CN100388708C - 分组光通道共享保护方法及其系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光通信技术，公开了一种分组光通道共享保护方法及其系统，使得光通道共享保护的成本降低、实现简化。本发明中，在发生故障时，以光波长组而不是单一光波长为对象进行操作，倒换时完成4个动作，即将工作光纤中受影响光波长组倒换至备份光纤(Steer)，将备份光纤中宿节点为本节点的光波长组倒换至工作光纤(Copy)，将备份光纤中宿节点不是本节点的光波长组透明穿通本节点(Pass Through)，将备份光纤中传输的备份光波长组进行剥离以防止形成环回(Strip)。此外还公开了多种实现以上4种操作的节点结构，其共同特点为上下光纤之间有一对的波长阻塞器，上下光纤中各串接一个波长阻塞器并且各自连接一个OADM。

Description

分组光通道共享保护方法及其系统
技术领域
本发明涉及光通信技术，特别涉及光通信中的光网络的故障保护。
背景技术
随着通信技术发展，通信的可靠性要求越来越高。通信的可靠性的一个重要影响因素就是网络生存性。所谓网络生存性，就是指网络在经受网络失效和设备失效期间仍能维持可接受的业务质量等级的能力。表征网络生存性能的主要技术指标有：冗余度、恢复率和恢复时间。冗余度定义为网络中总空闲容量与总工作容量之比，主要是衡量系统为提高生存性能所需要付出的额外代价；恢复率指在故障发生情况下，已恢复的通道数与原来失效的总通道数之比，或已恢复的容量与原来的总失效容量之比；恢复时间指网络为恢复失效业务所需要耗费的时间。
在通信领域，不同业务对故障恢复时间的要求完全不同。一般情形下，大型金融机构和银行的自动取款机对业务的恢复时间要求最高，一般要求小于50ms；普通通信业务对业务中断时间的忍受能力较高，但一般也不超过30分钟。这些业务是在经过交换机或路由器处理后，经过光网络进行传输的。一般而言，当传输网络中断时间在50～200ms之间时，交换业务的连接丢失概率小于5％，对于7号信令网和信元中继业务基本没有影响。当传输网络中断时间增加至200ms～2s之间时，交换业务丢失概率开始逐步上升，超过2s后，大部分的电路交换连接、专线、拨号业务都将丢失。而当传输网络中断时间到达10s时，所有通信会话都将丢失连接。而如果传输网络中断时间超过5分钟后，将会引起交换机的严重阻塞和上层业务的更长时间的不可恢复。
光通信技术是目前通信领域发展最快的技术领域，尤其是光器件的进步，极大地推动了光通信技术的发展，其传输速率平均每9个月翻一番，比摩尔定律还要快一倍。波分多路复用(Wavelength Division Multiplexing，简称“WDM”)技术正是实现高速大容量传输的首选技术，现在WDM技术的发展已经使单根光纤可以承载的通信容量高达Tbps。在这种情况下，底层光网络光纤线路故障或设备故障往往影响着大量的业务，提高广通信网络的网络生存性日益成为运营商和设备供应商的研究热点。
WDM技术日趋成熟，其组网方式也已从背靠背的链形连接向环形网和网状网发展。城域WDM常常以环网形式组网，模拟同步数字体系(Synchronous Optical Network，简称“SDH”)环网提供的单向通道倒换环(Unidirectional Path Switching Ring，简称“UPSR”)、双向通道倒换环(Bidirectional Path Switching Ring，简称“BPSR”)、单向线路倒换环(Unidirectional Line Switching Ring，简称“ULSR”)、双向线路倒换环(Bidirectional Line Switching Ring，简称“BLSR”)、子网连接保护(Sub-Network Connection Protection，简称“SNCP”)等保护方式，WDM系统提供了类似的保护方式：光单向通道倒换环(Optical Unidirectional PathSwitching Ring，简称“OUPSR”)、光双向通道倒换环(Optical BidirectionalPath Switching Ring，简称“OBPSR”)、单向线路倒换环(Optical UnidirectionalLine Switching Ring，简称“OULSR”)、光双向线路倒换环(OpticalBidirectional Line Switching Ring，简称“OBLSR”)、光子网连接保护(OpticalSub-Network Connection Protection，简称“OSNCP”)、光通道共享保护环(Optical Channel Shared Protection Ring，简称“OCh-SPRing”)。
所谓“光通道共享保护”就是在一个环上在不同段上存在的双向业务连接共用了同一对波长λ1和λ2，λ1和λ2分别在两根不同的光纤上，与此同时，这两根光纤上对应的λ2和λ1被用作工作波长λ1和λ2的保护波长。因为不同跨段上的双向业务连接可以共用同一对波长作为保护波长，这种保护方式被称作光通道共享保护。
对于参与光通道共享保护的节点而言，其必须支持三个功能：业务穿通、业务上和业务下。业务穿通是指其它站点的保护业务能在该站点直接穿通，以保证正确无误地传送到其目的节点；业务上指当本地的业务受到影响后，能够正确倒换到备份通道上进行传输；业务下则指目的地为本地的业务在工作通道受故障影响后，能通过备份通道传送到本地，并能在本地将备份通道的业务正确地引入到接收机中来。
