基於光線路終端模塊的無源光網絡故障診斷系統的製作方法

2023-07-12 16:42:56 1

專利名稱：基於光線路終端模塊的無源光網絡故障診斷系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及光網絡領域，特別涉及一種基於光線路終端模塊的無源光網絡故障診 斷系統。
背景技術：
光纖接入在未來一段時間內將成為接入網的首選方式。無源光網絡技術在光纖接 入網建設中成為性價比最高的技術方案。各終端光網絡單元(Optical Network Unit，簡稱 0NU)在無源光網絡(Passive Optical Network，簡稱PON)系統中完成註冊後，光纜終端設 備(Optical Line ^Terminal，簡稱0LT)會為每一個ONU分配了一個時隙，只允許每個ONU 在與其對應的時隙內向OLT發射光信號，其餘時間則處於關斷狀態，在整個通信過程中，任 一時隙內，局端OLT只能接收一個ONU的上傳信號並對其進行處理，而不能同時接受兩個及 兩個以上的ONU上傳光信號。基於上面的情況，有可能會發生兩種故障現象一是流氓ONU 某一終端ONU發生 故障，不再受到局端OLT的控制，一直處於連續發光狀態，將導致OLT工作時序混亂，系統中 的其它ONU無法與OLT完成正常數據傳輸；二是掉線ONU 因為某種原因，導致OLT無法在 相應的時序上接收到對應的ONU所傳輸過來的光信號，處於一種時序空窗狀態，也將影響 到終端對局端的上傳行為。

發明內容基於此，有必要提供一種基於光線路終端模塊的無源光網絡故障診斷系統，能精 確定位網絡故障。一種基於光線路終端模塊的無源光網絡故障診斷系統，包括通訊相連的故障上報 模塊和定位控制器，所述故障上報模塊用於根據獲取的光纜終端設備產生的告警信號生成 故障診斷信號，根據所述故障診斷信號生成錯誤警告信號，並將故障診斷信號和錯誤警告 信號上報，所述定位控制器根據獲取的在線光網絡單元的在位時序信息及錯誤警告信號獲 得警告觸發時間點，再根據所述警告觸發時間點及故障診斷信號進行故障定位。優選地，所述故障上報模塊包括流氓光網絡單元診斷上報子功能模塊、掉線光網 絡單元診斷上報子功能模塊和邏輯或門，所述流氓光網絡單元診斷上報子功能模塊和掉線 光網絡單元診斷上報子功能模塊分別對光終端設備產生的告警信號進行診斷生成故障診 斷信號，並將所述故障診斷信號上報到所述定位控制器；所述邏輯或門將所述故障診斷信 號求或處理得到所述錯誤警告信號，並將所述錯誤警告信號上報到所述定位控制器。優選地，所述流氓光網絡單元診斷上報子功能模塊包括電連接的流氓光網絡單元 的診斷單元和流氓光網絡單元的上報單元，所述流氓光網絡單元的診斷單元採集光纜終端 設備內部產生的告警信號確定告警信號的時序，判斷該告警信號的時序是否正常，並生成 控制信號控制所述流氓光網絡單元的上報單元上報流氓光網絡單元的狀態。優選地，所述無源光網絡為乙太網無源光網絡，所述流氓光網絡單元的診斷單元包括第一判斷放電電路和第一重置充電電路，所述第一判斷放電電路包括第一放電電阻和 第一儲能電容，所述第一重置充電電路與所述第一放電電阻並聯，所述第一放電電阻一端 電連接所述光纜終端設備內部產生的告警信號，所述第一放電電阻的另一端與所述第一儲 能電容電連接處作為所述第一判斷放電電路的輸出端。優選地，所述第一重置充電電路包括第一 PNP型三極體和第一充電偏置電阻，所 述第一放電電阻並聯在所述第一 PNP型三極體的發射極和集電極之間，所述第一 PNP型三 極管的集電極通過所述第一儲能電容接地，所述第一 PNP型三極體的基極通過所述第一充 電偏置電阻接地，所述第一 PNP型三極體的發射極電連接所述光纜終端設備內部產生的告
警信號。優選地，所述第一重置充電電路包括第一 P型MOS管、串聯的第一分壓電阻和第二 分壓電阻，所述第一放電電阻並聯在所述第一 P型MOS管的源極和漏極之間，所述第一 P型 MOS管的源極電連接所述光纜終端設備內部產生的告警信號，所述第一 P型MOS管的柵極電 連接所述第一分壓電阻和第二分壓電阻的連接端。優選地，所述流氓光網絡單元的上報單元包括第一模擬開關、第一採樣電阻和第 一邏輯反向器，所述第一模擬開關的輸入端接收光纜終端設備內部產生的告警信號，第一 模擬開關的輸出端分別與所述第一採樣電阻的一端、第一邏輯反向器的輸入端電連接，所 述第一採樣電阻的另一端電連接到地，第一模擬開關的控制端與所述第一判斷放電電路的 輸出端電連接；所述第一邏輯反向器的輸出端為流氓光網絡單元的上報單元的輸出端。優選地，所述掉線光網絡單元診斷上報子功能模塊包括電連接的掉線光網絡單元 的診斷單元和掉線光網絡單元的上報單元，所述掉線光網絡單元的診斷單元採集光纜終端 設備內部產生的告警信號確定告警信號的時序，判斷該告警信號的時序是否正常，並生成 控制信號控制所述掉線光網絡單元的上報單元上報掉線光網絡單元的狀態。優選地，所述無源光網絡為乙太網無源光網絡，所述掉線光網絡單元的診斷單元 包括第一判斷充電電路和第一重置放電電路，所述第一判斷充電電路包括第一充電電阻和 第二儲能電容，所述第一重置放電電路與所述第一充電電阻並聯，所述第一充電電阻一端 電連接所述光纜終端設備內部產生的告警信號，所述第一充電電阻的另一端與所述第二儲 能電容電連接處作為所述第一判斷充電電路的輸出端。優選地，所述第一重置放電電路包括第一 NPN型三極體和第一放電偏置電阻，所 述第一充電電阻並聯在所述第一 NPN型三極體的發射極和集電極之間，所述第一 NPN型三 極管的集電極通過所述第二儲能電容接地；所述第一 NPN型三極體的基極通過所述第一放 電偏置電阻外接電源；所述第一 NPN型三極體的發射極電連接所述光纜終端設備內部產生
