CN101162949A - 避免环路自激的光环网通道共享保护的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种避免环路自激的光环网通道共享保护的系统和方法，涉及一种光传输的环形网络中避免自激的系统和方法，为解决现有抑制自激方法会降低信噪比或操作灵活性差的问题而发明。该避免环路自激的光环网通道共享保护的系统在保护路径上添加阻振装置，通过阻振装置处于阻振状态和直通状态改变保护路径，使保护路径不会闭合成环。该避免环路自激的光环网通道共享保护的方法包括：(1)放大单元实时检测系统的线路状态信息，并传送给自动保护倒换控制单元；(2)自动保护倒换控制单元依据该线路状态信息控制阻振装置在阻振状态和直通状态之间切换。本发明主要运用于二纤双向通道共享保护系统中，用来实现保护倒换功能并有效避免环路自激。

Description

避免环路自激的光环网通道共享保护的系统和方法

技术领域

本发明涉及一种光传输的环形网络，特别涉及一种光传输的环形网络中避免环路自激的系统和方法。

背景技术

在密集波分复用(DWDM：Dense Wavelength Division Multiplexing)光传输系统中，环形网络是一种常见的通信网拓扑形式，与其它结构相比，环形网络在保持较高生存性的同时更容易实现和管理，因此广泛应用于城市光传送网。DWDM环形网保留了环形结构的自愈特性，具备了多种保护方式，而正是由于采用了环网的形式来进行保护，以及传输链路的透明性这些特点，在一定条件下，就会形成一种特殊光路——闭合的全光透明环路，当该环路的总增益大于总损耗时，就会形成激射，出现类似于环形腔激光器的环路激射现象，此现象称为环路自激。

环路激射的产生不仅消耗了大量的网络功率，使掺铒光纤放大器(EDFA：Erbium-DopedFiber Amplifier)饱和，还有可能造成网络不稳定，其余波长引入的串扰较大等不良影响，并且对网络管理相关信道中信号的识别产生一定的干扰，在网络设计和规划中应予以避免。

在采用环形光网络二纤双向通道共享保护的系统中，预留的保护路径是用来预防当光传输线路突然发生中断时，业务可以从工作路径倒换到保护路径中进行传输来实现保护。如图1所示，在正常工作时，保护业务的路径如图1中虚线所示，预留的保护通路闭合成环，二纤双向通道共享保护的两根光纤是既传送工作波长，也传送保护波长，外环的工作波长与内环的对应保护波长编号相同。如附图2所示，节点A、C之间使用外环的波长S1作为工作波长，传送节点A到节点C的业务，并使用内环的工作波长S2传送节点C到节点A的业务。内环的波长S1保留作为外环工作波长S1的保护波长。而所谓共享保护机制，外环中同一工作波长在各个跨段上被重复利用，提高了系统资源的利用率。也就是说，内环上的这一保护通道是被外环多个工作业务所共享的。在正常工作情况下工作路径有业务上下，光路不成环，不会导致闭环自激，但是被预留的保护路径直通成环，而根据自激产生的原理，当闭合环路的总增益大于总损耗时，就会产生自激。因此在二纤双向通道共享保护的系统中，一定要对保护通路的自激现象进行抑制。

根据环形网自激产生的条件及其特点，抑制自激的方法，无例外都是根据自激的原理，打破形成自激的两个条件，闭合光环路和总增益大于总损耗。目前在实际系统中，可以利用在线路中增加可调衰减器，增大光纤线路的损耗来抑制自激，但此种方法有一个弊端：降低了信号的信噪比。另外，在通道共享保护系统中，常采用的方法也有系统正常工作时，将整个环处于倒换态，或者利用空闲的波长通道传送低等级额外业务，这样保证业务不丢失，且保护通道上有业务传输，保护通路不会形成环路。但此种方法使系统可操作的灵活性降低。因此对于通道共享保护中，还需要更有效和简单的抑制自激的方法。

