專利名稱：用于測試光網絡的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于測試光網絡的方法和裝置，尤其但不限制性地涉及用于測量無源光網絡中光傳輸線上的信號的方法和裝置。
背景技術：
隨著光纖和相關元件的成本下降，新的遠程通信網絡配置從核心網絡邊緣到位于或非常接近終端用戶正越來越多地采用光纖。這種所謂的FTTX(光纖到X，其中X可以是住宅、辦公室、建筑、街頭等)安裝通常基于無源光網絡(PON)結構，其中位于核心網絡邊緣的終端(光線路終端——OLT)沿光纖電纜向下傳送信號至N端口分路器，每個端口然后終于于位于一個終端用戶房屋的光網絡終端(ONT)。通常，下行信號位于兩個波長上1490nm波長用于下行傳輸數字數據，以及1550nm波長用于傳輸有線電視(CATV)信號，而每個終端用戶的光網絡終端(ONT)在約1310nm的波長上傳輸上行數據信號。注意，CATV信號通常以模擬形式傳輸。
通常采用異步轉移模式(ATM)或類似協議來編碼下行和上行數據信號。OLT在下行1490nm信號中包括同步信號，其允許每個ONT在其自身唯一的時間段內發送其上行信號(1310nm)，從而避免與來自連接在PON上的其它ONT的信號干擾。因此，以及考慮到眼睛的安全，當光纖鏈路斷開時，從ONT沒有1310nm的傳輸，從而防止接收1490nm的下行數據信號。
對該FTTX安裝的現場維護需要一種低成本、易使用的診斷測試儀器來測量信號。該診斷測試儀器的實例為光功率計，其可以獨立測量不同下行和上行信號波長(如1310nm、1490nm、1550nm)上的功率。在維修調用中，所述測量結果可以顯示網絡中或終端用戶連接處的可能故障。另外公知的是，使用光譜分析儀(OSA)同時測量不同波長的光功率。
每個這些儀器的缺點在于，其為單端口設備，如果沿光纖同向傳送不同波長的信號，則只能測量功率。在OSA情況下，另一個缺點是，所述儀器對于常規現場應用通常過于昂貴和復雜。
發明內容
本發明用于消除或至少減輕現有技術的不足，或至少提供可選方案，為此，提供了一種用于測量模擬或數字光信號的參數例如光功率的便攜式儀器，所述信號在兩個單元之間的光傳輸路徑中同時雙向傳送，所述單元例如是無源光網絡中的網絡單元，所述單元中的至少一個在沒有保持路徑的連續性的情況下不發送其光信號。
根據本發明的一方面，提供了一種便攜式儀器，用于測量在光傳輸路徑中雙向傳送的光信號參數，所述光傳輸路徑在第一單元和第二單元之間，所述兩個單元中至少一個單元在所述路徑的連續性沒有保持的情況下將不發送其光信號，所述儀器包括第一和第二連接器裝置，其用于將所述儀器串聯到所述光傳輸路徑中；耦合器裝置，其具有第一和第二端口，所述第一和第二端口分別連接到第一和第二連接器裝置，從而其之間的路徑在所述耦合器中完成光傳輸路徑，第三端口，用于輸出通過所述第一端口接收的每個光信號的一部分，以及第四端口，用于輸出通過所述第二端口接收的每個光信號的一部分；檢測裝置，其耦合到所述第三和第四端口，用于將所述光信號部分轉換成對應的電信號；處理裝置，其用于處理所述電信號，以提供需要的測量值；以及輸出裝置，其用于顯示測量的參數。
優先，輸出裝置包括用于顯示參數的測量值的顯示裝置。
當至少一個光信號包括不同波長的組成時，所述儀器還包括波長區分裝置，用于根據波長區分對應光信號部分的對應組成。檢測裝置和處理裝置分別檢測和處理兩個不同的信號組成。檢測裝置還可以包括兩個檢測器，用于分別檢測每個光信號組成。
當光信號是模擬信號時，處理裝置可以被設置為用于獲得信號的時間平均光功率。
當光信號包括間歇交替的脈沖時，處理裝置可以被設置為用于獲得脈沖的光功率。
