MÉTODO Y SISTEMA PARA SUPERVISAR REDES ÓPTICAS PASIVAS PUNTO A MULTIPUNTO BASADAS EN SISTEMAS DE REFLECTOMETRÍA.

Método y sistema para supervisar redes ópticas pasivas punto a multipunto basadas en sistemas de reflectometría.

El método comprende:

- inyectar una señal luminosa de monitorización a una entrada de una red óptica pasiva, o PON, para que circule a través de la misma;

- reflejar, reflectores ópticos previstos en diferentes puntos de dicha PON, al menos parte de dicha señal luminosa de monitorización, en forma de respectivas señales luminosas reflejadas; y

- analizar dichas señales luminosas reflejadas recibidas para realizar una monitorización de capa física de la PON;

estando el método caracterizado porque comprende además, para realizar dicha supervisión simultáneamente al funcionamiento normal de la PON basándose en la inyección de una señal luminosa de trabajo:

a) desviar dicha señal luminosa de monitorización hacia una unidad de acondicionamiento intermedia; y

b) dividir al menos, en dicha unidad de acondicionamiento intermedia, dicha señal luminosa de monitorización desviada, y enviar a cada rama de dicha PON al menos parte de una de las señales resultantes de dicha división.

El sistema está dispuesto para implementar el método de la presente invención.

Método y sistema para supervisar redes ópticas pasivas punto a multipunto basadas en sistemas de reflectometría Campo de la técnica La presente invención se refiere, en general, en un primer aspecto, a un método de monitorización de capa física en redes ópticas pasivas (PON) punto a multipunto que comprende emitir luz al interior de una PON y analizar la luz reflejada en reflectores ópticos respectivos previstos en diferentes puntos de la PON, y más particularmente a un método que permite determinar la identificación y ubicación precisa de una deficiencia en el medio de transmisión, basándose en dicho análisis, mediante la división de dicha luz y el envío a cada rama de dicha PON de una de las señales resultantes.

Un segundo aspecto de la invención se refiere a un sistema dispuesto para implementar el método del primer aspecto.

Estado de la técnica anterior

Actualmente los operadores están implantando nuevas redes de acceso de fibra que puedan satisfacer los exigentes requisitos de los clientes. Asimismo, la mayoría de operadores están implantando redes de acceso ópticas pasivas punto a multipunto, también conocidas como PON (redes ópticas pasivas) . Estas redes PON son la base de los sistemas convencionales actuales GPON (redes ópticas pasivas con capacidad de gigabits, [1]) , XG-GPON (redes ópticas pasivas con capacidad de 10 gigabits, [2]) y EPON (redes ópticas pasivas de Ethernet, [3]) , las soluciones más extendidas usadas para proporcionar acceso de banda ancha sobre fibra.

Las soluciones mencionadas anteriormente se han diseñado para proporcionar acceso de banda ancha sobre una infraestructura de fibra pasiva punto a multipunto y se han elegido por los operadores porque proporcionan altas tasas de acceso sin la inversión requerida por las redes de acceso de fibra punto a punto.

En las redes de acceso PON actuales, según la topología tal como se mostrará en la figura 1, MxN instalaciones del cliente se conectan a una única terminación de línea óptica (OLT) ubicada en la oficina central del operador. El medio de transmisión, la fibra, conecta la OLT con MxN unidades de red óptica (ONU) ubicadas en las instalaciones del cliente. Para ello, la infraestructura de acceso de fibra tiene una topología punto a multipunto, que usa divisores de potencia óptica para dividir la señal óptica de la OLT entre las diferentes ONU. Puede realizarse una división óptica en un sólo punto, pero por razones de implementación, la división de potencia óptica habitualmente está realizándose en dos niveles. Para el primer nivel se usa solamente un divisor de potencia, con una entrada y M salidas. Para el segundo nivel de división hay M divisores de potencia óptica, cada uno con una entrada y N salidas.

Sin embargo, las soluciones PON tienen un problema de supervisión. Los métodos de supervisión tradicionales basados en reflectometría, que son adecuados para topologías punto a punto, no funcionan apropiadamente en este tipo de redes debido a su topología punto a multipunto. Los métodos de reflectometría consisten en la emisión de pulsos de anchura variable. Las deficiencias (rotura, empalme, malos contactos…) distribuidas a lo largo del medio de transmisión (cobre, coaxial o fibra) crean ecos, que se analizan en el punto de emisión. El retardo entre el pulso y su eco permite estimar la ubicación de la deficiencia mientras que el análisis de la forma de onda y el espectro del eco ayuda a determinar el tipo de deficiencia que ha causado el eco.

