CN1852070B

CN1852070B - 四纤双向复用段专用保护光纤环网

Info

Publication number: CN1852070B
Application number: CN2006100517263A
Authority: CN
Inventors: 乐孜纯; 王潇潇; 刘恺; 张明; 全必胜
Original assignee: Zhejiang University of Technology ZJUT
Current assignee: Zhejiang University of Technology ZJUT
Priority date: 2006-05-29
Filing date: 2006-05-29
Publication date: 2011-06-29
Anticipated expiration: 2026-05-29
Also published as: CN1852070A

Abstract

一种四纤双向复用段专用保护光纤环网，属于光纤通信网络技术领域，包括四根光纤、光纤节点，两根工作光纤配置工作波长组，两根保护光纤配置与所述的工作波长组对应的保护波长组，光纤节点配置光学分插复用器件工作组、四个1+1保护开关以及八个1×2光开关，光学分插复用器件工作组包括两个单向的光学分插复用器件，光学分插复用器件保护组包括两个单向的光学分插复用器件，光学分插复用器件工作组的两端、光学分插复用器件保护组的两端分别连接一个1+1保护开关，每个光学分插复用器件的两端经所述的1+1保护开关后分别通过1×2光开关与光纤连接。本发明能够兼顾功率均衡、有效抑制串扰。

Description

四纤双向复用段专用保护光纤环网

(一)技术领域

本发明属于光纤通信网络技术领域，涉及一种四纤双向复用段专用保护光纤环网，该环网的光节点是基于声光可调谐滤波器(AOTF，Acousto-Optic Tunable Filter)的光学分插复用器件(OADM，Optical Add and Drop Multiplexer)。

(二)背景技术

目前已经非常成熟的波分复用(WDM，Wavelength Division Muitiplexing)和同步数字体系(SDH，Synchronous Digital Hierarchy)相结合的技术，因其具有巨大的传输带宽和数据传输透明性以及简单实用的保护技术，近几年来得到迅速发展，成为光纤通信网络建设中一种主流技术。随着越来越多的光传输系统升级为WDM系统，以及在WDM技术逐渐从骨干网向城域网和接入网渗透的过程中，人们发现WDM技术在提高传输能力的同时，还具有无可比拟的联网优势。在网络传输容量已不成问题的时候，另一个显而易见地能提高网络效率和灵活性的选择是在网络节点中使用光学分插复用器(OADM)。它能在一条WDM链路中间随意上/下几个波长，而不必经过电层上的处理，从而使WDM系统更加灵活地与其它节点形成连接，执行联网功能。利用OADM灵活的分/插能力构成WDM自愈环网是目前OADM研究的重点。

WDM环型网不仅具有生存能力强、恢复时间短等优点，而且由于是以波长为单位上/下信号，与信号的速率、格式无关，因此易于扩容和平滑升级。而对用于WDM自愈环网的OADM节点有下列一些要求：①OADM节点首先要能有选择地按需上/下波长，而其他波长无阻塞的通过，这一点保证了在不需要再生的情况下尽量多地使用级联OADM。②面对不同的业务类型，应具有波长转换功能，在上/下波长时，可在承载本地业务的非标准波长与标准波长之间进行灵活转换，使系统具有一定的开放性和兼容性。③应减少OADM的信道间串扰等问题，同时必须具有有效控制直通波长和本地插入、下路波长功率的能力，达到功率均衡的能力。④系统应该支持Bellcore的1515nm波长作为光监测通道的标准，提供告警或监测信息。⑤在由OADM构建的WDM自愈环网中，当OADM设备失效或工作端的光纤断裂时，能实现光层上的保护，使光网络在具有大容量的同时还具有可靠的传送保证。

