CN113709601B - 一种光传输设备、系统及光传输方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种光传输设备、系统及光传输方法。一种光传输设备包括：支路板、电交叉板、主用线路板、备用线路板、第一合分波板和光放大板。其中，备用线路板的数量少于主用线路板的数量；支路板的第一端口用于传输客户业务数据，支路板、主用线路板及备用线路板均与电交叉板电连接；主用线路板、备用线路板及光放大板均与第一合分波板光连接；光放大板的第二端口用于传输承载了客户业务数据的光信号；当满足第一预设条件时，电交叉板将主用线路板应处理的客户业务数据复制或调度给备用线路板，第一合分波板用于配合该备用线路板进行合波和分波。光传输设备中备用线路板可由多个主用线路板共享其备用功能，因此节约冗余保护的成本。

Description

一种光传输设备、系统及光传输方法

技术领域

本申请涉及光传输技术领域，尤其涉及一种光传输设备、系统及光传输方法。

背景技术

在光传输领域中，两个光传输设备通过光纤相互传输光信号。为了保证光信号传输的可靠性，通常可以在光传输设备或光传输系统中增加冗余保护。冗余保护是指在光传输设备或光传输系统中，对起到关键作用的部分A(如关键通道或关键单板)增加一套以上完成相同功能的部分A’，作为A的备用。当A出现故障时，利用A’能够使光传输设备或光传输系统保持正常工作状态，从而提高光信号传输的可靠性。

目前通常采用“客户侧1+1”或子网连接保护(Sub-network ConnectionProtection,SNCP)的方式进行冗余保护。但是，这两种保护方式需要双份的资源配置，线路板的使用量大，导致冗余保护的成本较高。

发明内容

本申请提供了一种光传输设备、系统及光传输方法，以降低冗余保护成本。

第一方面，本申请提供一种光传输设备，包括：支路板、电交叉板、主用线路板、备用线路板、第一合分波板和光放大板；其中，备用线路板的数量少于主用线路板的数量；支路板的第一端口用于传输客户业务数据，支路板、主用线路板及备用线路板均与电交叉板电连接；主用线路板、备用线路板及光放大板均与第一合分波板光连接；光放大板的第二端口用于传输承载了客户业务数据的光信号；当满足第一预设条件时，电交叉板用于将主用线路板应处理的客户业务数据复制或调度给备用线路板，第一合分波板用于配合该备用线路板进行合波和分波。

第一方面提供的光传输设备实现了多个主用线路板共享共用备用线路板，不需要对线路板进行双份配置，节省了光传输设备所需的备用线路板的数量，节省冗余保护的成本。

可选地，第一预设条件包括：至少一个主用线路板故障或光传输设备接收到线路板切换指令。由此可知，在第一方面提供的技术方案中，可以在主用线路板故障时启用备用线路板，也可以主动向光传输设备发送线路板切换指令，使光传输设备接收到线路板切换指令时启用备用线路板。例如，从一个无故障的主用线路板工作切换为备用线路板工作。

可选地，光传输设备还包括第二合分波板。在该实现方式中，主用线路板、备用线路板和光放大板均包括光连接元件；当满足第二预设条件时，主用线路板的光连接元件用于建立主用线路板与第二合分波板的光通路，备用线路板的光连接元件用于建立备用线路板与第二合分波板的光通路，光放大板的光连接元件用于建立光放大板与第二合分波板的光通路。

在上述实现方式中，主用线路板、备用线路板和光放大板上设置的光连接元件分别可以解除主用线路板、备用线路板和光放大板与第一合分波板的绑定关系，使主用线路板、备用线路板和光放大板分别可以与第二合分波板建立光通路。从而，即便第一合分波板出现故障，该光传输设备也可以将第二合分波板作为第一合分波板的备用合分波板，以第二合分波板替代第一合分波板实现正常工作。进而，保证了合波和分波功能的可靠性，保证光传输设备的信号传输的可靠性。

此外，在上述实现方式中，光连接元件解除了合分波板上下游的单板与某一合分波板的绑定关系，因此即便设置了第二合分波板作为第一合分波板的备用，也不需要成倍地配置一系列与第二合分波板绑定的线路板和光放大板。从而，节省对光传输设备的合分波板进行冗余保护需耗费的成本。

可选地，第二预设条件包括：至少一个第一合分波板故障或光传输设备接收到合分波板切换指令。也就是说，可以在第一合分波板故障时启用备用线路板，也可以主动向光传输设备发送合分波板切换指令，使光传输设备接收到合分波板切换指令时启用第二合分波板。例如，从一个无故障的第一合分波板工作切换为第二合分波板工作。

可选地，光连接元件包括光选择元件和/或分光元件。其中，光选择元件为光开关或波长选择元件。光开关可以实现光路切换，例如从连通第一光路并阻断第二光路切换为阻断第一光路并连通第二光路。波长选择元件则是在光波长的维度上对光进行选择。光选择元件保证了光信号的功率，使光传输设备适用于进行长距离的光信号传输。

分光元件的两个输出端分别连接第一合分波板和第二合分波板。当使用分光元件建立光通路时，分光元件的输入端至两个输出端的光路始终连通，即分光元件所在的单板(例如线路板或光放大板)始终与第一合分波板和第二合分波板连通。分光元件可以有助于检测光路的连通是否正常。

可选地，以上光传输设备还包括：第一控制器；主用线路板、备用线路板、第一合分波板和光放大板均与第一控制器电连接；当满足第二预设条件时，第一控制器用于控制主用线路板和备用线路板中工作的线路板以及光放大板均与第二合分波板建立光通路。

在该实现方式中，第一控制器具体可以是根据第一合分波板或第一合分波板上下游的单板对该第一合分波板的故障检测结果确定第一合分波板故障，从而确定光传输设备满足第二预设条件。此外，第一控制器具体可以接收到光传输设备外部的控制器发送的合分波板切换指令，确定光传输设备满足第二预设条件。

可选地，第一合分波板包括多种实现方式。作为一示例方式，第一合分波板包括：合波器和分波器。作为另一示例方式，第一合分波板包括：波长选择开关WSS，该第一合分波板不但具备合波合分波的功能，还具备波长选择和波长调度的功能。