的告警信號。優選地，所述第一重置放電電路包括第一 N型MOS管、第三分壓電阻和第四分壓電 阻，所述第一充電電阻並聯在所述第一 N型MOS管的源極和漏極之間，所述第一 N型MOS管 的源極電連接所述光纜終端設備內部產生的告警信號，所述第一 N型MOS管的柵極電連接 所述第三分壓電阻和第四分壓電阻的連接端。優選地，所述掉線光網絡單元的上報單元包括第二模擬開關和第二採樣電阻，所 述第二模擬開關的輸入端接收光纜終端設備內部產生的告警信號，所述第二模擬開關的輸 出端和第二採樣電阻一端相連處作為掉線光網絡單元的上報單元輸出端，所述第二採樣電阻的另一端接地，所述第二模擬開關的控制端與所述第一判斷充電電路的輸出端電連接。優選地，所述無源光網絡為吉比特無源光網絡，所述流氓光網絡單元的診斷單元 包括第二判斷充電電路和第二重置放電電路，所述第二判斷充電電路包括第二充電電阻和 第三儲能電容，所述第二重置放電電路與所述第二充電電阻並聯，所述第二充電電阻一端 電連接所述光纜終端設備內部產生的告警信號，所述第二充電電阻的另一端與所述第三儲 能電容電連接處作為所述第二判斷充電電路的輸出端。優選地，所述第二重置放電電路包括第二 NPN型三極體和第二放電偏置電阻，所 述第二充電電阻並聯在所述第二 NPN型三極體的發射極和集電極之間，所述第二 NPN型三 極管的集電極通過所述第三儲能電容接地；所述第二 NPN型三極體的基極通過所述第二放 電偏置電阻外接電源；所述第二 NPN型三極體的發射極電連接所述光纜終端設備內部產生
的告警信號。優選地，所述第二重置放電電路包括第二 N型MOS管、第五分壓電阻和第六分壓電 阻，所述第二充電電阻並聯在所述第二 N型MOS管的源極和漏極之間，所述第二 N型MOS管 的源極電連接所述光纜終端設備內部產生的告警信號，所述第二 N型MOS管的柵極電連接 所述第五分壓電阻和第六分壓電阻的連接端。優選地，所述流氓光網絡單元的上報單元包括第三模擬開關和第三採樣電阻，所 述第三模擬開關的輸入端接收光纜終端設備內部產生的告警信號，所述第三模擬開關的輸 出端和第三採樣電阻一端相連處作為流氓光網絡單元的上報單元輸出端，所述第三採樣電 阻的另一端接地，所述第三模擬開關的控制端與所述第二判斷充電電路的輸出端電連接。優選地，所述無源光網絡為吉比特無源光網絡，所述掉線光網絡單元的診斷單元 包括第二判斷放電電路和第二重置充電電路，所述第二判斷放電電路包括第二放電電阻和 第四儲能電容，所述第二重置充電電路與所述第二放電電阻並聯，所述第二放電電阻一端 電連接所述光纜終端設備內部產生的告警信號，所述第二放電電阻的另一端與所述第四儲 能電容電連接處作為所述第二判斷放電電路的輸出端。優選地，所述第二重置充電電路包括第二 PNP型三極體和第二充電偏置電阻，所 述第二放電電阻並聯在所述第二 PNP型三極體的發射極和集電極之間，所述第二 PNP型三 極管的集電極通過所述第四儲能電容接地，所述第二 PNP型三極體的基極通過所述第二充 電偏置電阻接地，所述第二 PNP型三極體的發射極電連接所述光纜終端設備內部產生的告
警信號。優選地，所述第二重置充電電路包括第二 P型MOS管、串聯的第七分壓電阻和第八 分壓電阻，所述第二放電電阻並聯在所述第二 P型MOS管的源極和漏極之間，所述第二 P型 MOS管的源極電連接所述光纜終端設備內部產生的告警信號，所述第二 P型MOS管的柵極電 連接所第七分壓電阻和第八分壓電阻的連接端。優選地，所述掉線光網絡單元的上報單元包括第四模擬開關、第四採樣電阻和第 二邏輯反向器，所述第四模擬開關的輸入端接收光纜終端設備內部產生的告警信號，第四 模擬開關的輸出端分別與所述第四採樣電阻的一端、第二邏輯反向器的輸入端電連接，所 述第四採樣電阻的另一端電連接到地，第四模擬開關的控制端與所述第二判斷放電電路的 輸出端電連接；所述第二邏輯反向器的輸出端為掉線光網絡單元的上報單元的輸出端。上述基於光線路終端模塊的無源光網絡故障診斷系統，採用故障上報模塊根據光纜終端設備產生的告警信號生成故障診斷信號，再根據故障診斷信號生成錯誤警告信號， 定位控制器根據在位時序信息及錯誤警告信號得出警告觸發時間點，結合故障診斷信號進 行故障定位，精確定位網絡故障。

圖1為一個實施例中基於光線路終端模塊的無源光網絡故障診斷系統的結構示 意圖；圖2為另一個實施例中基於光線路終端模塊的無源光網絡故障診斷系統的結構 示意圖；圖3為基於EPON OLT光模塊的PON故障診斷系統的故障上報模塊的內部結構示 意圖；圖4A為圖3中流氓EPON ONU診斷單元的第一重置充電電路的一種內部結構示意 圖；圖4B為圖3中流氓EPON ONU診斷單元的第一重置充電電路的二種內部結構示意 圖；圖5A為圖3中掉線EPON ONU診斷單元的第一重置放電電路的一種內部結構示意 圖；圖5B為圖3中掉線EPON ONU診斷單元的第一重置放電電路的二種內部結構示意 圖；圖6為基於GPON OLT光模塊的PON故障診斷系統的故障上報模塊的內部結構示 意圖；圖7A為圖6中流氓GPON ONU診斷單元的第二重置放電電路的一種內部結構示意 圖；圖7B為圖6中流氓GPON ONU診斷單元的第二重置放電電路的二種內部結構示意 圖；圖8A為圖6中掉線GPON ONU診斷單元的第二重置充電電路的一種內部結構示意 圖；圖8B為圖6中掉線GPON ONU診斷單元的第二重置充電電路的二種內部結構示意 圖。