如果光信號包括脈沖數字信號，處理裝置還可以被設置為用于獲得脈沖在脈沖持續時間上的平均光功率。尤其是，當使用所述儀器測量由“脈沖”數據流構成的光信號(如ATM數據信號)的功率時，檢測裝置可以被設置為只從數據脈沖、而不是從任何插入的數字零序列(即無信號)獲得功率。這種脈沖數據流通常為從無源光網絡(PON)的光網絡終端(ONT)發送到多個光線路終端(OLT)、從OLT發送到多個ONT的上行數據。
信號處理裝置可以是定制電路和/或適當編程的微型計算機。
根據本發明所述第二個方面，提供了一種測量在單元之間的光傳輸路徑中雙向傳送的光信號的參數的方法，其中至少一個單元在所述傳輸路徑不連續的情況下不發送其光信號，所述方法包括以下步驟(i)將耦合器的第一和第二端口連接至所述光傳輸路徑，使得通過所述耦合器的在所述第一和第二端口之間的路徑與所述光傳輸路徑串聯，并在其間傳送所述雙向信號；(ii)在所述耦合器的第三端口檢測在所述路徑中的一個方向上傳送的所述光信號的部分，并提供對應的第一電信號；(iii)在所述耦合器的第四端口檢測在所述路徑中的相反方向上傳送的所述光信號的部分，并提供對應的第二電信號；以及(iv)處理所述第一和第二電信號，以提供需要的測量結果。
當至少一個光信號包括不同波長的組成時，所述方法還包括區分步驟，其中根據波長區分對應光信號部分的對應不同組成。檢測和處理步驟然后可以分別檢測和處理兩個不同的信號組成。
下面通過參考附圖詳細描述示例性的本發明優選實施例，本發明的各個目的、特征、方面以及優點將變得更加明顯。
圖1為無源光網絡的部分的簡化框圖；圖2為插入網絡支路中的實施本發明的功率計的簡化框圖；以及圖3為修改的詳細示圖。
具體實施例方式
圖1所示的無源光網絡的一部分包括中心局光線路終端(OLT)10，其通過1∶9分路器12耦合至多個光網絡終端(ONT)14/1～14/9，每個所述光網絡終端通過一個對應的多路光波導16/1～16/9耦合至分路器12的9個端口中的各個端口(注意，盡管示出了9個終端和9個端口分路器以方便說明，但實際中可以為更多或更少)。終端采用異步轉移模式(ATM)或類似協議以編碼下行(OLT到ONT)和上行(ONT到OLT)數字數據信號。OLT 10將1490nm波長的下行數據和1550nm波長的下行有線電視信號傳送至ONT 14/1～14/9，并且以已知的方式對1490nm的信號編碼以同步化，所述編碼由ONT解碼、并用于允許每個ONT 14/1～14/9在各自唯一的時間段向上將1310nm數字光數據信號傳送至OLT 10，從而避免與來自連接至同一個OLT 10上的其它ONT的信號發生干擾。
如果ONT沒有接收到下行信號，從而沒有接收到同步信息，則ONT不能正常發送。因此，對于測量這三個信號的現場技術人員而言，有必要使得ONT 14/1～14/9連續從OLT 10接收下行信號。
現在參考圖2描述測試儀器18，圖2示出連接至位于分路器12與ONT14/9之間的支路波導16/9中的儀器18，其在測量三個波長的光信號的功率時，允許上行和下行光信號連續傳送。測試儀器18包括外殼20，所述外殼20包括第一22和第二24隔板連接器，其被示出為分別耦合至分路器12和ONT 14/9。如圖所示，連接器24通過短的跨接線26連接至ONT 14/9。
在功率計外殼20內，插座22和24分別連接至2×2光耦合器32的第一和第二端口28和30，光耦合器32的分束比約為80∶20，并且該比率在將要測量的全部波長(即1310nm、1490nm、1550nm)上大致相同。
從而，耦合器32將在端口28和30接收的每個信號按80∶20的比率分成兩個部分。將每個80％的信號發送回兩個連接器22和24中的另一個，而將每個20％的信號發送至耦合器32的第三和第四端口34和36中的一個。