第二方面，本申请提供一种光传输系统，包括：第一光传输设备和第二光传输设备；其中第一光传输设备为第一方面提供的光传输设备；第一光传输设备的光放大板的第二端口与第二光传输设备光连接；在第一传输方向上，第一光传输设备用于接收客户业务数据，并对客户业务数据进行处理，将处理后的承载了客户业务数据的光信号通过光放大板的第二端口发送给第二光传输设备；当满足第一预设条件时，第一光传输设备启用备用线路板；在第二传输方向上，第一光传输设备用于通过光放大板的第二端口接收第二光传输设备的光信号，并对光信号进行处理，转化为客户业务数据发送给客户侧；当满足第一预设条件时，第一光传输设备启用备用线路板。

由于第一光传输设备为第一方面提供的光传输设备，因此对于整个光传输系统，能够节约冗余保护的成本。

可选地，以上光传输系统中，第一光传输设备与第二光传输设备建立连接的方式可以包括多种实现形式。例如，第一光传输设备的光放大板的第二端口与光传输设备通过光纤连接，或者通过至少一个光放站连接。前者适用于短距离传输；后者适用于长距离传输，例如第一光传输设备和第二光传输设备分别设置在不同的城市。

第三方面，本申请提供一种光传输方法，应用于第一方面提供的光传输设备。该方法包括：当满足第一预设条件时，通过电交叉板将主用线路板应处理的客户业务数据复制或调度给备用线路板，并以第一合分波板配合该备用线路板进行合波和分波。

在第三方面提供的光传输方法中，由于应用了第一方面提供的光传输设备，该光传输设备中备用线路板可以被多个主用线路板共享其备用功能，因此备用线路板替代主用线路板工作不但实现冗余保护，同时也节省了冗余保护的成本。

可选地，以上方法中，通过电交叉板将主用线路板应处理的客户业务数据复制或调度给备用线路板，并以第一合分波板配合该备用线路板进行合波和分波，具体包括：

在第一传输方向上，以支路板接收客户业务数据；通过电交叉板将主用线路板应处理的客户业务数据复制或调度给备用线路板；由备用线路板对该客户业务数据进行电光转换；由第一合分波板接收该备用线路板提供的光信号以进行合波；通过光放大板将合波后的光信号放大后传输给对端传输设备；光信号承载了客户业务数据；

在第二传输方向上，通过光放大板接收对端设备的光信号并放大；由第一合分波板将放大的光信号分波提供给对应的线路板，对应的线路板包括该备用线路板；该备用线路板对接收的光信号进行光电转换再提供给电交叉板；通过电交叉板的调度将该备用线路板处理得到的客户业务数据以支路板的第一端口发送给客户侧。

可选地，若光传输设备还包括第二合分波板，则方法还包括：

当满足第二预设条件时，通过所述主用线路板和所述备用线路板包括的光连接元件，建立所述主用线路板和所述备用线路板中工作的线路板与所述第二合分波板的光通路，并通过所述光放大板包括的光连接元件建立所述光放大板与所述第二合分波板的光通路。

线路板的光连接元件解除了线路板与第一合分波板的绑定关系，使线路板能够与第二合分波板建立光通路；光放大板的光连接元件解除了光放大板与第一合分波板的绑定关系，使光放大板能够与第二合分波板建立光通路。因此，即便第一合分波板故障，其上下游的单板也可以通过与第二合分波板连接，保证信号的正常传输。进而，使光传输设备的工作不受影响，保证了工作的可靠性。

此外，通过解除线路板与第一合分波板的绑定关系以及光放大板与第一合分波板的绑定关系，无需为第二合分波板配置配套的一系列线路板和光放大板，在实现对合分波板的冗余保护的同时，节省了冗余保护成本。

第四方面，本申请还提供一种光传输设备，包括：支线路合一板、第一合分波板、第二合分波板和光放大板；其中，支线路合一板的第一端口用于传输客户业务数据；支线路合一板和光放大板均包括光连接元件；当第二预设条件满足时，支线路合一板的光连接元件用于建立支线路合一板与第二合分波板的光通路，光放大板的光连接元件用于建立光放大板与第二合分波板的光通路。

在第四方面提供的光传输设备中，通过支线路合一板和光放大板上包含的光连接元件，解除了支线路合一板与第一合分波板的绑定关系以及光放大板与第一合分波板的绑定关系。因此，即便第一合分波板故障，也可以通过建立支线路合一板与第二合分波板的光通路及建立光放大板与第二合分波板的光通路，将第一合分波板的工作切换给第二合分波板，保证光传输设备的正常工作。可见，设置的光连接元件提升了光传输设备工作的可靠性。

上述光传输设备，还包括：第二控制器；支线路合一板、第一合分波板和光放大板均与第二控制器电连接；当第二预设条件满足时，第二控制器用于控制支线路合一板和光放大板均与第二合分波板建立光通路。

在该实现方式中，第二控制器具体可以是根据第一合分波板或第一合分波板上下游的单板对该第一合分波板的故障检测结果确定第一合分波板故障，从而确定光传输设备满足第二预设条件。此外，第二控制器具体可以接收到光传输设备外部的控制器发送的合分波板切换指令，确定光传输设备满足第二预设条件。

以上各方面提供的任一光传输设备可以为一体式设备或为包含多个分立设备的设备群。

从以上技术方案可以看出，本申请中，由于备用线路板可以与上下游单板(合分波板和电交叉板)建立连接，因此当满足第一预设条件时，通过电交叉板对主用线路板应处理的客户业务数据的复制或调度操作，光传输设备中可以启用备用线路板来替代主用线路板的功能。从而，实现对该光传输设备的冗余保护。由于备用线路板的数量少于主用线路板的数量，即该光传输设备备用线路板可以由多个主用线路板共享其备用功能，因此能够节约冗余保护的成本。

附图说明

图1为一种光传输场景的示意图；

图2为本申请实施例提供的一种光传输设备的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的另一种光传输设备的结构示意图；

