專利名稱：一種具有擴容適應性和線路保護功能的環(huán)行饋線結構odn網絡系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種環(huán)行饋線結構ODN網絡系統(tǒng)，屬于光纖通信領域，尤其涉及一種具有擴容適應性和線路保護功能的環(huán)行饋線結構ODN網絡系統(tǒng)，可用于FTTX推廣中具有路徑保護功能的ODN建設。
背景技術：
光纖分配網(ODN)是寬帶光纖接入(FTTX)技術中的基礎網絡構架，由于用戶針對性十分廣泛和技術更新，FTTX的個性差異較大并且現在也仍然處于不斷發(fā)展之中，FSAN組織將NG-PON的研究分為兩個部分NGA1和NGA2。其中，NGAl研究方向主要為制定可兼容當前GP0N，能夠共享同一個ODN的下一代PON技術標準，可見ODN這類網絡基礎設施在建設的時候不僅要考慮針對當前的應用，還必須能夠確保相當長時間的穩(wěn)定性，有估計認為， FTTH部署中ODN可占到超過50%的投資，因此ODN結構及組網相關技術直接影響到FTTX的綜合成本，系統(tǒng)性能，可靠性及升級潛力等，已成為制約FTTX大規(guī)模應用的重要因素之一。光纖接入ODN構架主要建立在無源光網絡(PON)的點對多點的光纖分布拓撲結構基礎上，這是接入網結構顯著不同于基于點對點高速信息傳輸網結構的地方，因而也給ODN 建設，運行維護和升級擴充帶來許多新的問題。目前一般地認為，ODN應以樹型結構為主，從 OLT至ONU —般可劃分為饋線段、配線段和入戶段等(對于FTTB/C模式，入戶段可缺省)，段落之間的光分支點為光分配點、光用戶接入點；在ODN組網時可盡量采用一級分光方式，也可以采用二級分光方式，原則上不采用三級及三級以上的分光方式；在網絡保護方面，目前 GPON系統(tǒng)的保護采用ITU-T G.984. 1骨干光纖(饋線段)保護倒換方式和光纖全保護倒換方式，ODN方面也陸續(xù)有許多相關的專利保護技術，如US7831145雙光纖分配器或雙OUN單元的配線段和入戶段保護方法；US78401350UN失效監(jiān)測方法；US7095958/7394984/7865081 可無縫升級的光纖接入節(jié)點結構；US7634160具有光纖路徑保護功能的PON網絡結構； US7620319樹型結構PON網絡的光路徑狀態(tài)監(jiān)控等等。在具體的工程實施中，考慮到工程建設成本，光纖保護以及升級和擴容等諸多問題時，基礎網絡構架的形式和具體采用的技術方案會面臨更多的挑戰(zhàn)，例如，通常采用的光纖線路保護倒換主要是采用備份光纖雙端光開關倒換的方法來實現光纖路徑更換的，例如申請?zhí)枮?00810141748.8的專利申請《一種光網絡系統(tǒng)、光網絡設備及其倒換方法》一文， 就公開了一種光網絡設備的倒換方法，包括第一光網絡設備通過第二光纖接收第二光網絡設備發(fā)送的承載有備份信息的光信號；第一光網絡設備對接收到的光信號進行檢測，如果滿足切換條件，利用上述備份信息從備用狀態(tài)切換到主用狀態(tài)。然而，對于PON網絡特殊的點到多點的樹型分支光纖路徑結構來說，雙端光開關倒換的方法極大地增加了網絡輔助設備的復雜性，也增加了設備運行和維護的成本；在這些方面，已有的技術標準和專利方法還不能給人們較滿意的答案，業(yè)界需要一種適應性更強，專門針對PON的ODN中實現光纖路徑保護的技術方案，以及多種保護方法以適應不同類型用戶的可靠性要求。