具體實施方式下面結合具體的實施例及附圖對技術方案進行詳細的描述。如圖1所示，一個實施例中，一種基於光線路終端模塊的無源光網絡故障診斷系 統，包括通訊相連的故障上報模塊100和定位控制器200。故障上報模塊100用於對獲取 的光纜終端設備(Optical Line Terminal，簡稱0LT)產生的告警信號診斷生成故障診斷 信號，根據該故障診斷信號生成錯誤警告信號，並將故障診斷信號和錯誤警告信號上報， 定位控制器200接收告警信號、故障診斷信號、錯誤警告信號和在線光網絡單元(Optical Network Unit，簡稱0NU)的在位時序信息，並根據在線ONU的在位時序信息及錯誤警告信 號獲得警告觸發時間點，根據警告觸發時間點及故障診斷信號進行故障定位。
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告警信號是由光網絡單元發出的周期性重複的信號，當光網絡單元出現故障時， 如一直發光(流氓0NU)或持續掉線(掉線0NU)，告警信號變成持續的高電平或低電平。故障診斷信號是根據告警信號的情況所得到的狀態信號，如指示流氓ONU或指示 掉線0NU，可都用高電平或低電平表示。錯誤警告信號是根據故障診斷信號處理得到的報警信號，如出現流氓ONU或掉線 ONU警告，可用高電平表示。如圖2所示，上述基於光線路終端模塊的無源光網絡故障診斷系統，還包括邏輯 或門。故障上報模塊100包括流氓光網絡單元(ONU)診斷上報子功能模塊110和掉線光網 絡單元診斷上報子功能模塊120。流氓ONU診斷上報子功能模塊110對OLT產生的告警信 號進行診斷生成流氓故障診斷信號，掉線ONU診斷上報子功能模塊120對OLT產生的告警 信號進行診斷生成掉線故障診斷信號，將故障診斷信號上報到定位控制器200，邏輯或門對 流氓故障診斷信號和掉線故障診斷信號求或處理得到錯誤警告信號，將錯誤警告信號上報 到定位控制器200。流氓ONU診斷上報子功能模塊110包括電連接的流氓ONU的診斷單元1102和流 氓ONU的上報單元1104。流氓ONU的診斷單元1102採集OLT內部產生的告警信號確定告 警信號的時序，判斷該告警信號的時序是否正常，並生成控制信號控制流氓ONU的上報單 元1104上報流氓ONU的狀態。當告警信號的時序正常時，流氓ONU的上報單元1104上報 低電平狀態信號；當告警信號的時序異常時，流氓ONU的上報單元1104上報高電平狀態信 號。掉線ONU診斷上報子功能模塊120包括電連接的掉線光網絡單元的診斷單1202 元和掉線光網絡單元的上報單元1204。掉線ONU的診斷單元1202採集光纜終端設備內部產 生的告警信號確定告警信號的時序，判斷該告警信號的時序是否正常，並生成控制信號控 制掉線ONU的上報單元1204上報掉線ONU的狀態。當告警信號的時序正常時，掉線ONU的 上報單元1204上報低電平狀態信號；當告警信號的時序異常時，掉線ONU的上報單元1204 上報高電平狀態信號。定位控制器200接收告警信號、流氓故障診斷信號、掉線故障診斷信號和錯誤警 告信號，同時定位控制器200與OLT系統時鐘同步，獲取在線ONU的在位時序信息。定位控 制器200將故障定位上報到OLT系統。無源光網絡(Passive Optical Network,簡稱PON)包括乙太網無源光 網絡(Ethernet Passive Optical Network,簡稱ΕΡ0Ν)和吉比特無源光網絡 (Gigabit-Capable，簡稱GP0N)。由於EPON OLT與GPON OLT指示光信號強弱的告警信號 (ΕΡ0Ν OLT為LOS信號，GPON OLT為SD信號)與去告警電平狀態是相反的，所以兩個功能 模塊在兩種OLT的告警信號的指示功能也存在相反性。如圖3所示，基於EPON OLT光模塊的PON故障診斷系統的故障上報模塊100包括 流氓EPON ONU診斷上報子功能模塊112、掉線EPON ONU診斷上報子功能模塊122和邏輯或 門Bi。EPON OLT產生的快速LOS信號輸入到流氓EPON ONU診斷上報子功能模塊112與掉 線EPON ONU診斷上報子功能模塊122，經過並行診斷後生成故障診斷信號，分別上報故障 診斷信號(即快速LOS信號中所包含的錯誤信息)，最後經過邏輯或門Bl處理最終上報給 定位控制器200，以確定EPON網絡是否存在非正常工作的0NU。
