CN201323583Y - 一种光纤线路的倒换系统及监测倒换设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光纤线路的倒换系统，所述系统至少包括：第一监测倒换设备(11)、第二监测倒换设备(12)、第一对光纤(T1)和第二对光纤(T2)；第一对光纤(T1)的两端分别与第一监测倒换设备(11)和第二监测倒换设备(12)相连，并承载第一监测倒换设备(11)和第二监测倒换设备(12)发出的通信光；第二对光纤(T2)两端分别与第一监测倒换设备(11)和第二监测倒换设备(12)相连；所述第一监测倒换设备(11)和/或第一监测倒换设备(12)对第一对光纤(T1)进行监测，在确定第一对光纤(T1)阻断时，利用第二对光纤(T2)承载发出的通信光。本系统实现了在光纤阻断的情况下通信不中断。本实用新型还公开了一种监测倒换设备。

Description

一种光纤线路的倒换系统及监测倒换设备

技术领域

本实用新型涉及通信领域，尤其涉及一种光纤线路的倒换系统及监测倒换设备。

背景技术

随着通信网络的不断发展，全国各地都铺设了大量的光纤，这些光纤很容易由于自然原因和人为因素而破坏。光纤中断会极大地影响网络安全，需要维护人员在短时间内更换新的光纤。但是，这种手动更换光纤的方法很难保障长距离(如50公里)的光纤安全，网络很可能会在一个较长的时间内处于中断的状态，特在是中断的光纤是干线线路时，对网络系统的正常使用影响巨大。

实用新型内容

本实用新型提供一种光纤线路的倒换系统及监测倒换设备，在光纤阻断时，保障通信不中断。

一种光纤线路的倒换系统，所述系统至少包括：第一监测倒换设备11、第二监测倒换设备12、第一对光纤T1和第二对光纤T2；

第一对光纤T1的两端分别与第一监测倒换设备11和第二监测倒换设备12相连，并承载第一监测倒换设备11和第二监测倒换设备12发出的通信光；

第二对光纤T2两端分别与第一监测倒换设备11和第二监测倒换设备12相连；

所述第一监测倒换设备11和/或第一监测倒换设备12对第一对光纤T1进行监测，在确定第一对光纤T1阻断时，利用第二对光纤T2承载发出的通信光。

一种监测倒换设备，所述设备包括：通信光监测模块31和倒换模块33，其中：

通信光监测模块31，用于通过倒换模块33向第一对光纤发送通信光，同时还利用倒换模块33获得第一对光纤传输的通信光，并利用获得的通信光确定该第一对光纤是否阻断；

倒换模块33，用于在通信光监测模块31确定第一对光纤阻断时，将通信光监测模块31发出的通信光发送至第二对光纤。

本实用新型通过对主用/备用光纤的阻断状态进行实时监测，在主用光纤阻断时，由备用光纤承载传输的通信光，实现了在光纤阻断的情况下通信不中断。

附图说明

图1为本实用新型实施例一中的光纤线路倒换系统的结构示意图；

图2(a)和图2(b)为本实用新型实施例二中的光纤线路倒换系统的结构示意图；

图3为本实用新型实施例二中监测光纤Tx1和光纤Rx1是否处于正常通信状态；

图4为本实用新型实施例三中A市至B市的光纤倒换系统中的结构示意图；

图5为本实用新型实施例三中设置光放站的结构示意图；

图6为本实用新型实施例四中监测倒换设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型进行详细描述。

如图1所示，为本实用新型实施例一中涉及的光纤线路倒换系统的结构示意图，该系统至少包括：第一监测倒换设备11和第二监测倒换设备12，这两个监测倒换设备结构相同；系统还包括两对光纤，第一对光纤T1的两端分别与第一监测倒换设备11和第二监测倒换设备12相连，第二对光纤T2两端也分别与第一监测倒换设备11和第二监测倒换设备12相连。第一对光纤T1承载第一监测倒换设备11和第二监测倒换设备12发出的通信光，第二对光纤T2承载第一监测倒换设备11和第二监测倒换设备12发出的测试光。

图1所示的光纤线路倒换该系统的工作原理为：第一监测倒换设备11和第二监测倒换设备12对第一对光纤T1和第二对光纤T2的阻断状态进行监测，在所述第一对光纤T1阻断，并且根据第二对光纤T2承载的测试光，确定第二对光纤T2未阻断时，利用所述第二对光纤T2承载所述通信光，即第一对光纤T1作为主用光纤，第二对光纤T2作为备用光纤，在主用光纤T1阻断时，利用备用光纤T2承载传输的通信光，利用本系统，可以大大减少通信线路故障历时，实现网络零阻断。

