用于波分復用光網的雙纖雙向通道/復用段倒換環系統的製作方法
2023-08-07 23:30:56
專利名稱：用于波分復用光網的雙纖雙向通道/復用段倒換環系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于波分復用光網中的BPSR(雙纖雙向通道倒換環)/BLSR(雙纖雙向復用段倒換環)網絡系統，更詳細的說，涉及一種用于波分復用OADM(光分插復用設備)環網的雙纖雙向通道/復用段倒換環網絡系統。
(2)背景技術隨著技術的發展和通信容量需求的劇增，WDM(波分復用)傳輸技術已成為從長途骨幹網到城域網核心網的重要且普遍採用的解決方案。WDM網絡承載的業務量大(例如一個80Gb/s系統容量已相當於100萬路電話，Tb/s級系統則上升至以千萬路為單位計算話路)，因此WDM網絡的安全性便顯得尤為重要，人們努力構建自愈環網系統以便為網絡的安全穩定運行提供保護技術。目前，自愈環網中實現保護的方法有1.雙纖單向通道倒換環(UPSR)，仍存在波長利用率低、工作容量小的缺點；2.雙纖單向復用段倒換環(ULSR)，此方案只能提供線路保護且波長利用率低、工作容量小，因而很少採用；3.雙纖雙向復用段倒換環(BLSR)，僅能提供對光纖故障和節點設備故障的保護，不能提供對單通道即單個波長或少數波長信號失效的保護，如專利號為1258969/99118615.X、發明名稱為「波分復用系統中4光纖雙向線路交換環網絡系統」所公開的技術，實質內容是通過兩個ULSR環構成的四纖BLSR，這樣，成本高；又如專利號為1170485/95196920.X、發明名稱為「光學分插復用器(OADM)」所公開的技術，給出了一種處理光纖故障和節點設備故障的保護的方法，但仍不能提供對單通道的保護。
(3)發明內容本發明的目的在於提供一種用于波分復用OADM環網的簡單、快速、靈活而有效的雙纖雙向通道/復用段倒換環(BPSR/BLSR)系統。
本發明所提供的一種用于波分復用光網的雙纖雙向通道/復用段倒換環系統，由多個節點光分插復用設備用一對工作光纖環路和保護光纖環路連接而成，用來傳輸波分復用的光信號，其特徵在於每一個光分插復用設備包括四個復用段保護開關，用於光纖線路的倒換，其中兩個分別用於東向光纖的進、出口端，另兩個用於西向光纖的進、出口端，且東向光纖的進口端的復用段保護開關與西向光纖的出口端的復用段保護開關相連，東向光纖的出口端的復用段保護開關與西向光纖的進口端的復用段保護開關相連；兩對波分復用器/波分解復用器，一對串接在東向光纖的進、出埠上的兩個復用段保護開關之間，另一對串接在西向光纖的進、出埠上的兩個復用段保護開關之間，其中，波分復用器用於將多個不同波長的光信號合在同一根光纖中傳輸，波分解復用器用於將合在一起的多個不同波長的光信號分開；n個4進4出的光開關矩陣，每個4進4出的光開關矩陣對應一路需要上/下光信號或通道保護的通路，其進、出口端分別連著各對波分解復用器和波分復用器的相應波長通路埠上，用於改變光信號的傳輸方向，實現光信號的上下路或對需要通道保護的波長進行保護；2n個光功率均衡器，用於光信號功率的均衡，以保證通過其的光信號的功率與其他光信號的功率一致，每兩個光功率均衡器分別連接在一光開關矩陣的出口端與波分復用器之間；2n+2監測器，用於監測和發現故障，其中兩個監測器分別連接在東向光纖和西向光纖進口處的復用段保護開關的前端，另外每兩個監測器分別連接在一光開關矩陣的兩個出口端。
上述的用于波分復用光網的雙纖雙向通道/復用段倒換環系統，其中，4進4出的光開關矩陣可直接用4×4的光開關來實現，也可用2×2的光開關陣列來實現。
