CN1870471B - 基于光环网复用段共享保护中抑制自激的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于光环网复用段共享保护中抑制自激的系统和方法，系统通过相邻节点间的第一光纤与第二光纤形成外环与内环，每条环路中又分别包括工作业务路径与保护业务路径，该系统包括倒换控制单元，用于根据复用段的工作状态，控制环网信号在工作业务路径与保护业务路径之间进行切换，该系统还包括：至少一个阻振单元，具有阻振与直通两种状态，设置于所述环路上的保护业务路径上，用于在所述倒换控制单元的控制下，通过在阻振与直通状态之间的切换，控制所述保护业务路径的通断。本发明对光环网系统无具体限制，通过光开关组合及合理的光路连接解决光环网自激问题，简单、实用、灵活性高、成本低。

Description

基于光环网复用段共享保护中抑制自激的系统和方法

技术领域

本发明涉及光通讯技术领域，特别涉及一种基于光环网复用段共享保护中抑制自激的系统和方法。

背景技术

密集波分复用(Dense Wave length Division Multiplexing，DWDM)是一种利用不同波长的光波在同一根光纤内互不干扰的传输这一特性实现多路复用的技术。DWDM光传输系统中，环形网络是一种常见的通信网拓扑形式，与其它结构相比，环形网络在保持较高生存性的同时更容易实现和管理，因此广泛应用于城市光传送网。

波分复用(wavelength division multiplex，WDM)环形网保留了环形结构的自愈特性，具备了多种保护方式，而正是由于采用了环网的形式来进行保护，以及传输链路的透明性这些特点，在一定条件下，就会形成一种特殊光路——闭合的全光透明环路，当该环路的总增益大于总损耗时，就会形成激射，出现类似于环形腔激光器的环路激射现象，此现象称为环路自激。

环路激射的产生不仅消耗了大量的网络功率，使EDFA(erblum dopedfiber amplifier，掺铒光纤放大器)饱和，还有可能造成网络不稳定，其余波长引入的串扰较大等不良影响，并且对网络管理相关信道中信号有无的识别产生一定的干扰，在网络设计和规划中应予以避免。

如图1所示，为两纤双向复用段共享保护波长分配示意图，环形光网络两纤双向复用段共享保护的系统中包括：光纤1，光纤2，工作区101，保护区102，工作波长区s1，工作波长区s2，保护波长区p1和保护波长区p2。

两纤双向复用段共享保护环上的两个相邻节点间需要两根光纤，我们可以形象地称之为外环和内环。利用波长交换技术，外环中同时载送工作波长S1和保护波长P2，内环中同时载送工作波长S2和保护波长P1。每条光纤上的一半波长为工作波长S，另一半波长为保护波长P。这样，在外环上的工作波长S1，由内环相反方向的保护波长P1来保护。

预留的保护路径是用来预防当光传输线路中突然发生中断时，业务可以从工作路径倒换到保护路径中进行传输来实现保护，而所谓共享保护机制，就是指光缆切断或节点失效时，环的保护容量可以有多节点环的多个复用段共用。

如图2所示，为WDM两纤双向环系统示意图。在正常工作情况下，工作路径有业务上下，光路不成环，不会导致闭环自激，但是被预留的保护路径直通成环。根据自激产生的原理，当闭和环路的总增益大于总损耗时，就会产生自激。因此在两纤双向复用段共享保护的系统中，一定要对保护通路的自激现象进行抑制。

根据环形网自激产生的条件及其特点，，抑制自激的方法，无例外都是根据自激的原理，打破形成自激的两个条件，闭和光环路和总增益大于总损耗。目前在实际系统中，可以利用在线路中增加可调衰减器，增大光纤线路的损耗来抑制自激，但此种方法，有一个弊端，降低了信号的信噪比。

另外，在复用段共享保护系统中，常采用的方法也有系统正常工作时，将整个环处于倒换态，或者利用空闲的波长通道传送低等级额外业务，这样保证业务不丢失，且保护通道上有业务传输，保护通路不会形成环路。但此种方法使系统可操作的灵活性降低。因此对于复用段共享保护中，还需要更有效和简单的抑制自激的方法。

