波分复用无源光网络光纤链路分布式保护装置及其保护方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种波分复用无源光网络光纤链路分布式保护装置，光线路终端通过工作馈入光纤和保护馈入光纤与远端节点连接，远端节点的N个解复用端口与N条工作分布式光纤相连、N个解复用端口与N条保护分布式光纤相连；每个光网络单元包括监测和控制单元、第一光耦合器及下行接收机和反射式半导体光放大器，监测和控制单元包括光功率检测器和光开关，N条工作分布式光纤及N条保护分布式光纤与各自的监测和控制单元经第一光耦合器和接反射式半导体光放大器和下行接收机。本发明专利技术能实现光分配网的无色化，同时避免了独立光源的使用，能降低设备的复杂性和成本，且在保护切换操作的时候不会影响其它用户的上下行业务。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种波分复用无源光网络光纤链路分布式保护装置及其保护方法，属于光纤通信

技术介绍
近年来，VoIP、IPTV、HDTV、会议电视和视频点播等全新多媒体业务的出现，现有的带宽将无法满足业务需求。光接入网技术尤其是无源光网络(Passive Optical Network,PON)技术以其灵活的接入方式和高容量的带宽特性获得了快速发展。波分复用(Wavelength Division Multiplexing,WDM)无源光网络(WDM-PON)采用波分复用方式实现光线路终端(OLT)和各个光分配网(ONU)之间虚拟点到点连接，单个光分配网(ONU)用户可以独享单个波长通道的巨大带宽。WDM-PON避免了时分复用TDM-PON方式中光分配网ONU的测距、时延补偿、快速比特同步和时隙分配等诸多技术难点，避免了信号的冲突，信号传输效率高，并且在网络管理以及系统升级性能方面都有着明显的优势，WDM-PON被认为是下一代PON技术的最佳组网方式。随着WDM-PON中单个用户传输速率不断达到1Gbit/s，10Gbit/s，甚或更高时，任何的工作馈入光纤或工作分布光纤的故障都会造成巨大的数据丢失。人们十分希望采用某种自动保护切换机制来预防链路故障，来提升WDM-PON系统的生存性。现有文献，如Xiao fei Cheng和Yang Jing Wen等人在2008年的《Optics Communications(光学通信)》上发表了题为“Survivable WDM-PON with self-protection and in-service fault localization capabilities”的文章，该文提出了一种利用组保护机制的可自愈WDM-PON系统结构，每一个ONU都与邻近的一个ONU通过额外的光纤相连形成一个ONU对，每个ONU对和RN，CO形成一个子环。当任何一个链路故障发生并导致某一个ONU数据丢失时，受影响的数据沿着该ONU所属的子环另一个方向传输，并得到恢复。这个故障监控、自动切换的分布式保护过程完全在ONU内部完成，不需要远端传输任何关于故障信息和光开关控制信令。但是，ONU对之间共享光纤链路是在同一个共享风险链路组，因为光纤故障可能会导致该组中的所有链接失效。此外，两两相邻的ONU通过彼此间一条光纤互联，每一个ONU同时也接收本来发送给相邻ONU的信号，因此也部分牺牲了WDM-PON的数据安全性。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种能简化光分配网的结构，实现光分配网的无色化，同时避免了独立光源的使用，能降低设备的复杂性和成本，且在保护切换操作的时候不会影响其它用户的上下行业务的波分复用无源光网络光纤链路分布式保护装置及其保护方法。本专利技术为达到上述目的技术方案是：一种波分复用无源光网络光纤链路分布式保护装
