专利名称：一种大功率光信号传输系统的眼保护设备与方法
技术领域：
本发明涉及长距离光通信技术领域，具体地说，涉及需要采用大功率光输出的SDH、IP以及WDM光传输系统。
背景技术：
随着光通讯传输距离的延长，在光通讯系统中使用大功率光发送器件与光功率放大器的情况也就越来越普遍，而且信号光功率也有迅速提高的趋势。然而，平时，这种能够很好约束在通信光纤芯层中传输的大功率光信号，一旦出现光纤断裂的情况，就必然会泄漏到自由空间来，这就有可能对接触到光纤断面的人员，特别是光纤线路抢修人员造成眼睛伤害。由于大功率光信号存在安全隐患，所以对于光纤通信系统中的光输出功率上限，IEC有着明确的规定。对于常规的1550nm波长区的光功率，CLASS 1等级为+10dBm，CLASS 3A等级为+17dBm，CLASS 3B等级为+27dBm。为保护人员安全，通常要求具有大功率光输出的设备具备自动监测传输线路损坏，并自动降低或者关断输出光信号的能力，以保护可能会接触到泄漏光信号的人员眼睛安全。同时，为保证迅速恢复系统的正常通讯，还要求设备能够在光传输线路修复后能够自动恢复正常通讯。这种功能，在光传输设备中称为“眼保护”。
以往，采用了大功率光输出传输系统的往往只是密集波分光传输设备，由于它具有与光放大器无关的光监控信息传输信道(OSC)，所以往往利用此波道信号来作为辅助的监测信号，以便于准确判断线路的阻断与恢复。然而采用OSC监控信道时却又存在光放大盘与OSC盘之间的通信问题，这就会造成系统复杂性提高、可靠性降低，且难以运用于没有OSC光信道的单波道光传输设备中的问题。现在，为提高传输距离，在不少单波道的传输系统中也开始使用光放大器或大功率输出的光发射机了，对于这种应用虽然也有利用数据报编码来进行信息传递的解决办法，然而，由于线路故障可能会造成传输误码率的提高，这样也存在有误动作的风险，加之信息编码传递与应答也较为复杂，不利于提高系统的可靠性。还有一种替代方法就是在眼保护期间发送自动恢复探测光脉冲，由于此光脉冲能量较大，且无法判断线路是临时性恢复还是可靠恢复，所以存在较大的保护风险。
由于在光纤线路修复过程中存在有光纤端面处理、粗调对接、细调对接、对接脱离的点火清洁、熔接以及熔接质量分析等过程，在熔接质量不太好时，还需要切断光纤重新熔接。这样，在光纤线路修复的操作过程中就会有多次接通、切断、再接通、再切断的反复，所以若不进行稳定接通的判断就恢复大功率光传输将会对接续光纤的断面带来一定的影响，也会使光纤修复人员处于一定的危险境地。所以寻找一种简单、可靠且能够在多波道与单波道系统中均可适用的眼保护控制方法就成为一个必然的研究方向。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种大功率光信号传输系统的眼保护设备与方法，简化设备结构，特别是在没有辅助光波道与传输报文协议的情况下，解决线路可靠恢复的判定并进行眼保护自动退出等问题，以恢复系统的正常业务传输。
本发明的技术方案是这样的一种大功率光信号传输系统的眼保护方法，其中光功率探测器(PD)将监测到的输入光信号状态送给所述机盘控制器(BCT)，再由所述机盘控制器控制光控制单元(OCU)，使其将输出光信号调控到相应的数据状态，同时与上位设备管理计算机进行通讯。