发明内容

本发明提供了一种基于光环网复用段共享保护中抑制自激的系统和方法。当系统处于正常工作状态下，保护通路不传送业务时，环路中某个或多个节点可以利用在直通通道上加阻振单元断开环路，并使其与保护倒换光开关联动，在完成复用段倒换的同时，抑制了自激。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于光环网复用段共享保护中抑制自激的系统，通过相邻节点间的第一光纤与第二光纤形成外环与内环，每条环路中又分别包括工作业务路径与保护业务路径，该系统包括倒换控制单元，用于根据复用段的工作状态，控制环网信号在工作业务路径与保护业务路径之间进行切换，该系统还包括：

至少一个阻振单元，具有阻振与直通两种状态，设置于所述环路上的保护业务路径上，用于在所述倒换控制单元的控制下，通过在阻振与直通状态之间的切换，控制所述保护业务路径的通断。

所述倒换控制单元，在复用段工作正常时，可以控制至少一个所述阻振单元处于阻振状态，中断所述保护业务路径。

所述倒换控制单元，在复用段发生故障时，可以控制环网信号从工作业务路径切换进入保护业务路径，同时，控制所述阻振单元处于直通状态，使所述保护业务路径畅通。

所述倒换控制单元，在复用段处于故障恢复后的“等待恢复时间”状态时，可以控制发生故障的相邻两个节点间的阻振单元处于阻振状态，中断所述保护业务路径。

所述阻振单元可以为一个或多个1×2光开关。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种基于光环网复用段共享保护中抑制自激的方法，通过相邻节点间的第一光纤与第二光纤形成外环与内环，每条环路中又分别包括工作业务路径与保护业务路径，倒换控制单元根据复用段的工作状态，控制环网信号在工作业务路径与保护业务路径之间进行切换，其特征在于，该方法包括：

在所述环路上的保护业务路径上设置至少一个阻振单元，该阻振单元具有阻振与直通两种状态；

所述倒换控制单元根据复用段的工作状态，控制所述阻振单元在阻振与直通状态之间进行切换，从而控制所述保护业务路径的通断。

本发明基于光环网复用段共享保护中抑制自激的系统和方法对原系统配置无具体限制，不要求必须配置OTM(分波/合波器，是基于WDM的全光网络中不可缺少的设备，其核心部件是复用/解复用器)站点避免自激。本发明通过光开关组合及合理的光路连接解决基于复用段两种共享保护功能下的环网自激问题，简单、实用、灵活性高、成本低。

附图说明

图1为两纤双向复用段共享保护波长分配示意图；

图2为WDM两纤双向环系统示意图；

图3为根据本发明实施例所述的避免环路自激系统的结构示意图；

图4为根据本发明实施例所述的避免环路自激方法的流程图；

图5为根据本发明实施例所述的避免环路自激系统的具体结构图。

具体实施方式

如图3所示，为根据本发明实施例所述的避免环路自激系统的结构示意图，其中包括：放大单元1，由前置放大器11和功率放大器12组成；组合分波单元2，由组分波单元21和组合波单元22组成；APS控制单元3；A向光开关4，由A向接入光开关41和A向输出光开关42组成；B向光开关5，由B向输入光开关51和B向输出光开关52组成；阻振单元6；滤波器7。

对于32波系统，环网信号通过组合分波器21、22把光信号分成了两个组，长波段(红带)光信号和短波段(蓝带)光信号。顺时针方向的红带光信号通道被预留来保护逆时针方向的红带光信号，逆时针方向的蓝带光信号通道被预留来保护顺时针方向蓝带光信号。

正常工作时，某个节点逆时针方向(外环方向)的保护路径的光路路程为：经前置放大器11输出的光，进入到组分波单元21进行了组分波，分为2组，前16波作为工作波长W，后16波作为保护波长P；后经过输入光开关51、阻振单元6、输出光开关42、组合波单元22合波后进入功率放大器12输出，保护路径为BI→PBO1→PRI→X3→X4→PRO→PBI1→AO；同理，某个节点顺时针方向(内环)光路路程为，经前置放大器11放大器输出的光，进入到组分波单元21进行了组分波，分为2组，正好与外环方向相反，这里是后16波作为工作波长W，前16波作为保护波长P；经过A向接入光开关41、阻振单元6、B向输出光开关52、组合波单元22合波后进入功率放大器12输出，保护路径为：AI→PRO1→PBI→X1→X2→PBO→PRI1→BO。从以上所述的两个环路的保护光路路径可以看出，在正常工作状态下，保护通路会串通每个节点形成闭合环路，造成自激。因此本装置在保护通路中加入了一个阻振单元6，这样在正常情况下，可以通过此阻振装置打破保护通路的环路，从而避免了自激。

