多光口光波長轉換單元的制作方法

專利名稱：多光口光波長轉換單元的制作方法
技術領域：
本發明涉及光通信裝置，特別涉及共享光通道保護功能的多光口光波長轉換單元。
背景技術：
隨著交互業務、廣播業務等多媒體業務的迅速發展，寬帶、高速、多媒體綜合的特性對通信網提出的要求越來越高，主要體現在大容量、高速、協議透明、高可靠性以及操作管理簡單等方面。由于這些因素的影響以及電信業務的普及，特別是因特網技術的迅猛發展，促使光通信技術成為當前研究應用的熱點。全光通信網被認為是解決帶寬和容量問題的唯一途徑。由于當前技術和經濟方面的原因，要實現完全的全光通信網暫時還不可行。同步數字系列(Synchronous Digital Hierarchy，簡稱“SDH”)、準同步數字系列(pseudosynchronous Digital Hierarchy，簡稱“PDH”)雖然采用光纖作為傳輸途徑，但光纖的實際帶寬利用率非常低。時分復用(Time DivisionMultiplexer，簡稱“TDM”)技術雖然可以在一定程度上提高光纖的帶寬利用率，但在頻率較高時會出現色散、串擾等問題而不能在寬頻帶范圍內使用。為了能在寬頻帶范圍內充分利用光纖帶寬資源，增加傳送容量，根據電信號的頻分復用原理提出了波分復用技術(Wavelength Division Multiplexer，簡稱“WDM”)。
WDM技術是在一根光纖中同時傳送多個不同波長光信號的一項技術。其基本原理是在發送端將不同波長的光信號復用，并耦合到光纜線路上的同一根光纖中進行傳輸，在接收端又將組合復用的光信號解復用，經進一步處理后，恢復出每一波長的光所承載的信號并送入不同的終端。
WDM系統主要由發端的光發射機，光波長復用器，摻鉺光纖功率放大器，光纖，光前置放大器，光波長解復用器六部分組成。其中光發射機用于發出不同且精度和穩定度滿足一定要求的光信號，光波長復用器將不同波長的光信號復用，摻鉺光纖功率放大器用于彌補復用器引起的功率損失和提高光信號進入光纖的功率，光前置放大器用于提高接收靈敏度、延長光信號傳輸距離，光波長解復用器解復用出原來的各路光信號。
實際的WDM系統需要承載一定的業務，其業務節點的參考模型包括光放大器(Optical Amplifier，簡稱“OA”)、光波長轉換單元(Optical TransformUnit，簡稱“OTU”)，光分插復用器(Optical Add/Drop Multiplexer，簡稱“OADM”)。其中OA主要用來補償波分復用器件的損耗。除了對直通光波長放大外，對上下波通道同樣放大。OTU是將非標準的波長轉化為標準波長，以便在整個網中交換和傳送，在信號惡化時執行再生功能，同時還能從信號中提取數字開銷并處理，并能夠復用多種業務，如SDH、異步傳輸模式(Asynchronous Transfer Mode，簡稱“ATM”)、快速以太網(Fast Ethernet，簡稱“FE”)、千兆以太網(Gigabytes Ethernet，簡稱“GE”)等數據業務。在WDM環網中通常采用OTU來實現與客戶端設備的互連互通。OADM是一個可編程的設備，其功能是從傳輸設備中有選擇地下載通往本地的光信號，同時上傳本地用戶發往另一節點用戶的光信號，而不影響其他波長信道的傳輸，也就是說OADM在光域內實現了傳統SDH設備中的電分插復用器功能。