图1所示的光纤线路倒换系统可以变形为实施例二中的光纤线路倒换系统，如图2(a)和图2(b)所示，第一对光纤T1包括光纤Tx1和光纤Rx1，第二对光纤T2包括光纤Tx2和光纤Rx2。第一监测倒换设备11包括第一通信光监测模块21、第一测试光监测模块22和第一倒换模块23，第二监测倒换设备12的结构与第一监测倒换设备11的结构相同，包括第二通信光监测模块24、第二测试光监测模块25和第二倒换模块26。在后续描述的第一监测倒换设备11的工作过程时，默认第二监测倒换设备12也具有相同的工作能力；第一监测倒换设备11中各模块的结构和工作能力与第二监测倒换设备12中各模块的结构和工作能力相同。

第一通信光监测模块21具有一个通信光发送端口Tx和一个通信光接收端口Rx，第一测试光监测模块22具有一个测试光发送端口Txd和一个测试光接收端口Rxd，第一倒换模块23可以包括一个2×2的全交换光开关。

如图2(a)所示，光纤Tx1和光纤Rx1作为主用光纤承载通信光，光纤Tx2和光纤Rx2作为备用光纤承载测试光，通信光和测试光通过2×2的全交换光开关互相隔离。

通信光的传输过程为：第一通信光监测模块21利用通信光发送端口Tx向第一倒换模块23发出通信光，第一倒换模块23将接收到的通信光传输至光纤Tx1，然后该通信光通过光纤Tx1传输至第二倒换模块26，第二倒换模块26将该通信光传输给第二监测倒换设备12中第二通信光监测模块24的通信光接收端口Rx，第二通信光监测模块24根据接收到的通信光确定第一对光纤T1是否阻断；第二通信光监测模块24利用光纤Rx1向第一监测倒换设备11发送通信光的过程类似。

测试光的传输过程为：第一测试光监测模块22利用测试光发送端口Txd向第一倒换模块23发出测试光，第一倒换模块23将接收到的测试光传输至光纤Rx2，然后该测试光通过光纤Rx2传输至第二倒换模块26，第二倒换模块26将该测试光传输给第二监测倒换设备12中的第二测试光监测模块25的测试光接收端口Rxd，第二测试光监测模块25根据接收到的测试光确定第二对光纤T2是否阻断；第二测试光监测模块25利用光纤Tx2向第一监测倒换设备11发送测试光的过程类似。

在图2(b)所示的情况下，光纤Tx1和光纤Rx1阻断，2×2的全交换光开关交叉切换，光纤Tx2和光纤Rx2承载通信光，光纤Tx1和光纤Rx1承载测试光，此时，通信光和测试光仍处于隔离状态，保证正常通信。

通信光的传输过程为：第一通信光监测模块21利用通信光发送端口Tx向第一倒换模块23发出通信光，由于2×2的全交换光开关交叉切换，第一倒换模块23将接收到的通信光传输至光纤Tx2，然后该通信光通过光纤Tx2传输至第二倒换模块26，同样，由于第二倒换模块26中的2×2的全交换光开关交叉也切换，因此第二倒换模块26将该通信光传输给第二监测倒换设备12中的第二通信光监测模块24的通信光接收端口Rx；第二通信光监测模块24利用光纤Rx2向第一监测倒换设备11发送通信光的过程类似。

测试光的传输过程为：第一测试光监测模块22利用测试光发送端口Txd向第一倒换模块23发出测试光，第一倒换模块23将接收到的测试光传输至光纤Rx1，然后该测试光通过光纤Rx1传输至第二倒换模块26，第二倒换模块26将该测试光传输给第二监测倒换设备12中的第二测试光监测模块25的测试光接收端口Rxd；第二测试光监测模块25利用光纤Tx1向第一监测倒换设备11发送测试光的过程类似。

利用实施例二的光纤线路倒换系统，可以在很短的时间内将通信光的承载光纤由主用光纤切换至备用光纤，假如切换等待时间为0，则2×2的全交换光开关的切换时间小于50ms，利用本实施例的光纤线路倒换系统能够达到传输系统自愈业务的保护水平。

在第一倒换模块23中的2×2的全交换光开关置于光纤Tx2和光纤Rx2时，表示利用备用光纤承载通信光，在主用光纤恢复正常后，等待一个设定时间，2×2的全交换光开关也可以自动回切至光纤Tx1和光纤Rx1。

