一種光纖接入網及其通信保護方法
2023-05-12 05:27:11 1
專利名稱：一種光纖接入網及其通信保護方法
技術領域：
本發明涉及一種光纖接入網及其通信保護方法，特別是一種具有通信保護功能，能夠在光纖發生斷線故障時提供無線通信保護的光纖接入網以及在光纖發生斷線故障時，保證通信業務不受影響的進行的通信保護方法。
背景技術：
採用光纖接入網是光纖通信發展的必然趨勢，光纖接入網的拓撲結構通常有五種單星形、多星形、樹形、總線和環形，對於前面四種，可以統稱為星形結構。與環網和點對點系統相比，星形網能夠節約大量的光纖和光收發模塊，且其分支結構較易覆蓋，因此對於光纖接入網，一般都採用星形結構。
在光纖接入網中，為了保證通信業務的正常進行，通常需要對光線路進行保護，現有技術中對光線路終端與光網絡單元之間光纖線路的保護方式主要有以下幾種1.採用同纜分纖方式進行保護，即在同一光纜中設有主用和備用光纖，當主用光纖被切斷時，可以啟用備用光纖，但是，當整個光纜發生切斷故障時，這種方式無法保證通信業務的正常進行。
2.採用同路分纜方式進行保護，即在同一管道或路由上，主用和備用光纖在不同光纜內，這樣當主用光纖所在光纜發生切斷故障時，可以啟用備用光纖，但是，這種方式只能保護一般性光纜切斷故障，而不能防止大型故障，如因大型機械的施工造成大面積的切斷光纜管道的事故。
3.採用分纜分路方式進行保護，即主用和備用光纖不僅不同纜，而且管道或路由也不同。這種方式對光纖線路提供了最大限度的保護，但其經濟代價很高。
但由於在實際保護應用中，受到管道、光纖資源和施工成本的限制，只採用上述保護方式對光線路終端與光分路器之間的光纖線路進行了保護，而很少對星型網接入網中光分路器與光網絡單元之間的光纖線路進行保護，一旦其發生光纖斷裂故障，將會使網絡通信失效。
許多對資費敏感的用戶和需要進行實時網絡信息交流的用戶，雖然對網絡沒有嚴格的QOS要求，能夠容忍網絡短時間內的性能劣化，例如網速下降等，但是，他們不能忍受網絡長時間的中斷。因此，對光纖接入網採取適當而有效的方式進行保護，是用戶網絡通信暢通的必要保證。
發明內容
本發明的主要目的在於針對上述光纖接入網1+1的保護方式所存在的缺陷以及實際使用中對星形光纖接入網中光分路器與光網絡單元之間的光纖線路保護不足的原因和現狀，提供一種光纖接入網及其通信保護方法，該光纖接入網及方法將無線通信系統與光纖通信系統進行組合，使光纖通信系統的通信業務得到有力的保障，並且有效了利用通信資源。
為了實現上述目的，本發明採用一種光纖接入網，包括至少由光線路終端1、光分路器2、第一光網絡單元3以及用戶端綜合接入設備4組成的光纖通信系統，光線路終端1與光分路器2之間設有用於傳輸通信業務的工作光纖91以及對所述工作光纖91的線路進行保護的保護光纖92；所述光纖接入網還包括一無線基站5，該無線基站通過第二光網絡單元6與所述光分路器2連接；所述無線基站5與無線用戶端設備7無線通信連接；該無線用戶端設備7以及所述第一光網絡單元3分別與用於對通信線路進行切換的通信業務切換裝置8連接，該通信業務切換裝置8與所述用戶端綜合接入設備4連接；所述無線用戶端設備7還與所述第一光網絡單元3通信連接；所述光線路終端1中設有用於對工作光纖91和保護光纖92中的信號進行檢測的第一檢測模塊11和用於對所述光線路終端1進行綜合業務管理的網管系統12，所述第一檢測模塊11與所述網管系統12連接；所述第一光網絡單元3中設有用於對信號進行檢測的第二檢測模塊31以及用於向所述通信業務切換裝置8發出切換控制信號的控制模塊32。其中，所述第二檢測模塊31可以與所述控制模塊32相連接，所述通信業務切換裝置8可以放置於所述第一光網絡單元3內部，即與所述第一光網絡單元3為一體設置。
