CN1787417A - 一种用于波分复用系统的光转发装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的一种用于波分复用系统的光转发装置，其至少包括线路侧接口部分，交叉部分以及客户侧接口部分；所述线路侧接口部分包括两个线路侧接收单元；光发射单元；以及50/50光耦合器，所述线路侧接收单元将从工作和保护线路接收到的光信号进行光电转换，相应输出对应的电信号，并同时实现光层上的检测，用于作为倒换的判据；所述交叉部分采用电交叉单元实现信号的交叉；所述客户侧接口部分包括客户侧光发射单元和客户侧光接收单元，其为客户信号和波分复用设备的连接接口。本发明装置使得系统的灵活性、集成度更高，采用电交叉的方式实现业务的保护和环回具有比光开关方式更好的性价比，系统结构简单清晰，性价比高，智能化。
Description
技术领域
本发明涉及一种应用于波分复用系统光转发应用的装置，尤其涉及一种用于波分复用系统中可以方便的实现1+1通道保护应用的光转发装置。
背景技术
波分复用技术(WDM，Wavelength-Division Multi-plexing)是采用光的合波/分波技术，将不同波长的光载波信号合成一路光信号在一根光纤上进行传输，从而达到充分利用光纤的带宽的一种光纤通信技术。密集波分复用DWDM(Dense Wavelength-Division Multiplexing)技术目前已成为光纤通信干线的主要方式；粗波分复用CWDM(Coarse Wavelength-DivisionMultiplexing)利用1310-1560nm整个光纤传输窗口进行波分复用，各通道波长间隔宽，激光器成本也低，适用于传输距离短、接入带宽高的城域网和接入网，由于其成本较低，所以被用户关注较多；OADM设备(OpticalAdd/Drop Multiplexer，光分插复用多工器)可以灵活的在各个WDM设备站点实现业务的上下路，从而使WDM系统更适合城域网的发展，同时组网方式也从点到点的链路简单组网发展到复杂环网。
DWDM和CWDM一般采用链型结构组网，其典型的应用如图1所示，其系统一般包括光传输终端，无电再生中继和电再生中继。光传输终端一般为光输出系统和客户设备的接口部分，一般采用光电光(O/E/O)的方式实现波长转换；无电再生中继一般采用光放大器器件(OA)实现光线路信号的功率放大，现在多采用参铒光纤放大器(EDFA)实现；电再生中继将业务采用光电光(O/E/O)的方式进行信号的整形和再生。当应用于DWDM系统发送端时，传输线路的波长采用ITU-T G.692规范的波长；如果应用于CWDM系统发送端时，传输线路的波长采用ITU-T G694.2规范的波长。
OADM设备的组网大多采用环网，以易于实现各种保护，如图2所示以一个4个站点的环网为例表示了一OADM设备的结构，OADM设备适用于城域网应用，各站点上下业务比较灵活。
现有技术的WDM系统终端的光转发应用如图3所示，光转发单元是客户侧和线路侧的接口部分。图3中的客户侧设备和波分复用设备的光转发单元通过光口连接，光转发单元中的第一光接收单元R1实现将客户侧设备光信号转换成电信号；然后信号进入第一光发送单元T1，T1实现将信号调制到特定波长的光信号上，信号符合波分复用的标准波长。同时图3中光转发单元中的第二光接收单元R2接收线路侧传过来的光信号转换成电信号；然后通过第二光发送单元T2转换成光信号发向客户侧信号。
