CN101800599B - 一种光纤线路保护设备及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光纤线路保护设备，该光纤线路保护设备中包括用于实现光电信号互换的光电转换模块，以及电接口单元的信号与次要业务信号互换的次要业务模块，用以实现在非工作光纤线路上传输次要业务。所述次要业务可以是以太网业务或其他类型的电信号通信业务。本发明还公开了由上述光纤线路保护设备组成的光纤线路保护系统。本发明方案可以利用非工作光纤传送一路双向次要业务信号，非工作线路的实际使用价值会大大增加，能给用户带来更大的利益。

Description

一种光纤线路保护设备及系统

技术领域

本发明涉及光纤网络技术领域，特别涉及一种光纤线路保护设备及系统。

背景技术

单路由的传输结构可靠性、抗灾性差，一旦光缆线路损坏，所传输的业务将全部中断。如果配合备份线路，将主用线路与备份线路构成光纤线路保护系统，通过光纤线路保护系统形成双路由甚至多路由的传输结构，将大大提高链路的可靠性和抗灾性。有鉴于此，一些重要的干线和高端大客户采用冗余路由备份已成为一种趋势。光纤线路保护系统是工作在光信号层的传输设备，具有完全透明传送被保护业务光信号、安全可靠、故障恢复快速等特点，可以用较低的成本快速组建一个无阻断、高可靠、安全灵活、抗灾害能力强的光通信网。

点对点的双路由光纤线路保护系统有1+1保护和1：1保护两类保护方式，其中1+1保护即双发选收的光纤线路保护设备（OLP，Optical LineProtection）如图1所示，Tx接口用于连接被保护设备的光发射机，Rx接口用于连接被保护设备的光接收机，T1接口和T2接口为发送端口，其中T1接口用于连接主用光纤，T2接口用于连接备用光纤，R1接口和R2接口为接收端口，其中R1接口用于连接主用光纤，R2接口用于连接备用光纤。

在发送端，Tx接口接收的来自被保护设备的发送光功率经过一只1×2结构的光分路器101按照一定的分光比例（常见是50%：50%）分送至T1和T2端口，也就是说，被保护设备的发送光功率被一分为二，沿主用、备用光纤同时传输；接收端对R1、R2两路光功率进行实时检测，根据光功率状况和设定的切换判决条件，利用一只1×2结构的光开关102选择与Rx相连通的光纤通路。这种保护方式的保护切换判决逻辑简单，软件易于实现，光纤线路保护系统也不需内置光发射机和光接收机，设备成本较低。但1＋1保护方式有两个重要缺陷：

第一，由于被保护的业务光信号的发送光功率被一分为二，OLP设备会造成固有的大插入损耗；如果分光比例是50%：50%，那么就带来3dB的固有插入损耗，对于1550nm波段的光信号，额外增加3dB的功率损耗就意味着传输距离可能减小十余公里，这对于被保护的光传输系统其实是一种性能上的损失；

第二，双发选收保护方式的工作原理导致线路侧的两对光纤实际上只有一对用于传递业务光信号，另一对光纤中虽然也有光信号在传，但光纤的终点是“悬空”的，因此不能传递任何业务，只是起到备纤光功率监测的作用，如图2所示，这对于运营商的光纤资源实际是某种程度的浪费。

1：1保护即选发选收的保护方式。在该保护方式下，被保护的业务信号只沿工作光纤（主用光纤或备用光纤）传输。两端的光纤线路保护设备根据主用光纤和备用光纤的状况，同步选择工作于主用光纤或切换到备用光纤。为了确保切换的有效性，1：1保护系统应具有备用光纤监测功能，这就需要在保护装置内加入光发射机和光接收机，并且发送端和接收端均采用2×2结构的光开关(如图3所示)。这种带有备用光纤监测功能的1：1保护方式从设计原理上很好的解决了1+1保护方式中存在的大插入损耗的问题，消除了由于分光而带来的固有插入损耗。