該光纖接入網可對光分路器與光網絡單元之間的通信業務採用無線方式進行保護。在光纖通信系統工作時，由第二檢測模塊31檢測光纖通信系統中傳輸的信號的幅度、功率和/或能量。當光分路器2與第一光網絡單元3之間的光纖發生斷線故障時，第二檢測模塊31檢測到的信號的幅度、功率和/或能量低於事先設定的閾值，認為信號丟失，由通信業務切換裝置8將用戶端綜合接入設備4切換連接至無線用戶端設備7，使光纖通信系統中的通信業務被切換到無線通信系統；由於光纖通信在傳輸速率和穩定性等方面均優於無線通信系統，當第二檢測模塊31檢測到來自光分路器2的信號的幅度、功率和/或能量高於事先設定的閾值時，認為光纖的斷線故障消除，再由通信業務切換裝置8將用戶端綜合接入設備4切換連接至無線用戶端設備7，使通信業務被切換回光纖通信系統進行。
本發明採用1+1保護方式對光纖接入網中光線路終端與光分路器之間光纖線路進行保護，同時採用無線通信系統對星形光纖接入網中光分路器與光網絡單元之間的光纖線路進行保護，不僅滿足了用戶對網絡不可用時間的需求，可有效的保證星形光網絡用戶、尤其是集團用戶通信業務的暢通，而且突破了管道、光纜資源的限制，大大降低了投資和運維成本，還可以在沒有光纜的地方採用無線方式進行快速覆蓋通信區域，在光纜鋪設完畢後可將無線通信系統作為光纖通信系統的保護系統，有利於分步實施和設備的利舊；另外，本發明將無線基站放置於光分路器附近，對無線基站的覆蓋範圍要求大大降低，同時工程上更容易解決視距傳輸問題，將無線基站通過光網絡單元與光分路器相連接的方案，還可以利用帶寬的控制策略和無源光網絡的動態帶寬分配技術實現光線路終端與光網絡單元之間帶寬的動態調整，提高了通信系統帶寬利用率。
以下通過本發明的具體實施例和附圖對其做進一步說明。
圖1為本發明光纖接入網的系統結構圖；圖2為將通信業務由光纖通信系統切換到無線通信系統的流程示意圖；圖3為將通信業務由無線通信系統切換回光纖通信系統的流程示意圖。
具體實施例方式
本發明的主要思想是引入無線通信系統對星形光纖接入網中光分路器2與第一光網絡單元3之間的光纖線路進行保護，該具有保護的光纖接入網包括光纖通信系統、無線通信系統、第二光網絡單元6、通信業務切換裝置8。當光纖通信系統中光分路器2與第一光網絡單元3之間的光纖發生斷線故障時，由通信業務切換裝置8將通信業務由光纖通信系統切換到無線通信系統進行。由於光纖通信在傳輸速率和穩定性等方面均優於無線通信系統，當光纖的斷線故障被消除後，再由通信業務切換裝置8將通信業務由無線通信系統切換回光纖通信系統進行。
圖1為本發明光纖接入網的系統結構圖，在該光纖接入網中，光纖通信系統至少包括光線路終端1、光分路器2、第一光網絡單元3和用戶端綜合接入設備4。其中，光線路終端1具有與交換機、路由器以及光分路器2的接口，通過工作光纖91以及對工作光纖91的線路進行保護的保護光纖92與光分路器通信連接，並提供必要的手段來傳遞各種通信業務，在光線路終端1中設有用於對工作光纖91和保護光纖92中的信號進行檢測的第一檢測模塊11、和用於對光線路終端1進行綜合業務管理的網管系統12第一檢測模塊11與網管系統12連接；光分路器2為第一光網絡單元3和光線路終端1提供以光纖為傳輸媒質的物理連接，並使光纖中傳輸的信號在耦合區發生耦合後進行功率的再分配；第一光網絡單元3與用於對通信線路進行切換的通信業務切換裝置8光纖通信連接，該第一光網絡單元3至少包括用於對信號進行檢測的第二檢測模塊31、用於在第二檢測模塊31檢測不到信號時產生信號丟失告警信息的告警模塊33、用於向通信業務切換裝置8發出切換控制信號的控制模塊32、用於收發無線用戶端設備7的信息的業務接口功能模塊34和用於對第一光網絡單元3進行供電和綜合業務管理的供電和維護管理功能模塊35。其中，第二檢測模塊31與告警模塊以及供電和維護管理模塊連接，還可與控制模塊32相連接，具體可採用幅度、功率和/或能量等檢測裝置；告警模塊33與業務接口功能模塊34連接，可與第二檢測模塊31為一體設置，業務接口功能模塊34還與供電和維護管理功能模塊35以及通信業務切換裝置8連接，並與光分路器2以及無線用戶端設備通信7通信連接，控制模塊32與業務接口功能模塊34、以及供電和維護管理功能模塊35相連接。
