CN1665174A - 光网络中提供节点保护的装置及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光网络中提供节点保护的装置及其实现方法。本发明可以在光网络中节点主用通道由于出现故障、需要升级扩容等原因需要从网络中断开时，将传输业务从节点主用通道切换至节点备用通道，从而保证了当光网络中的节点主用通道从网络中隔离出来后不会导致业务传输的中断，提高了光网络传输的可靠性。本发明实现了在保证光网络现有业务传输正常进行的情况下，较为方便地对节点主用通道进行维护、检测、升级等操作。因此，本发明降低了节点设备升级扩容的成本，方便了对节点设备的维护。

Description

光网络中提供节点保护的装置及其实现方法

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种光网络中提供节点保护的装置及其实现方法。

背景技术

随着光通信技术的发展，光网络传输的业务量也日益增大。由于人们对网络通信质量的要求越来越高，对光网络的保护也显得越来越重要，所谓的光网络的保护就是当光网络中的某一部分出现故障时，应当保证网络中承载的业务继续正常传输，即保证光网络的用户不能明显感知到网络中出现的故障。

在目前的光网络传输过程中，常见的光网络的保护措施大多都是通过冗余设备实现，如基于光终端设备的保护所采用的后备的光终端设备、基于光线路的保护所采用的独立的备份光缆链路等，当光网络中的光终端设备或光线路一旦出现故障，则通过设备切换动作切换到备用的设备或链路上，从而恢复提供正常的服务，保证业务传输的连续。

所述的基于光终端设备的保护的具体的实现方式如图1所示，系统正常工作时，主业务信号由发送端Tx11经过系统的传输链路传输后到达接收端Rx11，当光网络中光终端设备的工作设备Tx11或Rx11发生故障时，则可以立即切换到相应的光终端设备的备份设备Tx12或Rx12上。备份设备与工作设备可以是1∶1配置，也可以根据故障发生概率按1∶N进行调度，N为大于1的正整数。这样，对于光网络中的光终端设备出现的故障实现了相应的可靠的保护功能，即当所述的光终端设备出现故障时，不会导致光网络中传输业务的中断。

所述的基于光线路的保护的具体的实现方式如图2所示，系统正常工作时，光信号通过工作线路1在发送端Tx和接收端Rx间进行数据业务的传输，当工作线路1出现故障后，则将工作线路1切换到备份线路2，由备份线路2在发送端Tx和接收端Rx间进行数据业务的传输。这样，对于光网络中的某一段光线路出现的故障实现了相应的可靠的保护功能，即当所述的光线路出现故障时，由备份线路2进行数据业务的传输，而不会导致光网络中传输的数据业务的中断，保证的光网络中业务传输的可靠性。

由上述现有技术状况的描述可以看出：所述的基于光终端设备的保护仅为针对单路传输业务提供的保护，即仅针对提供一路传输业务的光终端设备进行保护，对于传输链路及链路各中间节点设备则无法提供保护；而所述的基于光线路的保护的实现需要至少两条独立的光缆，而且只能保护这一段传输链路，对于光网络中的传输设备则无法提供相应的保护。

也就是说，在光网络中一条传输链路上除了光终端设备和各节点间的光纤链路外，还存在一些在传输业务过程中起着关键作用的各节点的设备。而现有技术并没有对相应的节点设备提供保护，因此，现有技术中的保护方案并未为整个光网络的业务传输过程提供相应的保护。

发明内容

鉴于上述现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种光网络中提供节点保护的装置及其实现方法，从而使得当光网络中的节点设备出现故障时，同样不会影响到整个光网络传输业务的可靠性。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供的光网络中提供节点保护的装置，包括：节点主用通道、节点备用通道及节点主备通道选择装置，节点主备通道选择装置根据节点工作状态控制节点主用通道与节点备用通道间的切换操作。

所述的节点主用通道和节点备用通道分别可以为：一段光纤跳线、节点内部主光路中的单个功能设备、若干个光路相承接的设备或整个节点的所有功能设备。

所述的节点主用通道和节点备用通道分别可以为：有源设备或无源设备。

所述的节点主备通道选择装置可以为光开关或者光分路器与光开关的组合。

所述的节点主备通道选择装置可以为节点的两端共用一个节点主备通道选择装置，也可以为两端分别采用一个节点主备通道选择装置。

所述的节点主备通道选择装置为通过外部命令手动进行节点主、备用通道的选择，或者根据网络的故障检测机制自动进行节点主、备用通道的选择。

本发明还提供了一种基于上述装置的光网络中提供节点保护的方法，包括：

A、在光网络的节点中发生需要进行主备通道切换的事件；

B、操作节点主备通道选择装置，令其选择相应的节点主、备用通道进入工作状态，负责流经节点的业务的传输处理。

所述的步骤A包括：

当需要对节点当前主用通道进行维护时，确定为发生需要进行主备通道切换的事件，需要将节点的业务处理功能切换到节点备用通道，所述的维护包括针对节点当前主用通道的检测、升级或故障的恢复处理，所述的当前主用通道为当前处于工作状态的节点通道。

