PON系统中OLT检测ONT异常发光的系统及方法.pdf

本发明提供一种PON系统中OLT检测ONT异常发光的系统及方法，包括CPU模块、PON时隙控制模块、OLT收发光模块和光信号计时模块；所述OLT收发光模块与所述PON时隙控制模块相连，所述PON时隙控制模块与所述光信号计时模块和所述CPU模块相连，所述光信号计时模块再与所述CPU模块相连。本发明的PON系统中OLT检测ONT异常发光的系统及方法能够精确的检测每一路ONT上行数据状态；能够检测单个ONT的性能劣化情况；能够迅速定位劣化故障点，以便于在进一步恶化前，提前排除隐患。

权利要求书1.  一种PON系统中OLT检测ONT异常发光的系统，其特征在于：包括CPU模块、PON时隙控制模块、OLT收发光模块和光信号计时模块；所述OLT收发光模块与所述PON时隙控制模块相连，所述PON时隙控制模块与所述光信号计时模块和所述CPU模块相连，所述光信号计时模块再与所述CPU模块相连；所述OLT收发光模块用于接收上行光信号，并在检测到有效上行光信号时发送上行接收状态信号至所述光信号计时模块；所述PON时隙控制模块用于为每一路ONT分配上行时隙，并将时隙分配信息传送至所述CPU模块；以及在接收到所述CPU发送来的检测指令时，发送触发信号至所述光信号计时模块；所述光信号计时模块用于在接收到所述触发信号后，记录接收到上行接收状态信号的起始时间和结束时间，并传送至所述CPU模块；所述CPU模块用于发送检测指令至所述PON时隙控制模块；以及对比所述PON时隙控制模块发送来的时隙分配信息和所述光信号计时模块发送来的上行接收状态信号的起始时间和结束时间，判断ONT上行光链路是否满足时隙要求。2.  根据权利要求1所述的PON系统中OLT检测ONT异常发光的系统，其特征在于：所述PON时隙控制模块根据PON协议为每一路ONT分配上行时隙。3.  根据权利要求1所述的PON系统中OLT检测ONT异常发光的系统，其特征在于：所述光信号计时模块在所述触发信号有效时，执行计时功能。4.  根据权利要求1所述的PON系统中OLT检测ONT异常发光的系统，其特征在于：还包括警报模块，所述警报模块与所述CPU模块相连，用于在ONT上行光链路不满足时隙要求时，发出警报。5.  根据权利要求1所述的PON系统中OLT检测ONT异常发光的系统，其特征在于：所述CPU模块功根据以下规则判断ONT上行光链路是否满足时隙要求：当上行接收状态信号的起始时间和结束时间处于ONT所分配的上行时隙中时，则该OLT上行光链路满足时隙要求；当上行接收状态信号的起始时间和结束时间不完全处于ONT所分配的上行时隙中时，则该OLT上行光链路不满足时隙要求。6.  一种PON系统中OLT检测ONT异常发光的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤S1、CPU模块发送检测指令至PON时隙控制模块；步骤S2、PON时隙控制模块为ONT分配上行时隙，将时隙分配信息传送至CPU模块；并在接收到CPU发送来的检测指令时，发送触发信号至光信号计时模块；步骤S3、OLT收发光模块接收上行光信号，并在检测到有效上行光信号时发送上行接收状态信号至光信号计时模块；步骤S4、光信号计时模块记录接收到上行接收状态信号的起始时间和结束时间，并传送至CPU模块；步骤S5、CPU模块对比PON时隙控制模块发送来的时隙分配信息和光信号计时模块发送来的上行接收状态信号的起始时间和结束时间，判断ONT上行光链路是否满足时隙要求。7.  根据权利要求6所述的PON系统中OLT检测ONT异常发光的方法，其特征在于：所述步骤S2中，所述PON时隙控制模块根据PON协议为每一路ONT分配上行时隙。8.  根据权利要求6所述的PON系统中OLT检测ONT异常发光的方法，其特征在于：所述步骤S4中，所述光信号计时模块在所述触发信号有效时，执行计时功能。9.  根据权利要求6所述的PON系统中OLT检测ONT异常发光的方法，其特征在于：所述步骤S5中，所述CPU模块功根据以下规则判断ONT上行光链路是否满足时隙要求：当上行接收状态信号的起始时间和结束时间处于ONT所分配的上行时隙中时，则该OLT上行光链路满足时隙要求；当上行接收状态信号的起始时间和结束时间不完全处于ONT所分配的上行时隙中时，则该OLT上行光链路不满足时隙要求。10.  根据权利要求6所述的PON系统中OLT检测ONT异常发光的方法，其特征在于：还包括步骤S6，当ONT上行光链路不满足时隙要求时，通过警报模块发出警报。

