CN101277152A - 一种无源光网络的环形双总线冗余保护结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无源光网络的环形双总线冗余保护结构，包括OLT系统和环网控制器及多个特殊结构的光功能结构单元，所述环网控制器中的四个输入端口分别与对应的光开关连接，四个光开关与其对应的光偶合器模块连接，每个光偶合器模块均与光探测功能模块及对应的光源连接，然后通过两条主干光纤与光功能结构连接，整体的光功能结构由N个光功能结构单元组成；光功能结构单元上部及下部的4端口分光器的a、b、c、d端可以按图级连或与光偶合器模块连接，其余的4个端口通过偶合器或光开关交叉连接，然后与对应的ONU连接；光复生模块可根据实际需要而产生四个或多个输入端口。本发明有益效果为：采用双总线环网结构，达到了良好的冗余保护效果，提高了系统的可靠性，并可快速自愈；成本低、可实现统一的网络管理、便于系统的集成。

Description

一种无源光网络的环形双总线冗余保护结构

技术领域

本发明属于光纤通信技术领域，特别是一种无源光网络的环形双总线冗余保护结构。

背景技术

传统的APON(ATM Passive Optical Network)或以同轴电缆、双绞线为媒介的接入网，其本身的缺陷已经不能满足用户的需要。EPON(以太无源光网络)的发展更适于传输IP业务，减小了开销，极大的降低了成本；目前的PON(无源光网络)技术作为网络“最后一公里”已经得到了广泛的应用，一般采用典型的树状拓扑结构以及作为其特例的总线结构，这种开放式结构的优点是成本比较低、结构简单，主要是由OLT(光线路终端)的PON模块通过一条主干光纤连接到无源分光网络，再由无源分光网络分别连接到各个ONU(光网络单元)，这种结构的缺陷是网络没有冗余保护，当主干光纤发生中断时，整个网络系统即瘫痪。

由于OLT和ONU分别位于整个树状拓扑结构的根部与叶点，对提高连通度的影响不大，可以通过提高网络设备本身的可靠性或提供冗余设备来提高网络的可靠性。光分离器因其所在分级位置和分支数的不同，若失效则可导致网络分为多个不连通图，并且所有不与OLT相连通的ONU都将失效；另外，任何一条光纤不能正常工作时，都会使网络分为两个不连通的子图，在没有OLT的子图中，ONU全部失效。因此，增加光分离器和光纤的冗余度可相应的提高网络的连通性，在发生故障时利用备份的自动保护恢复通信，进而提高网络的可靠性。

针对以上所述的PON结构，目前已经提出了一些相应的冗余保护的解决方案，主要包括以下两种方式：

(1)主干光纤保护方式：OLT的主用、备用PON模块分别通过骨干光纤的主、备两条光纤连接到2：N分路器的两个端口，从分路器到ONU一侧采用常规连接。当OLT的主用PON模块处于工作状态时，备用PON模块处于冷备份状态；当工作光纤出现故障或主用PON模块失效时，即启用备用PON模块和光纤，倒换到备用PON模块时，冷备份的备用PON模块中的信号发射模块被激发到正常工作状态需要一段较长的时间。此种方式OLT需配置主、备两个PON模块，骨干光纤需铺设主、备两条光纤，从而实现对骨干段光纤的保护，但也存在着因两根光纤全部中断而不能工作的缺陷。

(2)光纤全保护倒换方式：每个ONU通过主、备两个PON模块与两个独立的光分路器进行双归属连接，每个分路器连接到OLT的两个PON端口，OLT备用模块采用热备份方式，通过切换协议在每个ONU上进行切换。这种方式的OLT和ONU均需配置主、备两个PON模块，骨干光纤需铺设主、备两条光纤，需设置两台分路器，以及对每个ONU铺设主、备两条接入光纤，可实现对PON系统中每个网络单元的保护，及提高系统的可靠性；但此种方式的成本较高，在主备两条光纤同时发生中断时，系统仍然不能工作，还存在着应用范围较窄的缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种无源光网络的环形双总线冗余保护结构，以克服传统结构的实用性较差、成本高、不具备实时监测功能、因主备光纤中断而不可快速自愈的缺陷。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

