CN106953686A - 一种基于数据流复用光发送机和光放大器的热备份系统 - Google Patents

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李力
秦幸坚
陈�光
万仁勇
丁旸
杨军利
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Abstract

本发明涉及一种基于数据流复用光发送机和光放大器的热备份系统，其中，主/备数据流复用光发送机的两个输出端通过第二光分路器分别与主/备光放大器的输入端相连，使得主/备数据流复用光发送机发送的信号均能被主/备光放大器接收，所述主/备光放大器的输出端与第一光分路器的输入端相连；所述主/备数据流复用光发送机的网管控制器相互实时监测对端光路数据流复用光发送机光模块的工作状态参数，并将监测到的参数送到网络管理器，当主路数据流复用光发送机或其中一个光放大器不能正常工作时，网络管理器将依据切换控制策略切断发生故障的主路数据流复用光发送机，同时开启备路通道数据流复用光发送机。本发明避免了信号中断，而且这种切换用户感受不到。

Description

一种基于数据流复用光发送机和光放大器的热备份系统
技术领域
本发明涉及光纤宽带接入网技术领域，特别是涉及一种基于数据流复用光发送机和光放大器的热备份系统。
背景技术
传统广播电视网络将数字电视广播信号和VOD点播推流信号经过QAM和IPQAM调制后，再进行光调制到1550nm波长，并经过放大到一定光功率后，与数据传送的PONOLT输出的1490/1310nm波长进行合波后通过光无源方式入户。虽然实现了光纤入户，但传输手段上仍然未能摆脱调制解调技术，从而存在以下几个问题：受空间无线频道影响，实际频道数远小于规划频道数；因规划的带宽为1000M，后期向高清或3D电视发展时无法满足带宽需求；光接收机以下为电缆网，射频指标的影响较大。
同时，广电运营商还在计划大力推进VOD标清、高清、4K等互动点播以及宽带业务，并且全力打造电视广播平台+IP交互平台的双平台，实现广播网络与互联网的无缝对接，更深层次地开发网络的承载能力，形成多元化发展的混合商业模式。在双向网改中，广电需要一种投入少、效益长的改造方式，以取代类似EoC等产品，由此可见FTTH必将成为广电网络发展的主流趋势。
而完全采用IPTV技术，入户将数字电视广播信号和VOD点播推流信号打成IP包后，与其他IP数据信号一同通过PONOLT传输。其中数字电视广播信号以IP组播方式传输，VOD点播推流信号以IP点播方式传输。优点在于脱离了传统的调制解调技术，不存在频点干扰和射频指标的维护问题，但是因IPTV没有广播带宽，广播电视的收看收听全部利用单播或组播技术来实现，如果没有足够的入户单播带宽和接入网复制点，很难满足未来高清、超高清视频流的全覆盖和点播。为了解决这一问题，不断地去扩容入户静态带宽和接入网的复制点。而I-TMUX实现了传统广播网与IP技术的完美结合，从头端到终端全部IP化传输。
与此同时，一系列问题应运而生。由于FTTH和NGB网络都是架构在光纤网上的，光网的可靠性就成为了整个系统可靠性的基础。而提高或保障光网可靠性的最有效的两种方案一是光缆路由，二是网络设备的1+1冗余热备份。基于此一种新的具有竞争力和发展前景的切换技术是确保FTTH或NGB网络可靠性的关键。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于数据流复用光发送机和光放大器的热备份系统，实现主/备光通道的故障保护切换，避免了信号中断，而且这种切换用户感受不到。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种基于数据流复用光发送机和光放大器的热备份系统，包括服务器、主/备数据流复用光发送机、IP调谐器和第一光分路器，所述第一光分路器的输出端与IP调谐器相连，所述主/备数据流复用光发送机的输入端均与服务器相连，所述主/备数据流复用光发送机的两个输出端通过第二光分路器分别与主/备光放大器的输入端相连，使得主/备数据流复用光发送机发送的信号均能被主/备光放大器接收，所述主/备光放大器的输出端与第一光分路器的输入端相连；所述主/备数据流复用光发送机的网管控制器相互实时监测对端光路数据流复用光发送机光模块的工作状态参数，并将监测到的参数送到网络管理器，当主路数据流复用光发送机或其中一个光放大器不能正常工作时，网络管理器将依据切换控制策略切断发生故障的主路数据流复用光发送机，同时开启备路通道数据流复用光发送机。
所述主/备数据流复用光发送机为IP万兆码流光发送机。
所述服务器包括VOD服务器、OTT服务器和SDV服务器。
所述网络管理器切断发生故障的主通道数据流复用光发送机的方式为利用泵浦通断控制模块对主路数据流复用光发送机模块实施断电，同时通过RS232数据端口向备路数据流复用光发送机的网管控制器发送控制信号，通知备路数据流复用光发送机模块的网管控制器通过其电源控制模块开启对数据流复用光发送机的光模块供直流电压，使其发光，完成切换保护，同时向网管系统输出报警信号。
所述主/备数据流复用光发送机包括CPU模块和交换单元；所述CPU模块与交换单元模块间通过10G XAUI双向通道进行业务传输。
所述光放大器包括有源光纤、泵浦光激光器、波分复用器和隔离器；所述光波分复用器与泵浦激光器相连，由波分复用器的输出的信号经光隔离器输出。
有益效果
由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：
本发明采用无源两光分路器实现两台光设备的连接，没有采用有源的光开关做二选一的切换，所构建的系统简单、稳定、成本低，可靠性极高。
本发明采用“心跳”模式做主/备设备的切换模式，简单易行。