如图4所示，为根据本发明实施例所述的避免环路自激方法的流程图，具体步骤如下：

步骤401，光环网正常工作，保护路径不传送业务；

步骤402，在正常工作时，通过每个节点的保护路径均为：外环BI→PBO1→PRI→X3→X4→PRO→PBI1→AO；内环AI→PRO1→PBI→X1→X2→PBO→PRI1→BO，这样保护路径闭环成环。

步骤403，为了避免自激，分别在两个方向的环中，保护业务路径上引入了阻振单元6，在正常工作时，APS控制器控制阻振单元处于阻振状态，中断保护通路，即断开闭环现象，从而防止了自激，要求整个环网系统中至少有一个节点的阻振装置处于阻振状态。

步骤404，当复用段的检测单元检测到复用段发生故障时，通知给APS(Automatic Protection Switching，自动保护倒换)控制器；

步骤405，APS控制器，经过APS算法后控制本节点的倒换单元和阻振单元发生动作，倒换单元发生倒换，业务进入到保护通道，此时将阻振单元处于直通状态，保证了业务在保护通道上直通，从而达到了实现了复用段保护的目的；

步骤406，检测是否复用段故障恢复；

步骤407，当复用段的检测检测到复用段故障恢复时，判断倒换单元是否恢复到正常工作状态；

步骤407，当复用段的检测检测到复用段故障恢复时，且在倒换单元还没有恢复到正常工作状态的WTR(Wait To Restore time，等待恢复时间)时间内，此时，由于故障相邻的两个节点仍然处于倒换状态，但此时线路光纤已经从中断恢复到正常，这样就造成了相邻的两个节点之间的工作路径和保护路径串通成为一个闭合的子环，产生闭环自激，因此此时APS控制器会控制发生故障的相邻两个节点的阻振单元处于阻振状态，从而防止了在此状态下的自激。在WTR时间后，系统又重新恢复到正常状态。

综上所述，复用段共享保护系统中，系统会出现的3种状态下，即系统正常工作状态、系统倒换状态、系统故障恢复后的WTR状态，这三种状态下都能通过本发明的阻振单元有效的避免了自激。

如图5所示，为根据本发明实施例所述的避免环路自激系统的具体结构图，图5为实现图3装置的一个具体实施例示意图。

在本实施例中，图3中的阻振单元6是通过1x2光开关来实现的，通过1x2光开关的平行和交叉状态实现了阻振单元的直通和阻振状态。

在正常工作情况下，通过某个节点内环蓝带业务的工作路径为：AI→WBO1→WRI→WR1→滤波器→WR2→WBO→WBI1→BO；外环红带业务的工作路径为：BI→WRO1→WRI→WR1→滤波器→WR2→WRO→WRI1→AO，由于工作路径通过滤波器有业务上下，因此不会导致闭环自激。通过某个节点蓝带业务的保护路径为：BI→PBO1→PBI→X1→X2→PBO→PBI1→AO；红带业务的保护路径为：AI→PRO1→PRI→X3→X4→PRO→PRI1→BO，在正常工作情况下，保护路径不传业务，形成闭合环路，因此保护路径上会产生自激噪声，功率大小振荡，导致闭环造成自激。为了避免自激，本发明的一个具体实施例就是分别在两个方向的环中，保护业务路径上引入了1x2光开关，这个光开关不但可以和其它光开关联动共同实现复用段共享保护，同时也有效的防止了自激。