Estas técnicas también se aplican en redes de acceso PON, tal como se mostrará en la figura 2. Existe una generador de señal óptica que genera pulsos de longitud de onda A0. Estos pulsos ópticos se inyectan en la red PON usando un circulador y un cuadro de distribución óptica automatizada. El cuadro de distribución automatizada permite que pueda compartirse el mismo sistema de supervisión basado en reflectometría entre los múltiples árboles de las PON implantados desde la misma oficina central. Los ecos recibidos se envían por el circulador óptico al analizador.

Sin embargo, debido a su topología punto a multipunto, en la que la señal óptica de longitud de onda A0 emitida por la fuente de luz alcanza todas las ONU, no es posible identificar de manera unívoca el punto en el que se sitúa la deficiencia. Los ecos recibidos generados por deficiencias en diferentes ramas de la PON pueden solaparse. Así, es posible determinar la distancia desde la oficina central en la que se encuentra la deficiencia, pero no es posible identificar la rama de la red PON en la que se sitúa esta deficiencia. Y si no es posible determinar unívocamente una posición de deficiencia, el sistema de supervisión no ayuda a reducir los gastos operativos de la red de acceso óptica.

Hay algunas propuestas para la desambiguación de la ubicación de la deficiencia, tal como la utilización de filtros ópticos de banda estrecha centrados en diferentes longitudes de onda para cada cliente. Pero estas soluciones son complejas debido a que el operador necesita tener en cuenta la longitud de onda central del filtro que se ha asignado a cada cliente.

Descripción de la invención Es necesario ofrecer una alternativa al estado de la técnica que cubra las lagunas encontradas en la misma, particularmente en relación con la falta de propuestas que realmente permitan distinguir entre las diferentes reflexiones procedentes de diferentes puntos de una PON de una manera rentable y usando tecnología desarrollada.

Para ese fin, la presente invención proporciona, en un primer aspecto, un método de monitorización de capa física en redes ópticas pasivas, que comprende:

- inyectar una señal luminosa de monitorización a una entrada de una red óptica pasiva, o PON, para que circule a través de la misma;

- reflejar, reflectores ópticos previstos en diferentes puntos de dicha PON, al menos parte de dicha señal luminosa de monitorización, en forma de respectivas señales luminosas reflejadas; y

- analizar dichas señales luminosas reflejadas recibidas para realizar una monitorización de capa física de la PON;

A diferencia de las propuestas conocidas, el método de la invención, de una manera característica comprende además, para realizar dicha supervisión simultáneamente al funcionamiento normal de la PON basándose en la inyección de una señal luminosa de trabajo:

a) desviar dicha señal luminosa de monitorización hacia una unidad de acondicionamiento intermedia; y

b) dividir al menos, en dicha unidad de acondicionamiento intermedia, dicha señal luminosa de monitorización desviada, y enviar a cada rama de dicha PON al menos parte de una de las señales resultantes de dicha división.

Para una realización preferida, el método comprende usar técnicas de multiplexación por división de longitud de onda para identificar de manera precisa la ubicación de una deficiencia.

Otras realizaciones del método del primer aspecto de la invención se describen según las reivindicaciones adjuntas 2 a 6, y en una sección posterior relativa a la descripción detallada de varias realizaciones.

Un segundo aspecto de la presente invención comprende, en general:

- una fuente de luz dispuesta para inyectar, en un sentido descendente, una señal luminosa de monitorización a una entrada de una PON para que circule a través de la misma;

- una pluralidad de reflectores ópticos previstos en diferentes puntos de dicha PON para recibir dicha señal luminosa de monitorización y reflejar al menos parte de la misma, en forma de respectivas señales luminosas reflejadas, en un sentido ascendente;

- al menos un divisor de potencia que, en dicho sentido descendente, divide igualmente dicha señal luminosa de monitorización y una señal luminosa de trabajo en señales divididas, para enviarse cada una a una de las diferentes ramas de dicha PON;

- medios de detección de luz dispuestos para recibir dichas respectivas señales luminosas reflejadas desde dichos reflectores ópticos; y

- medios de análisis conectados a dichos medios de detección de luz para analizar dichas señales luminosas reflejadas recibidas para realizar una monitorización de capa física de la PON;

A diferencia de las propuestas conocidas, el segundo aspecto de la invención, de una manera característica comprende además:

- medios de desviación para separar, en dicho sentido descendente, dicha señal luminosa de monitorización de dicha señal luminosa de trabajo; y

- una unidad de acondicionamiento intermedia con una entrada conectada a una salida de dichos medios de desviación para recibir dicha señal luminosa de monitorización desviada,...