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種新的ODN光纖路徑保護網絡系統(tǒng)，將ODN網絡分為骨干饋線網絡和配線接入網絡兩大部分，對饋線部分和配線接入部分采取不同的路徑保護措施和建設實施步驟，ODN網絡中遠離中心局和用戶端的節(jié)點采用無源(無供電)設備，以降低設備復雜程度和實現免供電和免維護，減少和降低升級和擴容工程量和復雜性，保證網絡運行中的路徑安全，尤其是骨干饋線部分的安全，配線接入部分路徑保護等級視用戶類型而區(qū)分對待，適應用戶環(huán)境的復雜性和需求的多樣性，適應用戶數量可能的持續(xù)增長特點， 以及能夠適應網絡技術更新升級等多方面的要求。本發(fā)明的技術方案是一種具有擴容適應性和線路保護功能的環(huán)行饋線結構ODN 網絡系統(tǒng)，其特征在于將ODN網絡系統(tǒng)分為骨干饋線網絡、饋線部分和配線接入部分，骨干饋線網絡采用環(huán)行結構，饋線部分實行全部雙光纖路徑保護，配線接入部分路徑保護采取部分或全部雙路徑保護。如上所述的具有擴容適應性和線路保護功能的環(huán)行饋線結構ODN網絡系統(tǒng)，其特征在于所述ODN網絡系統(tǒng)由區(qū)域光纖接入中心(1)、饋線光纖光纜環(huán)(2)、饋線光纖分支點(3)、光纖分配箱(4)和用戶光網絡單元(5)組成，區(qū)域光纖接入中心(1)包括網絡路徑監(jiān)控和切換控制單元(11)和光開關切換矩陣(12)，采用饋線光纖光纜環(huán)(2)將區(qū)域光纖接入中心(1)與區(qū)域內的各接入節(jié)點連接起來，區(qū)域內各節(jié)點處每一個饋線光纖分支點(3)均有來自環(huán)線兩個方向的各一根光纖與區(qū)域光纖接入中心(1)相連，形成兩個物理饋線路徑， 為每一個饋線光纖分支點(3)提供雙光纖路徑保護。如上所述的具有擴容適應性和線路保護功能的環(huán)行饋線結構ODN網絡系統(tǒng)，其特征在于所述光纖分配箱(4)設置于靠近饋線光纖分支點(3)處，或位于遠離饋線光纖分支點(3)的用戶處。如上所述的具有擴容適應性和線路保護功能的環(huán)行饋線結構ODN網絡系統(tǒng)，其特征在于區(qū)域光纖接入中心(1)中配備有監(jiān)測光纖線路狀態(tài)的OTDR和光開關陣列設備，其中的OTDR激光光信號通過一個光開關陣列逐一掃描各個激活光纖，監(jiān)測可能出現的故障位置，對屬于環(huán)路饋線部分的光纖斷路，則啟動區(qū)域光纖接入中心(1)內倒換光開關陣列中與之對應光開關單元將光傳輸倒換到另一方向的光纖上。如上所述的具有擴容適應性和線路保護功能的環(huán)行饋線結構ODN網絡系統(tǒng)，其特征在于在遠端的饋線光纖分支點(3)處或光纖分配箱(4)前，雙光纖路徑保護是通過兩方向光纖連接到2X2的3dB光纖耦合器來實現。如上所述的具有擴容適應性和線路保護功能的環(huán)行饋線結構ODN網絡系統(tǒng)，其特征在于來自環(huán)線兩個方向的兩根光纖在進入光纖分配箱(4)后通過一個2 X 2的3dB光纖耦合器與光纖分配器連接，通過2 X 2的3dB光纖耦合器后兩個輸出端各連接一個相同的光纖分配器。如上所述的具有擴容適應性和線路保護功能的環(huán)行饋線結構ODN網絡系統(tǒng)，其特征在于配線段路徑故障監(jiān)測有局端和用戶端兩方面的監(jiān)測，局端配線段監(jiān)測的采取局端 OTDR信號監(jiān)控某根饋線是否有故障，同時監(jiān)控該饋線對應的各分配光纖的傳輸狀況，通過將各用戶的配線光纖設置成OTDR可分辨的不同長度，按階梯等差長度或通過加入編碼光器件方式，使局端及時發(fā)現特定配線線路故障并及時定位；用戶端的故障監(jiān)測通過光檢測進行，用戶OUN監(jiān)測到無光時，擁有兩個ONU光接收頭端單元的用戶直接通過電路方式切換到另一路的光接收頭端單元；僅有一個ONU光接收頭端單元的用戶則采取提示更換的方式或由所配置的1X2光開關倒換到光接收頭端單元。如上所述的具有擴容適應性和線路保護功能的環(huán)行饋線結構ODN網絡系統(tǒng)，其特征在于配線部分采用的光纖分配器是光纖功率分配器，或者是多波長信號解復用器。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明具有以下優(yōu)點和積極效果
