CN112153496B - 保护倒换装置及方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种保护倒换装置及方法，属于光通信技术领域。该保护倒换装置包括光放大器、控制器、光开关和光信号检测器。由于光开关的第一端与光开关的任一第二端接通，每个光开关的第二端分别用于连接系统中的一条主干光纤。因此，当控制器控制光开关的第一端由当前接通的光开关的一第二端切换至光开关的另一第二端，便可实现光放大器由当前接通的主干光纤切换连接至其他主干光纤。因此，可通过该保护倒换装置实现对主干光纤的保护倒换，无需部署备用的波分复用器等设备，从而降低了硬件成本。

Description

保护倒换装置及方法

技术领域

本申请实施例涉及光通信技术领域，特别涉及一种保护倒换装置及方法。

背景技术

在光网络系统中，例如无源光网络(passive optical network，PON)系统由于其造价低、易维护等优势而被越来越多地使用。PON系统包括位于网络侧的光线路终端(optical line terminal，OLT)和多个位于用户侧的光网络单元(optical network unit，ONU)。OLT和多个ONU之间存在光通信链路。如果OLT和多个ONU之间的光通信链路发生故障，可能导致整个PON系统无法正常工作，所以亟需研究一种应用于PON系统中的保护倒换装置，以便于在光通信链路发生故障时，能够保证PON系统正常工作。

相关技术中，OLT分别和第一波分复用器和第二波分复用器连接，每个ONU均与第三波分复用器和第四波分复用器连接，第一波分复用器和第三波分复用器之间连接有一条主干光纤，第二波分复用器和第四波分复用器之间连接有另一条主干光纤。也即是，OLT和多个ONU之间存在两条光通信链路，一条包括第一波分复用器、一条主干光纤和第三波分复用器，另一条包括第二波分复用器、另一条主干光纤和第四波分复用器。假设当前时间OLT和多个ONU之间通过某条光通信链路进行通信，此时另一条光通信链路则处于闲置状态，如果当前接通的光通信链路发生故障，OLT和多个ONU则可以切换至闲置状态的光通信链路进行通信。但是该保护倒换装置需要在OLT侧和ONU侧均部署两套波分复用器，导致该保护倒换装置的硬件成本较高。

发明内容

本申请提供了一种保护倒换装置及方法，可以降低在光网络系统中部署保护倒换装置的硬件成本。该技术方案如下：

第一方面，提供了一种保护倒换装置，该保护倒换装置包括光放大器、控制器、光开关和光信号检测器；光开关包括一个第一端和至少两个第二端，光开关的第一端与光开关的任一第二端接通；光放大器的第一端与光开关的第一端连接，每个光开关的第二端分别用于连接一条主干光纤；光放大器的第一端还与光信号检测器的检测端连接，光信号检测器的输出端与控制器的输入端连接，控制器的第一输出端与光开关的控制端连接；光信号检测器用于检测经由光放大器的光信号的功率，将检测的功率反馈至控制器；控制器用于接收光信号检测器反馈的光信号的功率，并在反馈的光信号的功率小于功率阈值时，控制光开关的第一端由当前接通的光开关的一第二端切换至光开关的另一第二端。

由于光开关的第一端与光开关的任一第二端接通，每个光开关的第二端分别用于连接系统中的一条主干光纤。因此，当控制器控制光开关的第一端由当前接通的光开关的一第二端切换至光开关的另一第二端，便可实现光放大器由当前接通的主干光纤切换连接至其他主干光纤。因此，只需要在光网络系统中部署该保护倒换装置便可通过该保护倒换装置实现对主干光纤的保护倒换，无需部署备用的波分复用器等设备，从而降低了硬件成本。

可选地，光放大器为光放大装置中的光放大器，控制器为光放大装置中的控制器。通过利用现有的光放大装置中的控制器和光放大器，可以进一步降低该保护倒换装置的硬件成本。

可选地，光放大器为光放大装置中的光放大器，光信号检测器为光放大装置中的光信号检测器。通过利用现有的光放大装置中的光信号检测器和光放大器，可以进一步降低该保护倒换装置的硬件成本。

可选地，该光放大装置至少包括掺铒光纤放大器(erbium-doped optical fiberamplifier，EDFA)、掺镨光纤放大器(praseodymium-doped optical fiber amplifier，PDFA)、拉曼放大器(raman optical fiber amplifier，RFA)或者半导体光放大器(semiconductor optical amplifier，SOA)中的任一种。提高了本申请提供的保护倒换装置的应用灵活性。

