CN104270191B - 波分复用汇聚接入型双纤环光网络实现波长复用和互保护功能的系统与方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种波分复用汇聚接入型双纤环光网络实现波长复用和保护功能的系统和方法。本系统是：一个中心局CO通过两根光纤环连接N个远端结点RN形成双环形网络，在远端结点RN通过分布光纤与光网络单元ONU相连接。本发明可实现波长复用功能；实现对双纤环的互保护使系统在成本和性能之间达到了均衡，可实现对传输距离和规模的灵活选择，使系统可以适应不同的网络需要。
Description
技术领域
本发明涉及光通信领域，具体是涉及一种波分复用汇聚接入型双纤环光网络实现波长复用和互保护功能的系统和方法。
背景技术
波分复用技术（WDM）技术可以在不改变物理基础设备的情况下升级带宽，大幅度提升网络的传输容量，实现虚拟的点对点传输，各个用户之间不会共享信息，具有天然的安全性。也正因为于WDM技术的引入，在光接入网中，网络整体的传输容量相较传统的时分复用技术（TDM）大大提高，因此人们对于网络的可靠性要求也越来越高，而可以提供故障自愈和保护的网络成了当前的一大研究热点。环形网络凭借着自身拓扑结构的特点，可以提供比树形网络更高的可靠性，成为了当下研究的热点。同时为了使得接入网能够提供长距离、大容量的接入能力，城域网与接入网的融合日益受到人们的关注。再者，为了提高网络中的对有限波长资源的利用率，降低网络总体成本，波长复用也成为当前的一大研究方向。本发明对系统的体系架构进行了合理的布局，系统不仅可以实现波长复用，使得波长利用率提高一倍、实现双纤的互保护，同时可以满足长距离、大规模的汇聚接入要求，而且系统在成本和性能间也能达到理想状态。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的缺陷，提供了一种波分复用汇聚接入型双纤环光网络实现波长复用和保护功能的系统和方法，能有效的在双纤环网中提高波长的利用率和对双纤的互保护，同时本系统还支持长距离、大规模的汇聚接入传输。
为达到上述目的，本发明的核心思想是：在中心局CO中放置两个光线路终端OLT进行多波长的下行调制与上行接收，同时安置两个切换设备（Switch Device，SD）进行网络故障时的线路切换。在远端结点RN处采用一种新的结构配置方式，通过这种新的远端节点RN的结构方式，实现同时对两根纤环进行双向的接受与发送，为四个光网络单元ONU提供下行接入与上行传输，并且通过内置的四个交换盒（Exchange Box，EB）进行网络故障时的线路切换，实现双纤环的互保护。
根据上述发明构思，本发明采用下列方案：
一种波分复用汇聚接入型双纤环光网络实现波长复用和保护功能的系统，由中心局CO通过两根单模光纤环连接N个远端结点RN，各个远端结点RN通过分布光纤连接至一个光网络单元组，每个光网络单元组包含四个光网络单元ONU；其特征在于：
1)所述的中心局CO是由第一光线路终端OLT1和第二光线路终端OLT2、2N个分布式反馈激光器DFB、一个第一12N阵列波导光栅AWG、一个第一光耦合器和切换设备SD1和切换设备SD2组成；2N个分布式反馈激光器DFB与一个第一1 2N阵列波导光栅AWG相连，其输出通过第一光耦合器分别连接至第一、第二光线路终端OLT；在第一、第二光线路终端OLT中，第一光耦合器的输出与一个第二1 2N阵列波导光栅AWG相连，其2N个输出连接至2N个发射机，再通过一个第三1 2N阵列波导光栅AWG与一个第一光环路器相连，第一光环路器的一路输出通过第四1 2N阵列波导光栅AWG与2N个接收机相连，另一路则连接至位于第一、第二切换设备SD中的一个12的光开关的端口1；在第一、第二切换设备SD中，第一光环路器的一路输出连接至一个12的光开关的端口1，其输出端口2、3分别通过一个第二光耦合器和一个第二光环路器连接至一个42的光开关的1、3、4、6端口，其输出端口2、3分别连接至第一粗波分复用器与位于另一第二、第一切换设备SD中的第二粗波分复用器，第一粗波分复用器的两路输出分别接至第一、第二可调谐滤波器TOF，而第二粗波分复用器的两路输出分别接至第三、第四可调谐滤波器TOF，第一、第三可调谐滤波器TOF通过一个粗波分复用器连接至一个22的光开关端口1，而第二、第四可调谐滤波器TOF通过一个粗波分复用器连接至一个22的光开关端口4，22的光开关的输出端口2、3分别连接至一个第三、第四光耦合器后经双纤环依次连接至N个远端结点RN，第三、第四光耦合器）的输出共同连接至一个光信号监测仪。
2）所述的远端结点RN中，包含有四个第五光耦合器、两个23的光开关、两个第四粗波分复用器与四个交换盒EB；其中，两根光纤环分别连接至一个第五光耦合器，其一路输出分别送入两个交换盒EB,另一路则分别连接至一个23的光开关的端口1和2，其输出端口3与5分别送入交换盒EB1和EB2或交换盒EB4和EB3,而输出端口4通过一个第四粗波分复用器后分为两部分分别送入交换盒EB1和EB2或交换盒EB4和EB3；在交换盒EB1和EB2或交换盒EB4和EB3中，第五光耦合器的输出连接至一个光信号监测仪，23的光开关的输出端口3、5分别连接至交换盒EB1和EB2或交换盒EB4和EB3中的一个第三光环路器，其两路输出分别连接至一个33的光开关的端口1、2，第四粗波分复用器的两路输出分别接入交换盒EB1和EB2或交换盒EB4和EB3中的第四光环路器，其两路路输出分别连接至33的光开关的端口3、6，33的光开关的端口5连接至一个第五1 2N阵列波导光栅AWG，其2N个输出中一路通过一个第五光环路器接入一根分布光纤并连接至一个光网络单元OUN，而第五光环路器另一端与第五1 2N阵列波导光栅AWG其余2N-1个输出一起连接至一个第六光耦合器后送至交换盒EB4和EB3或交换盒EB1和EB2中通过一个掺铒光纤光放大器EDFA后连接至33的光开关的端口4。
3）所述的N个光网络单元OUN组分别由远端结点RN通过四根分布光纤连接的四个光网络单元OUN组成；各个光网络单元OUN中，包括一个与分布光纤相连的一个1:2光耦合器，一个下行信号接收机、一个半导体光放大器SOA、一个电吸收调制器EAM和一个第六光环路器组成；1:2光耦合器的一路输出直接连接至下行信号接收机，其另一路输出通过一个第六光环路器通过半导体光放大器SOA接至一个电吸收调制器EAM后再次接回第六光环路器。
