商注冊時開始安裝的第二階段，該第二階段包括物理地連接從CTI駐地10的終端箱到訂戶住所11的網(wǎng)絡(luò)終端壁上插座8的PON的空閑光纖點(diǎn)(出口)5。
[0045]為達(dá)成前述，在兩個點(diǎn)之間使用安裝公司布設(shè)的專用的單光纖7。這種光纖互聯(lián)的正確安裝至關(guān)重要，從而使用戶對于要與電話中心局交換的流量服務(wù)不存在問題。
[0046]安裝公司在這一階段中要對抗的效應(yīng)之一是出現(xiàn)在光纖末尾的這幾米中的反射。
[0047]在該末尾光纖臂7中或在其光連接器中的缺陷使得一部分功率反射并返回到0ΝΤ,因此減少在向上鏈接中到達(dá)OLT的有效功率并使接入服務(wù)的供給劣化。
[0048]為了控制這種效應(yīng)，假定光纖已經(jīng)被連接到PON基礎(chǔ)設(shè)施并且通常(由于簡單和成本的原因，光纖網(wǎng)絡(luò)不具有光濾波器來限制來自測量元件的注入信號)不可能注入來自用戶壁上插座8中的分接的OTDR的信號，這是因?yàn)橛稍撃┪苍赃B續(xù)方式生成的信號可能擾亂其它用戶的有源元件，因此在新客戶的注冊處理期間中斷接入服務(wù)。
[0049]在大多數(shù)情況下，安裝人員選擇連接類似于用戶的ONT的ONT (或者用戶自己的0ΝΤ),以通過將安裝視為是正確的來驗(yàn)證ONT與OLT同步而不考慮是否能建立相同的服務(wù)/體驗(yàn)質(zhì)量或者他們的服務(wù)/體驗(yàn)質(zhì)量。
[0050]圖2示出PON網(wǎng)絡(luò)的概略圖，PON網(wǎng)絡(luò)的光纖和無源光部件已剛好朝向CTI駐地10部署，并且安裝人員期望通過計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的所有分枝的衰減來在PON網(wǎng)絡(luò)上執(zhí)行振鈴(部署階段I)。為達(dá)成前述，將把本發(fā)明的第一裝置對象一稱為OLT仿真器12—連接至壁上插座3，壁上插座3借助被完美地表征的光纖尾纖提供至設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)施的接入。OLT仿真器是容許多種類型的電源(AC·和DC)的便攜裝置，并且其目標(biāo)為如下:
?允許對RTU 13的光功率進(jìn)行讀取以計(jì)算向上方向上的光功率(物理水平)。
?允許通過使用與運(yùn)行中的OLT相同的登記機(jī)制來建立鏈接水平服務(wù)。
?測量向上的比特錯誤率。
?允許利用 RTU 經(jīng)由 OMCI (ONT Management Control Interface，ONT 管理控制接口)建立服務(wù)并且生成服務(wù)連接以檢驗(yàn)體驗(yàn)質(zhì)量(QoE )。
[0051]一旦連接了 OLT仿真器12，安裝人員將借助被完美地表征的光纖尾纖14以順序的方式將CTI駐地10的PON的每一個出口 5連接到作為本發(fā)明的第二部件的遠(yuǎn)程測試單元
13。RTU將按照如下完成PON的每一分枝的分析:
?RTU將測量由OLT仿真器接收的向下功率并將從仿真器請求向上功率讀取服務(wù)以充分地表征路徑的衰減。
?RTU將通過激活協(xié)商機(jī)制來請求從OLT仿真器建立鏈接水平。
?RTU將測量向下比特錯誤率并從ONT仿真器請求向上錯誤率。
?RTU將經(jīng)由OMCI建立服務(wù)并將在所建立的服務(wù)中檢驗(yàn)體驗(yàn)質(zhì)量。
[0052]在執(zhí)行這些步驟之后，RTU將生成具有測試診斷的詳盡報告并將借助RSA(Rivest, Shamir和Alderman)加密算法或其等同物數(shù)字地對該報告簽名，安裝人員能夠借助PC或類似物下載報告以將其放入包含運(yùn)營商的光纖特性的信息系統(tǒng)。這樣，被簽名的報告不能被安裝人員自己改變并且如實(shí)地反映網(wǎng)絡(luò)測量的狀態(tài)。