从备用光纤回切至主用光纤可以有以下四种情况：

(1)、设备自动回切，在这种情况下，主用光纤是优先使用的光纤。

在图2(b)所示的系统示意图中，第一测试光监测模块22和第二测试光监测模块25中分别集成了一路波长为1550nm的稳定测试光源，采用如图3所示的对发测试方式监测光纤Tx1和光纤Rx1是否处于正常通信状态，若是，则认为光纤Tx1和光纤Rx1已经恢复正常，第一倒换模块23中的2×2的全交换光开关置于光纤Tx1和光纤Rx1，转为由光纤Tx1和光纤Rx1承载通信光。

该稳定测试光源也可以在图2(a)所示的情况下，对备用光纤是否处于正常通信状态进行监测。

(2)、在光纤线路倒换系统中设置一个网管设备14，实现网管同步回切。

在这种情况下，可以不利用测试光对光纤Tx1和光纤Rx1进行监测，由网管确定光纤Tx1和光纤Rx1恢复正常通信状态后，通过本地请求或远程请求的方式，指示第一倒换模块23中的2×2的全交换光开关置于光纤Tx1和光纤Rx1，由光纤Tx1和光纤Rx1承载通信光。

(3)、在备用光纤阻断时，回切至主用光纤，在此情况下，可以利用测试光对光纤Tx1和光纤Rx1进行监测，也可以不监测。

(4)、可以由网管人员手动回切至主用光纤。

在实施例二的光纤线路倒换系统中，有两种情况会造成光纤Tx1和光纤Rx1阻断，一种情况是光纤Tx1和光纤Rx1自身的线路阻断，无法再承载通信光，称之为线路侧无法通信；另一种情况是第一通信光监测模块21与第一倒换模块23之间无法通信，第一倒换模块23无法正确接收到第一通信光监测模块21发出的通信光，称之为传输设备无法通信。如果是线路侧无法通信，则切换到备用光纤后通信系统能够继续工作，如果是传输设备无法通信，则即使切换到备用光纤后，由于被用光纤仍无法实现正常通信，因此，会再次回切至主用光纤，为了防止在主/备用光线间不断的来回切换，可以在主用光纤阻断后，将承载通信光的光纤自动锁定到备用光纤。

在实施例二的光纤线路倒换系统中，需要让备用光纤上承载通信光的光功率与主用光纤上承载通信光的光功率接近，使承载通信光的主用光纤变为备用光纤后，仍然能够确保切换保护的可靠性和有效性。

光功率的定义是：单位时间内光进入某一区域的能量，按照波动光学的观点，光功率正比于其振动振幅的平方，它与振幅有关，与传播速度无关。

一条光纤承载通信光时的光功率可以通过公式(1)计算得出：

LOSS_Max＝P-LOSS-R_灵敏度      (1)

其中：LOSS_Max表示承载通信光时的实际光功率的数值；P表示光纤一侧光端机的发端功率；R_灵敏度表示光纤另一侧接收机对通信光的灵敏度，灵敏度越高，在接收侧的接收过程中损失的光功率越少；LOSS表示光纤自身衰减的光功率，光纤衰减的主要因素有光纤的固有损耗、光纤弯曲时部分光纤内的光功率会因散射损耗等。

由于在大多数情况下，备用光纤的长度要长于主用光纤，在P和R_灵敏度相同时，由于备用光纤的线路损耗高于主用光纤，备用光纤在承载通信光时的实际光功率的数值低于主用光纤在承载通信光时的实际光功率的数值，因此需要对备用光纤进行色散补偿。具体的色散补偿量为备用光纤长度减去主用光纤长度，得到的长度为需要补充的长度，在备用光纤路径上设置补偿设备13(如光放站)，对光放站的参数进行配置，确保补充的增益等于备用光纤多余的长度造成的损耗。

在本实施例中，不仅色散补偿后的备用光纤上承载通信光的实际光功率与主用光纤上承载通信光的实际光功率之差要小于设定的门限值，而且，备用光纤上承载通信光的光功率还不得小于承载所述通信光所需要的最低光功率。