本发明采用短线电缆链接两台主/备设备，实现设备间的检测和监测构建的监控系统，简单、可靠性和稳定性极高。
本发明采用可热插拔双电源，支持电源冗余备份；本发明基于双机关断的智能切换系统不采用光开关，低成本地实现双机备份，从而有效地消除冗余备份的瓶颈问题，提高FTTB/FTTH网络的可靠性、安全性。
本发明对数据流复用光发送机I-TMUX进行备份的同时，也对光放大器进行保护，防止在I-TMUX正常的情况下，光放大器故障而影响业务传输。
附图说明
图1是本发明的系统框架图；
图2是本发明中I-TMUX切换原理框图；
图3是光放大器原理框图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明的实施方式涉及一种基于数据流复用光发送机和光放大器的热备份系统，如图1所示，包括服务器、主/备数据流复用光发送机、IP调谐器和第一光分路器，所述第一光分路器的输出端与IP调谐器相连，所述主/备数据流复用光发送机的输入端均与服务器相连，所述主/备数据流复用光发送机的两个输出端通过第二光分路器分别与主/备光放大器的输入端相连，使得主/备数据流复用光发送机发送的信号均能被主/备光放大器接收，所述主/备光放大器的输出端与第一光分路器的输入端相连；所述主/备数据流复用光发送机的网管控制器相互实时监测对端光路数据流复用光发送机光模块的工作状态参数，并将监测到的参数送到网络管理器，当主路数据流复用光发送机或其中一个光放大器不能正常工作时，网络管理器将依据切换控制策略切断发生故障的主通道数据流复用光发送机，同时开启备用通道数据流复用光发送机。
所述主/备数据流复用光发送机的两输入端分别与VOD服务器、OTT服务器和SDV服务器(交换式数字视频)等业务端口相连，都直接以IP视频信号Video Over IP发送过来，输入光信号可由另一侧的任一端口输入。主/备数据流复用光发送机的两个输出端通过光分路器分别用一个二分路光耦合器的两个输入端口相连接，由两光分路器的混合口与一台光放大器端口相连。其中，所述数据流复用光发送机I-TMUX，采用的型号是欣诺通信研发的I-TMU8X524，它是IP万兆码流光发送机中的一款产品，其专为万兆光纤到户(I-PON)IP广播方案设计，提供万兆IP码流的广播发射功能，可应用于电视IP直播，轮播及VOD、OTT、SDV等相关业务，并可在本地插入个性化的节目内容。
本发明为基于数据流复用光发送机和光放大器的热备份系统，情况1在数据流复用光发送机I-TMUX1故障发生时，可切断发生故障的主通道数据流复用光发送机，同时开启备用通道数据流复用光发送机，由此实现数据流复用光发送机I-TMUX主/备光通道的故障保护切换。情况2在其中一个光放大器故障发生时，由于主/备数据流复用光发送机，无论是哪个在工作，都会将信号传送到每个光放大器，由此实现光放大器光通道的故障保护。
如图1所示，主/备数据流复用光发送机(I-TMUX)输入端分别与VOD服务器、OTT服务器和SDV服务器等业务端口相连，都是直接以IP视频信号发送至I-TMUX，输入光信号可由另一侧的任一端口输入。主/备光发送模块的两个输出端经过2光分路器与光纤放大器相连接，光放大器同样通过光分路器与IP调谐器连接。
当网络正常工作时，网管控制器将设定系统工作在主光设备，并设置主光设备数据流复用光发送机1模块为工作状态，备用数据流复用光发送机2模块为静默状态。主、备数据流复用光发送机的网管控制器相互实时监测对端光路数据流复用光发送机光模块的工作状态参数，并将监测到的参数送到网络管理器，同时还会接收网络管理器发来的指令，完成对数据流复用光发送机的光模块参数的设置修改等。无论是主数据流复用光发送机还是备数据流复用光发送机工作，都会通过光分路器将信号同时传输到每一个光放大器，所以无论哪一个光放大器发生故障，都不会影响信号的发送。
当主路数据流复用光发送机(I-TMUX1)或其中一个光放大模块不能正常工作时，网络管理器将依据切换控制策略利用利用泵浦通断控制模块对主路数据流复用光发送机模块实施断电，并同时通过RS232数据端口，向备用复用光发送机(I-TMUX2)的网管控制器发送控制信号，通知备用数据流复用光发送机模块的网管控制器，通过其电源控制模块开启对数据流复用光发送机的光模块供直流电压，使其发光，完成切换保护，同时向网管系统输出报警信号。两个光放大器同样能收到备光路数据流复用光发送机传输来的信号，如果其中一个光放大器出了故障，也不会影响业务的正常传输。
如图2所示，为数据流复用光发送机I-TMUX模块的内部构成图，CPU模块与交换单元模块间通过10G XAUI双向通道进行业务传输，系统提供24个GE端口，2个10G端口，2个管理网口和1个本地配置串口。数据流复用光发送机I-TMUX支持SDV服务器、VOD服务器和OTT服务器等业务，针对指定的IP地址，提供通过特定端口中继转发功能，同时支持指定TCP报文的UDP封装后广播发送功能，封装时无需考虑TCP层的分包；CLI统计信息显示调整与优化；配置文件更新自动生效，无须重启；通过第二个网络管理口实现1+1热备份功能。
如图3为光放大器模块的主要构成示意图，由有源光纤(掺铒或掺铒镱光纤)、泵浦光激光器、波分复用器和隔离器组成。利用光波分复用器与泵浦激光器相连，由波分复用器的输出的信号经光隔离器输出。
不难发现，本发明采用无源两光分路器实现两台光设备的连接，没有采用有源的光开关做二选一的切换，所构建的系统简单、稳定、成本低，可靠性极高。本发明基于双机关断的智能切换系统不采用光开关，低成本地实现双机备份，从而有效地消除冗余备份的瓶颈问题，提高FTTB/FTTH网络的可靠性、安全性。本发明对数据流复用光发送机I-TMUX进行备份的同时，也对光放大器进行保护，防止在I-TMUX正常的情况下，光放大器故障而影响业务传输。