[0053]圖3示出運(yùn)行中的PON網(wǎng)絡(luò)的概略圖，其中電話中心局46的運(yùn)行中的OLT I已經(jīng)被安裝。在這種情況下，安裝人員期望認(rèn)證末尾光纖臂7—包括其連接器一的安裝。為達(dá)成前述，安裝人員將布設(shè)光纖直到達(dá)到訂戶并將借助被完美地表征的光纖14將遠(yuǎn)程測試單元13連接到訂戶壁上插座8。RTU 13將自動地檢測到在首端中找到運(yùn)行中的OLT并將執(zhí)行下面的運(yùn)行:
?RTU將測量接收到的向下功率；
?RTU將嘗試向首個OLT登記。安裝人員應(yīng)已經(jīng)預(yù)先向RTU提供用戶鑒定數(shù)據(jù)。
?借助反射檢測光電路，RTU將能夠通過檢測在網(wǎng)絡(luò)的末尾臂中出現(xiàn)的反射來測量被
反射的功率。該反射檢測電路利用在PON協(xié)議中預(yù)計(jì)的發(fā)射機(jī)制，因?yàn)檫@個原因該反射檢測電路將不會擾亂其余用戶。
?RTU將計(jì)算向下比特錯誤率。
?RTU將經(jīng)由OMCI建立服務(wù)，如果運(yùn)營商已經(jīng)使服務(wù)器能夠反對RTU檢驗(yàn)服務(wù)器，則RTU將評價服務(wù)器的體驗(yàn)質(zhì)量。
[0054]在執(zhí)行這些步驟之后，RTU 13將生成具有測試診斷的詳盡報告并將數(shù)字地對該報告簽名，安裝人員能夠借助PC或類似物下載報告以將該報告放入包含運(yùn)營商的光纖特性的信息系統(tǒng)。
[0055]正如高級讀者可能能夠演繹的那樣，如果用戶對運(yùn)營商提出服務(wù)抱怨，則安裝人員能夠執(zhí)行該相同的處置以檢測服務(wù)中的PON網(wǎng)絡(luò)的失效和故障。
[0056]另一方面，為簡化描述，總是引用成熟的GPON (吉比特性能無源光網(wǎng)絡(luò))技術(shù)，該技術(shù)可以應(yīng)用于任意先前的PON技術(shù)，諸如ΑΡΟΝ，ΒΡ0Ν, ΕΡ0Ν，或者未來的PON技術(shù)，諸如XGP0N-1，XGP0N-2，EPON 10G,并且應(yīng)用于源于在向下方向上的連續(xù)TDM傳送和在向上方向上的脈沖串傳送的尚不存在的任意其它技術(shù)。`
[0057]圖4詳細(xì)示出OLT I仿真器的框圖，該OLT I仿真器類似于具有OLT的 ASIC (Application-specific Integrated Circuit,專用集成電路)或 FPGA(Field-Programmable Gate Array,現(xiàn)場可編程門陣列)36的OLT電路系統(tǒng),該OLT I仿真器在一個或多個電光模塊45 (其可以連接至不同的PON網(wǎng)絡(luò))上實(shí)現(xiàn)GPON協(xié)議，具有測量光功率的能力及其閃速存儲器43和RAM 44外圍設(shè)備。
[0058]主要的不同是PON的聚集流量輸出端口與FPGA或?qū)Ｓ玫姆纸M處理器40互聯(lián)以便生成要被測試的服務(wù)的流量。另外，OLT仿真器I具有專用的微處理器42以控制供給和測試功能。另一方面，運(yùn)行中的OLT通常采用插入到根據(jù)電話中心中具有的典型DC電源而提供的機(jī)柜中的卡的形式。在OLT仿真器的情況下，我們選擇將整個組件插入到具有雙重并且通用的電源的便攜箱中以便利組件的轉(zhuǎn)移。
[0059]由控制微處理器42執(zhí)行的固件將允許執(zhí)行向下光水平的測量、激活GPON協(xié)議的機(jī)制以登記新的RTU、以及激活服務(wù)和生成用于所述服務(wù)的連接(例如，具有最大吞吐量的互聯(lián)網(wǎng)接入流量模擬器，針對抖動測量被標(biāo)記的包，IPTV流量-1P電視或SIP流量-登錄協(xié)議，測試IP電話等)。
[0060]另外，假定可以從不同的RTU單元執(zhí)行多個同步測量，OLT仿真器的固件將負(fù)責(zé)對遠(yuǎn)程請求排序并在可得到測試資源時執(zhí)行這些遠(yuǎn)程請求。
[0061 ] 即便該裝置是獨(dú)立的并且不需要配置，多個USB外部數(shù)據(jù)端口和以太網(wǎng)37將允許裝置到PC 38的連接以更新固件。該裝置還包括將該裝置的基本狀態(tài)指示給運(yùn)營商的LED41。[0062]遠(yuǎn)程測試單元RTU可以利用在本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