发明内容

为克服上述缺陷，本发明的目的在于提供一种不会降低信噪比且操作灵活性好的避免环路自激的光环网通道共享保护的系统和方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：该避免环路自激的光环网通道共享保护的系统包括由业务发送和接收单元、光功率分配单元、倒换单元、光放大单元、合分波单元形成的业务路径和保护路径，以及自动保护倒换控制单元；还包括设置在所述保护路径上的阻振装置，所述阻振装置分别与合分波单元、光功率分配单元及倒换单元通过光纤连接，并通过自动保护倒换控制单元控制阻振装置在阻振状态和直通状态之间切换改变保护路径。

其中，所述放大单元实时检测系统的线路故障，并将故障信息传送给自动保护倒换控制单元；自动保护倒换控制单元依据该故障信息控制阻振装置和倒换单元。

其中，所述的自动保护倒换控制单元控制故障相邻两个节点中的倒换单元处于倒换状态，同时控制故障相邻两个节点的阻振装置处于阻振状态、故障非相邻节点的阻振装置处于直通状态。

其中，每条保护路径上设置有阻振装置。

其中，所述阻振装置为2×2光开关。

该避免环路自激的光环网通道共享保护的方法包括：

(1)放大单元实时检测系统的线路状态信息，并将该线路状态信息传送给自动保护倒换控制单元；

(2)自动保护倒换控制单元依据该线路状态信息控制阻振装置在阻振状态和直通状态之间切换，并控制倒换单元。

其中，所述步骤(2)具体为：

(21)自动保护倒换控制单元分析接收到的线路状态信息，若系统处于正常状态且保护通路成环，执行步骤(22)；若系统处于故障状态，执行步骤(23)；

(22)自动保护倒换控制单元使系统中至少一个节点的阻振装置处于阻振状态，返回执行步骤(21)；

(23)自动保护倒换控制单元故障相邻两个节点中的倒换单元处于倒换状态，同时控制故障相邻节点的阻振装置处于阻振状态，非相邻节点的阻振装置处于直通状态；

(24)前置放大器中的检测板检测系统故障是否消除，若故障已消除，返回执行步骤(21)；若故障没有消除，返回执行步骤(23)。

由于上述技术方案中，本发明避免环路自激的光环网通道共享保护的系统中引入了光开关阻振装置，改变了原有的光传输路线，使得保护路径不会成环，达到了抑制自激的效果，并且由于阻振装置和倒换装置的协同作用，即保证了系统在发生故障时，保护倒换功能的正确实现。本发明所述系统和方法对系统配置无具体限制，不要求必须配置OTM(光终端复接器)站点避免自激，通过光开关组合及合理的光路连接解决基于通道共享保护功能下的环网自激问题，系统配置简单、实用、灵活性高、成本低。

附图说明

图1为DWDM二纤双向通道共享保护环系统的示意图；

图2为二纤双向通道共享保护系统波长分配示意图；

图3为二纤双向通道共享保护的原理框图；

图4为本发明避免环路自激的光环网通道共享保护的系统框图；

图5为本发明避免环路自激的光环网通道共享保护的方法流程图；

图6为本发明避免环路自激的光环网通道共享保护的系统的一个具体实施例。

具体实施方式

本发明避免环路自激的光环网通道共享保护的系统和方法，针对在采用环网通道共享保护时产生的自激现象，提出了一种可以防止自激的方法和系统。当系统处于正常工作，保护通路不传送业务时，环路中某个或多个节点可以利用在直通通道上加阻振装置断开环路，并使其与保护倒换光开关联动，在完成通道共享保护的同时，抑制了自激。

本发明避免环路自激的光环网通道共享保护的系统具体结构如图4所示，各个单元的概述如下：

1)放大单元：用于光信号的放大，常用光功率放大器(OBA)和光前置放大器(OPA)，同时前置放大器还作为复用段故障的检测板，当线路光纤出现故障时，由OPA板检测并把故障信息传送给APS(自动保护倒换)控制单元。