采用上述的传统光转发装置实现1+1通道保护方法的应用如图4所示，客户侧光信号发过来的光信号输入1∶2光器件X1得到两路光信号，X1可以采用50/50光耦合器或者2×2光开关实现，这两路光信号分别进入两个光转发单元OTU1和OTU2的第一光接收单元R1光接口部分，两个光转发单元实现波长转换后信号分别进入工作光纤和保护光纤。线路侧接收到的两个信号分别进入两个光转发单元的第二光接收单元R2部分，接收到的信号通过光转发单元的第二光发送单元T2后进入2∶1光器件X2输入端，X2由2×2光开关实现，X2可以实现接收信号的切换功能；X2输出的信号进入到客户侧设备。这样的系统的1+1通道保护机理是：发送侧由1∶2光器件实现业务的并发，当工作线路出现故障后，X2发生切换，客户侧设备接收来自保护线路的信号。现有技术一般采用图10所示的方式实现1+1通道保护。图10中需要采用4个独立的光转发单元，接收到信号经过分光器后变成2路光信号，分别进入到相应的O/E/O通道中；接收到线路的2组业务信号后，通过光开关选择质量较好的信号。这种方式的成本高，并且智能化低。
本发明内容
本发明的目的在于提供一种用于波分复用系统的光转发装置，通过采用电交叉方式实现1+1通道保护和环回，实现结构简单清晰，性价比高。
本发明的技术方案为
一种用于波分复用系统的光转发装置，其至少包括线路侧接口部分，交叉部分以及客户侧接口部分；
所述线路侧接口部分包括两个线路侧接收单元；光发射单元；以及50/50光耦合器，所述线路侧接收单元将从工作和保护线路接收到的光信号进行光电转换，相应输出对应的电信号，并同时实现光层上的检测，用于作为倒换的判据；
所述光发射单元用于将经过交叉的信号实现对线路传输的信号进行电光转换，转换得到光信号；
所述50/50耦合器用于将发送的一路光线路信号分成两路信号，然后分别进入工作光纤和保护光纤进行传输；
所述交叉部分采用电交叉单元实现信号的交叉，所述电交叉单元包括两路线路侧输入电接口，线路侧输出电接口，客户侧输出电接口，客户侧输入电接口；
所述客户侧接口部分包括客户侧光发射单元和客户侧光接收单元，其为客户信号和波分复用设备的连接接口。
所述的光转发装置，其中，所述光转发装置至少对应设置在对端，其中发送端实现业务的并发，即将客户信号同时送到工作纤和保护纤中，在接收端实现业务的优收，即根据接收到的工作信号优化程度决定是否倒换到保护线路。
所述的光转发装置，其中，所述倒换过程为毫秒量级。
所述的光转发装置，其中，所述交叉部分为4×4的电交叉单元。
所述的光转发装置，其中，所述光转发装置可工作在3种工作状态下，分别为正常工作态，保护状态和环回状态，由所述电交叉单元实现。
本发明所提供的一种用于波分复用系统的光转发装置，在WDM系统中采用本装置可以使得系统的灵活性、集成度更高，采用电交叉的方式实现业务的保护和环回具有比光开关方式更好的性价比，采用这样的装置，使得系统结构具有简单清晰，高性价比，智能化等有益效果。
附图说明
图1为现有技术的WDM系统的链型结构示意图；
图2为现有技术的OADM设备的环形网络结构示意图；
图3为现有技术的普通光转发单元的结构示意图；
图4为现有技术的1+1通道保护机制的结构示意图；
图5为本发明的光转发装置的结构示意图；
图6为本发明的实现1+1通道保护方法的结构及流程示意图；
图7为本发明的光转发装置在正常工作状态下的客户信号流向和电交叉信号设置状况示意图；
图8为本发明的光转发装置在保护状态下的客户信号流向和电交叉信号设置状况示意图；
图9为本发明的光转发装置在环回状态下的客户信号流向和电交叉信号设置状况示意图。
图10为一般的1+1通道保护的应用方式。
具体实施方式
以下将详细对本发明的较佳实施例加以说明。
本发明的一种用于波分复用系统的光转发装置，具体可以应用于密集波分复用(DWDM)、粗波分复用(CWDM)、光分插复用(OADM)等设备，其特色是可以方便的实现1+1通道保护应用。
本发明的所述用于波分复用系统的光转发装置可以在DWDM，CWDM，OADM系统中应用，将光转发和1+1通道保护应用结合起来，同时减少了光器件的使用，即降低了单元的成本又增强了灵活性。
本发明光转发装置的结构框图如图5所示，该装置至少包括3个组成部分：线路侧接口部分，交叉部分，客户侧接口部分。各部分的组成详细描述如下所示：
线路侧接口部分：包括：两个线路侧接收单元R2和R3；光发射部分T2；50/50光耦合器O。各部分的详细说明如下：