流氓EPON ONU診斷上報子功能模塊112包括流氓EPON ONU診斷單元1122與流 氓EPON ONU上報單元11M。流氓EPON ONU診斷單元1122包括第一判斷放電電路與第一 重置充電電路。第一判斷放電電路包括第一放電電阻Rll與第一儲能電容C11。流氓EPON ONU上報單元IlM包括第一採樣電阻R21、第一模擬開關SW21與第一邏輯反向器Al。如圖4A所示，第一重置充電電路包括第一 PNP型三極體Ql 1和第一充電偏置電阻 R12。流氓EPON ONU診斷上報子功能模塊112的內部各器件的連接關係為第一放電電 阻Rll並聯在第一PNP型三極體Qll的發射極和集電極之間，第一PNP型三極體Qll的集電 極通過第一儲能電容Cll接地，第一 PNP型三極體Qll的集電極作為第一重置充電電路的 輸出端；第一放電電阻Rll與第一儲能電容Cll串聯的點作為第一判斷放電電路的輸出端； 第一 PNP型三極體Qll的基極通過第一充電偏置電阻R12接地，第一 PNP型三極體Qll的 發射極電連接BURST LOS信號；第一模擬開關SW21的輸入端接收BURST LOS信號，第一模 擬開關SW21的輸出端分別與第一採樣電阻R21的一端、第一邏輯反向器Al的輸入端電連 接，第一模擬開關SW21的控制端與第一判斷放電電路的輸出端電連接，第一採樣電阻R21 的另一端接地。如圖4B所示，第一重置充電電路包括第一 P型MOS管Q12、串聯的第一分壓電阻 R13和第二分壓電阻R14。流氓EPON ONU診斷單元1122的內部各器件的連接關係為第一放電電阻Rll並 聯在第一 P型MOS管Q12的源極和漏極之間，第一 P型MOS管Q12的源極電連接BURST LOS 信號，第一 P型MOS管Q2的柵極電連接第一分壓電阻R13和第二分壓電阻R14的連接端； 第一 P型MOS管Q12的漏極作為第一重置充電電路的輸出端。如圖3所示，掉線EPON ONU診斷上報子功能模塊122包括電連接的掉線ONU的診 斷單元1222和掉線ONU的上報單元1224，掉線ONU的診斷單元1222採集OLT內部產生的 告警信號確定告警信號的時序，判斷該告警信號的時序是否正常，並生成控制信號控制掉 線ONU的上報單元12 上報掉線ONU的狀態。掉線ONU的診斷單元1222包括第一判斷充電電路和第一重置放電電路，第一判斷 充電電路包括串聯的第一充電電阻R31和第二儲能電容C31。第一充電電阻R31的一端電 連接BURST LOS信號，第一充電電阻R31的另一端與第三儲能電容C31電連接處作為第二 判斷充電電路的輸出端。掉線ONU的上報單元12M包括第二模擬開關SW41和第二採樣電阻R41。如圖5A所示，第一重置放電電路包括第一 NPN型三極體Q31和第一放電偏置電阻 R32。掉線EPON ONU診斷上報子功能模塊122的內部器件連接關係為第一充電電阻 R31並聯在第一 NPN型三極體Q31的發射極和集電極之間，第一 NPN型三極體Q31的集電極 通過第二儲能電容C31接地；第一 NPN型三極體Q31的集電極作為第一重置放電電路的輸 出端；第一 NPN型三極體Q31的基極通過第一放電偏置電阻R32外接電源；第一 NPN型三 極管Q31的發射極電連接BURST LOS信號；第二模擬開關SW41的輸入端接收BURST LOS信 號，第二模擬開關SW41的輸出端和第二採樣電阻R41—端相連處作為掉線ONU的上報單元 12M輸出端，第二採樣電阻R41的另一端接地，第二模擬開關的控制端SW41與第一判斷充電電路的輸出端電連接。如圖5B所示，第一重置放電電路包括第一 N型MOS管Q32、第三分壓電R33阻和第 四分壓電阻R34。掉線EPON ONU診斷單元1222的內部器件連接關係為第一充電電阻R31並聯在 第一 N型MOS管Q32的源極和漏極之間，第一 N型MOS管R32的源極電連接BURST LOS信 號，第一 N型MOS管Q32的柵極電連接第三分壓電阻R33和第四分壓電阻R34的串聯端；第 一 N型MOS管Q32的漏極作為第一重置放電電路的輸出端。 流氓EPON ONU故障診斷系統工作的原理是(1)流氓EPON ONU故障診斷上報。如圖3所示，由EPON OLT光模塊內部產生的快速LOS信號，通過第一重置充電電 路對第一判斷放電電路中的第一儲能電容Cll進行周期性快速充電，同時設置第一放電電 阻Rll的參數，使第一儲能電容Cll上的電壓始終保持在高電平狀態，從而控制第一模擬開 關SW21(高電平閉合，低電平斷開)一直處於閉合狀態，流氓EPON ONU上報單元112中第一 採樣電阻R21的輸出信號經第一邏輯反向器Al後始終輸出低電平。當EPON網絡中某一時 刻開始出現流氓ONU後，則在快速LOS信號中的相應該流氓ONU的時序點以後，LOS信號一 直上報低電平，將不會再出現保護時間(Guard time)時的高電平上報。從此時開始，第一 判斷放電電路中的第一放電電阻Rll開始對第一儲能電容Cll放電，因為以後快速LOS信 號中不再出現Guard time時的高電平，將無法完成快速LOS信號通過第一重置充電電路對 第一儲能電容Cll快速充電，最終第一放電電阻Rll在一定時間內將第一儲能電容Cll上 電壓放電至低電平。此時，第一模擬開關SW21迅速斷開，第一採樣電阻R21經第一邏輯反 向器Al輸出高電平。因為以後由於此流氓ONU—直存在於EPON網絡中，所以從此時間後 上報單元一直上報高電平，即流氓ONU上報，再經過邏輯或門Bl完成最終的錯誤警告信號 上報。另外，第一放電電阻Rll與第一儲能電容Cll構成的第一判斷放電電路的RC時間 常數的設計，需要參考EPON網絡預設的突發最大包長時間，以確保在最大包長時間內不會 上報錯誤警告。由於一旦網絡中出現流氓0NU，則在相應的時序點上立即上報錯誤警告信 號，可以利用此信號作為觸發信號來精確確定流氓ONU所處的時序位置，從而完成流氓ONU 的診斷上報功能。