图4为线路板的第一子连接元件建立与第二合分波板的光通路的示意图；

图5为光放大板的第二子连接元件建立与第二合分波板的光通路的示意图；

图6为图3所示的光传输设备启用备用线路板和第二合分波板的示意图；

图7为本申请实施例提供的又一种光传输设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本申请实施例提供的技术方案，首先介绍光传输场景。在光传输场景中通常包括多个光传输设备。下面结合图1所示的光传输场景对两个光传输设备C1和C2传输光信号的实现过程进行介绍。

本申请实施例中将本端光传输设备向对端光传输设备传输光信号的方向定义为第一传输方向，将对端光传输设备向本端光传输设备传输光信号的方向定义为第二传输方向。在图1所示的场景中，可以将光传输设备C1作为本端光传输设备，将光传输设备C2作为对端光传输设备。实际应用中，光传输设备C1和C2可以分别处于不同地理位置，具有较长的光传输距离。例如，光传输设备C1位于深圳，光传输设备C2位于北京。

在第一传输方向上，光传输设备C1从客户侧接收客户业务数据，对客户业务数据进行处理后转化为光信号(例如适合长距离传输的光信号)，再将光信号通过长距离传输给光传输设备C2。在第二传输方向上，光传输设备C1接收光传输设备C2发送的光信号，光传输设备C1对该光信号进行处理，转换为客户业务数据，再将客户业务数据发送给客户侧。客户侧是指面向客户的工作设备，作为示例，客户侧可以是路由器或接入设备等。客户业务数据可以通过光信号或电信号的形式传输。

光传输场景中的光传输设备通常设置有多种类型的单板，例如支路板、电交叉板、线路板、支线路合一板、合分波板和光放大板等。其中，支路板用于接入客户侧的客户业务数据，完成光信号到电信号的转换，将业务封装映射到光通道数据单元k(Optical DataUnit k,ODUk)，发送到电交叉板调度。支路板还可同时实现上述过程的逆过程。电交叉板用于完成支路板与线路板之间的电信号调度。线路板用于将电交叉板调度过来的ODUk的电信号进行复用和映射，并实现与符合波分复用(Wavelength Division Multiplexing,WDM)系统要求的标准波长的光转换器单元k(Optical Transport Unit k,OTUk)光信号之间的相互转换。线路板还可同时实现上述过程的逆过程。支线路合一板是OTU类单板的一种。支线路合一板相当于合并了支路板和线路板的功能，可以输出符合WDM系统要求的标准波长的光信号。支线路合一板还可同时实现上述过程的逆过程。合分波板用于将不同波长的光信号进行合波或分波处理。其合波功能体现在：在第一传输方向上将多路符合WDM标准波长的光信号复用成1路光信号。其分波功能体现在：在第二传输方向上将1路光信号解复用为多路符合WDM标准波长的光信号。光放大板是光放大器(Optical Amplifier,OA)，用于在光层实现功率放大。当需要对光信号进行远距离传输时，可以采用光放大板对光功率进行放大。光放大板还可同时实现上述过程的逆过程。

通过以上对光传输设备的单板的功能描述可知，当光传输设备C1与光传输设备C2传输光信号时，两设备具体可以通过光放大板建立光连接。

为了提升光传输设备或光传输系统(包含多个光传输设备)工作的可靠性，目前可以采用“客户侧1+1”或SNCP的方式进行冗余保护，以防止单板故障后设备或系统工作停摆。在“客户侧1+1”方案中，需要对本端光传输设备和对端光传输设备的每一个单板及光纤链路进行备份配置，成本非常高。相比于“客户侧1+1”方案，SNCP冗余保护方案省去了对支路板的备份配置，其他单板仍要备份配置，因此仍然消耗非常高的保护成本。

基于以上问题，本申请实施例提供一种光传输设备、系统及光传输方法。本申请实施例提供的技术方案中，在光传输设备中设置备用线路板，且备用线路板的数量少于主用线路板。当满足第一预设条件(例如主用线路板故障)时，通过电交叉板对主用线路板应处理的客户业务数据的复制或调度操作，光传输设备启用备用线路板来替代该主用线路板的功能。从而，实现对该光传输设备的冗余保护。由于备用线路板的数量少于主用线路板的数量，备用线路板可以由多个主用线路板共享其备用功能，因此能够节约冗余保护的成本。

下面结合附图和实施例描述本申请实施例提供的光传输设备。

图2为本申请实施例提供的一种光传输设备200的结构示意图。光传输设备200包括：支路板201、电交叉板202、主用线路板(203A、203B和203C)、备用线路板203D、第一合分波板204和光放大板205。光传输设备200中，备用线路板的数量N少于主用线路板的数量M。M和N均为正整数，N大于或等于1。支路板201的总数量与主用线路板的总数量可以相同，也可以不同。图2中以3个支路板201、3个主用线路板和1个备用线路板为示例。在其他的示例中，还可设置其他数量的主用线路板和备用线路板，例如100个主用线路板和10个备用线路板。

支路板201的第一端口用于传输客户业务数据。此处传输可以包括发送和/或接收。例如，支路板201在第一传输方向负责接收来自客户侧的客户业务数据，在第二传输方向负责向客户侧发送客户业务数据。并且第一传输方向和第二传输方向的传输动作可以根据实际业务需求同时进行。

如图2所示，支路板201、所有主用线路板203A-203C及备用线路板203D均与电交叉板202电连接。主用线路板203A-203C、备用线路板203D及光放大板205均与第一合分波板204光连接。

在图2的示例中，每个支路板对应一个不同的主用线路板203A、203B或203C。在第一传输方向，每个支路板201处理后的信号经过电交叉板202的调度，发送给支路板201对应的主用线路板。在第二传输方向，主用线路板203A-203C处理后的信号经过电交叉板202的调度，发送给对应的支路板201。

第一合分波板204在第一传输方向提供合波功能，在第二传输方向提供分波功能。当所有主用线路板203A-203C在第一传输方向均工作时，第一合分波板204即用于将主用线路板203A-203C提供的光波合波后发送给光放大板205。当所有主用线路板203A-203C在第二传输方向均工作时，第一合分波板204即用于将来自光放大板205的光波分波至主用线路板203A-203C。