为了在节点上实现上述三种功能，常见的光通道共享保护方法都是先通过光分插复用器(Optical Add Drop Multiplexer，简称“OADM”)将一对波长分离出来，之后在光通道共享保护倒换装置中对这一对波长进行处理。图1所示为现有的光通道共享保护节点的内部组成示意图。其中，字母W表示工作(Work)波长，字母P表示保护(Protect)波长，工作波长和保护波长在图1中分别用实线和虚线区别标识，字母D表示下路业务(Drop)，字母A表示上路业务(Add)，快递(Express)表示业务不经过光通道共享保护倒换装置直接穿通。
下面结合图1说明光通道共享保护的一种常见的具体实现方式。在图1所示的一个典型的现有光通道共享保护节点内，可以如下配置各个波长：西向的外纤波长W11采用波长1作为工作波长，西向的内纤波长W21采用波长2作为工作波长，东向的外纤波长W12采用波长1作为工作波长，东向的内纤波长W22采用波长2作为工作波长；与此同时，西向的外纤波长P22采用波长2作为W22的保护波长，西向的内纤波长P12采用波长1作为W12的保护波长，东向的外纤波长P21采用波长2作为W21的保护波长，东向内纤波长P11采用波长1作为W11的保护波长。这样，在该节点连接的两段光纤上的双向业务就共用了一对波长实现了光通道共享保护。可以看出，这种技术方案中，不同段上存在的多个业务可以采用相同的波长，即一个波长在不同段上可以被多个业务共享并实现保护，因此称为光通道共享保护。在节点内，先用OADM从东西两个线路方向上将该波长对解复用出来后，经过光通道共享保护倒换单元处理后才能再经OADM复用后从东西两个线路方向发送出去，上下路业务也通过光通道共享保护倒换单元完成业务的上路和下路，其中，图1所示的节点在完成外纤上业务A2的上路和业务D1的下路，以及内纤上业务A1的上路和业务D2的下路。当环上某段光纤或节点出现故障时，收端检测到某一方向信号丢失后自动切换，选择接收另一方向的信号。例如，图1所示节点西向的外纤发生故障时，OADM检测到从西向接收的外纤信号(W11)丢失，则自动切换为从东向内纤接收的信号(P11)，P11作为W11的保护波长，实现业务保护。
上面所述的光通道共享保护，是以一对波长作为基本单位，先用OADM从东西两个线路方向上将该波长对解复用出来，经过光通道共享保护倒换单元处理，再经OADM复用后从东西两个线路方向发送出去。该方案的缺点是当一个环上需要同时对多个波长对进行光通道共享保护时，就需要针对每个波长对设置对应的OADM站点和光通道共享保护单元，这样就大大增加了光通道共享保护的实现成本和复杂程度。
为了解决光通道共享保护实现方式上的诸多不便，实现更高效率的保护。可以将多个波长捆绑成组，对该波长组采取共享保护方式。这种方式因为是对一组波长进行相同处理，因此保护倒换相对要简单很多，但因为要求同一波长组中的不同波长采取的保护倒换动作一致，因此就要求不同波长必须具有相同的源宿节点，然而，实际情形中，多个波长在环上多个跨段同时保持相同的业务连接的可能性比较小，这种方式实用性很受限。
在分组共享保护方式之外，还有分带复用段共享保护方式，其保护是针对所有波长进行的，该保护方式借鉴了光通道共享保护中双向业务连接分别使用不同波长的特点，在外纤使用一个波长带比如红带，而内纤使用另外一个波长带如蓝带，外纤的蓝带波长作为内纤蓝带波长的保护波长，内纤的红带波长作为外纤红带波长的保护波长，这种方式显而易见具有和光通道共享保护波长一样的波长利用效率，而且整个环上只需要所有节点都配置一块相同的保护倒换单元即可实现所有波长对的保护倒换，在故障发生时只需要在故障段相邻节点执行保护倒换即可，实现简单方便。但是因为分带共享保护仍然属于复用段共享保护，在保护倒换时，被保护波长需要绕保护纤绕行一圈，这意味着波长在保护倒换时经过的距离会远远超过正常工作时所经过的距离，虽然经过仔细的波长规划，保护倒换时最长距离可以小于1.5倍的环长，但在WDM系统中这意味着需要为每个波长连接预留足够的OSNR预算。特别是在长跨段的WDM系统中，这种保护方法需要进行仔细的OSNR预算和波长规划，约束条件很多，实现复杂。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种分组光通道共享保护方法及其系统，使得光通道共享保护的成本降低、实现简化。
为实现上述目的，本发明提供了一种分组光通道共享保护方法，用于由互为工作和备份关系的两根光纤连接至少两个节点而组成的环网，其中所述节点用于完成业务信号的上路和下路，每个所述节点在故障发生时执行以下步骤：
将工作光纤中源节点为本节点的各受影响光波长合成一组，倒换至备份光纤；
将备份光纤中宿节点为本节点的各光波长合成一组，倒换至工作光纤；
将备份光纤中宿节点不是本节点的各光波长合成一组，透明穿通本节点；
当所述节点为源节点或宿节点时，将备份光纤中传输的各备份光波长根据其源宿信息进行剥离以防止形成环回。
其中，所述工作光纤和备份光纤之间的相互倒换可以是环回式倒换或交叉式倒换。
本发明还提供了一种分组光通道共享保护系统，包含由互为主备关系的第一和第二光纤连接至少两个节点而组成的环网，其中所述节点用于完成业务信号的上路和下路，每个所述节点还用于在发生故障时将工作光纤中源节点为本节点的各受影响光波长合成一组倒换至备份光纤，将备份光纤中宿节点为本节点的各光波长合成一组倒换至工作光纤，将备份光纤中宿节点不是本节点的各光波长合成一组透明穿通本节点，当所述节点为源节点或宿节点时，将备份光纤中传输的各备份光波长根据其源宿信息进行剥离以防止形成环回。
其中，每个所述节点包含：
至少两个光分插复用器，分别连接在所述第一和第二光纤上，用于所连光纤中业务信号的上路和下路；
