专利名称：无源组件实现自动切换保护的光缆监测系统的制作方法
技术领域：
无源组件实现自动切换保护的光缆监测系统技术领域[0001]本实用新型涉及一种无源组件实现自动切换保护的光缆监测系统。
背景技术：
[0002]近年来，光纤通信技术得到了大力发展，光纤通信不仅实现了远距离传输信号，且传输信号的性能日趋稳定。光纤信号传输过程中需要进行光路保护，光路保护的主要功能在于为光纤传输系统提供可靠的备份路由自动切换功能，从而在传输链路出现中断时，能够自动切换到备用路由，保证光纤传输的畅通。[0003]现有技术是在发射端与接收端都有电力驱动光开关的情况下，来实现讯号判断与切换驱动动作，但是伴随时间的推移与行业的发展，在解决光通讯最后一公里的问题上，真正的中转终端往往在无电力供应的环境中，即:通讯的一方有电力资源，但是通讯的另外一端没有电力支持，这样双方无法通过接受光信号的互动判断光通信线路的通断情况；即使采用蓄电池的方式也不能保证长期有效，而凭借光纤中的光波的能量又不足以驱动光开关发生跳转。发明内容[0004]针对现有技术的上述不足，本实用新型提供一种无源组件实现自动切换保护的光缆监测系统，在OLT侧的主控端带电、ODN侧为纯无源光学器件组装的情况下，不用借助电力，可自动返回光讯号到主控端，当主通讯光路发生断线时，主控端可直接识别出断线而进行光路切换，保持用户端的使用连续性。[0005]一种无源组件实现自动切换保护的光缆监测系统，包括设置在光线路终端OLT侧的主控端及设置于光分配网络ODN中的无源反馈端，所述主控端包括监控光源、下行信号发射器、光耦合器、波分复用/解复用器、光开关、光检测器、控制器，监控光源产生的监控信号通过光耦合器输入波分复用/解复用器的一个输入端，下行信号发射器发射的下行信号输入波分复用/解复用器的返回端，所述监控信号的波长与所述下行信号的波长不重复，波分复用/解复用器的输出端与光开关的输入端连接，光开关的主光接口与备光接口分别通过主传输线路与副传输线路与无源反馈端连接，光耦合器还与光检测器连接，光检测器通过控制器光开关的控制端连接，所述无源反馈端用于将光开关传送的混合的信号分离为监控信号与下行信号，并同时将分离出的监控信号发射回光开关。[0006]进一步的，所述波分复用/解复用器用以将监控信号与下行信号耦合在同一光纤中，光开关收到反射回来的监控信号，通过波分复用/解复用器与光耦合器导向光检测器，光检测器将反射回来的监控信号的能量强度与正常线路的传输损耗比较，若比对两者差异量超过预设值，则控制器触发光开关在主光接口与备光接口之间进行切换。[0007]进一步的，所述无源反馈端包括两个无源光滤波反射装置，所述两个无源光滤波反射装置的输入端分别与主传输线路和副传输线路连接，输出端与光耦合器的输入端连接，所述无源光滤波反射装置包括输入光纤、反射输出光纤、双光纤头、准直透镜、滤光片及反射镜，输入光纤、反射输出光纤封装在双光纤头中，输入光纤作为输入端接入主传输线路或副传输线路，反射输出光纤作为输出端接入光耦合器的一个输入端，混合的监控信号和下行信号通过输入光纤进入无源光滤波反射装置后，经过滤光片后，监控信号透过滤光片，然后通过反射镜反射回滤光片，再经过输入光纤返回主传输线路到达主控端的光开关，没有透过滤光片的下行信号通过滤光片反射到反射输出光纤，然后输入到光耦合器，进行解复用使用。[0008]进一步的，所述无源反馈端包括一个2x2光耦合器和一个光插分滤波器，光开关的主光接口与备光接口通过主传输线路与副传输线路分别与2x2光耦合器的两个输入端相连，同时，光稱合器的右侧两根50:50的光纤与光插分滤波器的输入端与输出端相连,光插分滤波器的返回端得到下行信号继续传递到解复用。[0009]本实用新型主控端发生光开关切换保护动作后，监控光源继续与通讯信号在副干线中传输，并且无源组件分离的监控信号也会自动从副干线中原路返回监控信号而不要电力资源驱动跳转，可以实时监控网络中光纤主干路的传输强度，并且降低光网络的运营及维护成本。