無線通信系統包括無線基站5和無線用戶端設備7，其中，無線基站5設置於光分路器2附近，通過第二光網絡單元6與光分路器2通信連接，與無線用戶端設備7無線通信連接，進行無線發送接收和無線資源管理等，可以是點對點系統，也可以是點對多點系統，例如WiMax系統；無線用戶端設備7，設有第一光網絡單元3和用戶終端綜合接入設備4的接口，該無線用戶端設備7與用於對通信線路進行切換的通信業務切換裝置8連接，還與所述第一光網絡單元3通信連接，用於接收來自第一光網絡單元3的告警信息和切換過來的通信業務，並實現無線基站5與用戶終端綜合接入設備4之間的信息傳輸。
通信業務切換裝置8用於對通信線路進行切換。其中，無線用戶端設備7以及第一光網絡單元3分別與通信業務切換裝置8連接，該通信業務切換裝置8與用戶端綜合接入設備4連接；通信業務切換裝置8由第一光網絡單元3內部的控制模塊32控制其切換，可以獨立於第一光網絡單元3放置，也可以放在第一光網絡單元3內部，即與第一光網絡單元3為一體設置，具體可採用電開關、光開關、光電開關、微機械開關或光波導開關等。
當光纖通信系統工作時，第二檢測模塊31對工作線路中傳輸的信號進行檢測。當光配線網2與第一光網絡單元3之間的光纖出現斷線故障時，通信業務切換裝置8將光配線網2與第一光網絡單元3之間傳輸的通信業務切換到無線通信系統，即將通信業務由光纖通信系統切換到無線通信系統。圖2所示為將通信業務由光纖通信系統切換到無線通信系統的一種具體流程，執行以下步驟201.第二功率計31檢測到信號的功率小於事先設定的閾值功率，認為下行信號丟失；202.第二功率計31將信號丟失的信息發送給告警模塊33；203.告警模塊33將信號丟失告警信息傳送給無線用戶端設備7；204.無線用戶端設備7向無線基站5發送請求分配帶寬的信息；205.無線基站5向無線用戶端設備7分配相應帶寬，並發送帶寬已分配的確認信息；206.無線用戶端設備7向控制模塊32發送將通信業務切換到無線通信系統進行的請求信息；207.控制模塊32向開關發送切換控制信號；208.開關根據切換控制信號將與第一光網絡單元3連接的通信線路切換到無線用戶端設備7，使通信業務的上行信號被切換到無線用戶端設備7；209.無線用戶端設備7將上行信號傳輸給無線基站5；210.無線基站5將上行信號傳輸給光線路終端1；211.光線路終端1通過光網絡單元6將下行信號發送給無線基站5；212.無線基站5將下行信號發送給相應的無線用戶端設備7，完成通信業務線路的切換。
其中，也可以在第二功率計31檢測到下行信號的功率小於事先設定的閾值功率後，直接將信號丟失信息發送給控制模塊32，由控制模塊32控制開關將通信業務切換到無線通信系統進行，即步驟202～206可省略。