在通信網絡中除了信號的傳輸容量和傳輸速度外，一個非常重要的標準是網絡的可靠性。為了提高WDM系統的網絡安全性和業務恢復能力，需要對光通道進行保護。光通道保護主要可以分為兩種類型，一種是專用式光通道保護，一種是共享式光通道保護。專用式光通道保護，如單向光通道保護，光子網連接保護等，通常采用并發選收的1+1保護模式，為發端的兩根光纖發送同樣的光信號，接收端通過判決選擇從哪根光纖接收信號，該方式實現起來比較簡單，主要用于匯聚型的業務。共享式光通道保護，如雙向光線路共享保護，雙向光通道共享保護等，通常采用的是1∶1的保護模式，一根光纖作為主通道，一根光纖作為備用通道。在正常時兩個通道中傳輸的信號可以不一樣，例如主通道中可以傳輸優先級較高的業務信號，備用通道中可以傳輸低優先級的業務信號。在主通道發生故障時則自動切換到備用通道，停止傳送備用通道原來的業務轉而傳送主通道的業務。該保護模式主要用于均勻型的業務分布模式。在城域網中由于終端用戶協議多樣以及業務多級別，通常采用共享式光通道保護。隨著業務范圍的擴展，共享式光通道保護成為光通道保護發展的趨勢。
目前實現共享式光通道保護主要是在WDM系統中添加光交叉矩陣或分離的專用電交叉板來實現保護功能。
在實際應用中，上述方案存在以下問題如果采用光交叉矩陣，其價格昂貴并且保護倒換性能較差；如果采用分離的專用電交叉板，其成本雖然較低，但速率受到限制，無法在寬頻帶內實現光通道保護。
造成這種情況的主要原因在于，光交叉矩陣的自動保護開關(AutomaticProtection Switch，簡稱“APS)協議較復雜，處理較慢，設計昂貴。專用電交叉板由于高速電信號需要在背板上傳送，此時背板速率往往成為限制信號速率的瓶頸。

發明內容
有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種多光口光波長轉換單元，使得可以簡單經濟地實現共享光通道保護，提高保護倒換性能。
為實現上述目的，本發明提供了一種多光口光波長轉換單元，包含第一、第二收發模塊，用于接收來自波分多路復用側的光信號并轉換為電信號，并且將需要發送到波分多路復用側的電信號轉換為光信號；第三、第四收發模塊，用于接收來自客戶側的光信號并轉換為電信號，并且將需要發送到客戶側的電信號轉換為光信號；第一監視處理模塊，用于對來自所述第一、第二收發模塊的信號進行業務性能檢測和告警信號處理、自動保護開關信息的提取和插入；第二監視處理模塊，用于對來自所述第三、第四收發模塊的信號進行業務性能檢測和告警傳送處理、自動保護開關信息的提取和插入；交叉模塊，用于根據來自所述第一、第二監視處理模塊的自動保護開關信息，實現所述四個收發模塊之間各業務通道的交叉倒換。
其中，還包含3R控制模塊，用于對所述四個收發模塊中的信號進行再生、重定時和重整形。
還包含業務復用/解復用模塊，連接在所述交叉模塊和所述第二監視處理模塊之間，用于實現多個業務承載波長的復用與解復用，所述業務復用/解復用模塊可以是統計復用/解復用模塊或透明復用/解復用模塊。
所述第一、第二收發模塊可以使用相同或不相同的波長。
所述第一和第二監視處理模塊可以用集成或分立的方式實現。
所述交叉模塊是電交叉模塊。
所述電交叉模塊是4×4或者更多的電交叉模塊。
所述第三和第四收發模塊在客戶側的業務數量可以不相等。
所述自動保護開關信號是在波分多路復用幀上插入、傳送、讀取的。
還包含通信控制模塊，用于控制所述交叉模塊的動作。
通過比較可以發現，本發明的技術方案與現有技術的區別在于，在一個OTU內用至少4×4的電交叉模塊連接兩個WDM側收發單元和兩個客戶側收發單元，通過在該OTU內部插入、讀取保護倒換協議，控制交叉模塊的連通，實現光通道共享保護。
