CN106033993B - 光线路终端接口装置及其故障保护和节能方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光线路终端接口装置，主收发模块的状态控制端口分别与节能控制模块及保护控制模块的使能端口连接，节能控制模块的控制端口分别与线路监测模块和备用收发模块的节能休眠/启动使能端口连接，线路监测模块的控制端口与保护控制模块的使能端口连接，保护控制模块的控制端口与保护切换装置的光开关控制端口连接，主收发模块的数据通信端口通过工作光纤及波分复用器与保护切换装置光开关的端口连接，波分复用器通过工作光纤与线路监测模块连接，备用收发模块的数据通信端口通过保护光纤与保护切换装置上光开关的端口连接。本发明对光纤线路和主收发模块保护，提高网络可靠性，实时控制线路监测模块及备用光收发模块，减少设备能耗。

Description

光线路终端接口装置及其故障保护和节能方法

技术领域

本发明涉及一种光线路终端接口装置及其故障保护和节能方法，属于光纤通信技术领域。

背景技术

随着用户对网络宽带需求日益增大，无源光网络(PON)技术可有效保证“最后一公里”的接入宽带，是实现下一代宽带接入网络的主要技术之一。PON包括光线路终端(OLT)、光网络单元(ONU)和光分配网(ODN)等部分。其中，光线路终端(OLT)位于局端，光网络单元(ONU)位于用户端，光分路器实现点对多点的光功率分配，通过多个分支光纤连接到多个光分配网(ONU)。光线路终端(OLT)和光分配网(ONU)之间的主干光纤、光分路器和分支光纤统称为光分配网(ODN)。

随着无源光网络传输速率的提高和接入用户的增长，用户对宽带网络设施可靠性的要求越来越高。而光分配网是一个无源光网络，网络管理难，故障点分散、故障处理时间长，资源维护及故障定位依赖人工完成，配线和维护效率低，准确率仅为70％-90％，网络缺乏故障管理与保护能力，无法满足安全、可靠、密集接入的宽带网络建设需求。据统计，由于无源光纤网络引发的故障占比高达35％，业务恢复慢导致客户满意度降低5％，离网率增加2.8％。因此，如何解决ODN网络管理和可靠性维护已成为关注的焦点问题。另一方面，随着人们通信需求的快速增加，信息与通信技术(ICT)网络的不断扩大，网络能耗也随之快速增长。数据显示，ICT的总能量消耗将近占全球能耗的8％，而“最后一公里”接入网消耗的总能量占电信网络能耗的70％左右。由于低效率的网络和系统设计，接入网中同时使用的网络设备不到15％，很多时候网络元件处于空闲状态，浪费大量的能量。因此，接入网需要采取有效的节能策略，以降低全球网络的总能耗，实现一种环保的、可持续的绿色技术，也是人们关注的热点。

CN101656573 A公开了一种“无源光网络业务保护的方法及光线路终端”，该保护方法能够对PON网络分别对主干光纤和分支光纤进行保护。当ODN中主干光纤出现故障时，该方法通过OLT侧的PON端口进行保护倒换，实现业务的保护切换；当ODN分支光纤出现故障时，通过ONU侧的备用PON端口切换到备用的分支光纤路径上，实现业务的保护切换。但是该发明没有涉及对OLT侧和ONU侧的PON端口进行保护，由于ONU设备存在两个PON端口，用于主/备分支光纤的切换时，ONU结构复杂，可靠性降低，且分支光纤冗余度较高，从而增加了系统的成本。再则该保护方法仅仅涉及到PON系统的保护功能，也没有涉及PON系统的节能功能。

CN 101909222 A公开的一种“光线路终端设备和保护方法以及无源光网络系统”，该保护方法通过将PON光模块与PON MAC层协议处理模块分别放置在不同的单板上(光口板和处理板)，实现ODN网络故障和协议层电处理模块故障的隔离。对于PON光模块和PON MAC层协议处理模块可以分别采用1：N的共享保护机制，简化光线路终端设备结构，降低成本。但该方法中故障检测模块仅仅检测光线路终端设备中光口板和处理板的故障，而没有对ODN光纤链路进行检测，同时该方法也仅涉及到PON系统的保护功能，而也没有涉及PON系统的节能功能。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种光线路终端接口装置及其保护和节能方法，实现对工作光纤路径和主收发模块的保护，提高网络的可靠性，并实时控制线路监测模块和备用光收发模块的节能休眠/启动，减少设备能耗。

