一种基于SDH网络的保护倒换设备的制作方法

本实用新型属于SDH(同步数字体系)数据通信领域，具体涉及一种基于SDH网络的保护倒换设备。

背景技术：

当今社会各行各业对信息的依赖愈来愈大，如电子资金转账、订单处理、客户服务、库存管理和国际互联网接入等，要求通信网络能及时、准确地传递信息。随着网上传输的信息越来越多，传输信号的速率越来越快，一旦网络出现故障(这是难以避免的，例如土建施工中将光缆挖断)，将对整个社会造成极大的损坏。因此网络的生存能力即网络的安全性是亟待考虑的问题。

利用各种保护手段构建的SDH自愈网无需人为干预，网络就能在极短的时间内从失效故障中自动恢复所携带的业务，使用户感觉不到网络已出了故障，极大地保障了网络的安全。

SDH网络主要依靠保护(Protection)和恢复(Restoration)两种作用机制，保证通信业务在故障情况下可以得到保持。保护和恢复概念的区别在于：保护是利用传送节点预先安排的容量，用一定的备用容量去保护一定的主用容量，备用资源无法在网络大范围内共享；恢复是可以利用节点间的任何可用容量来恢复业务，如当发生链路或节点失效时,网络可以用重新选择路由的算法，广泛调用网络中的任何可用容量来恢复业务。

当工作路径失效或者性能劣于某一必要水平时，工作路径将由保护路径所替代，路径终端可以提供路径状态的信息，而保护路径终端则提供受保护路径状态的信息，这些信息提供了保护启动的依据。

从网络的拓扑结构来划分，SDH的保护可分为线路(line)保护倒换、环网(Ring)保护等多种保护方式。线路保护主要包括1+1线路保护、1：N线路保护等，环网保护主要包括二纤单向复用段保护环、二纤双向复用段共享保护环、四纤双向复用段共享保护环等。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对现有SDH网络接入保护解决方案的不足，提供一种基于同步数字体系网络的保护倒换设备，使用相对成本低，功耗低，灵活方便，可靠性高，响应保护倒换速度快，并且实现所有在线设备的远程统一网管功能。

本实用新型解决技术问题所采用的技术方案为：

本实用新型包括控制模块、业务模块、交叉模块、交换模块、电源模块、激光器和光纤线路。所述的电源模块给控制模块、交换模块、业务模块和激光器供电；所述的控制模块分别与业务模块和交换模块相连接，所述的业务模块分别与交换模块和激光器相连接，控制模块通过业务模块间接访问激光器和交换模块；交换模块通过RJ45接口与网管平台相连接。所述的光纤线路包括保护倒换设备本端、主用线路、备用线路和保护倒换设备对端；主用线路包括主用发送线路和主用接收线路，备用线路包括备用发送线路和备用接收线路；保护倒换设备本端包括本端发送端和本端接收端；保护倒换设备对端包括对端发送端和对端接收端。本端发送端与主用发送线路及备用发送线路桥接；本端接收端通过主用接收线路或备用接收线路接收对端发送端的信号；对端发送端与主用接收线路及备用接收线路桥接；对端接收端通过主用发送线路或备用发送线路接收本端发送端的信号。所述的业务模块包括现场可编程门阵列，现场可编程门阵列采集光纤线路告警数据，实现业务数据的交叉映射以及光纤线路中主、备用线路业务的切换，切换通过交叉模块实现。

所述的电源模块给控制模块、交换模块、业务模块和激光器提供3.3V电压，并给控制模块和业务模块提供1.8V电压。

所述的控制模块包括中央处理器、闪存、同步动态随机存取内存、配置管理接口和数据通信接口；中央处理器采用ATMEL公司的AT91SAM9260芯片；中央处理器处理光纤线路告警数据，管理倒换模式，控制线路业务的切换；中央处理器通过配置管理接口配置交换模块和业务模块，通过数据通信接口负责数据的收发处理。

所述的交叉模块包括主用线路高阶交叉、备用线路高阶交叉和线路低阶交叉；主用发送线路和主用接收线路连接主用线路高阶交叉，备用发送线路和备用接收线路连接备用线路高阶交叉；线路低阶交叉分别与主用线路高阶交叉和备用线路高阶交叉进行单向或双向交叉。