中詳述的先進(jìn)特征通過面向OLT仿真器來進(jìn)行運(yùn)行，并且當(dāng)面向運(yùn)行中的OLT時以更簡化的特征運(yùn)行。
[0063]圖5詳細(xì)示出RTU的框圖，從而其主核心為具有嵌入式微處理器的GPON芯片集或FPGA 15連同其RAM 34和閃存17外圍設(shè)備一起，它們充分地實(shí)現(xiàn)GPON協(xié)議并允許接入?yún)f(xié)議的低水平參數(shù)。該芯片集/FPGA 15被接合至ONT電光模塊20，具備精確的功能性以測量接收到的光功率。
[0064]該ONT電光模塊20被連接至光電路，該光電路能夠分離出被反射的光28 (在1310nm)并將其發(fā)送至具有測量功率的能力的第二 OLT電光模塊21。該光電路接納來自O(shè)NT模塊20的光纖并連入能夠?qū)⑾蛳虏ㄩL(1490nm) 35與向上波長(1310nm) 27分離的第一光濾波器22。
[0065]第一濾波器22在1310nm的輸出27連入光循環(huán)器24的第一端口(P1)。前面提及的光循環(huán)器的第二端口(P2)將連接至第二光濾波器23以恢復(fù)單光纖信號連同來自第一濾波器22的向下波長信號(1490nm)35。為了檢測在OLT模塊21中發(fā)射的來自連接的反射，必須在連接的接收之前的時刻激活PIN (重置引腳)31。
[0066]為達(dá)成前述，前面提及的PIN 31需要被連接至被與ONT模塊20的脈沖串傳送的激活通信的數(shù)字邏輯塊16。這種反射-檢測電路47的設(shè)計(jì)包括較小的光纖線圈25，所述較小的光纖線圈25可以幫助調(diào)整取決于不同的光模塊制造商的系統(tǒng)延時。
[0067]光纖線圈25的第二端口終結(jié)于SC型光連接器或等同物中，SC型光連接器或等同物總是具有APC研磨以使反射最小。
[0068]RTU是便攜并且獨(dú)立的現(xiàn)場裝置，包括最新一代鋰聚合物型電池塊49或等同物。
[0069]另一方面，外部PC 33充當(dāng)借助于外部USB型連接器19連接至RTU的顯示裝置，外部USB型連接器19允許上載、捕獲以及存儲要被發(fā)送到運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)管理或運(yùn)行以及維護(hù)單元的、由裝置進(jìn)行的測量以及由芯片集/FPGA微處理器15簽名的RSA報告。
[0070]利用用于PON的將來的使用或數(shù)據(jù)流量提取的以太網(wǎng)連接器18、示出測試的基本狀態(tài)的一組LED 29以及允許指示在前面提及的LED 29上的測試狀態(tài)的獨(dú)立測試模式的按鈕30來完成RTU。
[0071]圖7示出使用階梯耦合器SC 64以對網(wǎng)絡(luò)用戶ONT 9的運(yùn)行執(zhí)行測量，對于階梯耦合器SC 64，根據(jù)在圖6中所表示的，SC的PON端口 50被連接至光壁上插座8，并且SC的ONT端口 52被連接至用戶ONT 9并且SC的測試端口 51被連接至RTU 13。
[0072]因此，通過提取由測試端口 51組合并傳送的向上和向下的信號這兩者的較小的百分比，階梯耦合器SC 64允許向上和向下的信號在其PON端口 50和它的ONT端口 52之間通過。
[0073]RTU 13被連接至測試端口 51并且繼續(xù)執(zhí)行必要的服務(wù)測量:通過利用前面提及的電路，在脈沖串中在1490nm和1310nm進(jìn)行功率測量。這樣，我們能夠確定到達(dá)用戶ONT9的功率落入通過規(guī)定確定的特定標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，并且到所述用戶ONT 9的功率傳送落入由適當(dāng)?shù)囊?guī)定定義的傳送裕度之內(nèi)。
