CN101116267A - 光输入中断检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光输入中断检测装置。本发明涉及光传输装置，特别提供在SDH和SONET等同步光通信网络中，按SD、SF的顺序检测终端站和中继站等接收的光信号的输入中断的光输入中断检测装置。光输入中断检测装置具有：根据光输入信号的接收光功率的计测，输出接收光功率下降信息和LOS告警的光输入部；提取包含于上述光输入信号中的同步时钟，在失步时输出LOL告警的同步部；判定上述接收光功率下降信息的有无，在存在该信息的情况下，通过上述LOL告警的输出使上述LOS告警有效，在没有该信息的情况下，立即使上述LOS告警有效，根据其有效的LOS告警而检测光输入中断的光输入中断检测部。

Description

光输入中断检测装置
技术领域
本发明涉及光传输装置，特别涉及在SDH(Synchronous DigitalHierarchy，同步数字体系)和SONET(Synchronous Optical Network，同步光纤网)等同步光通信网络中，用于检测终端站和中继站等接收的光信号的输入中断(loss-of-signal)的光输入中断检测装置。
背景技术
同步光通信网络内的终端站和中继站具有一种装置，该装置进行从对向站接收的光信号的输入电平监控或接收数据的错误率的计算等，来检测光输入中断等异常。当检测出光输入中断(LOS：Loss of Signal，信号丢失)等异常时，终端站和中继站为了维持正常的通信状态而将通信路径从工作系统切换到保护系统，并且向站内的操作员终端以及下一级终端站等输出表示该光输入中断的告警。
图1示出光传输装置的以往的光输入中断检测装置的一个结构例。
在图1中，由对向站发送出的光信号输入到本站的光收发器1中，经过光电(O/E：Optical/Electrical)转换后的数据输入到时钟/数据恢复部(CDR：Clock&Data Recovery)2中。
光收发器1包含未图示的光输出恒定控制部等，当使用光AGC控制信号等检测出预定的光输入电平以下的信号时，向数据处理部3输出相当于严重故障(SF：Signal Failure)的光输入中断(LOS)告警。
在时钟/数据恢复部2中，提取包含在输入数据信号中的时钟成分，恢复接收时钟，利用该提取出的时钟对输入数据进行采样，由此，恢复来自对向站的接收数据。向数据处理部3输出由时钟/数据恢复部2所恢复的数据以及时钟。
数据处理部3进行接收数据的解码处理而复原发送源数据。此时，计算接收数据的位误码率(BER：Bit Error Rate)，判定通信线路的劣化程度，如果BER在预定值以上，则判定为相当于相比于SF的轻度故障的信号劣化(SD：Signal Degrade)，并记录该信息。
另外，当检测出LOS告警时，数据处理部3为了执行由工作系统向保护系统的系统间切换以及执行线路异常的告警处理，而向下一级输出连续的数据值为“0”的数据。
图2中示出了以往的光输入中断检测装置的另一结构示例。
在本例中，代替图1的来自光收发器1的LOS告警，使表示存在于时钟/数据恢复部2内部的PLL(Phase Locked loop，锁相环)电路等输出的异步(自走)状态的失步(LOL：Loss of Lock)告警对应于严重故障(SF)，而输出给数据处理部3。其他和图1的结构相同。另外，这里，在时钟/数据恢复部2中使用了市场上销售的CDR设备，该CDR设备满足SDH关联民间团体的MSA(Multi Source Agreement，多源协议)的通用规格。
在本例中，如果检测到LOL告警，为了进行由工作系统向保护系统的系统间切换以及进行线路异常的报警处理，数据处理部3向下一级输出连续的数据值为“0”的数据(参照专利文献2)。
专利文献1：日本特开2001-339347号公报
专利文献2：日本特开平7-95156号公报
在图1的以往结构中，与数据处理部3计算出的信号错误(BER)无关地，在光收发器1中基于接收光电平输出LOS告警，因此会发生不能按轻度故障SD、重度故障SF的顺序检测故障的情况。通常，图1的LOS被设定为和SF同等的故障级别，例如，设定SD为BERIE-6(10-6)、而且LOS(SF)设定为BERIE-4(10-4)左右。