至少四个光波长选择性器件，其中两个光波长选择性器件分别串接在所述第一和第二光纤中，用于选择性地对备份光波长进行阻塞，另两个光波长选择性器件的两端分别连接所述第一和第二光纤，分别用于选择性地将第一光纤中的光波长倒换到第二光纤或将第二光纤中的光波长倒换到第一光纤。
所述光波长选择性器件可以是波长阻塞器，或者光解复用器、可调衰减器和光复用器的组合，或者光解复用器、光开关阵列和光复用器的组合。
当发生故障时，所述用于倒换的光波长选择性器件对以故障光纤段为工作光纤的受影响光波长组设置成打开状态，用于将源节点为本节点的各受影响光波长倒换到备份光纤。
发生故障时，每一个所述节点的用于倒换的光波长选择性器件对备份光纤中的备份光波长组设置成打开状态，用于将备份光波长组倒换回工作光纤，并且通过连接在工作光纤上的所述光分插复用器将宿节点为本节点的业务信号下路。
当发生故障时，串接在备份光纤上的所述用于阻塞的光波长选择性器件对从工作光纤所倒换过来的光波长组设置成阻断状态，以防止形成环回。
发生故障时，每一个所述节点的用于阻塞的光波长选择性器件对备份光纤中宿节点不是本节点的光波长组设置成打开状态，用于将备份光纤中宿节点不是本节点的各光波长透明穿通本节点。
所述系统包含第一、第二、第三和第四光分插复用器，其中，
第一和第二光分插复用器与所述第一光纤相连，第三和第四光分插复用器与所述第二光纤相连；
第一光分插复用器用于第一光纤中业务信号的下路，第二光分插复用器用于第一光纤中业务信号的上路，第三光分插复用器用于第二光纤中业务信号的下路，第四光分插复用器用于第二光纤中业务信号的上路。
所述系统包含六个光波长选择性器件，其中两个分别串接在所述两根光纤中，用于选择性地对备份光波长进行阻塞，另外四个的两端分别连接所述第一和第二光纤，分别用于选择性地将第一光纤中的工作光波长倒换到第二光纤，或将第一光纤中的备份光波长倒换到第二光纤，或将第二光纤中的工作光波长倒换到第一光纤，或将第二光纤中的备份光波长倒换到第二光纤。
通过比较可以发现，本发明的技术方案与现有技术的主要区别在于，在发生故障时，以光波长组而不是单一光波长为对象进行操作，倒换时完成4个动作，即将工作光纤中受影响光波长组倒换至备份光纤(Steer)，将备份光纤中宿节点为本节点的光波长组倒换至工作光纤(Copy)，将备份光纤中宿节点不是本节点的光波长组透明穿通本节点(Pass Through)，将备份光纤中传输的备份光波长组进行阻塞或剥离以防止形成环回(Strip)。还公开了多种实现以上4种操作的节点结构，其共同特点为上下光纤之间有一对的波长阻塞器，上下光纤中各串接一个波长阻塞器并且各自连接一个OADM。
这种技术方案上的区别，带来了较为明显的有益效果，即首先，由于采用了分组的倒换，不需要为每个波长提供单独的倒换装置，因此大大节约了系统的成本；其次，由于倒换距离比较短，可以少于一周，因此对于OSNR等约束条件比较少，实现比较简单，可以实现更大范围的组环；第三，本发明方案不需要统一倒换的一组业务具有相同的源宿节点，系统配置更加灵活，应用范围更广；另外，本发明方案的业务节点设置比较灵活，可以同时支持光通道保护和复用段保护两种保护方式。
附图说明
图1是现有的光通道共享保护节点的内部组成示意图；
图2是分组光通道共享保护的原理图；
图3是根据本发明的一个较佳实施例的源节点终结的分组光通道共享保护的节点内部组成示意图；
图4是根据本发明的一个较佳实施例的同源不同宿、同宿不同源的业务连接和出现故障的示意图；
图5是根据本发明的一个较佳实施例的宿节点终结的分组光通道共享保护的节点内部组成示意图；
图6是根据本发明的一个较佳实施例的环回式分组光通道共享保护的节点内部组成示意图；
图7是根据本发明的一个较佳实施例的源剥离的交叉式分组光通道共享保护的节点内部组成示意图；
图8是根据本发明的一个较佳实施例的宿剥离的交叉式分组光通道共享保护的节点内部组成示意图；
图9是根据本发明的一个较佳实施例的宿剥离的环回式分组光通道共享保护的节点内部组成示意图；
图10是根据本发明的一个较佳实施例的分组光通道共享保护的方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
首先说明本发明的基本原理。考虑到现有技术方案中将波长分组进行保护时同一组中的不同波长对都在相同的源宿节点产生和终结的可能性非常小，为了突破这个限制对不同源宿节点的波长进行统一的保护倒换，本发明采用波长选择性器件，包括波长阻塞器和波长选择器，实现在不同节点对这些波长组进行重新拆分和组合。本发明的每个节点将自身为源节点和自身为宿节点的受到影响的光波长通道业务分别作为源光通道组和宿光通道组，可以完成倒换(Steer)、复制(Copy)、穿通(Pass through)和剥离(Strip)功能。在一次故障发生后，在源节点进行Steer处理，将源光通道组从本地上业务中分离出来并从工作光纤倒换至备份光纤进行传输；在宿节点进行Copy处理，将宿光通道组从备份光纤中的保护通道中分离出来并倒换至工作光纤以在宿节点终结；同时，源或宿节点能使用Strip处理将源光通道组或宿光通道组从对应的备份光纤中剔除；中间节点进行Pass through处理，根据信令或自身检测结果将上一节点倒换至备份光纤传送过来的备份通道信号透传至下一节点。需要说明的是，这些源光通道组的宿节点并不一定相同，同理，宿光通道组的源节点也不一定相同。通过在环上各个节点实现上述四个功能，就能在WDM环中灵活的提供分组光通道共享保护，并且能够降低系统成本，简化系统的实现。
需要说明的是，工作光纤和备份光纤是相对所传输的光波长而言的，并不是两根光纤中一根固定为工作光纤另一根固定为备份光纤。也就是说，如果正常情况下某个光波长是通过光纤一传输的，那对于这个光波长来说光纤一是工作光纤，光纤二是发生故障时的备份光纤。实际上两根光纤是互为工作和备份关系的，光纤一中正常情况下传输的光波长是以光纤二作为备份光纤，而光纤二正常情况下传输的光波长是以光纤一作为备份光纤。
