CN117544235A - 光网络的信号转发设备及系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种光网络的信号转发设备及系统；其中，所述信号转发设备包括至少一个输入端口、至少一个输出端口、以及设置于所述信号转发设备中的光时域反射模组；所述光时域反射模组的尺寸小于尺寸阈值；其中：所述至少一个输入端口，用于接收第一设备发送的第一复用信号；所述光时域反射模组，用于对所述第一复用信号进行解复用，得到第一通信光信号以及第一探测光信号；所述第一探测光信号用于确定所述第一设备与所述信号转发设备之间的链路状态；所述至少一个输出端口，用于至少发送所述第一通信光信号至第二设备。
Description
技术领域
本申请涉及光网络技术领域，尤其涉及一种光网络的信号转发设备及系统。
背景技术
在光网络架构中，在光网络的数据传输状态故障之后，通过网络检测设备检测光网络的故障点。然而，上述故障检测方法的滞后性强，且依赖专业的网络检测设备，因此不能满足实际的网络检测需求。
发明内容
基于以上问题，本申请实施例提供了一种光网络的信号转发设备及系统。
本申请实施例提供的技术方案是这样的：
本申请实施例提供了一种光网络的信号转发设备，所述信号转发设备包括至少一个输入端口、至少一个输出端口、以及设置于所述信号转发设备中的光时域反射仪(Optical Time-Domain Reflectometer，OTDR)模组；所述OTDR模组的尺寸小于尺寸阈值；其中：
所述至少一个输入端口，用于接收第一设备发送的第一复用信号；
所述OTDR模组，用于对所述第一复用信号进行解复用，得到第一通信光信号以及第一探测光信号；其中，所述第一探测光信号用于确定所述第一设备与所述信号转发设备之间的链路状态；
所述至少一个输出端口，用于至少发送所述第一通信光信号至第二设备。
在一些实施例中，所述OTDR模组包括第一光波分复用器；其中：
所述第一光波分复用器，用于对所述第一复用信号进行解复用，得到所述第一探测光信号；
所述至少一个输出端口，用于至少发送所述第一探测光信号至所述第一设备，以供所述第一设备基于指定探测光信号以及第二探测光信号，确定所述链路状态；所述第一探测光信号以及所述第二探测光信号与所述指定探测光信号关联。
在一些实施例中，所述指定探测光信号的强度大于所述第一探测光信号的第一强度；所述第二探测光信号的第二强度小于或等于所述第一强度。
在一些实施例中，所述第一光波分复用器，还用于复用所述第一探测光信号以及第二通信光信号，得到第二复用信号；
所述至少一个输出端口，用于发送所述第二复用信号至所述第一设备，以供所述第一设备基于所述第二复用信号确定与所述第一探测光信号对应的第二探测光信号。
在一些实施例中，所述OTDR模组还包括第二光波分复用器，用于复用初始探测光信号以及第二通信光信号，得到第三复用信号；
所述至少一个输出端口，用于发送所述第二复用信号至所述第一设备，以供所述第一设备基于所述第二复用信号确定与所述初始探测光信号对应的第三探测光信号；其中，所述第三探测光信号的强度小于所述初始探测光信号的初始强度。
在一些实施例中，所述OTDR模组还包括光电单元和处理单元；其中，所述光电单元，用于生成所述初始探测光信号；所述处理单元，用于基于所述初始探测光信号以及所述第四探测光信号，确定所述链路状态；其中，所述第四探测光信号包括所述第一设备针对所述初始探测光信号的回波信号。
在一些实施例中，所述处理单元，还用于基于所述初始探测光信号与所述第四探测光信号之间的差异程度，预测所述第一设备与所述信号转发设备之间的链路故障概率。
在一些实施例中，所述处理单元，还用于可视化显示所述链路状态。
在一些实施例中，所述处理单元，还用于响应于控制设备发送的链路检测指令，控制所述光电单元生成所述初始探测光信号。
本申请实施例还提供了一种光网络的信号转发系统，所述信号转发系统包括至少两个如前任一所述的光网络的信号转发设备。
在一些实施例中，至少两个信号转发设备至少包括第一设备和第二设备；所述第一设备与所述第二设备的结构相同或不同。