一种无源光网络的环形双总线冗余保护结构，包括OLT系统和环网控制器，所述环网控制器中的四个输入端口通过两条主干光纤分别与对应的四个光开关连接，所述四个光开关分别与其对应的光偶合器模块连接，所述光偶合器模块均与光探测功能模块连接，四个光探测功能模块分别探测各自所在光纤的通断状态与来自光源、对应的输入端口及由ONU返回的光信息光；所述环网控制器的光功能结构由1-N个光功能结构单元组成，其中N为32，每个光功能结构分别设有两个4端口分光器、1-2个光偶合器或光开关及1-2个ONU；每条主干光纤的其中一端在连接环网控制器中的光偶合器模块之后，另一端再和与其最近的光功能结构中的4端口分光器的一端连接；光功能结构单元上部及下部的4端口分光器的a、b、c、d端可以按图级连或与光偶合器模块连接，其余的4个端口通过偶合器或光开关交叉连接，然后与对应的ONU连接；光复生模块可根据实际需要而产生四个或多个输入端口。环网控制器可以将所有的状态实时地报告给OLT系统，从而执行相应的操作

本发明有益效果为：从传统的PON系统开放式的树状结构改变为封闭环式的双总线环网结构，并且当系统主备光纤同时中断时，仍然可以快速自愈；采用复用双总线的结构，可以在成本少量增加的同时，将系统接入ONU的数量提高一倍；无需备用的OLT设备，降低了系统的成本；两条光纤均连接到每个ONU设备，可保证每个ONU设备的线路冗余；环网控制器可以实时的监测主备两条光纤的工作状态，可与OLT系统连接，从而可以实现统一的网络管理；环网控制器配置灵活，可以实现不同系统要求下的控制模式；模块化设计的环网控制器与各光功能结构，便于系统整体的集成。

附图说明

下面根据附图对本发明实施例作进一步详细说明。

图1是本发明实施例无源光网络的环形双总线冗余保护结构的示意图；

图2是本发明另一实施例无源光网络的环形双总线冗余保护结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明实施例所述的无源光网络的环形双总线冗余保护结构，包括OLT系统和环网控制器，环网控制器中的输入端口1和输入端口3通过主干光纤1分别与对应的光开关1和光开关3连接，环网控制器中的输入端口2和输入端口4通过主干光纤2分别与对应的光开关2和光开关4连接；光开关1、光开关2、光开关3及光开关4分别与各自对应的光偶合器模块1、光偶合器模块2、光偶合器模块3及光偶合器模块4连接；光偶合器模块1、光偶合器模块2、光偶合器模块3及光偶合器模块4分别连接光探测功能模块1、光探测功能模块2、光探测功能模块3及光探测功能模块4，各个光探测功能模块分别探测各自所在光纤的通断状态与来自光源、对应的输入端口及由ONU返回的光信息，从而实现光纤的实时状态监测；光功能结构由1-N个光功能结构组成，其中N为32，每个光功能结构分别设有两个4端口分光器、1-2个光偶合器及1-2个ONU，其中一个4端口分光器位于主干光纤1上，另一个4端口分光器位于主干光纤2上；每条主干光纤的其中一端在连接环网控制器中的光偶合器模块之后，另一端再和与其最近的光功能结构中的4端口分光器的一端连接，其中，位于光功能结构上部的4端口分光器的两个端口分别与1-2个光偶合器/光开关各自的一个输入端连接，1-2个光偶合器/光开关各自的另一输入端与另一个4端口分光器的两个端口连接；每个光偶合器/光开关连接一个ONU；每个光功能结构的4端口分光器的一个输出端通过与相邻光功能结构对应位置上的4端口分光器的一个输入端连接；环网控制器可将所有的状态实时地报告给OLT系统，从而执行相应的操作。

如图2所示，本发明另一实施例所述的无源光网络的环形双总线冗余保护结构，在实际的应用中，可根据用户的数量来简化整体的环形网络结构，每一个光功能结构中只连接一个ONU设备，主干光纤的一端在连接环网控制器中的光偶合器模块之后，其另一端连接光功能结构的3端口分光器的一个输入端，并且每个光功能结构中的两个3端口分光器之间仅连接一个光偶合器/光开关，光偶合器/光开关与一个ONU连接。