其结果，可能产生本来应该检测为可以在以往系统中继续使用的级别SD的线路故障被检测为严重线路故障SF的情况。另外，虽然站的维护员以及销售方为了查明故障原因而进行到故障发生之前的或者在故障发生时的BER分析，但是在上述情况下无法进行该分析，因此存在使用BER的故障监控不能有效地发挥作用的问题。
另外，在图2的以往结构中，存在如下的问题：虽然利用了市场上销售的CDR设备在作为严重故障(SF)的BER IE-4左右输出失步的LOL告警的特性，但由于PLL等电路结构上的限制，该LOL检测速度即从光输入中断到检测出失步的时间不满足标准GR-253规定的100μS以内的SF检测时间。
为此，除了上述的LOL的检测功能外，还使用下面的方法：利用当光输入电平降低到预定电平以下时，以往的光收发器1输出数据值为“0”的连续信号的特性，当时钟/数据恢复部2检测到该连续数据值“0”时，立即输出LOL告警。
但是，近年的光收发器1具有以下结构：为了提高接收灵敏度以及扩大接收范围，内置了与光输出恒定控制相关联的放大器，即使光信号为噪声电平较小的信号也输出包含噪声的放大后的数据。因此，在下一级的时钟/数据恢复部2中已经不能使用上述的以往方法(检测连续的0)。
因此，本发明的目的在于，鉴于上述问题，提供一种光输入中断检测装置，其监控接收到的光信号的输入电平，当光输入电平在预定电平以上则立即检测出严重故障(SF)，相反，当光输入电平在预定电平以下则使轻度故障(SD)检测优先，在该检测后，通过允许严重故障(SF)的检测，从而使得同时实现基于光输入电平的早期的SF检测和确保从SD到SF的检测顺序。
根据本发明，提供一种光输入中断检测装置，该光输入中断检测装置包括：光输入部，其根据光输入信号的接收光功率的计测，输出接收光功率下降信息和LOS告警；同步部，其提取包含于上述光输入信号中的同步时钟，在失步时输出LOL告警；以及光输入中断检测部，其判定有无上述接收光功率下降信息，在存在上述接收光功率下降信息的情况下，根据上述LOL告警的输出使上述LOS告警有效，在没有上述接收光功率下降信息的情况下，立即使上述LOS告警有效，通过该有效的LOS告警来检测光输入中断。
上述光输入中断检测部在上述存在接收光功率下降信息的情况下，替代根据上述LOL告警输出使上述LOS告警有效，而将上述LOL告警输出视为有效的LOS告警。上述光输入中断检测装置还具有BER计测部，该BER计测部对使用上述同步时钟所恢复的接收数据的BER进行计测，当该计测出的BER超过预定的BER值时，判定为SD级别的故障状态。
上述SD级别的故障状态的BER值比LOS级别或LOL级别的故障状态的BER值还小。另外，上述LOS级别或上述LOL级别的故障状态的BER值实质上等于SF级别故障状态的BER值。而且，按每个预定周期输出上述接收光功率下降信息，或从取得该信息的时刻开始经过预定的延迟时间后输出上述接收光功率下降信息。
根据本发明，在光输入电平足够大的接收状态(没有接收光功率下降信息)下，之所以检测出光输入中断(LOS)，仅因为装置故障和线路断开等严重故障(SF)而产生，所以，此时立即检测LOS而使得满足标准GR-253的100μS以内的SF检测时间。
另一方面，在光输入电平低至最小接收电平以下的状态(存在接收光功率下降信息)下，通常，来自对向站的接收光电平与接收站的最小接收电平相比足够大，所以可以假设为由于站内装置、站间传输线路的经时劣化和周围温度的变化等而逐渐产生信号中断。因此，在光输入信号电平下降的状态下，在系统的继续使用中对BER进行计测，检测可继续在系统中使用的轻度故障(SD；BERIE-6)，以该SD检测为条件(SD检测后)，进一步检测故障加重后的严重故障(LOL；BERIE-4)。
因此，使用基于BER的故障检控功能可以进行直到严重故障为止的具体的故障分析，站以及整个系统的维护操作也变得格外容易。另外，由于上述原因，在本发明中，不需要上述以往方法(检测连续的0)，而可以实现利用市场上销售的CDR设备的、成本较低且高效的装置设计。
附图说明
图1是表示以往的光输入中断检测装置的一个结构例的图。
图2是表示以往的光输入中断检测装置的另一结构例的图。
图3是表示本发明的光输入中断检测装置的第1实施例的图。
图4是表示LOS控制部的控制流程的一个例子的图。
图5是表示LOS控制部的具体电路结构的一个例子的图。