1. Método para supervisar una red óptica pasiva punto a multipunto basándose en sistemas de reflectometría, que comprende:

- inyectar una señal luminosa de monitorización a una entrada de una red óptica pasiva, o PON, para que circule a través de la misma;

- reflejar, reflectores ópticos previstos en diferentes puntos de dicha PON, al menos parte de dicha señal luminosa de monitorización, en forma de respectivas señales luminosas reflejadas; y

- analizar dichas señales luminosas reflejadas recibidas para realizar una monitorización de capa física de la PON;

estando el método caracterizado porque comprende además, para realizar dicha supervisión de manera simultánea al funcionamiento normal de la PON basándose en la inyección de una señal luminosa de trabajo:

a) desviar dicha señal luminosa de monitorización hacia una unidad de acondicionamiento intermedia; y

b) dividir al menos, en dicha unidad de acondicionamiento intermedia, dicha señal luminosa de monitorización desviada, y enviar a cada rama de dicha PON al menos parte de una de las señales resultantes de dicha división.

2. Método según la reivindicación 1, en el que dicha etapa b) :

- comprende una multiplexación por división de longitud de onda, que incluye dicha división, en dicha señal luminosa de monitorización desviada, según una longitud de onda específica o un conjunto de longitudes de onda específicas y enviar la señal resultante a la rama correspondiente, o

- comprende además filtrar cada una de dichas señales divididas resultantes según una longitud de onda específica o un conjunto de longitudes de onda específicas y enviar la señal resultante a la rama correspondiente.

3. Método según la reivindicación 2, que comprende realizar dicha filtración o multiplexación por división de longitud de onda de cada señal dividida resultante según una longitud de onda específica diferente e individualizada o un conjunto de longitudes de onda específicas diferentes e individualizadas.

4. Método según la reivindicación 3, que comprende realizar una filtración o multiplexación por división de longitud de onda adicional, según una longitud de onda específica, en cada una de dichas señales resultantes que tienen dicho conjunto de longitudes de onda específicas y enviar la señal obtenida a una subrama correspondiente de dicha rama.

5. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende realizar dicha desviación de la etapa a) basándose en una multiplexación por división de longitud de onda aplicada tanto a dicha señal luminosa de trabajo como a dicha señal luminosa de monitorización, en el que dicha señal luminosa de trabajo se desvía hacia una trayectoria principal de dicha PON.

6. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha señal luminosa de monitorización se sitúa en la banda U y dicha señal luminosa de trabajo se sitúa en la banda S o banda L.

7. Sistema para monitorización de capa física en redes ópticas pasivas punto a multipunto, que comprende:

- una fuente (300b) de luz dispuesta para inyectar, en un sentido descendente, una señal luminosa de monitorización a una entrada de una PON para que circule a través de la misma;

- una pluralidad de reflectores ópticos previstos en diferentes puntos de dicha PON para recibir dicha señal luminosa de monitorización y reflejar al menos parte de la misma, en forma de respectivas señales luminosas reflejadas, en un sentido ascendente;

- al menos un divisor (7a, 7b) de potencia que, en dicho sentido descendente, divide igualmente dicha señal luminosa de monitorización y una señal luminosa de trabajo en señales divididas, para enviarse cada una a una de las diferentes ramas de dicha PON;

- medios de detección de luz dispuestos para recibir dichas respectivas señales luminosas reflejadas desde dichos reflectores ópticos; y

- medios (301b) de análisis conectados a dichos medios de detección de luz para analizar dichas señales luminosas reflejadas recibidas para realizar una monitorización de capa física de la PON;

estando el sistema caracterizado porque comprende además:

- medios (110, 210) de desviación, en dicho sentido descendente, que separan dicha señal luminosa de monitorización de dicha señal luminosa de trabajo; y

- una unidad de acondicionamiento intermedia con una entrada conectada a una salida de dichos medios (110, 210) de desviación para recibir dicha señal luminosa de monitorización desviada, comprendiendo dicha unidad de acondicionamiento intermedia medios de división para dividir, en dicho sentido descendente, dicha señal luminosa de monitorización desviada, en el que cada salida de dichos medios de división está conectada a una rama respectiva de dicha PON para proporcionar a la misma, en dicho sentido descendente, al menos parte de una de las señales luminosas de monitorización divididas.