掉線EPON ONU故障診斷系統工作的原理是(2)掉線EPON ONU診斷上報如圖3所示，由EPON OLT光模塊內部產生的快速LOS信號，通過第一重置放電電路 對第一判斷充電電路中的第一儲能電容C31進行周期性快速放電，同時設置第一充電電阻 R31的參數，使第一儲能電容C31上的電壓始終保持在低電平狀態，從而控制第二模擬開關 SW41(高電平閉合，低電平斷開)一直處於斷開狀態，第二採樣電阻R41始終輸出低電平。 當EPON網絡中某一時刻開始出現掉線ONU後，則在快速LOS信號中的相應該掉線ONU的時 序點，LOS信號上報高電平，直到下一個時隙的正常0NU，快速LOS信號重新恢復正常上報。 從此時開始，第一判斷充電電路中的第一充電電阻R31開始對第二儲能電容C31充電，因為 在此時序點上快速LOS信號中不再出現低高電平，將無法完成快速LOS信號通過第一重置 放電電路對第二儲能電容C31快速放電，最終第一充電電阻R31在一定時間內將第二儲能電容C31上電壓充電至高電平。此時，第二模擬開關SW41迅速閉合，第二採樣電阻R41輸 出高電平，即掉線ONU上報，再經過邏輯或門Bl完成最終的錯誤警告上報。另外，第一充電電阻R31與第二儲能電容C31構成的第一判斷充電電路的RC時間 常數的設計，需要參考EPON網絡預設的突發最小包長時間，以確保在最小包長時間內不會 上報錯誤警告。由於一旦網絡中出現掉線0NU，則在相應的時序點上立即上報錯誤警告信 號，可以利用此信號作為觸發信號來精確確定掉線ONU所處的時序位置，從而完成掉線ONU 的診斷上報功能。如圖6所示，基於GPON OLT光模塊的PON故障診斷系統的故障上報模塊包括流氓 GPON ONU診斷上報子功能模塊114、掉線GPON ONU診斷上報子功能模塊IM和邏輯或門B2。 GPON OLT產生的快速SD信號輸入到流氓GPON ONU診斷上報子功能模塊114與掉線GPON ONU診斷上報子功能模塊124，經過並行診斷後生成故障診斷信號，分別上報故障診斷信號 (即快速SD信號中所包含的錯誤信息)，最後經過邏輯或門B2處理最終上報給定位控制器 200，以確定GPON網絡是否存在非正常工作的0NU。流氓GPON ONU診斷上報子功能模塊114包括流氓GPON ONU診斷單元1142與流 氓GPON ONU上報單元1144。流氓ONU的診斷單元1142包括第二判斷充電電路和第二重置 放電電路。第二判斷充電電路包括串聯的第二充電電阻R51和第三儲能電容C51。第二充 電電阻R51—端電連接BURST SD信號，第二充電電阻R51的另一端與第三儲能電容C51電 連接處作為第二判斷充電電路的輸出端。流氓GPON ONU上報單元1144包括第三模擬開關SW61和第三採樣電阻R61。如圖7A所示，第二重置放電電路包括第二 NPN型三極體Q51和第二放電偏置電阻 R52。流氓GPON ONU診斷上報子功能模塊114的內部各元件之間的連接關係為第二充 電電阻R51並聯在第二 NPN型三極體Q51的發射極和集電極之間，第二 NPN型三極體Q51的 集電極通過第三儲能電容C51接地，第二 NPN型三極體Q51的集電極作為第二重置放電電 路的輸出端；第二 NPN型三極體Q51的基極通過第二放電偏置電阻R52外接電源，第二 NPN 型三極體Q51的發射極電連接BURST LOS信號；第三模擬開關SW61的輸入端接收BURST LOS信號，第三模擬開關SW61的輸出端和第三採樣電阻R61 —端相連處作為流氓ONU的上 報單元1 輸出端，第三採樣電阻R61的另一端接地，第三模擬開關SW61的控制端與第二 判斷充電電路的輸出端電連接。如圖7B所示，第二重置放電電路包括第二 N型MOS管Q52、第五分壓電阻R53和第 六分壓電阻R54。流氓GPON ONU診斷單元1142的內部各元件之間的連接關係為第二充電電阻R51 並聯在第二 N型MOS管Q52的源極和漏極之間，第二 N型MOS管Q52的源極電連接BURST LOS信號，第二 N型MOS管Q52的柵極電連接第五分壓電阻R53和第六分壓電阻R54的連接 端；第五分壓電阻R53的另一端外接電源，第六分壓電阻R54的另一端接地；第二 N型MOS 管Q52的漏極作為第二重置放電電路的輸出端。如圖6所示，掉線GPON ONU診斷上報子功能模塊IM包括電連接的掉線ONU的診 斷單元1242和掉線ONU的上報單元1M4，掉線ONU的診斷單元1242採集OLT內部產生的 告警信號確定告警信號的時序，判斷該告警信號的時序是否正常，並生成控制信號控制掉
12線ONU的上報單元1244上報掉線ONU的狀態。掉線ONU的診斷單元1242包括第二判斷放電電路和第二重置充電電路。第二判斷 放電電路包括第二放電電阻R71和第四儲能電容C71。第二放電電阻R71—端電連接BURST SD信號，第二放電電阻R71的另一端與第四儲能電容C71電連接處作為第二判斷放電電路 的輸出端。掉線ONU的上報單元1244包括第四模擬開關SW81、第四採樣電阻R81和第二邏輯 反向器A2。如圖8A所示，第二重置充電電路包括第二 PNP型三極體Q71和第二充電偏置電阻 R72。