分组光通道共享保护的系统由多个业务节点组成。这些业务节点通过光纤连接组成WDM环网，每个节点都可以提供Steer、Copy、Pass through和Strip功能。相对于光波长通道业务来说，业务节点分为源节点、宿节点和中间节点三类。在本发明的一个较佳实施例中，在一次故障发生后，在源节点进行Steer处理，将源光通道组从本地上业务中分离出来并从工作光纤倒换至备份光纤进行传输；在宿节点进行Copy处理，将宿光通道组从备份光纤中的保护通道中分离出来并倒换至工作光纤以在宿节点终结；同时，源或宿节点能使用Strip处理将源光通道组或宿光通道组从对应的备份光纤中剔除；中间节点进行Pass through处理，根据信令或自身检测结果将上一节点倒换至备份光纤传送过来的备份通道信号透传至下一节点。需要说明的是，对于一个业务节点来说，源光通道组为以该业务节点为源节点的所有业务的光波长通道，宿光通道组为以该业务节点为宿节点的所有业务的光波长通道。
需要说明的是，本发明中Steer特指在源节点将源光通道组从本地上业务中分离出来并从工作光纤倒换到备份光纤，本文为了说明方便，可以简译为倒换；Copy特指在宿节点将宿光通道组从备份光纤中的保护通道中分离出来并倒换至工作光纤以在宿节点终结，可以简译为复制。
在本发明的一个较佳实施例中，在如图2所示的WDM网中，外纤为实线表示的顺时针方向，内纤为虚线表示的逆时针方向，业务连接都分配在顺时针的外纤上，此时业务连接的传输路径在图2以粗实线标识。其中，A、B、C、D、E和F为业务节点，业务节点A与B、E之间有一个业务连接(业务1、4)，A和D之间存在两个业务连接(业务2、3)，B和E之间存在一个业务连接(业务5)，B和F之间存在两个业务连接(业务6、7)。需要说明的是，图2的数字用于标识业务连接，不同的业务，例如业务1和业务7可以使用相同的波长。
当业务节点B和业务节点C之间的光纤段发生故障后，业务节点A、B执行对各自原光通道组的Steer动作，业务节点A、B到业务节点D、E、F的业务，即业务2、3、4、5、6和7将倒换到内纤上进行传输，A到B的业务，即业务1不会发生倒换；与之同时，业务节点A节点还需要将B节点到E、F节点的业务，即业务5、6、7，在A节点穿通，执行Pass through动作；在业务节点F，B节点传送过来的业务6、7分拆到本地已终结，执行Copy动作，并将A、B到D、E的业务，即业务2、3、4、5继续穿通，执行Passthrough动作。同时，业务节点D、E与业务节点F的执行动作类似，在此不详细说明。需要说明的是，业务节点C因为没有任何业务在该业务节点终结，在B、C光纤段发生故障时，业务节点C不承担任何动作，但如果是环上其他业务节点C非相邻跨段发生故障时，业务节点C需要执行Pass through动作。需要说明的是，当图2中只有外纤发生故障，而内纤并没有发生故障时，环上业务节点必须能对外纤倒换至内纤的光波长通道在宿节点之后到源节点之间的业务节点(包含宿节点和源节点)上设置一个终结点。在本发明的一个较佳实施例中，将终结点设置在宿节点或者源节点上，之所以这样设定，是因为宿节点和源节点可能是相邻的。需要说明的是，如果终节点是设置在源节点，意味着倒换后的光信号在内纤上会绕行一周，最终在源节点被剥离出去，在图2中就是由业务节点A、B执行Strip动作；如果是设置在宿节点，则分别由D、E、F节点执行Strip动作，此时光信号不会在环上绕行一周。之所以要设定终节点，执行Strip动作，是因为若没有终结点，单向光纤故障情形下，光信号将在备份光纤上成环构成环回自激，最终影响光信号质量。此时业务连接的传输路径在图2以粗虚线标识。
为了更清楚的说明本发明方案，下面结合本发明较佳实施例中业务节点的具体实现来说明。
根据本发明的一个较佳实施例的源节点终结的分组光通道共享保护的系统中，业务节点的内部组成示意图如图3所示。
在该较佳实施例中，业务节点包含：4个波长阻塞器10(分别用10-31，10-32，10-33和10-34表示)，两个光分插复用器20(分别用20-31和20-32表示)。
波长阻塞器10-31接收西向从上光纤进入的业务，输出端和光分插复用器20-31的输入端连接；波长阻塞器10-32的输入端和光分插复用器20-32的输出端连接，输出端和光分插复用器20-32的输出端连接；波长阻塞器10-33的输入端和光分插复用器20-31的输出端连接，输出端和光分插复用器20-32的输入端连接；波长阻塞器10-34接收东向从下光纤进入的业务，输出端和光分插复用器20-32的输入端连接；光分插复用器20-31从东向上光纤输出业务；光分插复用器20-32从西向下光纤输出业务。
波长阻塞器10用于通过状态的改变阻塞或允许一定波长的业务的通过。波长阻塞器10的具体实现及功能为本领域技术人员公知，在此不详细说明。
光分插复用器20用于完成业务的复用/解复用，实现客户端的业务的上路和下路。光分插复用器20的具体实现及功能为本领域技术人员公知，在此不详细说明。