光放大板205在第一传输方向和第二传输方向据提供放大光功率的功能。将光传输设备200作为本端光传输设备，光放大板205的第二端口是光放大板205上与对端光传输设备建立光连接的端口，该第二端口用于传输承载了客户业务数据的光信号。此处传输可以包括发送和/或接收。

在一种可能的实现方式中，光放大板205包括第一OA和第二OA，其中第一OA工作于第一传输方向，第二OA工作于第二传输方向。在另一种可能的实现方式中，光放大板205包括多级OA，多级OA用于对光放大板205接收的光信号逐级放大。

本申请实施例中预设了启用备用线路板203D的触发条件，即第一预设条件。作为示例，第一预设条件包括：至少一个主用线路板故障或光传输设备200接收到线路板切换指令。下面对两种启用备用线路板的触发场景具体说明。在下述场景中，假设从主用线路板203C切换为备用线路板203D工作。

1)触发场景：主用线路板故障。

假设主用线路板203A和203B正常工作，主用线路板203C出现故障，备用线路板203D处于空闲状态。根据以上描述可确定，光传输设备200满足第一预设条件。为了使光传输设备200正常工作，不受故障的主用线路板203C的影响，需要使备用线路板203D替代故障的主用线路板203C工作。

在满足第一预设条件的前提下，光传输设备200的电交叉板202用于将故障的主用线路板203C应处理的客户业务数据交给备用线路板203D处理。此处，主用线路板203C应处理的客户业务数据，具体是指在主用线路板203C正常状态下应当发给主用线路板203C的信号中承载的客户业务数据。

以第一传输方向为例，在一种可能的实现方式中，确定满足第一预设条件之前，电交叉板202可以将任意一个主用线路板203A、203B或203C应处理的客户业务数据复制一份发送给备用线路板203D。如果预先复制并发送的恰好是主用线路板203C应处理的客户业务数据，则在主用线路板203C故障时，光传输设备200可以直接启用该备用线路板203D。如果预先复制并发送的不是主用线路板203C应处理的客户业务数据，则在确定满足主用线路板203C故障时，需要电交叉板202将主用线路板203C应处理的客户业务数据临时调度给备用线路板203D。

在另一种可能的实现方式中，电交叉板202也可以不执行预先的复制操作。电交叉板202在确定某一主用线路板故障时，再将该故障的主用线路板应处理的客户业务数据临时调度给备用线路板203D。

在第二传输方向的复制或调度操作与第一传输方向相似，此处不再赘述。

2)触发场景：主动切换线路板。

实际应用中，光传输设备200外部的控制器可能根据各个线路板的信号处理情况或基于对光传输设备的工作可持续性的要求，在无线路板故障的情况下生成线路板切换指令，将该指令发送给光传输设备200以主动切换工作的线路板。在一种可能的实现方式中，线路板切换指令中可以携带被切换的线路板的标识和切换后的线路板的标识。接收到线路板切换指令后，光传输设备200将主用线路板203C的工作切换给备用线路板203D执行。

本申请实施例中，电交叉板202将主用线路板203C应处理的客户业务数据的复制或调度给备用线路板203D的操作，可以理解为：变更支路板201与线路板原本的对应关系。在本实例场景中，即是将与支路板201原本对应的主用线路板203C变更为对应备用线路板203D。

在以上实施例中，光传输设备中可以启用备用线路板来替代主用线路板的功能。从而，实现对该光传输设备的冗余保护。由于备用线路板的数量少于主用线路板的数量，即该光传输设备中线路板不是1：1双份配置的，备用线路板可以由多个主用线路板共享其备用功能。例如，若光传输设备中设置1个备用线路板，即实现1个备用线路板对M个主用线路板的冗余保护；若备用线路板的数量N大于1，即实现N个备用线路板对M个主用线路板的冗余保护。相比于现有方案，本实施例提供的光传输设备节省了线路板的配置数量，能够降低设备成本。

光传输设备中合分波板通常与多个线路板光连接。如图2所示的光传输设备200中，第一合分波板204连接主用线路板203A-203C。实际应用中，一个合分波板可能连接数十个甚至上百个线路板。合分波板的工作性能影响整个光传输设备的工作可靠性。与线路板类似地，合分波板也可能发生故障。当某一合分波板故障时，若无其他单板替代其功能，则与该合分波板相关的所有业务均会受到影响。由于合分波板与线路板具有绑定关系，因此当需要对合分波板进行冗余保护时，通常还要成倍数地增加一系列的线路板。例如，第一合分波板用于与10个线路板光连接，如果以第二合分波板对第一合分波板进行冗余保护，往往需要配套增加10个与该第二合分波板光连接的线路板。

为了提升光传输设备的工作可靠性，同时，在前述实施例的基础上，本申请进一步提供了另一种光传输设备。通过在线路板上设置光连接元件，解除合分波板与线路板之间的固有绑定关系。进而，在冗余保护合分波板时无需配套增加大量线路板。

图3为该光传输设备400的结构示意图。相比于图2所示的光传输设备200，该光传输设备400还进一步包括第二合分波板401。如图3所示，

光传输设备400包括一个第一合分波板204和一个第二合分波板401。实际应用中，还可以设置其他数量的第一合分波板204和第二合分波板401，例如设置5个第一合分波板204和3个第二合分波板401。本申请实施例中，第一合分波板204的数量大于或等于第二合分波板401的数量。本实施例提供的光传输设备400中，将第一合分波板204作为主用，将第二合分波板401作为备用。

在光传输设备400中，第二合分波板401与第一合分波板204的功能相同。本申请实施例中预设了启用第二合分波板401的触发条件，即第二预设条件。实际应用中，光传输设备400可以在多种触发场景下启用第二合分波板401，因此，根据不同的触发场景设置了该第二预设条件。作为示例，第二预设条件包括：至少一个第一合分波板故障，或光传输设备400接收到合分波板切换指令。

所有线路板203A-203D以及光放大板205均包括光连接元件。当光传输设备400不满足第二预设条件时，光连接元件用于建立其所在的单板与第一合分波板204的光通路。当光传输设备400满足第二预设条件时，光连接元件用于建立其所在的单板与第二合分波板401的光通路。具体而言，在光传输设备400满足第二预设条件的前提下，主用线路板203A、203B或203C的光连接元件用于建立该主用线路板与第二合分波板401的光通路，备用线路板203D的光连接元件用于建立备用线路板203D与第二合分波板401的光通路，光放大板205的光连接元件用于建立光放大板205与第二合分波板401的光通路。