本申请实施例提供的光网络的信号转发设备中，设置有OTDR模组，且OTDR模组能够对至少一个输入端口接收的第一复用信号进行解复用得到第一光通信信号以及第一探测光信号，从而为基于第一探测光信号确定第一设备与信号转发设备之间的链路状态提供了探测光信号基准；并且，由于OTDR模组具备对第一复用信号的解复用功能，从而还能够扩展和增强信号转发设备的功能；与此同时，由于OTDR模组的尺寸小于尺寸阈值，从而能够降低由于设置OTDR模组而对信号转发设备的电路结构以及信号处理功能的消极影响；另一方面，由于OTDR模组设置在信号转发设备中，从而能够在信号转发设备接收第一复用信号以及至少转发第一通信光信号至第二设备的过程中，灵活的、实时的检测和确定链路状态，进而能够克服相关技术中光网络状态检测的滞后性的技术问题。
附图说明
图1为本申请实施例提供的光网络的信号转发设备的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的光网络的信号转发设备的另一结构示意图；
图3为本申请实施例提供的状态图像数据的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的光网络的信号转发系统的结构示意图；
图5为本申请实施例提供的主控卡的结构示意图；
图6为本申请实施例提供的双纤双向模式下的信号转发系统的结构示意图；
图7为本申请实施例提供的双纤双向模式下的信号转发系统的另一结构示意图；
图8为本申请实施例提供的单纤双向的信号转发系统的结构示意图；
图9为本申请实施例提供的信号转发系统监测非本机交换机端口的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
随着全光网和全光交换技术的发展，网络结构中的网络节点比如交换机之间、交换机与接入点(Access Point，AP)之间均采用光纤互联，从而构成了光网络。
然而，光网络的物理层光纤链路仍然处于网络检测的黑盒状态，尤其对于跨区域、长距离、部署环境复杂、链路价值高的光纤链路而言，上述黑盒状态的存在，导致无法有效监控和管理光网络的传输状态和故障状态。与此同时，相关数据表明，在全光网故障中，光网络故障在光缆线路问题故障总量中的占比达到30％。因此，如何精准的监控和管理光网络的传输状态，就显得格外重要。
为了解决以上技术问题，相关技术中提供了以下方案：
光网络部署完毕之后，由技术人员使用专业的OTDR测试仪以及配套装置进行测试。
然而，上述方案只能实现离线测试，且只能在故障出现之后进行检测，因此，在光纤链路出现断点导致业务中断后，无法在第一时间排查和定位故障点位置，从而导致网络状态恢复时间长且经济损失严重。因此，上述方案的滞后性强，无法满足光网络实际的检测需求。
为了克服上述方案滞后性强的问题，相关技术还提供了以下几种技术方案：
第一种方案：
通过网络管理控制器(Network Management Card，NMC)，获取整个光网络拓扑中交换机及其互联终端的光模块收发光信号的功率信息，并通过光模块的数字诊断监控(Digital Diagnostic Monitoring，DDM)获取到收发端的平均光功率，然后计算出收发端的光功率差值，从而获得每一条光纤链路的总体光衰减值信息，再基于总体光衰减值信息确定链路状态。
然而，上述方案不能细粒度地上确定从发射端到接收端光纤上每一点的损耗情况，比如，无法确定光纤光衰大的具体原因是断裂、熔接点质量问题、连接器接触不良、光纤弯折或挤压中的哪一种。
第二种方案：
将专门集成有OTDR模组的光模块应用于运营商长距离密集型光波复用(DenseWavelength Division Multiplexing，DWDM)骨干光纤传输系统中。
该方案的优点在于，通过光模块内集成的OTDR模组实现光信号收发、采集与处理器件，能够实现实时在线检测。然而，为了兼容常规光模块规格，光模块的结构非常紧凑，因此，受限于光模块的体积、功耗与成本，光模块的光信号收发和处理性能不足，无法实现精确全面监控。
第三种方案：
采用分离的外置OTDR插卡式机框与网络节点之间的电性连接检测光网络的网络状态。然而，在该方案中，OTDR插卡式机框与交换机等网络节点之间在硬件和软件层面相互独立，不利于部署安装和统一管理，且检测成本也较高。
基于以上技术问题，本申请实施例提供了一种光网络的信号转发设备及系统。
图1为本申请实施例提供的光网络的信号转发设备的结构示意图，如图1所示，该信号转发设备100可以包括至少一个输入端口101、至少一个输出端口102、以及设置于信号转发设备100中的OTDR模组103；OTDR模组103的尺寸小于尺寸阈值。
其中：至少一个输入端口101，用于接收第一设备发送的第一复用信号；OTDR模组103，用于对第一复用信号进行解复用，得到第一通信光信号以及第一探测光信号；第一探测光信号用于确定第一设备与信号转发设备100之间的链路状态；至少一个输出端口，用于至少发送第一通信光信号至第二设备。