该方法包括保护进程与恢复进程两类，其中保护进程包括步骤步骤a1、进入保护进程前，系统处于正常光传输状态，两端的光接收机均能正常接收对端的发送光信号；步骤a2、如果光纤线路L1有一根光纤阻断，A端的接收机(2)将无法收到光信号，此光丢失信号传输到本端的机盘控制器(3)，由机盘控制器(3)经过0.1～1秒的确认后发出告警，并立即控制A端光控制单元(1)关断发向B端的光信号。然后再控制光控制单元(1)以较低的输出光功率发送断续光信号，使A端进入眼保护常态；步骤a3、B端的接收机(2)此时就也收不到A端发送给它的光信号，这样它也将信号光丢失传输到其机盘控制器(3)，并控制其光控制单元(1)同样进入眼保护常态；步骤a4、如果传输A端发送给B端的光纤线路L2并没有阻断或首先恢复，则B端将收到A端发送的断续光信号，那么此断续光信号传输给其B端的机盘控制器(3)，进而控制其光控制单元(1)，使其将低功率断续输出光信号改为低功率连续输出光信号，这样B端就进入了接收光传输线路完好状态。
恢复进程包括步骤
步骤b1、如果断纤线路修复，则A端的接收机(2)就可以接收到B端发来的低功率连续输出光信号，此信号送给A端的机盘控制器(3)，使机盘控制器(3)控制A端的光控制单元(1)也由低功率断续输出光信号进入到低功率连续光输出光状态，使A端进入系统恢复保持状态；步骤b2、B端在接收到A端发送的连续光信号后也同样进入系统恢复保持状态；步骤b3、两端在连续处于系统恢复保持状态1～12分钟，则可以判定光纤修复完成，两端各自恢复光控制单元(1)的正常输出，使系统完成眼保护恢复进程；步骤b4、如果在等待延时验证过程中又出现了光纤断路，则检测到了输入光丢失的A端由系统恢复保持状态退出到眼保护常态；步骤b5、B端收到进入了眼保护常态的A端发送的断续光信号也退出系统恢复保持状态，进入接收光传输线路完好状态，以等待下一次线路的恢复。
一种大功率光传输系统的眼保护方法，其中包括步骤1、当输入光监测器监测到接收光信号丢失时，机盘控制器(BCT)确认后控制光控制单元(OCU)使输出光信号处于CLASS 1等级内的低功率断续输出状态，输出光信号的持续时间长度以使接收光探测器能够准确获得光信号的变化为准；步骤2、当输入光监测器能够接收到对端光传输设备发来的断续输出光信号时，表明这一根光纤是完好的，这样就由机盘控制器(BCT)控制光控制单元(OCU)使输出光信号处于CLASS 1等级内的低功率连续光传输状态；步骤3、光控制单元(OCU)并不处于正常传输状态，而接收机又能够接收到低功率连续的传输光信号时，机盘控制器(BCT)则控制光控制单元(OCU)由低功率断续光输出变为低功率连续光输出，并且持续一定的时间，以确定线路是否稳定；步骤4、当系统恢复保持状态维持了1～12分钟，机盘控制器(BCT)控制光控制单元(OCU)进入正常光传输状态。
以及一种大功率光信号传输系统的眼保护装置，包括光控制单元(OCU)，用于对设备光发送信号进行输出光功率控制；光功率探测器(PD)，用于对输入光信号进行探测；机盘控制器(BCT)，用于管理与控制机盘各种信息并进行传输与处理；其中所述光功率探测器(PD)将监测到的输入光信号状态送给所述机盘控制器(BCT)，再由所述机盘控制器控制光控制单元(OCU)，使其将输出光信号调控到相应的数据状态，同时与上位设备管理计算机进行通讯。
本发明无须辅助光波道，能够监测光传输线路的断裂与可靠恢复，并自动进入和退出眼保护状态，特别适用于没有辅助光波道单波道光传输系统。与其它方法相比，具有设备结构简单、无需通讯应答协议，控制方法简单明了，不存在传输信息错误与验证处理等特点。在保护过程中，没有大功率光信号输出，线路确实稳定恢复后才进行眼保护退出，使得保护功能可靠，没有保护风险。