掉線ONU的診斷上報子功能模塊IM的內部各元件之間的連接關係為第二放電 電阻R71並聯在第二 PNP型三極體Q71的發射極和集電極之間，第二 PNP型三極體R71的 集電極通過第四儲能電容C71接地，第二 PNP型三極體Q71的基極通過第二充電偏置電阻 R72接地，第二 PNP型三極體Q71的發射極電連接BURST LOS信號，第二 PNP型三極體Q71 的集電極作為第二重置充電電路的輸出端；第四模擬開關SW71的輸入端接收BURST SD信 號，第四模擬開關SW71的輸出端分別與第四採樣電阻R71的一端、第二邏輯反向器A2的輸 入端電連接，第四採樣電阻R71的另一端電連接到地，第四模擬開關SW71的控制端與第二 判斷放電電路的輸出端電連接；第二邏輯反向器A2的輸出端為掉線ONU的上報單元的輸出 端。如圖8B所示，第二重置充電電路包括第二 P型MOS管Q72、串聯的第七分壓電阻 R73和第八分壓電阻R74。掉線ONU的診斷單元1242的內部各元件之間的連接關係為第二放電電阻R71並 聯在第二 P型MOS管Q72的源極和漏極之間，第二 P型MOS管Q72的源極電連接BURST SD 信號，第二 P型MOS管Q72的柵極電連接第七分壓電阻R73和第八分壓電阻R74的連接端； 第二 P型MOS管Q72的漏極作為第二 P型MOS管的輸出端。GPON故障診斷上報系統工作原理(1)流氓GPON ONU診斷上報如圖6所示，由GPON OLT光模塊內部產生的快速SD信號，通過第二重置放電電路 對第二判斷充電電路中的第三儲能電容C51進行周期性快速放電，同時設置第二充電電阻 R51的參數，使第三儲能電容C51上的電壓始終保持在低電平狀態，從而控制第三模擬開關 SW61(高電平閉合，低電平斷開)一直處於斷開狀態，流氓GPON ONU的上報單元1144中第 三採樣電阻R61始終輸出低電平。當GPON網絡中某一時刻開始出現流氓ONU後，則在快速 SD信號中的相應該流氓ONU的時序點，SD信號上報高電平，因為以後由於此流氓ONU—直 存在於GPON網絡中，所以從此時間後流氓GPON ONU的上報單元1144 一直上報高電平，即 流氓ONU上報。從此時開始，第二判斷充電電路中的第二充電電阻R51開始對第三儲能電 容C51充電，因為在此時序點上快速SD信號中不再出現低電平，將無法完成快速SD信號通 過第二重置放電電路對第三儲能電容C51快速放電，最終第二充電電阻R51在一定時間內 將第三儲能電容C51上電壓充電至高電平。此時，第三模擬開關SW61迅速閉合，流氓GPON ONU的上報單元1144的第三採樣電阻R61輸出高電平，即流氓ONU上報，再經過邏輯或門 B2完成最終的錯誤警告上報。
其中，第二充電電阻R51與第三儲能電容C51構成的第二判斷充電電路的RC時間 常數的設計，需要參考GPON網絡預設的突發最大包長時間，以確保在最大包長時間內不會 上報錯誤警告。由於一旦網絡中出現流氓0NU，則在相應的時序點上立即上報錯誤警告信 號，可以利用此信號作為觸發信號來精確確定流氓ONU所處的時序位置，從而完成流氓ONU 的診斷上報功能。(2)掉線GPON ONU診斷上報如圖6所示，由GPON OLT光模塊內部產生的快速SD信號，通過第二重置充電電路 對第二判斷放電電路中的第四儲能電容C71進行周期性快速充電，同時設置第二放電電阻 R71的參數，使第四儲能電容C71上的電壓始終保持在高電平狀態，從而控制第四模擬開關 SW81(高電平閉合，低電平斷開)一直處於閉合狀態，掉線GPON ONU的上報單元1244中第 四採樣電阻R81的輸出信號經邏輯反向器後始終輸出低電平。當GPON網絡中某一時刻開 始出現掉線ONU後，則在快速SD信號中的相應該掉線ONU的時序點，SD信號上報低電平，直 到下一個正常的ONU時序點，SD信號恢復上報高電平。從該序點開始，第二判斷放電電路 中的第二放電電阻R71開始對第四儲能電容C71放電，因為此時序點的快速SD信號不再出 現高電平，將無法完成快速SD信號通過第二重置充電電路對第四儲能電容C71快速充電， 最終第二放電電阻R71在一定時間內將第四儲能電容C71上電壓放電至低電平。此時，第 四模擬開關SW81迅速斷開，掉線GPON ONU的上報單元1244的第四採樣電阻R81經第二邏 輯反向器A2輸出高電平，即掉線ONU上報，再經過邏輯或門B2完成最終的錯誤警告上報。其中，第二放電電阻R71與第四儲能電容C71構成的第二判斷放電電路的RC時間 常數的設計，需要參考GPON網絡預設的突發最小包長時間，以確保在最小包長時間內不會 上報錯誤警告。由於一旦網絡中出現掉線0NU，則在相應的時序點上立即上報錯誤警告信 號，可以利用此信號作為觸發信號來精確確定掉線ONU所處的時序位置，從而完成掉線ONU 的診斷上報功能。上述基於光線路終端模塊的無源光網絡故障診斷系統，採用故障上報模塊根據光 纜終端設備產生的告警信號生成故障診斷信號，再根據故障診斷信號生成錯誤警告信號， 定位控制器根據在位時序信息及錯誤警告信號得出警告觸發時間點，結合故障診斷信號進 行故障定位，精確定位網絡故障。以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並 不能因此而理解為對本發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員 來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保 護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為準。
