CN112187344A - 一种波分无源光接入网络***及设备 - Google Patents

一种波分无源光接入网络***及设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种波分无源光接入网络***、设备、控制方法及光通讯***，***包括局端子***和远端子***，局端子***包括第一光波分复用器、光开关，第一光波分复用器与光开关连接，通过光开关选择第一光波分复用器中的合波端与主用光纤或备用光纤实现光连接；远端子***包括第二光波分复用器、分光器，第二光波分复用器与分光器光连接，分光器用于将合成波同时发送到主用光纤和备用光纤，局端与远端之间通过主用光纤、备用光纤连接。本发明通过在局端采用有源方案远端采用无源方案，兼顾了网络的建设成本需求，同时又降低了后期的管理维护成本。

Description

一种波分无源光接入网络***及设备
技术领域
本发明涉及光通信技术领域，尤其是涉及一种波分无源光接入网络***及设备。
背景技术
随着光通信技术的飞速发展，带宽需求不断提高，波分复用技术在通信网络中的应用越来越多，波分复用设备逐渐从骨干网下沉到城域网和接入网，近几年，由于4G网络的规模部署，波分复用技术及产品在4G网络的移动前传网络获得了广泛的应用。
在移动前传等接入网市场，当前主要是无源波分技术方案，无源波分复用技术方案由于其应用简便，体积小巧，布放快速，成本低廉等特点，在移动前传市场获得了广泛的应用。但随着应用数量的增加，也逐渐暴露出很多问题。如：1、故障难以定位，无源波分无法对各个波道的光功率进行监控，且由于产品多数放在野外等恶劣环境，故障处理时现场处理成本高；2、无保护，线路故障时，无法提供有效的保护，导致该方案无法覆盖更多的站点；3、无光功率监控，不能实现对各个的光功率监控以及光纤线路的保护
因此，如何解决波分***的运维管理问题，实现对光功率的监测及光保护，是目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种波分无源光接入网络***、设备，在局端采用有源方案，在远端采用无源方案，在降低成本的同时，实现对波分无源光接入网络运维管理。
本发明的上述发明目的通过以下技术方案得以实现：
一种波分无源光接入网络***，包括局端子***和远端子***，局端子***包括第一光波分复用器、光开关，第一光波分复用器与光开关连接，通过光开关选择第一光波分复用器中的合波端与主用光纤或备用光纤实现光连接；远端子***包括第二光波分复用器、分光器，第二光波分复用器与分光器光连接，分光器用于将合成波同时发送到主用光纤和备用光纤，局端与远端之间通过主用光纤、备用光纤连接。
本发明进一步设置为：所述局端子***还包括分光探测器，分光探测器串联在局端的光通道中，用于监视光通道中的光功率，光通道包括第一光波分复用器的各光通道、光开关与主用光纤之间的光通道、光开关与备用光纤之间的光通道。
本发明进一步设置为：所述局端子***和远端子***采用的波分复用器，包括CWDM技术波分复用器、LAN-WDM技术波分复用器、DWDM技术波分复用器中的至少一种。
本发明进一步设置为：每一光通道包括一个分光探测器。
本发明进一步设置为：所述分光探测器选择小于10的分光比。
本发明进一步设置为：还包括波长扩展接口，用于多个设备级联复用或提供光缆监测波长复用。
本发明的上述发明目的还通过以下技术方案得以实现：
一种波分无源光接入网络设备，所述局端设备、远端设备。局端设备包括主控单元、光开关驱动单元、光功率放大监测电路、主用光纤、备用光纤、至少二个光通道、网络接口单元，所述主控单元连接光开关驱动单元、光功率放大监测电路、网络接口单元，用于控制各单元，光功率放大监测电路分别连接主用光纤、备用光纤、至少二个光通道，用于对光通道进行光功率监测，并通过网络接口单元传输光功率监测数据到控制中心。