2)合分波单元：主要实现合波和分波功能，即将不同波长的光信号合路到一根光纤中或将合在一根光纤中不同信道的光信号分开，分别送给不同的光接收机。其中合分波单元的端口有：AO(A向输出)、AI(A向输入)、BO(B向输出)、BI(B向输入)、AWO(A向工作输出)、BWO(B向工作输出)、AWI(A向工作输入)、BWI(B向工作输入)、APO(A向保护输出)、BPO(B向保护输出)、API(A向保护输入)、BPI(B向保护输入)。

3)光功率分配单元：共有2个功率分配器，主要实现工作通道和保护通道的功率分配，光功率分配单元的端口有：AADD(A向上路)、BADD(B向上路)。

4)倒换单元：共有2个倒换光开关，主要实现光通道共享保护的倒换功能，倒换单元的端口有：ADROP(A向下路)、BDROP(B向下路)。

5)业务发送和接收单元：负责传送和接收业务。

6)阻振装置：主要功能是通过中断环路从而防止自激产生。

7)APS控制单元：负责产生和终结APS协议携带的信息，实现APS算法，指挥本节点的倒换单元和阻振装置的协同动作。

本发明在系统中引入一个阻振装置，如图5中的61、62。打破了保护通路成环现象，从而有效的抑制了自激。下面结合附图3、4、5详细介绍此装置和通过此装置实现避免自激的方法。

一个二纤双向通道共享保护将占用二纤各两个波长，二纤中的这两个波长相同且互为保护。如图4所示，两个工作业务共享保护业务通路，从节点内部看，外环的业务保护路径为BI→BPI→APO→AO，内环的业务保护路径为AI→API→BPO→BO，从以上所述的两个环路的保护光路路径可以看出，在正常工作状态下，保护通路会串通每个节点形成闭合环路，造成自激。因此本装置在保护通路中加入了一个阻振装置，如图4中的61、62单元，在正常情况下，通过此阻振装置处于阻振状态来打破保护通路的环路，从而避免了自激。

当系统中出现故障，如图3中的某个跨段光纤故障(叉表示故障)，经过该跨段的业务被破坏，受破坏的业务将倒换到保护路径上，在故障相邻节点的阻振装置处于阻振状态，协同本节点的倒换单元共同完成业务的保护倒换功能，使业务进入到保护通道，故障非相邻节点的阻振装置处于直通状态，保证了业务在保护通道上直通，从而达到了实现了通道层保护的目的。因此，61、62两个阻振装置通过和倒换光开关协调动作共同实现了业务的保护倒换，同时也避免了在整个保护倒换过程中保护通路成环导致的自激。

下面详细介绍通过此装置实现避免自激的方法，实施本发明的主要方法流程如下，如图5所示。在正常工作时，保护路径不传送业务，通过每个节点的保护路径均为AI→API→BPO→BO，这样保护路径闭环成环，会产生自激。因此为了避免自激，本发明分别在两个方向的环中，保护业务路径上引入了阻振装置61、62，在系统处于无故障的正常工作时，APS控制器控制阻振装置处于阻振状态，中断保护通路，即断开闭环现象，从而防止了自激，要求整个环网系统中至少有一个节点的阻振装置处于阻振状态。当检测单元检测到通道发生故障时，通知给APS控制器，经过APS算法后控制本节点的倒换单元和阻振装置发生动作，此时故障相邻节点的阻振装置处于阻振状态，这样防止了自激同时，也协同本节点的倒换单元共同完成业务的保护倒换功能，使业务进入到保护通道；同时故障非相邻节点的阻振装置处于直通状态，保证了业务在保护通道上直通，从而达到了实现了通道层保护的目的。当故障检测单元检测到通道故障恢复时，在WTR时间(wait to restore time：等待恢复时间)后，系统又重新恢复到无故障的正常工作状态。