目前已有的四纤双向保护环是用于SONET/SDH网络结构，而不是用于光学层保护的，所采用的是电域中的分插复用器件(ADM)而不是光学分插复用器(OADM)，并且是针对共享保护环而不是专用保护环(Rajiv Ramaswami，KumarN.Sivarajan著，乐孜纯译，光网络(下卷)：组网技术分析，pp130-132)。另外，目前已有的针对光学层的专用保护环(Rajiv Ramaswami，Kumar N.Sivarajan著，乐孜纯译，光网络(下卷)：组网技术分析，pp145-146)未涉及采用OADM节点结构，特别是未涉及基于AOTF的OADM器件的光学分插复用(OADM)节点。

用于光纤通信网络中的OADM结构通常利用光开关和复用/解复用器相结合(Rajiv Ramaswami，Kumar N.Sivarajan著，乐孜纯译，光网络(下卷)：组网技术分析，pp34-40)，或利用光纤光栅和声光可调谐滤波器(AOTF)来完成对波长的分插复用。但现有的OADM结构或者不能快速工作，或者未涉及具体的器件结构和功能执行方式，特别是能够同时兼顾功率均衡、串扰抑制和针对各种ITU标准波长和非标准波长的OADM器件结构。

(三)发明内容

为了解决已有的四纤双向复用段专用保护光纤环网的不能兼顾功率均衡、不能有效抑制串扰的缺点，本发明提供一种能够兼顾功率均衡、有效抑制串扰的四纤双向复用段专用保护光纤环网。

本发明解决其技术问题采用了下述技术方案：

一种四纤双向复用段专用保护光纤环网，包括四根光纤、光纤节点，两根工作光纤配置工作波长组，两根保护光纤配置与所述的工作波长组对应的保护波长组，其特征在于：所述的光纤节点配置光学分插复用器件工作组、光学分插复用器件保护组、四个1+1保护开关以及八个1×2光开关，所述的光学分插复用器件工作组包括两个单向的光学分插复用器件，所述的光学分插复用器件保护组包括两个单向的光学分插复用器件，所述的光学分插复用器件工作组的两端、光学分插复用器件保护组的两端分别连接一个1+1保护开关，所述的每个光学分插复用器件的两端经所述的1+1保护开关后分别通过1×2光开关与光纤连接；与东侧的外环工作光纤W_外相连的1×2光开关的第三端口通过内环保护光纤P_外和与西侧的内环保护光纤P_外相连的1×2光开关的第三端口连接；与东侧的外环保护光纤P_内相连的1×2光开关的第三端口通过外环保护光纤P_内和与西侧的内环工作光纤W_内相连的1×2光开关的第三端口连接；与东侧的内环工作光纤W_内相连的1×2光开关的第三端口通过内环工作光纤W_内和与西侧的外环保护光纤P_内相连的1×2光开关的第三端口连接；与东侧的内环保护光纤P_外相连的1×2光开关的第三端口通过外环工作光纤W_外和与西侧的外环工作光纤W_外相连的1×2光开关的第三端口连接。

作为优选的一种方案：所述的光学分插复用器件包括：解复用器，用于对输入的波分复用信号进行解复用，从主信号中分离出某个百分比的光信号用于在线监测；前置放大器，用于补偿复用信号的线路损耗；光功率监测模块，由管理控制单元控制，监测每个通路的中心波长、光信噪比、光功率，当检测到光通道性能恶化时它向管理系统发送告警指示信号，使管理系统完成故障定位和保护倒换；分插滤波模块，用于根据监控信道信息以波长为单位进行本地业务下路或插入；所述的分插滤波模块连接下路控制单元、射频控制单元、偏振色散补偿单元、光放大单元、温度控制单元；所述的插入控制单元的输出端连接所述复用器；复用器，用于将插入控制单元加载的插入信号、分插滤波模块中直通的信号、及监控信道信息合波；功率放大器，用于对合波后的光信号进行放大输出，补偿经过整个光分插复用器引入的损耗；所述的分插滤波模块为级联结构的声光可调谐滤波器，所述的首级声光可调谐滤波输入端连接所述的解复用器的输出端；所述的前级声光可调谐滤波包括两个输出端，第一输出端通过下路1×2光开关连接功率衰减器及所述的下路控制单元，当复用信号波长间隔较大时，所述的下路1×2光开关受所述管理控制单元控制直接接入所述的下路控制单元；第二输出端通过级联1×2光开关连接后级声光可调谐滤波，当复用信号波长间隔较大时，所述的级联1×2光开关受管理控制单元控制直接连接所述的复用器；所述的末级声光可调谐滤波的第一输出端连接所述的下路控制单元，第二输出端直接连接所述的复用器；所述功率衰减器用于前级声光可调谐滤波第一输出端与后级声光可调谐滤波第一输出端的功率均衡。