端口34接收來自ONT 14/9的信號的20％部分，所述端口經由1310nm帶通濾波器62連接至第一檢測器38，用于檢測標稱波長為1310nm的光信號。端口36接收來自OLT 10的每個1490nm和1550nm光信號的20％，所述端口36耦合至1×2光學分路器40，所述光學分路器40的分流比為約90∶10，所述比率對于將要測量的全部下行波長(即1490nm和1550nm)大致相同。
通過來自分路器40的對應輸出光纖將來自分路器40的90％的信號發送到第二帶通濾波器64，所述第二帶通濾波器64通過在以約1490nm為中心的約15nm的波長帶范圍內的光，并基本上衰減該帶以外的光(例如在1550nm波長衰減超過40dB)。將第二帶通濾波器64的輸出發送至第二檢測器42，其然后檢測標稱為1490nm的光。
通過對應的輸出光纖將來自分路器40的10％的信號發送到第三帶通濾波器66，所述第三帶通濾波器66通過在以約1550nm為中心的約25nm的波長帶范圍內的光，并且基本上衰減該帶以外的光(例如對模擬CATV信號衰減超過20dB，對數字CATV信號衰減超過40dB)。將第三帶通濾波器66的輸出耦合到第三檢測器44，其然后檢測標稱為1550nm的光。
三個檢測器38、42和44將對應的電信號提供給電子處理單元46，所述單元46包括一組三個類似的放大器48、50和52，用于分別放大來自檢測器38、42和44的電信號。峰值檢測器54和56分別檢測來自放大器48和50的放大電信號的峰值功率，并將峰值功率測量提供給模擬-數字轉換器58，所述轉換器將所述測量轉換成對應的數字信號，并將其提供給顯示單元60，用于以常規方式顯示測量結果。將來自放大器52的放大信號直接提供給模擬-數字轉換器58，即沒有峰值檢測，以測量平均光功率。
通常，現場技術人員會在處于已連接耦合的狀態的終端用戶的住宅/房屋斷開鏈路16/9至ONT 14/9的連接。然后將在鏈路16/9的上游部分的連接器連接到所述儀器上的兩個隔板連接器中的指定的一個(22)，并將在跨接線26上的連接器連接到另一個。當然，如果可以獲得鏈路的部分間的連接耦合，則可以不用跨接線26。
當斷開電纜時，由ONT 14/9發出的1310nm的上行數據信號通常將中止、并在兩個連接器連接到測試儀器上的其各自的隔板連接器插座時重新開始。然后可以進行測量。
事實上，由于通常在用戶已經提出問題的服務調用中使用所述儀器18，因此，在插入儀器18時線路中會有臨時中斷通常并不重要。
當將測試儀器插入線路后，在分路器12和ONT 14/1～14/9(如圖1所示)中選定的一個之間，80％的下行數據和視頻信號(即分別為1490nm和1550nm)將直接通到ONT。這樣通過接收的數據信號被同步化的ONT，然后可以發送其上行數據信號(即1310nm波長)，所述信號的80％將被上行發送到OLT 10，另外20％被發送到檢測器38。
可以理解，耦合器32的分流比不一定是80∶20。本發明的實施例可以采用不同比率。通常，低分流比需要更高的衰減，而高分流比會更依賴偏振。然而，應該注意，可以市場獲得這樣的優選耦合器，其具有特定的波長帶，在所述波長帶上，所述耦合器的分流比基本不依賴于波長和偏振。
可以理解，本發明并不限于測量光功率和功率計，還可以應用于其它參數測量，例如光譜、傳輸路徑或鏈路中的帶寬利用率等。例如，耦合器32可以與光譜分析儀結合，所述光譜分析儀取代了光分路器40、帶通濾波器62、64和66、檢測器38、42和44、處理裝置46以及顯示器60，并且可以添加2×1耦合器，用于將2×2耦合器32的端口34和36上耦合到OSA的單個輸出端，從而合成兩個20％信號部分。
可以理解，2×1耦合器本身會引入損耗，通常為50％或更多。當然，取代OSA，可以使用耦合到2×1耦合器的可選單端口裝置來取代圖2所示的元件38-66。
帶通濾波器62用作區分濾波器，并滿意地避免由1550nm信號的光學反向反射造成的影響，所述影響在靠近OLT 10進行測量時尤其嚴重。而如果通常靠近ONT終端使用所述裝置，則可以忽略這種影響。