一种波分复用汇聚接入型双纤环光网络实现波长复用和保护功能的方法，采用上述的波分复用汇聚接入型双纤环光网络实现波长复用和保护功能系统进行操作，其特征在于：系统工作在正常模式时，在中心局CO处，分布式反馈激光器DFB提供2N个波长通过第一1 2N阵列波导光栅AWG复用后被第一光耦合器分为两部分送入第一、第二光线路终端OLT中；在第一光线路终端OLT1中，光源经过第二1 2N阵列波导光栅AWG解复用后在2N个发射机处进行下行信号的调制，再通过第三1 2N阵列波导光栅AWG复用后，通过一个第一光环路器送至切换设备SD1；而第二光线路终端OLT2同样对光源进行下行调制后，将下行信号送至切换设备SD2；在切换设备SD1中，下行信号连接至12的光开关，在正常模式下12的光开关的端口1与端口3相通，则下行信号传送至第二光环路器后被送入42的光开关的端口4，在正常模式下42的光开关的端口4与端口2相通且端口6与端口5相通，下行信号通过42的光开关的端口2连接至第一粗波分复用器，其一路输出连接至第二可调谐滤波器TOF，而另一路输出连接至第一可调谐滤波器TOF；在正常模式下，第一可调谐滤波器TOF将通频带调至，使得下行信号得以通过，而第二可调谐滤波器TOF将通频带调至，使得下行信号得以通过；下行信号、分别通过粗波分复用器后连接至22的光开关的端口4与端口1，在正常模式下22的光开关的端口4与端口3相通且端口1与端口2相通，则下行信号、分别连接至内纤环和外纤环在逆时针方向进行下行传输；与第一光线路终端OLT1(12)和切换设备SD1类似，第二光线路终端OLT2同样对光源进行下行调制后，将下行信号送至切换设备SD2后，使得下行信号、分别连接至内纤环和外纤环在顺时针方向进行下行传输；在远端结点RN处，在顺时针方向接收到内纤环中的N个波长，其中载有远端结点RN1中光网络单元的上行信号，其余则载有下行信号；光信号通过第五光耦合器后连接至23的光开关的端口1，在正常模式下，23的光开关的端口1与端口3相通且端口2与端口5相通，则光信号通过23的光开关的端口3送入了交换盒EB1；在交换盒EB1中，光信号首先通过一个第三光环路器送至33的光开关的端口2，在正常模式下，33的光开关的端口1与端口4相通且端口2与端口5相通，则光信号通过33的光开关的端口5连接至第五1 2N阵列波导光栅AWG，其2N个输出中一路输出将下行信号通过一个第五光环路器接入一根分布光纤并连接至一个光网络单元；在光网络单元中，下行信号通过一个光耦合器分为两部分，其中一路送入接收机进行下行信号的接收，而另一路通过第六光环路器后通过一个处于饱和状态的半导体光放大器SOA对下行信号进行擦除，接着在电吸收调制器EAM中进行上行信号的调制，载有上行信息的光信号通过第六光环路器接入分布光纤重新送回位于远端结点中的交换盒EB1；上行信号在交换盒EB1中通过第五光环路器后与第五1 2N阵列波导光栅AWG其余2N-1个输出一起连接至一个第六光耦合器后送至交换盒EB4中通过一个掺铒光纤光放大器EDFA将光信号进行放大，随后接入33的光开关的端口4,并从端口1连接至第三光环路器，接着上行信号与下行信号通过23的光开关的端口3与端口1后送入内纤环中继续逆时针传输；采用同样的方法内纤环中，顺时针方向，上行信号与下行信号在交换盒EB4中将下行信号送入光网络单元接收，并进行上行调制后将上行信号与下行信号送回内纤环中在顺时针方向继续传输；对于外纤环采用与内纤环相同的方法，在逆时针和顺时针方向上分别将下行信号和在交换盒EB2和交换盒EB3中送入光网络单元和进行下行信号的接收与上行信号的重调制，随后光信号与各自在逆时针方向和顺时针方向沿着外纤环继续传输；当上行信号返回至中心局CO处后，在顺时针方向上上行信与分别沿着内纤环与外纤环连接至切换设备SD1中22的光开关的端口3和端口2并从端口4和端口1分别连接至粗波分复用器与第四、第三可调谐滤波器TOF，之后在第二粗波分复用器处复用并送入切换设备SD2中的42的光开关的端口5，并通过其端口6和第二光环路器连接至12的光开关的端口3，随后通过其端口1送入第二光线路终端OLT2；在第二光线路终端OLT2中，上行信号通过第一光环路器送入第四1* 2N阵列波导光栅AWG解复用后在2N个接收机中进行上行信息的接收；在逆时针方向，则采用与顺时针方向相同的方法将上行信与分别沿着内纤环与外纤环连接至切换设备SD2，并最终送至第一光线路终端OLT1中进行上行信息的接收。
上述波分复用汇聚接入型双纤环光网络实现波长复用和保护功能的方法，其特征在于：
1)当网络中中心局CO与远端节点或之间，或者是远端节点RN之间的双纤环段中任意一根光纤发生故障时，网络则进入保护模式一；当光纤故障发生在中心局CO与远端节点之间，切换设备SD1中的光信号监测仪检测到光信号发生变化，使得切换设备SD1进入保护模式一；在护模式一下，切换设备SD1中22的光开关的端口1和端口4与正常工作光纤环所连接的端口相通，当内纤环发生故障，端口1和端口4分别与端口2相通，反之亦然；通过22的光开关的切换使得下行业务与通过同一根光纤传输至；在中，通过光信号监测仪检测到光信号发生变化使得进入保护模式一；在保护模式一下，23的光开关的端口4与正常工作光纤环的端口相通，当内纤环发生故障，端口4与端口2相通，反之亦然；而交换盒EB1与交换盒EB2中33的光开关的端口4与端口6相通，端口5与端口3相通；下行业务与通过23的光开关的端口4接入第四粗波分复用器，下行信号送入交换盒EB1而下行信号送入交换盒EB2；在交换盒EB1中下行信号通过第四光环路器连接至33的光开关的端口3，并通过端口5送入第五1 2N阵列波导光栅AWG，随后则与正常模式采用相同的方法进行下行传输；而交换盒EB2中的下行信号也通过相同的方法实现保护模式一下的下行传输；对于上行信号而言，连接至交换盒EB1中的33的光开关的端口4，随后通过端口6连接至第四光环路器，之后通过交换盒EB2中的第四光环路器送入第四粗波分复用器；而上行信号也采用相同的方法送至第四粗波分复用器；经过第四粗波分复用器复用，上行信号通过23的光开关的端口4接入正常工作的光纤环送入中心局CO；在中心局CO处，上行信号通过切换设备SD1中的22的光开关分为两份分别送入粗波分复用器随后则与正常模式采用相同的方法进行上行传输；当光纤故障发生在中心局CO与远端节点之间时，切换设备SD2和远端节点中的交换盒EB4与交换盒EB3分别采用与切换设备SD1和远端节点中的交换盒EB1与交换盒EB2相同的方法实现保护模式一下的上下行业务传输；当光纤故障发生在远端节点之间时，与故障光纤相连的23光开关和交换盒EB1与交换盒EB2或交换盒EB4与交换盒EB3采用与远端节点中的交换盒EB1与交换盒EB2相同的方法实现保护模式一下的上下行业务传输。