下面对两种启用第二合分波板401的触发场景具体说明。在下述场景中，假设从第一合分波板204切换为第二合分波板401工作。

1)触发场景：第一合分波板故障。

在该触发场景下，第二预设条件包括：至少一个第一合分波板204故障。该场景中第二合分波板402处于空闲状态。根据以上描述可知，光传输设备400满足第二预设条件。为了使光传输设备400正常工作，不受故障的第一合分波板204的影响，需要使用第二合分波板402替代故障的第一合分波板204工作。

由于第二合分波板401与第一合分波板204具备相同的功能，因此第一合分波板204与第二合分波板401共同的上下游单板(光放大板205和工作的线路板203A-203C)的光连接元件建立其所在的单板与第二合分波板401的光通路之后，第二合分波板401可以顺利启用，替代故障的第一合分波板204的功能。

具体而言，在第一传输方向，第二合分波板402接收工作的线路板203A-203C的光波，合波后发送给光放大板205；在第二传输方向，第二合分波板402接收来自光放大板205的光波，分波后分别发送给主用线路板203A-203C。

2)触发场景：主动切换合分波板。

在该触发场景下，第二预设条件包括：光传输设备400接收到外部控制器发送的合分波板切换指令。

在一种可能的实现方式中，合分波板切换指令中可以携带被切换的合分波板的标识和切换后的合分波板的标识。接收到合分波板切换指令后，光传输设备400将第一合分波板204的工作切换给第二合分波板401执行，第一合分波板204停用。

本申请实施例中，光连接元件建立其所在的单板与第二合分波板402的光通路，可以理解为：变更光连接元件所在的单板与合分波板的对应关系。在本实例场景中，即是将与单板(线路板203A-203D或光放大板205)原本对应的第一合分波板201变更为对应第二合分波板401。

在以上实施例中，当光传输设备400满足第二预设条件(例如第一合分波板故障)时，以第一合分波板204上下游的单板包括的光连接元件建立该单板与第二合分波板401的光通路，光传输设备400可以启用第二合分波板401来替代第一合分波板204的功能。从而，实现对该光传输设备400的合分波板的冗余保护。如此，即便第一合分波板204故障也不会影响光传输设备400，光传输设备400可以正常工作。可见，第二合分波板401及其上下游的单板的光连接元件解除了线路板与合分波板的绑定关系，解除了光放大板与合分波板的绑定关系，进而以较低的冗余保护成本实现对合分波板的冗余保护，提升了光传输设备400工作的可靠性。

光连接元件可以包括两个子连接元件，其中第一子连接元件用于当光传输设备400在第一传输方向满足第二预设条件时，建立光连接元件所在的单板与第二合分波板401的光通路；第二子连接元件用于当光传输设备400在第二传输方向满足第二预设条件时，建立光连接元件所在的单板与第二合分波板401的光通路。

在实际应用中，如果光传输设备400仅在第一传输方向满足第二预设条件，则可以仅通过第一子连接元件建立与第二合分波板401的光通路，以实现第一传输方向的正常光传输。第二子连接元件仍与第一合分波板204连通。

类似地，如果光传输设备400仅在第二传输方向满足第二预设条件，则可以仅通过第二子连接元件建立与第二合分波板401的光通路，以实现第二传输方向的正常光传输。第一子连接元件仍与第一合分波板204连通。

如果光传输设备400在第一传输方向和第二传输方向均满足第二预设条件，则第一子连接元件和第二子连接元件均与第二合分波板401连通。即，第一合分波板204在第一传输方向和在第二传输方向的功能均被第二合分波板401替代。

线路板的光连接元件，其中第一子连接元件可以为光选择元件或分光元件，第二子连接元件可以为光选择元件。线路板的光连接元件采用光选择元件作为第一子连接元件，实现光信号的选发，即选择发送到第二合分波板401；采用分光元件作为第一子连接元件，实现光信号的双发，即分别发送给第一合分波板204和第二合分波板401；采用光选择元件作为第二子连接元件，实现光信号的选收，即选择从第二合分波板401接收光信号。

图4以主用线路板203A为示例，展示采用光选择元件和分光元件作为第一子连接元件建立与第二合分波板402的光通路的示意图。图4中，主用线路板203A与第二合分波板401之间的实线连接线表示采用光选择元件作为第一子连接元件建立的光通路。而当采用分光元件作为第一子连接元件时，图4的实线连接线和虚线连接线均表示连通的光路。当线路板采用光选择元件作为第二子连接元件时，光选择元件建立与第二合分波板402的光通路的示意图可以参照图4的实线连接线。

光放大板205包括的光连接元件，其中第一子连接元件可以为光选择元件，第二子连接元件可以为光选择元件或分光元件。光放大板205的光连接元件采用光选择元件作为第一子连接元件，实现光信号的选收，即选择从第二合分波板401接收光信号；采用光选择元件作为第二自连接元件，实现光信号的选发，即选择发送到第二合分波板401；采用分光元件作为第二子连接元件，实现光信号的双发，即分别发送给第一合分波板204和第二合分波板401；采用光选择元件作为第二子连接元件，实现光信号的选收。

图5以光放大板205为示例，展示采用光选择元件和分光元件作为第二子连接元件建立与第二合分波板402的光通路的示意图。在图5中，光放大板205与第二合分波板401之间的实线连接线表示采用光选择元件作为第二子连接元件建立的光通路。而当采用分光元件作为第二子连接元件时，图5的实线连接线和虚线连接线均表示连通的光路。当光放大板205采用光选择元件作为第一子连接元件时，光选择元件建立与第二合分波板402的光通路的示意图可以参照图5。