如圖3所示，分路器40和帶通濾波器64、66可以用波長多路分用器68(例如低光串擾的WDM耦合器)替代，其可以根據信號的各自的波長分開信號，并將其提供給檢測器42和44。注意，圖3中略去帶通濾波器62，但其可以由于上述原因而被包括。
電子處理單元46可以優選是數字的而不是模擬的，在該情況下其可以是適當編程的微型計算機。
工業應用性實施了本發明的便攜式測試儀器可以是價格低廉并易于操作的。由于現場維護技術人員通常是維護有線電話連接的相同人員，并較少地具有在光纖技術方面的大量訓練，因此當所述設備用于測試FTTX網絡時，易于操作的優點尤其重要。
盡管已經詳細描述和示出了本發明實施例，但是可以理解，所述實施例只是說明性和示例性的，而不是限制性的，本發明的精神和范圍僅由所附權利要求書所限制。
權利要求
1.一種便攜式儀器，用于測量在光傳輸路徑(16/9)中雙向傳播的光信號的參數，所述光傳輸路徑(16/9)在第一單元(10)和第二單元(14/9)之間，所述兩個單元中至少一個單元在所述路徑的連續性沒有保持的情況下將不發送其光信號，所述儀器的特征在于第一和第二連接器裝置(22，24)，其用于將所述儀器串聯到所述光傳輸路徑中；耦合器裝置(32)，其具有第一和第二端口(28，30)，所述第一和第二端口分別連接到所述第一和第二連接器裝置，從而其之間的路徑在所述耦合器中完成所述光傳輸路徑，第三端口(36)，用于輸出通過所述第一端口(28)接收的每個光信號的一部分，以及第四端口(34)，用于輸出通過所述第二端口(30)接收的每個光信號的一部分；檢測裝置(38，42，44)，其耦合到所述第三和第四端口，用于將所述光信號部分轉換成對應的電信號；處理裝置(46)，其用于處理所述電信號，以提供需要的測量值；以及輸出裝置(60)，其用于顯示測量的參數。
2.根據權利要求1所述的儀器，其特征在于，當所述單元中的一個發送其具有兩個不同波長的光信號時，對應的所述光信號部分包括分別具有所述不同波長的兩個組成；所述儀器還包括裝置(40，64，66，68)，用于根據波長區分所述光信號組成；所述檢測裝置和處理裝置分別檢測和處理所述兩個不同信號組成。
3.根據權利要求2所述的儀器，其特征在于，所述檢測裝置包括兩個檢測器(42，44)，所述每個檢測器用于分別檢測所述光信號組成中的一個。
4.根據權利要求2或3所述的儀器，其特征在于，所述區分裝置包括分路器(40)，用于將所述光信號部分分成所述兩個組成，以及兩個帶通濾波器(64，66)，每個所述帶通濾波器分別以所述不同波長中的一個的附近為中心，并被分別耦合到所述分路器(40)的輸出端口中的一個上。
5.根據權利要求2或3所述的儀器，其特征在于，所述區分裝置包括波長區分器(68)，其被耦合在所述耦合器(32)和所述檢測裝置之間。
6.根據權利要求1至5中任一權利要求所述的儀器，其特征在于，當所述光信號是模擬信號時，所述處理裝置(46)被設置為獲得所述信號的時間平均光功率。
7.根據權利要求1至5中任一權利要求所述的儀器，其特征在于，當所述光信號包括間歇交替的脈沖時，所述處理裝置(46)被設置為獲得所述脈沖的光功率。
8.根據權利要求1至5中任一權利要求所述的儀器，其特征在于，當所述光信號為數字信號時，所述處理裝置(46)被設置為獲得所述脈沖在每個脈沖的持續時間上的平均光功率。
9.根據權利要求1至8中任一權利要求所述的儀器，其特征在于，所述處理裝置(46)包括定制電路。
10.根據權利要求1至8中任一權利要求所述的儀器，其特征在于，所述處理裝置(46)包括適當編程的微型計算機。
11.根據權利要求1至10中任一權利要求所述的儀器，其特征在于，所述輸出裝置包括顯示裝置(60)，其被耦合到所述處理裝置(46)，用于顯示所述參數測量結果。