這種技術方案上的區別，帶來了較為明顯的有益效果，即由于OUT內部使用了電交叉模塊而不是光交叉矩陣，電交叉模塊的成本較低，因此可經濟的實現光通道保護；并且由于倒換信號的傳送在OTU本身就可以實現而無需經過專門的監視通道或背板，因此能夠不受背板對速率的限制，提高了保護倒換性能和可靠性；由于在保護轉換機制在分布的OTU內實現，無需全網協議控制，因此能夠有效避免因主機繁忙而無法實現轉換的情形發生。


圖1是根據本發明一個實施例的具有透明復用功能(TransparentMultiplexer，簡稱“TMUX”)的多光口OTU功能模塊框圖；圖2是根據本發明一個實施例的沒有TMUX功能的多光口OTU功能模塊框圖；圖3是根據本發明一個實施例的網絡應用示意圖；圖4是根據本發明另一個實施例的網絡應用示意圖。
具體實施例方式
為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明作進一步地詳細描述。
圖1所示的是根據本發明一個實施例的具有TMUX的多光口OTU功能模塊框圖，如圖所示。該功能模塊主要由如下幾個部分組成通信控制模塊10，WDM側收發模塊11、12，3R控制模塊13，WDM側監視處理模塊14，交叉模塊15，業務復用/解復用模塊16，客戶側監視處理模塊17，客戶側收發模塊18、19。
其中，通信控制模塊10的功能是確保控制保護倒換功能正常實現。
WDM側收發模塊11、12主要完成WDM側的光電信號轉換(Electrical/Optical Transform，簡稱“E/O”)和電光信號轉換(Optical/ElectricalTransform，簡稱“O/E”)。熟悉本領域的技術人員應該知道，WDM側收發模塊一般取為2個而不取多個，如果太多將會導致系統可靠性能的降低；如果不成對，當所有主通道同時斷開，備用通道將無法選擇所要保護的主通道。另外，WDM側收發模塊11和WDM側收發模塊12的波長可以相同也可以不同，每個波長都有相應的收發端口。
3R控制模塊13是為了保證每條連接的輸出信號能夠到達下一個節點、消除脈沖失真以及時鐘失真而采取的一系列措施。3R即為再生(Regenerate)、重定時(Retiming)和重整形(Reshaping)。該模塊可以不使用。3R控制模塊13與WDM側收發模塊11、12，客戶側收發模塊18、19連接，為這些模塊提供3R的服務。
WDM側監視處理模塊14可以是集成的，也可以是分立的。主要負責業務的性能檢測和告警傳送處理，APS信息的提取和插入等，并能夠由WDM側獲得的信息輔助交叉模塊15完成保護倒換。其中APS信息可以放置在WDM側進行傳送而無需專門的監視通道，因此WDM側的幀應具有APS插入和提取功能。APS信息的具體傳送方式與幀格式有關，可以是WDM側的DCC字節、APS字節、自定義字節，甚至是副載波調制等。
交叉模塊15主要用于實現業務通道的交叉倒換功能。一般可以使用電交叉模塊來實現。由于需要提供客戶側收發模塊18與客戶側收發模塊19、WDM側收發模塊11與WDM側收發模塊12、客戶側收發模塊18與WDM側收發模塊11、客戶側收發模塊19與WDM側收發模塊12的連通功能，在本實施例中，采用4×4的電交叉模塊而不能使用2個2×2的電交叉模塊來實現交叉倒換功能。
業務復用/解復用模塊16主要實現多個業務承載波長的復用以及解復用，用以提高光纖帶寬的利用率，增加傳送容量。在發送時使用復用功能，在接收時使用解復用功能。如果是直通業務可以不使用該模塊，如果客戶側業務是小顆粒的，可以在此處復用/解復用。熟悉本領域的技術人員應該知道，該模塊可以是統計復用/解復用模塊、透明復用/解復用模塊等。也可以不使用該模塊，圖2示出了的根據本發明一個實施例的沒有TMUX功能的OTU功能模塊框圖。