作为优选的另一种方案：所述的下路1×2光开关包括直接与下路控制单元连接的直通端、与光学衰减器连接的衰减端，所述的光学衰减器的输出端连接下路控制单元。

作为优选的再一种方案：所述的下路控制单元包括与声光可调谐滤波器的第一输出端连接的耦合器，所述的耦合器连接分路器，所述的分路器经过用于实现每一路信号选择的声光可调谐滤波器后被用户接收；所述的插入控制单元包括第一集成半导体激光器阵列、复用器、分路耦合器、用以选择波长的声光可调谐滤波器、合路耦合器，所述的集成半导体激光器的输出端连接复用器，所述的复用器的输出端连接分路耦合器，所述的耦合器的输出端连接声光可调谐滤波器，所述的声光可调谐滤波器的输出端连接合路耦合器。

进一步，在所述的插入控制单元中，所述的声光可调谐滤波器与合路耦合器之间设有光转发模块，用于提供信号的接入，将非标准的波长转换为标准波长，所述的光转发模块包括整形单元、放大单元以及定时再生单元，调制后再与其他波长合路。

再进一步，所述的声光可调滤波与复用器之间设有偏振色散补偿单元，用于消除未经处理的直通信号TE与TM模式存在的传播速度间的差异。

更进一步，所述的光学分插复用器还包括保护倒换模块、用于分插滤波模块故障时替换的冗余配置模块，所述的前置放大器与分插滤波模块、复用器与功率放大模块之间均设有保护倒换模块，所述的保护倒换模块、冗余配置模块皆通过管理控制单元控制。

本发明的工作原理是：四纤双向专用环，如图1所示，工作通道使用两根光纤，分别实现两个方向的传输，同时采用两根光纤用作保护，其中保护光纤对应地对相应的工作光纤的复用业务进行保护，携带与工作光纤相同的信息。为了避免单根光纤的物理损坏同时影响工作环路和保护环路，工作环路和保护环路必须经过不同的路由，因此，外环光纤的工作业务将由内环光纤的保护光纤提供保护，内环光纤的工作业务由外环光纤的保护光纤保护，以获得必要的保护能力。与二纤双向共享环不同，保护业务与工作业务在不同的光纤中单独传输，因此，四纤双向专用环中所有的波长都可以用于传输工作业务。如对于一个32路的波分复用系统，外环和内环的工作波长组为λ₁...λ₃₂，他们的保护波长组也是λ₁...λ₃₂。同时，工作环路和保护环路必须分别配置OADM，实现OADM的冗余配置。

本发明提出的用于四纤双向专用环的OADM节点结构，如图2所示。OADM1，OADM3分别用于内外工作环路，OADM2，OADM4为冗余结构，分别用于内外保护环路，每个OADM的工作波长均为λ₁...λ₃₂。由于所使用光纤数量增加，该OADM节点使用八个1×2光开关(OSW)，并使用了1+1保护开关。当环路正常工作时，自东而来的光信号，经过光开关a和1+1保护开关a，被送入光分插复用单元。光分插复用单元根据情况进行下路/插入或直通信号。光分插复用单元的输出光信号，经过1+1保护开关b和光开关c后，在外环的工作环路上传输。从西而来的光信号，其传输过程类似，只是光开关e和1+1保护开关c、1+1保护开关g和光开关d分别执行了上述光开关a和1+1保护开关a、1+1保护开关b和光开关c的操作。若东面光纤发生故障，则光信号不能从东面W_外接收，节点进行开关倒换，光开关f和a从1位置打到2位置，此时，信号由内环的保护光纤P_外从相反方向输入，但工作业务输入的位置不变，即仍经光开关a从OADM1右侧输入。同样，本地节点发往东面的光信号W_内也通过光开g和d的倒换，将本地上载的业务从外环的保护光纤P_内经过不同的路由发送给宿节点，上载信号的输出位置仍然不变。同理，若西面的光纤发生故障，则本地节点的光开关b和e分别执行光开关f和光开关a的操作，实现故障时节点的保护倒换功能。

