CN100385861C - 一种光纤接入网及其通信保护方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种光纤接入网及其通信保护方法，该光纤接入网包括光纤通信系统、无线通信系统、通信业务切换装置、第二光网络单元和保护光纤，利用保护光纤对光纤通信系统中光线路终端与光分路器之间的光纤线路进行保护，同时引入无线通信系统对光纤通信系统中光分路器与光网络单元之间的光纤进行保护，当光纤通信系统中光线路终端与光网络单元之间的光纤出现断裂故障时，相应地利用保护光纤或无线通信系统对通信业务进行保护。本发明突破了管道、光缆等资源的限制，并且有利于通信设备的利旧，采用本发明，可有效保障光纤通信系统的通信业务，并提高了通信系统的带宽利用率。

Description

一种光纤接入网及其通信保护方法
技术领域
本发明涉及一种光纤接入网及其通信保护方法，特别是一种具有通信保护功能，能够在光纤发生断线故障时提供无线通信保护的光纤接入网以及在光纤发生断线故障时，保证通信业务不受影响的进行的通信保护方法。
背景技术
采用光纤接入网是光纤通信发展的必然趋势，光纤接入网的拓扑结构通常有五种：单星形、多星形、树形、总线和环形，对于前面四种，可以统称为星形结构。与环网和点对点系统相比，星形网能够节约大量的光纤和光收发模块，且其分支结构较易覆盖，因此对于光纤接入网，一般都采用星形结构。
在光纤接入网中，为了保证通信业务的正常进行，通常需要对光线路进行保护，现有技术中对光线路终端与光网络单元之间光纤线路的保护方式主要有以下几种：
1.采用同缆分纤方式进行保护，即在同一光缆中设有主用和备用光纤，当主用光纤被切断时，可以启用备用光纤，但是，当整个光缆发生切断故障时，这种方式无法保证通信业务的正常进行。
2.采用同路分缆方式进行保护，即在同一管道或路由上，主用和备用光纤在不同光缆内，这样当主用光纤所在光缆发生切断故障时，可以启用备用光纤，但是，这种方式只能保护一般性光缆切断故障，而不能防止大型故障，如因大型机械的施工造成大面积的切断光缆管道的事故。
3.采用分缆分路方式进行保护，即主用和备用光纤不仅不同缆，而且管道或路由也不同。这种方式对光纤线路提供了最大限度的保护，但其经济代价很高。
但由于在实际保护应用中，受到管道、光纤资源和施工成本的限制，只采用上述保护方式对光线路终端与光分路器之间的光纤线路进行了保护，而很少对星型网接入网中光分路器与光网络单元之间的光纤线路进行保护，一旦其发生光纤断裂故障，将会使网络通信失效。
许多对资费敏感的用户和需要进行实时网络信息交流的用户，虽然对网络没有严格的QOS要求，能够容忍网络短时间内的性能劣化，例如网速下降等，但是，他们不能忍受网络长时间的中断。因此，对光纤接入网采取适当而有效的方式进行保护，是用户网络通信畅通的必要保证。
发明内容
本发明的主要目的在于针对上述光纤接入网1+1的保护方式所存在的缺陷以及实际使用中对星形光纤接入网中光分路器与光网络单元之间的光纤线路保护不足的原因和现状，提供一种光纤接入网及其通信保护方法，该光纤接入网及方法将无线通信系统与光纤通信系统进行组合，使光纤通信系统的通信业务得到有力的保障，并且有效了利用通信资源。