①將ODN路徑保護分為饋線段保護和配線段保護兩種，分別采用不同的保護方案和實施方法，饋線部分實現100%雙光纖路徑保護，配線接入部分路徑保護方法視用戶類型和需求而采取部分或全部雙路徑保護，由于配線接入部分規(guī)模龐大，這種方式增加了前期基礎建設的靈活性；
②ODN的路徑狀態(tài)，包括饋線段和配線段均可由局端監(jiān)控，饋線段光纖路徑保護倒換也由局端控制實施，而大規(guī)模的配線接入部分路徑保護倒換則不由局端實施，改由需要保護的用戶端實施，局端監(jiān)控獲得的配線段故障位置信息僅用于提供線路維護參考，比起傳統(tǒng)建議的光開關路徑倒換方法來說，這種方法的好處是節(jié)省了大規(guī)模的配線網光纖路徑倒換所需的光開關；
③經由不同路徑連向節(jié)點的兩根饋線光纖，在節(jié)點分接箱處通過2X2光纖耦合器與光纖分配器的連接，實現了在遠端節(jié)點處在線工作光纖與備份光纖與接入配線部分的永久連接，因此在饋線段因故障需要保護切換的時候僅需通過局端的切換操作來完成，關鍵是實現節(jié)點分接箱的無源化，從而簡化了網絡基礎設施；
④通過將同一個光纖分配器的用戶配線光纖設置為不同的長度，比如設置為階梯長度，并且長度差異能被局端的OTDR脈沖所分辨，使局端能監(jiān)測到配線段的光纖故障狀況。


圖1是本發(fā)明實施例的環(huán)行饋線ODN網絡結構示意圖。圖2是圖1中的饋線光纖分支點的連接結構示意圖。圖3是圖1中的光纖分配箱的連接結構示意圖。圖4是區(qū)域光纖接入中心的光纖路徑監(jiān)測和通路倒換保護原理框圖。圖5是環(huán)行饋線ODN網絡節(jié)點結構示意圖。圖6是節(jié)點處饋線與光纖分配器的連接結構示意圖。圖7是配線段的雙路徑保護結構示意圖。圖8是光纖分配器的用戶配線光纖長度梯度配置狀態(tài)分析圖。圖9是光纖分配器的用戶配線光纖長度OTDR的狀態(tài)分析圖。
具體實施例方式以下結合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步的說明。附圖符號說明1 一區(qū)域光纖接入中心；11一網絡路徑監(jiān)控和切換控制單元；12— 光開關切換矩陣；121—保護路徑光開關切換矩陣；122—OTDR掃描通道切換光開關；2—饋線光纖光纜環(huán)；3—饋線光纖分支點；4一光纖分配箱；41 一光纖分配器；411 一2X2 3dB光纖耦合器；412—IXn光纖分配器；5—用戶光網絡單元0NU。如圖1-圖3所示，以環(huán)行多節(jié)點ODN為例，一個環(huán)形ODN由區(qū)域光纖接入中心1， 區(qū)域內的若干個節(jié)點和連接它們的饋線光纖光纜環(huán)2構成。區(qū)域光纖接入中心1負責連接各用戶并傳輸雙向信息，還負責對區(qū)域內的光纖網絡(ODN)實施狀態(tài)監(jiān)測和必要情況下的保護倒換操作；節(jié)點由饋線光纖分支點3和光纖分配箱4兩部分構成，根據用戶分布特點， 饋線光纖分支點3與光纖分配箱4可十分靠近，也可分開一定距離，一個大的饋線光纖分支點3可對應有多個處于附近不同位置的光纖分配箱4 ；區(qū)域光纖接入中心1通過各節(jié)點接入到區(qū)域內的用戶，包括當前和將來可能的用戶，ODN配線接入部分可視需求分期分批逐步實施。