将上述结构的OADM节点应用于整个环网中的保护倒换，即可以实现光纤环网四纤双向专用保护，如图3所示。

所述的OADM节点中的光学分插复用器(OADM)是一种基于声光可调谐滤波器(AOTF)的器件结构，其主要功能是特定波长的下路、插入和直通功能，涉及的核心功能模块为分插滤波模块、下路/插入控制单元。所述分插滤波模块采用级联AOTF，并结合光开关和光学衰减器(ATT)共同构成，能够同时兼顾功率均衡和串扰抑制，具体结构如图4所示。其中抑制串扰是通过采用级联AOTF结构对波长间离来实现的。假设每一级AOTF选择波长的最小间隔为2ε，小于此值将出现串扰。而光学分插复用器(OADM)要求选择波长间隔为ε，若采用单级AOTF构架OADM则显然会有串扰出现。抑制串扰可采用本发明图4所示的结构来实现。其实现过程如下：首级AOTF下路下标为奇数的波长，次级AOTF下路下标为偶数的波长。假设要求下路的波长为λ₁λ₂λ₅λ₇，首级AOTF只需选择与波长λ₁λ₅λ₇相应的射频信号频率下载波长为λ₁λ₅λ₇的光信号，而直通其余的信号，次级AOTF选择与波长λ₂相应的射频信号，下载波长为λ₂的光信号。由于波长为λ₂的光信号与波长为λ₁λ₅λ₇的光信号分别在不同的AOTF中下载，因而每一级AOTF都满足选择波长的最小间隔2ε，两级级联后选择波长的最小间隔可以达到ε，这样既满足了OADM选择波长间隔ε的要求，又不会产生串扰。其实质是通过增加AOTF的数量来换取串扰的抑制。由于基于铌酸锂晶体的声光可调谐滤波器(AOTF)具有集成特性，可以很方便地将多级AOTF刻在一块铌酸锂晶体衬底上，级联后器件的体积仍然很小，控制依然简单。值得注意的是，在采用多级AOTF结构时，由于每一级AOTF都会引入损耗，直通信道与分插信道的光功率差别较大，因此需要进行功率均衡。如图4所示，本发明在只经过一级AOTF下路的λ₁λ₅λ₇之后设置了光学衰减器(ATT)，使其与经过两级AOTF下路的λ₂信号实现输出功率均衡。当OADM要求的下路光信号之间的最小波长间隔为2ε，则无需多级AOTF级联结构，此时只要将光开关切换到图中虚线位置，即可避免多级AOTF的功率损耗和光学衰减器的使用。

所述下路控制单元、插入控制单元如图5和图6所示，主要涉及OADM器件下路、插入和直通特定波长的功能的实现。

下路控制单元实现下路信号的接收。如图5所示，经一级或两级AOTF下路的多波长信号，被一个1×n的耦合器分路(图中示出为4路，实际分路数目由用户数决定，亦等同于AOTF射频信号源同时激发的声波信号的数量)。分路后的信号仍为复用信号，再经过AOTF滤波实现每一路信号的选择，最后被用户接收。