为了实现上述目的，本发明采用一种光纤接入网，包括至少由光线路终端1、光分路器2、第一光网络单元3以及用户端综合接入设备4组成的光纤通信系统，光线路终端1与光分路器2之间设有用于传输通信业务的工作光纤91以及对所述工作光纤91的线路进行保护的保护光纤92；所述光纤接入网还包括一无线基站5，该无线基站通过第二光网络单元6与所述光分路器2连接；所述无线基站5与无线用户端设备7无线通信连接；该无线用户端设备7以及所述第一光网络单元3分别与用于对通信线路进行切换的通信业务切换装置8连接，该通信业务切换装置8与所述用户端综合接入设备4连接，用于当光纤通信系统中光分路器(2)与第一光网络单元(3)之间的光纤发生断线故障时，将光分路器(2)与第一光网络单元(3)之间传输的通信业务切换到无线通信系统；所述无线用户端设备7还与所述第一光网络单元3通信连接；所述光线路终端1中设有用于对工作光纤91和保护光纤92中的信号进行检测的第一检测模块11和用于对所述光线路终端1进行综合业务管理的网管系统12，所述第一检测模块11与所述网管系统12连接；所述第一光网络单元3中设有用于对信号进行检测的检测模块31以及用于向所述通信业务切换装置8发出切换控制信号的控制模块32。其中，所述检测模块31可以与所述控制模块32相连接，所述通信业务切换装置8可以放置于所述第一光网络单元3内部，即与所述第一光网络单元3为一体设置。
该光纤接入网可对光分路器与光网络单元之间的通信业务采用无线方式进行保护。在光纤通信系统工作时，由第一光网络单元中的检测模块31检测光纤通信系统中传输的信号的幅度、功率和/或能量。当光分路器2与第一光网络单元3之间的光纤发生断线故障时，第一光网络单元中的检测模块31检测到的信号的幅度、功率和/或能量低于事先设定的阈值，认为信号丢失，由通信业务切换装置8将用户端综合接入设备4切换连接至无线用户端设备7，使光纤通信系统中的通信业务被切换到无线通信系统；由于光纤通信在传输速率和稳定性等方面均优于无线通信系统，当第一光网络单元中的检测模块31检测到来自光分路器2的信号的幅度、功率和/或能量高于事先设定的阈值时，认为光纤的断线故障消除，再由通信业务切换装置8将用户端综合接入设备4切换连接至无线用户端设备7，使通信业务被切换回光纤通信系统进行。
本发明采用1+1保护方式对光纤接入网中光线路终端与光分路器之间光纤线路进行保护，同时采用无线通信系统对星形光纤接入网中光分路器与光网络单元之间的光纤线路进行保护，不仅满足了用户对网络不可用时间的需求，可有效的保证星形光网络用户、尤其是集团用户通信业务的畅通，而且突破了管道、光缆资源的限制，大大降低了投资和运维成本，还可以在没有光缆的地方采用无线方式进行快速覆盖通信区域，在光缆铺设完毕后可将无线通信系统作为光纤通信系统的保护系统，有利于分步实施和设备的利旧；另外，本发明将无线基站放置于光分路器附近，对无线基站的覆盖范围要求大大降低，同时工程上更容易解决视距传输问题，将无线基站通过光网络单元与光分路器相连接的方案，还可以利用带宽的控制策略和无源光网络的动态带宽分配技术实现光线路终端与光网络单元之间带宽的动态调整，提高了通信系统带宽利用率。
以下通过本发明的具体实施例和附图对其做进一步说明。
附图说明
图1为本发明光纤接入网的系统结构图；
图2为将通信业务由光纤通信系统切换到无线通信系统的流程示意图；
图3为将通信业务由无线通信系统切换回光纤通信系统的流程示意图。
具体实施方式
本发明的主要思想是引入无线通信系统对星形光纤接入网中光分路器2与第一光网络单元3之间的光纤线路进行保护，该具有保护的光纤接入网包括光纤通信系统、无线通信系统、第二光网络单元6、通信业务切换装置8。当光纤通信系统中光分路器2与第一光网络单元3之间的光纤发生断线故障时，由通信业务切换装置8将通信业务由光纤通信系统切换到无线通信系统进行。由于光纤通信在传输速率和稳定性等方面均优于无线通信系统，当光纤的断线故障被消除后，再由通信业务切换装置8将通信业务由无线通信系统切换回光纤通信系统进行。