可选地，控制器的第二输出端与光放大器的控制端连接；控制器还用于根据光信号检测器反馈的功率对光放大器的增益进行调整。控制器不仅用于控制光开关切换，还用于控制光放大器的增益，无需额外部署其他的控制器，因此可以降低该保护倒换装置的硬件成本。

可选地，保护倒换装置还包括电流驱动器，电流驱动器的输入端与控制器的第二输出端连接，电流驱动器的输出端与光放大器的控制端连接；控制器还用于根据光信号检测器反馈的功率调整电流驱动器输出的驱动电流，以对光放大器的增益进行调整。控制器通过电流驱动器便可实现对光放大器的增益的调整，实施起来简单易行，便于推广该保护倒换装置。

可选地，控制器还用于：在光开关的第一端由当前接通的光开关的一第二端切换至光开关的另一第二端之后，接收光信号检测器重新反馈的光信号的功率，若重新反馈的光信号的功率大于或等于功率阈值，则生成第一告警信号。可选地，控制器还用于：若重新反馈的光信号的功率小于功率阈值，则生成第二告警信号。通过该方式，保护倒换装置不仅可以实现对光网络系统的保护倒换，还可以在切换之后，基于重新反馈的光信号的功率，生成不同的告警信号，以便于维修人员对光网络系统及时进行维修。

第二方面，提供了一种光网络系统，该光网络系统包括第一光网络设备、第二光网络设备、上述保护倒换装置以及至少两条主干光纤；第一光网络设备的一端与光放大器的第二端连接，光开关的每一第二端分别连接一条主干光纤，各个主干光纤的远离光开关的一端与第二光网络设备连接。

在将保护倒换装置应用于至光网络系统之后，当控制器控制光开关的第一端由当前接通的光开关的一第二端切换至光开关的另一第二端，便可实现光放大器由当前接通的主干光纤切换连接至其他主干光纤。因此，只需要在光网络系统中部署该保护倒换装置便可通过该保护倒换装置实现对光网络系统中主干光纤的保护倒换，无需部署备用的波分复用器等设备，从而降低了在光网络系统的硬件成本。

可选地，第一光网络设备可以为OLT，第二光网络设备可以为ONU。或者，第一光网络设备可以为ONU，第二光网络设备可以为OLT。或者，第一光网络设备和第二光网络设备均可以为光传送网OTN设备。也即是，本申请提供的保护倒换装置可以应用于上述多种不同的光网络系统中，以实现对任一光网络系统中的主干光纤的保护倒换，提高了本申请提供的保护倒换装置的应用灵活性。

第三方面，提供一种保护倒换装置的倒换方法，该保护倒换装置包括光放大器、控制器、光开关以及光信号检测器，光开关包括一个第一端和至少两个第二端，光开关的第一端与光开关的任一第二端接通；光放大器的第一端与光开关的第一端连接，每个光开关的第二端分别用于连接一条主干光纤；光放大器的第一端还与光信号检测器的检测端连接，光信号检测器的输出端与控制器的输入端连接，控制器的第一输出端与光开关的控制端连接。

该方法包括：光信号检测器检测经由光放大器的光信号的功率，将检测的功率反馈至控制器；控制器接收光信号检测器反馈的光信号的功率，并在反馈的光信号的功率小于功率阈值时，控制光开关的第一端由当前接通的光开关的一第二端切换至光开关的另一第二端。

可选地，该方法还包括：在光开关的第一端由当前接通的光开关的一第二端切换至光开关的另一第二端之后，光信号检测器重新检测经由光放大器的光信号的功率，并将检测的功率反馈至控制器；控制器接收光信号检测器重新反馈的光信号的功率，若重新反馈的光信号的功率大于或等于功率阈值，则生成第一告警信号。

可选地，该方法还包括：若重新反馈的光信号的功率小于功率阈值，控制器生成第二告警信号。

上述第三方面所获得的技术效果与第一方面中对应的技术手段获得的技术效果近似，在这里不再赘述。

附图说明

图1是本申请一实施例提供的一种PON系统的结构示意图；

图2是本申请一实施例提供的一种保护倒换装置的结构示意图；

图3是本申请一实施例提供的另一种保护倒换装置的结构示意图；

图4是本申请一实施例提供的一种比较器的结构示意图；

图5是本申请一实施例提供的一种光网络系统的结构示意图；

图6是本申请一实施例提供的另一种PON系统的结构示意图；

图7是本申请一实施例提供的另一种PON系统的结构示意图；

图8是本申请一实施例提供的一种保护倒换装置的倒换方法的流程图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