若插入的波长为标准波长，插入控制单元将按照G.692规范产生标准的光波长以上传信息。如图5所示，标准光波长由集成半导体激光器(LD)阵列产生，每个LD单元可以产生8个离散光谱，分别由1#～4#LD单元，产生4个波段的标准光信号，以升级扩展为32路波分复用系统。集成LD阵列的输出光信号可直接输出，但为了使输出光接口达到通用的目的，即本地上载业务不论在哪个端口都能以8路标准波长中的任意一路波长插入(只要各业务所选择的波长不发生重用)，LD单元输出的光信号首先需经过一个复用器复用为8路光复用信号，再通过1×8的耦合器均分成8路，每一路通过一个可调谐滤波器AOTF以选择任意一个波长。为满足同时上载4路信号的需要，各本地业务经过调制后，通过1个4×1的合波器合波，再与AOTF的直通信号一起上传到传输线上。若需升级为32路的系统，只需配置不同波段的四个光发射模块，再通过4×1的合波器合波后，与AOTF的直通信号上传到传输线上。

若插入波长为非标准波长，则需要经过波长转换处理，此时插入控制单元需配置光转发模块(OTU)，它的主要作用就是提供信号的接入，将非标准的波长转换为标准波长。一般来说，对信号进行整形、放大并提取时钟的OTU称3R OTU，特别适用于接入业务皆为SDH信号的情况，因此对于上层结构为SDH的网络，宜采用3R OTU。而不对信号提取时钟的OTU称2R OTU，对信号的比特速率是透明的，适用于数据业务。图6所示为本发明引入OTU后的插入控制单元结构，能够对各种ITU标准波长和非标准波长实现分插复用功能。利用光电二极管PIN或者雪崩光电二级管APD将SDH信号或来自其他OADM及OXC节点的非标准信号接收下来，经过整形、放大和再定时后，变换成符合要求的ITU标准光信号发送出去。需要注意的是，对于插入波长端的OTU，其接收端是来自客户的信号，要求它的光参数要符合客户端设备相应的业务接口标准。比如客户端是SDH设备，接入的是SDH信号，那么要求OTU接收端应符合G.957要求的光接口规范；而对于接入GE信号，就要求符合IEEE802.3规范。

本发明的有益效果主要表现在：1、光环形网采用双向环，一个双向光通道使用在相同路由上反向传输的波长来建立，它只占用该通道所含区段的波长资源，在环上的其他区段，该波长可以重新用来组织通信，波长的利用率比较高。2、使用四根光纤实现光环形网的复用段专用保护。3、光环形网的光节点采用基于AOTF 的OADM器件，该OADM器件采用级联AOTF，并结合光开关和光学衰减器(ATT)共同构架分插滤波模块，因此能够同时兼顾功率均衡和串扰抑制，同时其插入控制模块中引入光转发模块(OTU)，能够针对各种ITU标准波长和非标准波长进行分下、插入和直通功能。

(四)附图说明

图1是四个OADM节点的四纤双向复用段专用保护环结构示意图。

图2是基于四纤双向复用段专用保护环中的OADM节点结构示意图，其中work表示工作，protection表示保护。

图3是四纤双向复用段专用保护环中的保护倒换过程示意图，其中work表示工作，protection表示保护。

图4是光学分插复用器件的系统结构示意图。

图5是光学分插复用器件的具体结构示意图，其中，Input signals表示信号输入；to single/multiple wavelength network表示传向单/多波长网络；drop表示分下；through表示直通。

图6是抑制串扰结构示意图。

图7是基于声光可调谐滤波器(AOTF)的光学分插复用器(OADM)的下路、插入控制系统示意图。

图8是加入OTU后的插入控制单元示意图。

(五)具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

参照图1～8，一种四纤双向复用段专用保护光纤环网，包括四根光纤、光纤节点，两根工作光纤甲和乙，两根保护光纤丙和丁，工作光纤甲由保护光纤丙提供保护，配置相同的波长组，工作光纤乙由保护光纤丁提供保护，配置相同的波长组，甲、乙光纤可以配置相同的工作波长组，所述的光纤节点配置与甲、乙、丙、丁波长组对应的光学分插复用器件甲、乙、丙、丁、八个1×2光开关以及四个1+1保护开关，所述的光学分插复用器件工作组包括两个单向的光学分插复用器件，所述的光学分插复用器件保护组包括两个单向的光学分插复用器件，所述的光学分插复用器件工作组的两端、光学分插复用器件保护组的两端分别连接一个1+1保护开关，所述的每个光学分插复用器件的两端经所述的1+1保护开关后分别通过1×2光开关与光纤连接。