图6是表示图3的动作时序图的一例(1)的图。
图7是表示图3的动作时序图的一例(2)的图。
图8是表示本发明的光输入中断检测装置的第2实施例的图。
图9是表示图8的动作时序图的一例(1)的图。
图10是表示图8的动作时序图的一例(2)的图。
具体实施方式
图3是表示本发明的光输入中断检测装置的第1实施例的图。
在图3中，光收发器1、时钟/时间恢复部(CDR)2、以及数据处理部3和以往例相同。因此，这里不再进行说明。另外，由于光收发器的MSA化，近年的光收发器1已经具有光输出功率、内部温度、电源电压等的多种监控功能以及/或检测功能。在本发明中，为了LOS检测而使用其中的接收光功率的监控功能或接收光功率的告警功能。
另外，在本例中新增加的LOS控制部4接收来自光收发器1的接收光功率下降信息和LOS告警、以及来自时钟/数据恢复部2的LOL告警，根据其中的接收光功率下降信息以及LOL告警，控制从光收发器1向数据处理部3的LOS告警的通过。当被赋予LOS告警时，数据处理部3执行和图1的以往例相同的处理。
另外，LOS控制部4也可以根据来自光收发器1的接收光功率下降信息输出表示严重故障(BER IE-4)的来自光收发器1的LOS告警或来自时钟/数据恢复部2的LOL告警的双方中的任意一方(参照后述的图5)。当被赋予LOL告警时，数据处理部3执行和图2的以往例相同的处理。
在图4中示出了LOS控制部4的控制流程的一个例子。
在本例中，LOS控制部4监控来自光收发器1的接收光功率下降信息(在本例中为接收光功率下降告警)，判定其有无(S01)。当例如在按每个预定周期所计测的接收光功率值或其平均值变为最小接收光功率保证值以下时，输出接收光功率下降告警。
在未检测出接收光功率下降告警的情况下(OFF)，监控来自光收发器1的LOS告警，判定其有无(S03)。当检测到LOS告警时(ON)，将其输出给数据处理部3(S04)。另一方面，在未检测出LOS告警时(OFF)，返回到接收光功率下降告警的监控(S01)。
这样，在未检测到接收光功率下降告警的状态(接收光功率在最小接收光功率值以上)下，LOS控制部4将所输入的LOS告警原样输出给信息处理部3，由此能满足100μS的规定值。
另一方面，在检测到接收光功率下降告警的情况下(ON)，监控来自时钟/数据恢复部2的LOL告警，判定其有无(S02)。当检测到LOL告警(ON)时，使从光收发器1输入的LOS告警通过，而向信息处理部3输出(S04)。在未检测到LOL告警时(OFF)，返回接收光功率下降告警的监控(S01)。
这样，在检测到接收光功率下降告警的状态(接收光功率在最小接收光功率值以下)下，LOS控制部4将来自时钟/数据恢复部2的LOL告警检测作为条件(LOL检测后)向信息处理部3输出所输入的LOS告警。由此，遵守了SD、LOS的发生顺序。
图5是示出LOS控制部的具体电路结构的一个例子的图。
在图5中，在LOS控制部4的倒相器41中，输入来自光收发器1的接收光功率下降告警，对下一级的“与”(AND)电路42中输入倒相器41的输出和来自光收发器1的LOS告警。因此，在未检测出接收光功率下降告警时(值为“0”)，“与”电路42使来自光收发器1的LOS告警原样通过。相反，在检测到接收光功率下降告警时(值为“1”)，禁止来自光收发器1的LOS告警通过。
另外，对“与”电路43的一方的输入，输入来自光收发器1的接收光功率下降告警，对另一方的输入，输入来自时钟/数据恢复部2的LOL告警。因此，在未检测到接收光功率下降告警时(值为“0”)，“与”电路43禁止来自时钟/数据恢复部2的LOL告警通过。相反，在检测到接收光功率下降告警时(值为“1”)，使来自时钟/数据恢复部2的LOL告警原样通过。
其结果，根据接收光功率下降告警的有无，从输出级的“或”(OR)电路44输出来自光收发器1的LOS告警或来自时钟/数据恢复部2的LOL告警中的任意一方。再有，在本例中，因为LOS以及LOL的各故障级别都等于SF的故障级别(BERIE-4)，所以图中的输出告警以LOS告警来显示示出。
在本例中，通过来自光收发器1的接收光功率下降告警(也可以是接收光电平的监控信号)监控接收光功率，当该接收光功率大于等于光传输装置保证的接收光功率的最小值时，使基于光收发器1的接收光功率的LOS监控有效，当该接收光功率小于等于接收光功率的最小值时，使基于接收光功率的LOS告警无效，而监控来自时钟/数据恢复部2的LOL告警。