说明书PON系统中OLT检测ONT异常发光的系统及方法
技术领域
本发明涉及光网络通信的技术领域，特别是涉及一种无源光纤网络(Passive Optical Network，PON)系统中光线路终端(Optical Line Terminal，OLT)检测光网络终端(Optical network terminal，ONT)异常发光的系统及方法。
背景技术
目前PON光网络在接入网中已得到广泛使用，其网络拓扑是一个OLT端口下接多个ONT设备，下行数据由OLT广播发送到所有的ONT。多个ONT设备通过分时复用在同一个波长上发送上行数据，上行时隙的分配由OLT决定。因此，PON的网络拓扑是点到多点主从通信机制，OLT精确控制着每个ONT设备上行数据的发送起始时刻和结束时刻。这样的网络拓扑具有组网简单，配置灵活，可扩展性强的特点，已成为接入网的主流技术。
由于上行数据采用分时复用机制，所有的ONT上行数据都传输在同一根光纤的同一个波长上，因此每个ONT上行数据时隙是否严格遵守此机制非常重要。如果ONT由于软件或硬件的设计或故障问题，导致其上行数据时隙不符合要求而异常发光，则可能会污染整个光链路，严重的会导致其他正常的ONT上行数据出现误码甚至完全不能工作。因此，定期的检测排查ONT的故障点非常重要。
ONT上行数据由于采用突发机制，异常发光的故障可以由很多原因引起，最常见的有软件bug，硬件故障导致的异常发光以及由光器件老化导致的开关性能下降。由于PON光链路性能检测和故障防护机制没有标准，故在设备中对于检测和防护机制没有统一的做法。
现有技术中，采用图1所示的方案在ONT侧做检测防护。该方案的工作原理是ONT光模块先接收解析OLT发送的下行光数据包，将其转化成电信号后再发送到ONT PON协议模块做协议解析处理，然后ONT PON协议模块根据解析出的OLT指令在规定时隙内发送上行电数据至ONT光模块，并同时输出一个ONT光模块上行发送使能信号TX_EN，ONT光模块在TX_EN有效期间，在光链路上输出有效光信号传送上行光数据，同时将送出一个ONT光模块上行发送状态信号TX_SD给检测模块，检测模块检测ONT光模块的状态信号TX_SD的有效时长。在ONT光模块TX_SD的状态信号指示正常的情况下，该方案对于由于软件或局部硬件故障导致的ONT光模块异常发光的情况能够检测到。但是，对于ONT光模块的发光器件老化、开关速度下降导致的时隙占用没有检测能力，同时其也不能检测干线上行光链路状态。
图2所示的方案是在OLT侧做检测防护。该方案中的检测模块通过检测OLT光模块上行接收状态信号RX_SD的长度来检测光链路的状态。该方案虽然能够检测出ONT异常发光导致的链路故障，但由于EPON ONT上行时隙长度分配的不固定，没有办法检测ONT光器件老化导致的时隙占用问题，也无法精确的检测每个ONT上行光链路状态。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种PON系统中OLT检测ONT异常发光的系统及方法，能够在OLT侧精确检测到每一路ONU上行数据的发送起始时间和和结束时间，通过和OLT分配时隙的对比，精准检测每一路ONT上行光链路状态。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种PON系统中OLT检测ONT异常发光的系统，包括CPU模块、PON时隙控制模块、OLT收发光模块和光信号计时模块；所述OLT收发光模块与所述PON时隙控制模块相连，所述PON时隙控制模块与所述光信号计时模块和所述CPU模块相连，所述光信号计时模块再与所述CPU模块相连；所述OLT收发光模块用于接收上行光信号，并在检测到有效上行光信号时发送上行接收状态信号至所述光信号计时模块；所述PON时隙控制模块用于为每一路ONT分配上行时隙，并将时隙分配信息传送至所述CPU模块；以及在接收到所述CPU发送来的检测指令时，发送触发信号至所述光信号计时模块；所述光信号计时模块用于在接收到所述触发信号后，记录接收到上行接收状态信号的起始时间和结束时间，并传送至所述CPU模块；所述CPU模块用于发送检测指令至所述PON时隙控制模块；以及对比所述PON时隙控制模块发送来的时隙分配信息和所述光信号计时模块发送来的上行接收状态信号的起始时间和结束时间，判断ONT上行光链路是否满足时隙要求。
根据上述的PON系统中OLT检测ONT异常发光的系统，其中：所述PON时隙控制模块根据PON协议为每一路ONT分配上行时隙。