由於下行方向是廣播模式，當光配線網2與第一光網絡單元3之間的光纖的斷線故障被修復後，第一光網絡單元3中的第二功率計31可檢測到來自於光線路終端1的信號，通信業務切換裝置8將無線通信系統傳輸的通信業務又切換回光纖通信系統進行，即將通信業務由無線通信系統切換回光纖通信系統。圖3所示為將通信業務由無線通信系統切換回光纖通信系統的一種具體流程，執行以下步驟301.第二功率計31檢測到信號的功率大於事先設定的閾值功率，認為接收到下行信號；302.第二功率計31將接收到信號的信息發送給告警模塊33；303.告警模塊33向無線用戶端設備7發送解除信號丟失告警信息；304.無線用戶端設備7向無線基站5發送帶寬釋放請求信息；305.無線基站5釋放相應帶寬，並向無線用戶端設備7發送帶寬釋放確認信息；306.無線用戶端設備7向控制模塊32發送將通信業務切換到光纖通信系統進行的請求信息；307.控制模塊32向開關發送切換控制信號；308.開關根據切換控制信號將與無線用戶端設備7連接的通信線路切換到第一光網絡單元3，使通信業務的上行信號被切換到第一光網絡單元3；309.第一光網絡單元3將通信業務的上行信號傳輸給光線路終端，完成通信業務線路的切換。
同樣，也可以在第二功率計31檢測到信號的功率高於設定的閾值功率後，直接將接收到信號的信息發送給控制模塊32，由控制模塊32控制開關將通信業務切換到光纖通信系統進行，即步驟302～306可省略。
最後所應說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對其限制；儘管參照較佳實施例對本發明進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解依然可以對本發明的具體實施方式
進行修改或者對部分技術特徵進行等同替換；而不脫離本發明技術方案的精神，其均應涵蓋在本發明請求保護的技術方案範圍當中。
權利要求
1.一種光纖接入網，包括光纖通信系統，該光纖通信系統中設有光線路終端(1)、光分路器(2)、第一光網絡單元(3)以及用戶端綜合接入設備(4)；在光線路終端(1)與光分路器(2)之間設有用於對工作光纖(91)的線路進行保護的保護光纖(92)，其特徵在於，所述光纖接入網還包括一無線基站(5)，該無線基站(5)通過第二光網絡單元(6)與所述光分路器(2)連接；所述無線基站(5)與無線用戶端設備(7)無線通信連接；該無線用戶端設備(7)以及所述第一光網絡單元(3)分別與用於對通信線路進行切換的通信業務切換裝置(8)連接，該通信業務切換裝置(8)與所述用戶端綜合接入設備(4)連接；所述無線用戶端設備(7)還與所述第一光網絡單元(3)通信連接；所述第一光網絡單元(3)中設有用於對信號進行檢測的第二檢測模塊(31)以及用於向所述通信業務切換裝置(8)發出切換控制信號的控制模塊(32)。
2.根據權利要求1所述的光纖接入網，其特徵在於，所述通信業務切換裝置(8)與所述第一光網絡單元(3)為一體設置。
3.根據權利要求1所述的光纖接入網，其特徵在於，所述第二檢測模塊(31)與所述控制模塊(32)相連接。
4.根據權利要求1、2或3所述的光纖接入網，其特徵在於，所述第一光網絡單元(3)中還設有用於在所述第二檢測模塊(31)檢測不到信號時產生信號丟失告警信息的告警模塊(33)，該告警模塊(33)與所述第一光網絡單元(3)內部的業務接口功能模塊(34)相連接。
5.根據權利要求4所述的光纖接入網，其特徵在於，所述告警模塊(33)與所述檢測模塊(31)為一體設置。
6.根據權利要求5所述的光纖接入網，其特徵在於，所述檢測模塊為幅度、功率和/或能量檢測裝置。
7.根據權利要求1所述的光纖接入網，其特徵在於，所述光線路終端(1)中設有用於對工作光纖(91)和保護光纖(92)中的信號進行檢測的第一檢測模塊(11)和用於對所述光線路終端(1)進行綜合業務管理的網管系統(12)，所述第一檢測模塊(11)與所述網管系統(12)連接。