置，其特征在于，包括用于上行数据的接收和下行数据的发射的光线路终端，用于下行数据的解复用以及上行数据的复用的远端节点，和用于下行数据的接收及上行数据的重调制发射的N个光网络单元；所述光线路终端通过工作馈入光纤和保护馈入光纤与远端节点连接，远端节点的N个解复用端口与N条工作分布式光纤相连、N个解复用端口与N条保护分布式光纤相连；每一个光网络单元包括监测和控制单元、第一光耦合器以及下行接收机和反射式半导体光放大器，所述的监测和控制单元包括用于监测光功率的光功率检测器和由光功率检测器控制开关切换的光开关，所述的N条工作分布式光纤及N条保护分布式光纤分别与各自光网络单元中的监测和控制单元的两个输入端口连接，用以传输下行数据，监测和控制单元端口的输出端口与第一光耦合器的输入端口连接，第一光耦合器的两个输出端口分别与反射式半导体光放大器和下行接收机连接，下行接收机用于一部分下行数据的解调接收，反射式半导体光放大器用于对另一部分光信号进行上行数据重调制，并经过各自的工作分布式光纤和保护分布式光纤传输到远端节点进行上行数据传输。其中：所述的光线路终端包括上下行数据收发机、第一阵列波导光栅以及掺铒光纤放大器和梳状滤波器，所述的上下行数据收发机包括N个不同波长通道的N个上下行数据收发模块，用于产生N路下行数据信号的N个上下行数据收发模块与第一阵列波导光栅的对应解复用输入端口连接，以传输N路下行数据；第一阵列波导光栅的复用输出端口连接掺铒光纤放大器，以放大光载波抑制双边带下行数据信号，掺铒光纤放大器的输出端口与梳状滤波器的输入端口连接，梳状滤波器的两个输出口分别与工作馈入光纤连接和保护馈入光纤连接，分别路由上边带信号和下边带信号到工作馈入光纤和保护馈入光纤，进行下行数据传输。所述的上下行数据收发模块包括激光器、马赫曾德调制器、混频器、下行数据发生器、射频信号发生器以及光环形器和上行接收机，所述的激光器的输出端接接马赫曾德调制器的输入端口，将产生特定波长的光载波进入马赫曾德调制器，所述射频信号发生器和下行数据发生器的输出端通过混频器接马赫曾德调制器的另一个输入端口，在射频信号和下行数据电信号驱动下产生相应波长的光载波抑制双边带光载波进入马赫曾德调制器，马赫曾德调制器的输出端口连接光环形器的第一端口，光环形器的第二端口与第一阵列波导光栅对应的解复用输入端口连接，用于传输下行数据信号，光环形器的第三端口与上行接收机连接，用于上行数据的接收。所述的远端节点包括第二阵列波导光栅和第三阵列波导光栅，所述第二阵列波导光栅的复用端口与工作馈入线光纤相连，且第二阵列波导光栅的N个解复用端口与N条工作分布式光纤相连，用于传输下行数据的上边带波分解复用信号；所述的第三阵列波导光栅的复用端口与保护馈入线光纤相连，第三阵列波导光栅的N个解复用端口与N条保护分布式光纤相连，用于传输下行数据的下边带波分解复用信号，且N个光网络单元返回的上行重调制信号通过各自对应工作分布式光纤和保护分布式光纤，传输到第二阵列波导光栅和第三阵列波导光栅相应的解复用端口，波分复用后进行上行数据传输。所述的监测和控制单元还包括第二光耦合器，所述的第二光耦合器的输入端口与工作分布式光纤连接，第二光耦合器的两个输出端口分别与光功率检测器和光开关的第一端口
连接，光开关的第二端口与保护分布式光纤连接，且光开关的第三端口与第一光耦合器的输入端口连接，用于传输下行数据。本专利技术波分复用无源光网络光纤链路分布式保护装置的保护方法，其特征在于：工作光纤链路正常，光开关处于初始连通状态，各个光网络单元其监测和控制单元中的光功率检测器实时对下行数据的光功率进行监测，当监测到工作馈入光纤路径下行数据的光功率大幅度下降，所有光功率检测器产生的光开关控制信号控制其对应的光开关至切换状态，相应的光网络单元中的上下行数据传输切换到在保护馈入光纤路径，实现对工作馈入光纤的保护；当监测到工作分布式光纤路径下行信号的光功率大幅度下降，光功率检测器产生的光开关控制信号控制对应的光开光切换到保护分布式光纤路径工作，相应的光网络单元中的上下行数据在保护分布式光纤路径上进行传输，实现工作分布式光纤的保护；当修复工作光纤链路故障后，各个光网络单元其监测和控制单元中的光功率检测器监测到光功率恢复正常