2)如果网络任意双纤环段中双纤同时发生故障时，中心局CO中的光信号监测仪与远端节点中的光信号监测仪检测到光信号发生变化，使得网络进入保护模式二；在保护模式二下，中心局CO中位于切换设备SD1和切换设备SD2中的12光开关端口1和端口2相通，42光开关端口1和端口2相通且端口3和端口5相通，22光开关端口1和端口2相通且端口4和端口3相通；与光纤故障点相邻的远端节点中与光纤故障相接的交换盒EB1与交换盒EB2或交换盒EB4与交换盒EB3中的33光开关的端口4和端口5相通，其余部分则与正常模式保持一致；第一光线路终端OLT1的下行业务,通过切换设备SD1中的12光开关接入第二光耦合器被分为两部分分别连接42光开关的端口1和端口3，随后通过42光开关被分别送入第一粗波分复用器和位于切换设备SD2中的第二粗波分复用器；切换设备SD1中的第一粗波分复用器将下行信号分为与分别连接至第一可调谐滤波器TOF和第二可调谐滤波器TOF，而第二粗波分复用器将下行信号分为与分别连接至第三可调谐滤波器TOF和第四可调谐滤波器TOF；第一可调谐滤波器TOF和第三可调谐滤波器TOF分别对下行信号和进行滤波，根据光纤故障点位置将切换设备SD1与光纤故障点位置间远端节点RN所需要的下行波长保留而将其余波长滤除，之后在粗波分复用器进行复用并通过22光开关的端口1接入外纤环逆时针传输；第二可调谐滤波器TOF和第四可调谐滤波器TOF采用相同的方法分别对下行信号和进行滤波，并连接至粗波分复用器、22光开关的端口4接入内纤环逆时针传输；光信号采用和正常模式相同的方法在各个远端节点RN传输，当传输至光纤故障点临近的远端节点RN时，光信号通过与光纤故障点相邻的交换盒EB4与交换盒EB3中的33光开关的端口4和端口5连接至第五1 2N阵列波导光栅AWG随后与正常模式相同在光纤环中反向顺时针传输；当上行信号回送至中心局CO处，通过粗波分复用器将上行信号分别解复用后通过第一~第四可调谐滤波器TOF后在第一、第二粗波分复用器进行复用并分别连接至42光开关的端口2和位于切换设备SD2中的42光开关的端口5,，随后通过第二光耦合器和12光开关回送至第一光线路终端OLT1；对于切换设备SD2与光纤故障点间远端节点RN的上下行通信可以通过相同的方法实现。
与现有技术相比，本发明的独特优势和显著性特色在于：（1）实现了环网中的波长重用，通过纤环上光信号的双向传输使得网络的波长利用率提高了一倍（2）通过双纤环的网络结构可以提供高可靠性的业务传输，即使在网络中多处光纤出现故障的情况下，网络依然能够正常工作（3）通过对可选器件的选择，可以根据实际情况灵活选择网络规模和传输距离。
附图说明
图1为本发明一个实施例波分复用汇聚接入型双纤环光网络实现波长复用和保护功能的系统示意图。
图2为波分复用汇聚接入型双纤环光网络中心局CO内部结构的示意图。
图3为波分复用汇聚接入型双纤环光网络远端结点RN内部结构的示意图。
图4为波分复用汇聚接入型双纤环光网络保护模式一下的系统示意图。
图5波分复用汇聚接入型双纤环光网络保护模式一下的中心局CO内部结构的示意图。
图6波分复用汇聚接入型双纤环光网络保护模式一下的远端结点RN1内部结构的示意图。
图7波分复用汇聚接入型双纤环光网络保护模式一下的远端结点RN2内部结构的示意图。
图8为波分复用汇聚接入型双纤环光网络保护模式二下的系统示意图。
图9波分复用汇聚接入型双纤环光网络保护模式二下的中心局CO内部结构的示意图。
图10波分复用汇聚接入型双纤环光网络保护模式二下的远端结点RN内部结构的示意图。
具体实施方式
本发明的优选实施例结合附图详述如下：
实施例一：
参见图1，本波分复用汇聚接入型双纤环光网络实现波长复用和保护功能的系统，由中心局CO（1）通过两根单模光纤环（2和3）连接N个远端结点RN（4），各个远端结点RN（4）通过分布光纤（11）连接至一个光网络单元组（5），每个光网络单元组包含四个光网络单元ONU（6~9）。
参见图2，所述的中心局CO（1）包括有第一、第二光线路终端OLT（12、59）、2N个分布式反馈激光器DFB(13)、一个第一1 2N阵列波导光栅AWG（14）、一个第一光耦合器（15）和第一、第二切换设备SD(22、55)；其中第一、第二光线路终端OLT（12、59）中包含有2N个光信号发射机（17）、2N个光信号接收机（19）、第二、第四和第三1 2N阵列波导光栅AWG（16、18和20）、一个第一光环路器（21）；第一、第二切换设备SD(22、55)包含有一个12的光开关（23）、一个42的光开关（26）、一个22的光开关（35）、四个第一、第二粗波分复用器（27、28、33和34）、第二、第三和第四光耦合器（25、38和37）、一个第二光环路器（24）、一个光信号监测仪（36）和四个第一~第四可调谐滤波器TOF（29~32）；2N个分布式反馈激光器DFB（13）与第一1 2N阵列波导光栅AWG（14）相连，其输出通过一个第一光耦合器（15）分别连接至第一、第二光线路终端OLT（12、59）；在第一、第二光线路终端OLT（12、59）中，第一光耦合器（15）的输出与一个第二1 2N阵列波导光栅AWG（16）相连，其2N个输出连接至2N个发射机（17），再通过一个第三1 2N阵列波导光栅AWG（20）与一个第一光环路器（21）相连，第一光环路器（21）的一路输出通过第四1 2N阵列波导光栅AWG（18）与2N个接收机（19）相连，另一路则连接至位于第一、第二切换设备SD（22、55）中的一个12的光开关（23）的端口1；在第一、第二切换设备SD（22、55）中，第一光环路器（21）的一路输出连接至一个12的光开关（23）的端口1，其输出端口2、3分别通过一个第二光耦合器（25）和一个第二光环路器（24）连接至一个42的光开关（26）的1、3、4、6端口，其输出端口2、3分别连接至第一粗波分复用器（27）与位于另一第二、第一切换设备SD（55、22）中的第二粗波分复用器（28），第一粗波分复用器（27）的两路输出分别接至第一、第二可调谐滤波器TOF（29、31），而第二粗波分复用器（28）的两路输出分别接至第三、第四可调谐滤波器TOF（30、32），第一、第三可调谐滤波器TOF（29、30）通过一个粗波分复用器（33）连接至一个22的光开关（35）端口1，而第二、第四可调谐滤波器TOF（31、32）通过一个粗波分复用器（34）连接至一个22的光开关（35）端口4，22的光开关（35）的输出端口2、3分别连接至第三、第四光耦合器（38、37）后经双纤环（2和3）依次连接至N个远端结点RN（4），第三、第四光耦合器（38、37）的输出共同连接至一个光信号监测仪（36）；
