一種無損傷動態(tài)光線路同步切換保護裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無損傷動態(tài)光線路同步切換保護裝置，包括第一光切換開關(guān)（1）、第二光切換開關(guān)（2）、內(nèi)置光發(fā)射器（3）、內(nèi)置光接收器（4）、控制單元（5）、第一光功率檢測單元（11）、第二光功率檢測單元（12）、第三光功率檢測單元（13），所述第二光功率檢測單元（12）連接位于主接收通路光線路上的低噪聲小增益光放大器（6）放大由主用接收線路收到的光信號，第二光功率檢測單元（12）反饋信號給控制單元（5），控制單元（5）控制低噪聲小增益放大器（6）的增益值等于或者大于無損傷動態(tài)光線路同步切換保護裝置的介入光損耗，本發(fā)明裝置能將對傳輸系統(tǒng)的OSNR影響降低為零，實現(xiàn)動態(tài)光線路同步切換保護裝置的無損傷。
【專利說明】一種無損傷動態(tài)光線路同步切換保護裝置
[0001]

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及光線路保護系統(tǒng)，特別是涉及一種無損傷動態(tài)光線路同步切換保護裝置，本發(fā)明屬于通信領(lǐng)域。
[0003]

【背景技術(shù)】
[0004]當前，大規(guī)模的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)使得運營商對數(shù)據(jù)傳送的帶寬需求日趨增長。10Gbps以及更高速率的光傳送技術(shù)相對于10Gbps、40Gbps線路速率而言，能更好地解決運營商日益面臨的業(yè)務(wù)流量及網(wǎng)絡(luò)帶寬持續(xù)增長的壓力。光傳輸系統(tǒng)系統(tǒng)從1Gbps到40Gbps以至10Gbps等更高速率，一直面臨著線路光學物理性能的限制。傳輸速率越高，這些限制因素產(chǎn)生的傳輸損傷也更為嚴重，直接限制了高速率系統(tǒng)的傳輸距離。這些因素包括:系統(tǒng)的插入損耗IL，光信噪比0SNR、色散容限、偏振模色散PMD容限和非線性效應(yīng)等。目前普遍采用PDM QPSK (偏振復(fù)用正交四進制相位調(diào)制)適當提高100G Gbps系統(tǒng)的OSNR容限，采用相干接收技術(shù)和ODSP (光數(shù)字處理技術(shù))提升色散容限，因此100G bps以及更高速率的系統(tǒng)不再需要額外色散補償和PMD補償。但是高速率系統(tǒng)相比較低速率傳輸系統(tǒng)，OSNR容限任然不足，并且由于非線性效應(yīng)以及現(xiàn)有光纖線路質(zhì)量的原因，線路插損IL這個直接影響傳輸距離的指標也面臨著相當大的壓力。
有很多專利涉及光傳輸系統(tǒng)的線路保護裝置。中國專利申請CN03254764提供了一種常用的動態(tài)光線路同步切換保護裝置，如圖1所示。圖1是前例發(fā)明實施例，包括:一種1G光線路動態(tài)同步切換保護系統(tǒng)，控制單元實時監(jiān)控主、備光通路的信息傳送狀態(tài)，若任一光通路發(fā)生故障及時發(fā)出告警信號，配合光發(fā)射器、光接收器，所述的控制單元控制與該通路連接的光切換開關(guān)，使兩個光切換開關(guān)同步切換到備用光通路上。該裝置能夠動態(tài)監(jiān)測主備路由狀態(tài)，快速切換線路，適用于線路插損和OSNR余量較大的系統(tǒng)。該裝置的插入損耗達到3dB，如果用在高速率系統(tǒng)中，會嚴重影響系統(tǒng)的插損和0SNR，達不到傳輸系統(tǒng)的要求。
[0005]因此，針對高速率系統(tǒng)的線路切換保護裝置應(yīng)該針對系統(tǒng)的傳輸特性進行設(shè)計，以適應(yīng)高速率系統(tǒng)的OSNR容限和線路插損要求。對于這一需求，目前仍是空白。
[0006]


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種無損傷動態(tài)光線路同步切換保護裝置，能提供主備線路快速切換保護功能，并且系統(tǒng)的插入損耗為OdB，主用線路的光功率可保持與備用線路光功率一致。