本申请实施例的技术方案可以应用于各种光网络系统中，包括无源光网络(passive optical network，PON)系统，例如，下一代PON(next-generation PON，NG-PON)、NG-PON1、NG-PON2、千兆比特PON(gigabit-capable PON，GPON)、10吉比特每秒PON(10gigabit per second PON，XG-PON)、对称10吉比特无源光网络(10-gigabit-capablesymmetric passive optical network，XGS-PON)、以太网PON(Ethernet PON，EPON)、10吉比特每秒EPON(10gigabit per second EPON，10G-EPON)、下一代EPON(next-generationEPON，NG-EPON)、波分复用(wavelength-division multiplexing，WDM)PON、时分波分堆叠复用(time-and wavelength-division multiplexing，TWDM)PON、点对点(point-to-point，P2P)WDM PON(P2P-WDM PON)、异步传输模式PON(asynchronous transfer modePON，APON)、宽带PON(broadband PON，BPON)，等等，以及25吉比特每秒PON(25gigabit persecond PON，25G-PON)、50吉比特每秒PON(50gigabit per second PON，50G-PON)、100吉比特每秒PON(100gigabit per second PON，100G-PON)、25吉比特每秒EPON(25gigabit persecond EPON，25G-EPON)、50吉比特每秒EPON(50gigabit per second EPON，50G-EPON)、100吉比特每秒EPON(100gigabit per second EPON，100G-EPON)，以及其他速率的GPON、EPON等。

以WDM PON系统为例，图1是本申请一实施例提供的一种PON系统的结构示意图。如图1所示，该PON系统包括OLT 101、第一波分复用器102、第二波分复用器103、以及多个ONU104。其中，OLT 101包括多个光源端口，每个光源端口均和第一波分复用器102通过分支光纤连接。第一波分复用器102和第二波分复用器103之间包括至少两条主干光纤，以及如下各个实施例所述的保护倒换装置，用于在各个主干光纤之间进行切换。第二波分复用器103和每个ONU 104之间通过分支光纤连接。每个ONU可以与一个基站连接。该基站可以为基于有源天线单元(active antenna unit，AAU)的基站。另外，OLT可以与分布单元(distributed unit，DU)连接。

下行传输时，每个光源端口用于发射一定波长的光信号。不同波长的光信号通过第一波分复用器102汇聚成下行光信号，然后通过主干光纤将下行光信号传输至第二波分复用器103。第二波分复用器103将下行光信号分解为不同波长的光信号。由于每个ONU对应一定波长的光源，因此第二波分复用器可以将不同波长的光信号传输至对应的ONU。

上行传输时，每个ONU用于发射一定波长的光信号。不同波长的光信号通过第二波分复用器103汇聚成上行光信号，然后通过主干光纤将上行光信号传输至第一波分复用器102。第一波分复用器102将上行光信号分解为不同波长的光信号，并传输至各个光源端口。

在图1所示的PON系统中，如果ONU侧的分支光纤发生故障，将影响对应基站的覆盖范围，后果则不是很严重。如果第二波分复用器发生故障，也可能只影响部分基站的覆盖范围，后果也不是很严重。但是如果主干光纤发生故障，则OLT对应的所有基站均将无法正常工作，因此，在PON系统中有必要对主干光纤进行保护倒换。

在图1所示的PON系统中，第二波分复用器还可以称为远端波分复用器，在此对第二波分复用器的名称不做具体限定。

另外，第一波分复用器和第二波分复用器可以均为阵列波导光栅(arrayedwaveguide grating，AWG)。其中，AWG具体是一组具有相等长度差的阵列波导形成的光栅，具有分波的能力。AWG的工作原理为：含有多个波长的复用光信号经中心输入信道波导输出后，在输入平板波导内发生衍射，到达输入凹面光栅上进行功率分配，并耦合进入阵列波导。因阵列波导端面位于光栅圆的圆周上，所以衍射光以相同的相位到达阵列波导端面上。经阵列波导传输后，因相邻的阵列波导保持有相同的长度差ΔL，因而在输出凹面光栅上相邻阵列波导的某一波长的输出光具有相同的相位差，对于不同波长的光此相位差不同，于是不同波长的光在输出平板波导中发生衍射并聚焦到不同的输出信道波导位置，经输出信道波导输出后完成了波长分配即解复用功能。这一过程的逆过程，即如果信号光反向输入，则完成复用功能，原理相同。