虽然在系统建立时对备用光纤的光功率进行监测并对备用光纤进行色散补偿，但是，在系统的实际运行过程中，备用光纤的光功率还可能根据实际的工作环境而改变，因此，还需要在系统运行过程中，由第一测试光监测模块22和第二测试光监测模块25利用测试光对光纤Tx2上实际的光功率进行监测，确定光纤Tx2实际的光功率高于承载所述通信光所需要的最低光功率。具体操作时，设定一个阈值，该阈值高于承载所述通信光时需要的最低光功率，实时将光纤Tx2实际的光功率与所述阈值进行比较，在光纤Tx2实际的光功率与所述阈值相等时，表示光纤Tx2的实际光功率处于不安全的状态，要求对光纤Tx2的光功率进行调整，对其进行色散补偿。网管设备远程、实时、在线地监测主用光纤和备用光纤的光功率变化，了解光纤运行状况，自动生成被监测光纤的光功率历时变化曲线，能发现光纤线路的故障隐患，发出告警。

网管设备可以对系统中的监测倒换设备和光纤的初始参数进行设置，还可以在系统工作过程中对各个设备和光纤的状态进行检测。同时，在本实施例二中，当主用光纤出现阻断后，可以由系统中的网管设备发出告警。

网管设备根据告警分析和定位结果，在网络拓扑图中以不同形式如链路变色、网元闪烁等显示告警发生的位置及告警信息，并提示操作人员对告警进行确认。网管设备针对不同严重级别的告警，以不同的颜色进行显示。告警同时网管设备可以发出声响，也可以指令消音。网管设备提供历时告警等查询和统计功能，还提供告警确认功能，支持操作用户对所有尚未确认的告警进行确认，未经确认的告警保持对用户的提示(如图标、线段的闪烁等)直到用户进行确认或告警已经被清除。对告警信息可能出现的原因作出提示：告警信息在告警提示栏显示该告警可能出现的故障判断提示信息。

实施例三以A市至B市的光纤倒换系统为例，说明本实用新型的实现方案。

如图4所示，为本实用新型应用在A市至B市的光纤倒换系统中的结构示意图，图4中光纤的类型为G.652，其中：实线为主用光纤，虚线为被用光纤，在被用光纤的路径上，在C、D和E市分别设置了三个监测倒换设备。表1为实施例三中各段光纤的参数表。

表1

从表1中可以看出，备用光纤的损耗高于主用光纤25dB，必须对备用光线作色散补偿。由于光纤的类型为G.652，光纤色散系数为17，因此，色散补偿量＝(备用线路长度*光纤色散系数-主用线路长度*光纤色散系数)/光纤色散系数＝33km，即需要在被用光纤的路径上设置光放站，用于补偿被用光纤在这33km长度的光纤上的损耗。

如果光纤类型为G.655，则光纤色散系数为7。

设置光放站的方式有两种：

一种设置光放站的方式是在一对备用光纤上设置一个光放站，如图5所示，该光放站设置在光纤的中部，如图4的D、E市。由于光放站的工作功率一般在-15dB至+10dB、增益方式为固定增益AGC为25、中间级引入、1510放大，因此，这种方式综合考虑了A市和B市发出的通信光在到达光放站的光功率在光放站的工作功率的范围内，使光放站能够对光功率进行放大，补偿被用光纤上的衰耗，同时，利用本方式只需要设置一个光放站，降低系统成本。

另一种放置光放站的方式是在一对被用光纤的各光纤上分别设置一个光放站，该光放站可以设置在所在光纤的通信光发送端，对光功率进行放大。利用本方式可以方便地对光放站进行管理、控制，并且由于光放站只针对一条光纤工作，因此，不用考虑对其他光纤的光功率放大要求。

本实用新型实施例四还提出一种监测倒换设备，该监测倒换设备与外界通信时采用G.703协议。如图6所示，该监测倒换设备包括通信光监测模块31、测试光监测模块32和倒换模块33，其中：通信光监测模块31用于通过倒换模块33向第一对光纤发送通信光，同时还利用倒换模块33获得第一对光纤传输的通信光，并利用获得的通信光确定该第一对光纤是否阻断；测试光监测模块32用于通过倒换模块33向第二对光纤发送测试光，同时还利用倒换模块33获得第二对光纤传输的测试光，并利用获得的测试光确定该第二对光纤是否阻断；倒换模块33用于在通信光监测模块31确定第一对光纤阻断，并且第二对光纤未阻断时，将通信光监测模块31发出的通信光发送至第二对光纤，同时，将测试光监测模块32发出的测试光发送至第一对光纤。