在一种实施方式中，信号转发设备100可以实现数据和/或控制信号传输的设备；示例性地，信号转发设备100可以包括光网络中的交换机。
在一种实施方式中，至少一个输入端口101以及至少一个输出端口102可以包括单向或双向的光纤接口。
在一种实施方式中，第一设备和第二设备可以包括终端设备，也可以包括光网络中的其它信号转发设备。
在一种实施方式中，OTDR模组103可以集成设置在信号转发设备100中，也可以可插拔的设置于信号转发设备100的指定端口中。
在一种实施方式中，尺寸阈值可以根据信号转发设备100的尺寸、信号转发设备100中指定端口的尺寸以及信号转发设备100中电路结构而确定。
在一种实施方式中，第一复用信号中的第一通信光信号中通信光信号的数量可以为至少一路。
在一种实施方式中，第一探测光信号中探测光信号的数量可以为至少一路。
在一种实施方式中，链路状态可以包括第一设备与信号转发设备100之间的光纤链路是否处于正常的数据传输状态、光纤链路异常数据传输状态的类型以及第一设备与信号转发设备100之间的光纤长度中的至少一种。
在一种实施方式中，链路状态可以由OTDR模组103、或者信号转发设备100的处理器确定。
在一种实施方式中，链路状态可以通过第一探测光信号与目标光信号之间的差异程度而确定；示例性地，通过比较第一探测光信号的强度与目标光信号的强度，可以确定第一设备与信号转发设备100之间的链路故障状态；示例性地，目标光信号可以包括预先设置的、与第一探测光信号关联的探测光信号。
由以上可知，本申请实施例提供的光网络的信号转发设备中，设置有OTDR模组，且OTDR模组能够对至少一个输入端口接收的第一复用信号进行解复用得到第一光通信信号以及第一探测光信号，从而为基于第一探测光信号确定第一设备与信号转发设备之间的链路状态提供了探测光信号基准；并且，由于OTDR模组具备对第一复用信号的解复用功能，从而还能够扩展和增强信号转发设备的功能；与此同时，由于OTDR模组的尺寸小于尺寸阈值，从而能够降低由于设置OTDR模组而对信号转发设备的电路结构以及信号处理功能的消极影响；另一方面，由于OTDR模组设置在信号转发设备中，从而能够在信号转发设备接收第一复用信号以及至少转发第一通信光信号至第二设备的过程中，灵活的、实时的检测和确定链路状态，进而能够克服相关技术中光网络状态检测的滞后性的技术问题。
如图2所示，本申请实施例提供的信号转发设备100中，OTDR模组103包括第一光波分复用器1031。
其中，第一光波分复用器1031，用于对第一复用信号进行解复用，得到第一探测光信号；
至少一个输出端口，用于至少转发第一探测光信号至第一设备，以供第一设备基于指定探测光信号以及第二探测光信号，确定链路状态；第一探测光信号以及第二探测光信号与指定探测光信号关联。
在一种实施方式中，第一光波分复用器可以为三端口光波分复用器，也可以为二端口光波分复用器。
在一种实施方式中，指定探测光信号可以由第一设备发送，且其强度可以由第一设备设置。
在一种实施方式中，第一探测光信号与指定探测光信号关联，可以表示第一探测光信号可以包括指定探测光信号经过连接第一设备与信号转发设备100之间的光纤链路传输衰减后得到的光信号。
在一种实施方式中，第二探测光信号与指定探测光信号关联，可以第二探测光信号可以包括第一探测光信号经过连接第一设备与信号转发设备100之间的光纤链路传输衰减后得到的光信号，由于第一探测光信号与指定探测光信号关联，因此，第二探测光信号与指定探测光信号经由第一探测光信号间接关联。
由以上可知，本申请实施例提供的信号传输设备，OTDR模组包括第一光波分复用器，用于对第一复用信号进行解复用得到第一探测光信号，而至少一个输出端口，则用于至少发送第一探测光信号至第一设备，以供第一设备能够基于指定探测光信号以及第二探测光信号，确定链路状态，并且，由于第一探测光信号与第二探测光信号分别与指定探测光信号关联，从而使得信号传输设备传输获取和发送的第一探测光信号，为第一设备确定链路状态提供了信号依据。
基于前述实施例，本申请实施例提供的信号转发设备中，指定探测光信号的强度大于第一探测光信号的第一强度；第二探测光信号的第二强度小于或等于第一强度。
在一种实施方式中，第一强度和第二强度，可以包括第一探测光信号和第二探测光信号的幅度；示例性地，上述幅度可以包括功率。