通過環(huán)行饋線結構為特定節(jié)點處的每一個光纖分支點提供連接到區(qū)域光纖接入中心的正向和反向環(huán)行光纖各一根，這一對正向和反向環(huán)行的光纖在區(qū)域光纖接入中心通過一個2X1光開關與該光纖分支點對應的光纖收發(fā)器件(OLT)相連，如圖4所示，所有用戶的兩兩饋線均連接到一個多2X1光開關的陣列以便需要時切換。光纖線路的監(jiān)控通過 OTDR (或相似功能設備)的逐路光纖饋線掃描來實現，具體可通過1 Xm光開關(假設共有m 路OLT和饋線)的切換來對逐個光纖通道進行測試，當監(jiān)控發(fā)現正向或反向環(huán)行的光纖中正在與光纖收發(fā)器件相連的一根光纖發(fā)生故障甚至斷纖時，可通過操作對應的2X1光開關將光纖收發(fā)器件切換連通到另一根環(huán)行光纖以實現路徑保護功能。如圖5所示，通過2X2結構的3dB光纖耦合器在分支點連接正向和反向環(huán)行的兩根光纖，使正向和反向環(huán)行的兩根光纖都接到分支點，省略了倒換用的光開關，一方面節(jié)省采用光開關的成本，更重要的是使分支點成為真正無供電結構；光纖耦合器的兩個輸出端可在分支點就近連接到光纖分配器入口，也可以分別沿兩個路徑連接到節(jié)點分接箱中的光纖分配器入口，提供從分支點到光纖分配器的雙路徑備份，這樣的情況下，這兩個路徑上實際還是饋線段。如圖6所示，饋線經分支點連至節(jié)點分接箱后將與光纖分配器相連并分配到各個用戶，如上所說，兩個方向的的雙饋線光纖將先連接到2X2 3dB光纖耦合器411，然后3dB 光纖耦合器的輸出分別連接兩個1 Xn光纖分配器412，因此構成一個2X 2n結構(4_1 )，該 2X2n結構可以根據配線段用戶的不同要求采取兩種網絡應用結構一種結構是，局端的一個OLT端口支持2η個用戶，該結構不提供配線部分的線路保護；另一種結構是，局端的一個OLT端口僅支持η個用戶，但每個用戶均有兩根配線光纖連接到戶，如圖7所示，兩根配線光纖須沿不同路徑以便提供冗余路徑保護，這種結構尤其在該用戶作為二級分波結構的分支和配線分配時格外重要，其作用也類似于饋線段保護。如圖8及圖9所示，在局端采用OTDR監(jiān)測配線段不同分支光纖時，往往會遇到多分支光纖長度相近難以分辨的問題，如果采用高空間分辨率的0TDR，比如采用、s級脈沖的0TDR，并且在進行用戶配線光纖工程配置的時候，將不同分支光纖配置成可經OTDR識別的不同長度，比如可以按階梯長度配置，以便OTDR獲得易于識別的標準回波圖案并判斷是否有哪個或哪幾個配線段出現異常，這樣便可以在局端通過OTDR監(jiān)測配線段的傳輸狀態(tài)， 從而為必要的工程維護提供依據?？梢酝ㄟ^選用不同的光纖分配器種類，例如可以是寬帶光纖功率分配器，或DWDM解復用器，或者是兩者的組合，以適應TDM-PON，WDM-PON或TDM-WDM混合PON等多種寬帶接入業(yè)務的要求或網絡升級。
權利要求
1.一種具有擴容適應性和線路保護功能的環(huán)行饋線結構ODN網絡系統(tǒng)，其特征在于 將ODN網絡系統(tǒng)分為骨干饋線網絡、饋線部分和配線接入部分，骨干饋線網絡采用環(huán)行結構，饋線部分實行全部雙光纖路徑保護，配線接入部分路徑保護采取部分或全部雙路徑保護。
2.根據權利要求1所述的具有擴容適應性和線路保護功能的環(huán)行饋線結構ODN網絡系統(tǒng)，其特征在于所述ODN網絡系統(tǒng)由區(qū)域光纖接入中心(1)、饋線光纖光纜環(huán)(2)、饋線光纖分支點(3)、光纖分配箱(4)和用戶光網絡單元(5)組成，區(qū)域光纖接入中心(1)包括網絡路徑監(jiān)控和切換控制單元(11)和光開關切換矩陣(12)，采用饋線光纖光纜環(huán)(2)將區(qū)域光纖接入中心(1)與區(qū)域內的各接入節(jié)點連接起來，區(qū)域內各節(jié)點處每一個饋線光纖分支點(3)均有來自環(huán)線兩個方向的各一根光纖與區(qū)域光纖接入中心(1)相連，形成兩個物理饋線路徑，為每一個饋線光纖分支點(3)提供雙光纖路徑保護。