本发明进一步设置为：所述光功率放大监测电路包括放大电路、模数转换电路，放大电路与模数转换电路连接，放大电路用于对光功率进行放大，模数转换电路用于将放大后的光功率信号转换为数字信号传输给主控单元。
本发明进一步设置为：所述放大电路包括运算放大器、对数放大器。
本发明进一步设置为：还包括光模块接口电路，用于连接可插拔的光模块。该光模块主要用于功能扩展增强，如可***支持光缆监测的模块，或支持光放大的模块，或用于可调光模块的波长配置等。
本发明的目的还在于提供一种波分无源光接入网络设备的控制方法，在主用通道或工作通道正常时，保持主用通道或工作通道工作，在主用通道或工作通道告警，而备用通道或非工作通道正常时，切换到备用通道或非工作通道，实现自动切换。
本发明的上述发明目的通过以下技术方案得以实现：
一种波分无源光接入网络设备的控制方法，包括自动切换返回工作模式、自动切换非返回工作模式，其中自动切换返回工作模式以下步骤：
S1、实时监控主用光纤和备用光线的光功率，根据预先设置的光功率阈值，生成相应的光功率告警；
S2、判断主用通道是否有光功率告警，若有，转S4，若无，进入下一步；
S3、控制光开关切换到主用通道，转S1；
S4、判断备用通道是否有光功率告警，若有，转S1，若无，进入下一步；
S5、控制光开关切换到备用通道，转S1。
自动切换非返回工作模式以下步骤：
A1、实时监控主用光纤和备用光纤的光功率，根据预先设置的光功率阈值，生成相应的光功率告警；
A2、判断当前工作通道是否有光功率告警，若无，转A1，若有，进入下一步；
A3、判断非工作通道是否有光功率告警，若有，转A1，若无，进入下一步；
A4、控制光开关切换到非工作通道。
本发明的目的还在于提供一种光通讯或光传感***的网络管理方法，移动通讯端通过云服务器或蓝牙设备与波分无源光接入网络设备连接，实现对波分无源光接入网络设备的运维管理。
本发明的上述发明目的通过以下技术方案得以实现：
一种光通讯或光传感***的网络管理方法，包括波分无源光接入网络设备、移动通讯端，所述移动通讯端通过云服务器与所述波分无源光接入网络设备连接，用于对全网内的波分无源光接入网络设备进行远程管理和维护；或通过蓝牙设备与所述波分无源光接入网络设备连接，用于对本地的波分无源光接入网络设备进行现场开局和故障排查。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果为：
1.本发明通过在局端采用有源方案远端采用无源方案，兼顾了网络的建设成本需求，同时又降低了后期的管理维护成本；
2.进一步地，本发明在局端采用光开关、在远端采用分光器，通过控制光开关，实现了自动切换光通讯通道，并对单纤双向业务的光纤线路实现了保护，提高了接入网的***可靠性；
3.进一步地，本发明通过设备光功率监视，实现对各光通道上的光功率进行实时监测，及时发现问题，自动切换光通道，提高了光通讯效率；
4.进一步地，本发明通过移动通讯端实现对波分无源光接入网络设备进行远程管理和维护，提高了运维效率，实现了方便快捷的开局和现场故障排查，确保了开通率，避免了盲接导致后期光功率波动带来的断网误码问题。
附图说明
图1是本发明的一个具体实施例的光通道结构示意图；
图2是本发明的一个具体实施例的局端电路结构示意图；
图3是本发明的一个具体实施例的局端放大电路结构示意图；
图4是本发明的一个具体实施例的自动切换返回流程示意图；
图5是本发明的一个具体实施例的自动切换非返回流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
具体实施方式一