在一种实施方式中，第一强度和第二强度，可以与连接第一设备与信号转发设备100之间的光纤链路的链路状态直接关联，因此，第一设备可以基于指定探测光信号的强度与第二探测光信号的第二强度之间的差异，确定链路状态。
由以上可知，由于光信号的功率与其所传输的光纤链路状态密切相关，而在本申请实施例提供的信号转发设备中，第一探测光信号的第一强度小于指定探测光信号的强度，第二探测光信号的第二强度小于或等于第一强度，如此，基于指定探测光信号以及第二探测光信号确定的链路状态，能够精确反应第一设备与信号转发设备之间实际的数据传输状态。
基于前述实施例，本申请实施例提供的信号转发设备中：
第一光波分复用器1031，还用于复用第一探测光信号以及第二通信光信号，得到第二复用信号。
至少一个输出端口102，用于发送第二复用信号至第一设备，以供第一设备基于第二复用信号确定与第一探测光信号对应的第二探测光信号。
在一种实施方式中，第二通信光信号可以包括除去第一设备之外的其它设备发送至信号转发设备100的通信光信号。
在一种实施方式中，第一设备在接收到第二复用信号之后，可以对其执行解复用操作，从而得到第二探测光信号。
在一种实施方式中，第一设备可以基于第二探测光信号的第二强度、以及其所发送的指定探测光信号的强度，确定第一设备与信号转发设备100之间的链路状态。
在一种实施方式中，第一强度、第二强度与指定探测光信号的强度之间的差异，能够直接表征第一设备与信号转发设备100之间的光纤链路对光信号的衰减作用；示例性地，上述衰减作用可以与光纤链路的断裂、熔接点质量问题、连接器接触不良、光纤弯折或挤压等相关，因此，基于第二探测光信号的第二强度、以及其所发送的指定探测光信号的强度，能够精确确定第一设备与信号转发设备100之间的链路状态。
由以上可知，本申请实施例提供的信号转发设备，第一光波分复用器，还用于复用第一探测光信号以及第二通信光信号，得到第二复用信号，如此，能够降低由于发送第一探测光信号而对第二通信光信号的传输产生的消极影响；并且，由于第一光波分复用器不仅能够实现对第一复用信号的解复用操作，还能实现对第二通信光信号以及第一探测光信号的复用操作，从而实现了对第一光波分复用器的高效复用，进而能够简化OTDR模组的硬件电路，降低OTDR模组的硬件成本。
基于前述实施例，本申请实施例提供的信号转发设备100中，OTDR模组103还包括第二光波分复用器1032，用于复用初始探测光信号以及第二通信光信号，得到第三复用信号。
至少一个输出端口102，用于发送第三复用信号至第一设备，以供第一设备基于第三复用信号确定与初始探测光信号对应的第三探测光信号。
其中，第三探测光信号的强度小于初始探测光信号的初始强度。
在一种实施方式中，第二光波分复用器1032，可以为三端口光分复用器，也可以为二端口光分复用器。
在一种实施方式中，第一设备在确定第三探测光信号之后，还能够复用第三探测光信号与第三通信光信号得到第四复用信号，并发送第四复用信号至信号转发设备100，以供其基于第四复用光信号中的探测光信号的强度以及初始探测光信号的初始强度，确定第一设备与信号转发设备100之间的链路状态。
由以上可知，本申请实施例提供的信号转发设备中，OTDR模组还包括第二光波分复用器，用于复用初始探测光信号以及第二通信光信号得到第三复用信号，如此，通过在OTDR模组中设置第一光波分复用器和第二光波分复用器，能够实现对不同复用信号的、相互独立的解复用和复用操作，从而能够降低解复用和复用操作之间的耦合度，提高解复用和复用操作的执行效率。
基于前述实施例，本申请实施例提供的信号转发设备中，OTDR模组103还包括光电单元1033和处理单元1034；其中，光电单元1033，用于生成初始探测光信号；处理单元1034，用于基于初始探测光信号以及第四探测光信号，确定链路状态。
其中，第四探测光信号包括第一设备针对初始光探测信号的回波信号。
在一种实施方式中，光电单元1033，可以生成指定强度的初始探测光信号。
在一种实施方式中，光电单元1033可以生成多种强度的初始探测光信号。
在一种实施方式中，处理单元1034，可以基于初始探测光信号的强度和/或波形，以及第四探测光信号的强度和/或波形之间的差异程度，确定链路状态。
由以上可知，本申请实施例提供的信号转发设备中，OTDR模组中的光电单元，用于生成初始探测光信号，处理单元，用于基于初始探测光信号以及第四探测光信号，确定链路状态。由此，通过将OTDR模组中光电单元以及处理单元的独立设置，能够提高OTDR模组的光信号处理效率，降低光信号生成过程、以及链路状态确定过程之间的耦合度。