图1为系统状态转换关系参考图；图2为系统构成与保护进程示意图；图3为光功率放大与光前置放大端机实施例；图4为光功率放大与接收光监测端机实施例；图5为光功率放大与光接收机端机实施例；图6为光衰减控制器与光接收机端机实施例。
其中L1、L2为传输光纤线路；1为光控制单元；2为输入光监测单元；3为机盘控制器；5为光功率放大器；6为光前置放大器；7为光耦合器；8为光功率探测器；9为光接收机；10可调光衰减器；11为设备发送光信号；12为线路输出光信号；13为线路输入光信号；14为设备接收光信号。
具体实施例方式
在BCT控制管理下，系统分为4种工作状态，各进程状态之间的转换关系如图1所示1、眼保护常态当输入光监测器监测到接收光信号丢失时，BCT确认后控制OCU使输出光信号处于CLASS 1等级内的低功率断续输出状态，输出光信号的持续时间长度以使接收光探测器能够准确获得光信号的变化为准(如0.2秒)；2、接收光传输线路完好状态当输入光监测器能够接收到对端光传输设备发来的断续输出光信号时，表明这一根光纤是完好的，这样就由BCT控制OCU使输出光信号处于CLASS 1等级内的低功率连续光传输状态；3、系统恢复保持状态OCU并不处于正常传输状态，而接收机又能够接收到低功率连续的传输光信号时，BCT则控制OCU由低功率断续光输出变为低功率连续光输出，并且持续一定的时间，以确定线路是否稳定；4、当系统恢复保持状态维持了一个相当的时间后(约1～12分钟，约为两次光纤熔接完成的时间)，BCT控制OCU进入正常光传输状态。
其中，眼保护控制方法分为保护进程与恢复进程两类，其进程处理方法的系统构成示意如图2所示1、保护进程1.1、进入保护进程前，系统处于正常光传输状态，两端的光接收机均能正常接收对端的发送光信号；1.2、只要有一根光纤阻断如光纤L1断纤，A端的接收机2将无法收到光信号，此光丢失信号传输到本端的机盘控制器3，由3经过约0.1～1秒的确认后发出告警，并立即控制A端光控制单元1关断发向B端的光信号。然后再控制1以较低的输出光功率发送断续光信号，使A端进入眼保护常态；1.3、B端的接收机2此时就也收不到A端发送给它的光信号，这样它也将信号光丢失传输到其机盘控制器3，并控制其光控制单元1同样进入眼保护常态，这样断纤处就不会有大功率光信号泄漏了，从而可以保护人员的眼睛不被伤害；1.4、若传输A端发送给B端的光纤线路L2并没有阻断或首先恢复，则B端将收到A端发送的断续光信号，那么此断续光信号传输给其B端的机盘控制器3，进而控制其光控制单元1，使其将低功率断续输出光信号改为低功率连续输出光信号。这样B端就进入了接收光传输线路完好状态；
2、恢复进程2.1、若断纤线路修复，则A端的接收机2就可以接收到B端发来的低功率连续输出光信号，此信号送给A端的机盘控制器3，使3控制A端的光控制单元1也由低功率断续输出光信号进入到低功率连续光输出光状态，使A端进入系统恢复保持状态；2.2、B端在接收到A端发送的连续光信号后也同样进入系统恢复保持状态；2.3、两端在连续处于系统恢复保持状态一段时间后(约1～12分钟)，则可以判定光纤修复完成，两端各自恢复OCU的正常输出，使系统完成眼保护恢复进程；2.4、若在等待延时验证过程中又出现了光纤断路(如仍是光纤L1)，则检测到了输入光丢失的A端由系统恢复保持状态退出到眼保护常态；2.5、B端收到进入了眼保护常态的A端发送的断续光信号也退出系统恢复保持状态，进入接收光传输线路完好状态，以等待下一次线路的恢复。