熟悉本领域的技术人员可以理解，根据内外纤上的工作波长分配互补的原则，可以采用红蓝带分配，也可以采用奇偶波长分配，甚至可以是其它分配，只要两根光纤上的工作波长不一样，互相利用对应的波长作为备份，通过设定波长阻塞器10对特定波长通道的开启和关闭，就可以实现Steer、Passthrough、Copy和Strip功能。例如，在本发明的该较佳实施例中，正常工作时，波长阻塞器10-32、波长阻塞器10-33处于完全阻塞状态，波长阻塞器10-31和波长阻塞器10-34分别工作在红带阻、蓝带通和红带通、蓝带阻状况下。当东向光纤发生故障后，上述节点中的全部东向业务会受到影响，此时波长阻塞器10-33就会将东向上路业务对应的波长管道开启，将该节点东向上业务全部倒换至下面的光纤传输，因为上光纤和下光纤正常工作时的波长不会有冲突，因此业务倒换后下光纤中也不会发生拥塞，该节点完成了Steer功能。因为光纤故障可能只影响到一根光纤，若只有上光纤受到了断路，而下光纤依然完好，波长阻塞器10-34完成这个功能，只需要将波长阻塞器10-33中对应开启的波长管道在波长阻塞器10-34中设置为阻塞状态，就可以将上光纤倒换至下光纤的波长剔除出环路，从而避免下光纤中的波长环回自激问题，该节点完成了源节点Strip功能。当相邻的东向上、下光纤都发生断纤故障时，该节点东向下路业务也会受到影响，对应源节点将业务从下光纤倒换至上光纤传输到本节点时，波长阻塞器10-31、波长阻塞器10-33同样需要对这些波长业务开启通道，就能将业务从上光纤再次倒换至下光纤中，并且在光分插复用器20中完成对应波长的解复用，完成Copy功能。对于东向下路的业务来说，它在故障段对侧的节点(可能是故障段相邻也可能不是故障段相邻的)从下光纤倒换至上光纤以逆时针方向穿过中间节点(假设东向下路业务的源宿节点在西向不相邻)，中间节点的上光纤上设置的波长阻塞器10-31必须能保证下光纤倒换至上光纤中的波长透明穿过该节点，从而完成pass through功能。对应的，非源节点的波长阻塞器10-34也需要保证上光纤倒换到下光纤的备份波长也能穿通，以完成pass through功能。
需要说明的是，Strip可以在源节点可以在宿节点实现终结，具体实现时取决于在哪个业务节点设定波长阻塞器10的状态实现对特定波长通道的Strip功能，这并不影响本发明的实质。
熟悉本领域的技术人员可以理解，上面描述的四种功能实现都没有区分源光通道组的宿节点不一致和宿光通道组的源节点不一致问题。
图4是根据本发明的一个较佳实施例的同源不同宿、同宿不同源的业务连接和出现故障的示意图。
下面结合图3所述的节点结构和图4进一步描述在本发明的一个较佳实施例中如何实现这种分组式光通道共享保护。
图4所示的环上四个节点A、B和C、D之间都存在波长连接，这些波长连接都经过B、C光纤段，内纤为逆时针方向，外纤为顺时针方向，分别对应图3中的上光纤和下光纤。当B、C光纤段发生故障后，C将本来从外纤传给A、B的业务倒换至内纤进行传输，但C-＞A和C-＞B对应的光波长信号到达A节点时，A节点的波长阻塞器10-31将会为C-＞A、C-＞B两个波长都开放通道，但波长阻塞器10-33只为C-A波长开放通道。在本发明的一个较佳实施例中，在源节点完成Strip功能，因此C-＞A、C-＞B对应的光波长信号在倒换到内纤传输后会绕纤一周，需要说明的是，如果B、C段内光纤也同时发生断纤故障，此时C-＞A、C-＞B信号不会到达C节点就已经剥离出环。当C-＞A、C-＞B对应的光波长信号到达B节点时，B节点中的波长阻塞器10-31同样会对两个波长都开放通道，但B节点的波长阻塞器10-33只对C-＞B对应的光波长开启，从而将C-＞B对应的光波长信号倒换至正常的工作通道完成整个保护倒换动作。实际实现中，也可以在B节点的波长阻塞器10-31对A节点的C-＞A对应的光波长信号进行阻塞，但这不能改变只能由C节点对C-＞B光波长信号阻塞。
熟悉本领域的一般技术人员可以理解，当上述节点的西向相邻光纤段发生故障时，波长阻塞器10-31和波长阻塞器10-34、波长阻塞器10-32和波长阻塞器10-33执行的功能互换就可以完成西向的保护倒换过程，类似图4中的A、B节点角色和C、D节点角色更换，在此就不再赘述。
根据本发明的一个较佳实施例的宿节点终结的分组光通道共享保护的节点内部组成示意图如图5所示。
在该较佳实施例中，业务节点包含：4个波长阻塞器10(分别用10-51，10-52，10-53和10-54表示)，两个光分插复用器20(分别用20-51和20-52表示)。
波长阻塞器10-51的输入端和光分插复用器20-52的输出端连接，从西向下光纤输出业务；波长阻塞器10-52的输入端和光分插复用器20-52的输出端连接，输出端和光分插复用器20-51的输出端连接；波长阻塞器10-53的输入端和光分插复用器20-51的输出端连接，输出端和光分插复用器20-52的输入端连接；波长阻塞器10-54的输入端和光分插复用器20-51的输出端连接，从东向上光纤输出业务；光分插复用器20-51从西向上光纤接收业务；光分插复用器20-52从东向下光纤接收业务。
在本发明的该较佳实施例中，当东向相邻段光纤故障导致东向下路业务受影响后，东向相邻光纤段对侧源节点(可能是邻近故障段也可能是不邻近故障段)将业务倒换至上光纤环回至上述节点。在波长阻塞器10-53为对应的业务开放通道之后，即可将对应的下路波长从上光纤环回至下光纤完成业务的保护倒换过程。与图3所示的较佳实施例不同的是，波长阻塞器10-54需要对波长阻塞器10-53开启的光通道进行阻塞，从而完成Strip功能。因为该较佳实施例是在宿节点完成从保护光纤链路上剔除保护光波长的，因此称为宿节点终结的光通道共享保护。其它功能如steer、copy和pass through的实现与图3所示的实施例的实现基本类似，本领域的技术人员很容易对照图3所示的实施例实现，在此不详细说明。
根据本发明的一个较佳实施例的环回式分组光通道共享保护的节点内部组成示意图如图6所示。
在该较佳实施例中，业务节点包含：4个波长阻塞器10(分别用10-61，10-62，10-63和10-64表示)，4个光分插复用器20(分别用20-61、20-62、20-63和20-64表示)和两个光开关30(分别用30-61和30-62表示)。