但是，现有的1：1光纤线路保护技术仍然没有克服1+1光纤线路保护所具有的浪费光纤资源的缺陷。这是由于，现有的1：1光纤线路保护系统中，为了保证切换的有效性和可靠性，非工作光纤传送的是光纤线路保护系统内部指令信号。光纤线路保护系统内部指令信号主要包括光通路正常或异常、备用线路可用或不可用、倒换请求等。在光纤线路保护系统执行倒换时，需要内部握手协议的信息交互，配对使用的两台光纤线路保护设备区分为主机和从机；从机接收主机利用非工作光纤发送过来的切换请求命令，再完成切换动作。而非工作光纤所传的光纤线路保护系统内部指令信号对于用户来说并没有实际用处，非工作光纤中虽然也有光信号在传，但实际上对用户来说也只是起备纤光功率监测的作用，这对于运营商的光纤资源实际也是一种浪费。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于，提出一种光纤线路保护设备及系统，在工作光纤传送被保护的主要业务的同时，在非工作光纤传送对用户具有实际意义的次要业务，从而使用户的线路光纤资源得到充分地利用。

本发明实施例提出一种光纤线路保护设备，包括用于连接被保护设备光发射机的Tx接口，用于连接被保护设备光接收机的Rx接口，用于连接主用光纤的发射端口T1及接收端口R1，用于连接备用光纤的发射端口T2和接收端口R2，

光纤线路保护设备还包括用于实现光电信号互换的光电转换模块和用于实现电信号与次要业务信号互换的次要业务模块；

所述次要业务模块将来自用户设备的次要业务信号转换为电信号并输入所述光电转换模块，光电转换模块将所述电信号转换为光信号，将所述光信号发送到备用光纤；光电转换模块还通过接收端口R2接收来自备用光纤的光信号，将所述光信号转换为电信号，次要业务模块将所述电信号转换为次要业务信号并发送至用户设备。

较佳地，所述光纤线路保护设备包括：第一2×2光开关（402）、第二2×2光开关（403）和控制单元（401）；

第一2×2光开关（402）的第一入光口连接Tx接口，第一出光口和第二出光口分别连接T1接口和T2接口；

第二2×2光开关（403）的第一入光口和第二入光口分别连接接收端口R1和接收端口R2，第一出光口连接Rx接口；

控制单元（401）用于控制所述第一2×2光开关（402）和第二2×2光开关（403）同时切换为第一状态或同时切换为第二状态；

所述光电转换模块包括光发射单元（407）、光接收单元（408）和电接口单元（409）；

光发射单元（407）与所述第一2×2光开关（402）的第二入光口连接，光接收单元（408）与所述第二2×2光开关（403）的第二出光口连接；

电接口单元（409）与次要业务模块具备电信号连接，也与控制单元（401）具备电信号连接；

次要业务模块用于将来自用户设备的次要业务信号转换为所述电接口单元（409）可以接收的电信号，并将所述电信号输送至电接口单元（409）；以及将来自所述电接口单元（409）的电信号转换为次要业务信号并传输至用户设备；

所述光接收单元（408）将接收的次要业务光信号转换为电信号，通过所述电接口单元（409）将所述电信号传输至次要业务模块；电接口单元（409）还接收来自次要业务模块的电信号，并通过所述光发射单元（407）将所述电信号转换为光信号输出。

较佳地，所述光发射单元（407）、光接收单元（408）和电接口单元（409）由光收发一体模块产品实现；或者，

所述光发射单元（407）、光接收单元（408）和电接口单元（409）由彼此独立的、带有电接口的光发送单元和带有电接口的光接收单元实现。

较佳地，所述次要业务为一路以太网业务。

较佳地，所述次要业务模块包括：依次连接的以太网交换芯片（410）、以太网变压器（411）和次要业务电接口（412）；

所述以太网交换芯片（410）用于将来自以太网变压器（411）的以太网信号转换为所述电接口单元（409）可以接收的电信号，并将所述电信号输送至电接口单元（409）；以及将来自所述电接口单元（409）的电信号转换为以太网信号并传输至以太网变压器（411）。