[0074]為了提取向下信號，階梯耦合器SC 64將其PON端口 50連接至光用戶壁上插座8，從而信號通過SC的所述PON端口 50進(jìn)入，到達(dá)將向下信號經(jīng)58朝向第一光分路器56發(fā)送的第一窗口光濾波器53。所述第一光分路器56讓光61的大部分通過直至第二濾波器55,第二濾波器55將向下信號發(fā)送到階梯稱合器SC 64的ONT連接器52。第一光分路器56提取經(jīng)58抵達(dá)的信號的一部分并使該部分轉(zhuǎn)向至允許其朝向SC的測試連接器51通過的第三濾波器54。
[0075]另一方面，向上信號從用戶ONT 9經(jīng)SC的ONT端口 52到達(dá)階梯耦合器SC 64，到達(dá)第二濾波器，該向上信號在第二濾波器中被60轉(zhuǎn)向直到第二光分路器57ο信號的大部分被轉(zhuǎn)向至第一濾波器53，在第一濾波器53該信號的大部分行進(jìn)至SC的PON端口 50的連接器。向上信號的一部分還從第二分路器57經(jīng)63通過直到第三WDM濾波器并且從第三WDM濾波器到測試連接器51。
[0076]結(jié)果是進(jìn)入階梯耦合器SC 64的PON端口 50的信號的一小部分和經(jīng)階梯耦合器SC 64的ONT端口 52進(jìn)入的信號的另一小部分被引向階梯耦合器SC 64的測試連接器，在測試連接器這些信號將被連接至RTU以測量被提取的信號的功率。
[0077]因此，我們具有能夠允許兩方向光信號通過、提取其百分比而不改變其內(nèi)容的無源光電路，以及將所有所提取的光信號集中在要被連接至RTU的單個端口中的無源光聚集器。
【權(quán)利要求】
1.一種用于無源光網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證以及用于末尾光纖臂中問題和故障的檢測的系統(tǒng)，該系統(tǒng)適合于在安放于電話中心局中的光線路終端OLT裝置和被連接至相對應(yīng)的壁上插座的光網(wǎng)絡(luò)終端器ONT的用戶裝置之間的無源光網(wǎng)絡(luò)中使用，并且該系統(tǒng)包括光分路器或分束器，在使用用于光纖到家FTTH部署的單光纖設(shè)備的情況下，利用兩個補(bǔ)充的傳送和接收窗口，所述光分路器或分束器在向下方向上向在樹型分枝架構(gòu)內(nèi)的所有用戶分發(fā)光信號并且在向上方向上組合來自所有光網(wǎng)絡(luò)終端器ONT的光信號,其特征在于所述系統(tǒng)包括: 籲便攜的并且獨(dú)立的光線路終端OLT仿真器裝置，其連接至壁上插座以接入設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)施；以及?遠(yuǎn)程測試單元(RTU)，其連接至訂戶壁上插座從而所述光線路終端OLT仿真器包括:?在可連接至不同無源光網(wǎng)絡(luò)PON網(wǎng)絡(luò)的至少一個電光模塊(45)上實(shí)現(xiàn)吉比特性能無源光網(wǎng)絡(luò)GPON協(xié)議的專用集成電路ASIC或現(xiàn)場可編程門陣列FPGA(36)，所述專用集成電路ASIC或現(xiàn)場可編程門陣列FPGA (36)具有測量光功率的能力以及閃速存儲器(43)和RAM (44)外圍設(shè)備； ?分組處理器(40)，其連接至現(xiàn)場可編程門陣列FPGA (36)以生成要被測試的服務(wù)流量，以及第二微處理器(42)，其專用于供給和測試功能的控制； ?至少一個外部USB外部數(shù)據(jù)端口(39)以及以太網(wǎng)端口(37)以連接至外部PC (38)以更新固件， 同時所述遠(yuǎn)程測試單元(RTU)包括: ?具有嵌入式微處理器的吉比特性能無源光網(wǎng)絡(luò)GPON芯片集或現(xiàn)場可編程門陣列FPGA (15)，吉比特性能無源光網(wǎng)絡(luò)GPON芯片集或現(xiàn)場可編程門陣列FPGA (15)具有閃速存儲器(17)和RAM (34)外圍設(shè)備；· ?光網(wǎng)絡(luò)終端器ONT電光模塊(20)，其接合至所述芯片集或現(xiàn)場可編程門陣列FPGA(15)以測量所接收的光功率； ?