上述的用于波分復用光網的雙纖雙向通道/復用段倒換環系統，它可以包括兩個光功率放大器，分別連接在東向光纖和西向光纖出口處的復用段保護開關的後端，用於信號的放大。
上述的用于波分復用光網的雙纖雙向通道/復用段倒換環系統，它也可以包括兩個光預置放大器，分別連接在東向光纖和西向光纖進口處的復用段保護開關的後端，用於信號的放大。
上述的用于波分復用光網的雙纖雙向通道/復用段倒換環系統，它也可以包括兩個光預置放大器和兩個光功率放大器，分別連接在東向光纖和西向光纖進、出口處的復用段保護開關的後端，用於信號的放大。
上述的用于波分復用光網的雙纖雙向通道/復用段倒換環系統，其中，光預置放大器和光功率放大器是摻鉺光纖放大器。
由於採用了上述的技術解決方案，通過故障監測器件在節點的監測點檢測到的通道層的信號丟失或劣化而產生報警信號或通過監測器件在另外監測點檢測到的復用段層光信號丟失而產生報警信號，作為對報警信號的響應，進行相應的通道保護倒換或復用段保護倒換。它不僅能提供靈活的通道故障保護、線路故障和節點設備故障的保護，能在環的保護通道空閒時承載額外的業務，從而充分利用了環的容量，並且在需要通道保護的業務波長很多，如發生線路故障時，單獨的通道保護倒換可能達不到電信級要求的50ms保護倒換時間，此時，便啟用復用段保護。另外，節點設備可實現靈活簡單的配置一波到全部波長動態配置上下路或配置通道保護，因此可根據對實際業務的分析，靈活的組網。
(4)
圖1是本發明的一個實施例，雙纖BPSR/BLSR網絡的簡圖。
圖2是圖1中的單個節點光分插復用設備的結構示意圖。
圖3是相對應於圖2中的4進4出光開關矩陣28的狀態圖。
圖4是相對應於圖3中的4進4出光開關矩陣的開關陣列狀態、開關埠組合和監測信號的對應表。
(5)具體實施方式
在本發明中最多可容納節點之間跨距為80公裡的八個節點。在圖1中，由102、103、104、105四個節點之間通過兩套光纖線路東向光纖100和西向光纖101互相連接構成自恢復環路，即外、內兩個環，四個節點的配置相同(如圖2所示)。在該環路中，光纖100中的波長一分為二，一半為業務波長S1，另一半為保護波長P2；光纖101中的波長一分為二，一半為業務波長S2，另一半為保護波長P1。業務波長S1和S2的傳輸方向相反，即雙向傳輸。業務波長S1(S2)和它對應的保護波長P1(P2)的傳輸方向相反，但使用同一個波長λ，分別位於外、內環中，外環上的業務波長S1由內環上的保護波長P1提供保護通道，內環上的業務波長S2由外環上的保護波長P2提供保護通道。
參照圖1，單個節點代表光分插復用設備(OADM)。根據路由方式的選擇和對錯誤類型的分析，本發明設計了如圖2所示的單節點(為了便於說明，只示意出波長2的上/下路和通道保護)。單個OADM節點至少包括兩個光波分解復用器13、20，兩個光波分復用器14、21，兩個預放12、19，兩個功放16、23，四個監測點D1和D2、D3和D4，四個監測器件10和17、24和25，四個光開關11、22、15、18，4進4出光開關矩陣28，兩個光功率均衡器27、26。
光開關11是連接光纖線路101和100的復用段保護開關，把從上遊節點送來的光信號S1/P2直通作為預放12的輸入或在保護倒換時將線路101倒換到線路100上。預放12是一種EDFA(摻鉺光纖放大器)，用來放大光開關11輸出的光信號。光波分解復用器13把從預放12輸出的光信號分解為多個不同波長的光信號，多路分解後的信號被下路到較低層系統(未畫出)或直通。波分復用器14把接收到的多個信號復用在光纖100中傳輸。光開關15是連接光纖線路100和101的復用段保護光開關，把從波分復用器14送出的光信號直通作為功放16的輸入或在保護倒換時將線路100倒換到線路101上。功放16是一種EDFA(摻鉺光纖放大器)，用來放大光開關15輸出的光信號。18同11，19同12，20同13，21同14，22同15，23同16，在此不作解釋。