[0008]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是: 一種無損傷動態(tài)光線路同步切換保護裝置，包括第一光切換開關(guān)、第二光切換開關(guān)、內(nèi)置光發(fā)射器、內(nèi)置光接收器、控制單元、第一光功率檢測單元、第二光功率檢測單元、第三光功率檢測單元，所述第二光功率檢測單元與位于主接收通路光線路上的低噪聲小增益光放大器相連接放大由主用接收線路收到的光信號，第二光功率檢測單元反饋信號給控制單元，控制單元控制低噪聲小增益放大器的增益值等于或者大于動態(tài)光線路同步切換保護裝置的介入光損耗。
[0009]所述第三光功率檢測單元與位于備接收通路光線路上的可調(diào)光衰減器相連接實時監(jiān)控備接收通路的光功率值，第三光功率檢測單元反饋信號給控制單元，控制單元調(diào)節(jié)可調(diào)光衰減器的衰減值，直至備接收通路中的光功率與主接收通路未發(fā)生故障前的光功率相同。
[0010]所述第一光功率檢測單元、第二光功率檢測單元、第三光功率檢測單元采用耦合器實現(xiàn)集成功率分配和探測。
[0011]所述第一光切換開關(guān)和第二光切換開關(guān)均具有四個光端口 P1、P2、P3、P4，具有平行和交叉連接兩種功能；第一光切換開關(guān)的Pl端口與第一光功率檢測單元的輸出端口相連，第一光切換開關(guān)的P2端口與主發(fā)射通路相連，第一光切換開關(guān)的P3端口與備發(fā)射通路相端連，第一光切換開關(guān)的P4端口同內(nèi)置光接收器的輸入端口相連；第二光切換開關(guān)的Pl端口同端局的光接收機相連，第二光切換開關(guān)2的P2端口同第三光功率檢測單元的輸入端相連，第二光切換開關(guān)2的P3端口與第二光功率檢測單元的輸出端相連，第二光切換開關(guān)的P4端口同內(nèi)置光發(fā)射器的輸出端相連。
[0012]所述低噪聲小增益放大器采用噪聲系數(shù)小于或者等于零的后向分布式喇曼放大器。
[0013]本發(fā)明的有益效果主要在于:
1、本發(fā)明裝置能將對傳輸系統(tǒng)的OSNR影響降低為零；
2、本發(fā)明裝置可以將主備線路接收端光功率調(diào)為一致，確保在發(fā)生故障切換保護時，傳輸系統(tǒng)光接收機的接收性能不會因為主備線路的光功率不一致產(chǎn)生抖動，導(dǎo)致線路保護恢復(fù)的時間有較大影響，從而保證線路保護時系統(tǒng)誤碼時間在滿足ITU-T規(guī)定的50ms范圍內(nèi)。
[0014]

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為現(xiàn)有技術(shù)實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明無損傷動態(tài)光線路同步切換保護系統(tǒng)實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
其中:
1:第一光切換開關(guān)；2:第二光切換開關(guān)；
3:內(nèi)置光發(fā)射器；4:內(nèi)置光接收器；
5:控制單元；6:低噪聲小增益光放大器；
7:可調(diào)衰減器；8:光接收機；
9:光發(fā)射機；11:第一光功率檢測單兀；
12:第二光功率檢測單元；13:第三光功率檢測單元；

【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步具體說明。
[0017]圖2是本發(fā)明具體結(jié)構(gòu)實施例，本發(fā)明這種無損傷動態(tài)光線路同步切換保護系統(tǒng)連接在端局和傳輸線路之間，保護系統(tǒng)包括第一光切換開關(guān)1、第二光切換開關(guān)2、內(nèi)置光發(fā)射器3、內(nèi)置光接收器4、控制單元5、第一光功率檢測單元11、第二光功率檢測單元12、第三光功率檢測單元13、低噪聲小增益放大器6、可調(diào)衰減器7。第一光切換開關(guān)I的Pl端口與第一光功率檢測單元11的輸出端PO端口相連，第一光切換開關(guān)I的P2端口與主發(fā)射通路相連，第一光切換開關(guān)I的P3端口與備發(fā)射通路相端連,第一光切換開關(guān)I的P4端口同內(nèi)置光接收器4的輸入端口相連；第二光切換開關(guān)2的Pl端口同端局的光接收機相連，第二光切換開關(guān)2的P2端口同第三光功率檢測單元13的輸入端PO端口相連，第二光切換開關(guān)2的P3端口與第二光功率檢測單元12的輸出端PO端口相連，第二光切換開關(guān)2的P4端口同內(nèi)置光發(fā)射器3的輸出端相連；所述低噪聲小增益放大器6其輸入端In連接主接收通路，輸出端Out連接至第二光功率檢測單元12輸入端PI ;所述的可調(diào)光衰減器7的輸入端In連接備接收通路，輸出端Out連接至第三光功率檢測單元13輸入端PI?？