1權利要求
1.一種基於光線路終端模塊的無源光網絡故障診斷系統，其特徵在於包括通訊相連 的故障上報模塊和定位控制器，所述故障上報模塊用於根據獲取的光纜終端設備產生的告 警信號生成故障診斷信號，根據所述故障診斷信號生成錯誤警告信號，並將故障診斷信號 和錯誤警告信號上報，所述定位控制器根據獲取的在線光網絡單元的在位時序信息及錯誤 警告信號獲得警告觸發時間點，再根據所述警告觸發時間點及故障診斷信號進行故障定 位。
2.根據權利要求1所述的基於光線路終端模塊的無源光網絡故障診斷系統，其特徵在 於所述故障上報模塊包括流氓光網絡單元診斷上報子功能模塊、掉線光網絡單元診斷上 報子功能模塊和邏輯或門，所述流氓光網絡單元診斷上報子功能模塊和掉線光網絡單元診 斷上報子功能模塊分別對光終端設備產生的告警信號進行診斷生成故障診斷信號，並將所 述故障診斷信號上報到所述定位控制器；所述邏輯或門將所述故障診斷信號求或處理得到 所述錯誤警告信號，並將所述錯誤警告信號上報到所述定位控制器。
3.根據權利要求2所述的基於光線路終端模塊的無源光網絡故障診斷系統，其特徵在 於所述流氓光網絡單元診斷上報子功能模塊包括電連接的流氓光網絡單元的診斷單元和 流氓光網絡單元的上報單元，所述流氓光網絡單元的診斷單元採集光纜終端設備內部產生 的告警信號確定告警信號的時序，判斷該告警信號的時序是否正常，並生成控制信號控制 所述流氓光網絡單元的上報單元上報流氓光網絡單元的狀態。
4.根據權利要求3所述的基於光線路終端模塊的無源光網絡故障診斷系統，其特徵 在於所述無源光網絡為乙太網無源光網絡，所述流氓光網絡單元的診斷單元包括第一判 斷放電電路和第一重置充電電路，所述第一判斷放電電路包括第一放電電阻和第一儲能電 容，所述第一重置充電電路與所述第一放電電阻並聯，所述第一放電電阻一端電連接所述 光纜終端設備內部產生的告警信號，所述第一放電電阻的另一端與所述第一儲能電容電連 接處作為所述第一判斷放電電路的輸出端。
5.根據權利要求4所述的基於光線路終端模塊的無源光網絡故障診斷系統，其特徵在 於所述第一重置充電電路包括第一 PNP型三極體和第一充電偏置電阻，所述第一放電電 阻並聯在所述第一 PNP型三極體的發射極和集電極之間，所述第一 PNP型三極體的集電極 通過所述第一儲能電容接地，所述第一 PNP型三極體的基極通過所述第一充電偏置電阻接 地，所述第一 PNP型三極體的發射極電連接所述光纜終端設備內部產生的告警信號。
6.根據權利要求4所述的基於光線路終端模塊的無源光網絡故障診斷系統，其特徵在 於所述第一重置充電電路包括第一 P型MOS管、串聯的第一分壓電阻和第二分壓電阻，所 述第一放電電阻並聯在所述第一 P型MOS管的源極和漏極之間，所述第一 P型MOS管的源 極電連接所述光纜終端設備內部產生的告警信號，所述第一 P型MOS管的柵極電連接所述 第一分壓電阻和第二分壓電阻的連接端。
7.根據權利要求4所述的基於光線路終端模塊的無源光網絡故障診斷系統，其特徵在 於所述流氓光網絡單元的上報單元包括第一模擬開關、第一採樣電阻和第一邏輯反向器， 所述第一模擬開關的輸入端接收光纜終端設備內部產生的告警信號，第一模擬開關的輸出 端分別與所述第一採樣電阻的一端、第一邏輯反向器的輸入端電連接，所述第一採樣電阻 的另一端電連接到地，第一模擬開關的控制端與所述第一判斷放電電路的輸出端電連接； 所述第一邏輯反向器的輸出端為流氓光網絡單元的上報單元的輸出端。
8.根據權利要求2所述的基於光線路終端模塊的無源光網絡故障診斷系統，其特徵在 於所述掉線光網絡單元診斷上報子功能模塊包括電連接的掉線光網絡單元的診斷單元和 掉線光網絡單元的上報單元，所述掉線光網絡單元的診斷單元採集光纜終端設備內部產生 的告警信號確定告警信號的時序，判斷該告警信號的時序是否正常，並生成控制信號控制 所述掉線光網絡單元的上報單元上報掉線光網絡單元的狀態。
9.根據權利要求8所述的基於光線路終端模塊的無源光網絡故障診斷系統，其特徵 在於所述無源光網絡為乙太網無源光網絡，所述掉線光網絡單元的診斷單元包括第一判 斷充電電路和第一重置放電電路，所述第一判斷充電電路包括第一充電電阻和第二儲能電 容，所述第一重置放電電路與所述第一充電電阻並聯，所述第一充電電阻一端電連接所述 光纜終端設備內部產生的告警信號，所述第一充電電阻的另一端與所述第二儲能電容電連 接處作為所述第一判斷充電電路的輸出端。
10.根據權利要求9所述的基於光線路終端模塊的無源光網絡故障診斷系統，其特徵 在於所述第一重置放電電路包括第一 NPN型三極體和第一放電偏置電阻，所述第一充電 電阻並聯在所述第一 NPN型三極體的發射極和集電極之間，所述第一 NPN型三極體的集電 極通過所述第二儲能電容接地；所述第一 NPN型三極體的基極通過所述第一放電偏置電阻 外接電源；所述第一 NPN型三極體的發射極電連接所述光纜終端設備內部產生的告警信 號。
11.根據權利要求9所述的基於光線路終端模塊的無源光網絡故障診斷系統，其特徵 在於所述第一重置放電電路包括第一 N型MOS管、第三分壓電阻和第四分壓電阻，所述第 一充電電阻並聯在所述第一 N型MOS管的源極和漏極之間，所述第一 N型MOS管的源極電 連接所述光纜終端設備內部產生的告警信號，所述第一 N型MOS管的柵極電連接所述第三 分壓電阻和第四分壓電阻的連接端。