本发明采用光控制单元(OCU)对设备光发送信号进行输出光功率控制，OCU可以是光放大器，也可以是光衰减器，并采用光功率探测器(PD)对输入光信号进行探测，光功率探测器可以是独立的光探测器利用光耦合器从输入光信号中分出一小部分功率进行探测，也可以利用光前置放大器的输入光监测信号的输出来实现，也可以从传输设备的光接收机中输出的输入光功率监测信号来获得。将监测到的输入光信号状态送给机盘控制器(BCT，是对管理与控制机盘各种信息并进行传输与处理的单片机的称呼)，再由盘控器控制OCU，使其将输出光信号调控到相应的数据状态，同时与上位设备管理计算机进行通讯。
实施例一如图3所示，设备发送机输出的光信号11送给光功率放大器5放大后成为线路输出光信号12送给光纤传输线路；由光纤线路传输来的对端线路输入光信号13经光前置放大器6放大后成为设备接收光信号14送给设备接收机；而由光前置放大器6监测到的线路输入光信号13的状态送给机盘控制器3，经分析处理后再控制光功率放大器5的工作状态。
实施例二如图4所示，设备发送机输出的光信号11送给光功率放大器5放大后成为线路输出光信号12再送给光纤传输线路；由光纤线路传输来的对端线路输入光信号13经光耦合器7分一部分光给光功率探测器8进行输入光信号监测，而主要的光信号则作为设备接收光信号14送给设备接收机；由光功率探测器8所监测到的线路输入光信号的状态送给机盘控制器3，经分析处理后再控制光功率放大器5的工作状态。
实施例三如图5所示，设备发送机输出的光信号11送给光功率放大器5放大后成为线路输出光信号12再送给光纤传输线路；由光纤线路传输来的对端线路输入光信号13直接送给设备光接收机9进行光信号接收；设备光接收机9在接收光信号的同时将监测到的线路输入光信号的状态送给机盘控制器3，经分析处理后再控制光功率放大器5的工作状态。
实施例四如图6所示，设备发送机输出的光信号11送给可调光衰减器10进行输出光信号控制，然后再作为线路输出光信号12送给光纤传输线路；由光纤线路传输来的对端线路输入光信号13直接送给设备光接收机9进行光信号接收；设备光接收机9在接收光信号的同时将监测到的线路输入光信号的状态送给机盘控制器3，经分析处理后再控制可调光衰减器10的工作状态。
权利要求
1.一种大功率光信号传输系统的眼保护方法，其特征在于，光功率探测器(PD)将监测到的输入光信号状态送给所述机盘控制器(BCT)，再由所述机盘控制器控制光控制单元(OCU)，使其将输出光信号调控到相应的数据状态，同时与上位设备管理计算机进行通讯。
2.如权利要求1所述的眼保护方法，其特征在于，该方法包括保护进程，所述保护进程包括步骤步骤a1、进入保护进程前，系统处于正常光传输状态，两端的光接收机均能正常接收对端的发送光信号；步骤a2、如果光纤线路L1有一根光纤阻断，A端的接收机(2)将无法收到光信号，此光丢失信号传输到本端的机盘控制器(3)，由机盘控制器(3)经过0.1～1秒的确认后发出告警，并立即控制A端光控制单元(1)关断发向B端的光信号。然后再控制光控制单元(1)以较低的输出光功率发送断续光信号，使A端进入眼保护常态；步骤a3、B端的接收机(2)此时就也收不到A端发送给它的光信号，这样它也将信号光丢失传输到其机盘控制器(3)，并控制其光控制单元(1)同样进入眼保护常态；步骤a4、如果传输A端发送给B端的光纤线路L2并没有阻断或首先恢复，则B端将收到A端发送的断续光信号，那么此断续光信号传输给其B端的机盘控制器(3)，进而控制其光控制单元(1)，使其将低功率断续输出光信号改为低功率连续输出光信号，这样B端就进入了接收光传输线路完好状态。