结合图4的实线连接线及虚线连接线和图5的实线连接线及虚线连接线可知，当分光元件提供双发功能时，分光元件的两个输出端分别连接第一合分波板204和第二合分波板401。当分光元件有光信号输入时，分光元件将光信号沿着两条光路分光后，分别提供给第一合分波板204和第二合分波板401。由于分光元件具有分光功能，因此分光元件沿着单条光路输出的光信号相比于分光元件的输入端的光信号，功率有所下降。因此，在本端光传输设备与对端光传输设备的传输距离较短时，适合在本端光传输设备的光连接元件中采用分光元件实现双发功能。

结合图4的实线连接线和图5的实线连接线可知，当光选择元件提供选发或选收功能时，光信号仅经过该光选择元件连通的一个合分波板。因此，光信号的功率不会分给其他的合分波板，即沿着光选择元件输出的光信号相比于光选择元件的输入端的光信号，功率不会发生明显变化。在本端光传输设备与对端光传输设备的传输距离较长时，适合在本端光传输设备的光连接元件中采用光选择元件实现选发或选收功能。

在图4和图5中示意的光选择元件为光开关，利用光开关从空间光路的维度实现光路选择。在该实现方式中，每一个工作的线路板对应一种不同的光波长。例如，主用线路板203A对应第一波长，主用线路板203B对应第二波长，主用线路板203C对应第三波长。

此外，在实际应用中，光传输设备400的每个线路板还可以为集成度较高的线路板，其包括多个子模块，每个子模块对应多种不同的光波长。类似地，每个光放大板205也可以为集成度较高的光放大板，其包括多个子模块，每个子模块对应多种不同的光波长。在该实现方式中，可以采用波长选择元件作为光选择元件。利用波长选择元件从光波长的维度实现对光的选择。以线路板的波长选择元件为例，在第一传输方向上，当第二预设条件满足时，线路板的波长选择元件建立与第二合分波板401的光通路，将第一波长的光发送给第二合分波板401。

假如图3所示的光传输设备400既满足第一预设条件又满足第二预设条件，则备用线路板203D和第二合分波板401均启用。作为一示例场景，主用线路板203C和第一合分波板204均发生故障。图6为光传输设备400启用备用线路板203D和第一合分波板401的示意图。如图6所示，主用线路板203C的工作由备用线路板203D替代，第一合分波板204的工作由第二合分波板401替代。

在一种可能的实现方式中，光传输设备200和400还可以进一步包括第一控制器。下面以光传输设备400为例，描述第一控制器的实现方式和功能。

光传输设备400中，各个单板(例如支路板201、电交叉板202、线路板203A-203D、第一合分波板204、第二合分波板401和光放大板205)均可以与第一控制器电连接。此处，电连接可以为有线连接或无线连接。各个与第一控制器电连接的单板与第一控制器之间可以相互通信。

对于每个单板，其可以实现故障自检测，也可以由该单板上下游的单板实现故障检测。

例如，线路板203A-203D可以在故障自检测后将故障检测结果反馈给第一控制器，也可以由电交叉板202或工作的合分波板(第一合分波板204或第二合分波板401)对线路板进行故障检测后将故障检测结果反馈给第一控制器。如果故障检测结果指示某一线路板出现故障，则该光传输设备400满足第一预设条件。第一控制器可以用于控制切换电交叉板202和工作的合分波板(例如第一合分波板204)的调度，例如将故障的主用线路板203C应处理的客户业务数据调度给空闲的备用线路板203D，将第一合分波板204应调度给主用线路板203C的光信号调度给备用线路板203D。

例如，第一合分波板204可以在故障自检测后将故障检测结果反馈给第一控制器，也可以由光放大板205或工作的线路板对第一合分波板进行故障检测后将故障检测结果反馈给第一控制器。如果故障检测结果指示第一合分波板出现故障，则该光传输设备400满足第二预设条件。第一控制器可以用于控制线路板203A-203D中工作的线路板以及光放大板205均与第二合分波板401建立光通路。

第一控制器可以在接收到故障检测结果的情况下，通过向相应的单板发送控制指令以启用备用线路板203D或第二合分波板401。另外，第一控制器还可以在接收到设备外部的控制器发送的线路板切换指令或合分波板切换指令后，再控制设备内部的单板启用切换后的线路板或合分波板。如果光传输设备400还包括输入模块(例如触控屏或键盘)，且输入模块与第一控制器电连接，则输入模块可以响应于用户的操作向第一控制器发送线路板切换指令或合分波板切换指令。

在光传输设备200和光传输设备400中，第一合分波板204可以采用波长选择开关(Wavelength Selective Switch,WSS)实现，或者采用合波器和分波器的方式来实现。第二合分波板401的实现方式与第一合分波板204的实现方式类似，此处不再赘述。

需要说明的是，在光传输设备400中，备用线路板是可选的。

在以上实施例中，支路板和线路板的业务由电交叉板进行调度。在一种可能的实现方式中，光传输设备包括支线路合一板。通过在该光传输设备中设置备用的合分波板也可以提升设备工作的稳定性。下面结合附图和实施例进行说明。

图7为本申请实施例提供的又一种光传输设备900的结构示意图。该光传输设备900包括：支线路合一板901A-901C、第一合分波板204、第二合分波板401和光放大板205。图7中仅示意了3个支线路合一板，1个第一合分波板204和1个第二合分波板401。实际应用中，可以根据需求设置其他数量的各单板。例如设置20个支线路合一板，5个第一合分波板204和3个第二合分波板401。本申请实施例中，第一合分波板204的数量大于或等于第二合分波板401的数量。

支线路合一板901A-901C的第一端口用于传输客户业务数据；支线路合一板901A-901C和光放大板均205包括光连接元件。

当光传输设备900满足第二预设条件时，光连接元件用于建立与第二合分波板401的光通路。第二预设条件已在前文介绍，请参照前文。

在该实施例中，即便第一合分波板204故障，设备900也不会受到影响。因此，提升了光传输设备900工作的稳定性。若第二合分波板401的数量少于第一合分波板204的数量，则一个第二合分波板401可以由多个第一合分波板204共享其备份功能，节省了对光传输设备900的冗余保护成本。第二合分波板401及其上下游的单板的光连接元件解除了支线路合一板与合分波板的绑定关系，解除了光放大板与合分波板的绑定关系，进而以较低的冗余保护成本实现对合分波板的冗余保护，提升了光传输设备900工作的可靠性。

