CN109361454A - 一种光保护模块及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种光保护模块及系统，包括主控单元、至少二个光电转换单元、电信号交叉选通单元，所述主控单元用于控制所述电信号选通单元并同时与所有光电转换单元电连通或与一个光电转换单元电连通，所述光电转换单元用于实现电通信信号与光通信信号之间的相互转换；各所述光电转换单元具有光通信接口；所述电信号交叉选通单元用于传输电通信信号并进行通道的选择；所述系统包括两个具有光保护模块的被保护设备。本发明采用电信号选通单元，减小了光通信时的光路数量，用电信号选通单元代替光开关，极大地降低了成本，将光保护功能集成在光模块中，实现即插即用。
Description
技术领域
本发明涉及光通信技术领域，尤其是涉及一种光保护模块及系统。
背景技术
随着通信技术的飞速发展，光通信设备已逐渐走进楼宇和家庭，光纤也逐渐由骨干到城域并进一步铺到楼宇和家庭。与此同时在光纤中传输的业务容量和种类快速增加，用户对光纤通信质量要求也越来越高，因此光通信网络的可靠性和健壮性需求也越来越高，光纤线路保护的需求越来越多，尤其是随着光纤业务向终端用户的延伸，高集成度低成本且简易的光纤保护需求也则越来越迫切。
目前常用的光纤线路保护方式主要采用的是通过光开关实现的光线路保护，由于使用了光开关、分光器、光探测器等光器件，因此成本高，体积大，不能满足接入网和城域网大规模部署的低成本需求；同时随着光模块技术的发展，具有更高集成度的光模块不断被研发出来，并形成行业标准，近几年出现了一种双通道的紧凑型光模块，其在一个SFP（=Small From-Factor Pluggable，小型可插拔光模块）集成了两个通道的双向收发功能，进而使原来的 SFP 面板空间得到双倍利用，提高了端口利用率，但该光模块是两个独立的光模块，且并不具有保护功能。
因此，设计一种成本低廉且具有保护功能的光保护模块是目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决传统基于光开关的光保护模块成本高且目前光模块不支持光保护功能的问题，提出一种光保护模块，通过用电信号交叉选通单元实现对光信号的保护，同时降低成本。
本发明通过以下技术方案予以实现：
一种光保护模块，包括主控单元、至少二个光电转换单元、电信号交叉选通单元，所述主控单元用于控制所述电信号选通单元并同时与不少于二个光电转换单元电连通，或与一个光电转换单元电连通，传输电通信信号，所述电信号交叉选通单元用于传输电通信信号并进行通道的选择；所述光电转换单元用于实现电通信信号与光通信信号之间的相互转换；各所述光电转换单元具有光通信接口。
优选地，所述电信号交叉选通单元同时与二个光电转换单元电连通时，是与其中一个光电转换单元双向电连通，与另一个光电转换单元单向电连通；或所述电信号交叉选通单元同时与多于二个的光电转换单元双向电连通；或所述电信号交叉选通单元与一个光电转换单元双向电连通。
优选地，所述电信号选通单元包括至少三个双向通道。
优选地，所述主控单元具有与控制中心连接的接口，用于根据控制中心给出的控制信号控制光电转换单元与电信号交叉选通单元的连接方式。
优选地，所述主控单元根据设定触发条件控制光电转换单元与电信号交叉选通单元的连接方式。
优选地，所述设定触发条件包括内部触发条件和外部触发条件，所述内部触发条件包括接收光功率丢失告警、接收光功率越限告警；所述外部触发条件包括由被保护设备产生的接收光信号失锁告警、接收光误码超限告警。
优选地，所述主控单元包括保护模式寄存器、工作通道寄存器、自动返回延时寄存器，所述保护模式寄存器用于设置自动保护还是手动保护；所述工作通道寄存器用于设置在手动保护模式下的工作通道，或在自动保护模式下的主用通道；所述自动返回延时寄存器用于设置自动返回模式下的返回时间；设置缺省工作模式为：所述电信号选通单元与一个光电转换单元双向电连接，同时与另一个光电转换单元单向电连接，并自动非返回。