参见图3，所述远端结点RN（2）包括包含有四个第五光耦合器（40）、两个23的光开关（41）、两个第四粗波分复用器（42）与四个交换盒EB（39、56~58）；而四个交换盒EB（39、56~58）分别又由一个光信号监视仪（50）、一个第六光耦合器（48）、一个33的光开关（44）、第四、第三和第五光环路器（43、45和47）、一个第五1 2N阵列波导光栅AWG（46）和一个可选的掺铒光纤放大器EDFA（49）组成；远端结点RN（4）中，两根光纤环（2、3）分别连接至一个第五光耦合器（40），其一路输出分别送入两个交换盒EB（39、57或56、58）,另一路则分别连接至一个23的光开关（41）的端口1和2，其输出端口3与5分别送入交换盒EB1（39）和EB2（57）或交换盒EB4（56）和EB3（58）,而输出端口4通过一个第四粗波分复用器（42）后分为两部分分别送入交换盒EB1（39）和EB2（57）或交换盒EB4（56）和EB3（58）；在交换盒EB1（39）和EB2（57）或交换盒EB4（56）和EB3（58）中，第五光耦合器（40）的输出连接至一个光信号监测仪（50），23的光开关（41）的输出端口3、5分别连接至交换盒EB1（39）和EB2（57）或交换盒EB4（56）和EB3（58）中的一个第三光环路器（45），其两路输出分别连接至一个33的光开关（44）的端口1、2，第四粗波分复用器（42）的两路输出分别接入交换盒EB1（39）和EB2（57）或交换盒EB4（56）和EB3（58）中的第四光环路器（43），其两路路输出分别连接至33的光开关（44）的端口3、6，33的光开关（44）的端口5连接至一个第五1 2N阵列波导光栅AWG（46），其2N个输出中一路通过一个第五光环路器（47）接入一根分布光纤（11）并连接至一个光网络单元OUN（6~9），而第五光环路器（47）另一端与第五1 2N阵列波导光栅AWG（46）其余2N-1个输出一起连接至一个第六光耦合器（48）后送至交换盒EB4（56）和EB3（58）或交换盒EB1（39）和EB2（57）中通过一个掺铒光纤光放大器EDFA（49）后连接至33的光开关（44）的端口4。
参见图1，所述的光网络单元组（5）由四个ONU（6~9）组成，每个ONU包括一个第六光环路器（54）、一个电吸收调制器EAM（53）一个光耦合器（10）、一个半导体光放大器SOA（52）和一个光信号接收机（51）组成；1:2光耦合器（10）的一路输出直接连接至下行信号接收机（51），其另一路输出通过一个第六光环路器（54）通过半导体光放大器SOA（52）接至一个电吸收调制器EAM（53）后再次接回第六光环路器（54）。
实施例二：
参见图1，图2，图3所示系统，实现系统波分复用汇聚接入型双纤环光网络的波长复用和保护功能的的具体方法是：系统工作在正常模式时，在中心局CO（1）处，分布式反馈激光器DFB（13）提供2N个波长通过第一1 2N阵列波导光栅AWG（14）复用后被第一光耦合器（15）分为两部分送入第一、第二光线路终端OLT(12、59)中；在第一光线路终端OLT1(12)中，光源经过第二1 2N阵列波导光栅AWG（16）解复用后在2N个发射机处进行下行信号的调制，再通过第三1 2N阵列波导光栅AWG（20）复用后，通过一个第一光环路器（21）送至切换设备SD1（22）；而第二光线路终端OLT2(59)同样对光源进行下行调制后，将下行信号送至切换设备SD2（55）；在切换设备SD1（22）中，下行信号连接至12的光开关（23），在正常模式下12的光开关（23）的端口1与端口3相通，则下行信号传送至第二光环路器（24）后被送入42的光开关（26）的端口4，在正常模式下42的光开关（26）的端口4与端口2相通且端口6与端口5相通，下行信号通过42的光开关（26）的端口2连接至第一粗波分复用器（27），其一路输出连接至第二可调谐滤波器TOF(31)，而另一路输出连接至第一可调谐滤波器TOF(29)；在正常模式下，第一可调谐滤波器TOF（29）将通频带调至，使得下行信号得以通过，而第二可调谐滤波器TOF（31）将通频带调至，使得下行信号得以通过；下行信号、分别通过粗波分复用器（34和33）后连接至22的光开关（35）的端口4与端口1，在正常模式下22的光开关（35）的端口4与端口3相通且端口1与端口2相通，则下行信号、分别连接至内纤环（3）和外纤环（2）在逆时针方向进行下行传输；与第一光线路终端OLT1(12)和切换设备SD1（22）类似，第二光线路终端OLT2(59)同样对光源进行下行调制后，将下行信号送至切换设备SD2（55）后，使得下行信号、分别连接至内纤环（3）和外纤环（2）在顺时针方向进行下行传输；在远端结点RN（4）处，在顺时针方向接收到内纤环（3）中的N个波长，其中载有远端结点RN1中光网络单元（6）的上行信号，其余则载有下行信号；光信号通过第五光耦合器（40）后连接至23的光开关（41）的端口1，在正常模式下，23的光开关（41）的端口1与端口3相通且端口2与端口5相通，则光信号通过23的光开关（41）的端口3送入了交换盒EB1（39）；在交换盒EB1（39）中，光信号首先通过一个第三光环路器（45）送至33的光开关（44）的端口2，在正常模式下，33的光开关（44）的端口1与端口4相通且端口2与端口5相通，则光信号通过33的光开关（44）的端口5连接至第五1 