在图5的实施例中，对光放大板205包含的光连接元件的实现方式进行了详细的描述，本实施例不再赘述。下面介绍支线路合一板901A-901C上设置的光连接元件的实现方式。

以支线路合一板901A为例，其第一子连接元件可以为光选择元件或分光元件，第二子连接元件可以为光选择元件。采用光选择元件作为第一子连接元件，实现光信号的选发，即选择发送到第二合分波板401；采用分光元件作为第一子连接元件，光信号分别发送给第一合分波板204和第二合分波板401；采用光选择元件作为第二子连接元件，实现光信号的选收，即选择从第二合分波板401接收光信号。

光传输设备900的支线路合一板901A设置光连接元件的方式与光传输设备400的主用线路板203A设置光连接元件的方式基本相同，可以参见图4。

可选地，上述光传输设备900中还可以进一步包括：第二控制器。支线路合一板901A-901C、第一合分波板204、第二合分波板401和光放大板205均可以与该第二控制器电连接。当光传输设备900满足第二预设条件时，第二控制器用于控制各个工作的支线路合一板和光放大板205均与第二合分波板401建立光通路。第二控制器确定故障检测结果和控制单板的实现方式与第一控制器相似，可以参照前述实施例介绍的第一控制器。

对于任意一种前述的光传输设备200、400或900，设备所包含的各个单板可以分布在较小的空间范围内，形成一体式的光传输设备。例如，各个单板设置或集成在一个机房之内。此外，设备所包含的各个单板可以分布在较大的空间范围内，形成相互分立的多个子设备。例如，光传输设备200的支路板、电交叉板和合分波板设置在第一子设备上，光放大板设置在第二子设备上，第一子设备和第二子设备分别位于不同的机房。本申请实施例中对于光传输设备的空间形态和单板的分布位置不加以限定。

基于图2和图3所示的光传输设备，本申请还进一步提供一种光传输系统。下面结合实施例和图1描述该系统的具体实现。

图1所示的光传输场景也展示了一个光传输系统，其包括光传输设备C1和光传输设备C2。C1和C2分别可以为图2和图3所示的光传输设备。

光传输设备C1的光放大板205的第二端口与光传输设备C2的光放大板205的第二端口光连接。具体地，两个第二端口可以通过光纤连接。光传输设备C1和C2之间的传输路径上还设置有至少一个光放站，则光传输设备C1的光放大板205的第二端口可以通过至少一个光放站连接光传输设备C2的光放大板205的第二端口。

由于前述实施例中对光传输设备C1的各类型在第一传输方向和第二传输方向的功能已经做了详细的描述，故在该系统的实施例中不再赘述。对于光传输设备C1，若满足第一预设条件，则将主用线路板切换为备用线路板，由备用线路板执行相应的工作。

该光传输系统中可以沿着可逆的两个方向进行光传输，光传输系统中光传输设备C2在信号处理过程中各单板的功能和启用备用线路板的实现方式均可以参照以上描述。

以上实施例提供的光传输系统中，由于光传输设备C1和C2的备用线路板可以与上下游单板(合分波板和电交叉板)建立连接，因此当任意一个光传输设备满足第一预设条件时，通过电交叉板对主用线路板应处理的客户业务数据的复制或调度操作，该光传输设备可以启用备用线路板来替代主用线路板的功能。从而，实现对该光传输系统的冗余保护。由于备用线路板的数量少于主用线路板的数量，备用线路板可以由其所属的光传输设备的多个主用线路板共享其备用功能，实现节约设备成本。

若系统中光传输设备C1和C2为图3所示的光传输设备，或为图7所示的光传输设备，则该系统的光传输设备C1和C2进行光传输时，还可以当满足第二预设条件时，采用第二合分波板401来替代第一合分波板204工作。通过光传输设备的第二合分波板401，提升了光传输系统工作的可靠性。

基于图2和图3所示的光传输设备，本申请还提供一种光传输方法。下面结合实施例以本端光传输设备为描述主体，对该方法的具体实现进行说明。本申请实施例提供的光传输方法，包括：当光传输设备满足第一预设条件时，通过该光传输设备的电交叉板202将主用线路板应处理的客户业务数据复制或调度给所述备用线路板302，并以所述第一合分波板配合该备用线路板进行合波和分波。

在该方法实施例中，假设第一合分波板正常工作。

作为一示例，若主用线路板203C故障，则通过电交叉板202将主用线路板203C应处理的客户业务数据调度给备用线路板203D。作为另一示例，若光传输设备接收到的线路板切换指令指示从主用线路板203C切换为备用线路板203D，则通过电交叉板202将主用线路板203C应处理的客户业务数据调度给备用线路板203D。

为便于理解本申请实施例提供的光传输方法，下面从两个传输方向分别描述光传输设备满足第一预设条件时，该光传输设备执行的操作。

在第一传输方向上，以支路板201接收客户业务数据；通过电交叉板202将(故障的或需要切换的)主用线路板应处理的客户业务数据复制或调度给备用线路板203D；由备用线路板203D对该客户业务数据进行电光转换；由第一合分波板204接收该备用线路板203D提供的光信号以进行合波；通过光放大板205将合波后的光信号放大后传输给对端传输设备；光信号承载了客户业务数据。

在第二传输方向上，通过光放大板205接收对端设备的光信号并放大；由第一合分波板204将放大的光信号分波提供给对应的线路板，对应的线路板包括该备用线路板203D；该备用线路板203D对接收的光信号进行光电转换再提供给电交叉板202；通过电交叉板202的调度将该备用线路板203D处理得到的客户业务数据以支路板201的第一端口发送给客户侧。

在应用上述方法的光传输设备200或400中，由于备用线路板的数量少于主用线路板的数量，即该光传输设备中线路板不是1：1双份配置的，备用线路板可以由多个主用线路板共享其备用功能，因此能够节约冗余保护的成本。

对于图3所示的光传输设备400，本申请进一步提供了一种光传输方法，以提升光传输设备400工作的可靠性。如图3所示的光传输设备400，在包括第一合分波板204的基础上还包括第二合分波板401。光传输方法包括：