其中，光开关30用于通过闭合或断开实现光纤的通断的控制，避免光通道环回自激。光开关30的具体实现及功能为本领域技术人员公知，在此不详细说明。
波长阻塞器10-61的输入端和光分插复用器20-64的输出端连接，输出端和光分插复用器20-63的输入端连接；波长阻塞器10-62的输入端和光分插复用器20-63的输入端连接，输出端和光分插复用器20-61的输入端连接；波长阻塞器10-63的输入端和光分插复用器20-62的输出端连接，输出端和光分插复用器20-64的输入端连接；波长阻塞器10-64的输入端和光分插复用器20-61的输出端连接，输出端和光分插复用器20-62的输入端连接；光分插复用器20-61从西向上光纤接收业务；光分插复用器20-62通过光开关30-62从东向上光纤输出业务；光分插复用器20-63通过光开关30-61从西向下光纤输出业务；光分插复用器20-64从东向下光纤接收业务。
熟悉本领域的技术人员可以理解，在图6所示的该较佳实施例中，结合波长阻塞器10-62和波长阻塞器10-63有选择性的环回功能后，也可以实现分组光通道共享保护功能。例如，在该较佳实施例中，在正常工作情况下，波长阻塞器10-61和波长阻塞器10-64分别工作在红带通蓝带阻、蓝带通红带阻，光开关30-61和光开关30-62都处于闭合状态下，波长阻塞器10-62和波长阻塞器10-63则分别工作完全阻塞状态下。当东向相邻光纤段发生断纤故障后，因为本节点首先检测到下光纤无信号，它可判定下光纤发生断路事故，即下发指令给光开关30-61进行断路，以模拟成光纤双断故障模式。在此之后，在波长阻塞器10-63上开启本地受到影响的东向上路业务对应的光波长通道，将上光纤中受到的光波长信号倒换至下光纤环回进行传输，波长阻塞器10-61也需要对环回波长执行类似的开启动作，从而完成源光通道组的Steer源保护倒换。在该节点西向下游节点的波长阻塞器10-61对这些波长也执行开启动作，确保备份通道能无障碍的传递到宿节点的西向下路光解复用器，此时这些节点的波长阻塞器10-61执行的动作即为Pass through。当到了宿节点时，宿节点的波长阻塞器10-62会对该目的节点时该节点的波长波长开启，完成下光纤到上光纤的倒换，此时执行波长阻塞器10-62执行了Copy动作。即波长阻塞器10-62、波长阻塞器10-63既承担Steer功能，又承担Copy功能。Strip则是由上述的光开关1完成，通过它模拟的光纤双断故障可以防止任意一根光纤形成环回，从而阻止了光通道环回自激的可能性。
在该较佳实施例中，将东向和西向光分插复用器20分离开来，这种模式是目前波长阻塞器10用到最多的地方，可以保证光分插复用器20无限制在线升级。
根据本发明的一个较佳实施例的源剥离的交叉式分组光通道共享保护的节点内部组成示意图如图7所示。
在该较佳实施例中，业务节点包含：6个波长阻塞器10(分别用10-71，10-72，10-73、10-74、10-75、和10-76表示)和4个光分插复用器20(分别用20-71、20-72、20-73和20-74表示)。
波长阻塞器10-71的输入端和光分插复用器20-74的输出端连接，输出端和光分插复用器20-73的输入端连接；波长阻塞器10-72的输入端和光分插复用器20-73的输出端连接，输出端和光分插复用器20-71的输入端连接；波长阻塞器10-73的输入端和光分插复用器20-72的输出端连接，输出端和光分插复用器20-74的输入端连接；波长阻塞器10-74的输入端和光分插复用器20-71的输出端连接，输出端和光分插复用器20-72的输入端连接；波长阻塞器10-75的输入端和光分插复用器20-73的输出端连接，输出端和光分插复用器20-72的输出端连接；波长阻塞器10-76的输入端和光分插复用器20-72的输出端连接，输出端和光分插复用器20-73的输出端连接；光分插复用器20-71从西向上光纤接收业务；光分插复用器20-72从东向上光纤输出业务；光分插复用器20-73从西向下光纤输出业务；光分插复用器20-74从东向下光纤接收业务。
在该较佳实施例中，由波长阻塞器10-72、波长阻塞器10-73承担Copy功能，波长阻塞器10-75、波长阻塞器10-76承担Steer功能，波长阻塞器10-71和波长阻塞器10-74承担Pass through和源Strip功能。例如，在该较佳实施例中，若图7所示的节点的东向相邻光纤段发生故障后，波长阻塞器10-76开启本地东向上路业务对应的波长通道，允许其通过波长阻塞器10-76直接环回至节点西向下光纤传输完成Steer功能。对应的，本地东向下路业务在其源节点被倒换至上光纤环回到本节点，此时波长阻塞器10-74和波长阻塞器10-73都开子这些本地要终结的波长通道，从而将这些波长环回至下光纤完成Copy功能。本节点的波长阻塞器10-71则对本地上路经波长阻塞器10-76的光信号进行阻塞，以避免波长成环自激，执行的是源Strip功能。对于中间节点而言，其波长阻塞器10-74和波长阻塞器10-71分别要对源节点倒换到上、下光纤的保护光通道开启，以便穿过它们到达目的节点，此时中间节点的波长阻塞器10-71和波长阻塞器10-74执行了pass through功能。
根据本发明的一个较佳实施例的宿剥离的交叉式分组光通道共享保护的节点内部组成示意图如图8所示。
在该较佳实施例中，业务节点包含：6个波长阻塞器10(分别用10-81，10-82，10-83、10-84、10-85、和10-86表示)和4个光分插复用器20(分别用20-81、20-82、20-83和20-84表示)。