2N阵列波导光栅AWG（46），其2N个输出中一路输出将下行信号通过一个第五光环路器（47）接入一根分布光纤（11）并连接至一个光网络单元（6）；在光网络单元（6）中，下行信号通过一个光耦合器（10）分为两部分，其中一路送入接收机（51）进行下行信号的接收，而另一路通过第六光环路器（54）后通过一个处于饱和状态的半导体光放大器SOA（52）对下行信号进行擦除，接着在电吸收调制器EAM（53）中进行上行信号的调制，载有上行信息的光信号通过第六光环路器（54）接入分布光纤（11）重新送回位于远端结点（4）中的交换盒EB1（39）；上行信号在交换盒EB1（39）中通过第五光环路器（47）后与第五1 2N阵列波导光栅AWG（46）其余2N-1个输出一起连接至一个第六光耦合器（48）后送至交换盒EB4（56）中通过一个掺铒光纤光放大器EDFA（49）将光信号进行放大，随后接入33的光开关（44）的端口4,并从端口1连接至第三光环路器（45），接着上行信号与下行信号通过23的光开关（41）的端口3与端口1后送入内纤环（3）中继续逆时针传输；采用同样的方法内纤环（3）中，顺时针方向，上行信号与下行信号在交换盒EB4（56）中将下行信号送入光网络单元（9）接收，并进行上行调制后将上行信号与下行信号送回内纤环（3）中在顺时针方向继续传输；对于外纤环（2）采用与内纤环（3）相同的方法，在逆时针和顺时针方向上分别将下行信号和在交换盒EB2（57）和交换盒EB3（58）中送入光网络单元（7）和（8）进行下行信号的接收与上行信号的重调制，随后光信号与各自在逆时针方向和顺时针方向沿着外纤环（2）继续传输；当上行信号返回至中心局CO（1）处后，在顺时针方向上上行信与分别沿着内纤环（3）与外纤环（2）连接至切换设备SD1（22）中22的光开关（35）的端口3和端口2并从端口4和端口1分别连接至粗波分复用器（34和33）与第四、第三可调谐滤波器TOF（32、30），之后在第二粗波分复用器（28）处复用并送入切换设备SD2（55）中的42的光开关（26）的端口5，并通过其端口6和第二光环路器（24）连接至12的光开关（23）的端口3，随后通过其端口1送入第二光线路终端OLT2（59）；在第二光线路终端OLT2（59）中，上行信号通过第一光环路器（21）送入第四1* 2N阵列波导光栅AWG（18）解复用后在2N个接收机（19）中进行上行信息的接收；在逆时针方向，则采用与顺时针方向相同的方法将上行信与分别沿着内纤环（3）与外纤环（2）连接至切换设备SD2（55），并最终送至第一光线路终端OLT1(12)中进行上行信息的接收。
实施例三：
参见图4，图5，图6，图7，当网络中中心局CO（1）与远端节点之间外纤环（2），同时远端节点与间内纤环（3）发生故障时，网络进入保护模式一；中心局CO（1）中的切换设备SD1（22）中的光信号监测仪（36）检测到光信号发生变化，使得切换设备SD1（22）进入保护模式一；在护模式一下，切换设备SD1（22）中22的光开关（35）的端口1和端口4与端口3相通，通过22的光开关（35）的切换使得下行业务与通过内纤环（3）传输至；在（4）中，通过光信号监测仪（50）检测到光信号发生变化使得（4）进入保护模式一；在保护模式一下，23的光开关（41）的端口4与端口1相通；而交换盒EB1(39)和交换盒EB2(57)中33的光开关（44）的端口4与端口6相通，端口5与端口3相通；下行业务与通过23的光开关（41）的端口4接入第四粗波分复用器（42），下行信号送入交换盒EB1(39)而下行信号送入交换盒EB2(57)；在交换盒EB1(39)中下行信号通过第四光环路器（43）连接至33的光开关（44）的端口3，并通过端口5送入第五1 2N阵列波导光栅AWG（46），随后则与正常模式采用相同的方法进行下行传输；而交换盒EB2(57)中的下行信号也通过相同的方法实现保护模式一下的下行传输；对于上行信号而言，连接至交换盒EB1(39)中的33的光开关（44）的端口4，随后通过端口6连接至第四光环路器（43），之后通过交换盒EB2(57)中的第四光环路器（43）送入第四粗波分复用器（42）；而上行信号也采用相同的方法送至第四粗波分复用器（42）；经过第四粗波分复用器（42）复用，上行信号通过23的光开关（41）的端口4接入正常工作的光纤环送入中心局CO(1)；在中心局CO(1)处，上行信号通过切换设备SD1（22）中的22的光开关（35）分为两份分别送入粗波分复用器（33和34）随后则与正常模式采用相同的方法进行上行传输；同时位于远端节点内交换盒EB4(56)中的光信号监测仪（50）与位于远端节点内交换盒EB1(39)中的光信号监测仪（50）检测到两远端节点RN（4）间的内纤环（3）发生故障，将远端节点、内的23的光开关（41）采用相同的方法进行切换，同时使得远端节点内的交换盒EB1（39）和交换盒EB2（57）采用相同的方法进行切换，远端节点内的交换盒EB4（56）和交换盒EB3（58）采用相同的方法进行切换，以此实现保护模式一下的上下行业务传输。
实施例四：
参见图8，图9，图10，当网络中远端节点、（4）间的双纤同时发生故障时，中心局CO（1）中的光信号监测仪（36）与远端节点、（4）中的光信号监测仪（50）检测到光信号发生变化，使得网络进入保护模式二；在保护模式二下，中心局CO（1）中位于切换设备SD1（22）和切换设备SD2（55）中的12光开关（23）端口1和端口2相通，42光开关（26）端口1和端口2相通且端口3和端口5相通，22光开关（35）端口1和端口2相通且端口4和端口3相通；与光纤故障点相邻的远端节点中与光纤故障相接的交换盒EB1(39)与交换盒EB2(57)或交换盒EB4(56)与交换盒EB3(58）中的33光开关（44）的端口4和端口5相通，其余部分则与正常模式保持一致；第二光线路终端OLT2(59)的下行业务,通过切换设备SD2（55）中的12光开关（23）接入第二光耦合器（25）被分为两部分分别连接42光开关（26）的端口1和端口 