基于前述实施例，本申请实施例提供的信号转发设备100中，处理单元1034，还用于基于初始探测光信号与第四探测光信号之间的差异程度，预测第一设备与信号转发设备100之间的链路故障概率。
在一种实施方式中，上述差异程度可以包括初始探测光信号与第四探测光信号之间的波形和/或强度之间的差异程度。
在实际应用中，若光纤链路可能包括连接器点和/或熔接点，光纤链路对应的物理光纤也可能被挤压或弯折，在这种情况下，光纤链路中传输的探测光信号受到上述各种情况的影响，其波形和/或强度与单独的物理光纤中传输的波形和/或强度之间会出现差异，且差异程度的高低，能够表征连接器点和/或熔接点的数量，也能够表征物理光纤被挤压或者弯折的程度。
与此同时，通过光纤物理学的相关数据可以预先确定连接器点和/或熔接点对应的第一差异程度、以及物理光纤被挤压或弯折对应的第二差异程度，通过第一差异程度和第二差异程度，与初始探测光信号和第四探测光信号的差异程度之间的匹配程度，就能够预测第一设备与信号转发设备之间的链路是否可能存在故障，以及故障概率。
在一种实施方式中，若差异程度与连接器点和/或熔接点对应的第一差异程度不匹配，但与第二差异程度至少部分匹配，则可以基于第二差异程度与差异程度之间的匹配程度，确定链路故障概率的高低；示例性地，上述匹配程度与链路故障概率之间可以呈正比，比如，匹配程度越低，则链路故障概率可以越低。
由以上可知，通过本申请实施例提供的信号转发设备中OTDR模组中处理单元，基于初始探测光信号与第四探测光信号之间的差异程度，能够实时预测第一设备与信号转发设备之间的链路故障概率，从而能够实现第一设备与信号转发设备之间的光纤链路的故障提前预警与定位，如此，不仅能够降低对专业人员和专业检测设备的依赖，而且，借助于信号转发设备的实时检测功能，还能够提高链路故障的预测效率，从而能够缩短光纤链路维护的人员成本、设备成本以及时间成本，更进一步地，还能够预测包括光纤老化以及入侵导致的衰减增大等异常状态。
基于前述实施例，本申请实施例提供的信号转发设备100中，处理单元1034，还用于可视化显示链路状态。
在一种实施方式中，可视化显示链路状态，可以包括确定并显示状态图像数据；示例性地，状态图像数据可以包括第一设备与信号转发设备之间的光纤链路的长度、上述光纤链路中连接器点和/或熔接点的设置位置、上述光纤链路中设置的其它信号转发设备的数量、以及各个信号转发设备之间的距离，还可以包括可能导致链路故障的节点的位置。
在一种实施方式中，可视化显示链路状态，可以包括创建第一设备与信号转发设备的节点或设备的图例，并基于链路状态所表征的距离数据，在坐标轴中显示各个图例，以等比例的显示上述各个节点或设备在光纤链路中的分布状态和故障状态。
图3为本申请实施例提供的状态图像数据的结构示意图。如图3所示，光纤链路301可以包括从交换机302至末端设备303之间的链路；在该链路上可以分布有连接器304、熔接点305以及异常损耗点306；其中，连接器304、熔接点305以及异常损耗点306的位置，可以由交换机302中的OTDR模块中的处理单元基于探测光信号以及探测光信号的回波信号确定。
在图3中，坐标轴307为交换机302、连接器304、熔接点305、异常损耗点306以及末端设备303的距离映射坐标轴，其中，坐标L0表示交换机302的坐标，坐标L1、L2以及L3可以分别为连接器304、熔接点305以及异常损耗点306的坐标，L用于表示末端设备303的坐标，也可以表示光纤链路301的长度。
其中，交换机302可以为信号转发设备，末端设备303可以为前述实施例中的第一设备。
在前文中列举的相关技术中的几种光纤检测方案，均无法从细节上体现出从光纤链路上每一点的损耗情况，且均无法可视化光纤链路的长度和事件点分布，无法定位断点与故障点位置。
而本申请实施例提供的信号转发设备中的OTDR模块所包含的处理单元，能够可视化显示链路状态，从而能够更直观、形象且全面的展示第一设备与信号转发设备之间的链路状态。
基于前述实施例，本申请实施例提供的信号转发设备100中，处理单元1034，还用于响应于控制设备发送的链路检测指令，控制光电单元生成初始探测光信号。
在一种实施方式中，控制设备可以包括信号转发设备100的上位机设备。
在一种实施方式中，链路检测指令中可以包括链路检测的执行时间、初始探测光信号的强度和发射频率等参数。
由以上可知，本申请实施例提供的信号转发设备的OTDR模块中的处理单元，用于响应于控制设备发送的链路检测指令，控制光电单元生成初始探测光信号。如此，通过上述操作，能够增强链路检测操作的可控性，从而能够减少非必要的链路检测操作。