光学分插复用器件包括：解复用器，用于对输入的波分复用信号进行解复用，从主信号中分离出某个百分比的光信号用于在线监测；前置放大器，用于补偿复用信号的线路损耗；光功率监测模块，由管理控制单元控制，监测每个通路的中心波长、光信噪比、光功率，当检测到光通道性能恶化时它向管理系统发送告警指示信号，使管理系统完成故障定位和保护倒换；分插滤波模块，用于根据监控信道信息以波长为单位进行本地业务下路或插入；所述的分插滤波模块连接下路控制单元、射频控制单元、偏振色散补偿单元、光放大单元、温度控制单元；所述的插入控制单元的输出端连接所述复用器；复用器，用于将插入控制单元加载的插入信号、分插滤波模块中直通的信号、及监控信道信息合波；

功率放大器，用于对合波后的光信号进行放大输出，补偿经过整个光分插复用器引入的损耗；所述的分插滤波模块为级联结构的声光可调谐滤波器，所述的首级声光可调谐滤波输入端连接所述的解复用器的输出端；所述的前级声光可调谐滤波包括两个输出端，第一输出端通过下路1×2光开关连接功率衰减器及所述的下路控制单元，当复用信号波长间隔较大时，所述的下路1×2光开关受所述管理控制单元控制直接接入所述的下路控制单元；第二输出端通过级联1×2光开关连接后级声光可调谐滤波，当复用信号波长间隔较大时，所述的级联1×2光开关受管理控制单元控制直接连接所述的复用器；所述的末级声光可调谐滤波的第一输出端连接所述的下路控制单元，第二输出端直接连接所述的复用器；所述功率衰减器用于前级声光可调谐滤波第一输出端与后级声光可调谐滤波第一输出端的功率均衡。

下路1×2光开关包括直接与下路控制单元连接的直通端、与光学衰减器连接的衰减端，所述的光学衰减器的输出端连接下路控制单元。下路控制单元包括与声光可调谐滤波器的第一输出端连接的耦合器，所述的耦合器连接分路器，所述的分路器经过用于实现每一路信号选择的声光可调谐滤波器后被用户接收；插入控制单元包括第一集成半导体激光器阵列、复用器、分路耦合器、用以选择波长的声光可调谐滤波器、合路耦合器，所述的集成半导体激光器的输出端连接复用器，所述的复用器的输出端连接分路耦合器，所述的耦合器的输出端连接声光可调谐滤波器，所述的声光可调谐滤波器的输出端连接合路耦合器。

在所述的插入控制单元中，所述的声光可调谐滤波器与合路耦合器之间设有光转发模块，用于提供信号的接入，将非标准的波长转换为标准波长，所述的光转发模块包括整形单元、放大单元以及定时再生单元，调制后再与其他波长合路。所述的声光可调滤波与复用器之间设有偏振色散补偿单元，用于消除未经处理的直通信号TE与TM模式存在的传播速度间的差异。

光学分插复用器还包括保护倒换模块、用于分插滤波模块故障时替换的冗余配置模块，所述的前置放大器与分插滤波模块、复用器与功率放大模块之间均设有保护倒换模块，所述的保护倒换模块、冗余配置模块皆通过管理控制单元控制。