3，随后通过42光开关（26）被分别送入第一粗波分复用器（27）和位于切换设备SD1（22）中的第二粗波分复用器（28）；切换设备SD2（55）中的第一粗波分复用器（27）将下行信号分为与分别连接至第一可调谐滤波器TOF（29）和第二可调谐滤波器TOF（31），而第二粗波分复用器（28）将下行信号分为与分别连接至第三可调谐滤波器TOF（30）和第四可调谐滤波器TOF（32）；第一可调谐滤波器TOF（29）和第三可调谐滤波器TOF（30）分别对下行信号和进行滤波，根据光纤故障点位置将切换设备SD2（55）与光纤故障点位置间远端节点至（4）所需要的下行波长保留与而将其余波长滤除，之后在粗波分复用器（33）进行复用并通过22光开关（35）的端口1接入外纤环（2）逆时针传输；第二可调谐滤波器TOF（31）和第四可调谐滤波器TOF（32）采用相同的方法分别对下行信号和进行滤波，保留与而将其余波长滤除，并连接至粗波分复用器（34）、22光开关（35）的端口4接入内纤环（3）逆时针传输；光信号采用和正常模式相同的方法在远端节点至间顺时针传输，当传输至光纤故障点临近的远端节点（4）后，光信号通过（4）的交换盒EB1(39)与交换盒EB2(57）中的33光开关（44）的端口4和端口5连接至第五12N阵列波导光栅AWG（46）随后与正常模式相同在光纤环中反向逆时针传输光信号,和,；当上行信号回送至中心局CO（1）处，通过粗波分复用器（33和34）将上行信号分别解复用后，、、和分别通过第一~第四可调谐滤波器TOF（29~32）后在第一、第二粗波分复用器（27、28）进行复用，使得,和,分别连接至42光开关（26）的端口2和位于切换设备SD1（22）中的42光开关（26）的端口5,，随后通过第二光耦合器（25）与来自切换设备SD1（22）的上行信号一起通过12光开关（23）回送至第二光线路终端OLT2（59）；对于切换设备SD1（22）与远端节点（4）的上下行通信可以通过相同的方法实现。
Claims (3)
1.一种波分复用汇聚接入型双纤环光网络实现波长复用和保护功能的系统，由中心局CO(1)通过两根单模光纤环(2和3)连接N个远端结点RN(4)，各个远端结点RN(4)通过分布光纤(11)连接至一个光网络单元组(5)，每个光网络单元组(5)包含四个光网络单元ONU(6～9)；其特征在于：
1)所述的中心局CO(1)是由第一光线路终端OLT1(12)和第二光线路终端OLT2(59)、2N个分布式反馈激光器DFB(13)、一个第一1×2N阵列波导光栅AWG(14)、一个第一光耦合器(15)和第一切换设备SD1(22)和第二切换设备SD2(55)组成；2N个分布式反馈激光器DFB(13)与一个第一1×2N阵列波导光栅AWG(14)相连，其输出通过一个第一光耦合器(15)分别连接至第一光线路终端OLT(12)和第二光线路终端OLT(59)；在第一、第二光线路终端OLT(12、59)中，第一光耦合器(15)的输出与一个第二1×2N阵列波导光栅AWG(16)相连，其2N个输出连接至2N个发射机(17)，再通过一个第三1×2N阵列波导光栅AWG(20)与一个第一光环路器(21)相连，第一光环路器(21)的一路输出通过第四1×2N阵列波导光栅AWG(18)与2N个接收机(19)相连，另一路则连接至位于第一、第二切换设备SD(22、55)中的一个1×2的光开关(23)的端口1；在第一、第二切换设备SD(22、55)中，第一光环路器(21)的一路输出连接至一个1×2的光开关(23)的端口1，该1×2的光开关(23)输出端口2、3分别通过一个第二光耦合器(25)和一个第二光环路器(24)连接至一个4×2的光开关(26)的1、3、4、6端口，该4×2的光开关(26)输出端口2、5分别连接至一个第一粗波分复用器(27)与位于另一第二、第一切换设备SD(55、22)中的一个第二粗波分复用器(28)，第一粗波分复用器(27)的两路输出分别接至第一、第二两个可调谐滤波器TOF(29、31)，而第二粗波分复用器(28)的两路输出分别接至第三、第四两个可调谐滤波器TOF(30、32)，第一、第三可调谐滤波器TOF(29、30)通过一个第三粗波分复用器(33)连接至一个2×2的光开关(35)端口1，而第二、第四可调谐滤波器TOF(31、32)通过一个粗波分复用器(34)连接至一个2×2的光开关(35)端口4，2×2的光开关(35)的输出端口2、3分别连接至第三、第四两个光耦合器(38、37)后经单模双纤环(2和3)依次连接至N个远端结点RN(4)，第三、第四光耦合器(38、37)的输出共同连接至一个光信号监测仪(36)；
2)所述的远端结点RN(4)中，包含有四个第五光耦合器(40)、两个2×3的光开关(41)、两个第四粗波分复用器(42)与四个交换盒EB1～EB4(39、56～58)；其中，两根单模光纤环(2、3)分别连接至第五光耦合器(40)，其一路输出分别送入两个交换盒EB(39、 57或56、58),另一路则分别连接至一个2×3的光开关(41)的端口1和2，其输出端口3与5分别送入交换盒EB1(39)和EB2(57)或交换盒EB4(56)和EB3(58),而输出端口4通过一个第四粗波分复用器(42)后分为两部分分别送入交换盒EB1(39)和EB2(57)或交换盒EB4(56)和EB3(58)；在交换盒EB1(39)和EB2(57)或交换盒EB4(56)和EB3(58)中，第五光耦合器(40)的输出连接至一个光信号监测仪(50)，2×3的光开关(41)的输出端口3、5分别连接至交换盒EB1(39)和EB2(57)或交换盒EB4(56)和EB3(58)中的一个第三光环路器(45)，其两路输出分别连接至一个3×3的光开关(44)的端口1、2，第四粗波分复用器(42)的两路输出分别接入交换盒EB1(39)和EB2(57)或交换盒EB4(56)和EB3(58)中的第四光环路器(43)，其两路路输出分别连接至3×3的光开关(44)的端口3、6，3×3的光开关(44)的端口5连接至一个第五1×2N阵列波导光栅AWG(46)，其2N个输出中一路通过一个第五光环路器(47)接入一根分布光纤(11)并连接至一个光网络单元OUN(6～9)，而第五光环路器(47)另一端与第五1×2N阵列波导光栅AWG(46)其余2N-1个输出一起连接至一个第六光耦合器(48)后送至交换盒EB4(56)和EB3(58)或交换盒EB1(39)和EB2(57)中通过一个掺铒光纤光放大器EDFA(49)后连接至3×3的光开关(44)的端口4；
3)所述的N个光网络单元OUN组(5)分别由远端结点RN(4)通过四根分布光纤(11)连接的四个光网络单元OUN(6～9)组成；各个光网络单元OUN(6～9)中，包括一个与分布光纤(11)相连的一个1:2光耦合器(10)，一个下行信号接收机(51)、一个半导体光放大器SOA(52)、一个电吸收调制器EAM(53)和一个第六光环路器(54)组成；1:2光耦合器(10)的一路输出直接连接至下行信号接收机(51)，其另一路输出通过一个第六光环路器(54)通过半导体光放大器SOA(52)接至一个电吸收调制器EAM(53)后再次接回第六光环路器(54)。