其结果，在光传输装置所保证的接收光功率的范围内，可从光输入中断开始在100μS以内检测LOS。另外，当接收光功率变为保证值以下时，可视为通过在使用了BER的SD检测后所输出的LOL告警进行LOS检测，由此，能遵守从SD到LOS的故障发生顺序。
图6及图7示出了本发明的光输入中断检测装置的动作时序图的一个例子。这里，图6示出了接收光功率大于光输入中断装置所保证的最小接收光功率值的情况的一个例子，图7示出了接收光功率小于光输入中断检测装置所保证的最小值接收光功率值的情况的一个例子。
图6示出了在输入了相比于图6(a)所示的最小接收光功率足够大的接收光功率的光信号的状态下，发生突然光缆中断等的严重故障(SF)，光输入功率变为0的情况下的一个动作例。此时，通过按几mS～几十mS的周期所计测的接收光功率值或它们的平均值与最小接收光功率值(参照图7的(a)的接收光功率告警阈值)之间的比较，而输出光收发器1输出的接收光功率下降告警，因此，该输出从光输入中断开始基于上述预定周期按mS级延迟(图6(b))。直到输出该接收光功率下降告警为止，LOS控制部4将该状态判定为输入了大于最小接收光功率的接收光功率的光信号的状态。此外，也可以在接收光功率下降告警的输出线路(图4的41的输入)上，通过附加例如电容元件来使其输出延迟1ms左右，其间，可以检测图6(a)所示的接收光功率的瞬时变动，而可靠地输出LOS告警(参照图5的42)。
另一方面，通过光输入功率和接收光功率的LOS阈值(参照图7(a))的简单的比较，而检测光收发器1输出的LOS告警。因此，如图6(c)所示LOS告警和光输入中断几乎同时被检测。此外，在本例中，忽略图6(d)所示的来自时钟/数据恢复部2的LOL告警。
在接收光功率大于最小接收光功率的本例中，如图6(e)所示，来自光收发器1的LOS告警原样通过LOS控制部4而被输出给数据处理部3，数据处理部3接收它并立即开始告警处理。因此，如图所示，如果使用LOS告警，则能够充分满足作为SF检测时间(T)的规定的100μS。
图7示出由于站间装置和传输线路的经年劣化和周围温度的变化等，光输入功率逐渐下降(图7(a))、该光输入功率比接收光功率告警阈值和接收光功率的LOS阈值更低的情况下的一个动作例。这里，可无差错地接收大于接收光功率告警阈值的接收光功率的光输入信号，而不能接收小于接收光功率的LOS阈值的接收光功率的光输入信号，并且具有接收光功率告警阈值和接收光功率的LOS阈值之间的接收光功率的光输入信号可以按照在现用系统中可继续使用的BER级别(SD)进行接收。
本示例在动作开始时将具有接收光功率告警阈值和接收光功率的LOS阈值之间的中间接收光功率的光信号作为对象。因此，如图6的情况那样，由于线路中断等而本来不必考虑中间接收光功率的严重故障(SF)从本示例的对象中排除。
如图7(b)所示那样，在光输入信号的接收光功率低于接收光功率告警阈值的时刻输出接收光功率下降告警。在从该接收光功率下降告警的检测时刻开始到至少检测出来自时钟/数据恢复部2的LOL告警的期间，LOS控制部4忽略来自光收发器1的LOS告警(参照图7(b)～图7(d))。
在该期间内，光收发器1在光输入信号的接收光功率低于接收光功率的LOS阈值的时刻输出LOS告警(图7(c))。另外，数据处理部3反复进行BER的计算，在BER变为IE-6的时刻将接收状态判定为SD级别，并记录该信息。而且，LOS控制部4在BER为IE-4的附近检测来自时钟/数据恢复部2的LOL告警(图7(d))。
因此，在检测到LOL告警的时刻，LOS控制部4将当前存在的来自光收发器1的LOS告警或检测出的LOL告警作为LOS告警输出给数据处理部3(图7(e))。数据处理部3接收该告警而开始严重故障处理(SF)。这样，根据本示例，在已输出接收光功率下降告警的状态下，可靠地保证SD、SF的发生顺序。
图8～10是表示本发明的光输入中断检测装置的第2实施例的图。
图3的第1实施例和图8的不同点在于，在图3中向LOS控制部4输出从时钟/数据恢复部2的PLL电路等输出的LOL告警，与此相对，在本示例中，数据处理部3与SD同样地通过软件计算而求得与图3的LOL告警相当的BER级别IE-4，将其替代LOL告警而作为位误码告警(bit error alarm)输出给LOS控制部4。除此之外与第1实施例相同。