12.一種測量在光傳輸路徑中雙向傳播的光信號的參數的方法，其中至少一個所述單元在所述傳輸路徑不連續的情況下不發送其光信號，所述方法包括以下步驟(i)將耦合器的第一和第二端口連接至所述光傳輸路徑，使得通過所述耦合器的在所述第一和第二端口之間的路徑與所述光傳輸路徑串聯，并在其間傳送所述雙向信號；(ii)在所述耦合器的第三端口檢測在所述路徑中的一個方向上傳播的所述光信號的部分，并提供對應的第一電信號；(iii)在所述耦合器的第四端口檢測在所述路徑中的相反方向上傳播的所述光信號的部分，并提供對應的第二電信號；以及(iv)處理所述第一和第二電信號，以提供需要的測量結果。
13.根據權利要求12所述的方法，其特征在于，當所述單元中的一個發送其兩個不同波長的光信號時，將對應的光信號部分分成分別具有所述不同波長的兩個組成，根據波長區分所述光信號組成，并分別檢測和處理所述兩個不同的信號組成。
14.根據權利要求13所述的方法，其特征在于，所述檢測步驟使用兩個檢測器(42，44)，每個所述檢測器分別檢測所述光信號組成中的一個。
15.根據權利要求13或14所述的方法，其特征在于，這樣進行所述區分步驟，將所述光信號部分分成兩個組成，并利用帶通濾波器(64，66)對所述組成進行帶通濾波，每個所述帶通濾波器分別以所述不同波長中的一個附近為中心。
16.根據權利要求13或14所述的方法，其特征在于，所述區分步驟使用波長區分器(68)，以將所述部分分成所述組成。
17.根據權利要求12至16中任一權利要求所述的方法，其特征在于，當所述光信號是模擬信號時，所述檢測和處理獲得所述信號的時間平均光功率。
18.根據權利要求12至16中任一權利要求所述的方法，其特征在于，當所述光信號包括間歇交替的脈沖時，所述檢測和處理獲得所述脈沖的光功率。
19.根據權利要求12至16中任一權利要求所述的方法，其特征在于，當所述光信號為數字信號時，所述檢測和處理獲得所述脈沖在每個脈沖的持續時間上的平均光功率。
20.根據權利要求12至19中任一權利要求所述的方法，其特征在于，利用定制電路進行所述處理。
21.根據權利要求12至19中任一權利要求所述的方法，其特征在于，利用適當編程的微型計算機進行所述處理。
22.根據權利要求12至21中任一權利要求所述的方法，其它特征在于用于顯示所述參數的測量結果的步驟。
23.根據權利要求12至22中任一權利要求所述的方法，其特征在于，對在光傳輸路徑中雙向傳播的光信號進行測量，所述光傳輸路徑位于無源光網絡中的網絡單元之間。
全文摘要
一種用于測量在單元之間的光傳輸路徑中傳送的雙向光信號的儀器，所述單元中的一個單元在所述路徑的連續性沒有保持的情況下將不傳輸，所述路徑例如為在中央局光線路終端(OLT)和終端用戶光網絡終端(ONT)之間的支路，所述儀器包括第一和第二連接器插座，用于將所述儀器連接到所述路徑中；2×2耦合器(32)，其具有第一和第二端口(28，30)，所述第一和第二端口分別連接到第一和第二連接器(22，24)，從而完成光傳輸路徑，第三端口(36)，用于輸出通過所述第一端口(28)接收的每個光信號的一部分，以及第四端口(34)，用于輸出通過所述第二端口(30)接收的每個光信號的一部分。耦合到所述第三和第四端口的檢測器(38，42，44)將所述光信號部分轉換成對應的電信號，其被處理以提供需要的測量結果。所述測量結果可以通過合適的顯示單元(60)顯示。當OLT發送兩個不同波長的信號時，所述儀器可以根據波長分開對應光信號部分的組成，并分別對其處理。
文檔編號H04B10/02GK1833384SQ200480022721
公開日2006年9月13日 申請日期2004年8月23日 優先權日2003年10月15日
發明者B·呂謝 申請人:埃科斯弗電光工程公司