光電路(47)，其能夠分離被反射的光(28)并將被反射的光發(fā)送至具有測量功率的能力的光線路終端OLT電光模塊(21)； ?第一光濾波器(22 )，其與能夠把向下波長(25 )與向上波長(27 )分離的光網(wǎng)絡(luò)終端器ONT電光模塊(20)通信； ?光循環(huán)器(24),其具有被連接在所述第一光濾波器(22)的1310 nm輸出處的第一端口(P1)，以及被連接至第二光濾波器(23)以恢復(fù)單光纖信號連同來自第一濾波器(22)的下降波長(26)的第二端口(P2)； ?引腳PIN (31)，其能夠被激活以檢測在光線路終端OLT電光模塊(21)中發(fā)射的連接反射，并且引腳PIN (31)被連接至與光網(wǎng)絡(luò)終端器ONT電光模塊(20)的脈沖串傳送的激活通信的數(shù)字邏輯塊(16); ?光纖線圈(25)，其被連接至具有APC型研磨的光連接器(32)； ?用于連接至外部PC (33)的USB型外部連接器(19)和以太網(wǎng)型外部連接器(18);以及 ?鋰-聚合物電池塊(49)，其確保不需要電來運(yùn)行的現(xiàn)場系統(tǒng)的獨(dú)立性和便攜性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于無源光網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證以及用于末尾光纖臂中問題和故障的檢測的系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述遠(yuǎn)程測試單元RTU (13)面對所述光線路終端OLT仿真器(12)時，該RTU通過測試所有分枝直到公共電信基礎(chǔ)設(shè)施CTI駐地(10)的衰減以及建立和驗(yàn)證基于在無源光網(wǎng)絡(luò)PON中使用的協(xié)議的協(xié)商處置來允許無源光網(wǎng)絡(luò)PON架構(gòu)的表征或振鈴。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于無源光網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證以及用于末尾光纖臂中問題和故障的檢測的系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述遠(yuǎn)程測試單元RTU (13)面對運(yùn)行中的光線路終端OLT(I)時，該RTU允許通過檢驗(yàn)諸如接收的功率和反射水平的物理參數(shù)、諸如協(xié)商和比特錯誤率的鏈接層參數(shù)、以及服務(wù)質(zhì)量(QoS)和體驗(yàn)質(zhì)量(QoE)的參數(shù)，來驗(yàn)證將公共電信基礎(chǔ)設(shè)施CTI駐地(10)和用戶壁上插座(8)連接的末尾光纖臂(6)的安裝，所有這些是在未擾亂其余無源光網(wǎng)絡(luò)PON用戶的流量的情況下執(zhí)行的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于無源光網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證以及用于末尾光纖臂中問題和故障的檢測的系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述遠(yuǎn)程測試單元RTU (13)面對運(yùn)行中的光線路終端OLT(I)時，該RTU允許通過檢驗(yàn)諸如接收的功率和反射水平的物理參數(shù)、諸如協(xié)商和比特錯誤率的鏈接層參數(shù)、以及服務(wù)質(zhì)量(QoS)和體驗(yàn)質(zhì)量(QoE)的參數(shù)，來在正在運(yùn)行的接入電路中針對客戶的抱怨檢測失效和故障，所有這些是在未擾亂其余無源光網(wǎng)絡(luò)PON用戶的流量的情況下執(zhí)行的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于無源光網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證以及用于末尾光纖臂中問題和故障的檢測的系統(tǒng)，其特征在于，所述光電路(47)能夠在并非由所述遠(yuǎn)程測試單元RTU生成的脈沖串中分離向上的光并且測量該光的功率。