一种基于并列光分路器和波分复用器的光交换节点装置的制作方法

本发明涉及一种光纤通信领域的装置，具体讲涉及一种基于并列光分路器和波分复用器的光交换节点装置。

背景技术：

在变电站内，各间隔内合并单元汇聚的电子式电流/电压互感器采样值数据，通过站内交换节点传送至各间隔的保护装置、测控装置以及站内的母差保护装置、网络分析装置和故障录播装置，各装置根据接收到的采样值对变电站内一次设备进行监控和保护，所以，变电站内采样值业务经过交换节点正确、高效传输是变电站内实现自动化保护的基本条件。

现有技术中，采样值业务传送主要采用以太网交换机进行交换，存在以下技术问题：

1、以太网交换网络中实现采样值业务数据组播功能采用以太网电交换的VLAN方式，需要的电交换机数量较多、成本较高。

2、广泛采用以太网交换机传输采样值业务，在合并单元向保护装置、测控装置传输采样值业务数据时会产生数据冲突与排队时延、数据接收发送时延。

3、采用的以太网交换机具有固定的协议和速率等级，如现在变电站内广泛采用的100BASE-FX以太网交换协议、100M速率等级。

针对现有技术中存在的包括时延不可预知、传送数据量大时时延高、大量的光电转换带来的功耗较大、电磁兼容性较差的问题，在考虑变电站内采样值业务的特点的基础上，本发明提供了一种符合采样值业务传输特征的光交换节点装置。

技术实现要素：

为克服上述现有技术的不足，本发明提供一种基于并列光分路器和波分复用器的光交换节点装置。

实现上述目的所采用的解决方案为：

一种基于并列光分路器和波分复用器的光交换节点装置，其改进之处在于：所述光交换节点装置包括波分复用器和N各光分路器，N≥1；

所述光分路器连接合并单元，接收不同波长的信号处理后输出到所述波分复用器、保护装置和测控装置。

进一步的，所述光分路器包括2K个端口，K≥2。

进一步的，所述光分路器的第一端口为输入端，与所述合并单元连接；

所述光分路器的第2K号端口为输出端，与所述波分复用器连接；

所述光分路器的第2号端口至第2K-1号端口为输出端，平均分配后分别连接所述保护装置和测控装置。

进一步的，所述波分复用器包括N+1个端口。

进一步的，所述波分复用器的第1号至第N号端口均为输入端，连接各所述光分路器的第2K端口；

所述波分复用器的第N+1号端口为输出端，连接母联差动装置。

进一步的，所述合并单元分别使用不同的波长信道发送采样值业务数据；

经过所述光分路器的输入端口输入所述光交换节点装置；

经过所述光分路器分波后，通过所述光分路器的第2号端口至第2K-1号端口输出到所述保护装置和所述测控装置，通过所述光分路器的第2K号端口输出到所述波分复用器；

所述波分复用器进行合波后通过第N+1号端口输出到母联差动保护装置。

与最接近的现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、目前变电站内以太网交换网络中实现采样值业务数据组播功能采用以太网电交换的VLAN方式，需要的电交换机数量较多、成本较高，相比于目前网络，本发明中针对采样值传输时源宿固定的特点，通过从节点中设计的并列光分路器及波分复用器的固定组播结构，以光分路-合波结构实现了适用于变电站内采样值业务数据的组播功能，在此基础上，由于从节点全部由无源器件组成，节点成本大大降低，由于较低的从节点成本，组网成本较原有电交换网络大大降低。

2、目前变电站内广泛采用以太网交换机传输采样值业务，在合并单元向保护装置、测控装置传输采样值业务数据时会产生数据冲突与排队时延、数据接收发送时延，相比于现有以太网交换机，在本发明设计的交换节点中，针对采样值业务的传输特点设计的节点结构中，通过不同端口使用不同波长信道的方式避免了数据交换过程中的数据竞争，克服了以太网中采用电交换带来的数据竞争问题，设计的结构在采样值业务数据交换时不会产生数据阻塞、排队现象，无须使用缓存，降低了传输时延。

3、目前变电站内采用的以太网交换机具有固定的协议和速率等级，如现在变电站内广泛采用的100BASE-FX以太网交换协议、100M速率等级。本发明采用光交换方式，设计的光交换节点结构对协议透明、速率等级透明的特点，可以适应采用不同协议、不同速率等级的业 务终端，如可以兼容100BASE-FX/1000BASE-FX等协议、100M/1000M或更高速率等级的业务终端；其中，业务终端指变电站内合并单元、保护装置、测控装置、母差保护装置等。

附图说明

图1为本实施例中基于并列光分路器和波分复用器的光交换节点装置结构图；

图2为本实施例中基于并列光分路器和波分复用器的光交换节点装置应用结构图；

附图说明：1-光分路器一；2-光分路器二；3-光分路器三；4-波分复用器；11-光分路器；12-光分路器；1n-光分路器；21-波分复用器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。

