[發(fā)明專利]新型光電集成型單纖三向復(fù)用器故障監(jiān)測單元

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110394782.8
• 申請日: 2011-12-02
• 公開（公告）號: CN102420654A
• 公開（公告）日: 2012-04-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 樂孜純;付明磊;費(fèi)霞;鄭振鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H04B10/08
• 分類號: H04B10/08
• 代理公司: 杭州天正專利事務(wù)所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;王利強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光纖接入網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，特別是應(yīng)用于光纖到戶(Fiber-to-the-Home，F(xiàn)TTH)接入網(wǎng)絡(luò)中的單纖三向復(fù)用器故障監(jiān)測單元。

背景技術(shù)

隨著以視頻點(diǎn)播(VoD)、點(diǎn)到點(diǎn)(P2P)音頻/視頻流、多信道高清晰度電視等新型服務(wù)與應(yīng)用的發(fā)展，以銅線為傳輸媒質(zhì)的數(shù)字用戶線(DSL)技術(shù)已經(jīng)很難滿足上述業(yè)務(wù)的帶寬需求，而以光纖為傳輸媒質(zhì)的光纖到戶(FTTH)技術(shù)逐漸成為接入網(wǎng)技術(shù)的首選。FTTH的實(shí)際應(yīng)用環(huán)節(jié)涉及一個非常重要的核心器件，即單纖三向復(fù)用器(Triplexer)，其主要功能是對光信號進(jìn)行耦合和波分復(fù)用。EPON和GPON技術(shù)規(guī)范(ITU-TG.983和G.984)規(guī)定了單纖三向復(fù)用器中采用1310nm、1490nm、1550nm三波長分配方案：1310nm專門用于數(shù)據(jù)和IP視頻信號的上傳；1490nm用于語音、數(shù)據(jù)和IP視頻信號的下傳；1550nm用于模擬視頻信號下傳。

然而，F(xiàn)TTH技術(shù)的普及存在建設(shè)成本高、自動故障監(jiān)測能力差等障礙。因此，設(shè)計(jì)高效的故障監(jiān)測單元，尤其是針對單纖三向復(fù)用器的自動故障監(jiān)測單元，對于提高FTTH光通信系統(tǒng)的魯棒性具有重要的意義。

目前，在各類文獻(xiàn)中，已經(jīng)查閱到的針對單纖三向復(fù)用器設(shè)計(jì)的具有故障檢測功能的系統(tǒng)或者裝置有兩項(xiàng)，第一項(xiàng)是“單纖三向復(fù)用器自動監(jiān)測與故障定位系統(tǒng)”(申請?zhí)枺?01010226078.7)，但是該系統(tǒng)不具備光信號故障檢測門限自動調(diào)節(jié)的功能，并且沒有提出針對單纖三向復(fù)用器這類多端口光學(xué)器件或者設(shè)備的故障定位算法。第二項(xiàng)是“用于單纖三向復(fù)用器的多端口自動故障檢測系統(tǒng)”(申請?zhí)枺?01110239012.6)。該系統(tǒng)具備光信號故障檢測門限自動調(diào)節(jié)的功能，同時采用了明確故障定位算法，但這種系統(tǒng)在光信號采樣部分使用的是分立式光學(xué)器件，具有系統(tǒng)體積大、元件數(shù)目多，潛在降價(jià)空間小等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服已有的采用傳統(tǒng)光學(xué)分立元件構(gòu)成的針對單纖三向復(fù)用器的自動故障監(jiān)測系統(tǒng)具有體積大、元件數(shù)目多、結(jié)構(gòu)可靠性差等缺點(diǎn)，本發(fā)明采用平面光波導(dǎo)(Planar?Lightwave?Circuit，PLC)技術(shù)設(shè)計(jì)了用于主干光纖采樣信號部分的功率分配器，提供了一種體積較小、元件數(shù)目較少、結(jié)構(gòu)可靠性良好的新型光電集成型單纖三向復(fù)用器故障監(jiān)測單元。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種新型光電集成型單纖三向復(fù)用器故障監(jiān)測單元，包括：

光信號采樣模塊，用于從連接到單纖三向復(fù)用器的4個光纖通道中采集小部分的光信號作為采樣信號；由4個通過兩條鄰近的單模波導(dǎo)構(gòu)成定向耦合器集成的PLC型線對稱波長不敏感耦合器組成，通過改變耦合區(qū)兩臂長的寬度，光信號采樣模塊實(shí)現(xiàn)對接入單纖三向復(fù)用器的4路光信號提取4％～6％的光信號作為采樣信號；

電學(xué)監(jiān)測模塊，用于對采樣光信號進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，并根據(jù)電信號對單纖三向復(fù)用器的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判斷；通過光探測器將光信號轉(zhuǎn)變成電信號，再經(jīng)過二級運(yùn)算放大電路、電壓比較器電路和模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路，將信號接入一個單片機(jī)控制系統(tǒng)；

無線傳輸模塊，用于將電學(xué)監(jiān)測模塊檢測與定位的故障信息傳輸?shù)焦收喜杉c(diǎn)，然后故障采集點(diǎn)通過因特網(wǎng)或者GPRS網(wǎng)絡(luò)將故障信息傳輸?shù)焦收咸幚碇行摹?/p>

進(jìn)一步，所述光信號采樣模塊中，所述PLC型線對稱波長不敏感耦合器對1310nm、1490nm和1550nm的光信號均能進(jìn)行4％～6％的光信號采樣，且不影響光信號的正常傳輸。

進(jìn)一步，所述電學(xué)監(jiān)測模塊中，所述的光探測器采用的是InGaAs光電二極管。一般要求該InGaAs光電二極管的工作波長范圍為：1100nm-1650nm，響應(yīng)度為0.8-0.9A/W。

進(jìn)一步，所述的單片機(jī)控制系統(tǒng)包括主控芯片，以及與所述主控芯片連接的電源模塊、晶振模塊、ISP下載模塊、FLASH模塊和E2PROM模塊。

進(jìn)一步，所述無線傳輸模塊一般工作在433MHz?ISM頻段，具有700～1000米的傳輸距離。通過SPI接口，單片控制系統(tǒng)機(jī)可以修改無線傳輸模塊的波特率，功率，頻率等相關(guān)參數(shù)。

本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在：

1)光信號采集模塊具有體積小，重量輕等特點(diǎn)，有利于精確控制分光比，并且在母板定型后，可大批量生產(chǎn)。

2)光電集成型的故障監(jiān)測單元具有結(jié)構(gòu)緊湊，耦合次數(shù)少，體積和尺寸符合實(shí)際施工需要等優(yōu)點(diǎn)，并且特別適用于第三代基于PLC技術(shù)的單纖三向復(fù)用器。