所述两个线路侧接收单元R2和R3用于实现将工作光纤和保护光纤两个线路接收到的光信号，如图5所示的，其包括一个工作信号100和一个保护信号103，进行光电转换，相应输出的两个电信号101和104，将同时实现光层上的检测和判断，用于作为倒换的判据，以根据工作线路的信号情况，如信号丢失或误码等，决定是否进行倒换。
所述光发射部分T2用于将经过交叉的信号109实现可在线路传输信号进行电光转换，转换得到光信号108。
所述50/50耦合器O用于将一路发送的光线路信号107分成两路信号106，110，然后分别进入工作光纤和保护光纤进行传输。
所述交叉部分X：采用电交叉单元实现信号的交叉功能。
本发明采用一个4×4的电交叉单元就够用，设置交叉连接可以实现本装置的各种不同应用。所述电交叉单元包括线路侧输入电接口102，105(分别和线路侧接口的101，104连接)，线路侧输出电接口111(和线路侧接口109连接)，客户侧输出电接口112(和客户侧接口113连接)，客户侧输入电接口115(和客户侧接口116连接)。
所述客户侧接口部分：包括客户侧光发射部分T1和客户侧光接收部分R1，其为客户信号和WDM设备连接的接口部分。
本发明的光转发装置实现通道1+1保护，既可以应用于链型网络也可以应用于环形网络。采用本发明的光转发装置实现通道1+1保护的应用时，如图6所示的，以一个单向的业务保护为例表示了通道1+1保护的实现情况，以下未加说明的情况，光转发装置与光转发单元具有完全相同的意思。本发明的光转发装置实现通道1+1保护，其光转发装置需要在对端分别设置，业务信号进入一端光转发单元后，通过该侧光转发单元的50/50光耦合器后变成两路光信号，该两路光信号分别进入工作线路和保护线路的光复用单元(OMU)和光放大单元(OA)；然后分别在工作线路和保护线路中进行传输；传输完毕后两路信号分别进入相应的光放大单元(OA)和光解复用单元(ODU)；最后该两路信号都进入对端的光转发单元的线路接收部分进行选收。
本发明的一种用于波分复用系统的光转发装置，采用通道1+1保护的特点是并发优收。在发送端实现业务的并发，即将客户信号同时送到工作纤和保护纤中，而在接收侧实现业务的优收，可以根据线路的情况进行及时倒换，倒换的判据可以是信号丢失(LOS)或误码等。当工作线路发生异常时可以在很短的时间内倒换到保护线路中工作，倒换过程一般为毫秒量级。这样，本发明的光转发装置用于1+1通道保护时由于一端只采用一个光转发单元，成本低，性价比高，而且其倒换的判断与倒换操作更智能化。
本发明的光转发装置可以工作在3种工作状态下，分别为正常工作态，保护状态，环回状态。
其正常工作状态如图7所示的，本发明的光转发装置将客户侧设备来的信号从图7的接口117进入光接收部分R1将光信号转换成电信号，然后通过电交叉单元，光发射模块T2和50/50光耦合器后变成两路信号，分别进入工作光纤和保护光纤，光发射模块将电信号调制到特定的波长上发送出去。而接收部分则同时接收工作纤和保护纤的信号，正常情况下电交叉单元接通工作线路的接收单元R2输出的电信号101到客户侧的发送光模块的输入113，然后通过光发射模块T1将信号转换成光信号并发送到客户侧设备。
其保护状态如图8所示，在保护状态下工作光纤有故障，所述电交叉单元在优选信号时发现工作光纤出现异常，业务须倒换到保护光纤中。本发明的光转发装置将客户侧设备来的信号从图8的117进入光接收部分R1并将光信号转换成电信号，然后通过电交叉单元，光发射模块T2和50/50光耦合器后变成两路信号，分别进入工作光纤和保护光纤，所述光发射模块将电信号调制到特定的波长上后发送出，由此可以看出，发送部分的处理和正常工作状态下是相同的。所述接收部分同时接收工作纤和保护纤的信号，在保护情况下所述电交叉单元接通保护线路的光接收模块R3输出的电信号104到客户侧的发送光模块的输入端113，然后通过光发射模块T1将信号转换成光信号后向客户侧设备发送，请参见图8中所示的长黑箭头所示路径。