此外，本申请实施例的技术方案还可以用于光传送网(Optical TransportNetwork，OTN)系统等。OTN系统包括第一OTN设备、第二OTN设备、连接在第一OTN设备与第二OTN设备之间的至少两条主干光纤，以及如下各个实施例所述的保护倒换装置，用于在各个主干光纤之间进行切换。

图2是本申请一实施例提供一种的保护倒换装置的结构示意图，可以应用于任一光网络系统中。如图2所示，该保护倒换装置200包括光放大器201、控制器202、光开关203和光信号检测器204。

光开关203包括一个第一端和至少两个第二端，光开关203的第一端与光开关的任一第二端接通。光放大器201的第一端与光开关203的第一端连接，每个光开关203的第二端分别用于连接一条主干光纤。光放大器201的第一端还与光信号检测器204的检测端连接，光信号检测器204的输出端与控制器202的输入端连接，控制器202的第一输出端与光开关203的控制端连接。

其中，光信号检测器204用于检测经由光放大器201的光信号的功率，将检测的功率反馈至控制器202。控制器202用于接收光信号检测器204反馈的光信号的功率，并在反馈的光信号的功率小于功率阈值时，控制光开关203的第一端由当前接通的光开关203的一第二端切换至光开关203的另一第二端。

在图2中，由于光开关的第一端与光开关的任一第二端接通，每个光开关的第二端分别用于连接系统中的一条主干光纤。因此，在将该装置应用于至光网络系统之后，当控制器控制光开关的第一端由当前接通的光开关的一第二端切换至光开关的另一第二端，便可实现光放大器由当前接通的主干光纤切换连接至其他主干光纤。因此，只需要在光网络系统中部署该保护倒换装置便可通过该保护倒换装置实现对主干光纤的保护倒换，无需部署备用的波分复用器等设备，从而降低了硬件成本。

上述光开关的第一端还可以称为光开关的公共端。

另外，该保护倒换装置200还可以包括与光开关的至少两个第二端一一对应的至少两个光纤连接口。光开关的每个第二端连接在一个光纤连接口中。每个光纤连接口用于为一条主干光纤提供连接端口。也即是，当将图2所示的装置应用于至光网络系统时，光网络系统中每条主干光纤可以通过一个光纤连接口连接至光开关的一个第二端。

另外，考虑到目前的光放大装置也是用于对光信号进行放大，该光放大装置至少包括EDFA、PDFA、RFA或者SOA中的任一种。因此，图2中的光放大器201可以为光放大装置中的光放大器，此时，控制器202可以为光放大装置中的控制器，当然也可以为光放大装置之外的光放大器。另外，光信号检测器204可以为光放大装置中的控制器，当然也可以为光放大装置之外的光信号检测器。

为了降低本申请实施例提供的保护倒换装置的硬件成本，图2中的光放大器201、控制器202以及光信号检测器204均可以为光放大装置中原有的器件。

另外，由于图2中的光放大器201是用于对光信号进行放大的，因此，如图2所示，控制器202的第二输出端与光放大器201的控制端连接。控制器202还用于根据光信号检测器反馈的功率对光放大器201的增益进行调整，以实现对经由光放大器的光信号的放大。

示例地，如图3所示，图2中的保护倒换装置200还包括电流驱动器205，电流驱动器205的输入端与控制器202的第二输出端连接，电流驱动器205的输出端与光放大器201的控制端连接。此时，控制器202还用于根据光信号检测器204反馈的功率调整电流驱动器205输出的驱动电流，以对光放大器201的增益进行调整。

由于当输入至光放大器的驱动电流不同时，光放大器对光信号的功率增益值也不同。因此，控制器可以根据反馈的功率，先确定需要的功率增益值。然后根据确定的功率增益值获取需要的驱动电流。之后，便可控制电流驱动器输出需要的驱动电流。