根据上述的PON系统中OLT检测ONT异常发光的系统，其中：所述光信号计时模块在所述触发信号有效时，执行计时功能。
根据上述的PON系统中OLT检测ONT异常发光的系统，其中：还包括警报模块，所述警报模块与所述CPU模块相连，用于在ONT上行光链路不满足时隙要求时，发出警报。
根据上述的PON系统中OLT检测ONT异常发光的系统，其中：所述CPU模块功根据以下规则判断ONT上行光链路是否满足时隙要求：
当上行接收状态信号的起始时间和结束时间处于ONT所分配的上行时隙中时，则该OLT 上行光链路满足时隙要求；
当上行接收状态信号的起始时间和结束时间不完全处于ONT所分配的上行时隙中时，则该OLT上行光链路不满足时隙要求。
同时，本发明还提供一种PON系统中OLT检测ONT异常发光的方法，包括以下步骤：
步骤S1、CPU模块发送检测指令至PON时隙控制模块；
步骤S2、PON时隙控制模块为ONT分配上行时隙，将时隙分配信息传送至CPU模块；并在接收到CPU发送来的检测指令时，发送触发信号至光信号计时模块；
步骤S3、OLT收发光模块接收上行光信号，并在检测到有效上行光信号时发送上行接收状态信号至光信号计时模块；
步骤S4、光信号计时模块记录接收到上行接收状态信号的起始时间和结束时间，并传送至CPU模块；
步骤S5、CPU模块对比PON时隙控制模块发送来的时隙分配信息和光信号计时模块发送来的上行接收状态信号的起始时间和结束时间，判断ONT上行光链路是否满足时隙要求。
根据上述的PON系统中OLT检测ONT异常发光的方法，其中：所述步骤S2中，所述PON时隙控制模块根据PON协议为每一路ONT分配上行时隙。
根据上述的PON系统中OLT检测ONT异常发光的方法，其中：所述步骤S4中，所述光信号计时模块在所述触发信号有效时，执行计时功能。
根据上述的PON系统中OLT检测ONT异常发光的方法，其中：所述步骤S5中，所述CPU模块功根据以下规则判断ONT上行光链路是否满足时隙要求：
当上行接收状态信号的起始时间和结束时间处于ONT所分配的上行时隙中时，则该OLT上行光链路满足时隙要求；
当上行接收状态信号的起始时间和结束时间不完全处于ONT所分配的上行时隙中时，则该OLT上行光链路不满足时隙要求。
根据上述的PON系统中OLT检测ONT异常发光的方法，其中：还包括步骤S6，当ONT上行光链路不满足时隙要求时，通过警报模块发出警报。
如上所述，本发明的PON系统中OLT检测ONT异常发光的系统及方法，具有以下有益效果：
(1)能够精确的检测每一路ONT上行数据状态；
(2)能够检测单个ONT的性能劣化情况；
(3)能够迅速定位劣化故障点，以便于在进一步恶化前，提前排除隐患。
附图说明
图1显示为现有技术中的ONT发送光信号检测系统的结构示意图；
图2显示为现有技术中的OLT接收光信号检测系统的结构示意图；
图3显示为本发明的PON系统中OLT检测ONT异常发光的系统的一个优选实施例的结构示意图；
图4显示为本发明的PON系统中OLT检测ONT异常发光的系统的另一个优选实施例的结构示意图；
图5显示为本发明中ONT上行数据时隙检测参数时序图；
图6显示为本发明的PON系统中OLT检测ONT异常发光的方法的一个优选实施例的流程图；
图7显示为本发明的PON系统中OLT检测ONT异常发光的方法的另一个优选实施例的流程图。
元件标号说明
1     CPU模块
2     PON时隙控制模块
3     OLT收发光模块
4     光信号计时模块
5     警报模块
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
本发明的PON系统中OLT检测ONT异常发光的系统及方法利用PON的协议机制，在OLT侧对每个ONT上行发光链路的上行数据的发送起始时间和和结束时间进行精准检测， 并与分配给该ONT的时隙相比较，以判断其是否满足时隙要求，并在不满足时隙要求时发出警报。
参照图3，本发明PON系统中OLT检测ONT异常发光的系统包括CPU模块1、PON时隙控制模块2、OLT收发光模块3和光信号计时模块4。OLT收发光模块3与PON时隙控制模块2相连，PON时隙控制模块2与光信号计时模块4和CPU模块1相连，光信号计时模块4再与CPU模块1相连。
OLT收发光模块3用于接收上行光信号，并在检测到有效上行光信号时发送上行接收状态信号RX_SD至光信号计时模块4。