本实用新型使用成本低，功耗低，灵活方便，可靠性高，响应保护倒换速度快，并且实现所有在线设备的远程统一网管功能。

附图说明

图1为本实用新型的系统结构框图；

图2为本实用新型中保护倒换设备主用线路的工作示意图；

图3为本实用新型中保护倒换设备备用线路的工作示意图；

图4为本实用新型中保护倒换设备业务倒换的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

如图1所示，一种基于SDH网络的保护倒换设备，包括控制模块1-1、业务模块1-2、交叉模块、交换模块1-3、电源模块1-4、激光器1-5、RJ45接口1-6和光纤线路。电源模块1-4给控制模块1-1、业务模块1-2、交换模块1-3和激光器1-5供电；控制模块1-1分别与业务模块1-2和交换模块1-3相连接；业务模块1-2分别与交换模块1-3和激光器1-5相连接，控制模块1-1通过业务模块1-2间接访问交换模块1-3和激光器1-5。交换模块1-3通过RJ45接口1-6与网管平台相连接，进行网管数据的收发处理。

如图2和3所示，光纤线路包括保护倒换设备本端1、主用线路、备用线路和保护倒换设备对端6；主用线路包括主用发送线路7和主用接收线路8，备用线路包括备用发送线路9和备用接收线路10；保护倒换设备本端1包括本端发送端2和本端接收端3；保护倒换设备对端6包括对端发送端5和对端接收端4。本实用新型采用1+1线路保护倒换方式，即设备有一条主用线路和一条备用线路，默认工作在主用线路。本端发送端2与主用发送线路7及备用发送线路9桥接；本端接收端3通过主用接收线路8或备用接收线路10接收对端发送端5的信号，由接收信号的质量优劣决定选用主用接收线路8或备用接收线路10，倒换过程不需人为参与操作；对端发送端5与主用接收线路8及备用接收线路10桥接；对端接收端4通过主用发送线路7或备用发送线路9接收本端发送端2的信号，由接收信号的质量优劣决定选用主用发送线路7或备用发送线路9，倒换过程不需人为参与操作。

控制模块包括中央处理器、闪存、同步动态随机存取内存、配置管理接口和数据通信接口。中央处理器处理光纤线路告警数据，管理倒换模式，控制线路业务的切换；中央处理器通过配置管理接口配置业务模块和交换模块1-3，通过数据通信接口负责数据的收发处理。

业务模块包括现场可编程门阵列，现场可编程门阵列采集光纤线路告警数据，实现业务数据的交叉映射以及光纤线路中主、备用线路业务的切换。以复用段为基础，倒换与否是根据光纤线路上传输的复用段信号的质量决定的，复用段保护倒换条件是LOS、LOF、OOF或MS-AIS告警信号。当复用段出现触发倒换条件的告警时，主、备用线路接收信号的可靠切换通过交叉模块实现，线路保护倒换的业务恢复时间很快，小于50ms，符合ITU-T建议要求。它对于网络节点的光、电元部件失效故障十分有效。

本实用新型有6种倒换模式：自动可恢复、自动不可恢复、手动到工作、手动到保护、强制到工作和强制到保护，用户可通过统一的网管平台，根据实际需求，灵活选择倒换模式。

自动可恢复模式：默认主用线路工作，备用线路不工作。

本端接收端3检测到主用接收线路8有告警或信号劣化时，若本端接收端3检测到备用接收线路10无告警，主用发送线路7下插MS-AIS，备用发送线路9关闭下插MS-AIS，本端接收端3由主用接收线路8的信号倒换到备用接收线路10的信号，倒换时间小于50ms，符合ITU-T建议要求；若本端接收端3检测到备用接收线路10有告警，不发生倒换。

此后，保护倒换设备本端1工作在保护状态，即主用接收线路8不工作，备用接收线路10工作。若此时备用接收线路10有告警或者信号劣化，保护倒换设备本端1立即倒换到主用接收线路8工作，主用发送线路7关闭下插MS-AIS，备用发送线路9下插MS-AIS，本端接收端3由备用接收线路10的信号倒换到主用接收线路8的信号，倒换时间小于50ms，符合ITU-T建议要求；若此时备用线路10工作正常，主用线路8无告警并且信号无劣化，保护倒换设备本端1进入恢复等待状态，恢复等待时间通过网管平台设置，默认时间为1分钟，默认的恢复等待时间可以有效滤除线路上的干扰，避免重复倒换。