另外，图2或图3所示的控制器还用于：在光开关的第一端由当前接通的光开关的一第二端切换至光开关的另一第二端之后，接收光信号检测器重新反馈的光信号的功率，若重新反馈的光信号的功率大于或等于功率阈值，则生成第一告警信号。另外，控制器还用于：若重新反馈的光信号的功率小于功率阈值，则生成第二告警信号。

基于上述第一告警信号或第二告警信号，后台管理人员便可对光网络系统进行故障分析。其中，基于第一告警信号或第二告警信号对光网络系统进行故障分析将在下述实施例中详细说明。在此就先不阐述。

另外，图2或图3中的控制器可以为微控制单元(microcontroller unit，MCU)，也可以为其他的处理单元。或者，控制器还可以为硬件控制电路，比如可以为比较器。

图4是本申请实施例提供的一种比较器的结构示意图。如图4所示，比较器包括两个输入端，一个输入端与光信号检测器连接，另一个输入端用于输入参考电平。比较器通过比较两个输入端输入的电平的高低来控制光开关的切换。图4仅仅用于对本申请实施例提供的控制器进行举例说明，并不构成对本申请中涉及的控制器的结构的限定。

上述实施例提供的保护倒换装置用于对光网络系统进行保护倒换，因此，本申请实施例还提供了一种光网络系统。下面对本申请实施例提供的光网络系统进行解释说明。

图5是本申请实施例提供的一种光网络系统的结构示意图。如图5所示，该光网络系统包括第一光网络设备、第二光网络设备、图2所示的保护倒换装置以及至少两条主干光纤。其中，第一光网络设备的一端与光放大器的第二端连接，光开关的每一第二端分别连接一条主干光纤，各个所述主干光纤的远离光开关的一端与第二光网络设备连接。

本申请提供的保护倒换装置可以应用于任一光网络系统中，下面以PON系统和OTN系统为例对光网络系统作进一步详细说明。其他光网络系统可以参考这两个光网络系统中的保护倒换装置的部署方式，在此就不再一一阐述。

示例一，第一光网络设备可以为OLT，第二光网络设备可以为ONU。此时，保护倒换装置应用于PON系统中。图6是本申请一实施例提供的另一种PON系统的结构示意图。如图6所示，OLT的一端与光放大器的第二端连接，光开关的每一第二端分别连接一条主干光纤，各个主干光纤的远离光开关的一端与ONU连接。

其中，OLT的一端可以通过图1中的第一波分复用器与光放大器的第二端连接，各个主干光纤的远离光开关的一端可以通过图1中的第二波分复用器与ONU连接。

在图6中，保护倒换装置部署在靠近OLT这一侧。比如，可以和第一波分复用器一起部署在OLT这一侧的机房内，以便于通过对上行光信号的检测实现对主干光纤的保护倒换。详细实现方式将在本申请提供的保护倒换方法中解释说明，在此就先不展开阐述。

在图6中，在OLT这一侧还可以部署对下行光信号进行处理的光放大装置，在此就不再赘述。

在图6所示的PON系统中，对于第二波分复用器，由于至少两个主干光纤中每个主干光纤的第二端口均与第二波分复用器的第一端口连接，因此，第二波分复用器可以采用1：N光分路器的方式，N表示第二波分复用器的公共端口的个数。比如，图2所示的保护倒换装置中有两条主干光纤，那么第二波分复用器可以采用1：2光分路器的方式。

示例二，第一光网络设备可以为ONU，第二光网络设备可以为OLT。此时，保护倒换装置同样应用于PON系统中。图7是本申请一实施例提供的另一种PON系统的结构示意图。如图7所示，该PON系统包包括OLT、ONU、图2所示的保护倒换装置以及至少两条主干光纤。如图7所示，ONU的一端与光放大器的第二端连接，光开关的每一第二端分别连接一条主干光纤，各个主干光纤的远离光开关的一端与OLT连接。

其中，ONU的一端可以通过图1中的第二波分复用器与光放大器的第二端连接，各个主干光纤的远离光开关的一端可以通过图1中的第一波分复用器与OLT连接。

在图7中，保护倒换装置部署在靠近ONU这一侧。比如，可以和第二波分复用器一起部署在ONU这一侧的机房内，以便于通过对下行光信号的检测实现对主干光纤的保护倒换。详细实现方式将在本申请提供的保护倒换方法中解释说明，在此就先不展开阐述。

