CN101056143A - 光以太网基于光层的保护恢复方案 - Google Patents

Abstract

一种基于光层的物理双路由保护恢复方案。该方案的倒换时间能够满足实时业务的要求，并能通过与WDM技术的结合实现光缆的互保。该发明设计简单(主要是光分路器、光开关、光的PIN探测器)，成本很低，检测速度快，倒换恢复时间短，几乎可以使上层应用感觉不到，非常适合语音通信等实时业务的应用。该方案分别有两种实现方式，分别是工作光纤S和保护光纤P都有检测，以及保护光纤P无检测两种。摘要附图中为工作光纤S和保护光纤P都有检测的实现方式。

Description

光以太网基于光层的保护恢复方案

技术领域  本发明涉及一种基于光层的物理双路由保护恢复方案，属于数据通信领域的光纤的光层保护。

背景技术  由于市政建设的发展，通信线路工程维护部门配合市政建设对城域光缆线路进行迁改割接是十分频繁的，再加上道路修整、改扩建以及其他开挖路面工程的增多、各种有规划、无规划、有预或无预定突发的施工都每时每刻都在威胁着通信管道及其管道内光缆线路的安全。为此要求通信线路工程维护人员在施工和处理故障中，一定要尽量不中断或少中断通，确保通信的安全、稳定和减少通信恶习带来的经济损失以及不良的社会影响。

同时，由于电信市场的激烈竞争和不断增长的电信传输业务对电信网络的可用性，可靠性提出了更高的要求。一旦因为人为原因或偶然事件而造成网络故障时，最大限度地减少故障对用户的影响甚至使该故障不产生影响是电信运营商目前急需解决的问题。

然而，目前光纤传输系统的自保能力是有限的，有些根本就没有自保能力，如有些接入网、有些点到点的通信环境。在光缆线路发生全阻性的故障时，很难确保线路的安全和畅通。再如近年来兴起并被采用的光缆线路自动监测系统，虽然能够完成对光缆线路实时，自动的监测，但也不能预防和预测因外力造成的光缆突发性的阻断，不能在光缆线路发生故障时对其中的光纤传输系统起到保护作用。就是说，无论哪一条光缆发生全部阻断或部分纤芯阻断，都会对没有通过另一条物理光缆传输路由保护的光通信系统造成一定时长的通信中断。

目前，城域中继光旨和用户主干光缆大都在24芯以上，光缆中的多数纤芯都处于使用状态，一旦阻断，即使条件比较优越，要完全修复也得用6h～10h。即使是有计划的割接，在目前的技术条件下，也得使通信中断1h～6h。因此不仅会对高速、宽带、大容量的光纤传输造成较大的影响。为了向用户提供优质、高效、安全、畅通的通信线路，要求通信线路工程维护部门必须拿出更加切实有效的保护措施来。例如，物理双路由的互保就是一种十分有效的保护措施。通过这种互保，不管是突发性的线路阻断或链路阻断，还是光缆线路的割接，都不会出现明显的通信中断或用户能感觉得到的通信中断的情况。

发明内容  本发明提出一种基于光层的物理双路由保护恢复方案。该方案的倒换时间能够满足实时业务的要求，并能通过与WDM技术的结合实现光缆的互保。通过这种互保方案，无论是突发性的线路或链路阻断，还是光缆线路的割接，都不会出现明显的或用户能感受得到的通信中断的情况。

本发明所采用的技术方案如下：

提供一种光层的保护恢复方案，在具体的实验中，采用光以太网搭建试验环境，按照双发选收的原则实现在光层的保护与恢复业务。将以太交换机的光口输出信号通过分路器分成两路传输，两路光纤分别为工作光纤S、保护光纤P。S和P承载相同的业务同时传送到对端后，再次被分成两路，其中一路光纤用来接光开关，另一路光纤用来接PIN探测器，做检测使用，PIN探测器将检测到的信号通过电路去控制光开关，进行通路选择，以保证当S纤中断时，能够将信号倒换到P纤上。

提供一种基于光层的保护恢复的双路由倒换方案，它是为点到点的通信保护倒换设计的，用以保护光纤的物理损坏，应用于非SDH环网络的环境中。工作光纤和保护光纤表示两条不同物理路由的光缆线路。可用于光接入网的可靠性接入保护，即OLT到ONU之间的光纤链路保护；也可作为城域网或核心网的其它保护倒换方式的补充应用或直接用于核心网络的保护；重要节点之间的光路保护等等。目前，各种宽带接入的方案众多，但在保护倒换的机制上只有在光层的方案能与SDH的自愈功能相媲美。该方案适用于光纤富余的通信环境。

提供一种基于光层的保护恢复的波分复用进行系统互保的方案，它在两条光缆线路或光纤传输链路上利用物理路径的不同实现了空间互保，这使得在传输中一旦光纤发生阻断或人为中断时，在检测控制电路的驱动下光开关就会自动切换，通信传输几乎不受影响，这就有了充足的时间进行修复、割接，从而保证了传输质量。