图1为本发明光纤接入网的系统结构图，在该光纤接入网中，光纤通信系统至少包括光线路终端1、光分路器2、第一光网络单元3和用户端综合接入设备4。其中，光线路终端1具有与交换机、路由器以及光分路器2的接口，通过工作光纤91以及对工作光纤91的线路进行保护的保护光纤92与光分路器通信连接，并提供必要的手段来传递各种通信业务，在光线路终端1中设有用于对工作光纤91和保护光纤92中的信号进行检测的第一检测模块11、和用于对光线路终端1进行综合业务管理的网管系统12第一检测模块11与网管系统12连接；光分路器2为第一光网络单元3和光线路终端1提供以光纤为传输媒质的物理连接，并使光纤中传输的信号在耦合区发生耦合后进行功率的再分配；第一光网络单元3与用于对通信线路进行切换的通信业务切换装置8光纤通信连接，该第一光网络单元3至少包括用于对信号进行检测的第二检测模块31、用于在第二检测模块31检测不到信号时产生信号丢失告警信息的告警模块33、用于向通信业务切换装置8发出切换控制信号的控制模块32、用于收发无线用户端设备7的信息的业务接口功能模块34和用于对第一光网络单元3进行供电和综合业务管理的供电和维护管理功能模块35。其中，第二检测模块31与告警模块以及供电和维护管理模块连接，还可与控制模块32相连接，具体可采用幅度、功率和/或能量等检测装置；告警模块33与业务接口功能模块34连接，可与第二检测模块31为一体设置，业务接口功能模块34还与供电和维护管理功能模块35以及通信业务切换装置8连接，并与光分路器2以及无线用户端设备通信7通信连接，控制模块32与业务接口功能模块34、以及供电和维护管理功能模块35相连接。
无线通信系统包括无线基站5和无线用户端设备7，其中，无线基站5设置于光分路器2附近，通过第二光网络单元6与光分路器2通信连接，与无线用户端设备7无线通信连接，进行无线发送接收和无线资源管理等，可以是点对点系统，也可以是点对多点系统，例如WiMax系统；无线用户端设备7，设有第一光网络单元3和用户终端综合接入设备4的接口，该无线用户端设备7与用于对通信线路进行切换的通信业务切换装置8连接，还与所述第一光网络单元3通信连接，用于接收来自第一光网络单元3的告警信息和切换过来的通信业务，并实现无线基站5与用户终端综合接入设备4之间的信息传输。
通信业务切换装置8用于对通信线路进行切换。其中，无线用户端设备7以及第一光网络单元3分别与通信业务切换装置8连接，该通信业务切换装置8与用户端综合接入设备4连接；通信业务切换装置8由第一光网络单元3内部的控制模块32控制其切换，可以独立于第一光网络单元3放置，也可以放在第一光网络单元3内部，即与第一光网络单元3为一体设置，具体可采用电开关、光开关、光电开关、微机械开关或光波导开关等。
当光纤通信系统工作时，第二检测模块31对工作线路中传输的信号进行检测。当光分路器2与第一光网络单元3之间的光纤出现断线故障时，通信业务切换装置8将光分路器2与第一光网络单元3之间传输的通信业务切换到无线通信系统，即将通信业务由光纤通信系统切换到无线通信系统。图2所示为将通信业务由光纤通信系统切换到无线通信系统的一种具体流程，执行以下步骤：
201.第二检测模块31检测到信号的功率小于事先设定的阈值功率，认为下行信号丢失；
202.第二检测模块31将信号丢失的信息发送给告警模块33；
203.告警模块33将信号丢失告警信息传送给无线用户端设备7；
204.无线用户端设备7向无线基站5发送请求分配带宽的信息；
205.无线基站5向无线用户端设备7分配相应带宽，并发送带宽已分配的确认信息；
206.无线用户端设备7向控制模块32发送将通信业务切换到无线通信系统进行的请求信息；
207.控制模块32向开关发送切换控制信号；
208.开关根据切换控制信号将与第一光网络单元3连接的通信线路切换到无线用户端设备7，使通信业务的上行信号被切换到无线用户端设备7；
209.无线用户端设备7将上行信号传输给无线基站5；
210.无线基站5将上行信号传输给光线路终端1；