客戶側監視處理模塊17同樣可以是集成或是分立的。主要完成客戶側業務性能檢測和告警傳送處理，APS信息的提取和插入等功能。熟悉本領域的技術人員應該知道，客戶側線路一般不出問題，為了節約成本而不使用輔助完成保護倒換功能，當然原則上可以加入。
客戶側收發模塊18、19主要完成客戶側的E/O和O/E轉換。為了實用起見，通常取為2個。客戶側收發模塊18和客戶側收發模塊19的業務數量可以是不對等的。例如客戶側收發模塊18可以有1～N個業務，而客戶側收發模塊19可以有1～M個業務，每個業務也都有相應的收發端口。當不存在業務復用/解復用模塊16時，兩個客戶側可以只有一個業務，此時該OTU就是一個直接的透明波長轉換模塊。
上文中描述了根據本發明一個實施例的具有TMUX功能的多光口OTU模塊的組成及各個部分的功能，下面將結合根據本發明一個實施例的網絡應用示意圖來簡要描述使用該OTU模塊實現保護轉換的具體過程，如圖3所示。該應用示意圖是一個2纖4業務節點的網絡，業務節點30、31、32、33間由光纖連接。工作路徑1為經過業務節點31連接業務節點30、32的路徑；工作路徑2為經過業務節點33連接業務節點30、32的路徑。
業務節點30和業務節點32是使用本發明的OTU單元模塊，業務節點30的OTU單元模塊的WDM側收發模塊11、12將光信號1和光信號2沿著工作路徑1和工作路徑2分別發送到業務節點32的OTU單元模塊。光信號1和光信號2的波長可以相同也可以不同。業務節點32處的OTU單元模塊也可以以同樣的方式發送信號給業務節點30。
假設業務節點30的客戶側收發模塊18有兩個GE業務，客戶側收發模塊19也有兩個GE業務。WDM側復用的是2.5GHz的SDH。
正常情況下，客戶側收發模塊18的業務經過業務復用/解復用模塊16后，直接通過交叉模塊15，在WDM側監視處理模塊14處給幀打上正常狀態標志，經過WDM側收發模塊11發送給工作路徑1；同樣客戶側收發模塊19來的業務經過相同的處理經WDM側收發模塊12發送到工作路徑2；接收時WDM側收發模塊11僅接收來自工作路徑1的信號，信號經過監視處理模塊14提取倒換信息，由于是正常狀態，信號直接通過交叉模塊15而無需倒換，最終到達復用/解復用模塊16后分為兩路GE信號發送給客戶側收發模塊18。工作路徑2的信號也經類似處理發送給客戶側收發模塊19。由于使用同一個波長可以在兩個站點間透明傳輸4路GE信號，與傳統的專用光通道保護相比，傳送容量至少可以提高1倍。
不妨假定工作路徑1上傳送的是高優先級的業務，如銀行業務等，而工作路徑2上傳送的是低優先級的業務，如個人上網業務。當工作路徑1的光纖中斷或者傳輸的信號劣化(Signal Degrade，簡稱“SD”)時，需要啟動保護轉換機制。
首先由業務節點30、32的WDM側監視處理模塊14對接收的信號進行檢測，若發現SD信號或者保護倒換標記，觸發當地的通信控制模塊10，對交換模塊15的動作進行控制，實現保護轉換。此時可以完全切斷客戶側收發模塊19的業務，讓客戶側收發模塊1 8的業務完全占用帶寬，與此同時由業務節點30、32的WDM側收發模塊12發送APS協議或標記使業務節點30、32的WDM側收發模塊12的收端接收到倒換信息，完成確認，從而將業務轉換到工作路徑2上繼續傳送。在保護倒換時也可以不完全切斷客戶側收發模塊19的業務，而將客戶側收發模塊18、19的業務重新復合后繼續發送，這樣會使帶寬有所降低，但能保證所有業務都能繼續傳送。