[0010]图1是本实用新型实施例一的结构示意图；[0011]图2是本实用新型实施例二的结构示意图；[0012]图3是本实用新型实施例一中无源光滤波反射装置的结构原理示意图。[0013]图中:1-监控光源，2-下行信号发射器，3-光耦合器，4-波分复用/解复用器，5-光开关，6-光检测器，7-控制器，8-无源光滤波反射装置，9-光耦合器，10-2x2光耦合器，11-光插分滤波器，81-输入光纤,82-反射输出光纤,83-双光纤头,84-准直透镜，85-滤光片，86-反射镜。
具体实施方式
[0014]下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述。[0015]请参考图1，本实用新型实施例一包括设置在光线路终端OLT侧的主控端及设置于光分配网络ODN中的无源反馈端，所述主控端包括监控光源1、下行信号发射器2、光耦合器3、波分复用/解复用器4、光开关5、光检测器6、控制器7。[0016]监控光源I通过光耦合器3与波分复用/解复用器4的一个输入端连接，下行信号发射器2与波分复用/解复用器4的返回端连接，波分复用/解复用器4的输出端与光开关5的输入端连接，光耦合器3还与光检测器6连接，光检测器6通过控制器7与光开关5的控制端连接，光开关5的主光接口与备光接口分别通过主传输线路与副传输线路与无源反馈端连接。[0017]监控光源I可采用不可调稳定激光光源，用于持续发射单一波长的激光作为监控信号，通过光耦合器3导向波分复用/解复用器4 ;下行信号发射器2用于发射下行信号，监控光源I发射的监控信号的波长与所述下行信号的波长不重复。所述波分复用/解复用器4连接光耦合器3与下行信号发射器2，用以将光耦合器3发送的监控信号与下行信号发射器2发送的下行信号耦合在同一光纤中，再传递到光开关5准备接入光节点。光开关5连接主控端的波分复用/解复用器4的输出端，默认将混合好的监控信号与下行信号接入主光接口发送。[0018]混合有监控信号与下行信号的干路信号，经过15km的室外传播，到达无电力资源的无源反馈端，所述无源反馈端用于将混合的信号分离为监控信号与下行信号，并同时将分离出的监控信号发射回主光接口，被分离的下行信号则送至波分复用器进行解复用使用。被分离反射的监控信号再次经过室外15km同等距离传播回到主控端的光开关5。光开关5收到反射回来的监控信号，通过波分复用/解复用器4与光耦合器3导向光检测器6。[0019]光检测器6将反射回来的监控信号的能量强度与正常30km的传输损耗比较，用以判断当前室外15km的光纤主干路传输状态是否正常，若比对两者差异量超过预设值，则控制器7触发光开关5发生切换，由主光接口跳转为备光接口，起到光路连续的保护作用。[0020]在主控端通过监控线路异常实现主动跳转后，光开关5将混合监控信号与下行信号之后的讯号转由备光接口发射。经过15km室外传输到达所述无源反馈端的备光接口，所述无源反馈端的光滤波反射器件同样低损耗分离监控信号与下行信号，使监控信号沿备用光干路返回到主控端，通过光开关5达到光检测器6，达到光路能量的持续监控目的。[0021]本实施例中，监控光源I可以不发送数字信号，仅要求监控光源发射的监控信号的波长对应ITU-U波长强度大于OdBm即可，例如使用1390nm波长的信号，监控信号与下行信号进入同一光纤中，控制电路默认以主传输线路发送，经过15km(最高20km)的传输到达ODN(无源端)之后，由无源反馈端实现监控信号与下行信号的低损耗分离。