本发明设计简单(主要是光分路器、光开关、光的PIN探测器)，成本很低，检测速度快，倒换恢复时间短，几乎可以使上层应用感觉不到，非常适合语音通信等实时业务的应用。

附图说明

图1是点到点的通信保护倒换设计方案。

图2是点到点的通信保护倒换光纤P无检测方案。

图3是物理双路由情况下进行的保护方案。

图4是采用波分复用(WDM)技术对城域光缆进行系统互保的保护方式。

具体实施方式  在具体的光层的保护恢复方案中，将交换机的光输出口的输出信号通过分路器分成两路传输，两路光纤分别为工作光纤S、保护光纤P。S和P承载相同的业务同时传送到对端后，再次被分成两路，其中一路光纤用来接光开关，另一路光纤用来接PIN探测器，做检测使用，PIN探测器将检测到的信号通过电路去控制光开关，进行通路选择，以保证当S光纤中断时，能够将信号倒换到P光纤上。PIN探测器检测出的信号首先经过逻辑判断，即只有当工作光纤S中断而保护光纤P正常工作时，执行电路驱动，控制光开关光路倒换。

保护倒换方案的应用

图一中的方案是为点到点的通信保护倒换设计方案。用以保护光纤的物理损坏。工作光纤和保护光纤表示两条不同物理路由的光缆线路。可用于接入网的可靠性接入保护，即OLT到ONU之间的光纤链路保护；也可作为城域网或核心网的其它保护倒换方式的补充应用或直接用于核心网络的保护；重要节点之间的光路保护。该方案适用于光纤富余的通信环境。

图二中为点到点的通信保护倒换光纤P无检测方案。主要是针对图一的方案进行的修正，主要是对两个方向的保护光纤P不设光检测。作为光纤P无检测的方案。同图一的方案比较，减少了保护光纤的检测，所以减少了整个方案的成本，同时减少了由于分光造成的光信号衰落。

图三中为物理双路由情况下进行的保护方案。如图所示，图三说明了A到D的保护。A到D可经直连路由通信，经由B或C节点的跳转接路由保护通信。这样的物理双路由保护很好的解决了光纤的断裂和损坏故障。

图四为采用波分复用(WDM)技术对城域光缆进行系统互保的保护方式。图四是A、B两点间具有WDM传输互保的系统示意图，光缆S和光缆P表示两条不同物理路由的光缆线路。从A到B可能没有直达光缆，需要光缆线路经过中间局来转跳接，使得两光缆线路或光纤传输链路的长度不等。另外，图四所示的4波分复用互保传输系统(注意：这里只画了传输系统的一半。另一半，即A端的收和B端的发没有画)，在A端，有4个光端机，发出的波长分别为λ1、λ2、λ3和λ4，这些光信号先通过1/2光分路器进行平均分配，然后由WDM耦合到光缆S利光缆P相应的光纤之中。而在B端，则把由2只WDM分离出来的波长相同的光信号送入同一个1×2的光开关内。

这样，从A端可以看出，在光缆S和光缆P的相应光纤中，平时都保持有λ1、λ2、λ3和λ4的光信号。假设，在B端，光开关平时接通了光缆S，即A、B间的传输平时由光缆S保持，那么当光缆S发生阻断或迁改割接以及传输λ1、λ2、λ3、λ4的光纤阻断时，光开关即动作，在瞬间自动接通来自光缆P的λ1、λ2、λ3、λ4信号，使整个系统仅有瞬间中断。这时可对光缆S进行修复或割接，而通信传输则儿乎不受影响，修复或割接的历时也可以宽松一些，保证了修复或割接的质量。当光缆S的阻断修复或割接完毕后，可采用人工或自动方式将光开关接回光缆S(当然，也可不再接回光缆S)，使线路恢复。如果光缆P发生了阻断或迁改割接，也同样有如此处理的过程。

从图四中还可以看出，采用传输互保方式，在光纤链路中增加了分路器，波分复用器和光开关的损耗，例如1/2分路器的损耗在理论上为3dB，B端1×2光开关的插入损耗≤1.0Db(含光纤连接器)等等，但由于线路损耗指标的余量大，不会对通信传输产生较大影响。另外，光开关的切换时间≤8ms，也不会感觉出有明显通信阻断的情况。

Claims (4)

1.一种基于光层的物理双路由保护恢复方案，其特征在于其倒换时间能够满足实时业务的要求，并能够通过与WDM技术的结合实现光缆的互保。

2.如权利要求1所说的其倒换时间能够满足实时业务的要求，其特征在于检测速度快，倒换恢复时间短，几乎可以使上层应用感觉不到，非常适合语音通信等实时业务的应用。

3.该方案设计简单，主要由光分路器、光开关和PIN探测器组成，成本很低。

4.该方案支持在包括光纤接入网在内的全光网络上使用，并能够综合传送话音、数据、视频等多媒体业务。

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