本发明还通过以下技术方案予以实现：
一种光保护系统，包括被保护设备A、被保护设备B，所述被保护设备A的主光通信接口与被保护设备B的主光通信接口连接；所述被保护设备A的备用光通信接口与被保护设备A的备用光通信接口连接。
优选地，被保护设备A在主光通信接口与备用光通信接口同时发送光通信信号，被保护设备B选择主光通信接口或备用光通信接口进行接收；反之，被保护设备B在主光通信接口与备用光通信接口同时发送光通信信号，被保护设备A选择主光通信接口或备用光通信接口进行接收。
优选地，被保护设备A在主光通信接口发送光通信信号，被保护设备B选择主光通信接口进行接收；或被保护设备A在备用光通信接口发送光通信信号，被保护设备B选择备用光通信接口进行接收；反之，被保护设备B在主光通信接口发送光通信信号，被保护设备A选择主光通信接口进行接收；或被保护设备B在备用光通信接口发送光通信信号，被保护设备A选择备用光通信接口进行接收。
本发明与现有技术相比，具有如下有益技术效果：
1.通过用电信号交叉选通单元实现对光路的选择，取消了光开关减小了光纤的数量，极大地降低了成本。
2.将电信号交叉选通单元与光电组件集成在一起，无需单独供电，减小了光模块的体积，且实现了即插即用。
3.通过采用电信号选通单元，大幅降低了功耗。
附图说明
图1是本发明实施例一的结构示意图。
图2a、图2b、图2c、图2d是本发明实施例二的结构示意图。
图3、图4是本发明实施例三的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
具体实施方式一
为了说明方便，本实施例中光电转换单元的数量为两个。光保护模块之一如图1所示，包括主控单元、光电转换单元一、光电转换单元二、电信号交叉选通单元，主控单元用于控制电信号选通单元或同时与光电转换单元一、光电转换单元二电连通；或与光电转换单元一电连通；或与光电转换单元二电连通；电信号交叉选通单元用于传输电通信信号并进行通道的选择；光电转换单元一、二用于实现电通信信号与光通信信号之间的相互转换；光电转换单元一具有光通信接口T1/R1,设为主通道，用于接收或发送光通信信号；光电转换单元二具有光通信接口T2/R2, 用于接收或发送光通信信号，设为备用通道；光电转换单元一具有与电信号交叉选通单元电连接的Tx1/Rx1接口，用于接收或发送电通信信号；光电转换单元二具有与电信号选通单元电连接的Tx2/Rx2接口，用于接收或发送电通信信号；电信号选通单元具有与外界传送电信号的Tx/Rx接口；主控单元具有与控制中心电连接的I2C接口，用于接收控制中心的控制信号。
其工作原理是：在一种工作模式下，电信号交叉选通单元Tx/Rx接口分别与光电转换单元一的Tx1/Rx1接口连通，同时电信号交叉选通单元Tx接口与光电转换单元二的Tx2接口连通，传输电通信信号；或者，电信号交叉选通单元Tx/Rx接口分别与光电转换单元二的Tx2/Rx2接口连通，同时电信号交叉选通单元Tx接口与光电转换单元一的Tx1接口连通，传输电通信信号。
在另一种工作模式下，电信号交叉选通单元Tx/Rx接口分别与光电转换单元一的Tx1/Rx1接口连通，传输电通信信号；或者，电信号交叉选通单元Tx/Rx接口分别与光电转换单元二的Tx2/Rx2接口连通，传输电通信信号。
其中，Tx接口用于接收发送到光保护模块的电信号，Rx接口用于发送光保护模块的电信号，实线箭头指示光通信信号流向，虚线箭头指示电通信信号流向。
光电转换单元包括集成了光发送和接收单元及相关电路单元的单元，用于实现将光通信信号转换为电通信信号并传输给电信号选通单元，或将电通信信号转换为光通信信号并通过主通道或备用通道传输。
具体实施方式二