经过无源反馈端的功能分离，下行信号与监控信号的损耗都小于20% (小于IdB)，分离后的监控信号自动返回，且监控波长会按照发送原路返回主控端的光测量元件(即光检测器6)，控制器7通过监控能量突变，判定主传输线路损坏而自动切换至副传输线路，以保证用户的使用连续性主控端发生光开关切换保护动作后，监控信号与下行信号跳转在副传输线路中传输，并且无源反馈端分离的监控信号也会自动从副传输线路中原路返回，从而实现ODN —端不要电力资源可驱动光路跳转。本实用新型在切换到副传输线路的同时，除了提供一个主传输线路断线的报警信号外，对于副传输线路同时进行实时监控状态。当副传输线路通讯维修恢复正常之后，副传输线路可以维持通讯，此时修复的主传输线路可作为备选通道备用。[0022]如图1所示，本实用新型实施例一中所述无源反馈端包括两个无源光滤波反射装置8，所述两个无源光滤波反射装置8的输入端分别与主传输线路和副传输线路连接，输出端与光稱合器9的输入端连接。无源光滤波反射装置8包括输入光纤81、反射输出光纤82、双光纤头83、准直透镜84、滤光片85及反射镜86，输入光纤81、反射输出光纤82封装在双光纤头83中,输入光纤81作为输入端接入主传输线路或副传输线路，反射输出光纤82作为输出端接入光稱合器9的一个输入端。混合的监控信号和下行信号通过输入光纤81进入无源光滤波反射装置8后，先经过准直透镜84准直，然后经过滤光片85后，监控信号透过滤光片85，然后通过反射镜86反射回滤光片85，再经过输入光纤81返回主传输线路到达主控端的光开关5。没有透过滤光片85的下行信号通过滤光片85反射到反射输出光纤82，然后输入到光耦合器9，进行解复用使用。[0023]实施例一中无源光滤波反射装置8由于采用了 R型WDM的反射镜折返方式，其损耗会降低到IdB以下，如此可以扩大IPD的识别距离，因此可扩充到15 20km(lkm =0.35dB推算，未来光纤损耗更小时，则同样设计下，可识别监控距离也会相应延长)。[0024]图2所示实施例二与实施例一的区别在于所述无源反馈端包括一个2x2光耦合器10和一个光插分滤波器(add-drop filter,ADF) 11,光开关5的主光接口与备光接口通过主传输线路与副传输线路分别与2x2光稱合器10的两个输入端相连，同时，光稱合器10的右侧两根50:50的光纤与光插分滤波器11的输入端与输出端相连，光插分滤波器11的返回端得到下行信号继续传递到解复用。光插分滤波器11只筛选监控信号的光能量，并在2x2光耦合器10的右侧形成环路，使监控信号的光能量得以返回，而正常的下行信号则通过光插分滤波器11的返回端分离出来进行后面的解复用。[0025]由于监控波长在ODN —端经过50:50的光耦合器才能够返回，所以损耗会达到7dB以上，所以为了 OLT端的IB)能够识别，以光纤传输损耗Ikm = 0.35dB推算，此种实施例只能识别监控距离在IOkm以内长度的光纤状态。[0026]本实用新型在核心机房、POP机房向光交接箱分配与监控领域有重大应用空间。[0027]以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式
，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