本发明实施例所述的无源光网络的环形双总线冗余保护结构，输入端口1、2、3、4可以为四个独立的OLT输入端口；输入端口1和输入端口4可以由同一个OLT端口分光获得，光功率损耗可以由光复生模快(REPEATER)补偿；在特殊情况下，输入端口2和输入端口3可以由同一个OLT端口分光获得，光功率损耗可以由光复生模快(REPEATER)补偿；在特殊情况下，输入端口1、2、3和输入端口4可以由同一个OLT端口分光获得，光功率损耗可以由光复生模快(REPEATER)补偿；在特殊情况下，光源1可以由输入端口1或者4分光得到，分光比依照系统设计而定；在特殊情况下，光源2、光源3由输入端口2或者3分光得到可以由输入端口2或者3分光得到，分光比依照系统设计而定；在特殊情况下，光源4可以由输入端口1或者4分光得到，分光比依照系统设计而定；在特殊情况下，光源3可以由输入端口2或者3分光得到，分光比依照系统设计而定；其它分光器的分光比随系统设计而定。

当主干光纤发生中断时，按照以下情况处理：只有一根光纤断开时，如主干光纤1发生断裂，输入端口1停止工作，输入端口4开始工作；如主干光纤2发生断裂，输入端口2停止工作，输入端口3开始工作；如果主干光纤1和2同时断裂，则输入端口1、2、3、4同时工作。

Claims (8)

1. 一种无源光网络的环形双总线冗余保护结构，其特征在于：包括OLT系统和环网控制器及多个特殊结构的光功能结构单元，所述环网控制器中的四个输入端口通过两条主干光纤分别与对应的四个光开关连接；所述四个光开关分别与其对应的光偶合器模块连接，所述光偶合器模块分别与光探测功能模块和光源连接；四个光探测功能模块分别探测各自所在光纤的通断状态与来自光源、对应的输入端口及由ONU返回的光信息；所述环网控制器的光功能结构由1-N个光功能结构组成，每个光功能结构单元分别设有两个4端口分光器、1-2个光偶合器或光开关及1-2个ONU；每条主干光纤的其中一端在连接环网控制器中的光偶合器模块之后，另一端再和与其最近的光功能结构中的4端口分光器的一端连接；位于光功能结构上部的4端口分光器的两个端口分别与1-2个光偶合器/光开关各自的一个输入端连接，再通过1-2个光偶合器/光开关各自的输出端与本结构单元下部的另一个4端口分光器的两个端口连接，每个光偶合器/光开关各连接一个ONU。

2. 根据权利要求1所述的无源光网络的环形双总线冗余保护结构，其特征在于：每个光功能结构中的两个4端口分光器之间仅连接一个光偶合器/光开关，所述光偶合器/光开关与一个ONU连接。

3. 根据权利要求1或2所述的无源光网络的环形双总线冗余保护结构，其特征在于：所述光功能结构单元数量N为32。

4. 根据权利要求1或2所述的无源光网络的环形双总线冗余保护结构，其特征在于：所述四个输入端口是四个独立的OLT输入端口。

5. 根据权利要求4所述的无源光网络的环形双总线冗余保护结构，其特征在于：输入端口1和输入端口4由同一个OLT端口分光获得，光功率损耗由光复生模快补偿。

6. 根据权利要求4所述的无源光网络的环形双总线冗余保护结构，其特征在于：输入端口2和输入端口3由同一个OLT端口分光获得，光功率损耗可以由光复生模快补偿。

7. 根据权利要求4所述的无源光网络的环形双总线冗余保护结构，其特征在于：输入端口1、2、3和输入端口4由同一个OLT端口分光获得，光功率损耗可以由光复生模快补偿。

8. 根据权利要求4所述的无源光网络的环形双总线冗余保护结构，其特征在于：光源1由输入端口1或者4分光得到；光源2由输入端口2或者3分光得到；光源3由输入端口2或者3分光得到；光源4由输入端口1或者4分光得到。

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