下面结合附图，对技术方案的具体实施作进一步的详细描述。

图4为光通道层避免自激的装置框图，图7为实现此装置的一个具体实施例装置示意图。

在此实施例中，图4中的61、62阻振装置是通过图6中2个2×2光开关来实现的，通过2×2光开关的平行和交叉状态实现了阻振装置的直通和阻振状态。

其中一个发送方向的光传输路径为：所述第一业务发送和接收单元31发送光经第一光功率分配单元41，所述第一光功率分配单元41将输入光分成两组，一组往工作方向发送，一组往保护方向发送，所述工作方向光经第一组合波单元221到第一光功率放大器121输出；当阻振装置(61和62)处于阻振状态时，所述保护方向光经第一阻振装置61、第二组合波单元222到第二光功率放大器122输出；当阻振装置(61和62)处于直通状态时，所述保护方向光经第一阻振装置61被终结。

另一个发送方向的光传输路径为：所述第二业务发送和接收单元32发送光经第二光功率分配单元42，所述第二光功率分配单元42将输入光分成两组，一组往工作方向发送，一组往保护方向发送，所述工作方向光经第二组合波单元222到第二光功率放大器122输出；当阻振装置(61和62)处于阻振状态时，所述保护方向光经第二阻振装置62、第一组合波单元221到第一光功率放大器121输出；当阻振装置(61和62)处于直通状态时，所述保护方向光经第二阻振装置62被终结。

如图6所示，在正常工作情况下，保护路径不传业务，各节点的保护路径分别为：外环业务的保护路径为BI→BPI→APO→AO，内环业务的保护路径为AI→API→BPO→BO，形成闭合环路，因此保护路径上会导致闭环自激。为了避免自激，本发明的一个具体实施例就是分别在两个方向的环中，保护业务路径上引入了2×2光开光，即附图6中的2个2×2光开光，当2×2光开关处于交叉状态时，保护通路断开从而打破了保护通路成环现象。当系统发生故障时，此时这个阻振光开光可以和其它光开光联动共同实现通道共享保护同时，也有效的防止了自激。

下面结合附图5来详细描述此实施例防止自激的流程，当系统处于正常状态时，由于保护通路闭合成环，此时通过APS控制器控制环网系统种至少有一个节点的阻振装置处于阻振状态，即此时具体实施例中的2×2光开关处于交叉状态，这样在正常工作情况下，保护通路在某一节点通过阻振光开关中断了环路，因此避免了自激。同时，系统的检测单元实时检测系统是否发生了线路故障，当检测到某一通道发生故障时，把发生故障的信息传送给本节点的APS控制器，依照APS协议的处理原理，APS信令通过在环节点之间相互应答直至稳定后，决定本节点的保护倒换关开关和阻振光开光的状态，并指挥相应的保护倒换光开关和阻振光开光动作，此时APS控制器控制故障相邻两个节点的倒换单元处于倒换状态，同时阻振装置中的2×2光开关处于阻振状态，故障非相邻节点的阻振装置中2×2光开关处于直通状态，这样即保证了业务倒换到保护通路上，实现了通道共享保护功能，同时也有效的防止了自激。同时检测单元实时监测通道故障是否消除，当检测到故障消除时，把发生消除故障的信息传送给本节点的APS控制器，在等待WTR时间后，则系统又恢复到初始的正常状态。