刂茊卧?同第一光切換開關(guān)1、第二光切換開關(guān)2、第一光功率檢測單元11、第二光功率檢測單元12、第三光功率檢測單元13、低噪聲小增益放大器6、可調(diào)光衰減器7均相連接。第一光功率檢測單元11、第二光功率檢測單元12、第三光功率檢測單元集成功率分配和探測功能，本實施例中采用耦合器分光探測。第二光切換開關(guān)2的Pl端同局端的光接收器8相連接，第一光功率檢測單元11的Pl端同局端的光發(fā)射機9相連接。
[0018]本發(fā)明中，第一光切換開關(guān)1、第二光切換開關(guān)2、內(nèi)置光發(fā)射器3、內(nèi)置光接收器4、控制單元5、集成功率分配和探測功能的第一光功率檢測單元11、第二光功率檢測單元12、第三光功率檢測單元13的結(jié)構(gòu)與前例現(xiàn)在技術(shù)發(fā)明相同；與前例發(fā)明相比，本發(fā)明的實施例增加了低噪聲小增益光放大器6和可調(diào)光衰減器7，均位于光設(shè)備接收端保護線路之中。所述低噪聲小增益光放大器6，其輸入端連接主接收通路，輸出端連接至第二光功率檢測單元12的輸入端。所述可調(diào)光衰減器7的輸入端連接備接收通路，輸出端連接至第三光功率檢測單元13的輸入端。
[0019]本發(fā)明的無損傷動態(tài)光線路同步切換保護裝置，適用于高速率傳輸系統(tǒng)的光線路保護。與圖1相比，本發(fā)明實施例也能完成實時監(jiān)控主、備用光通路狀態(tài)并實現(xiàn)光纖通路的自動、快速同步切換保護。本發(fā)明還包括一個低噪聲小增益放大器模塊6，位于光設(shè)備接收端主用線路中。當本發(fā)明裝置被裝置在端局與主用線路之間時，光設(shè)備接收端保護線路中的低噪聲小增益放大器6連接主用接收線路與第二光功率檢測單元12，接收控制單元5發(fā)出的控制信號，放大從主用接收線路收到的光信號?？刂茊卧?可發(fā)出命令控制低噪聲小增益放大器6的增益值，使增益值等于或者大于本發(fā)明的無損傷動態(tài)光線路同步切換保護裝置的介入光損耗，端局的光接收機接收到光信號功率值不受插入光損耗的影響；另外，本發(fā)明中所涉及低噪聲小增益放大器6采用后向分布式放大技術(shù)的后向分布式喇曼放大器，噪聲系數(shù)為零或者負值，這樣可以保證光傳輸信號在整個主發(fā)射通路到主接收通路間無OSNR的損耗。因此，本發(fā)明實施例的插入損耗為零，并且由于低噪聲小增益放大器6的低噪聲特性，O插入損耗和低噪聲兩種特性的無關(guān)疊加不會對系統(tǒng)的OSNR產(chǎn)生任何影響，甚至低噪聲的特性能夠適當?shù)母纳苽鬏斚到y(tǒng)的OSNR性能。
[0020]本發(fā)明還包括一個可調(diào)光衰減器7，位于備用接收通路的光線路上，當線路由主用線路切換到備用線路時，第三光功率檢測單元13實時監(jiān)控備接收通路的光功率值，并反饋信號給控制單元5。控制單元5發(fā)出控制命令調(diào)節(jié)可調(diào)光衰減器7的衰減值。如圖2，在光線路保護工程設(shè)計中，主用線路即主發(fā)射通路與主接收通路間線路由于建設(shè)周期和維護影響，主用線路光衰耗余量和OSNR不足是主要現(xiàn)實常見問題，而備用線路即備發(fā)射通路與備接收通路間線路通常會選取衰耗和OSNR相對主用線路較小且質(zhì)量較好的新建光纖線路，這樣導(dǎo)致備用線路與主用線路相比衰耗小，且這個衰耗的大小在不同的主備線路中差異也是不同的，使得端局光接收機14主備線路接收光功率不一致，因此在工程實施中，本發(fā)明所涉及的可調(diào)衰減器7可調(diào)節(jié)備用線路光路衰耗值，將主備線路接收端光功率調(diào)為一致。