在本發明另一個較佳實施例中，為了進一步提高波長利用率，在圖3的業務節點33也可以放置一個本發明的OTU，如圖4所示，由于工作路徑1的中斷或SD信息無法直接獲得，因此業務節點33的交換模塊15的狀態需要根據業務節點30、32發送過來的APS協議或標記來確定。例如使業務節點33的WDM側收發模塊11和WDM側收發模塊12連通，從而使APS協議或標記沿著A-C-B的路徑傳遞。當然也可在A-C-B之間可以開通更多的具有本發明OTU的業務節點，實現全網內的保護轉換。
以上說明的都是WDM側的保護轉換機制，如果客戶側也需要保護轉換，可以通過相同的方法實現，只是要求客戶側的接口是一致的。另外由于該保護轉換功能是由分布在各處的OTU模塊獨立實現的，無需全網協議控制，因此可以連接兩個不同的網絡，形成子網。
雖然通過參照本發明的某些優選實施例，已經對本發明進行了圖示和描述，但本領域的普通技術人員應該明白，可以在形式上和細節上對其作各種各樣的改變，而不偏離所附權利要求書所限定的本發明的精神和范圍。
權利要求
1.一種多光口光波長轉換單元，其特征在于，包含第一、第二收發模塊，用于接收來自波分多路復用側的光信號并轉換為電信號，并且將需要發送到波分多路復用側的電信號轉換為光信號；第三、第四收發模塊，用于接收來自客戶側的光信號并轉換為電信號，并且將需要發送到客戶側的電信號轉換為光信號；第一監視處理模塊，用于對來自所述第一、第二收發模塊的信號進行業務性能檢測和告警信號處理、自動保護開關信息的提取和插入；第二監視處理模塊，用于對來自所述第三、第四收發模塊的信號進行業務性能檢測和告警傳送處理、自動保護開關信息的提取和插入；交叉模塊，用于根據來自所述第一、第二監視處理模塊的自動保護開關信息，實現所述四個收發模塊之間各業務通道的交叉倒換。
2.根據權利要求1所述的多光口光波長轉換單元，其特征在于，還包含3R控制模塊，用于對所述四個收發模塊中的信號進行再生、重定時和重整形。
3.根據權利要求1所述的多光口光波長轉換單元，其特征在于，還包含業務復用/解復用模塊，連接在所述交叉模塊和所述第二監視處理模塊之間，用于實現多個業務承載波長的復用與解復用，所述業務復用/解復用模塊可以是統計復用/解復用模塊或透明復用/解復用模塊。
4.根據權利要求1所述的多光口光波長轉換單元，其特征在于，所述第一、第二收發模塊可以使用相同或不相同的波長。
5.根據權利要求1所述的多光口光波長轉換單元，其特征在于，所述第一和第二監視處理模塊可以用集成或分立的方式實現。
6.根據權利要求1所述的多光口光波長轉換單元，其特征在于，所述交叉模塊是電交叉模塊。
7.根據權利要求6所述的多光口光波長轉換單元，其特征在于，所述電交叉模塊是4×4或者更多的電交叉模塊。
8.根據權利要求1所述的多光口光波長轉換單元，其特征在于，所述第三和第四收發模塊在客戶側的業務數量可以不相等。
9.根據權利要求1所述的多光口光波長轉換單元，其特征在于，所述自動保護開關信號是在波分多路復用幀上插入、傳送、讀取的。
10.根據權利要求1至9中任意一條所述的多光口光波長轉換單元，其特征在于，還包含通信控制模塊，用于控制所述交叉模塊的動作。
全文摘要
本發明涉及光通信裝置，公開了一種多光口光波長轉換單元，使得可以簡單經濟地實現共享光通道保護，提高保護倒換性能。這種多光口光波長轉換單元通過至少4×4的電交叉模塊連接兩個波分多路復用側收發單元和兩個客戶側收發單元，通過在此光波長轉換單元內部插入、讀取保護倒換協議，控制交叉模塊的連通，實現光通道共享保護。
文檔編號H04J14/02GK1674469SQ20041003988
公開日2005年9月28日 申請日期2004年3月23日 優先權日2004年3月23日
發明者熊前進 申請人:華為技術有限公司