，光功率检测器产生的光开关控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种波分复用无源光网络光纤链路分布式保护装置，其特征在于，包括用于上行数据的接收和下行数据的发射的光线路终端，用于下行数据的解复用以及上行数据的复用的远端节点，和用于下行数据的接收及上行数据的重调制发射的N个光网络单元；所述光线路终端通过工作馈入光纤和保护馈入光纤与远端节点连接，远端节点的N个解复用端口与N条工作分布式光纤相连、N个解复用端口与N条保护分布式光纤相连；每一个光网络单元包括监测和控制单元、第一光耦合器以及下行接收机和反射式半导体光放大器，所述的监测和控制单元包括用于监测光功率的光功率检测器和由光功率检测器控制开关切换的光开关，所述的N条工作分布式光纤及N条保护分布式光纤分别与各自光网络单元中的监测和控制单元的两个输入端口连接，用以传输下行数据，监测和控制单元端口的输出端口与第一光耦合器的输入端口连接，第一光耦合器的两个输出端口分别与反射式半导体光放大器和下行接收机连接，下行接收机用于一部分下行数据的解调接收，反射式半导体光放大器用于对另一部分光信号进行上行数据重调制，并经过各自的工作分布式光纤和保护分布式光纤传输到远端节点进行上行数据传输。

【技术特征摘要】
1.一种波分复用无源光网络光纤链路分布式保护装置，其特征在于，包括用于上行数据的接收和下行数据的发射的光线路终端，用于下行数据的解复用以及上行数据的复用的远端节点，和用于下行数据的接收及上行数据的重调制发射的N个光网络单元；所述光线路终端通过工作馈入光纤和保护馈入光纤与远端节点连接，远端节点的N个解复用端口与N条工作分布式光纤相连、N个解复用端口与N条保护分布式光纤相连；每一个光网络单元包括监测和控制单元、第一光耦合器以及下行接收机和反射式半导体光放大器，所述的监测和控制单元包括用于监测光功率的光功率检测器和由光功率检测器控制开关切换的光开关，所述的N条工作分布式光纤及N条保护分布式光纤分别与各自光网络单元中的监测和控制单元的两个输入端口连接，用以传输下行数据，监测和控制单元端口的输出端口与第一光耦合器的输入端口连接，第一光耦合器的两个输出端口分别与反射式半导体光放大器和下行接收机连接，下行接收机用于一部分下行数据的解调接收，反射式半导体光放大器用于对另一部分光信号进行上行数据重调制，并经过各自的工作分布式光纤和保护分布式光纤传输到远端节点进行上行数据传输。2.根据权利要求1所述的波分复用无源光网络光纤链路分布式保护装置，其特征在于，所述的光线路终端包括上下行数据收发机、第一阵列波导光栅以及掺铒光纤放大器和梳状滤波器，所述的上下行数据收发机包括N个不同波长通道的N个上下行数据收发模块，用于产生N路下行数据信号的N个上下行数据收发模块与第一阵列波导光栅的对应解复用输入端口连接，以传输N路下行数据；第一阵列波导光栅的复用输出端口连接掺铒光纤放大器，以放大光载波抑制双边带下行数据信号，掺铒光纤放大器的输出端口与梳状滤波器的输入端口连接，梳状滤波器的两个输出口分别与工作馈入光纤连接和保护馈入光纤连接，分别路由上边带信号和下边带信号到工作馈入光纤和保护馈入光纤，进行下行数据传输。3.根据权利要求2所述的波分复用无源光网络光纤链路分布式保护装置，其特征在于：所述的上下行数据收发模块包括激光器、马赫曾德调制器、混频器、下行数据发生器、射频信号发生器以及光环形器和上行接收机，所述的激光器的输出端接接马赫曾德调制器的输入端口，将产生特定波长的光载波进入马赫曾德调制器，所述射频信号发生器和下行数据发生器的输出端通过混频器接马赫曾德调制器的另一个输入端口，在射频信号和下行数据电信号驱动下产生相应波...

【专利技术属性】
技术研发人员：张教，任献忠，石新根，朱敏，王东鹏，张旋，樊鹤红，孙小菡，吴锦辉，陈开卓，石俊伟，
申请(专利权)人：东南大学，常州太平通讯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32