本发明的一种波分无源光接入网络***，如图1所示，包括局端子***和远端子***，局端子***包括第一光波分复用器、光开关，第一光波分复用器与光开关连接，光开关输出端与主用光纤、备用光纤连接，通过光开关选择第一光波分复用器输出与主用光纤或备用光纤实现光连接；远端子***包括第二光波分复用器、分光器，第二光波分复用器与分光器光连接，分光器用于将合成波同时发送到主用光纤和备用光纤，局端子***与远端子***之间通过主用光纤、备用光纤连接。
第一光波分复用器、第二光波分复用器包括CWDM复用、LAN-WDM复用、DWDM复用器。其中，CWDM(Coarse Wavelength Division Multiplexing)为粗波分复用技术；DWDM(DenseWavelength Division Multiplexing)为密集波分复用技术；LAN-WDM(Local AreaNetwork Wavelength Division Multiplexing)为局域网波分复用技术；
在本实施例中，第一光波分复用器采用18波CWMD波分器，通过18个波长实现9路双向业务的单纤双向传输。
光开关采用1:2的开关形式，选择第一光波分复用器的合波端或与主用光纤连接，或与备用光纤连接。
分光器选择50:50的分光形式。
局端子***还包括分光探测器，分光探测器串联在局端子***的光通道中，用于监视光通道中的光功率，光通道包括第一光波分复用器的各个波道、光开关与主用光纤之间的光通道、光开关与备用光纤之间的光通道。
每一光通道包括一个分光探测器。分光探测器的分光比，主要根据相应光纤的光功率范围进行选择，一方面需要确保光功率的监测范围和精度，同时尽量选择小分光比，以减少额外插损对业务传输的影响。在本实施例中，选择2：98分光比。
局端子***还包括光接口，用于光通讯功能扩展，光接口类型包括SFP、XFP，其中，SFP(Small Form-factor Pluggable)为小型可插拔光模块；XFP(10G Small Form-factorPluggable)为10G小型可插拔光模块。
具体实施方式二
一种波分无源光接入网络设备，包括局端设备、远端设备，局端设备电路部分包括主控单元、光开关驱动单元、光功率放大监测电路、主用光纤分光探测器电路、备用光纤分光探测器电路、各光通道的分光探测器电路、网络接口单元，光通道的数量为大于等于1的正整数。
主控单元连接光开关驱动单元、光功率放大监测电路、网络接口单元，用于控制各单元，光功率放大监测电路分别连接主用光纤分光探测器电路、备用光纤分光探测器电路、各光通道的分光探测器电路，用于对光通道进行光功率监测，并通过网络接口单元传输光功率监测数据到控制中心。
光功率放大监测电路包括放大电路、模数转换电路，放大电路与模数转换电路连接，放大电路用于对光功率信号进行放大，模数转换电路用于将放大后的光功率信号转换为数字信号后传输给主控单元。
放大电路包括运算放大器、对数放大器。
本申请的一个具体实施例中，采用对数放大器对光探测器采集到的感应电流信号进行放大，如图3所示，包括双路对数放大器，如ADL5310，其INP1端、INP2端分别用于接收感应电流信号，INP1端还通过电阻R55与电容C50的串联组合后接地，INP2端还通过电阻R56与电容C51的串联组合后接地。IRF1端通过电阻R57与电容C52的串联组合后接地，IRF2端通过电阻R58与电容C53的串联组合后接地，VSUM1端、VSUM6端同时连接PIN-CASE信号输出端，并分别通过电容接地；BIN1、LOG1端连接在一起后通过电容C47接地，BIN2、LOG2端连接在一起后通过电容C46接地；SCL1端通过电阻R53接地，同时通过电阻R49连接到OUT1端，OUT1端通过电阻R44后接放大电路一个输出端；SCL2端通过电阻R54接地，同时通过电阻R59连接到OUT2端，OUT2端通过电阻R62后接放大电路另一个输出端。
本申请的一个具体实施例中，模数转换电路包括模数转换芯片，如ADS7953。
一种波分无源光接入网络设备还包括光模块接口电路，用于连接可插拔的光模块，进行功能扩展。