当系统处于正常状态时，由于保护通路闭合成环，此时通过APS控制器控制环网系统种至少有一个节点的阻振装置处于阻振状态，即此时具体实施例中的1x2光开关处于交叉状态，这样在正常工作情况下，保护通路在某一节点通过阻振光开关中断了环路，因此避免了自激.同时，系统的检测单元前置放大器(OPA)实时检测系统是否发生了线路故障，当检测到某一段线路发生故障时，把发生故障的信息传送给本节点的APS控制器，依照APS协议的处理原理，APS信令通过在环节点之间相互应答直至稳定后，决定本节点的保护倒换光开关和阻振光开关的状态，并指挥相应的保护倒换光开关和阻振光开关动作，此时APS控制器控制相邻两个节点的倒换单元处于倒换状态，同时阻振单元中的1x2光开关处于直通状态，保证了业务能在保护通路上直通，实现了复用段共享保护功能.同时检测单元OPA实时监测复用段故障是否消除，当检测到故障消除时，把发生消除故障的信息传送给本节点的APS控制器，同时判断是否处于保护倒换恢复的WTR时间内，如果是在WTR时间内，此时，由于故障相邻的两个节点仍然处于倒换状态，但此时线路光纤已经从中断恢复到正常，这样就造成了相邻的两个节点之间的工作路径和保护路径串通成为一个闭合的子环，如相邻两个节点A、B之间会形成从BI→PBO1→X1→阻振光开关→X2→倒换光开关→WB0→WBI1→BO→AI→WBO1→WBI→倒换光开关→X1→阻振光开关→X2→PBI1→AO→BI的闭合子环路，而从造成网络自激，因此当判断系统处于保护倒换恢复的WTR时间内，则APS控制器控制阻振光开关处于交叉状态，中断了子环路，避免了自激.如果WTR时间到，则系统又恢复到初始的正常状态.

综上所述，在此具体实施例中，在系统从正常工作状态到保护倒换状态，再从保护倒换状态恢复到正常工作状态的过程中，系统历经了三种状态，分别为正常工作状态、系统倒换状态、系统故障恢复后的WTR状态，这三种状态下都能通过本发明的阻振单元中的1x2光开关来实现了阻振作用，有效的避免了自激。

Claims (12)

1.一种基于光环网复用段共享保护中抑制自激的系统，通过相邻节点间的第一光纤与第二光纤形成外环与内环，每条环路中又分别包括工作业务路径与保护业务路径，该系统包括倒换控制单元，用于根据复用段的工作状态，控制环网信号在工作业务路径与保护业务路径之间进行切换，其特征在于，该系统还包括：

至少一个阻振单元，具有阻振与直通两种状态，设置于所述环路上的保护业务路径上，用于在所述倒换控制单元的控制下，通过在阻振与直通状态之间的切换，控制所述保护业务路径的通断。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述倒换控制单元，在复用段工作正常时，控制至少一个所述阻振单元处于阻振状态，中断所述保护业务路径。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述倒换控制单元，在复用段发生故障时，控制环网信号从工作业务路径切换进入保护业务路径，同时，控制所述阻振单元处于直通状态，使所述保护业务路径畅通。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述倒换控制单元，在复用段处于故障恢复后的“等待恢复时间”状态时，控制发生故障的相邻两个节点间的阻振单元处于阻振状态，中断所述保护业务路径。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述设置阻振单元的环路，为所述外环和/或内环环路。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述阻振单元为一个或多个1×2光开关。

7.一种基于光环网复用段共享保护中抑制自激的方法，通过相邻节点间的第一光纤与第二光纤形成外环与内环，每条环路中又分别包括工作业务路径与保护业务路径，倒换控制单元根据复用段的工作状态，控制环网信号在工作业务路径与保护业务路径之间进行切换，其特征在于，该方法包括：

在所述环路上的保护业务路径上设置至少一个阻振单元，该阻振单元具有阻振与直通两种状态；

所述倒换控制单元根据复用段的工作状态，控制所述阻振单元在阻振与直通状态之间进行切换，从而控制所述保护业务路径的通断。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述倒换控制单元根据复用段的工作状态，控制所述阻振单元在阻振与直通状态之间进行切换的步骤，包括：倒换控制单元在复用段工作正常时，控制至少一个所述阻振单元处于阻振状态，中断所述保护业务路径。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述倒换控制单元根据复用段的工作状态，控制所述阻振单元在阻振与直通状态之间进行切换的步骤，包括：倒换控制单元在复用段发生故障时，控制环网信号从工作业务路径切换进入保护业务路径，同时，控制所述阻振单元处于直通状态，使所述保护业务路径畅通。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述倒换控制单元根据复用段的工作状态，控制所述阻振单元在阻振与直通状态之间进行切换的步骤，包括：倒换控制单元在复用段处于故障恢复后的“等待恢复时间”状态时，控制发生故障的相邻两个节点间的阻振单元处于阻振状态，中断所述保护业务路径。

11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述在环路上的保护业务路径上设置至少一个阻振单元的步骤，是在外环和/或内环环路上设置至少一个阻振单元。

12.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述阻振单元为一个或多个1×2光开关。

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