211.光线路终端1通过光网络单元6将下行信号发送给无线基站5；
212.无线基站5将下行信号发送给相应的无线用户端设备7，完成通信业务线路的切换。
其中，也可以在第二检测模块31检测到下行信号的功率小于事先设定的阈值功率后，直接将信号丢失信息发送给控制模块32，由控制模块32控制开关将通信业务切换到无线通信系统进行，即步骤202～206可省略。
由于下行方向是广播模式，当光分路器2与第一光网络单元3之间的光纤的断线故障被修复后，第一光网络单元3中的第二检测模块31可检测到来自于光线路终端1的信号，通信业务切换装置8将无线通信系统传输的通信业务又切换回光纤通信系统进行，即将通信业务由无线通信系统切换回光纤通信系统。图3所示为将通信业务由无线通信系统切换回光纤通信系统的一种具体流程，执行以下步骤：
301.第二检测模块31检测到信号的功率大于事先设定的阈值功率，认为接收到下行信号；
302.第二检测模块31将接收到信号的信息发送给告警模块33；
303.告警模块33向无线用户端设备7发送解除信号丢失告警信息；
304.无线用户端设备7向无线基站5发送带宽释放请求信息；
305.无线基站5释放相应带宽，并向无线用户端设备7发送带宽释放确认信息；
306.无线用户端设备7向控制模块32发送将通信业务切换到光纤通信系统进行的请求信息；
307.控制模块32向开关发送切换控制信号；
308.开关根据切换控制信号将与无线用户端设备7连接的通信线路切换到第一光网络单元3，使通信业务的上行信号被切换到第一光网络单元3；
309.第一光网络单元3将通信业务的上行信号传输给光线路终端，完成通信业务线路的切换。
同样，也可以在第二检测模块31检测到信号的功率高于设定的阈值功率后，直接将接收到信号的信息发送给控制模块32，由控制模块32控制开关将通信业务切换到光纤通信系统进行，即步骤302～306可省略。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (11)

1.一种光纤接入网，包括光纤通信系统，该光纤通信系统中设有光线路终端(1)、光分路器(2)、第一光网络单元(3)以及用户端综合接入设备(4)；在光线路终端(1)与光分路器(2)之间设有用于对工作光纤(91)的线路进行保护的保护光纤(92)，其特征在于，所述光纤接入网还包括一无线基站(5)，该无线基站(5)通过第二光网络单元(6)与所述光分路器(2)连接；所述无线基站(5)与无线用户端设备(7)无线通信连接；该无线用户端设备(7)以及所述第一光网络单元(3)分别与用于对通信线路进行切换的通信业务切换装置(8)连接，该通信业务切换装置(8)与所述用户端综合接入设备(4)连接，用于当光纤通信系统中光分路器(2)与第一光网络单元(3)之间的光纤发生断线故障时，将光分路器(2)与第一光网络单元(3)之间传输的通信业务切换到无线通信系统；所述无线用户端设备(7)还与所述第一光网络单元(3)通信连接；所述第一光网络单元(3)中设有用于对信号进行检测的检测模块(31)以及用于向所述通信业务切换装置(8)发出切换控制信号的控制模块(32)。
2.根据权利要求1所述的光纤接入网，其特征在于，所述通信业务切换装置(8)与所述第一光网络单元(3)为一体设置。
3.根据权利要求1所述的光纤接入网，其特征在于，所述检测模块(31)与所述控制模块(32)相连接。
4.根据权利要求1、2或3所述的光纤接入网，其特征在于，所述第一光网络单元(3)中还设有用于在所述检测模块(31)检测不到信号时产生信号丢失告警信息的告警模块(33)，该告警模块(33)与所述第一光网络单元(3)内部的业务接口功能模块(34)相连接。