光模块接口电路用于对光模块类型进行识别，并根据光模块类型实现对各种光模块的驱动和控制。
光模块接口电路包括SFP/XFP驱动电路。
在本申请的一个具体实施例中，光模块为***SFP式的OTDR光模块，实现线路的光缆断点监测，光模块接口电路用于光纤线路故障时，快速定位光纤故障点。
在本申请的又一个具体实施例中，光模块为波长可调光模块，光模块接口电路用于波长可调光模块的波长配置。
在本申请的又一个具体实施例中，光模块为***SFP式的光功率监测或光谱分析模块，光模块接口电路用于监测光缆中光功率或光谱，分析各波道光功率和光信噪比。
网络接口单元包括以太网接口、命令行串行接口、蓝牙接口、无线接口的至少一种。
在本申请的又一个具体实施例中，网络接口单元同时包括以太网接口、命令行串行接口和蓝牙接口。其中，以太网接口和命令行接口用于与网管主机相连，通过网管软件对整个***进行管理维护；蓝牙接口用于与手机管理终端相连，手机端在现场工程应用更便捷。
具体地，网络接口单元包括CC2540芯片、AM3354芯片。
光开关驱动电路，用于实现对光开关的驱动以及开关状态监测。
具体实施方式三
本申请的一种波分无源光接入网络设备的控制方法，用于实现对局端设备的管理和控制，包括光保护的实现和光功率监控，以及控制外部通信。包括设置光功率告警阈值、根据告警阈值生成相应的告警；采用强制切换和自动切换方式，实现光通道的切换。在自动切换方式中，还包括自动切换返回模式与自动切换非返回模式两种。
强制切换方式时，不考虑光通道是否存在告警，强制性将光开关切换到主用通道或备用通道。
在自动切换返回模式下，主用通道优先级高于备用通道，
当主用通道故障与备用通道同时存在告警时，光开关的状态不变，
当主用通道或备用通道一个存在告警时，进行切换，如主用通道告警自动切换到备用通道，主用通道故障排除后，自动切回主用通道，即只要主用通道正常，就工作在主用通道上。
在自动切换非返回模式下，当主用通道故障与备用通道同时存在告警时，光开关的状态不变；
当主用通道或备用通道一个存在告警时，进行切换，如主用通道告警自动切换到备用通道，如备用通道告警自动切换到主用通道；
当主用通道与备用通道都正常不存在告警时，光开关的状态不变。
主用通道故障排除后，自动切回主用通道，即只要主用通道正常，就工作在主用通道上。
切换逻辑和切换流程如表1所示。
表1：
Figure BDA0002116029540000111
在本申请的一个具体实施例中，如图4所示，自动切换返回工作模式以下步骤：
S1、实时监控主用光纤和备用光线的光功率，根据预先设置的光功率阈值，生成相应的光功率告警；
S2、判断主用通道是否有光功率告警，若有，转S4，若无，进入下一步；
S3、控制光开关切换到主用通道，转S1；
S4、判断备用通道是否有光功率告警，若有，转S1，若无，进入下一步；
S5、控制光开关切换到备用通道，转S1。
如图5所示，自动切换非返回工作模式以下步骤：
A1、实时监控主用光纤和备用光纤的光功率，根据预先设置的光功率阈值，生成相应的光功率告警；
A2、判断当前工作通道是否有光功率告警，若无，转A1，若有，进入下一步；
A3、判断非工作通道是否有光功率告警，若有，转A1，若无，进入下一步；
A4、控制光开关切换到非工作通道。
具体实施方式四
一种光通讯***，包括波分无源光接入网络设备、移动通讯端，移动通讯端通过云服务器与波分无源光接入网络设备连接，用于对全网内的波分无源光接入网络设备进行远程管理和维护；或通过蓝牙设备与波分无源光接入网络设备连接，用于对本地的波分无源光接入网络设备进行现场开局和故障排查。