在本实施例三中的监测倒换设备中还可以包括一个补偿模块，用于根据第一对光纤和第二对光纤分别在线路上的损耗，对第二对光纤进行色散补偿，其中：色散补偿后的第二对光纤承载通信光的光功率与第一对光纤承载通信光的光功率之差小于设定的门限值。

通过本实用新型记载的系统及设备，有效地提高光纤线路维护的效率和水平，在主用光纤阻断时通信不中断；在实施例三的情况下，备用光纤由多段光纤组成，便于线路的割接与检修；由于实时对主用光纤和备用光纤的光功率和光纤的阻断状态监测，确保切换保护的可靠性和有效性；对本实用新型可以进行灵活方便的系统扩容，并且由于对现有通信光纤网络改动不大，降低了系统升级成本。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1、一种光纤线路的倒换系统，其特征在于，所述系统包括：第一监测倒换设备(11)、第二监测倒换设备(12)、第一对光纤(T1)和第二对光纤(T2)；

第一对光纤(T1)的两端分别与第一监测倒换设备(11)和第二监测倒换设备(12)相连，并承载第一监测倒换设备(11)和第二监测倒换设备(12)发出的通信光；

第二对光纤(T2)两端分别与第一监测倒换设备(11)和第二监测倒换设备(12)相连；

所述第一监测倒换设备(11)和/或第一监测倒换设备(12)对第一对光纤(T1)进行监测，在确定第一对光纤(T1)阻断时，利用第二对光纤(T2)承载发出的通信光。

2、如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一监测倒换设备(11)包括第一通信光监测模块(21)、第一测试光监测模块(22)和第一倒换模块(23)；

所述第二监测倒换设备(12)包括第二通信光监测模块(24)、第二测试光监测模块(25)和第二倒换模块(26)；

所述第一通信光监测模块(21)向第一倒换模块(23)发出通信光，第一倒换模块(23)将接收到的通信光利用第一对光纤(T1)或第二对光纤(T2)传输至第二倒换模块(26)，第二倒换模块(26)将该通信光传输给第二通信光监测模块(24)，所述第二通信光监测模块(24)根据接收到的通信光确定承载通信光的第一对光纤(T1)或第二对光纤(T2)是否阻断；

第一测试光监测模块(22)向第一倒换模块(23)发出测试光，第一倒换模块(23)将接收到的测试光利用第一对光纤(T1)或第二对光纤(T2)传输至第二倒换模块(26)，第二倒换模块(26)将该测试光传输给第二测试光监测模块(25)，所述第二测试光监测模块(25)根据接收到的测试光确定承载测试光的第一对光纤(T1)或第二对光纤(T2)是否阻断。

3、如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一倒换模块(23)和第二倒换模块(26)，分别包括2×2的全交换光开关。

4、如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

补偿设备(13)，用于根据第一对光纤(T1)在线路上的损耗和第二对光纤(T2)分别在线路上的损耗差值，对第二对光纤(T2)进行色散补偿，其中：色散补偿后的第二对光纤(T2)承载通信光的光功率与第一对光纤(T1)承载通信光的光功率之差小于设定的门限值。

5、如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

网管设备(14)，用于在第一对光纤(T1)或第二对光纤(T2)阻断时，发出告警。

6、一种监测倒换设备，其特征在于，所述设备包括：通信光监测模块(31)和倒换模块(33)，其中：

通信光监测模块(31)，用于通过倒换模块(33)向第一对光纤发送通信光，同时还利用倒换模块(33)获得第一对光纤传输的通信光，并利用获得的通信光确定该第一对光纤是否阻断；

倒换模块(33)，用于在通信光监测模块(31)确定第一对光纤阻断时，将通信光监测模块(31)发出的通信光发送至第二对光纤。

7、如权利要求6所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：

测试光监测模块(32)，用于通过倒换模块(33)向第二对光纤发送测试光，同时还利用倒换模块(33)获得第二对光纤传输的测试光，并利用获得的测试光确定该第二对光纤是否阻断；

所述倒换模块(33)，进一步用于在通信光监测模块(31)确定第一对光纤阻断，并且测试光监测模块(32)确定第二对光纤未阻断时，将通信光监测模块(31)发出的通信光发送至第二对光纤，将测试光监测模块(32)发出的测试光发送至第一对光纤。

8、如权利要求6所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：

补偿模块，用于根据第一对光纤在线路上的损耗和第二对光纤分别在线路上的损耗的差值，对第二对光纤进行色散补偿，其中：色散补偿后的第二对光纤承载通信光的光功率与第一对光纤承载通信光的光功率之差小于设定的门限值。

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