本实施例的电信号交叉选通单元之一如图2a、图2b、图2c、图2d所示，包括至少三个双向通道。
在并发选收保护模式时，当电信号交叉选通单元的Tx/Rx接口分别与光电转换单元一的Tx1/Rx1接口电连通，同时，Tx接口与光电转换单元二的Tx2接口电连通时，光保护模块工作于主通道；
当电信号交叉选通单元的Tx/Rx接口分别与光电转换单元二的Tx2/Rx2接口电连通，同时，Tx接口与光电转换单元一的Tx1接口电连通时，光保护模块工作于备用通道。
并发选收保护模式为在源端主通道与备用通道线路同时发送，在宿端根据保护要求选择相应通道连通，此模式也称为1+1保护模式。
在选发选收保护模式时，当电信号交叉选通单元的Tx/Rx接口分别与光电转换单元一的Tx1/Rx1接口电连通时，光保护模块工作于主通道；
当电信号交叉选通单元的Tx/Rx接口分别与光电转换单元二的Tx2/Rx2接口电连通时，光保护模块工作于备用通道。
选发选收保护模式为在源端选用主通道线路发送，在宿端也选用主通道连通；或在源端选用备用通道线路发送，在宿端也选用备用通道连通，此模式也称为1：1保护模式，此时，电信号选通单元与一个光电转换单元双向电连通。
在电信号交叉选通单元的通道数量大于三个时，选用一个通道为备用通道，其余为主通道，如果其中一个主通道发生故障，则切换到备用通道，此模式也称为1：n保护模式。
本实施例的光电转换单元之一为单纤双向光电组件，包括光发送和接收单元及相关电路单元。
具体实施方式三
本发明的主控单元具有与控制中心连接的接口，即I2C接口，用于根据控制中心给出的控制信号控制光电转换单元与电信号选通单元的连接方式。
在硬件方案中，
设定光保护模块的工作模式为自动切换模式或手动切换模式：
在自动切换模式下，根据设定的触发条件来驱动电信号选通单元，触发条件包括内部触发条件和外部触发条件。内部触发条件包括光模块内部产生的接收光功率丢失告警信号、接收光功率越限告警信号；外部触发条件由光模块外部的被保护设备产生，包括但不限于接收光信号失锁告警信号、接收光误码超限告警信号等。
在手动切换模式下，通过光保护模块I2C接口，外部被保护设备发送控制信号给主控单元，主控单元根据控制信号控制电信号选通单元。
在软件方案中，定义如下寄存器：
1、保护模式寄存器：用于设置自动保护还是手动保护；
2、工作通道寄存器：用于设置在手动保护模式下的工作通道，或在自动保护模式下的主用通道；
3、自动返回延时寄存器：用于设置自动返回模式下的返回时间。
通过以上寄存器，外部控制中心能够实现对光保护模块的保护模式的设置。
设定光保护模块的工作模式为缺省工作模式或设置工作模式：
在缺省工作模式下，设置工作在1+1保护模式，并为自动非返回模式。在此模式下，模块无需额外的设置和控制，处于自动保护状态。
在设置工作模式下，通过对寄存器的设置进行工作模式的设置。
具体实施方式四
本发明的光保护系统如图3所示，包括被保护设备A、被保护设备B，所述被保护设备A的主光通信接口与被保护设备B的主光通信接口通过主用光纤连接；所述被保护设备A的备用光通信接口与被保护设备A的备用光通信接口通过备用光纤连接。
在1+1保护模式下，
被保护设备A在主光通信接口与备用光通信接口同时发送光通信信号，被保护设备B选择主光通信接口或备用光通信接口进行接收，此时，被保护设备A为源端，被保护设备B为宿端；
反之，被保护设备B在主光通信接口与备用光通信接口同时发送光通信信号，被保护设备A选择主光通信接口或备用光通信接口进行接收，此时，被保护设备B为源端，被保护设备A为宿端。
当主用光纤发生故障时，被保护光口会收到线路信号丢失告警；此时如备用光纤接收光功率正常，则触发电信号选通单元切换到备用通道，完成保护。
在1：1保护模式下，