较佳地，所述次要业务电接口（412）为RJ-45接口。

所述控制单元（401）进一步用于读取和/或配置所述以太网交换芯片（410）内部的寄存器。

所述控制单元（401）配置所述以太网交换芯片（410）内部的寄存器的目的是用于配置所述次要业务电接口的开启或关闭、速率、双工、自协商状态或上述内容的任意组合。

所述控制单元（401）读取所述以太网交换芯片（410）内部的寄存器，用于确定次要业务所在的光纤线路是否完全畅通，这样可以充分保证线路切换的有效性。

较佳地，在接收端口R1到第二2×2光开关（403）的第一入光口的光路以及接收端口R2到第二2×2光开关（403）的第二入光口的光路上进一步包括：光功率探测单元（405，406），用于探测其所在光路中的光功率，并将探测结果传送至控制单元（401）；

所述控制单元（401）用于控制所述第一2×2光开关（402）和第二2×2光开关（403）同时切换为第一状态或同时切换为第二状态：控制单元（401）根据来自所述光功率探测单元（405，406）的探测结果确定主用光纤和备用光纤的光功率；若原本第一2×2光开关（402）和第二2×2光开关（403）都处于第二状态，当控制单元（401）监测到备用光纤的光功率小于切换阈值且主用光纤的光功率大于切换阈值，则将所述第一2×2光开关（402）和第二2×2光开关（403）同时切换为第一状态；若原本第一2×2光开关（402）和第二2×2光开关（403）都处于第一状态，当控制单元（401）监测到主用光纤的光功率小于阈值且备用光纤光功率大于阈值，则将所述第一2×2光开关（402）和第二2×2光开关（403）同时切换为第二状态。

较佳地，所述光功率探测单元（405，406）由光分路器、光探测器、放大器和模数转换器组成；

所述光分路器用于将光路中光功率大于或等于90％的部分送入第二2×2光开关（403）的入光口，将光功率小于或等于10％的部分输入光探测器；光探测器将所输入的光信号转换为电流信号，由放大器对所述电流信号转换为模拟电压信号并进行放大，并由所述模数转换器将所述放大后的模拟电压信号转换为数字信号，所述数字电信号输出至控制单元（401）。

较佳地，所述模数转换器为独立的模/数转换芯片，或者为集成在控制单元（401）内部的模/数转换功能模块。

较佳地，所述控制单元（401）根据来自所述光功率探测单元的探测结果确定主用光纤和备用光纤的光功率，若所确定的主用光纤或备用光纤的光功率从大于阈值变化为小于阈值，则控制单元关闭所述光发射单元；

在关闭所述光发射单元后，若所确定的主用光纤或备用光纤的光功率从小于阈值变化为大于阈值，则控制单元开启所述光发射单元。

较佳地，所述光纤线路保护设备进一步包括管理数据处理单元；

所述控制单元进一步用于生成包括所述光功率探测单元的探测结果的管理信息，并将所述管理信息发送至所述管理数据处理单元；

所述管理数据处理单元用于将所述管理信息加入次要业务模块的次要业务信号中，以及，从所述次要业务模块的次要业务信息中提取管理信息。

本发明实施例还提出一种由上述光纤线路保护设备组成的光纤线路保护系统，包括第一光纤线路保护设备和第二光纤线路保护设备，第一光纤线路保护设备的发射端口T1通过光纤连接第二光纤线路保护设备的接收端口R1，第一光纤线路保护设备的发射端口T2通过光纤连接第二光纤线路保护设备的接收端口R2，第一光纤线路保护设备的接收端口R1通过光纤连接第二光纤线路保护设备的发射端口T1，第一光纤线路保护设备的接收端口R2通过光纤连接第二光纤线路保护设备的发射端口T2。

较佳地，连接第一光纤线路保护设备的发射端口T2和第二光纤线路保护设备的接收端口R2的光纤通路中进一步包括光放大器；

和/或，连接第一光纤线路保护设备的接收端口R2和第二光纤线路保护设备的发射端口T2的光纤通路中进一步包括光放大器。

从以上技术方案可以看出，光纤线路保护设备中包括了光电转换模块和次要业务模块，光电转换模块实现了非工作光纤中传输的光信号与电信号的相互转换，而次要业务模块进行所述电信号与次要业务信号之间的相互转换，这样实际可以利用非工作光纤传送一路双向次要业务信号，非工作线路的实际使用价值会大大增加，能给用户带来更大的利益。而且，非工作光纤传送次要业务与对非工作光纤的光功率状态进行实时监测并不冲突。