所述的步骤B包括：

通过外部命令手动操作节点主备通道选择装置或者根据网络中的故障检测机制自动操作节点主备通道选择装置，令其选择相应的应用通道进入工作状态，负责流经节点的业务的传输处理。

所述的步骤B还包括：

当节点主用通道恢复正常时，可以选择再操作节点主备通道选择装置，将相应的传输业务重新经节点主用通道处理后输出。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明提供的节点保护装置及其实现方法，可以在光网络中节点主用通道出现故障时，将节点主用通道需要完成的功能切换到节点备用通道上实现，从而保证了光网络中的节点设备出现故障时不会导致业务传输的中断，提高了光网络传输的可靠性。

同时，本发明还实现了各节点设备的在线平滑升级的功能，即当光网络中的节点设备需要升级时，同样可以将节点主用通道需要完成的功能切换到节点备用通道上实现，当升级工作完成时，再切换回节点主用通道。

也就是说，本发明可以根据实际需要随时将节点主用通道从光网络的传输业务中隔离出来，从而实现了在保证光网络正在进行的业务传输正常进行的情况下，较为方便地对节点主用通道进行维护、检测、升级等操作，并在相应的操作结束后，将节点主用通道重新接入光网络中的功能，本发明的实现降低了光网络升级的成本，保护了用户已有投资。

附图说明

图1为基于光终端设备的保护的示意图；

图2为基于光线路的保护的示意图；

图3为本发明的结构示意图；

图4为本发明的具体实现方式的结构示意图；

图5为利用本发明进行节点设备保护的示意图；

图6为利用本发明进行节点设备升级的示意图。

具体实施方式

本发明的核心思想是在光网络的节点为需要进行保护的节点设备配置节点备用通道，而被保护的节点设备则作为对应的节点主用通道，这样，当节点的节点主用通道出现故障，或者需要进行升级扩容操作时，便可以将本来由主用通道实现的功能切换到节点备用通道上实现，从而实现了最大程度地保护光网络中现有的传输业务。

本发明所述的装置主要包括三个部分，且设置于光网络的节点内部，所述的三个部分分别为：节点主备通道选择装置、节点主用通道和节点备用通道，引入节点的光信号通过节点主备通道选择装置选择确定的节点主用通道或节点备用通道输出，节点主备通道选择装置是根据节点的工作需要进行节点主用通道或节点备用通道间的选择切换，在正常情况下，节点主备通道选择装置选择节点主用通道处于工作状态，进行相应的业务传输处理，如果节点主用通道由于发生故障或需要进行升级处理等原因导致需要将其从节点正在传输的业务中分离出来，则要求节点主备通道选择装置选择节点备用通道进行本节点中相应的业务传输处理。

本发明所述的装置的具体实施方式如图3所示，所述的接口模块即为本发明所述的节点主备通道选择装置，接口模块工作模块提供业务传输路径的选择功能，用于选通节点主用通道或节点备用通道，对一个方向的传输业务而言，主光路信号经由主备选择装置接入保护装置，可以选择通过主用或者备用线路进行传输，再由主备选择装置重新返回主光路传输。

本发明所述的装置在结构上有些类似于现有技术中的基于光线路的保护的实现方案，但本发明应用于光网络的节点内部，相对于现有技术中的基于光线路的保护的技术方案的各部分功能有实质的区别，即本发明中涉及的节点主用通道和节点备用通道为节点内进行业务传输处理的功能设备及连接线路等。本发明中，所述的节点主用通道、节点备用通道的配置组成比较灵活，可以是一段光纤跳线(这种配置通常为系统预留的升级接口)，也可以是节点中的主光路中的单个功能设备，还可以是数个光路相承接的功能设备，甚至还可以为整个节点的所有功能设备，正是这种良好的可扩充性，满足了系统升级扩容的需求。所述的节点备用通道可以是与节点主用通道完全相同的功能设备，完成相同的功能；也可以只是简单的维持传输光路畅通，如直接采用光纤跳线短接或者依据节点主用通道的实际衰减情况引入一定量的衰减。

在进行节点主用通道、节点备用通道的配置过程中还需要考虑光网络系统的稳定性，节点备用通道与节点主用通道具有相同的衰减量可以避免光路切换时功率产生突变所带来的不良影响。