采用基于声光可调谐滤波器(AOTF)的光学分插复用器(OADM)、1×2光开关(OSW)和1+1保护开关按照图2所示构架OADM节点。该OADM节点工作过程如下：OADM1，OADM3分别用于内外工作环路，OADM2，OADM4为冗余结构，分别用于内外保护环路，每个OADM的工作波长均为λ₁...λ₃₂。由于所使用光纤数量增加，该OADM节点使用八个1×2光开关(OSW)，并使用了1+1保护开关。当环路正常工作时，自东而来的光信号，经过光开关a和1+1保护开关a，被送入光分插复用单元。光分插复用单元根据情况进行下路/插入或直通信号。光分插复用单元的输出光信号，经过1+1保护开关b和光开关c后，在外环的工作环路上传输。从西而来的光信号，其传输过程类似，只是光开关e和1+1保护开关c、1+1保护开关g和光开关d分别执行了上述光开关a和1+1保护开关a、1+1保护开关b和光开关c的操作。若东面的光纤发生故障，则光信号不能从东面W_外接收，节点进行开关倒换，光开关f和a从1位置打到2位置，此时，信号由内环的保护光纤P_外从相反方向输入，但输入的位置不变。同样，本地节点发往东面的光信号W_内也通过光开g和d的倒换，将本地上载的业务从外环的保护光纤P_内经过不同的路由发送给宿节点，上载信号的输出位置仍然不变。同理，若西面的光纤发生故障，则本地节点的光开关b和e分别执行光开关f和光开关a的操作，实现故障时节点的保护倒换功能。

将图2所示的OADM节点应用于整个环网中的保护倒换，即可以实现光纤环网四纤双向专用保护，如图3所示。环路正常时，以CA两节点通信为例，若节点C要发送数据到节点A，节点C执行上载操作，节点D执行直通操作，节点A执行下载操作，通过外环的工作光纤W_外，从路由C->D->A实现环网工作业务的传输。保护光纤P_内可以不加载，也可以加载额外的业务。同理，节点A到节点C的数据通过内环的工作光纤W_内 ^A->D->C传输，由各节点中的OADM3实现上/下载或直通。保护光纤P_外可以不加载，也可以加载额外的业务。当环路出现故障时，以DA光纤线路故障为例，节点A的接收端检测到光信号丢失，即外环W_外/P_内光纤上没有光信号输入，则节点同时在两个方向发出有关倒换信令，等待缺陷段上游侧节点D的响应。若此时保护波长中加载了额外业务，则节点首先控制开关动作，完成额外业务处理光开关直通，切断额外业务，以实现保护通路的畅通。该上游侧节点D接收到本节点A发出的倒换信令后，通过信令协调后，缺陷两侧的倒换开关同时动作，即节点A执行上所述东侧故障时保护开关的操作，节点D执行西侧故障时保护开关的操作。上游侧节点D把原来往缺陷段发送的光信号转到反方向的保护光纤中传输，即P_外 ^D->C->B->A，中间节点B、C直通保护容量，本地节点A(缺陷下游节点)接收保护波长上的工作业务，由此实现波长下路的保护。同理，原来节点A的上路信号，也同时切换到外环的保护光纤P_内 ^A->B->C上，由此实现本地节点上路信号的保护。到此，节点的保换倒换工作完成，环路得到完全的保护。当故障恢复后，倒换开关恢复到原有的位置。

Claims

1.一种四纤双向复用段专用保护光纤环网，包括四根光纤、光纤节点，两根工作光纤配置工作波长组，两根保护光纤配置与所述的工作波长组对应的保护波长组，其特征在于：所述的光纤节点配置光学分插复用器件工作组、光学分插复用器件保护组、四个1+1保护开关以及八个1×2光开关，所述的光学分插复用器件工作组包括两个单向的光学分插复用器件，所述的光学分插复用器件保护组包括两个单向的光学分插复用器件，所述的光学分插复用器件工作组的两端、光学分插复用器件保护组的两端分别连接一个1+1保护开关，所述的每个光学分插复用器件的两端经所述的1+1保护开关后分别通过1×2光开关与光纤连接；