PON时隙控制模块2用于为每一路ONT分配上行时隙，并将时隙分配信息传送至CPU模块1；以及在接收到CPU发送来的检测指令时，发送触发信号TRIG至光信号计时模块4。
其中，PON时隙控制模块2根据PON协议为每一路ONT分配上行时隙。
光信号计时模块4用于在接收到触发信号TRIG后，记录接收到上行接收状态信号RX_SD的起始时间和结束时间，并传送至CPU模块1。
光信号计时模块4仅在触发信号有效时，执行计时功能。当光信号计时模块4接收到触发信号TRIG时，便启动计时功能；若光信号计时模块4没有接收到触发信号TRIG，则停止计时功能。
具体地，光信号计时模块4通过计时器来记录接收到上行接收状态信号RX_SD的起始时间和结束时间。
CPU模块功1用于发送检测指令至PON时隙控制模块2；以及对比PON时隙控制模块2发送来的时隙分配信息和光信号计时模块4发送来的上行接收状态信号RX_SD的起始时间和结束时间，判断ONT上行光链路是否满足时隙要求。
优选地，如图4所示还包括警报模块5。该警报模块5与CPU模块相连1，用于在ONT上行光链路不满足时隙要求时，发出警报，以便于及时排除隐患。具体地，警报模块可以采用蜂鸣器、语音报警器等等。
图5所示即为本发明的PON系统中OLT检测ONT异常发光的系统中几个实时信号及时间点的时序示意图。其中，TRIG是PON时隙控制模块输出的触发信号，用来触发光信号计时模块的启动；T0，T1是PON时隙控制模块所发出的触发有效时间；T2，T3是PON时隙控制模块分配给该ONT的时间窗口；RX_SD为OLT收发光模块送出的上行接收状态信号；T4，T5为光信号计时模块监测RX_SD信号所得到的起始时间和结束时间。
其中，若T4和T5处于T2-T3的时隙中，则表明该OLT上行光链路满足时隙要求；若 T4-T5的时隙不完全处于T2-T3的时隙中，则表明该OLT上行光链路不满足时隙要求。
具体地，判断判断ONT上行光链路是否满足时隙要求时，可以采用以下两种算法：
1)若[T4,T5]∈[T2-T3]，则表明该OLT上行光链路满足时隙要求；
若则表明该OLT上行光链路不满足时隙要求。
2)若T5≤(T3-T0)或T4≥(T2-T0)，则表明该OLT上行光链路满足时隙要求；
若T5≥(T3-T0)或T4≤(T2-T0)，则表明该OLT上行光链路不满足时隙要求。
参照图6，本发明的PON系统中OLT检测ONT异常发光的方法包括以下步骤：
步骤S1、CPU模块发送检测指令至PON时隙控制模块。
步骤S2、PON时隙控制模块为ONT分配上行时隙，将时隙分配信息传送至CPU模块；并在接收到CPU发送来的检测指令时，发送触发信号至光信号计时模块。
假定触发信号在T0-T1时间段内有效。当且仅当触发信号有效时，光信号计时模块才执行计时操作。PON时隙控制模块为ONT分配的上行时隙为T2-T3。
步骤S3、OLT收发光模块接收上行光信号，并在检测到有效上行光信号时发送上行接收状态信号RX_SD至光信号计时模块。
步骤S4、光信号计时模块记录接收到上行接收状态信号RX_SD的起始时间和结束时间，并传送至CPU模块。
具体地，在光信号计时模块接收到的触发信号TRIG有效期间，光信号计时模块通过计时器记录接收到上行接收状态信号RX_SD的起始时间和结束时间。假定上行接收状态信号RX_SD的起始时间和结束时间分别为T4和T5。
步骤S5、CPU模块对比PON时隙控制模块发送来的时隙分配信息和光信号计时模块发送来的上行接收状态信号RX_SD的起始时间和结束时间，判断ONT上行光链路是否满足时隙要求。
具体地，判断判断ONT上行光链路是否满足时隙要求时，可以采用以下两种算法：
1)若[T4,T5]∈[T2-T3]，则表明该OLT上行光链路满足时隙要求；
若则表明该OLT上行光链路不满足时隙要求。
2)若T5≤(T3-T0)或T4≥(T2-T0)，则表明该OLT上行光链路满足时隙要求；
若T5≥(T3-T0)或T4≤(T2-T0)，则表明该OLT上行光链路不满足时隙要求。
优选地，如图7所示，还包括步骤S6，当ONT上行光链路不满足时隙要求时，通过警报模块发出警报。具体地，警报模块可以采用蜂鸣器、语音报警器等等。
综上所述，本发明的PON系统中OLT检测ONT异常发光的系统及方法能够精确的检测 每一路ONT上行数据状态；能够检测单个ONT的性能劣化情况；能够迅速定位劣化故障点，以便于在进一步恶化前，提前排除隐患。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。