更进一步地，由于配对使用的两台光纤线路保护设备间不需要进行实时且不能中断的内部通讯，光纤线路保护系统可以实现自动激光关断功能，在被保护设备为强发光系统的应用情况下，能够充分确保光缆维修人员和设备维护人员的人身安全。而且，该次要业务还可以用于实现光纤线路保护系统远端网络管理的功能，这样用户就可以通过一端OLP设备连接的网管系统获取整个OLP系统（包括两端的OLP设备）的主用线路和备用线路的光功率实时监测情况，全面掌握主用光纤和备用光纤共四条线路的状况。

附图说明

图1为现有技术中用于实现1＋1保护的光纤线路保护设备的结构示意图；

图2为现有技术的1＋1光纤线路保护系统示意图；

图3为现有技术的1：1光纤线路保护系统示意图；

图4为本发明实施例的光纤线路保护设备框图；

图5为本发明实施例的光纤线路保护系统框图；

图6a为本发明实施例的光纤线路保护系统正常状态示意图；

图6b为图6a所示光纤线路保护系统出现光纤线路故障，OLP设备B首先实现光纤切换后的状态示意图；

图6c为图6b所示切换发生后OLP设备A也发生光纤切换，完成工作线路切换后的状态示意图；

图7为本发明实施例的包括光放大器的光纤线路保护系统中发生光纤故障的示意图。

具体实施方式

本发明提出的光纤线路保护设备，包括图1所示的各个对外接口，即用于连接被保护设备光发射机的Tx接口，用于连接被保护设备光接收机的Rx接口，用于连接主用光纤的发射端口T1及接收端口R1，用于连接备用光纤的发射端口T2和接收端口R2；

该光纤线路保护设备相对于现有技术的改进在于，还包括用于实现光电信号互换的光电转换模块和用于实现电信号与次要业务信号互换的次要业务模块；所述次要业务模块将来自用户设备的次要业务信号转换为电信号并输入所述光电转换模块，光电转换模块将所述电信号转换为光信号，将所述光信号发送到备用光纤；光电转换模块还通过接收端口R2接收来自备用光纤的光信号，将所述光信号转换为电信号，次要业务模块将所述电信号转换为次要业务信号并发送至用户设备。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细阐述。

本发明所述次要业务，是指与工作光纤线路中被保护的主要业务完全相互独立，并且对于用户来说具有实际利用价值的业务，该次要业务不是用于配对使用的两台OLP设备之间的必需的握手信息交互内容。为了实现传输次要业务，在OLP设备面板上需要设置次要业务接口，以便用户连接次要业务对应的设备。考虑到目前以太业务的增长十分迅速，以太网设备和技术的发展日新月异，本发明实施例在OLP设备面板上设计了一个百兆以太电接口作为次要业务接口，光纤线路保护系统可以实现在非工作光纤线路上传送一路百兆以太业务。用户可以利用这一次要业务通道连接两台电脑进行两地的ping数据包测试，从而直观地判断非工作线路是否畅通；也可以利用次要业务通道传送远端设备的网管信息，只需要用以太网线将次要业务电接口连接至通信设备的简单网络管理协议（SNMP，Simple NetworkManagement Protocol）接口，可以方便地管理远端通信设备；当然也可以传送一路真正的以太业务，即传送用于实现某种实用目的流媒体数据、信令、文件或其组合的协议数据包。这一次要业务通道的存在可以大大提高非工作光纤的实际使用价值，为用户带来更大的利益。

本发明实施例的原理设计拓扑方案如图4和图5所示。图4中，401是整个装置的控制单元，可以通过单片机、现场可编程门阵列（FGPA，Field－Programmable Gate Array）、复杂可编程逻辑器件（CPLD，ComplexProgrammable Logic Device）、片上系统（SOC，System on Chip）等逻辑器件实现。402和403分别是发送端和接收端的2×2结构的光开关，每只光开关有两个入光口和两个出光口，光开关有两种状态，控制单元401可以发信号控制光开关402和光开关403的切换，也能够读取光开关402和光开关403的状态，本发明实施例中两只光开关是联动的，即光开关402和光开关403的状态必然同步改变，同时切换为第一状态或同时切换为第二状态。所述第一状态一般为直连态，第二状态一般为交叉态。