在圖2中，需要保護和動態上路(ADD)/下路(DROP)波長λ2對應的4進4出光開關矩陣28正常情況下的功能狀態如下ADD端與光開關矩陣28的埠2相連，低優先級的業務可從U1埠3上路；對光開關矩陣28而言，埠1與7相連時，用於實現工作業務波長的下路。2與埠8相連時，實現了工作業務波長的上路。埠1與埠8相連時，即工作業務波長的直通；光開關矩陣28的埠3與埠5相連時，可在通道空閒時實現低優先級的額外業務的上路。埠4與6相連時，可在通道空閒時用於下路低優先級的額外業務。埠4與埠5相連時，即額外業務波長的直通；業務信號從開關矩陣28的DROP口7下路，而低優先級業務從6口下路。(參見圖3和圖4)開關矩陣28實現了保護倒換的功能，且在不進行倒換時可進行低優先級的額外業務的上下路。其中，對直通波長通道埠1到埠8、埠4到埠5，需要加上光功率均衡器27、26進行光功率均衡。
在WDM光網絡中，當發生光發射故障、DWDM光器件故障等可能只影響到部分波長的故障時，在業務量很大的情況下，對單個業務波長進行通道保護倒換並儘量減少此類故障對其他無故障業務的影響是很重要的，尤其是對那些優先級很高的波長業務。下面就對發生故障時，節點實現通道保護的過程進行說明。
目前光通道層的故障監測點D3、D4可以在光層進行，也可以在電層進行(這需要OADM系統具有光轉發單元)，還可以同時提供兩種層次的故障檢測，本發明中同時提供兩種層次的故障檢測，保護通過4進4出光開關矩陣28的倒換來實現。如圖1所示，波長λ2承載的業務在正常情況下在光纖線路100中傳輸，由源節點102經節點105直通，順時針方向到達宿節點104。當波長λ2的信息宿端104節點的監測器24報告線路出錯時，自動保護倒換(APS)控制信號將通知源節點102根據端到端路由重選方式將本節點波長λ2的4進4出光開關矩陣28的埠2和埠5相連(若此時P1的波長λ2有低優先級的信號應該首先終止該業務)；對信息宿端節點104，其波長λ2將按APS信號通知28將埠4與7口相連(可參見圖2、圖3和圖4)。從而，波長λ2承載的業務倒換在光纖線路101中逆時針方向傳輸。
本發明中對所有需要通道保護的波長業務採用集中控制的方式，這樣做的優勢是通道的保護倒換時間短，與原有的點到點的WDM系統的兼容性好，且成本低、實現方法簡單。若需要通道保護的業務波長很多，如發生線路故障時，單獨的通道保護倒換可能達不到電信級要求的50ms保護倒換時間，此時，便啟用復用段保護。在WDM網絡中，光復用段的保護單元是整根光纖中的所有波長，主要針對光纖斷裂故障。故障監測點和保護倒換的實現一般都在光層通過檢測光功率判斷故障，通過倒換光開關實現保護，故障的恢復在故障出現處的相鄰節點之間進行。復用段保護倒換的實現依靠圖2中的11、15、22和18四個1*2光開關。當監測器10告警時(可將光功率作為故障檢測標準)，系統將S2/P1環上的信號通過光開關22和11倒換到S1/P2環上；相應的若檢測器17告警，則將S1/P2環上的信號通過光開關15和18倒換到S2/P1環上。例如圖1中的節點102和節點103之間的光纖斷裂時，節點102的監測器10將產生告警，節點102將根據APS控制信息將S2/P1環上的信號通過光開關22和11倒換到S1/P2環上，而節點103的監測器17也產生告警，並將根據APS控制信息將S1/P2環上的信號通過光開關15和18倒換到S2/P1環上。