在图7中，在ONU这一侧还可以部署对上行光信号进行处理的光放大装置，在此就不再赘述。

在图7所示的PON系统中，对于第一波分复用器，由于至少两个主干光纤中每个主干光纤的第二端口均与第一波分复用器的第二端口连接，因此，第一波分复用器可以采用1：N光分路器的方式，N表示第一波分复用器的公共端口的个数。比如，图2所示的保护倒换装置中有两条主干光纤，那么第一波分复用器可以采用1：2光分路器的方式。

在图6或图7所示的PON系统中，保护倒换装置要么部署在ONU这一侧，要么部署在OLT这一侧，具体应用时，还可以同时在ONU侧和OLT侧部署两个保护倒换装置，以分别通过检测上行光信号和下行光信号来实现对主干光纤的保护倒换。其中，同时在ONU侧和OLT侧部署两个光纤切换器的保护倒换装置的具体结构可以参考图6和图7所示的PON系统，在此就不再赘述了。

另外，对于图6或图7任一所示的PON系统，由于第二波分复用器或第一波分复用器采用了1：N光分路器的方式，而1：N光分路器的引入将带来额外的3dB的链路损耗。因此，保护倒换装置中的光放大器还可以弥补波分复用器带来的链路损耗。

示例三，第一光网络设备和第二光网络设备均为OTN设备。此时，保护倒换装置同样应用于OTN系统中。也即是，一个OTN设备的一端与光放大器的第二端连接，光开关的每一第二端分别连接一条主干光纤，各个主干光纤的远离光开关的一端与另一OTN设备连接，以实现对OTN系统中的主干光纤的保护倒换，在此不再详细阐述。

下面对本申请实施例提供的保护倒换装置的工作原理进行解释说明。

图8是本申请实施例提供的一种保护倒换装置的倒换方法的流程图，应用于上述实施例中任一的保护倒换装置，该保护倒换装置包括光放大器、控制器、光开关以及光信号检测器，光开关包括一个第一端和至少两个第二端，光开关的第一端与光开关的任一第二端接通；光放大器的第一端与光开关的第一端连接，每个光开关的第二端分别用于连接一条主干光纤；光放大器的第一端还与光信号检测器的检测端连接，光信号检测器的输出端与控制器的输入端连接，控制器的第一输出端与光开关的控制端连接。

如图8所示，该方法包括如下步骤：

步骤801：光信号检测器检测经由光放大器的光信号的功率，将检测的功率反馈至控制器。

光网络系统中包括至少两条主干光纤，并且在任一时刻，光网络系统只能通过其中的一条主干光纤进行通信，为了便于后续说明，将任一时刻进行通信的主干光纤称为当前接通的主干光纤。

示例地，对于图6所示的PON系统，控制器可以步骤801获取当前接通的主干光纤上的上行光信号的功率。对于图7所示的PON系统，控制器可以通过步骤801获取当前接通的主干光纤上的下行光信号的功率。

步骤802：控制器接收光信号检测器反馈的光信号的功率，并在反馈的光信号的功率小于功率阈值时，控制光开关的第一端由当前接通的光开关的一第二端切换至光开关的另一第二端。

示例地，对于图6所示的PON系统，如果功率小于功率阈值，则可以表明当前接通的主干光纤上基本没有光信号。而当前接通的主干光纤上没有光信号可以有两个原因。一个原因是所有ONU的发射机均不工作，这种情况发生的可能性较小。另一个原因是当前接通的主干光纤的链路发生失效，这种情况发生的可能性较大。因此，如果确定功率小于功率阈值，则可以控制光纤切换器切换至至少两个主干光纤中的其他主干光纤。

对于图7所示的PON系统，如果功率小于功率阈值，则可以表明当前接通的主干光纤上基本没有光信号。而当前接通的主干光纤上没有光信号可以有两个原因。一个原因是OLT的发射机均不工作，这种情况发生的可能性较小。另一个原因是当前接通的主干光纤的链路发生失效，这种情况发生的可能性较大。因此，如果确定功率小于功率阈值，则可以控制光纤切换器切换至至少两个主干光纤中的其他主干光纤。

对于OTN系统，如果功率小于功率阈值，则可以表明当前接通的主干光纤上基本没有光信号。而当前接通的主干光纤上没有光信号可以有两个原因。一个原因是光信号上游的OTN设备不工作，这种情况发生的可能性较小。另一个原因是当前接通的主干光纤的链路发生失效，这种情况发生的可能性较大。因此，如果确定功率小于功率阈值，则可以控制光纤切换器切换至至少两个主干光纤中的其他主干光纤。

