一种带线路保护的基于微型波分的半有源基站前传系统的制作方法

本发明涉及一种带线路保护的基于微型波分的半有源基站前传系统，属于光通讯技术领域。

背景技术：

随着5g通信技术的火热发展，基站新建或扩容正在大规模部署中。基站深度覆盖要求其部署的位置更加靠近用户，而局端业务设备du(distributeunit，分布单元)池与远端业务设备aau(activeantennaunit，有源天线单元)间的基站前传通常采用光纤直驱的传统前传方案，存在着管道资源紧张、线缆造价成本高、建设工期长、扩容困难、线上运维监控难度大和光纤线路容易断等一系列难题。

针对基站前传问题，现有的解决方案中除了采用光纤直驱的传统基站前传方案外，为了解决光纤资源紧张的问题，利用波分复用技术推出了无源波分复用解决方案和有源波分复用解决方案。前者方案由于是由纯无源的波分复用设备和波分光模块组成，造成线路维护困难，无法监控线路光功率值，无法实现光纤线路保护。后者方案由于是由有源波分设备、波分光模块和白光模块组成，优势在于可以进行网管监控和光纤线路保护，但相比前者在一定程度上增加了项目成本，需要占用比较多的机柜空间，对一些偏远基站存在电力供应不足的问题。此两种方案均采用无源插入损耗过高的普通波分设备，都具备一定的局限性。

目前，基站前传组网对传输数据的稳定性要求较高，且局端与远端的部分站点距离较远，同时需要远程实时监控各个站点的光功率信息和双路由保护机制，当线路的主路中断后，系统会自动跳转到备路，以此来保障线路稳定传输。而远端业务设备aau大多数需要安装在野外环境，有源波分设备只能在恒温且电压稳定的环境中使用，在设备发光一定的情况下，受无源插入损耗的影响，设备收光也会变弱，无法长距离传输。因此，这两种方案用于基站前传存在一定的风险和问题。

技术实现要素：

本发明的目的是解决上述提及的技术问题。

为实现以上发明目的，本发明提供一种带线路保护的基于微型波分的半有源基站前传系统，包括依次连接的局端业务设备du池、局端带网管监控的有源设备、远端无源设备和远端业务设备aau；所述局端带网管监控的有源设备包括第一ompu(opticalfibermultiplexerandprotectionintegrationunit，光纤波分复用与线路保护集成单元)卡、nmu(networkmanagementunit，网络管理单元)网管卡、1u机箱和三只具有不同波长的第一彩光模块；所述远端无源设备包括第二ompu卡和三只具有不同波长的第二彩光模块。

进一步地，所述第一ompu卡包括第一微型合解波混合器、1×2光开关、第一监控探头、第二监控探头，第一耦合器和第二耦合器；所述第一监控探头的头端与所述第一耦合器的下行接口的第一端口连接；所述第二监控探头的头端与所述第二耦合器的下行接口的第一端口连接；所述第一监控探头的尾端及第二监控探头的尾端分别与所述nmu网管卡连接；所述nmu网管卡包括两个电口和两个sfp(smallform-factorpluggable，将千兆位电信号转换为光信号的接口器件)光口，用于连通后台运维服务器或多个所述局端带网管监控的有源设备间的级联，以传输监控数据，并对线路保护的自动或手动模式进行切换；所述1u机箱为集成式机框，其背部沿长度方向设有集成电路板，所述集成电路板上沿其长度方向设有多针孔连接槽，所述第一ompu卡和nmu网管卡的连接针脚分别对应接入所述多针孔连接槽内；所述第二ompu卡包括第二微型合解波混合器和第三耦合器。

进一步地，所述1×2光开关的上行接口与所述第一微型合解波混合器的上行接口连接，下行接口的第一端口与所述第一耦合器的下行接口的第二端口连接，第二端口与所述第二耦合器的下行接口的第二端口连接；所述第一耦合器的上行接口与所述第三耦合器的下行接口的第一端口通过主路光纤连接；所述第二耦合器的上行接口与所述第三耦合器的下行接口的第二端口通过备路光纤连接。所述第一耦合器的上行接口也称之为第一ompu卡的主路端口，第二耦合器的上行接口也称之为第一ompu卡的备路端口。

进一步地，所述第一ompu卡为有源板卡，所述第二ompu卡为无源ompu插片盒。

进一步地，所述第一ompu板卡还包括第四耦合器、第五耦合器、第六耦合器、第七耦合器、第八耦合器、第九耦合器、第三监控探头、第四监控探头、第五监控探头、第六监控探头、第七监控探头和第八监控探头；其中，所述第三监控探头、第四监控探头、第五监控探头、第六监控探头、第七监控探头、第八监控探头分别与所述nmu网管卡连接。