因此，在示出第2实施例的动作例的图9以及图10中，图9(d)变更为数据处理部的位误码告警，而且图10(d)也变更为数据处理部的位误码告警。除此之外与第1实施例的图6以及图7相同。因此，对于本发明的第2实施例，为了避免和第1实施例重复的说明，就不再进一步说明。
以上，根据本发明，当在光输入功率大于等于最小接收电平时可立即产生光输入中断(LOS)，当小于等于最小接收电平时，可按从SD到LOS的顺序产生光输入中断(LOS)。

Claims (8)

1.一种光输入中断检测装置，其特征在于，该光输入中断检测装置具有：
光输入部，其根据对光输入信号的接收光功率的计测，输出接收光功率下降信息和LOS告警；
同步部，其提取包含于上述光输入信号中的同步时钟，在失步时输出LOL告警；以及
光输入中断检测部，其判定上述接收光功率下降信息的有无，在存在该接收光功率下降信息的情况下，通过上述LOL告警的输出而使上述LOS告警有效，在没有接收光功率下降信息的情况下，立即使上述LOS告警有效，根据该有效的LOS告警来检测光输入中断。
2.一种光输入中断检测装置，其特征在于，上述光输入中断检测部在上述存在接收光功率下降信息的情况下，代替根据上述LOL告警输出来使上述LOS告警有效，而将上述LOL告警输出视为有效的LOS告警。
3.根据权利要求1或2所述的光输入中断检测装置，其特征在于，该光输入中断检测装置还包括BER计测部，该BER计测部对使用上述同步时钟而恢复的接收数据的BER进行计测，当该计测出的BER在预定的BER值以上时，判定为SD级别的故障状态。
4.根据权利要求3所述的光输入中断检测装置，其特征在于，上述SD级别的故障状态的BER值小于LOS级别的故障状态的BER值或LOL级别的故障状态的BER值。
5.根据权利要求4所述的光输入中断检测装置，其特征在于，上述LOS级别的故障状态的BER值或上述LOL级别的故障状态的BER值实质上等于SF级别的故障状态的BER值。
6.根据权利要求1或2所述的光输入中断检测装置，其特征在于，上述接收光功率下降信息按每个预定周期输出或从取得该信息的时刻开始经过预定的延迟时间后输出。
7.一种光传输装置，其特征在于，该光传输装置由以下部分构成：
光收发器，其进行光信号的发送和接收，该光收发器包括光输入部，该光输入部对光输入信号的接收光功率进行计测，当该接收光功率在第1阈值以下时输出接收光功率下降信息，当在第2阈值以下时输出LOS告警；
时钟/数据恢复部，其进行包含于上述光输入信号中的接收数据的同步恢复，该时钟/数据恢复部包括同步部，该同步部提取包含于上述光输入信号中的同步时钟，在失步时输出LOL告警；
LOS控制部，其判定上述接收光功率下降信息的有无，当存在该信息时，通过上述LOL告警的输出而使上述LOS告警有效，或者可将上述LOL告警视为有效的LOS告警，在没有该信息时，立即将上述LOS告警设为有效；以及
数据处理部，其进行上述接收数据的处理，该数据处理部包括BER计测部，该BER计测部使用上述同步时钟对所恢复的接收数据的BER进行计测，当该计测出的BER在预定的BER值以上时，判定为SD级别的故障状态，而记录该故障状态，而且，该数据处理部根据上述有效的LOS告警来执行光输入中断的故障处理。
8.一种光传输装置，其特征在于，该光传输装置由以下部分构成：
光收发器，其进行光信号的发送和接收，该光收发器包括光输入部，该光输入部对光输入信号的接收光功率进行计测，当该接收光功率在第1阈值以下时输出接收光功率下降信息，当在第2阈值以下时输出LOS告警；
LOS控制部，其判定上述接收光功率下降信息的有无，当存在该接收光功率下降信息时，通过位误码告警输出，使上述LOS告警有效，在没有该接收光功率下降信息时，立即使上述LOS告警有效；以及
数据处理部，其进行包含于上述光信号中的接收数据的处理，其对上述接收数据的BER进行计测，当该计测出的BER值在第1BER值和比第1BER值大的第2BER值之间时，判定为SD级别的故障状态并记录该故障状态，在该计测出的BER值在上述第2BER值以上时输出上述位误码告警，并且根据上述有效的LOS告警进行光输入中断的故障处理。
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