另外，在光开关的第一端由当前接通的光开关的一第二端切换至光开关的另一第二端之后，光信号检测器重新检测经由光放大器的光信号的功率，并将检测的功率反馈至控制器，控制器接收光信号检测器重新反馈的光信号的功率，若重新反馈的光信号的功率大于或等于功率阈值，则生成第一告警信号。

当重新反馈的光信号的功率大于或等于功率阈值，表明在切换主干光纤之后，通信链路恢复正常。此时，可以确定切换前的接通的主干光纤出现故障。因此，控制器可以生成第一告警信号，以提示维修人员对切换前接通的主干光纤进行维修。也即是，第一告警信号可以用于指示切换之前的主干光纤存在故障。

另外，在光开关的第一端由当前接通的光开关的一第二端切换至光开关的另一第二端之后，控制器接收光信号检测器重新反馈的光信号的功率，若重新反馈的光信号的功率小于功率阈值，控制器生成第二告警信号。

当重新反馈的光信号的功率小于功率阈值，表明在切换主干光纤之后，切换后的主干光纤上仍然没有光信号。此时，可以确定切换前接通的主干光纤没有出现故障，可能是光网络系统中其他部位出现故障。因此，控制器可以生成第二告警信号，以提示维修人员对除主干光纤之外的其他网络设备进行维修。

示例地，对于图6所示PON系统，如果切换后的主干光纤上仍然没有上行光信号，此时，可以确定切换前接通的主干光纤没有出现故障，可能是ONU出现故障。因此，控制器可以生成第二告警信号，以提示维修人员对ONU这一侧相关的网络设备进行维修。

对于图7所示PON系统，如果切换后的主干光纤上仍然没有下行光信号，可以确定切换前接通的主干光纤没有出现故障，可能是OLT侧出现故障。因此，控制器可以生成第二告警信号，以提示维修人员对OLT侧相关的网络设备进行维修。

对于OTN系统，如果切换后的主干光纤上仍然没有光信号，可以确定切换前接通的主干光纤没有出现故障，可能是光信号上游的OTN设备出现故障。因此，控制器可以生成第二告警信号，以提示维修人员对光信号上游的OTN设备进行维修。

另外，如果同时在PON系统中的ONU侧和OLT侧，或者，OTN系统的两个OTN设备中部署两个光纤切换器，则可以分别通过下行光信号和上行光信号的检测来是实现对主干光纤的切换保护。具体实现方式可以参考对图6以及图7所示的PON系统的工作原理的解释，在此不再赘述。

另外，还对本申请实施例提供的保护倒换装置进行了实验验证。对于本申请实施例提供的保护倒换装置，通过人为方式断开主干光纤的连接后，保护倒换装置中的链路信号可以快速恢复，且整个恢复过程耗时小于20毫秒。进一步验证了本申请实施例提供的保护倒换装置的可行性。

在本申请实施例中，由于光开关的第一端与光开关的任一第二端接通，每个光开关的第二端分别用于连接系统中的一条主干光纤。因此，当控制器控制光开关的第一端由当前接通的光开关的一第二端切换至光开关的另一第二端，便可实现光放大器由当前接通的主干光纤切换连接至其他主干光纤。因此，只需要在光网络系统中部署该保护倒换装置便可通过该保护倒换装置实现对主干光纤的保护倒换，无需部署备用的波分复用器等设备，从而降低了硬件成本。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上为本申请提供的实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种保护倒换装置，其特征在于，所述保护倒换装置包括光放大器、控制器、光开关和光信号检测器；

所述光开关包括一个第一端和至少两个第二端，所述光开关的第一端与所述光开关的任一第二端接通；

所述光放大器的第一端与所述光开关的第一端连接，每个所述光开关的第二端分别用于连接一条主干光纤；

所述光放大器的第一端还与所述光信号检测器的检测端连接，所述光信号检测器的输出端与所述控制器的输入端连接，所述控制器的第一输出端与所述光开关的控制端连接；

所述光信号检测器用于检测经由所述光放大器的光信号的功率，将检测的功率反馈至所述控制器；

所述控制器用于接收所述光信号检测器反馈的光信号的功率，并在所述反馈的光信号的功率小于功率阈值时，控制所述光开关的第一端由当前接通的所述光开关的一第二端切换至所述光开关的另一第二端，以实现所述光放大器由当前接通的主干光纤切换连接至其他主干光纤，且所述控制器能够为比较器；