Claims (6)

1.一种基于数据流复用光发送机和光放大器的热备份系统，包括服务器、主/备数据流复用光发送机、IP调谐器和第一光分路器，所述第一光分路器的输出端与IP调谐器相连，所述主/备数据流复用光发送机的输入端均与服务器相连，其特征在于，所述主/备数据流复用光发送机的两个输出端通过第二光分路器分别与主/备光放大器的输入端相连，使得主/备数据流复用光发送机发送的信号均能被主/备光放大器接收，所述主/备光放大器的输出端与第一光分路器的输入端相连；所述主/备数据流复用光发送机的网管控制器相互实时监测对端光路数据流复用光发送机光模块的工作状态参数，并将监测到的参数送到网络管理器，当主路数据流复用光发送机或其中一个光放大器不能正常工作时，网络管理器将依据切换控制策略切断发生故障的主路数据流复用光发送机，同时开启备路通道数据流复用光发送机。
2.根据权利要求1所述的基于数据流复用光发送机和光放大器的热备份系统，其特征在于，所述主/备数据流复用光发送机为IP万兆码流光发送机。
3.根据权利要求1所述的基于数据流复用光发送机和光放大器的热备份系统，其特征在于，所述服务器包括VOD服务器、OTT服务器和SDV服务器。
4.根据权利要求1所述的基于数据流复用光发送机和光放大器的热备份系统，其特征在于，所述网络管理器切断发生故障的主通道数据流复用光发送机的方式为利用泵浦通断控制模块对主路数据流复用光发送机模块实施断电，同时通过RS232数据端口向备路数据流复用光发送机的网管控制器发送控制信号，通知备路数据流复用光发送机模块的网管控制器通过其电源控制模块开启对数据流复用光发送机的光模块供直流电压，使其发光，完成切换保护，同时向网管系统输出报警信号。
5.根据权利要求1所述的基于数据流复用光发送机和光放大器的热备份系统，其特征在于，所述主/备数据流复用光发送机包括CPU模块和交换单元；所述CPU模块与交换单元模块间通过10G XAUI双向通道进行业务传输。
6.根据权利要求1所述的基于数据流复用光发送机和光放大器的热备份系统，其特征在于，所述光放大器包括有源光纤、泵浦光激光器、波分复用器和隔离器；所述光波分复用器与泵浦激光器相连，由波分复用器的输出的信号经光隔离器输出。
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