基于前述实施例，本申请实施例还提供了一种光网络的信号转发系统，该系统包括至少两个如前任一实施例提供的光网络的信号转发设备。
图4为本申请实施例提供的光网络的信号转发系统的结构示意图。如图4所示，该系统可以包括第一交换机401和第二交换机402，且第一链路403可以连接第一交换机401和第二交换机402。
示例性地，第一交换机401和第二交换机402可以为前述实施例中的信号转发设备。
示例性地，第一交换机401与第二交换机402可以均为核心框式交换机，且它们可以均设置有异地核心交换机堆叠口404以及线卡405。
示例性地，OTDR模块可以通过主控卡406可插拔的设置在第一交换机401与第二交换机402中。
图5为本申请实施例提供的主控卡的结构示意图。其中，OTDR模组103可以可插拔的设置在主控卡中，示例性地，主控卡还可以包括待测光口接入连接器501和待测光纤接入连接器502。
基于前述实施例，本申请实施例提供的信号转发系统中，至少两个信号转发设备至少包括第一设备和第二设备，第一设备与第二设备的结构相同或不同。
图6为本申请实施例提供的双纤双向模式下的信号转发系统的结构示意图。
如图6所示，该系统可以包括第一交换机401和第二交换机402，且二者之间可以通过两条双向的光纤链路即第一链路403以及第二链路407分别连接。
示例性地，第一交换机401和第二交换机402可以均为前述实施例中的信号转发设备，即第一设备和第二设备。
示例性地，第一链路403和第二链路407可以为长距离单模光纤或者短距离(长度小于500m)多模光纤。
示例性地，第一交换机401可以包括包含发射(TX)端口和接收(RX)端口的第一待测端口4011、第一OTDR模组4012以及第一控制设备4013；其中，第一控制设备4013可以为第一交换机401的上位机设备。
示例性地，第一OTDR模组4012可以包括一个三端口光波分复用器、一个二端口光波分复用器以及第一光电单元。
示例性地，图6中所示的第一交换机401与第二交换机402的结构对称，因此，不再对第二交换机402的结构进行赘述。
在图6所示的系统中，第一交换机401的TX端口发送波长为λdata的第一路通信光信号至三端口光波分复用器，以供其复用第一路通信光信号以及由第一光单元生成的波长为λtest的原始探测光信号，得到第一路复用信号，并通过第一链路403将第一路复用信号发送至第二交换机402，以供第二OTDR模组4022中的二端口发光波分复用器对第一路复用信号进行解复用，得到与原始探测光信号对应的第一路探测光信号，并复用第一路探测光信号以及第二路通信光信号，得到并通过第一链路403发送第二路复合信号至第一交换机401，以供第一交换机401中的第一OTDR模组基于其接收到的第二路复合信号中的背向散射光与初始探测光信号之间的差异程度，确定第一链路403的双向链路状态。
示例性地，第二交换机402中的三端口波分复用器与第一交换机401中的二端口波分复用器之间的光信号传输过程可以与上述过程相同，此处不再赘述。
示例性地，第一交换机401以及第二交换机402可以分别响应于第一控制设备4013以及第二控制设备4023的控制而启动上述检测操作。
示例性地，第一OTDR模组以及第二OTDR模组可以通过主控卡、线卡、交换网板卡、或者扩展卡槽位分别设置于第一交换机401和第二交换机402中，也可以集成设置与上述交换机中。
示例性地，第一光电单元以及第二光电单元可以分别具有一个网络接口，该网络接口可以是10M、100M或1000M接口类型，以供第一OTDR模组以及第二OTDR模组通过该网络接口与各自的交换机内部处理器或者外部的控制设备通信，以实时传输测量数据和测量结果。
示例性地，第一OTDR模组以及第二OTDR模组可以分别包含四个光纤接口，用于与周边电路电性连接；上述接口的接头类型包括但不限于SC/FC/LC任一种，光纤端面类型包括但不限于PC/UPC/APC任一种。
示例性地，第一待测端口和第二待测端口可以是盒式板卡、框式线卡、框式主控以及框式交换网板上的任一种光口。
示例性地，第一OTDR模组以及第二OTDR模组与第一待测端口和第二待测端口之间，可以采用内部或者外部光纤互连；示例性地，若采用内部光纤互连，第一待测端口和第二待测端口可以固定为某板卡的特定端口；示例性地，若采用外部光纤互联，第一待测端口和第二待测端口可以是对应交换机前面板的任一光口。