404、405、406是三个独立的光功率探测单元，每一个光功率探测单元由光分路器、光探测器、放大器和模数转换器（A/D）组成。所述模数转换器为独立的模/数转换芯片，或者为集成在控制单元401内部的模/数转换功能模块。所述光分路器用于实现非均匀的分光，具体地说，将进入光通道中的光功率的大于或等于90％的部分送入2×2光开关的入光口，将光功率的小于或等于10％的部分输入光探测器；光探测器将所输入的光信号转换为电流信号，由放大器对所述电流信号转换为模拟电压信号并进行放大，并由所述模数转换器将所述放大后的模拟电压信号转换为数字信号，所述数字电信号输出至控制单元401，控制单元401就可以计算出光功率探测单元所在的光信号传输通道的实时光功率值。

需要指出，需要监测哪些光信号传输通道的光功率，就可以在这些光信号传输通道分别设置光功率探测单元。

光发射单元407、光接收单元408和电接口单元409共同组成了光电转换模块。随着近些年光电子技术的飞速发展，目前市场上已经有各类集成了光发射机和光接收机于一体的光收发一体化模块产品，光发射单元407用于将电接口单元409输入的电信号转换为光信号发送出去；光接收单元408实现将输入的光信号转换为电信号通过电接口单元409输出。或者，所述光发射单元407、光接收单元408和电接口单元409由彼此独立的两部分组成，这两部分分别为带有电接口的光发送单元和带有电接口的光接收单元。

光发射单元407通过光纤连接至发送端光开关402的一个入光口。光接收单元408通过光纤连接至接收端光开关403的一个出光口。这样，光发射单元407发出的次要业务光信号就通过光开关402和线路光纤传送至对端OLP设备，而来自对端OLP设备的次要业务光信号通过线路光纤和光开关403传送至光接收单元408。控制单元401可以发电信号至电接口单元409，用于控制光收发一体模块内部激光器的开启或关闭。光收发一体模块的电接口单元409连接至10M/100M以太网交换芯片410的一个光口工作模式的端口（包括数据发送口和数据接收口），以太网交换芯片410的一个电口工作模式的端口（包括数据发送口和数据接收口）连接到以太网变压器411，经过以太网变压器411最后再连接到OLP设备面板上的电接口412。用户可以用以太网线将电接口412连接到以太网交换机、路由器、集线器（HUB）、计算机等以太网设备的以太电口。电接口412可以为RJ-45接口。控制单元401可以通过串行外设接口(SPI，Serial Peripheral Interface)总线读取、配置以太网交换芯片410内部的寄存器，使得用户可以配置次要业务电接口412的开启或关闭、速率、双工、自协商状态或上述内容的任意组合，便于与其他以太网设备的电口状态相匹配，使两者能够协调工作。

这一次要业务通道的工作原理类似于以太网光纤收发器：一方面，次要业务电接口412收到的以太业务信号先后经过以太网交换芯片410和光收发一体化模块转换为光信号，然后该光信号通过非工作光纤线路的发射端口发送至对端设备的光口；另一方面，从非工作光纤线路的接收端口收到的光信号先后经过光收发一体模块和以太网交换芯片410转换为以太电信号，从RJ-45端口发出。另外，控制单元401通过访问以太网交换芯片410内部的寄存器，也可以获得对端OLP设备次要业务通道的光口、电口的连接状态，从而本端OLP设备能够确定次要业务所在的非工作光纤线路（收、发双向）是否完全畅通，这样虽然没有系统内部的通信协议传送，但依然可以实现备纤监测功能，并且能够保证切换的可靠性和有效性。

本发明实施例提出的光纤线路保护系统实现切换保护功能，是基于读取各光通道收、发端口的光功率以及关闭次要业务光源的切换判决机制实现的，下面以主用线路的一根光纤发生故障为例来说明系统的切换过程。如图6a所示，起初主要业务信号工作于主用线路，从某一时刻开始其中的一条主用线路发生故障（以图中的×表示），OLP设备B的用于监测主用接收线路的光功率探测单元探测的光功率低于设定的切换阈值，而其它光功率探测单元探测的光功率都正常，并且次要业务通道（收、发双向）也正常。OLP设备B判定满足自动切换判据，将两只光开关由直连态转换为交叉态，完成本端的光路切换，如图6b所示。在光路切换的同时，OLP设备B的控制单元控制光收发一体模块关断激光器。