本发明为达到上述目的技术方案是：一种光线路终端接口装置，其特征在于：包括具有主收发模块的主光线路终端、具有备用收发模块的备用光线路终端、节能控制模块、保护控制模块、线路监测模块以及保护切换装置和波分复用器；所述主收发模块的状态控制端口分别与节能控制模块的使能端口及保护控制模块的使能端口连接，节能控制模块的控制端口分别与线路监测模块的节能休眠/启动使能端口及备用收发模块的节能休眠/启动使能端口连接，线路监测模块的控制端口与保护控制模块的使能端口连接，保护控制模块的控制端口与保护切换装置的光开关控制端口连接，所述的保护切换装置包括一个2×2光开关构成；所述主收发模块的数据通信端口通过工作光纤与波分复用器的C波段分波端口连接，波分复用器的合波端口通过工作光纤与保护切换装置上光开关的1端口连接，波分复用器的分波端口通过工作光纤与线路监测模块的U波段分波端口连接，且备用收发模块的数据通信端口通过保护光纤与保护切换装置上光开关的3端口连接，保护切换装置光开关的2端口与工作光纤连接、光开关的4端口与保护光纤连接。

本发明的光线路终端接口装置的光线路故障保护方法，其特征在于：按以下步骤进行，

(1)、当工作光纤路径出现故障、且主收发模块正常工作时，线路监测模块自动监测到光线路故障；

(2)、线路监测模块自动向保护控制模块发送线路报警信息，保护控制模块向保护切换装置发送光开关控制信号；

(3)、保护切换装置驱动光开关切换成交叉路，数据通信的传输路径由工作光纤路径切换到保护光纤路径。

本发明的光线路终端接口装置的主收发模块故障保护方法，其特征在于：按以下步骤进行，

(1)、当主收发模块发生故障、且工作光纤路径正常工作时，主光线路终端自动监测到主收发模块故障，同时主收发模块发送收发器报警信息分别给保护控制模块和节能控制模块；

(2)、保护控制模块向保护切换装置发送光开关控制信号，保护切换装置驱动光开关切换成交叉路，备用收发模块的数据通信端口切换连接到工作光纤路径；

(3)、节能控制模块发送启动信号给备用收发模块，启动备用光线路终端，同时节能控制模块向线路监测模块发送节能休眠信号，关闭线路监测模块。

本发明光线路终端接口装置的节能方法，其特征在于：按以下步骤进行，

(1)、当主收发模块故障已修复时，主光线路终端自动监测到主收发模块故障恢复，主收发模块自动发送收发器状态恢复信息分别给保护控制模块和节能控制模块；

(2)、保护控制模块向保护切换装置发送光开关控制信号，保护切换装置驱动光开关切换成直通路，主收发模块的数据通信端口切换连接到工作光纤路径上；

(3)、节能控制模块发送节能休眠信号给备用收发模块，关闭备用光线路终端，同时向线路监测模块发送启动信号，启动线路监测模块，线路监测模块向保护控制模块发送线路状态恢复信息。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明的光线路终端接口装置将主光线路终端、备用光线路终端、节能控制模块、保护控制模块、线路监测模块以及保护切换装置和波分复用器通过光纤和电路进行连接，主光线路终端内的主收发模块分别与节能控制模块和保护控制模块连接，节能控制模块分别与线路监测模块和备用光线路终端内备用收发模块连接，而线路监测模块与保护控制模块连接，通过线路监测模块实时检测工作光纤路径，而保护控制模块向保护切换装置发出光开关信号，尤其发明的光线路终端接口装置仅采用一个保护切换装置，对于传统的光线路终端接口装置的传统保护系统中使用2N+1个或N-1个光开关，所使用得光开关数量大大减少，通过实验验证，本发明的光开关保护切换时间较短，由于保护切换时间在毫秒量级，用户业务受到的影响较小。本发明不仅对光线路故障进行保护，实现对主干馈线光纤及分配馈线的故障保护，还能对主收发模块的故障进行保护，能显著提高网络可靠性。

2、相对于传统的光线路终端接口装置，本发明能在ODN网络中实时监控工作光纤路故障情况及主收发模块的运行状态，并能根据运行状态控制线路监测模块的节能休眠/启动以及备用光收发模块的节能休眠/启动，有效降低设备能耗状况。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式进一步的详细描述。