示例性地，可以根据根据监控需要选择监控第一链路和第二链路的链路状态；示例性地，第一链路和第二链路可以为长距离关键业务链路。
示例性地，在图6中，第一OTDR模组的第一处理单元和第二OTDR模组的第二处理单元，可以集成设置在第一OTDR模组以及第二OTDR模组中，也可以独立于第一OTDR模组以及第二OTDR模组设置在各自的交换机中。
由以上可知，在上述系统中，第一交换机和第二交换机中对称设置有OTDR模组，从而能够实现第一交换机与第二交换机之间双向的光纤链路的高效精准和实时检测，并且，还能在第一链路与第二链路中包含的物理光纤受到挤压的情况下，对第一链路与第二链路可能出现的故障的预警。
图7为本申请实施例提供的双纤双向模式下的信号转发系统的另一结构示意图。与图6所示的结构相比，在图7中，第二交换机402中不再设置第二处理单元以及第二光电单元，相应地也不再设置的第二控制设备，且将第二交换机402中的二端口光波分复用器更换为一个三端口光波分复用器，两个三端口光波分复用器之间可以电性连接，以实现探测光信号的传输；第一交换机401的设置方式保持不变。
在图7所示的结构中，第二交换机402中的两个三端口光分用器能够执行第一链路以及第二链路的收发方向上的光信号复用和解复用操作，从而通过第一交换机401中的第一光电单元就能够同时监控第一链路和第二链路的链路状态。
通过图7所示的系统结构，在能够实现对双向双纤链路的链路状态实时检测的情况下，还能够降低由于在两个交换机的OTDR模块中均设置光电单元而产生的硬件成本，也能够降低第二OTDR模块的复杂度。
图8为本申请实施例提供的单纤双向的信号转发系统的结构示意图。如图8所示，在图8中，第一交换机401与第二交换机402中结构对称，且二者之间通过第一链路403连接，该链路用于实现第一交换机401与第二交换机402之间的通信光信号以及探测光信号的双向传输。
与图6所示的结构图相比，图8中的每个交换机分别包含一个OTDR模组，且每个OTDR模组分别包含一个光电单元、一个三端口波分复用器以及四个光纤接口。
在图8中，第一待测端口4011和第二待测端口4021可以均为单纤双向光模块,(Bidirectional，BiDi)的光信号收发端口。
在图8中，两个交换机中分别设置的三端口波分复用器，可以实现对上行光信号λTX、下行光信号λRX以及探测光信号的合波、以及对复用信号的分波，从而降低探测光信号对点对点的BIDI光模块上下行光信号的传输影响。
并且，在图8中，由于仅监测单条链路，因此，使能第一OTDR模组以及第二OTDR模组中的一个OTDR光电模块即可实现对第一链路的链路状态的实时检测。
示例性地，实际使用过程中，第一控制设备和第二控制设备可以根据光纤连接的模式，自动选择最佳的测量方案。
通过图8所示的系统结构，通过第一交换机以及第二交换机中对称设置的两个OTDR模组，就能够实现对单纤双向的链路的链路状态的实时检测。
图9为本申请实施例提供的信号转发系统监测非本机交换机端口的结构示意图。如图9所示，第三交换机901和第四交换机902可以分别设置在不同区域或机房，且第一交换机401与第三交换机901设置于同一区域或同一机房，第二交换机402与第四交换机902可以设置于同一区域或同一机房，且第一待测端口和第二待测端口可以分别位于第三交换机901和第四交换机902。
示例性地，可以串联设置第三交换机901与第一交换机401、以及第二交换机402与第四交换机902，并设置第一交换机401与第二交换机402通过第一链路403连接，如此，通过前述实施例提供的方法，通过监控第一链路403的链路状态，即可在线实时监控第三交换机901与第四交换机902之间的链路状态。
通过图9所示的系统结构，能够实现对跨区域或跨机房的设备之间光纤链路状态的实时监控。
在相关技术中，由于无法实时精准监控光纤网络的链路状态，因此缺乏对承载关键业务的高价值长距离光纤链路的监管方法，并且，无法在光纤网络部署完毕之后，对光纤链路提供商和施工方的质量和问题责任清晰划分。
并且，在实际应用中，光纤熔接头质量低下导致的衰减或损耗过大的情况，在光纤网络部署结束之后无法及时排查；光纤连接器和/或连接头的端面在施工过程中被污染后，需要重新切割或者替换；光纤部署距离长，且大部分部署在管道和暗墙，若出现弯折、侧向挤压力、轴向拉力、断裂等情况，几乎难以定位和排查，只能全部或局部更换。
因此，虽然光纤寿命可达到30年，且其本质稳定，但是由于缺乏实时精确的光纤链路检测方法，使得光纤链路由温度特性恶化、外界应力影响导致光纤老化或故障时，无法精确确定故障点。