3.如权利要求2所述的眼保护方法，其特征在于，该方法进一步包括恢复进程，所述恢复进程包括步骤步骤b1、如果断纤线路修复，则A端的接收机(2)就可以接收到B端发来的低功率连续输出光信号，此信号送给A端的机盘控制器(3)，使机盘控制器(3)控制A端的光控制单元(1)也由低功率断续输出光信号进入到低功率连续光输出光状态，使A端进入系统恢复保持状态；步骤b2、B端在接收到A端发送的连续光信号后也同样进入系统恢复保持状态；步骤b3、两端在连续处于系统恢复保持状态1～12分钟，则可以判定光纤修复完成，两端各自恢复光控制单元(1)的正常输出，使系统完成眼保护恢复进程；步骤b4、如果在等待延时验证过程中又出现了光纤断路，则检测到了输入光丢失的A端由系统恢复保持状态退出到眼保护常态；步骤b5、B端收到进入了眼保护常态的A端发送的断续光信号也退出系统恢复保持状态，进入接收光传输线路完好状态，以等待下一次线路的恢复。
4.一种大功率光传输系统的眼保护方法，其中包括步骤1、当输入光监测器监测到接收光信号丢失时，机盘控制器(BCT)确认后控制光控制单元(OCU)使输出光信号处于CLASS 1等级内的低功率断续输出状态，输出光信号的持续时间长度以使接收光探测器能够准确获得光信号的变化为准；步骤2、当输入光监测器能够接收到对端光传输设备发来的断续输出光信号时，表明这一根光纤是完好的，这样就由机盘控制器(BCT)控制光控制单元(OCU)使输出光信号处于CLASS 1等级内的低功率连续光传输状态；步骤3、光控制单元(OCU)并不处于正常传输状态，而接收机又能够接收到低功率连续的传输光信号时，机盘控制器(BCT)则控制光控制单元(OCU)由低功率断续光输出变为低功率连续光输出，并且持续一定的时间，以确定线路是否稳定；步骤4、当系统恢复保持状态维持了1～12分钟，机盘控制器(BCT)控制光控制单元(OCU)进入正常光传输状态。
5.一种大功率光信号传输系统的眼保护装置，包括光控制单元(OCU)，用于对设备光发送信号进行输出光功率控制；光功率探测器(PD)，用于对输入光信号进行探测；机盘控制器(BCT)，用于管理与控制机盘各种信息并进行传输与处理；其特征在于，所述光功率探测器(PD)将监测到的输入光信号状态送给所述机盘控制器(BCT)，再由所述机盘控制器控制光控制单元(OCU)，使其将输出光信号调控到相应的数据状态，同时与上位设备管理计算机进行通讯。
6.如权利要求5所述的眼保护装置，其特征在于，光控制单元(OCU)是光放大器或光衰减器。
7.如权利要求5所述的眼保护装置，其特征在于，光功率探测器(PD)是独立的光探测器，其利用光耦合器从输入光信号中分出一小部分功率进行探测。
8.如权利要求5所述的眼保护装置，其特征在于，光功率探测器(PD)利用光前置放大器的输入光监测信号的输出来实现。
9.如权利要求5所述的眼保护装置，其特征在于，光功率探测器(PD)从传输设备的光接收机中输出的输入光功率监测信号来实现。
全文摘要
一种大功率光信号传输系统的眼保护设备与方法，其中光功率探测器(PD)将监测到的输入光信号状态送给所述机盘控制器(BCT)，再由所述机盘控制器控制光控制单元(OCU)，使其将输出光信号调控到相应的数据状态，同时与上位设备管理计算机进行通讯。本发明无须辅助光波道，能够监测光传输线路的断裂与可靠恢复，并自动进入和退出眼保护状态，特别适用于没有辅助光波道的单波道光传输系统。
文档编号H04B10/17GK1913401SQ20061010943
公开日2007年2月14日 申请日期2006年8月15日 优先权日2006年8月15日
发明者雷非, 陈德华, 谭本明, 王红启 申请人:烽火通信科技股份有限公司