由于光网络系统中的节点通常需要为节点主用通道、节点备用通道同时提供功率补偿，因此可以在节点备用通道中提供光放大器的备份，如图4所示的针对节点B的保护装置中，节点主用通道、节点备用通道中均包括一个光放大器3，即在节点B处所述的保护装置的节点备用通道中提供了光放大器的备份，这样，当节点B的节点主用通道出现故障或需要升级、维护处理时，便可以通过接口装置4的相应操作将其从传输路径中分离出来，相应的功率补偿则由节点备用通道中的光放大器提供。同样，本发明中的节点A的保护装置则采用的是节点主用通道、节点备用通道共同应用同一个光放大器3，这种应用可以极大的降低节点保护的成本。总之，本发明可以根据保护装置的实现成本，以及相应节点需要提供的保护功能，进行节点主用通道、节点备用通道的配置。

本发明中由于采用了节点主备通道选择装置及节点主用通道、节点备用通道的结构，因此所述的节点主用通道、节点备用通道包括的功能设备的设备类型既可以包括有源设备，也可以包括无源设备。

本发明中是通过外部命令手动控制所述的节点主备通道选择装置进行传输路径的选择，这种方法可以使得本发明所述的装置的实现结构比较简单，且动作可靠。同时，本发明也可以通过相应的故障检测机制及倒换协议产生的命令自动进行传输路径的选择，例如，当检测到节点中的节点主用通道出现故障时，则下发相应的倒换命令，所述的节点主备通道选择装置根据所述的倒换命令进行节点主用通道、节点备用通道的倒换处理，从而实现传输路径的自动选择。

由于通信设备对网络配置切换时间要求很高(50毫秒或者更短)，所以选用技术成熟的光开关作为本发明中的节点主备通道选择装置关键器件，并采用直接下发切换命令给光开关控制其对传输路径的选择，以满足通信设备对网络配置切换时间的要求，如果采用故障检测机制确认异常后再进行光路切换，视主用通道的复杂程度，整个检测及切换过程的时间可能略长，需依据实际情况加以优化；所述的节点主备通道选择装置的结构可以为光开关，且节点中可以在输入输出侧各设置一个1×2光开关，也可以输入输出侧共用一个2×2光开关，所述的节点主备通道选择装置还可以采用50/50光分路器与1×2光开关共同组成。

本发明中，所述的节点主备通道选择装置可以在现有的节点传输设备基础上进行开发，也可以直接采用现有的具有相近功能的设备或装置，如基于光线路的保护中采用的路径选择装置。

通过前面的描述可以了解到本发明所述的装置的具体实施方式，下面再结合所述的装置对本发明所述的方法作进一步说明，该方法包括：

步骤1：光网络中，当需要对节点的节点主用通道进行维护时，确定需要将节点主用通道切换到节点备用通道上，并由节点备用通道负责相应的业务传输处理，所述的维护包括针对节点主用通道的检测、升级或故障的恢复处理等；

光网络系统正常工作时，工作于节点主用通道所在的光路，即节点的各功能设备上，如果一旦确认被保护的节点主用通道发生故障，或者本节点需要进行升级等操作，则确定需要将相应的业务传输处理过程切换至节点备用通道上实现；

步骤2：通过外部命令手动操作节点主备通道选择装置或者根据网络中的故障检测机制自动操作节点主备通道选择装置，令其选择应用节点备用通道进入工作状态，并将相应的传输业务经节点备用通道处理后输出；

步骤3：当节点主用通道恢复正常时，系统可以仍然工作在备用通道上，也可以操作节点主备通道选择装置，令其选择应用节点主用通道进入工作状态。

将节点的业务传输切换到节点备用通道上后，节点主用通道即从节点的传输线路上隔离出来，此时，用户便可以进行维修、更换、升级或者更改配置等等操作；

同时，由于节点备用通道的衰减量已预先调整好，因此，切换后节点的业务传输对主光路而言，功率基本不变，传输业务基本不受影响，如果节点主用通道上存在本地业务，则由于这些业务依赖于节点主用通道实现将不可避免的受到影响，但整个光网络系统仍然可以保持最大限度的稳定。

通过前面的描述可以看出，本发明不仅适用于节点主用通道发生故障时的保护，还可以为节点主用通道的升级扩容提供极大的方便，下面再结合附图，以相应的具体应用实例对本发明的应用进行说明：