如以上實施例所述，根據本發明，不論是光纖故障、節點設備故障，還是通道故障即單個波長或少數波長信號的失效，本發明能提供快速、靈活、有效的保護，且能在環的保護通道空閒時承載低優先級的業務。
權利要求
1.一種用于波分復用光網的雙纖雙向通道/復用段倒換環系統，由多個節點光分插復用設備用一對工作環路和保護環路連接而成，用來傳輸波分復用的光信號，其特徵在於每一個光分插復用設備包括四個復用段保護開關，用於光纖線路的倒換，其中兩個分別用於東向光纖的進、出口端，另兩個用於西向光纖的進、出口端，且東向光纖的進口端的復用段保護開關與西向光纖的出口端的復用段保護開關相連，東向光纖的出口端的復用段保護開關與西向光纖的進口端的復用段保護開關相連；兩對波分復用器/波分解復用器，一對串接在東向光纖的進、出埠上的兩個復用段保護開關之間，另一對串接在西向光纖的進、出埠上的兩個復用段保護開關之間，其中，波分復用器用於將多個不同波長的光信號合在同一根光纖中傳輸，波分解復用器用於將合在一起的多個不同波長的光信號分開；n個4進4出的光開關矩陣，每個4進4出的光開關矩陣對應一路需要上/下光信號或通道保護的通路，其進、出口端分別連著各對波分解復用器和波分復用器的相應波長通路埠上，用於改變光信號的傳輸方向，實現光信號的上下路或對需要通道保護的波長進行保護；2n個光功率均衡器，用於光信號功率的均衡，以保證通過其的光信號的功率與其他光信號的功率一致，每兩個光功率均衡器分別連接在一光開關矩陣的出口端與波分復用器之間；2n+2監測器，用於監測和發現故障，其中兩個監測器分別連接在東向光纖和西向光纖進口處的復用段保護開關的前端，另外每兩個監測器分別連接在一光開關矩陣的兩個出口端。
2.根據權利要求1所述的一種用于波分復用光網的雙纖雙向通道/復用段倒換環系統，其特徵在於所述的4進4出的光開關矩陣可直接用4×4的光開關來實現，也可用2×2的光開關陣列來實現。
3.根據權利要求1所述的一種用于波分復用光網的雙纖雙向通道/復用段倒換環系統，其特徵在於它還可包括兩個光功率放大器，分別連接在東向光纖和西向光纖出口處的復用段保護開關的後端，用於信號的放大。
4.根據權利要求1所述的一種用于波分復用光網的雙纖雙向通道/復用段倒換環系統，其特徵在於它還可包括兩個光預置放大器，分別連接在東向光纖和西向光纖進口處的復用段保護開關的後端，用於信號的放大。
5.根據權利要求1所述的一種用于波分復用光網的雙纖雙向通道/復用段倒換環系統，其特徵在於它還可包括兩個光預置放大器和兩個光功率放大器，分別連接在東向光纖和西向光纖進、出口處的復用段保護開關的後端，用於信號的放大。
6.根據權利要求5所述的一種用于波分復用光網的雙纖雙向通道/復用段倒換環系統，其特徵在於所述的光預置放大器和光功率放大器是摻鉺光纖放大器。
全文摘要
一種用于波分復用光網的雙纖雙向通道/復用段倒換環系統，其光分插復用設備包括四個復用段保護開關，用於光纖線路的倒換；兩對波分復用器/波分解復用器，將多個不同波長的光信號合在同一根光纖中傳輸，或將合在一起的多個不同波長的光信號分開；n個4進4出的光開關矩陣，用於改變光信號的傳輸方向，實現光信號的上下路或對需要通道保護的波長進行保護；2n個光功率均衡器，用於光信號功率的均衡；2n+2監測器，用於監測和發現故障。本發明能提供靈活的通道故障保護、線路故障和節點設備故障的保護，能在環的保護通道空閒時承載額外的業務，從而充分利用了環的容量。另外，節點設備可實現靈活簡單的配置。
文檔編號H04J14/02GK1416234SQ01132020
公開日2003年5月7日 申請日期2001年10月29日 優先權日2001年10月29日
發明者鄧小強, 許宗幸, 劉玉梅, 吳海濤, 任長虹 申請人:上海貝爾有限公司