该流程的一个具体实施方案如下：

(1)检测板实时检测系统的线路状态信息，并将该线路状态信息传送给自动保护倒换控制单元；

(2)自动保护倒换控制单元分析接收到的线路状态信息，若系统处于正常状态且保护通路成环，执行步骤(3)；若系统处于故障状态，执行步骤(4)；

(3)自动保护倒换控制单元使系统中至少一个节点的阻振装置处于阻振状态，返回执行步骤(2)；

(4)自动保护倒换控制单元故障相邻两个节点中的倒换单元处于倒换状态，同时控制故障相邻节点的阻振装置处于阻振状态，非相邻节点的阻振装置处于直通状态；

(5)检测板检测系统故障是否消除，若故障已消除，返回执行步骤(2)；若故障没有消除，返回执行步骤(4)。

在此具体实施例中，在系统从正常工作状态到保护倒换状态，再从保护倒换状态恢复到正常工作状态的过程中，系统历经了三种状态，分别为正常工作状态、系统倒换状态、系统故障恢复后的WTR状态，这三种状态下都能通过本发明的阻振装置中的2×2光开关处于交叉阻振状态来实现了阻振作用，有效地避免了自激。由于上述技术方案中，本发明避免环路自激的光环网通道共享保护的系统中引入了光开关阻振装置，改变了原有的光传输路线，使得保护路径不会成环，达到了抑制自激的效果，并且由于阻振装置和倒换装置的协同作用，即保证了系统在发生故障时，保护倒换功能的正确实现。本发明所述方法和系统对系统配置无具体限制，不要求必须配置OTM(光终端复接器)站点避免自激，通过光开关组合及合理的光路连接解决基于通道共享保护功能下的坏网自激问题，系统配置简单、实用、灵活性高、成本低。

Claims (7)

1.一种避免环路自激的光环网通道共享保护的系统，包括由业务发送和接收单元、光功率分配单元、倒换单元、光放大单元、合分波单元形成的业务路径和保护路径，以及自动保护倒换控制单元；其特征在于：还包括设置在所述保护路径上的阻振装置，所述阻振装置分别与合分波单元、光功率分配单元及倒换单元通过光纤连接，并通过自动保护倒换控制单元控制阻振装置在阻振状态和直通状态之间切换改变保护路径。

2.按照权利要求1所述的避免环路自激的光环网通道共享保护的系统，其特征在于：所述放大单元实时检测系统的线路故障，并将故障信息传送给自动保护倒换控制单元；自动保护倒换控制单元依据该故障信息控制阻振装置和倒换单元。

3.按照权利要求2所述的避免环路自激的光环网通道共享保护的系统，其特征在于：所述的自动保护倒换控制单元控制故障相邻两个节点中的倒换单元处于倒换状态，同时控制故障相邻两个节点的阻振装置处于阻振状态、故障非相邻节点的阻振装置处于直通状态。

4.按照权利要求1所述的避免环路自激的光环网通道共享保护的系统，其特征在于：每条保护路径上设置有至少一个阻振装置。

5.按照权利要求1至4中任意一项所述的避免环路自激的光环网通道共享保护的系统，其特征在于：所述阻振装置为2×2光开关。

6.一种避免环路自激的光环网通道共享保护的方法，其特征在于：包括：

(1)放大单元实时检测系统的线路状态信息，并将该线路状态信息传送给自动保护倒换控制单元；

(2)自动保护倒换控制单元依据该线路状态信息控制阻振装置在阻振状态和直通状态之间切换，并控制倒换单元。

7.按照权利要求6所述的避免环路自激的光环网通道共享保护的方法，其特征在于：所述步骤(2)具体为：

(21)自动保护倒换控制单元分析接收到的线路状态信息，若系统处于正常状态且保护通路成环，执行步骤(22)；若系统处于故障状态，执行步骤(23)；

(22)自动保护倒换控制单元使系统中至少一个节点的阻振装置处于阻振状态，返回执行步骤(21)；

(23)自动保护倒换控制单元故障相邻两个节点中的倒换单元处于倒换状态，同时控制故障相邻节点的阻振装置处于阻振状态，非相邻节点的阻振装置处于直通状态；

(24)前置放大器中的检测板检测系统故障是否消除，若故障已消除，返回执行步骤(21)；若故障没有消除，返回执行步骤(23)。

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