由于OLP设备B的次要业务光源已关断，同时主要业务光信号已被切换至备用线路传送，OLP设备A会监测到主用线路接收到的光功率低于切换阈值，而其它监测端口的光功率都正常，OLP设备A判定满足自动切换判据，将本地的两只光开关由直连态打为交叉态，完成本端的光路切换，如图6c所示，至此由两台OLP设备所组成的OLP系统已经成功完成由主用线路向备用线路的切换。

切换后，被保护的主要业务信号在备用线路上正常传输，实现了线路保护功能；而次要业务信号被切换到故障线路，需要等到线路故障排除后，才能继续进行次要业务的正常传输。需要指出，本OLP系统中的两台OLP设备是平等的，不分主机、从机。

在OLP系统与密集波分复用传输系统或光发大器装置配合使用时，如果OLP系统没有自动激光关断功能，即便做中继的光发大器装置开启了自动激光关断功能，在实际应用中也很可能起不到此功能应有的作用。如图7所示，在备用线路中加入了光放大器装置，若在A点处光纤发生故障，光缆维修人员在故障点进行维修作业，由于OLP设备A没有自动激光关断功能，其内置光源持续发光，则光放大器A由于一直能收到稳定的输入光信号，因此不会触发其自动激光关断机制，该光放大器会一直正常工作，结果在A点处的光功率必然很强，不能保证正在操作的光缆维修人员的人身安全，这样是不符合激光安全标准的。

由于本发明实施例方案不需要配对使用的两台OLP设备间进行实时的内部通讯，切换时也不需要内部协议握手，因此允许在需要的情况下关断次要业务光源（代价只是暂时中断次要业务），所以从设计原理上可以实现自动激光关断功能。具体实现方案是：OLP设备一旦监测到从主用线路或备用线路发送过来的光信号的光功率低于设定的阈值，便会触发自动激光关断机制，关断传送次要业务的内置光发送机。一旦监测到主用线路和备用线路的光功率重新恢复到阈值之上，便会再次开启内置光发送机，使次要业务得以恢复传输。这一过程是自动的，不需要人工干预。

基于上述实施例提出的光纤线路保护系统所实现次要业务，可以实现一些具有实用价值的技术方案。例如，用次要业务通道实现带外远端网管的功能，使OLP系统的功能更加强大。只需要光纤线路保护设备中增加一个管理数据处理单元（例如通过一颗独立的FPGA芯片实现这部分功能），管理数据处理单元分别与以太网交换芯片、控制单元进行数据交互。所述控制单元进一步用于生成包括所述光功率探测单元的探测结果的管理信息，并将所述管理信息发送至所述管理数据处理单元。管理数据处理单元用于将管理信息插替到以太数据帧中，以及从以太数据帧中分离出管理信息。这样就实现一种带外管理手段，不与用户数据争用光路带宽，即使在网络流量最大的情况下，也不会因为传送管理信息而导致用户数据的延迟或丢弃。这样用户就可以通过一端OLP设备连接的网管系统获取整个OLP系统的主用线路和备用线路共四条光纤的光功率实时监测情况以及两端被保护的用户设备的发光功率、收光功率的实时监测结果，全面掌握光纤线路和被保护的光通信系统的工作状况。

本发明实施例技术方案具有如下有益效果：

1、由于以太网交换芯片的两个数据端口分别连接至光收发一体模块的电接口和面板上的RJ-45端口，控制单元可以通过总线访问交换芯片内部的寄存器，既可以配置交换芯片电口的工作状态，又可以获得非工作线路（双向）的状态信息，因此用户可以利用非工作线路的两根光纤传送一路次要业务，本实施例方案实现的次要业务类型为百兆以太业务，在实际应用中，所述次要业务也可以是可利用光纤传输的其他类型通信业务。这类业务的用途很广泛。这样，备用线路的实际使用价值会大大增加，能给用户带来更大的利益。