波分无源光接入网络设备如具体实施方式一至三所述。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种波分无源光接入网络***，其特征在于；包括局端子***和远端子***，所述局端子***包括第一光波分复用器、光开关，第一光波分复用器与光开关连接，通过光开关选择第一光波分复用器中的合波端与主用光纤或备用光纤实现光连接；所述远端子***包括第二光波分复用器、分光器，第二光波分复用器与分光器光连接，分光器用于将合成波同时发送到主用光纤和备用光纤，局端与远端之间通过主用光纤、备用光纤连接。
2.根据权利要求1所述的波分无源光接入网络***，其特征在于：所述局端子***和远端子***采用的波分复用器，包括CWDM技术波分复用器、LAN-WDM技术波分复用器、DWDM技术波分复用器中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的局端子***和远端子***采用的波分复用器，还包括波长扩展接口，用于多个设备级联复用或提供光缆监测波长复用。
4.根据权利要求1所述的波分无源光接入网络***，其特征在于；所述局端子***还包括分光探测器，分光探测器串联在局端的光通道中，用于监视光通道中的光功率，光通道包括第一光波分复用器的各、光开关与主用光纤之间的光通道、光开关与备用光纤之间的光通道。
5.根据权利要求1所述的波分无源光接入网络***，其特征在于；所述局端子***还包括可插拔光模块接口，用于功能扩展，包括并不限于在此扩展光接口上***光缆断点监测模块，光放大模块，光功率监测模块等。
6.一种波分无源光接入网络设备，应用权利要求1-5任一一项所述的波分无源光接入网络***，其特征在于；包括局端设备、远端设备，局端设备包括主控单元、光开关驱动单元、光功率放大监测电路、主用光纤分光探测器电路、备用光纤分光探测器电路、各光通道分光探测器电路、网络接口单元，所述主控单元连接光开关驱动单元、光功率放大监测电路、网络接口单元，用于控制各单元，光功率放大监测电路分别连接主用光纤分光探测器电路、备用光纤分光探测器电路、各光通道分光探测器电路，用于对光通道进行光功率监测，并通过网络接口单元传输光功率监测数据到控制中心。
7.根据权利要求6所述的波分无源光接入网络设备，其特征在于；所述光功率放大监测电路包括放大电路、模数转换电路，放大电路与模数转换电路连接，放大电路用于对光功率进行放大，模数转换电路用于将放大后的光功率信号转换为数字信号传输给主控单元。
8.一种波分无源光接入网络设备的控制方法，其特征在于：包括自动切换返回工作模式、自动切换非返回工作模式，其中自动切换返回工作模式以下步骤：
S1、实时监控主用光纤和备用光线的光功率，根据预先设置的光功率阈值，生成相应的光功率告警；
S2、判断主用通道是否有光功率告警，若有，转S4，若无，进入下一步；
S3、控制光开关切换到主用通道，转S1；
S4、判断备用通道是否有光功率告警，若有，转S1，若无，进入下一步；
S5、控制光开关切换到备用通道，转S1。
9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于：自动切换非返回工作模式以下步骤：
A1、实时监控主用光纤和备用光纤的光功率，根据预先设置的光功率阈值，生成相应的光功率告警；
A2、判断当前工作通道是否有光功率告警，若无，转A1，若有，进入下一步；
A3、判断非工作通道是否有光功率告警，若有，转A1，若无，进入下一步；
A4、控制光开关切换到非工作通道。
10.一种光通讯或光传感***的网络管理方法，其特征在于：包括权利要求6-7任一一项所述的波分移动前传网络设备、移动通讯端，所述移动通讯端通过云服务器与所述波分移动前传网络设备连接，用于对全网内的波分移动前传网络设备进行远程管理和维护；或通过蓝牙设备与所述波分移动前传网络设备连接，用于对本地的波分移动前传网络设备进行现场开局和故障排查。
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