其环回状态如图9所示，环回状态一般用于开通和线路测试时使用，环回分为线路侧环回和客户侧环回。线路侧环回包括：工作纤线路信号环回和保护纤线路信号环回。工作纤线路信号环回用于测试工作纤是否工作正常，测试信号从图9所示的工作纤的接收模块R2的接收接口100进入，然后信号进入电交叉单元X的102入口后，该电交叉单元设置信号从111输出，然后进入工作纤的光发射模块T2，然后经50/50耦合器后同时进入工作纤和保护纤。保护纤线路信号环回可用于测试保护纤是否工作正常，测试信号从图9所示的保护线路的接收模块R3的接收部分103进入，然后信号进入电交叉单元X的105入口，所述电交叉单元设置信号从111输出，然后进入光发射模块T2，50/50耦合器后同时进入工作纤和保护纤。客户侧环回则用于测试客户侧设备接口是否工作正常。测试信号从图9所示的117进入客户侧光接收模块R1，该光接收模块将光信号转换成客户侧电信号116，该客户侧光电信号116和所述电交叉单元的115端口连接，通过电交叉单元X内部的交叉使信号从光发射接口112输出连接到客户侧光发射模块T1，然后通过客户侧光发射模块T1处理得到输出到客户设备的光信号114。
由上的具体描述可以看出本发明的一种用于波分复用系统的光转发装置，具有以下优点：
1)本发明集成了一路双向业务的光转发应用，同时带1+1通道保护功能，集成度较高。
2)在线路侧的发送部分采用50/50的光耦合器件实现线路业务的并发，降低了系统保护的成本。一般情况下DWDM系统的通道1+1保护的工作业务与其保护业务采用相同的波长，所以采用耦合器的方式成本较低同时满足性能需要。
3)选收部分采用两个光接收转换单元实现，可以同时将两路信号做光层和电层的性能检测作为保护倒换的判据。在光路上可以实现无光，信号丢失的检测，在电路上可以实现帧失步和误码的检测。传统的保护一般采用2×2光开关实现，本发明的成本优势明显。
4)采用电交叉器件实现高速电信号的切换成本低，同时有高的灵活性。
总之，在WDM系统中采用本发明装置可以使得系统的灵活性，集成度更高，采用电交叉的方式实现业务的保护和环回具有比光开关方式更好的性价比，采用这样的装置，使得系统结构具有简单清晰，高性价比，智能化等特点。
应当理解的是，上述具体说明仅是针对本发明的较佳实施例的，并不能因此而理解为对本发明请求专利保护范围的限制，本发明的专利保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (5)
1、一种用于波分复用系统的光转发装置，其至少包括线路侧接口部分，交叉部分以及客户侧接口部分；
所述线路侧接口部分包括两个线路侧接收单元；光发射单元；以及50/50光耦合器，所述线路侧接收单元将从工作和保护线路接收到的光信号进行光电转换，相应输出对应的电信号，并同时实现光层上的检测，用于作为倒换的判据；
所述光发射单元用于将经过交叉的信号实现对线路传输的信号进行电光转换，转换得到光信号；
所述50/50耦合器用于将发送的一路光线路信号分成两路信号，然后分别进入工作光纤和保护光纤进行传输；
所述交叉部分采用电交叉单元实现信号的交叉，所述电交叉单元包括两路线路侧输入电接口，线路侧输出电接口，客户侧输出电接口，客户侧输入电接口；
所述客户侧接口部分包括客户侧光发射单元和客户侧光接收单元，其为客户信号和波分复用设备的连接接口。
2、根据权利要求1所述的光转发装置，其特征在于，所述光转发装置至少对应设置在对端，其中发送端实现业务的并发，即将客户信号同时送到工作纤和保护纤中，在接收端实现业务的优收，即根据接收到的工作信号优化程度决定是否倒换到保护线路。
3、根据权利要求2所述的光转发装置，其特征在于，所述倒换过程为毫秒量级。
4、根据权利要求1所述的光转发装置，其特征在于，所述交叉部分为4×4的电交叉单元。
5、根据权利要求1所述的光转发装置，其特征在于，所述光转发装置可工作在3种工作状态下，分别为正常工作态，保护状态和环回状态，由所述电交叉单元实现。
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