2、由于切换判决机制是基于对各端口光功率的判断（属物理层），并非基于内部协议指令（属协议层），即配对使用的两台OLP设备间不需要进行实时通信，因此在线路中有光-电-光中继或线路质量较差的使用场合下，OLP系统的功能、性能不受任何影响，使用起来更为方便、可靠。

3、由于配对使用的两台OLP设备间不需要进行实时且不能中断的内部通讯，OLP系统可以实现自动激光关断功能，在配合被保护的强发光系统使用时，能够充分确保光缆维修人员和设备维护人员的人身安全。

4、从设计原理和以太网交换芯片的自身功能来看，用户是否真在传一路百兆以太业务，甚至是否将网线插入OLP设备的次要业务接口，对于OLP系统实现备纤监测功能和线路保护功能以及自动激光关断功能等均不会产生任何不利影响。用户使用起来十分方便、灵活。

本实施例中次要业务为百兆以太网业务，也可以根据实际需要选用可以利用光纤传输的其他通信业务，如将百兆以太网交换芯片升级为千兆以太网交换芯片，或更换为其他业务类型的电路模块（如SDH、PDH、低速串行业务模块等）。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种光纤线路保护设备，包括用于连接被保护设备光发射机的Tx接口，用于连接被保护设备光接收机的Rx接口，用于连接主用光纤的发射端口T1及接收端口R1，用于连接备用光纤的发射端口T2和接收端口R2，

其特征在于，光纤线路保护设备还包括用于实现光电信号互换的光电转换模块、用于实现电信号与次要业务信号互换的次要业务模块、第一2×2光开关（402）、第二2×2光开关（403）和控制单元（401）；在接收端口R1到第二2×2光开关（403）的第一入光口的光路以及接收端口R2到第二2×2光开关（403）的第二入光口的光路上包括：光功率探测单元（405，406），用于探测其所在光路中的光功率，并将探测结果传送至控制单元（401）；

第一2×2光开关（402）的第一入光口连接Tx接口，第一出光口和第二出光口分别连接T1接口和T2接口；

第二2×2光开关（403）的第一入光口和第二入光口分别连接接收端口R1和接收端口R2，第一出光口连接Rx接口；

控制单元（401）用于控制所述第一2×2光开关（402）和第二2×2光开关（403）同时切换为第一状态或同时切换为第二状态；控制单元（401）根据来自所述光功率探测单元（405，406）的探测结果确定主用光纤和备用光纤的光功率；若原本第一2×2光开关（402）和第二2×2光开关（403）都处于第二状态，当控制单元（401）监测到备用光纤的光功率小于切换阈值且主用光纤的光功率大于切换阈值，则将所述第一2×2光开关（402）和第二2×2光开关（403）同时切换为第一状态；若原本第一2×2光开关（402）和第二2×2光开关（403）都处于第一状态，当控制单元（401）监测到主用光纤的光功率小于阈值且备用光纤光功率大于阈值，则将所述第一2×2光开关（402）和第二2×2光开关（403）同时切换为第二状态；

所述光电转换模块包括光发射单元（407）、光接收单元（408）和电接口单元（409）；

光发射单元（407）与所述第一2×2光开关（402）的第二入光口连接，光接收单元（408）与所述第二2×2光开关（403）的第二出光口连接；

电接口单元（409）与次要业务模块具备电信号连接，也与控制单元（401）具备电信号连接；

次要业务模块用于将来自用户设备的次要业务信号转换为所述电接口单元（409）可以接收的电信号，并将所述电信号输送至电接口单元（409）；以及将来自所述电接口单元（409）的电信号转换为次要业务信号并传输至用户设备；

所述光接收单元（408）将接收的次要业务光信号转换为电信号，通过所述电接口单元（409）将所述电信号传输至次要业务模块；电接口单元（409）还接收来自次要业务模块的电信号，并通过所述光发射单元（407）将所述电信号转换为光信号输出。