波长阻塞器10-81的输入端和光分插复用器20-84的输出端连接，输出端和光分插复用器20-83的输入端连接；波长阻塞器10-82的输入端和光分插复用器20-84的输入端连接，输出端和光分插复用器20-81的输入端连接；波长阻塞器10-83的输入端和光分插复用器20-81的输入端连接，输出端和光分插复用器20-84的输入端连接；波长阻塞器10-84的输入端和光分插复用器20-81的输出端连接，输出端和光分插复用器20-82的输入端连接；波长阻塞器10-85的输入端和光分插复用器20-83的输出端连接，输出端和光分插复用器20-82的输出端连接；波长阻塞器10-86的输入端和光分插复用器20-82的输出端连接，输出端和光分插复用器20-83的输出端连接；光分插复用器20-81从西向上光纤接收业务；光分插复用器20-82从东向上光纤输出业务；光分插复用器20-83从西向下光纤输出业务；光分插复用器20-84从东向下光纤接收业务。
在该较佳实施例中，可以在宿节点实现strip功能。例如，在该较佳实施例中，若节点的东向相邻光纤段发生故障，则该节点的东向下路业务在其源节点将会由下光纤倒换至上光纤环回至上光纤传输到本节点，此时波长阻塞器10-83开启这些业务对应的光波长通道，以将光波长业务由上光纤备份通道倒换回下光纤工作通道上，同时波长阻塞器10-84对这些光波长通道进行阻塞，从而实现宿节点剔除或剥离即strip功能。如果波长阻塞器10-84不进行阻塞，而仍有这些业务所对应的源节点的波长阻塞器10-84进行阻塞，则成为源strip功能，即是图8所示的较佳实施例也可以实现图7所示的较佳实施例实施例中的源strip功能。
根据本发明的一个较佳实施例的宿剥离的环回式分组光通道共享保护的节点内部组成示意图如图9所示。
在该较佳实施例中，业务节点包含：6个波长阻塞器10(分别用10-91，10-92，10-93、10-94、10-95、和10-96表示)和4个光分插复用器20(分别用20-91、20-92、20-93和20-94表示)。
波长阻塞器10-91的输入端和光分插复用器20-94的输出端连接，输出端和光分插复用器20-93的输入端连接；波长阻塞器10-92的输入端和光分插复用器20-93的输出端连接，输出端和光分插复用器20-91的输入端连接；波长阻塞器10-93的输入端和光分插复用器20-92的输出端连接，输出端和光分插复用器20-94的输入端连接；波长阻塞器10-94的输入端和光分插复用器20-91的输出端连接，输出端和光分插复用器20-92的输入端连接；波长阻塞器10-95的输入端和光分插复用器20-92的输出端连接，从东向上光纤输出业务；波长阻塞器10-96的输入端和光分插复用器20-93的输出端连接，从西向下光纤输出业务；光分插复用器20-91从西向上光纤接收业务；；光分插复用器20-94从东向下光纤接收业务。
图9所示的较佳实施例的具体实现与前文所述的图5所示的较佳实施例类似，Pass through功能可以由波长阻塞器10-91、波长阻塞器10-94承担，也可以由波长阻塞器10-95、波长阻塞器10-96承担，剥离功能由波长阻塞器10-95承担。
本领域的普通技术人员可以看出，这些实施例有一个共同点，即业务节点内的上光纤和下光纤之间至少连接了两个方向相反的光波长阻塞器10，在上光纤和下光纤上至少各有一个光分插复用器20和一个光波长阻塞器10；通过设定多个光波长阻塞器10状态实现Steer、Copy、Pass through和strip这几个处理，通过光分插复用器完成了业务的上路和下路；上光纤和下光纤之间连接的光波长阻塞器实现Steer和Copy处理，在上光纤和下光纤上的光波长阻塞器10完成Pass through和Strip处理。
本领域的普通技术人员可以理解，出于本发明同样的考虑，可以对本发明的具体实现和一些细节做一些修改，例如，可以采用其它波长选择性器件替代光波长阻塞器10，也可以改变业务节点内部的各器件的连接关系同样实现teer、Copy、Pass through和strip这几个处理，这并不影响本发明实质。
需要说明的是，为了便于系统的平滑升级，可以将光分插复用器20的输入端和输出端直接连接，即相当于在光分插复用器20的输入端增加一个功分接口，将一部分功率直接输出到光分插复用器20的输出端，相当于现有技术中的Express，本领域的普通技术人员可以理解，这样并不影响本发明的实现。
需要说明的是，本发明的技术方案虽然因为要实现分组光通道共享保护而提出，但是熟悉本领域的技术人员可以理解，利用本发明的可以进行Steer、Copy、Pass through和Strip处理的业务节点，本发明的技术方案也可以直接或稍作变化用于实现分带复用段保护。熟悉本领域的普通技术人员很容易理解：当复用段保护的环网以及环网出现故障，将外纤的所有顺时针光波长通道环回至内纤进行传输，而将内纤的所有逆时针光波长通道环回至外纤进行传输，其它节点无需任何动作，即可实现分带复用段保护。如图2、图3所示，当BC段光纤发生故障后，B节点中的10-33将本节点的所有东向光波长信号倒换至下光纤，而在对侧的C节点的10-32将本节点的所有西向光波长信号倒换至上光纤，即完成了分带复用段保护。当然，10-31和10-34是防止单向光纤故障时的备份通道上成环自激。
根据本发明的一个较佳实施例的分组光通道共享保护的方法的流程如图10所示。
首先，进入步骤110，判断业务是否收到故障影响，如果是则进入步骤120，否则结束。其中，该步骤中在光纤线路出现故障时进行，其目的是找出受影响的业务以进行后续的保护处理。
在步骤120中，每个节点将工作光纤中源节点为本节点的各受影响光波长合成一组倒换至备份光纤。需要说明的是，一个节点可能会是多个受影响光波长的源节点，在本发明中将这些受影响光波长合成一组进行统一的Steer处理。