2.一种波分复用汇聚接入型双纤环光网络实现波长复用和保护功能的方法，采用根据权利要求1所述的波分复用汇聚接入型双纤环光网络实现波长复用和保护功能系统进行操作，其特征在于：系统工作在正常模式时，在中心局CO(1)处，分布式反馈激光器DFB(13)提供2N个波长λ1,λ2…λ2N-1,λ2N通过第一1×2N阵列波导光栅AWG(14)复用后被第一光耦合器(15)分为两部分送入第一、第二光线路终端OLT(12、59)中；在第一光线路终端OLT1(12)中，光源经过第二1×2N阵列波导光栅AWG(16)解复用后在2N个发射机处进行下行信号的调制，再通过第三1×2N阵列波导光栅AWG(20)复用后，通过一个第一光环路器(21)送至切换设备SD1(22)；而第二光线路终端OLT2(59)同样对光源 λ1,λ2…λ2N-1,λ2N进行下行调制后，将下行信号送至切换设备SD2(55)；在切换设备SD1(22)中，下行信号λ1,λ2…λ2N-1,λ2N连接至1×2的光开关(23)，在正常模式下1×2的光开关(23)的端口1与端口3相通，则下行信号传送至第二光环路器(24)后被送入4×2的光开关(26)的端口4，在正常模式下4×2的光开关(26)的端口4与端口2相通且端口6与端口5相通，下行信号λ1,λ2…λ2N-1,λ2N通过4×2的光开关(26)的端口2连接至第一粗波分复用器(27)，其一路输出λ1,λ2…λN连接至第二可调谐滤波器TOF(31)，而另一路输出λN+1,λN+2…λ2N连接至第一可调谐滤波器TOF(29)；在正常模式下，第一可调谐滤波器TOF(29)将通频带调至λN+1,λN+2…λ2N，使得下行信号得以通过，而第二可调谐滤波器TOF(31)将通频带调至λ1,λ2…λN，使得下行信号得以通过；下行信号λ1,λ2…λN、λN+1,λN+2…λ2N分别通过第三粗波分复用器(34、33)后连接至2×2的光开关(35)的端口4与端口1，在正常模式下2×2的光开关(35)的端口4与端口3相通且端口1与端口2相通，则下行信号λ1,λ2…λN、λN+1,λN+2…λ2N分别连接至内纤环(3)和外纤环(2)在逆时针方向进行下行传输；第二光线路终端OLT2(59)同样对光源λ1,λ2…λ2N-1,λ2N进行下行调制后，将下行信号送至切换设备SD2(55)后，使得下行信号分别连接至内纤环(3)和外纤环(2)在顺时针方向进行下行传输；在远端结点RN1(4)处，在顺时针方向接收到内纤环(3)中的N个波长λ1,λ2…λN，其中λ1载有远端结点RN1(4)中光网络单元(6)的上行信号，其余则载有下行信号；光信号λ1,λ2…λN通过第五光耦合器(40)后连接至2×3的光开关(41)的端口1，在正常模式下，2×3的光开关(41)的端口1与端口3相通且端口2与端口5相通，则光信号λ1,λ2…λN通过2×3的光开关(41)的端口3送入了交换盒EB1(39)；在交换盒EB1(39)中，光信号λ1,λ2…λN首先通过一个第三光环路器(45)送至3×3的光开关(44)的端口2，在正常模式下，3×3的光开关(44)的端口1与端口4相通且端口2与端口5相通，则光信号λ1,λ2…λN通过3×3的光开关(44)的端口5连接至第五1×2N阵列波导光栅AWG(46)，其2N个输出中一路输出将下行信号λ2通过 一个第五光环路器(47)接入一根分布光纤(11)并连接至一个光网络单元在光网络单元中，下行信号λ2通过一个光耦合器(10)分为两部分，其中一路送入接收机(51)进行下行信号的接收，而另一路通过第六光环路器(54)后通过一个处于饱和状态的半导体光放大器SOA(52)对下行信号进行擦除，接着在电吸收调制器EAM(53)中进行上行信号的调制，载有上行信息的光信号λ2通过第六光环路器(54)接入分布光纤(11)重新送回位于远端结点RN2(4)中的交换盒EB1(39)；上行信号λ2在交换盒EB1(39)中通过第五光环路器(47)后与第五1×2N阵列波导光栅AWG(46)其余2N-1个输出一起连接至一个第六光耦合器(48)后送至交换盒EB4(56)中通过一个掺铒光纤光放大器EDFA(49)将光信号λ1,λ2…λN进行放大，随后接入3×3的光开关(44)的端口4,并从端口1连接至第三光环路器(45)，接着上行信号λ1,λ2与下行信号λ3,λ4…λN通过2×3的光开关(41)的端口3与端口1后送入内纤环(3)中继续逆时针传输；采用同样的方法内纤环(3)中，顺时针方向，上行信号与下行信号 在交换盒EB4(56)中将下行信号送入光网络单元(9)接收，并进行上行调制后将上行信号与下行信号送回内纤环(3)中在顺时针方向继续传输；对于外纤环(2)采用与内纤环(3)相同的方法，在逆时针和顺时针方向上分别将下行信号λN+2和在交换盒EB2(57)和交换盒EB3(58)中送入光网络单元(7)和(8)进行下行信号的接收与上行信号的重调制，随后光信号λN+1,λN+2…λ2N与 各自在逆时针方向和顺时针方向沿着外纤环(2)继续传输；当上行信号返回至中心局CO(1)处后，在顺时针方向上上行信与分别沿着内纤环(3)与外纤环(2)连接至切换设备SD1(22)中2×2的光开关(35)的端口3和端口2并从端口4和端口1分别连接至第三粗波分复用器(34、33)与第四、第三可调谐滤波器TOF(32、30)，之后在第二粗波分复用器(28)处复用并送入切换设备SD2(55)中的4×2的光开关(26)的端口5，并通过其端口6和第二光环路器(24)连接至1×2的光开关(23)的端口3，随后通过其端口1送入第二光线路终端OLT2(59)；在第二光线路终端OLT2(59)中，上行信号通过第一光环路器(21)送 入第四1*2N阵列波导光栅AWG(18)解复用后在2N个接收机(19)中进行上行信息的接收；在逆时针方向，则采用与顺时针方向相同的方法将上行信λ1,λ2…λN与λN+1,λN+2…λ2N分别沿着内纤环(3)与外纤环(2)连接至切换设备SD2(55)，并最终送至第一光线路终端OLT1(12)中进行上行信息的接收。