[0021]最后所應(yīng)說明的是，本發(fā)明的無損傷動態(tài)光線路同步切換保護裝置對傳輸系統(tǒng)的速率是透明無關(guān)的，不僅可應(yīng)用于10Gbps及更高速率系統(tǒng)等對插入損耗和OSNR要求較高的系統(tǒng)，也可應(yīng)用于插入損耗和OSNR余量不足的較低速率系統(tǒng)，具有普遍適應(yīng)性。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明針對高速率傳輸系統(tǒng)線路保護在前例發(fā)明基礎(chǔ)上增加了低噪聲小增益放大器6和可調(diào)光衰減器7，除完成常規(guī)動態(tài)監(jiān)測和主備線路切換保護外，由于低噪聲小增益放大器6的低噪聲特性，零插入損耗和低噪聲兩種特性的無關(guān)疊加不會對系統(tǒng)的OSNR產(chǎn)生任何影響，甚至低噪聲的特性能夠適當?shù)母纳苽鬏斚到y(tǒng)的OSNR性能。避免前例發(fā)明對傳輸系統(tǒng)的線路介入插損和OSNR產(chǎn)生的影響，能將對傳輸系統(tǒng)的OSNR影響降低為零。
[0023]將主備線路接收端光功率調(diào)為一致，確保在發(fā)生故障切換保護時，傳輸系統(tǒng)光接收機的接收性能不會因為主備線路的光功率不一致產(chǎn)生抖動，導(dǎo)致線路保護恢復(fù)的時間有較大影響，從而保證線路保護時系統(tǒng)誤碼時間在滿足ITU-T規(guī)定的50ms范圍內(nèi)。
[0024]以上【具體實施方式】僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。
【權(quán)利要求】
1.一種無損傷動態(tài)光線路同步切換保護裝置，包括第一光切換開關(guān)(I)、第二光切換開關(guān)(2)、內(nèi)置光發(fā)射器(3)、內(nèi)置光接收器(4)、控制單元(5)、第一光功率檢測單元(11)、第二光功率檢測單元(12)、第三光功率檢測單元(13)，其特征在于:所述第二光功率檢測單元(12)與位于主接收通路光線路上的低噪聲小增益光放大器(6)相連接放大由主用接收線路收到的光信號，第二光功率檢測單元(12)反饋信號給控制單元(5 )，控制單元(5 )控制低噪聲小增益放大器(6)的增益值等于或者大于動態(tài)光線路同步切換保護裝置的介入光損耗。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無損傷動態(tài)光線路同步切換保護裝置，其特征在于:所述第三光功率檢測單元(13)與位于備接收通路光線路上的可調(diào)光衰減器(7)相連接實時監(jiān)控備接收通路的光功率值，第三光功率檢測單元(13)反饋信號給控制單元(5)，控制單元(5)調(diào)節(jié)可調(diào)光衰減器(7)的衰減值，直至備接收通路中的光功率與主接收通路未發(fā)生故障前的光功率相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種無損傷動態(tài)光線路同步切換保護裝置，其特征在于:所述第一光功率檢測單元(11)、第二光功率檢測單元(12)、第三光功率檢測單元(13)采用耦合器實現(xiàn)集成功率分配和探測。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種無損傷動態(tài)光線路同步切換保護裝置，其特征在于:所述第一光切換開關(guān)(I)和第二光切換開關(guān)(2)均具有四個光端口(P1、P2、P3、P4)，具有平行和交叉連接兩種功能；第一光切換開關(guān)(I)的(Pl)端口與第一光功率檢測單元(11)的輸出端口相連，第一光切換開關(guān)(I)的(P2)端口與主發(fā)射通路相連,第一光切換開關(guān)(I)的(P3)端口與備發(fā)射通路相端連，第一光切換開關(guān)(I)的(P4)端口同內(nèi)置光接收器(4)的輸入端口相連；第二光切換開關(guān)(2)的(Pl)端口同端局的光接收機相連，第二光切換開關(guān)(2)的(P2)端口同第三光功率檢測單元(13)的輸入端相連，第二光切換開關(guān)(2)的(P3)端口與第二光功率檢測單元(12)的輸出端相連，第二光切換開關(guān)(2)的(P4)端口同內(nèi)置光發(fā)射器(3)的輸出端相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種無損傷動態(tài)光線路同步切換保護裝置，其特征在于:所述低噪聲小增益放大器(6)采用噪聲系數(shù)小于或者等于零的后向分布式喇曼放大器。
【文檔編號】H04B10/038GK104410444SQ201410819224
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月25日
【發(fā)明者】羅清, 喻杰奎, 余磊, 饒俊濤, 易水寒, 張輝, 袁鴻震 申請人:武漢光迅科技股份有限公司