图1是本发明光线路终端接口装置的结构示意图。

图2本发明光线路终端接口装置的光线路故障保护方法流程图。

图3是本发明光线路终端接口装置的主收发模块故障保护方法流程图。

图4是本发明光线路终端接口装置的节能方法流程图。

图5是本发明对光开关保护切换时间进行检测后的时间波形图。

具体实施方式

见图1所示，本发明的光线路终端接口装置，包括具有主收发模块的主光线路终端、具有备用收发模块的备用光线路终端、节能控制模块、保护控制模块、线路监测模块以及保护切换装置和波分复用器。见图1所示，本发明主收发模块的状态控制端口分别与节能控制模块的使能端口及保护控制模块的使能端口连接，可通过电路连接进行信号传输，主收发模块向节能控制模块和保护控制模块发出收发器状态恢复/报警信息，节能控制模块的控制端口分别与线路监测模块的节能休眠/启动使能端口及备用收发模块的节能休眠/启动使能端口连接，同样可通过电路连接进行信号传输，节能控制模块用于接主收发模块发送的收发器状态恢复/报警信息，并向线路监测模块及备用收发模块发出节能休眠/启动信号，使线路监测模块或备用收发模块接收该信号并进入休眠/启动状态。本发明线路监测模块的控制端口与保护控制模块的使能端口连接，可通过电路连接实现信号传输，线路监测模块用于实时检测工作光纤路径的工作状态，并向保护控制模块发出线路状态恢复/报警信号，保护控制模块的控制端口与保护切换装置的光开关控制端连接，可通过电路连接实现信号传输，而保护切换装置包括一个2×2光开关，保护控制模块用于接收主收发模块和线路监测模块发送的信息并向保护切换装置发出光开关控制信号，使保护切换装置驱动光开关实现直通路或交叉路，本发明保护切换装置的直通路时光开关的1端口与光开关2端口连接，光开关的3端口与光开关的4端口连接，保护切换装置交叉路时，光开关的1端口与光开关的4端口连接，光开关的3端口与光开关的2端口连接。

见图1所示，本发明主收发模块的数据通信端口通过工作光纤与波分复用器的C波段分波端口连接，主收发模块的数据通信工作在C波段，通过C波段传输信息，波分复用器的合波端口通过工作光纤与保护切换装置上光开关的1端口连接，波分复用器的分波端口通过工作光纤与线路监测模块的U波段分波端口连接，实现不同光波的耦合与分离。本发明的线路监测模块为光时域反射计，线路监测模块的线路监测工作在U波段，备用收发模块的数据通信端口通过保护光纤与保护切换装置上光开关的3端口连接，保护切换装置光开关的2端口与工作光纤连接、光开关的4端口与保护光纤连接。

见图1、2所示，本发明光线路终端接口装置的光线路故障保护方法，按以下步骤进行。

(1)、当工作光纤路径出现故障、且主收发模块正常工作时，即主光线路终端内的主收发模块工作正常，线路监测模块自动监测到光线路故障。

(2)、线路监测模块自动向保护控制模块发送线路报警信息，保护控制模块接收线路报警信息后向保护切换装置发送光开关控制信号。

(3)、保护切换装置驱动光开关切换成交叉路，将保护切换装置光开关的1端口与光开关的4端口连接，数据通信的传输路径由工作光纤路径切换到保护光纤路径，实现光线路故障保护功能。

见图1、3所示，本发明光线路终端接口装置的主收发模块故障保护方法，按以下步骤进行。

(1)、当主收发模块发生故障、且工作光纤路径正常工作时，主光线路终端自动监测到主收发模块故障，同时主收发模块发送收发器报警信息分别给保护控制模块和节能控制模块。

(2)、保护控制模块接收收发器报警信息后向保护切换装置发送光开关控制信号，保护切换装置驱动光开关切换成交叉路，将保护切换装置光开关的3端口与光开关的2端口连接，备用收发模块的数据通信端口切换连接到工作光纤路径。

(3)、节能控制模块接收收发器报警信息后发送启动信号给备用收发模块，启动备用光线路终端，同时节能控制模块向线路监测模块发送节能休眠信号，关闭线路监测模块，实现主收发模块故障保护功能。

见图1、4所示，本发明光线路终端接口装置的节能方法，按以下步骤进行。

(1)、当主收发模块故障已修复时，此时工作光纤路径正常工作，主光线路终端自动监测到主收发模块故障恢复，主收发模块发送收发器状态恢复信息分别给保护控制模块和节能控制模块。