本发明提供一种基于并列光分路器和波分复用器的光交换节点装置，该光交换节点装置包括波分复用器和N各光分路器，N≥1；所述光分路器连接合并单元，接收不同波长的信号处理后输出到所述波分复用器、保护装置和测控装置。

光分路器包括2K个端口，K≥2。

所述光分路器的第一端口为输入端，与所述合并单元连接；

所述光分路器的第2K号端口为输出端，与所述波分复用器连接；

所述光分路器的第2号端口至第2K-1号端口为输出端，平均分配后分别连接所述保护装置和测控装置。

波分复用器包括N+1个端口。

所述波分复用器的第1号至第N号端口均为输入端，连接各所述光分路器的第2K号端口；

所述波分复用器的第N+1号端口为输出端，连接母联差动装置。

该光交换节点装置实现变电站内采用直业务传输的过程包括：

I、所述合并单元分别使用不同的波长信道发送采样值业务数据；

II、经过所述光分路器的输入端口输入所述光交换节点装置；

III、经过所述光分路器分波后，通过所述光分路器的第2号端口至第2K-1号端口输出到所述保护装置和所述测控装置，通过所述光分路器的第2K号端口输出到所述波分复用器；

IV、所述波分复用器进行合波后通过第N+1号端口输出到母联差动保护装置。

如图1所示，图1为本实施例中基于并列光分路器和波分复用器的光交换节点装置结构 图；本实施例中，光交换节点装置包括N个光分路器，N≥1，及一个波分复用器。

本实施例中的光分路器共四个端口。

光分路器的P1端口作为输入端口，从而第一光分路器至第N光分路器的第一号端口，即P1端口分别作为该交换节点装置的第一输入端口至第N输入端口，第一光分路器至第N光分路器的第2号和第3号端口，即P2、P3端口均作为输出端口。

第一光分路器至第N光分路器的P2端口分别作为该交换节点装置的第11输出端口至第1N个输出端口。

第一光分路器至第N光分路器的P3端口分别作为该交换节点装置的第21输出端口至第2N输出端口。

第一光分路器至第N光分路器的第4号端口，即P4端口作为输出端口连接波分复用器的输入端口。

从第一光分路器至第N光分路器的P4端口分别连接波分复用器S21的P1至Pn的端口。

该波分复用器的第N+1端口Pn+1作为从节点的n+1号输出端口，n为正整数，表示光交换节点的输入端口数，也表示交换节点内光分路器个数。

λ1至λn共n个不同的波长信道上的光信号分别由第一光分路器至第N光分路器的P1接口分别载入，由上述第一输入端口至第N输入端口输入交换节点装置。

经过第一光分路器11至第N光分路器1n后，载于λ1至λn波长信道上的光信号分别由交换节点11至1N号、21至21号输出端输出。

波分复用器S21合波后由交换节点n+1号输出端输出。

在上述实施例的基础上，提供又一应用实施例，图2为本实施例中基于并列光分路器和波分复用器的光交换节点装置应用结构图。

该光交换节点装置中N为三，三个光分路器的P1端口作为光交换节点装置的1至3号输入端。

合并单元A、合并单元B、合并单元C分别连接光分路器一、光分路器二、光分路器三的P1端口。

光分路器一的P2端口连接保护装置A，其P3端口连接测控装置A，其P4端口连接波分复用器4。

光分路器二的P2端口连接保护装置B，其P3端口连接测控装置B，其P4端口连接波分复用器4。

光分路器二的P2端口连接保护装置C，其P3端口连接测控装置C，其P4端口连接波分 复用器4。波分复用器4连接母联差动保护装置。

合并单元A、合并单元B、合并单元C分别使用λ1、λ2、λ3共3个波长信道发送采样值业务数据，通过基于并列光分路器和波分复用器的光交换节点装置的1至3号输入端口输入交换节点。

光信号经过分路器一、分路器二、分路器三分波后，合并单元A连接的输入端输入的光信号分别通过A’、A”号输出端组播至保护装置A、测控装置A；同时通过波分复用器合波后通过P4端口输出发送至母联差动保护装置。

合并单元B连接的输入端输入的光信号分别通过B’、B”号输出端组播至保护装置B、测控装置B，同时通过波分复用器合波后通过P4端输出发送至母联差动保护装置。

合并单元C连接的输入端输入的光信号分别通过C’、C”号输出端组播至保护装置C、测控装置C，同时通过波分复用器合波后通过P4端输出发送至母联差动保护装置。

本实施例中的光交换节点装置中通过分路器和波分复用器构建固定组播交换结构，完成合并单元A向保护装置A、测控装置A、母联差动保护装置，合并单元B向保护装置B、测控装置B、母联差动保护装置，合并单元C向保护装置C、测控装置C、母联差动保护装置的组播交换功能。

该装置相比于以太网交换机，能够降低交换节点的成本，也降低了传输时延并且对传输协议、数据速率透明。

最后应当说明的是:以上实施例仅用于说明本申请的技术方案而非对其保护范围的限制,尽管参照上述实施例对本申请进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:本领域技术人员阅读本申请后依然可对申请的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。