2.根据权利要求1所述的光纤线路保护设备，其特征在于，所述光发射单元（407）、光接收单元（408）和电接口单元（409）由光收发一体模块产品实现；或者，

所述光发射单元（407）、光接收单元（408）和电接口单元（409）由彼此独立的、带有电接口的光发送单元和带有电接口的光接收单元实现。

3.根据权利要求1所述的光纤线路保护设备，其特征在于，所述次要业务为一路以太网业务。

4.根据权利要求3所述的光纤线路保护设备，其特征在于，所述次要业务模块包括：依次连接的以太网交换芯片（410）、以太网变压器（411）和次要业务电接口（412）；

所述以太网交换芯片（410）用于将来自以太网变压器（411）的以太网信号转换为所述电接口单元（409）可以接收的电信号，并将所述电信号输送至电接口单元（409）；以及将来自所述电接口单元（409）的电信号转换为以太网信号并传输至以太网变压器（411）。

5.根据权利要求4所述的光纤线路保护设备，其特征在于，所述次要业务电接口（412）为RJ-45接口。

6.根据权利要求4所述的光纤线路保护设备，其特征在于，所述控制单元（401）进一步用于读取和/或配置所述以太网交换芯片（410）内部的寄存器。

7.根据权利要求6所述的光纤线路保护设备，其特征在于，所述控制单元（401）配置所述以太网交换芯片（410）内部的寄存器的目的是用于配置所述次要业务电接口的开启或关闭、速率、双工、自协商状态或上述内容的任意组合。

8.根据权利要求6所述的光纤线路保护设备，其特征在于，所述控制单元（401）读取所述以太网交换芯片（410）内部的寄存器，用于确定次要业务所在的光纤线路是否完全畅通。

9.根据权利要求1至8任一项所述的光纤线路保护设备，其特征在于，所述光功率探测单元（405，406）由光分路器、光探测器、放大器和模数转换器组成；

所述光分路器用于将所在光路中光功率大于或等于90％的部分送入第二2×2光开关（403）的入光口，将光功率小于或等于10％的部分输入光探测器；光探测器将所输入的光信号转换为电流信号，由放大器对所述电流信号转换为模拟电压信号并进行放大，并由所述模数转换器将所述放大后的模拟电压信号转换为数字信号，所述数字电信号输出至控制单元（401）。

10.根据权利要求9所述的光纤线路保护设备，其特征在于，所述模数转换器为独立的模/数转换芯片，或者为集成在控制单元（401）内部的模/数转换功能模块。

11.根据权利要求1至8任一项所述的光纤线路保护设备，其特征在于，所述控制单元（401）根据来自所述光功率探测单元的探测结果确定主用光纤和备用光纤的光功率，若所确定的主用光纤或备用光纤的光功率从大于阈值变化为小于阈值，则控制单元关闭所述光发射单元；

在关闭所述光发射单元后，若所确定的主用光纤或备用光纤的光功率从小于阈值变化为大于阈值，则控制单元开启所述光发射单元。

12.根据权利要求1至8任一项所述的光纤线路保护设备，其特征在于，所述光纤线路保护设备进一步包括管理数据处理单元；

所述控制单元进一步用于生成包括所述光功率探测单元的探测结果的管理信息，并将所述管理信息发送至所述管理数据处理单元；

所述管理数据处理单元用于将所述管理信息加入次要业务模块的次要业务信号中，以及，从所述次要业务模块的次要业务信息中提取管理信息。

13.一种光纤线路保护系统，包括第一光纤线路保护设备和第二光纤线路保护设备，第一光纤线路保护设备的发射端口T1通过光纤连接第二光纤线路保护设备的接收端口R1，第一光纤线路保护设备的发射端口T2通过光纤连接第二光纤线路保护设备的接收端口R2，第一光纤线路保护设备的接收端口R1通过光纤连接第二光纤线路保护设备的发射端口T1，第一光纤线路保护设备的接收端口R2通过光纤连接第二光纤线路保护设备的发射端口T2，其特征在于，所述第一光纤线路保护设备和第二光纤线路保护设备为权利要求1所述的光纤线路保护设备。

14.根据权利要求13所述的光纤线路保护系统，其特征在于，连接第一光纤线路保护设备的发射端口T2和第二光纤线路保护设备的接收端口R2的光纤通路中进一步包括光放大器；

和/或，连接第一光纤线路保护设备的接收端口R2和第二光纤线路保护设备的发射端口T2的光纤通路中进一步包括光放大器。

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