在光网络传输系统中，OADM(Optical Add/Drop Multiplexer，光分插复用器)的应用非常广泛，借助OADM，不仅可以实现灵活的网络配置，更可以直接在光域内实现光信号的上下路功能，即可以通过OADM设备在线路中间直接分离出或者加入特定波长的光信号，而对于其余继续传输的穿通波长不受丝毫影响，比传统的光/电/光转换具有极大的成本优势。目前使用最为广泛的OADM设备只能上下固定的波长，虽然已经出现了可以自由选择上下波长的动态OADM设备，但由于成本和技术的原因，这种可自由选择上下波长的动态OADM设备的使用并不多。

然而随着业务需求的增长，经常会需要在原有网络配置基础上升级扩容，如果采用传统的升级操作方法，则必须断开主光路，才可以接入新的OADM设备，这样，将不可避免的造成传输业务中断，尤其是占据绝大多数传输波长的穿通业务。此时，如果采用本发明，则只需在光网络的节点进行节点主用通道、节点备用通道的配置时将OADM设备划分进节点主用通道，即可实现该设备的平滑升级扩容操作，并保证操作时穿通业务基本不受影响，只有波长占少数的本地上下波业务会暂时中断。由于采用了本发明提供的技术方案，如图5所示，当需要对原有的OADM设备Old OADM进行升级扩容时，只需通过接口装置将包含有相应的OADM设备的节点主用通道切换到节点备用通道上，之后便可以将原有的OAMD设备Old OADM扩容新增或者替换为新的OADM设备New OADM，使得原先只能上下固定波长的OADM设备可以较为便捷地进行升级扩容，从而使其在整体功能上也可以具备一定的动态调整波长的特性，因此，本发明有效地保护了用户的已有投资。

另外，本发明所述的节点主用通道中，如果设置有在线升级接口，如图6所示，即预先准备的直连光纤跳线，则还可以实现在升级时接入新增模块，所述的新增模块为提供新的功能设备或模块，可以是传统的各类光传输设备，更可以是一些特殊的功能模块，如光功率均衡，色散补偿，OXC(Optic Cross Connect，光交叉连接)设备。此时，为保证节点的输出功率处于正常的功率水平，还需要考虑的是，如接入的功能模块或设备的插损较小，可以通过链路功率预算调整解决相应的插损问题，否则，则需要单独增加功率补偿措施解决相应的插损问题，如图6所示的可选配置光放大器3。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1、一种光网络中提供节点保护的装置，其特征在于包括：节点主用通道、节点备用通道及节点主备通道选择装置，节点主备通道选择装置根据节点工作状态控制节点主用通道与节点备用通道间的切换操作。

2、根据权利要求1所述的光网络中提供节点保护的装置，其特征在于所述的节点主用通道和节点备用通道分别可以为：一段光纤跳线、节点内部主光路中的单个功能设备、若干个光路相承接的设备或整个节点的所有功能设备。

3、根据权利要求1或2所述的光网络中提供节点保护的装置，其特征在于所述的节点主用通道和节点备用通道分别可以为：有源设备或无源设备。

4、根据权利要求1所述的光网络中提供节点保护的装置，其特征在于所述的节点主备通道选择装置可以为光开关或者光分路器与光开关的组合。

5、根据权利要求1或4所述的光网络中提供节点保护的装置，其特征在于所述的节点主备通道选择装置可以为节点的两端共用一个节点主备通道选择装置，也可以为两端分别采用一个节点主备通道选择装置。

6、根据权利要求5所述的光网络中提供节点保护的装置，其特征在于所述的节点主备通道选择装置为通过外部命令手动进行节点主、备用通道的选择，或者根据网络的故障检测机制自动进行节点主、备用通道的选择。

7、一种基于上述装置的光网络中提供节点保护的方法，其特征在于包括：

A、在光网络的节点中发生需要进行主备通道切换的事件；

B、操作节点主备通道选择装置，令其选择相应的节点主、备用通道进入工作状态，负责流经节点的业务的传输处理。

8、根据权利要求7所述的光网络中提供节点保护的方法，其特征在于所述的步骤A包括：

当需要对节点当前主用通道进行维护时，确定为发生需要进行主备通道切换的事件，需要将节点的业务处理功能切换到节点备用通道，所述的维护包括针对节点当前主用通道的检测、升级或故障的恢复处理，所述的当前主用通道为当前处于工作状态的节点通道。

9、根据权利要求7或8所述的光网络中提供节点保护的方法，其特征在于所述的步骤B包括：

通过外部命令手动操作节点主备通道选择装置或者根据网络中的故障检测机制自动操作节点主备通道选择装置，令其选择相应的应用通道进入工作状态，负责流经节点的业务的传输处理。

10、根据权利要求9所述的光网络中提供节点保护的方法，其特征在于所述的步骤B还包括：

当节点主用通道恢复正常时，可以选择再操作节点主备通道选择装置，将相应的传输业务重新经节点主用通道处理后输出。

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