3.据权利要求2所述的一种波分复用汇聚接入型双纤环光网络实现波长复用和保护功能的方法，其特征在于：
1)当网络中中心局CO(1)与远端节点RN1或RNN之间，或者是远端节点RN(4)之间的双纤环段中任意一根光纤发生故障时，网络则进入保护模式一；当光纤故障发生在中心局CO(1)与远端节点RN1之间，切换设备SD1(22)中的光信号监测仪(36)检测到光信号发生变化，使得切换设备SD1(22)进入保护模式一；在保护模式一下，切换设备SD1(22)中2×2的光开关(35)的端口1和端口4与正常工作光纤环所连接的端口相通，当内纤环(3)发生故障，端口1和端口4分别与端口2相通，反之亦然；通过2×2的光开关(35)的切换使得下行业务λ1,λ2…λN与λN+1,λN+2…λ2N通过同一根光纤传输至RN1；在RN1(4)中，通过光信号监测仪(50)检测到光信号发生变化使得RN1(4)进入保护模式一；在保护模式一下，2×3的光开关(41)的端口4与正常工作光纤环的端口相通，当内纤环(3)发生故障，端口4与端口2相通，反之亦然；而交换盒EB1(39)与交换盒EB2(57)中3×3的光开关(44)的端口4与端口6相通，端口5与端口3相通；下行业务λ1,λ2…λN与λN+1,λN+2…λ2N通过2×3的光开关(41)的端口4接入第四粗波分复用器(42)，下行信号λ1,λ2…λN送入交换盒EB1(39)而下行信号λN+1,λN+2…λ2N送入交换盒EB2(57)；在交换盒EB1(39)中下行信号λ1,λ2…λN通过第四光环路器(43)连接至3×3的光开关(44)的端口3，并通过端口5送入第五1×2N阵列波导光栅AWG(46)，随后则与正常模式采用相同的方法进行下行传输；而交换盒EB2(57)中的下行信号λN+1,λN+2…λ2N也通过相同的方法实现保护模式一下的下行传输；对于上行信号而言， 连接至交换盒EB1(39)中的3×3的光开关(44)的端口4，随后通过端口6连接至第四光环路器(43)，之后通过交换盒EB2(57)中的第四光环路器(43)送入第四粗波分复用器(42)；而上行信号也采用相同的方法送至第四粗波分复用器(42)； 经过第四粗波分复用器(42)复用，上行信号通过2×3的光开关(41)的端口4接入正常工作的光纤环送入中心局CO(1)；在中心局CO(1)处，上行信号通过切换设备SD1(22)中的2×2的光开关(35)分为两份分别送入第三粗波分复用器(33、34)随后则与正常模式采用相同的方法进行上行传输；当光纤故障发生在中心局CO(1)与远端节点RNN(4)之间时，切换设备SD2(55)和远端节点RNN(4)中的交换盒EB4(56)与交换盒EB3(58)分别采用与切换设备SD1(22)和远端节点RN1(4)中的交换盒EB1(39)与交换盒EB2(57)相同的方法实现保护模式一下的上下行业务传输；当光纤故障发生在远端节点RN(4)之间时，与故障光纤相连的2×3光开关(41)和交换盒EB1(39)与交换盒EB2(57)或交换盒EB4(56)与交换盒EB3(58)采用与远端节点RN1(4)中的交换盒EB1(39)与交换盒EB2(57)相同的方法实现保护模式一下的上下行业务传输；
2)如果网络任意双纤环段中双纤同时发生故障时，中心局CO(1)中的光信号监测仪(36)与远端节点RN(4)中的光信号监测仪(50)检测到光信号发生变化，使得网络进入保护模式二；在保护模式二下，中心局CO(1)中位于切换设备SD1(22)和切换设备SD2(55)中的1×2光开关(23)端口1和端口2相通，4×2光开关(26)端口1和端口2相通且端口3和端口5相通，2×2光开关(35)端口1和端口2相通且端口4和端口3相通；与光纤故障点相邻的远端节点中与光纤故障相接的交换盒EB1(39)与交换盒EB2(57)或交换盒EB4(56)与交换盒EB3(58)中的3×3光开关(44)的端口4和端口5相通，中心局CO(1)其余部分则与正常模式保持一致；第一光线路终端OLT1(12)的下行业务λ1,λ2…λN,λN+1,λN+2…λ2N通过切换设备SD1(22)中的1×2光开关(23)接入第二光耦合器(25)被分为两部分分别连接4×2光开关(26)的端口1和端口3，随后通过4×2光开关(26)被分别送入第一粗波分复用器(27)和位于切换设备SD2(55)中的第二粗波分复用器(28)；切换设备SD1(22)中的第一粗波分复用器(27)将下行信号λ1,λ2…λ2N分为λN+1,λN+2…λ2N与λ1,λ2…λN分别连接至第一可调谐滤波器TOF(29)和第二可调谐滤波器TOF(31)，而第二粗波分复用器(28)将下行信号分为与分别连接至第三可调谐滤波器TOF(30)和第四可调谐滤波器TOF(32)； 第一可调谐滤波器TOF(29)和第三可调谐滤波器TOF(30)分别对下行信号λN+1,λN+2…λ2N和进行滤波，根据光纤故障点位置将切换设备SD1(22)与光纤故障点位置间远端节点RN(4)所需要的下行波长保留而将其余波长滤除，之后在第三粗波分复用器(33)进行复用并通过2×2光开关(35)的端口1接入外纤环(2)逆时针传输；第二可调谐滤波器TOF(31)和第四可调谐滤波器TOF(32)采用相同的方法分别对下行信号λ1,λ2…λN和进行滤波，并连接至粗波分复用器(34)、2×2光开关(35)的端口4接入内纤环(3)逆时针传输；光信号采用和正常模式相同的方法在各个远端节点RN(4)传输，当传输至光纤故障点临近的远端节点RN(4)时，光信号通过与光纤故障点相邻的交换盒EB4(56)与交换盒EB3(58)中的3×3光开关(44)的端口4和端口5连接至第五1×2N阵列波导光栅AWG(46)随后与正常模式相同在光纤环中反向顺时针传输；当上行信号回送至中心局CO(1)处，通过粗波分复用器(33和34)将上行信号分别解复用后通过第一～第四可调谐滤波器TOF(29～32)后在第一、第二粗波分复用器(27、28)进行复用并分别连接至4×2光开关(26)的端口2和位于切换设备SD2(55)中的4×2光开关(26)的端口5,随后通过第二光耦合器(25)和1×2光开关(23)回送至第一光线路终端OLT1(12)；对于切换设备SD2(55)与光纤故障点间远端节点RN(4)的上下行通信可以通过相同的方法实现。
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