与东侧的外环工作光纤W_外相连的1×2光开关的第三端口通过内环保护光纤P_外和与西侧的内环保护光纤P_外相连的1×2光开关的第三端口连接；

与东侧的外环保护光纤P_内相连的1×2光开关的第三端口通过外环保护光纤P_内和与西侧的内环工作光纤W_内相连的1×2光开关的第三端口连接；

与东侧的内环工作光纤W_内相连的1×2光开关的第三端口通过内环工作光纤W_内和与西侧的外环保护光纤P_内相连的1×2光开关的第三端口连接；

与东侧的内环保护光纤P_外相连的1×2光开关的第三端口通过外环工作光纤W_外和与西侧的外环工作光纤W_外相连的1×2光开关的第三端口连接。

2.如权利要求1所述的四纤双向复用段专用保护光纤环网，其特征在于：所述的光学分插复用器件包括：

解复用器，用于对输入的波分复用信号进行解复用，从主信号中分离出某个百分比的光信号用于在线监测；

前置放大器，用于补偿复用信号的线路损耗；

光功率监测模块，由管理控制单元控制，监测每个通路的中心波长、光信噪比、光功率，当检测到光通道性能恶化时它向管理系统发送告警指示信号，使管理系统完成故障定位和保护倒换；

分插滤波模块，用于根据监控信道信息以波长为单位进行本地业务下路或插入；

所述的分插滤波模块连接下路控制单元、射频控制单元、偏振色散补偿单元、光放大单元、温度控制单元；

所述的插入控制单元的输出端连接所述复用器；

复用器，用于将插入控制单元加载的插入信号、分插滤波模块中直通的信号、及监控信道信息合波；

功率放大器，用于对合波后的光信号进行放大输出，补偿经过整个光分插复用器引入的损耗；

所述的分插滤波模块为级联结构的声光可调谐滤波器，首级声光可调谐滤波器输入端连接所述的解复用器的输出端；

前级声光可调谐滤波器包括两个输出端，第一输出端通过下路1×2光开关连接功率衰减器及所述的下路控制单元，当复用信号波长间隔较大时，所述的下路1×2光开关受所述管理控制单元控制直接接入所述的下路控制单元；第二输出端通过级联1×2光开关连接后级声光可调谐滤波，当复用信号波长间隔较大时，所述的级联1×2光开关受管理控制单元控制直接连接所述的复用器；

末级声光可调谐滤波器的第一输出端连接所述的下路控制单元，第二输出端直接连接所述的复用器；

所述功率衰减器用于前级声光可调谐滤波第一输出端与后级声光可调谐滤波第一输出端的功率均衡。

3.如权利要求2所述的四纤双向复用段专用保护光纤环网，其特征在于：所述的下路1×2光开关包括直接与下路控制单元连接的直通端、与光学衰减器连接的衰减端，所述的光学衰减器的输出端连接下路控制单元。

4.如权利要求2或3所述的四纤双向复用段专用保护光纤环网，其特征在于：所述的下路控制单元包括与声光可调谐滤波器的第一输出端连接的耦合器，所述的耦合器连接分路器，所述的分路器经过用于实现每一路信号选择的声光可调谐滤波器后被用户接收；

所述的插入控制单元包括第一集成半导体激光器阵列、复用器、分路耦合器、用以选择波长的声光可调谐滤波器、合路耦合器，所述的集成半导体激光器的输出端连接复用器，所述的复用器的输出端连接分路耦合器，所述的耦合器的输出端连接声光可调谐滤波器，所述的声光可调谐滤波器的输出端连接合路耦合器。

5.如权利要求4所述的四纤双向复用段专用保护光纤环网，其特征在于：在所述的插入控制单元中，所述的声光可调谐滤波器与合路耦合器之间设有光转发模块，用于提供信号的接入，将非标准的波长转换为标准波长，所述的光转发模块包括整形单元、放大单元以及定时再生单元，调制后再与其他波长合路。

6.如权利要求4所述的四纤双向复用段专用保护光纤环网，其特征在于：所述的声光可调滤波与复用器之间设有偏振色散补偿单元，用于消除未经处理的直通信号TE与TM模式存在的传播速度间的差异。

7.如权利要求6所述的四纤双向复用段专用保护光纤环网，其特征在于：所述的光学分插复用器还包括保护倒换模块、用于分插滤波模块故障时替换的冗余配置模块，所述的前置放大器与分插滤波模块、复用器与功率放大模块之间均设有保护倒换模块，所述的保护倒换模块、冗余配置模块皆通过管理控制单元控制。