被保护设备A在主光通信接口发送光通信信号，被保护设备B选择主光通信接口进行接收；或被保护设备A在备用光通信接口发送光通信信号，被保护设备B选择备用光通信接口进行接收；反之，被保护设备B在主光通信接口发送光通信信号，被保护设备A选择主光通信接口进行接收；或被保护设备B在备用光通信接口发送光通信信号，被保护设备A选择备用光通信接口进行接收。
对于数量超过一个的光通信接口，则被保护设备A的主光通信接口与被保护设备B的主光通信接口分别通过光纤一一对应连接，此种情况下，只适用于1：n工作模式，备用光通信接口只有一个，其余为主光通信接口，如图4所示。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种光保护模块，其特征在于：包括主控单元、至少二个光电转换单元、电信号交叉选通单元，所述主控单元用于控制所述电信号选通单元并同时与不少于二个光电转换单元电连通，或与一个光电转换单元电连通，传输电通信信号，所述电信号交叉选通单元用于传输电通信信号并进行通道的选择；所述光电转换单元用于实现电通信信号与光通信信号之间的相互转换；各所述光电转换单元具有光通信接口。
2.根据权利要求1所述一种光保护模块，其特征在于：所述电信号交叉选通单元同时与二个光电转换单元电连通时，是与其中一个光电转换单元双向电连通，与另一个光电转换单元单向电连通；或所述电信号交叉选通单元同时与多于二个的光电转换单元双向电连通；或所述电信号交叉选通单元与一个光电转换单元双向电连通。
3.根据权利要求1所述一种光保护模块，其特征在于：所述电信号选通单元包括至少三个双向通道。
4.根据权利要求1所述一种光保护模块，其特征在于：所述主控单元具有与控制中心连接的接口，用于根据控制中心给出的控制信号控制光电转换单元与电信号交叉选通单元的连接方式。
5.根据权利要求1所述一种光保护模块，其特征在于：所述主控单元根据设定触发条件控制光电转换单元与电信号交叉选通单元的连接方式。
6.根据权利要求5所述一种光保护模块，其特征在于：所述设定触发条件包括内部触发条件和外部触发条件，所述内部触发条件包括接收光功率丢失告警、接收光功率越限告警；所述外部触发条件包括由被保护设备产生的接收光信号失锁告警、接收光误码超限告警。
7.根据权利要求1-6任一一项所述的一种光保护模块，其特征在于：所述主控单元包括保护模式寄存器、工作通道寄存器、自动返回延时寄存器，所述保护模式寄存器用于设置自动保护还是手动保护；所述工作通道寄存器用于设置在手动保护模式下的工作通道，或在自动保护模式下的主用通道；所述自动返回延时寄存器用于设置自动返回模式下的返回时间；设置缺省工作模式为：所述电信号选通单元与一个光电转换单元双向电连接，同时与另一个光电转换单元单向电连接，并自动非返回。
8.根据权利要求1-6任一一项所述的一种光保护系统，其特征在于：包括被保护设备A、被保护设备B，所述被保护设备A的主光通信接口与被保护设备B的主光通信接口连接；所述被保护设备A的备用光通信接口与被保护设备A的备用光通信接口连接。
9.根据权利要求8所述一种光保护系统，其特征在于：被保护设备A在主光通信接口与备用光通信接口同时发送光通信信号，被保护设备B选择主光通信接口或备用光通信接口进行接收；反之，被保护设备B在主光通信接口与备用光通信接口同时发送光通信信号，被保护设备A选择主光通信接口或备用光通信接口进行接收。
10.根据权利要求8所述一种光保护系统，其特征在于： 被保护设备A在主光通信接口发送光通信信号，被保护设备B选择主光通信接口进行接收；或被保护设备A在备用光通信接口发送光通信信号，被保护设备B选择备用光通信接口进行接收；反之，被保护设备B在主光通信接口发送光通信信号，被保护设备A选择主光通信接口进行接收；或被保护设备B在备用光通信接口发送光通信信号，被保护设备A选择备用光通信接口进行接收。
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