(2)、保护控制模块接收发送器状态恢复信息后向保护切换装置发送光开关控制信号，保护切换装置接收光开关控制信号后驱动光开关切换成直通路，将保护切换装置光开关的1端口与光开关的2端口连接，主收发模块的数据通信端口切换连接到工作光纤路径上。

(3)、节能控制模块接收发送器状态恢复信息后发送节能休眠信号给备用收发模块，关闭备用光线路终端，同时向线路监测模块发送启动信号，启动线路监测模块，减少设备能耗，实现设备节能。

见图1所示，本发明的主收发模块的收发器状态恢复/报警信息、节能控制模块的节能休眠/启动信号以及线路监测模块的线路报警信息和保护控制模块的光开关控制信号均通过电路连接进行信号传输。

采用本发明的光线路终端接口装置，经实验验证，工作光纤路径与保护光径路径进行切换的时间在1毫秒左右，见图5所示，光开关保护切换时间毫秒量级，不仅通过光线路终端接口装置的保护功能实现对工作光纤路径和主收发模块保护，以提高网络的可靠性，而且通过光线路终端接口装置的节能功能实时控制线路监测模块及备用光收发模块的节能休眠/启动，减少设备能耗。

Claims (5)

1.一种光线路终端接口装置，其特征在于：包括具有主收发模块的主光线路终端、具有备用收发模块的备用光线路终端、节能控制模块、保护控制模块、线路监测模块以及保护切换装置和波分复用器；所述主收发模块的状态控制端口分别与节能控制模块的使能端口及保护控制模块的使能端口连接，节能控制模块的控制端口分别与线路监测模块的节能休眠/启动使能端口及备用收发模块的节能休眠/启动使能端口连接，线路监测模块的控制端口与保护控制模块的使能端口连接，保护控制模块的控制端口与保护切换装置的光开关控制端口连接，所述的线路监测模块为光时域反射计，且线路监测模块的线路监测工作在U波段，所述的保护切换装置包括一个2×2光开关构成；所述主收发模块的数据通信端口通过工作光纤与波分复用器的C波段分波端口连接，波分复用器的合波端口通过工作光纤与保护切换装置上光开关的1端口连接，波分复用器的分波端口通过工作光纤与线路监测模块的U波段分波端口连接，且备用收发模块的数据通信端口通过保护光纤与保护切换装置上光开关的3端口连接，保护切换装置光开关的2端口与工作光纤连接、光开关的4端口与保护光纤连接。

2.根据权利要求1所述的光线路终端接口装置，其特征在于，所述的主收发模块的数据通信工作在C波段，备用收发模块的数据通信工作在C波段。

3.根据权利要求1或2所述的光线路终端接口装置的光线路故障保护方法，其特征在于：按以下步骤进行，

(1)、当工作光纤路径出现故障、且主收发模块正常工作时，线路监测模块自动监测到光线路故障；

(2)、线路监测模块自动向保护控制模块发送线路报警信息，保护控制模块向保护切换装置发送光开关控制信号；

(3)、保护切换装置驱动光开关切换成交叉路，数据通信的传输路径由工作光纤路径切换到保护光纤路径。

4.根据权利要求1或2所述的光线路终端接口装置的主收发模块故障保护方法，其特征在于：按以下步骤进行，

(1)、当主收发模块发生故障、且工作光纤路径正常工作时，主光线路终端自动监测到主收发模块故障，同时主收发模块发送收发器报警信息分别给保护控制模块和节能控制模块；

(2)、保护控制模块向保护切换装置发送光开关控制信号，保护切换装置驱动光开关切换成交叉路，备用收发模块的数据通信端口切换连接到工作光纤路径；

(3)、节能控制模块发送启动信号给备用收发模块，启动备用光线路终端，同时节能控制模块向线路监测模块发送节能休眠信号，关闭线路监测模块。

5.根据权利要求1或2所述的光线路终端接口装置的节能方法，其特征在于：按以下步骤进行，

(1)、当主收发模块故障已修复时，主光线路终端自动监测到主收发模块故障恢复，主收发模块自动发送收发器状态恢复信息分别给保护控制模块和节能控制模块；

(2)、保护控制模块向保护切换装置发送光开关控制信号，保护切换装置驱动光开关切换成直通路，主收发模块的数据通信端口切换连接到工作光纤路径上；

(3)、节能控制模块发送节能休眠信号给备用收发模块，关闭备用光线路终端，同时向线路监测模块发送启动信号，启动线路监测模块。