当光传输设备400满足第二预设条件时，建立主用线路板和备用线路板中工作的线路板与第二合分波板401的光通路，并建立光放大板205与第二合分波板401的光通路。

对于图7所示的光传输设备，本申请进一步提供了一种光传输方法，以提升光传输设备900工作的可靠性。如图7所示的光传输设备，在包括第一合分波板204的基础上还包括第二合分波板401。光传输方法包括：

当光传输设备900满足第二预设条件时，建立支线路合一板与第二合分波板401的光通路，并建立光放大板205与第二合分波板401的光通路。

通过执行上述操作，将图3和图7光传输设备中第一合分波板204的工作切换给第二合分波板401。因此，即便第一合分波板204发生故障，光传输设备也可以启用第二合分波板401执行光信号的处理和传输，从而该光传输设备正常工作。可见，图3和图7所示的光传输设备工作可靠性提高。

应当理解，在本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一个”或其类似表达，是指这些中的任意组合，包括单个或复数个的任意组合。例如，a，b或c中的至少一个，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (11)

1.一种光传输设备，其特征在于，包括：支路板、电交叉板、主用线路板、备用线路板、第一合分波板、第二合分波板和光放大板；所述备用线路板的数量少于所述主用线路板的数量；

所述支路板的第一端口用于传输客户业务数据，所述支路板、所述主用线路板及所述备用线路板均与所述电交叉板电连接；所述主用线路板、所述备用线路板及所述光放大板均与第一合分波板光连接；所述光放大板的第二端口用于传输承载了所述客户业务数据的光信号；

当满足第一预设条件时，所述电交叉板用于将所述主用线路板应处理的客户业务数据复制或调度给所述备用线路板，所述第一合分波板用于配合该备用线路板进行合波和分波；

所述主用线路板、所述备用线路板和所述光放大板均包括光连接元件；

当满足第二预设条件时，所述主用线路板的光连接元件用于建立所述主用线路板与所述第二合分波板的光通路，所述备用线路板的光连接元件用于建立所述备用线路板与所述第二合分波板的光通路，所述光放大板的光连接元件用于建立所述光放大板与所述第二合分波板的光通路。

2.根据权利要求1所述的光传输设备，其特征在于，所述光连接元件包括光选择元件和/或分光元件；所述分光元件的两个输出端分别连接所述第一合分波板和所述第二合分波板。

3.根据权利要求2所述的光传输设备，其特征在于，所述光选择元件为光开关或波长选择元件。

4.根据权利要求1所述的光传输设备，其特征在于，还包括：第一控制器；所述主用线路板、所述备用线路板、所述第一合分波板和所述光放大板均与所述第一控制器电连接；

当满足所述第二预设条件时，所述第一控制器用于控制所述主用线路板和所述备用线路板中工作的线路板以及所述光放大板均与所述第二合分波板建立光通路。

5.根据权利要求1所述的光传输设备，其特征在于，所述第一预设条件包括：至少一个主用线路板故障或所述光传输设备接收到线路板切换指令。

6.根据权利要求1所述的光传输设备，其特征在于，所述第二预设条件包括：至少一个第一合分波板故障或所述光传输设备接收到合分波板切换指令。

7.根据权利要求1所述的光传输设备，其特征在于，所述第一合分波板包括：波长选择开关WSS；或者，所述第一合分波板包括：合波器MUX和分波器DEMUX。

8.一种光传输系统，其特征在于，包括：第一光传输设备和第二光传输设备；其中所述第一光传输设备为权利要求1-7任一项所述的光传输设备；所述第一光传输设备的光放大板的第二端口与第二光传输设备光连接；

在第一传输方向上，所述第一光传输设备用于接收客户业务数据，并对所述客户业务数据进行处理，将处理后的承载了所述客户业务数据的光信号通过所述光放大板的第二端口发送给所述第二光传输设备；当满足第一预设条件时，所述第一光传输设备启用备用线路板；当满足第二预设条件时，所述第二合分波板替代所述第一合分波板进行工作；

在第二传输方向上，所述第一光传输设备用于通过所述光放大板的第二端口接收所述第二光传输设备的光信号，并对所述光信号进行处理，转化为客户业务数据发送给客户侧；当满足所述第一预设条件时，所述第一光传输设备启用所述备用线路板；当满足第二预设条件时，所述第二合分波板替代所述第一合分波板进行工作。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述第一光传输设备的光放大板的第二端口与所述光传输设备通过光纤连接，或者通过至少一个光放站连接。

10.一种光传输方法，其特征在于，应用于权利要求1-7任一项所述的光传输设备，所述方法包括：

当满足所述第一预设条件时，通过所述电交叉板将所述主用线路板应处理的客户业务数据复制或调度给所述备用线路板，并以所述第一合分波板配合该备用线路板进行合波和分波；

若所述光传输设备还包括第二合分波板，则所述方法还包括：

当满足所述第二预设条件时，通过所述主用线路板和所述备用线路板包括的光连接元件，建立所述主用线路板和所述备用线路板中工作的线路板与所述第二合分波板的光通路，并通过所述光放大板包括的光连接元件建立所述光放大板与所述第二合分波板的光通路。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述通过所述电交叉板将所述主用线路板应处理的客户业务数据复制或调度给所述备用线路板，并以所述第一合分波板配合该备用线路板进行合波和分波，具体包括：

在第一传输方向上，以所述支路板接收客户业务数据；通过所述电交叉板将所述主用线路板应处理的客户业务数据复制或调度给所述备用线路板；由所述备用线路板对该客户业务数据进行电光转换；由所述第一合分波板接收该备用线路板提供的光信号以进行合波；通过所述光放大板将合波后的光信号放大后传输给对端传输设备；所述光信号承载了所述客户业务数据；

在第二传输方向上，通过所述光放大板接收对端设备的光信号并放大；由所述第一合分波板将放大的光信号分波提供给对应的线路板，所述对应的线路板包括该备用线路板；该备用线路板对接收的光信号进行光电转换再提供给所述电交叉板；通过所述电交叉板的调度将该备用线路板处理得到的客户业务数据以支路板的第一端口发送给客户侧。

Images