8.一種基於上述權利要求1-7任一所述的光纖接入網的通信保護方法，其特徵在於，通信業務切換裝置將通信業務由光纖通信系統切換到無線通信系統，包括以下步驟步驟1.第二檢測模塊(31)檢測到信號的幅度、功率和/或能量小於事先設定的閾值功率，向控制模塊(32)發送信號丟失信息；步驟2.所述控制模塊(32)向通信業務切換裝置(8)發送切換控制信號；步驟3.所述通信業務切換裝置(8)根據所述切換控制信號將與第一光網絡單元(3)連接的通信線路切換到所述無線用戶端設備(7)，使通信業務的上行信號被切換到所述無線用戶端設備(7)；步驟4.所述無線用戶端設備(7)將上行信號傳輸給無線基站(5)；步驟5.所述無線基站(5)將上行信號傳輸給光線路終端(1)；步驟6.所述光線路終端(1)通過光網絡單元(6)將下行信號發送給所述無線基站5；步驟7.所述無線基站(5)將下行信號發送給所述無線用戶端設備(7)，完成通信業務線路的切換。
9.根據權利要求8所述的光纖接入網的通信保護方法，其特徵在於，在所述的步驟1與步驟2之間，還設有以下步驟步驟11.所述第二檢測模塊(31)將信號丟失的信息發送給告警模塊(33)；步驟12.所述告警模塊(33)將信號丟失告警信息傳送給所述無線用戶端設備(7)；步驟13.所述無線用戶端設備(7)向無線基站(5)發送請求分配帶寬的信息；步驟14.所述無線基站(5)向所述無線用戶端設備(7)分配相應帶寬，並發送帶寬已分配的確認信息；步驟15.所述無線用戶端設備(7)向所述控制模塊(32)發送將通信業務切換到無線通信系統進行的請求信息。
10.根據權利要求8所述的光纖接入網的通信保護方法，在所述的步驟7之後，所述通信業務切換裝置將通信業務由所述無線通信系統切換回所述光纖通信系統，其操作包括以下步驟步驟71.所述第二檢測模塊(31)檢測到信號的幅度、功率和/或能量大於事先設定的閾值功率，向所述控制模塊(32)發送接收到信號信息；步驟72.所述控制模塊(32)向所述通信業務切換裝置(8)發送切換控制信號；步驟73.所述通信業務切換裝置(8)根據所述切換控制信號將與無線用戶端設備(7)連接的通信線路切換到第一光網絡單元(3)，使通信業務的上行信號被切換到所述第一光網絡單元(3)；步驟74.所述第一光網絡單元(3)將通信業務的上行信號傳輸給所述光線路終端(1)，完成通信業務線路的切換。
11.根據權利要求10所述的光纖接入網的通信保護方法，其特徵在於，在所述的步驟71與步驟72之間，還設有以下步驟步驟711.第二檢測模塊(31)將接收到下行信號的信息發送給告警模塊(33)；步驟712.所述告警模塊(33)向無線用戶端設備(7)發送解除信號丟失告警信息；步驟713.所述無線用戶端設備(7)向所述無線基站(5)發送帶寬釋放請求信息；步驟714.所述無線基站(5)釋放相應帶寬，並向所述無線用戶端設備(7)發送帶寬釋放確認信息；步驟715.所述無線用戶端設備(8)向所述控制模塊(32)發送將通信業務切換到光纖通信系統進行的請求信息。
全文摘要
本發明涉及一種光纖接入網及其通信保護方法，該光纖接入網包括光纖通信系統、無線通信系統、通信業務切換裝置、第二光網絡單元和保護光纖，利用保護光纖對光纖通信系統中光線路終端與光分路器之間的光纖線路進行保護，同時引入無線通信系統對光纖通信系統中光分路器與光網絡單元之間的光纖進行保護，當光纖通信系統中光線路終端與光網絡單元之間的光纖出現斷裂故障時，相應地利用保護光纖或無線通信系統對通信業務進行保護。本發明突破了管道、光纜等資源的限制，並且有利於通信設備的利舊，採用本發明，可有效保障光纖通信系統的通信業務，並提高了通信系統的帶寬利用率。
文檔編號H04L12/44GK1764123SQ20051010256
公開日2006年4月26日 申請日期2005年9月12日 優先權日2005年9月12日
發明者李晗, 魏冰, 周建明 申請人:中國移動通信集團公司