12.根據權利要求9所述的基於光線路終端模塊的無源光網絡故障診斷系統，其特徵 在於所述掉線光網絡單元的上報單元包括第二模擬開關和第二採樣電阻，所述第二模擬 開關的輸入端接收光纜終端設備內部產生的告警信號，所述第二模擬開關的輸出端和第二 採樣電阻一端相連處作為掉線光網絡單元的上報單元輸出端，所述第二採樣電阻的另一端 接地，所述第二模擬開關的控制端與所述第一判斷充電電路的輸出端電連接。
13.根據權利要求3所述的基於光線路終端模塊的無源光網絡故障診斷系統，其特徵 在於所述無源光網絡為吉比特無源光網絡，所述流氓光網絡單元的診斷單元包括第二判 斷充電電路和第二重置放電電路，所述第二判斷充電電路包括第二充電電阻和第三儲能電 容，所述第二重置放電電路與所述第二充電電阻並聯，所述第二充電電阻一端電連接所述 光纜終端設備內部產生的告警信號，所述第二充電電阻的另一端與所述第三儲能電容電連 接處作為所述第二判斷充電電路的輸出端。
14.根據權利要求13所述的基於光線路終端模塊的無源光網絡故障診斷系統，其特 徵在於所述第二重置放電電路包括第二 NPN型三極體和第二放電偏置電阻，所述第二充 電電阻並聯在所述第二 NPN型三極體的發射極和集電極之間，所述第二 NPN型三極體的集 電極通過所述第三儲能電容接地；所述第二 NPN型三極體的基極通過所述第二放電偏置電 阻外接電源；所述第二 NPN型三極體的發射極電連接所述光纜終端設備內部產生的告警信 號。
15.根據權利要求13所述的基於光線路終端模塊的無源光網絡故障診斷系統，其特徵 在於所述第二重置放電電路包括第二 N型MOS管、第五分壓電阻和第六分壓電阻，所述第 二充電電阻並聯在所述第二 N型MOS管的源極和漏極之間，所述第二 N型MOS管的源極電 連接所述光纜終端設備內部產生的告警信號，所述第二 N型MOS管的柵極電連接所述第五 分壓電阻和第六分壓電阻的連接端。
16.根據權利要求13所述的基於光線路終端模塊的無源光網絡故障診斷系統，其特徵 在於所述流氓光網絡單元的上報單元包括第三模擬開關和第三採樣電阻，所述第三模擬 開關的輸入端接收光纜終端設備內部產生的告警信號，所述第三模擬開關的輸出端和第三 採樣電阻一端相連處作為流氓光網絡單元的上報單元輸出端，所述第三採樣電阻的另一端 接地，所述第三模擬開關的控制端與所述第二判斷充電電路的輸出端電連接。
17.根據權利要求8所述的基於光線路終端模塊的無源光網絡故障診斷系統，其特徵 在於所述無源光網絡為吉比特無源光網絡，所述掉線光網絡單元的診斷單元包括第二判 斷放電電路和第二重置充電電路，所述第二判斷放電電路包括第二放電電阻和第四儲能電 容，所述第二重置充電電路與所述第二放電電阻並聯，所述第二放電電阻一端電連接所述 光纜終端設備內部產生的告警信號，所述第二放電電阻的另一端與所述第四儲能電容電連 接處作為所述第二判斷放電電路的輸出端。
18.根據權利要求17所述的基於光線路終端模塊的無源光網絡故障診斷系統，其特徵 在於所述第二重置充電電路包括第二 PNP型三極體和第二充電偏置電阻，所述第二放電 電阻並聯在所述第二 PNP型三極體的發射極和集電極之間，所述第二 PNP型三極體的集電 極通過所述第四儲能電容接地，所述第二 PNP型三極體的基極通過所述第二充電偏置電阻 接地，所述第二 PNP型三極體的發射極電連接所述光纜終端設備內部產生的告警信號。
19.根據權利要求17所述的基於光線路終端模塊的無源光網絡故障診斷系統，其特徵 在於所述第二重置充電電路包括第二 P型MOS管、串聯的第七分壓電阻和第八分壓電阻， 所述第二放電電阻並聯在所述第二 P型MOS管的源極和漏極之間，所述第二 P型MOS管的 源極電連接所述光纜終端設備內部產生的告警信號，所述第二 P型MOS管的柵極電連接所 第七分壓電阻和第八分壓電阻的連接端。
20.根據權利要求17所述的基於光線路終端模塊的無源光網絡故障診斷系統，其特徵 在於所述掉線光網絡單元的上報單元包括第四模擬開關、第四採樣電阻和第二邏輯反向 器，所述第四模擬開關的輸入端接收光纜終端設備內部產生的告警信號，第四模擬開關的 輸出端分別與所述第四採樣電阻的一端、第二邏輯反向器的輸入端電連接，所述第四採樣 電阻的另一端電連接到地，第四模擬開關的控制端與所述第二判斷放電電路的輸出端電連 接；所述第二邏輯反向器的輸出端為掉線光網絡單元的上報單元的輸出端。
全文摘要
一種基於光線路終端模塊的無源光網絡故障診斷系統，包括通訊相連的故障上報模塊和定位控制器，所述故障上報模塊用於根據獲取的光纜終端設備產生的告警信號生成故障診斷信號，根據所述故障診斷信號生成錯誤警告信號，並將故障診斷信號和錯誤警告信號上報，所述定位控制器根據獲取的在線光網絡單元的在位時序信息及錯誤警告信號獲得警告觸發時間點，再根據所述警告觸發時間點及故障診斷信號進行故障定位。上述基於光線路終端模塊的無源光網絡故障診斷系統，採用故障上報模塊根據光纜終端設備產生的告警信號生成故障診斷信號，再生成錯誤警告信號，定位控制器根據在位時序信息及錯誤警告信號得出警告觸發時間點，結合故障診斷信號進行故障定位。
文檔編號H04B10/08GK102118193SQ201110005608
公開日2011年7月6日 申請日期2011年1月12日 優先權日2011年1月12日
發明者王侃, 陳濤 申請人:深圳市易飛揚通信技術有限公司