5.根据权利要求4所述的光纤接入网，其特征在于，所述告警模块(33)与所述检测模块(31)为一体设置。
6.根据权利要求5所述的光纤接入网，其特征在于，所述检测模块为幅度、功率和/或能量检测装置。
7.根据权利要求1所述的光纤接入网，其特征在于，所述光线路终端(1)中设有用于对工作光纤(91)和保护光纤(92)中的信号进行检测的第一检测模块(11)和用于对所述光线路终端(1)进行综合业务管理的网管系统(12)，所述第一检测模块(11)与所述网管系统(12)连接。
8.一种基于上述权利要求1-7任一所述的光纤接入网的通信保护方法，其特征在于，通信业务切换装置将通信业务由光纤通信系统切换到无线通信系统，包括以下步骤：
步骤1.第一光网络单元中的检测模块(31)检测到信号的幅度、功率和/或能量小于事先设定的阈值功率，向控制模块(32)发送信号丢失信息；
步骤2.所述控制模块(32)向通信业务切换装置(8)发送切换控制信号；
步骤3.所述通信业务切换装置(8)根据所述切换控制信号将与第一光网络单元(3)连接的通信线路切换到所述无线用户端设备(7)，使通信业务的上行信号被切换到所述无线用户端设备(7)；
步骤4.所述无线用户端设备(7)将上行信号传输给无线基站(5)；
步骤5.所述无线基站(5)将上行信号传输给光线路终端(1)；
步骤6.所述光线路终端(1)通过光网络单元(6)将下行信号发送给所述无线基站5；
步骤7.所述无线基站(5)将下行信号发送给所述无线用户端设备(7)，完成通信业务线路的切换。
9.根据权利要求8所述的光纤接入网的通信保护方法，其特征在于，在所述的步骤1与步骤2之间，还设有以下步骤：
步骤11.所述第一光网络单元中的检测模块(31)将信号丢失的信息发送给告警模块(33)；
步骤12.所述告警模块(33)将信号丢失告警信息传送给所述无线用户端设备(7)；
步骤13.所述无线用户端设备(7)向无线基站(5)发送请求分配带宽的信息；
步骤14.所述无线基站(5)向所述无线用户端设备(7)分配相应带宽，并发送带宽已分配的确认信息；
步骤15.所述无线用户端设备(7)向所述控制模块(32)发送将通信业务切换到无线通信系统进行的请求信息。
10.根据权利要求8所述的光纤接入网的通信保护方法，在所述的步骤7之后，所述通信业务切换装置将通信业务由所述无线通信系统切换回所述光纤通信系统，其操作包括以下步骤：
步骤71.所述第一光网络单元中的检测模块(31)检测到信号的幅度、功率和/或能量大于事先设定的阈值功率，向所述控制模块(32)发送接收到信号信息；
步骤72.所述控制模块(32)向所述通信业务切换装置(8)发送切换控制信号；
步骤73.所述通信业务切换装置(8)根据所述切换控制信号将与无线用户端设备(7)连接的通信线路切换到第一光网络单元(3)，使通信业务的上行信号被切换到所述第一光网络单元(3)；
步骤74.所述第一光网络单元(3)将通信业务的上行信号传输给所述光线路终端(1)，完成通信业务线路的切换。
11.根据权利要求10所述的光纤接入网的通信保护方法，其特征在于，在所述的步骤71与步骤72之间，还设有以下步骤：
步骤711.第一光网络单元中的检测模块(31)将接收到下行信号的信息发送给告警模块(33)；
步骤712.所述告警模块(33)向无线用户端设备(7)发送解除信号丢失告警信息；
步骤713.所述无线用户端设备(7)向所述无线基站(5)发送带宽释放请求信息；
步骤714.所述无线基站(5)释放相应带宽，并向所述无线用户端设备(7)发送带宽释放确认信息；
步骤715.所述无线用户端设备(8)向所述控制模块(32)发送将通信业务切换到光纤通信系统进行的请求信息。
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