8. Sistema según la reivindicación 7, en el que dichos medios de desviación comprenden al menos un acoplador (110) de multiplexación por división de longitud de onda que separa dicha señal luminosa de trabajo de dicha señal luminosa de monitorización, en dicho sentido descendente.

9. Sistema según la reivindicación 7 u 8, en el que dichos medios de división comprenden al menos un divisor

(120) de potencia, dicha unidad de acondicionamiento intermedia comprende además una pluralidad de filtros (131, 132, 133, 139) de paso de banda, cada uno interconectado entre una salida de dicho divisor

(120) de potencia y una de dichas ramas (41, 42, 43, 49) de la PON, funcionando cada filtro de paso de banda en una longitud de onda específica o en un conjunto de longitudes de onda específicas para filtrar una de las señales luminosas de monitorización divididas y entregar cada señal luminosa de monitorización filtrada a la rama (41, 42, 43, 49) de la PON correspondiente, en dicho sentido descendente.

10. Sistema según la reivindicación 7 u 8, en el que dicha unidad de acondicionamiento intermedia comprende una matriz (130) de rejilla de guía de onda, o AWG, que comprende dichos medios de división, y dispuesta para la multiplexación por división de longitud de onda de dicha señal luminosa de monitorización desviada, según una longitud de onda específica o un conjunto de longitudes de onda específicas, y para entregar cada señal luminosa de monitorización multiplexada por longitud de onda a la correspondiente rama (51, 52, 53, 59) de la PON, en dicho sentido descendente.

11. Sistema según las reivindicaciones 9 ó 10, que comprende un acoplador (140) de multiplexación por divisor de longitud de onda por cada rama de la PON, dispuesto para combinar, en dicho sentido descendente, una de dichas señales luminosas de trabajo divididas con una de dichas señales luminosas de monitorización filtradas o con una de dichas señales luminosas de monitorización multiplexadas por división de longitud de onda, y entregar la señal luminosa combinada a la rama (41, 42, 43, 49; 51, 52, 53, 59) de la PON.

12. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11, en el que, en un sentido ascendente:

- dicho acoplador (110) de multiplexación por división de longitud de onda combina dicha señal luminosa de trabajo con dicha señal luminosa de monitorización,

- dicho divisor (120) de potencia combina dicha señal de monitorización dividida en una pluralidad de longitudes de onda,

- dicha matriz (130) de rejilla de guía de onda combina dicha señal de monitorización dividida en una pluralidad de longitudes de onda, y

- dicho acoplador (140) de multiplexación por división de longitud de onda separa dicha señal luminosa de trabajo de dicha señal luminosa de monitorización.

13. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12, en el que dichos medios de desviación y dicha unidad de acondicionamiento intermedia forman una primera fase, comprendiendo el sistema una pluralidad de segundas fases iguales o análogas a dicha primera fase con segundos medios (210) de desviación y una segunda unidad de acondicionamiento intermedia, cada una interconectada entre cada una de dichas ramas (41, 42, 43, 49; 51, 52, 53, 59) de la PON y una pluralidad de subramas (91a, 92a, 93a, 99a; 91b, 92b, 93b, 99b) de la PON correspondientes.

14. Sistema según la reivindicación 13, en el que cada una de dichas segundas fases está dispuesta para dividir y filtrar, según una longitud de onda específica, dicha señal luminosa de monitorización filtrada o señal luminosa de monitorización multiplexada por longitud de onda, que tiene dicho conjunto de longitudes de onda específicas, y para entregar cada señal luminosa de monitorización filtrada resultante que tiene

dicha longitud de onda específica a dicha subrama (91a, 92a, 93a, 99a; 91b, 92b, 93b, 99b) de la PON correspondiente, en dicho sentido descendente.

15. Sistema según la reivindicación 13, en el que cada una de dichas segundas fases está dispuesta para multiplexar por división de longitud de onda, según una longitud de onda específica, dicha señal luminosa de monitorización filtrada o señal luminosa de monitorización multiplexada por longitud de onda, que tiene dicho conjunto de longitudes de onda específicas, y para entregar cada señal luminosa de monitorización multiplexada por longitud de onda resultante que tiene dicha longitud de onda específica a la subrama (91a, 92a, 93a, 99a; 91b, 92b, 93b, 99b) de la PON correspondiente, en dicho sentido descendente.