接着，进入步骤130，将备份光纤中宿节点为本节点的各光波长合成一组倒换至工作光纤。也就是所谓的Copy操作，之所以要进行这个Copy操作，是因为只有在工作光纤上才可以进行业务的下路，而发明倒换时，承载业务的光波长是通过备份光纤传到宿节点的，为了能够使业务下路，必须把这些波长从备份光纤倒换到工作光纤。
接着，进入步骤140，将备份光纤中宿节点不是本节点的各光波长合成一组透明穿通本节点。也就是所谓的Pass through操作。
最后，进入步骤150，将备份光纤中传输的各备份光波长根据其源宿信息进行阻塞或剥离以防止形成环回。也就是所谓的Strip操作。一般来说，执行阻塞或剥离的节点可以是业务的宿节点也可以是业务的源节点。当然，理论上可以在宿节点和源节点之间的任意节点阻塞或剥离该业务，但由于实际应用中宿节点和源节点之间可能没有中间节点，因此业务的阻塞或剥离选择在宿节点或者源节点较好。
熟悉本领域的技术人员可以理解，上述步骤中的处理可以在业务节点上通过波长选择性器件结合OADM实现。
需要说明的是，本发明的技术方案虽然因为要实现分组光通道共享保护而提出，但是熟悉本领域的技术人员可以理解，本发明的技术方案也可以直接或稍作变化用于实现分带复用段保护。
虽然通过参照本发明的某些优选实施例，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。

Claims (11)

1.一种分组光通道共享保护方法，用于由互为工作和备份关系的两根光纤连接至少两个节点而组成的环网，其中所述节点用于完成业务信号的上路和下路，
其特征在于，每个所述节点在故障发生时执行以下步骤：
将工作光纤中源节点为本节点的各受影响光波长合成一组，倒换至备份光纤；
将备份光纤中宿节点为本节点的各光波长合成一组，倒换至工作光纤；
将备份光纤中宿节点不是本节点的各光波长合成一组，透明穿通本节点；
当所述节点为源节点或宿节点时，将备份光纤中传输的各备份光波长根据其源宿信息进行剥离以防止形成环回。
2.根据权利要求1所述的分组光通道共享保护方法，其特征在于，所述工作光纤和备份光纤之间的相互倒换可以是环回式倒换或交叉式倒换。
3.一种分组光通道共享保护系统，包含由互为主备关系的第一和第二光纤连接至少两个节点而组成的环网，其中所述节点用于完成业务信号的上路和下路，
其特征在于，每个所述节点还用于在发生故障时将工作光纤中源节点为本节点的各受影响光波长合成一组倒换至备份光纤，将备份光纤中宿节点为本节点的各光波长合成一组倒换至工作光纤，将备份光纤中宿节点不是本节点的各光波长合成一组透明穿通本节点，当所述节点为源节点或宿节点时，将备份光纤中传输的各备份光波长根据其源宿信息进行剥离以防止形成环回。
4.根据权利要求3所述的分组光通道共享保护系统，其特征在于，每个所述节点包含：
至少两个光分插复用器，分别连接在所述第一和第二光纤上，用于所连光纤中业务信号的上路和下路；
至少四个光波长选择性器件，其中两个光波长选择性器件分别串接在所述第一和第二光纤中，用于选择性地对备份光波长进行阻塞，另两个光波长选择性器件的两端分别连接所述第一和第二光纤，分别用于选择性地将第一光纤中的光波长倒换到第二光纤或将第二光纤中的光波长倒换到第一光纤。
5.根据权利要求4所述的分组光通道共享保护系统，其特征在于，所述光波长选择性器件是波长阻塞器，或者光解复用器、可调衰减器和光复用器的组合，或者光解复用器、光开关阵列和光复用器的组合。
6.根据权利要求4或5所述的分组光通道共享保护系统，其特征在于，当发生故障时，所述用于倒换的光波长选择性器件对以故障光纤段为工作光纤的受影响光波长组设置成打开状态，用于将源节点为本节点的各受影响光波长倒换到备份光纤。
7.根据权利要求4或5所述的分组光通道共享保护系统，其特征在于，发生故障时，每一个所述节点的用于倒换的光波长选择性器件对备份光纤中的备份光波长组设置成打开状态，用于将备份光波长组倒换回工作光纤，并且通过连接在工作光纤上的所述光分插复用器将宿节点为本节点的业务信号下路。
8.根据权利要求4或5所述的分组光通道共享保护系统，其特征在于，当发生故障时，串接在备份光纤上的所述用于阻塞的光波长选择性器件对从工作光纤所倒换过来的光波长组设置成阻断状态，以防止形成环回。
9.根据权利要求4或5所述的分组光通道共享保护系统，其特征在于，发生故障时，每一个所述节点的用于阻塞的光波长选择性器件对备份光纤中宿节点不是本节点的光波长组设置成打开状态，用于将备份光纤中宿节点不是本节点的各光波长透明穿通本节点。
10.根据权利要求4或5所述的分组光通道共享保护系统，其特征在于，所述系统包含第一、第二、第三和第四光分插复用器，其中，
第一和第二光分插复用器与所述第一光纤相连，第三和第四光分插复用器与所述第二光纤相连；
第一光分插复用器用于第一光纤中业务信号的下路，第二光分插复用器用于第一光纤中业务信号的上路，第三光分插复用器用于第二光纤中业务信号的下路，第四光分插复用器用于第二光纤中业务信号的上路。
11.根据权利要求4或5所述的分组光通道共享保护系统，其特征在于，所述系统包含六个光波长选择性器件，其中两个分别串接在所述两根光纤中，用于选择性地对备份光波长进行阻塞，另外四个的两端分别连接所述第一和第二光纤，分别用于选择性地将第一光纤中的工作光波长倒换到第二光纤，或将第一光纤中的备份光波长倒换到第二光纤，或将第二光纤中的工作光波长倒换到第一光纤，或将第二光纤中的备份光波长倒换到第一光纤。
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