在恢复等待状态中，若备用接收线路10有告警，或者主用接收线路8一直保持无告警，保护倒换设备本端1倒换到主用接收线路8工作，主用发送线路7关闭下插MS-AIS，备用发送线路9下插MS-AIS，本端接收端3由备用接收线路10的信号倒换到主用接收线路8的信号，倒换时间小于50ms,符合ITU-T建议要求；若备用接收线路10无告警，主用接收线路8又产生了告警，结束恢复等待状态。设备保持备用接收线路10工作，不发生倒换。

自动不可恢复模式：默认主用线路工作，备用线路不工作。

本端接收端3检测到主用接收线路8有告警或信号劣化时，若本端接收端3检测到备用接收线路10无告警，主用发送线路7下插MS-AIS，备用发送线路9关闭下插MS-AIS，本端接收端3由主用接收线路8的信号倒换到备用接收线路10的信号，倒换时间小于50ms，符合ITU-T建议要求；若本端接收端3检测到线路10有告警，不发生倒换。

此后，保护倒换设备本端1工作在保护状态，即主用接收线路8不工作，备用接收线路10工作。因为该模式为不可恢复模式，此时保护倒换设备本端1不会主动发起倒换，即使备用接收线路10有告警，或者主用接收线路8无告警。

手动到工作模式：保护倒换设备本端1处于备用接收线路10工作，主用接收线路8不工作，此操作有效。

此操作模式由网管平台单次触发。若主用接收线路8无告警，保护倒换设备本端1发生倒换，主用发送线路7关闭下插MS-AIS，备用发送线路9下插MS-AIS，本端接收端3由备用接收线路10的信号倒换到主用接收线路8的信号，倒换时间小于50ms,符合ITU-T建议要求；

手动到保护模式：保护倒换设备本端1处于主用接收线路8工作，备用接收线路10不工作，此操作有效。

此操作模式由网管平台单次触发。若备用接收线路10无告警，保护倒换设备本端1发生倒换，主用发送线路7下插MS-AIS，备用发送线路9关闭下插MS-AIS，本端接收端3由主用接收线路8的信号倒换到备用接收线路10的信号，倒换时间小于50ms,符合ITU-T建议要求；

强制到工作模式：保护倒换设备本端1处于备用接收线路10工作，主用接收线路8不工作，此操作有效。

此操作模式由网管平台单次触发。无需判断主用接收线路8告警，保护倒换设备本端1直接触发倒换，主用发送线路7关闭下插MS-AIS，备用发送线路9下插MS-AIS，本端接收端3由备用接收线路10的信号倒换到主用接收线路8的信号，倒换时间小于50ms,符合ITU-T建议要求；

强制到保护模式：保护倒换设备本端1处于主用接收线路8工作，备用接收线路10不工作，此操作有效。

此操作模式由网管平台单次触发。无需判断备用接收线路10告警，保护倒换设备本端1直接触发倒换，主用发送线路7下插MS-AIS，备用发送线路9关闭下插MS-AIS，本端接收端3由主用接收线路8的信号倒换到备用接收线路10的信号，倒换时间小于50ms，符合ITU-T建议要求。

如图4所示，设备主用工作和备用工作的工作流程，其中交叉模块包括主用线路高阶交叉11、备用线路高阶交叉12和线路低阶交叉13；

设备默认主用工作，主用发送线路7和主用接收线路8工作，备用发送线路9和备用接收线路10不工作，均通过交叉模块(主用线路高阶交叉11和备用线路高阶交叉12)的配置实现业务的交叉配置，主用线路高阶交叉11与线路低阶交叉13进行双向业务交叉配置(主用线路高阶交叉11来源于线路低阶交叉13，线路低阶交叉13来源于主用线路高阶交叉11)。备用线路高阶交叉12来源于线路低阶交叉13(单向业务交叉配置)。

当主用接收线路8有告警或信号劣化，业务模块根据设备的倒换模式判断是否需要倒换，若触发倒换，主用发送线路7、备用发送线路9、备用接收线路10工作，主用接收线路8不工作，主用发送线路7下插复用段MS-AIS。通过交叉模块的配置实现业务的倒换，主用线路高阶交叉11来源于线路低阶交叉13，线路低阶交叉13与主用线路高阶交叉12双向交叉。

若倒换模式是自动可恢复模式，同样通过交叉模块的配置实现业务恢复到主用线路工作，主用发送线路7、备用发送线路9、主用接收线路8工作，备用接收线路10不工作，备用发送线路9下插复用段MS-AIS。主用线路高阶交叉11与线路低阶交叉13双向交叉，备用线路高阶交叉12来源于线路低阶交叉13。