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于無源光網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證以及用于末尾光纖臂中問題和故障的檢測的系統(tǒng)，其特征在于，現(xiàn)場可編程門陣列FPGA的內(nèi)部電子電路以5 ns的精度測量從光網(wǎng)絡(luò)終端器ONT電光模塊(9)的初始化直到由光線路終端OLT電光模塊檢測到信號為止所經(jīng)過的時間，因此測量至光纖中可能的反射的距離。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于無源光網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證以及用于末尾光纖臂中問題和故障的檢測的系統(tǒng)，其特征在于，現(xiàn)場可編程門陣列FPGA的內(nèi)部電子電路借助光線路終端OLT電光模塊檢測在1310 nm的并非由所述遠(yuǎn)程測試單元RTU (13)生成的光脈沖串并且測量所述光脈沖串的功率。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于無源光網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證以及用于末尾光纖臂中問題和故障的檢測的系統(tǒng)，其特征在于，在光訂戶壁上插座(8)和用戶裝置或用戶光網(wǎng)絡(luò)終端器ONT(9)之間加入階梯耦合器SC (64)并將所述遠(yuǎn)程測試單元(RTU) (13)連接至所述階梯耦合器SC (64)的測試端口(51)，所述遠(yuǎn)程測試單元(RTU) (13)能夠測量由用戶裝置或用戶光網(wǎng)絡(luò)終端器ONT (9)接收的功率以及由用戶裝置或用戶光網(wǎng)絡(luò)終端器ONT (9)傳送的功率，并能夠以自動的方式驗(yàn)證所述功率是否在特定的參數(shù)之內(nèi)，所述遠(yuǎn)程測試單元將所述信息包括在關(guān)于安裝和所連接的有源裝置的最終報告中。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于無源光網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證以及用于末尾光纖臂中問題和故障的檢測的系統(tǒng)，其特征在于，階梯耦合器SC (64)包括: ?三個光連接器，這三個光連接器中的兩個一個在無源光網(wǎng)絡(luò)PON端口(50)中并且另一個在所述階梯耦合器SC (64)的光網(wǎng)絡(luò)終端器ONT端口(52)中并且在光訂戶壁上插座(8)和用戶光網(wǎng)絡(luò)終端器ONT (9)之間進(jìn)行連接，而另外一個在所述階梯耦合器SC (64)的測試端口(51)中以連接至所述遠(yuǎn)程測試單元RTU (13)；?分離兩個光傳送窗口的第一和第二光濾波器(53和55)；?提取包含在被提取的光窗口中的信號的百分比的第一和第二光分路器(56和57)；?第三波分復(fù)用WDM光濾波器(54`)，其把被提取的信號集中在單個光端口中。
【文檔編號】H04B10/073GK103718478SQ201280025224
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2012年3月21日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月23日
【發(fā)明者】F.J.科特斯桑桃拉拉, G.P.羅德里戈阿瓦雷茲, O.貝內(nèi)德桑徹茲, H.弗南德茲格拉西亞, A.佩雷茲雷薩, A.波佐埃斯皮諾薩, C.維卡斯蒂洛巴拉貝斯 申請人:遠(yuǎn)程通信智能網(wǎng)絡(luò)有限公司