3.根據權利要求2所述的具有擴容適應性和線路保護功能的環(huán)行饋線結構ODN網絡系統(tǒng)，其特征在于所述光纖分配箱(4)設置于靠近饋線光纖分支點(3)處，或位于遠離饋線光纖分支點(3)的用戶處。
4.根據權利要求2所述的具有擴容適應性和線路保護功能的環(huán)行饋線結構ODN網絡系統(tǒng)，其特征在于區(qū)域光纖接入中心(1)中配備有監(jiān)測光纖線路狀態(tài)的OTDR和光開關陣列設備，其中的OTDR激光光信號通過一個光開關陣列逐一掃描各個激活光纖，監(jiān)測可能出現的故障位置，對屬于環(huán)路饋線部分的光纖斷路，則啟動區(qū)域光纖接入中心(1)內倒換光開關陣列中與之對應光開關單元將光傳輸倒換到另一方向的光纖上。
5.根據權利要求4所述的具有擴容適應性和線路保護功能的環(huán)行饋線結構ODN網絡系統(tǒng)，其特征在于在遠端的饋線光纖分支點(3)處或光纖分配箱(4)前，雙光纖路徑保護是通過兩方向光纖連接到2X2的3dB光纖耦合器來實現。
6.根據權利要求5所述的具有擴容適應性和線路保護功能的環(huán)行饋線結構ODN網絡系統(tǒng)，其特征在于來自環(huán)線兩個方向的兩根光纖在進入光纖分配箱(4)后通過一個2X2的 3dB光纖耦合器與光纖分配器連接，通過2X2的3dB光纖耦合器后兩個輸出端各連接一個相同的光纖分配器。
7.根據權利要求2所述的具有擴容適應性和線路保護功能的環(huán)行饋線結構ODN網絡系統(tǒng)，其特征在于配線段路徑故障監(jiān)測有局端和用戶端兩方面的監(jiān)測，局端配線段監(jiān)測的采取局端OTDR信號監(jiān)控某根饋線是否有故障，同時監(jiān)控該饋線對應的各分配光纖的傳輸狀況，通過將各用戶的配線光纖設置成OTDR可分辨的不同長度，按階梯等差長度或通過加入編碼光器件方式，使局端及時發(fā)現特定配線線路故障并及時定位；用戶端的故障監(jiān)測通過光檢測進行，用戶OUN監(jiān)測到無光時，擁有兩個ONU光接收頭端單元的用戶直接通過電路方式切換到另一路的光接收頭端單元；僅有一個ONU光接收頭端單元的用戶則采取提示更換的方式或由所配置的1X2光開關倒換到光接收頭端單元。
8.根據權利要求1所述的具有擴容適應性和線路保護功能的環(huán)行饋線結構ODN網絡系統(tǒng)，其特征在于配線部分采用的光纖分配器是光纖功率分配器，或者是多波長信號解復用
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有擴容適應性和線路保護功能的環(huán)行饋線結構ODN網絡系統(tǒng)，其特征在于將ODN網絡系統(tǒng)分為骨干饋線網絡、饋線部分和配線接入部分，骨干饋線網絡采用環(huán)行結構，饋線部分實行全部雙光纖路徑保護，配線接入部分路徑保護采取部分或全部雙路徑保護。在該ODN網絡倒換保護方案中，將饋線部分和配線部分的保護分開實現，饋線倒換保護具有局端集中控制和遠端無源配置的優(yōu)點，大大降低了實現倒換保護帶來的ODN網絡成本升高；而且基于遠端節(jié)點的無源配置結構，配線部分的倒換保護可以視用戶等級和要求靈活配置，配線部分倒換保護主要由用戶終端控制。
文檔編號H04B10/12GK102291182SQ20111028105
公開日2011年12月21日 申請日期2011年9月21日 優(yōu)先權日2011年9月21日
發(fā)明者施漢林 申請人:武漢市普林電子有限責任公司