所述控制器的第二输出端与所述光放大器的控制端连接；

所述控制器还用于根据所述光信号检测器反馈的功率对所述光放大器的增益进行调整。

2.如权利要求1所述的保护倒换装置，其特征在于，所述光放大器为光放大装置中的光放大器，所述控制器为所述光放大装置中的控制器。

3.如权利要求1所述的保护倒换装置，其特征在于，所述光放大器为光放大装置中的光放大器，所述光信号检测器为所述光放大装置中的光信号检测器。

4.如权利要求2或3所述的保护倒换装置，其特征在于，所述光放大装置至少包括掺铒光纤放大器EDFA、掺镨光纤放大器PDFA、拉曼放大器RFA或者半导体光放大器SOA中的任一种。

5.如权利要求1所述的保护倒换装置，其特征在于，所述保护倒换装置还包括电流驱动器，所述电流驱动器的输入端与所述控制器的第二输出端连接，所述电流驱动器的输出端与所述光放大器的控制端连接；

所述控制器还用于根据所述光信号检测器反馈的功率调整所述电流驱动器输出的驱动电流，以对所述光放大器的增益进行调整。

6.如权利要求1所述的保护倒换装置，其特征在于，所述控制器还用于：

在所述光开关的第一端由当前接通的所述光开关的一第二端切换至所述光开关的另一第二端之后，接收所述光信号检测器重新反馈的光信号的功率，若所述重新反馈的光信号的功率大于或等于所述功率阈值，则生成第一告警信号。

7.如权利要求6所述的保护倒换装置，其特征在于，所述控制器还用于：

若所述重新反馈的光信号的功率小于所述功率阈值，则生成第二告警信号。

8.一种光网络系统，其特征在于，所述光网络系统包括第一光网络设备、第二光网络设备、权利要求1至7任一所述保护倒换装置以及至少两条主干光纤；

所述第一光网络设备的一端与所述光放大器的第二端连接，所述光开关的每一第二端分别连接一条所述主干光纤，各个所述主干光纤的远离所述光开关的一端与所述第二光网络设备连接。

9.如权利要求8所述的光网络系统，其特征在于，所述第一光网络设备为光线路终端OLT，所述第二光网络设备为光网络单元ONU；或者所述第一光网络设备为光网络单元ONU，所述第二光网络设备为光线路终端OLT；或者，所述第一光网络设备和第二光网络设备均为光传送网OTN设备。

10.一种保护倒换装置的倒换方法，其特征在于，所述保护倒换装置包括光放大器、控制器、光开关以及光信号检测器，所述光开关包括一个第一端和至少两个第二端，所述光开关的第一端与所述光开关的任一第二端接通；所述光放大器的第一端与所述光开关的第一端连接，每个所述光开关的第二端分别用于连接一条主干光纤；所述光放大器的第一端还与所述光信号检测器的检测端连接，所述光信号检测器的输出端与所述控制器的输入端连接，所述控制器的第一输出端与所述光开关的控制端连接；所述控制器的第二输出端与所述光放大器的控制端连接，且所述控制器能够为比较器；

所述方法包括：

所述光信号检测器检测经由所述光放大器的光信号的功率，将检测的功率反馈至所述控制器；

所述控制器接收所述光信号检测器反馈的光信号的功率，并在所述反馈的光信号的功率小于功率阈值时，控制所述光开关的第一端由当前接通的所述光开关的一第二端切换至所述光开关的另一第二端，以实现所述光放大器由当前接通的主干光纤切换连接至其他主干光纤；

所述控制器根据所述光信号检测器反馈的功率对所述光放大器的增益进行调整。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述光开关的第一端由当前接通的所述光开关的一第二端切换至所述光开关的另一第二端之后，

所述光信号检测器重新检测经由所述光放大器的光信号的功率，并将检测的功率反馈至所述控制器；

所述控制器接收所述光信号检测器重新反馈的光信号的功率，若所述重新反馈的光信号的功率大于或等于所述功率阈值，则生成第一告警信号。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若所述重新反馈的光信号的功率小于所述功率阈值，所述控制器生成第二告警信号。

Images