权利要求1.一种无源组件实现自动切换保护的光缆监测系统，其特征在于:包括设置在光线路终端OLT侧的主控端及设置于光分配网络ODN中的无源反馈端，所述主控端包括监控光源(I)、下行信号发射器(2)、光耦合器(3)、波分复用/解复用器(4)、光开关(5)、光检测器(6)、控制器(7)，监控光源(I)产生的监控信号通过光耦合器(3)输入波分复用/解复用器(4)的一个输入端，下行信号发射器(2)发射的下行信号输入波分复用/解复用器(4)的返回端，所述监控信号的波长与所述下行信号的波长不重复，波分复用/解复用器(4)的输出端与光开关(5)的输入端连接，光开关(5)的主光接口与备光接口分别通过主传输线路与副传输线路与无源反馈端连接，光耦合器(3)还与光检测器(6)连接，光检测器(6)通过控制器(7)光开关(5)的控制端连接，所述无源反馈端用于将光开关(5)传送的混合的信号分离为监控信号与下行信号，并同时将分离出的监控信号发射回光开关(5)。
2.如权利要求1所述的无源组件实现自动切换保护的光缆监测系统，其特征在于:所述波分复用/解复用器(4)用以将监控信号与下行信号耦合在同一光纤中，光开关(5)收到反射回来的监控信号，通过波分复用/解复用器(4)与光耦合器(3)导向光检测器(6)，光检测器(6)将反射回来的监控信号的能量强度与正常线路的传输损耗比较，若比对两者差异量超过预设值，则控制器(7)触发光开关(5)在主光接口与备光接口之间进行切换。
3.如权利要求1或2所述的无源组件实现自动切换保护的光缆监测系统，其特征在于:所述无源反馈端包括两个无源光滤波反射装置(8)，所述两个无源光滤波反射装置(8)的输入端分别与主传输线路和副传输线路连接，输出端与光耦合器(9)的输入端连接，所述无源光滤波反射装置(8)包括输入光纤(81)、反射输出光纤(82)、双光纤头(83)、准直透镜(84)、滤光片(85)及反射镜(86),输入光纤(81)、反射输出光纤(82)封装在双光纤头(83)中，输入光纤(81)作为输入端接入主传输线路或副传输线路，反射输出光纤(82)作为输出端接入光耦合器(9)的一个输入端，混合的监控信号和下行信号通过输入光纤(81)进入无源光滤波反射装置(8)后，经过滤光片(85)后，监控信号透过滤光片(85)，然后通过反射镜(86)反射回滤光片(85)，再经过输入光纤(81)返回主传输线路到达主控端的光开关(5)，没有透过滤光片(85)的下行信号通过滤光片(85)反射到反射输出光纤(82)，然后输入到光耦合器(9)，进行解复用使用。
4.如权利要求1或2所述的无源组件实现自动切换保护的光缆监测系统，其特征在于:所述无源反馈端包括一个2x2光稱合器(10)和一个光插分滤波器(11)，光开关(5)的主光接口与备光接口通过主传输线路与副传输线路分别与2x2光耦合器(10)的两个输入端相连，同时，光稱合器(10)的右侧两根50:50的光纤与光插分滤波器(11)的输入端与输出端相连，光插分滤波器(11)的返回端得到下行信号继续传递到解复用。
专利摘要本实用新型提供一种无源组件实现自动切换保护的光缆监测系统，包括设置在光线路终端OLT侧的主控端及设置于光分配网络ODN中的无源反馈端。所述主控端包括监控光源、下行信号发射器、光耦合器、波分复用/解复用器、光开关、光检测器、控制器。所述无源反馈端用于将光开关传送的混合的信号分离为监控信号与下行信号，并同时将分离出的监控信号发射回光开关。本实用新型在OLT侧的主控端带电、ODN侧为纯无源光学器件组装的情况下，不用借助电力，可自动返回光讯号到主控端，当主通讯光路发生断线时，主控端可直接识别出断线而进行光路切换，保持用户端的使用连续性。
文档编号H04B10/03GK202978938SQ201220696268
公开日2013年6月5日 申请日期2012年12月14日 优先权日2012年12月14日
发明者邓俊英 申请人:邓俊英