而图6至9所示的信号转发系统，能够在不影响业务光信号传输的情况下，实现对光纤链路的在线实时高精度的链路状态检测和监控，结合前述实施例中提供的方法和流程，通过对探测光信号及其回波信号的分析和处理，还能实现对光纤链路的链路状态的可视化展示和故障预警定位。
上文对各个实施例的描述倾向于强调各个实施例之间的不同之处，其相同或相似之处可以互相参考，为了简洁，本文不再赘述。
本申请所提供的各方法实施例中所揭露的方法，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的方法实施例。
本申请所提供的各产品实施例中所揭露的特征，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的产品实施例。
本申请所提供的各方法或设备实施例中所揭露的特征，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的方法实施例或设备实施例。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。
Claims (11)
1.一种光网络的信号转发设备，其特征在于，所述信号转发设备包括至少一个输入端口、至少一个输出端口、以及设置于所述信号转发设备中的光时域反射模组；所述光时域反射模组的尺寸小于尺寸阈值；其中：
所述至少一个输入端口，用于接收第一设备发送的第一复用信号；
所述光时域反射模组，用于对所述第一复用信号进行解复用，得到第一通信光信号以及第一探测光信号；其中，所述第一探测光信号用于确定所述第一设备与所述信号转发设备之间的链路状态；
所述至少一个输出端口，用于至少发送所述第一通信光信号至第二设备。
2.根据权利要求1所述的信号转发设备，其特征在于，所述光时域反射模组包括第一光波分复用器；其中：
所述第一光波分复用器，用于对所述第一复用信号进行解复用，得到所述第一探测光信号；
所述至少一个输出端口，用于至少发送所述第一探测光信号至所述第一设备，以供所述第一设备基于指定探测光信号以及第二探测光信号，确定所述链路状态；所述第一探测光信号以及所述第二探测光信号与所述指定探测光信号关联。
3.根据权利要求2所述的信号转发设备，其特征在于，所述指定探测光信号的强度大于所述第一探测光信号的第一强度；所述第二探测光信号的第二强度小于或等于所述第一强度。
4.根据权利要求2所述的信号转发设备，其特征在于，所述第一光波分复用器，还用于复用所述第一探测光信号以及第二通信光信号，得到第二复用信号；
所述至少一个输出端口，用于发送所述第二复用信号至所述第一设备，以供所述第一设备基于所述第二复用信号确定与所述第一探测光信号对应的第二探测光信号。
5.根据权利要求2所述的信号转发设备，其特征在于，所述光时域反射模组还包括第二光波分复用器，用于复用初始探测光信号以及第二通信光信号，得到第三复用信号；
所述至少一个输出端口，用于发送所述第三复用信号至所述第一设备，以供所述第一设备基于所述第三复用信号确定与所述初始探测光信号对应的第三探测光信号；其中，所述第三探测光信号的强度小于所述初始探测光信号的初始强度。
6.根据权利要求5所述的信号转发设备，其特征在于，所述光时域反射模组还包括光电单元和处理单元；其中，所述光电单元，用于生成所述初始探测光信号；所述处理单元，用于基于所述初始探测光信号以及第四探测光信号，确定所述链路状态；所述第四探测光信号包括所述第一设备针对所述初始探测光信号的回波信号。
7.根据权利要求6所述的信号转发设备，其特征在于，所述处理单元，还用于基于所述初始探测光信号与所述第四探测光信号之间的差异程度，预测所述第一设备与所述信号转发设备之间的链路故障概率。
8.根据权利要求6所述的信号转发设备，其特征在于，所述处理单元，还用于可视化显示所述链路状态。
9.根据权利要求6所述的信号转发设备，其特征在于，所述处理单元，还用于响应于控制设备发送的链路检测指令，控制所述光电单元生成所述初始探测光信号。
10.一种光网络的信号转发系统，其特征在于，所述信号转发系统包括至少两个如权利要求1至9任一所述的光网络的信号转发设备。
11.根据权利要求10所述的信号转发系统，其特征在于，至少两个信号转发设备至少包括第一设备和第二设备；所述第一设备与所述第二设备的结构相同或不同。
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