进一步地，所述第四耦合器、第五耦合器、第六耦合器、第七耦合器、第八耦合器和第九耦合器的上行接口分别与所述第一微型合解波混合器下行接口端口的第一、二、三、四、五、六端口对应连接，所述第四耦合器、第五耦合器、第六耦合器、第七耦合器、第八耦合器和第九耦合器的下行接口的第一端口分别与所述第三监控探头、第四监控探头、第五监控探头、第六监控探头、第七监控探头、第八监控探头连接，所述第四耦合器、第五耦合器、第六耦合器、第七耦合器、第八耦合器和第九耦合器的下行接口的第二端口分别与所述第一彩光模块的光信号接口连接。

进一步地，所述第一彩光模块的电接口与所述局端业务设备du池连接，所述第二彩光模块的电接口与所述远端业务设备aau连接。

进一步地，所述第三耦合器的上行接口与所述第二微型合解波混合器上行接口连接；所述第二微型合解波混合器的下行接口的第一、二、三、四、五、六端口分别与三只不同波长的第二彩光模块连接，所述三只不同波长的第一彩光模块与所述三只不同波长的第二彩光模块位置一一对应。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明保持了原有波分设备的无源特征，将新型的微型ccwdm(compactcoarsewavelengthdivisionmultiplexer，合解波混合器，或紧凑型粗波分复用器)模块和光线路保护装置高度集成在同一块板卡内部，以微小的无源插入损耗和设备空间，增大了基站局端和远端的传输距离，使之能够快速开局。本发明采用局端带网管监控的有源设备和远端无源设备组成并带光线路保护的半有源传输系统，可以实现单纤双向3路10g业务、25g业务混合同传，并对数据纯物理透明传输，实现超低时延，对单纤所传业务基于信号丢失触发告警，监控数据同传至运维中心，并支持主、备单纤双路由全自动保护机制。本发明仅需在局端部署低功耗、带线路保护的有源微型波分设备，通过网管接入，支持snmp、web、手机app等工作状态可视化软件管理和控制，进行电信级网络保护和管理。在远端采用设计简单、带线路保护的无源微型波分插片盒，满足5g前传网管可控、低时延和低成本的特点。

附图说明

图1是本发明一个实施例的原理示意图。

图2是本发明一个实施例中第一ompu卡的原理示意图。

图3是本发明一个实施例中第二ompu卡的原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明的带线路保护的基于微型波分的半有源基站前传系统的一个实施例，包括依次连接的局端业务设备du池、局端带网管监控的有源设备、远端无源设备和远端业务设备aau；所述局端带网管监控的有源设备包括第一ompu卡、nmu网管卡、1u机箱和三只具有不同波长的第一彩光模块；所述远端无源设备包括第二ompu卡和三只具有不同波长的第二彩光模块。

如图2所示，所述第一ompu卡包括第一微型合解波混合器(ccwdm)、1×2光开关、设置在第一ompu卡数据收发主路端口的第一监控探头、设置在数据收发备路端口的第二监控探头，第一耦合器、第二耦合器；所述第一监控探头、第二监控探头与nmu网管连接；所述nmu网管卡包括2个电口和2个sfp光口用于连通后台运维服务器或相同局端带网管监控的有源设备间级联，作用是传输监控数据和调节ompu线路保护的自动或手动切换模式；所述1u机箱为集成式机框，背部沿其长度方向设有集成电路板，所述集成电路板沿其长度方向设有多针孔连接槽，所述第一ompu卡、nmu网管卡的连接针脚分别对应接入所述多针孔连接槽内。

所述第一耦合器的上行接口与所述第三耦合器的下行接口的第一端口通过主路光纤连接；所述第二耦合器的上行接口与所述第三耦合器的下行接口的第二端口通过备路光纤连接。所述第一耦合器的上行接口也称之为第一ompu卡的主路端口，第二耦合器的上行接口也称之为第一ompu卡的备路端口。

所述远端无源设备包括第二ompu卡，三只不同波长的第二彩光模块。如图3所示，所述第二ompu卡包括第二微型合解波混合器(ccwdm)和第三耦合器。

所述1×2光开关的下行接口的第一端口与所述第一耦合器的下行接口的第二端口连接；所述1×2光开关的下行接口的第二端口与所述第二耦合器的下行接口的第二端口连接；所述第一耦合器的上行接口与所述第三耦合器的下行接口的第一端口通过主路光纤连接；所述第二耦合器的上行接口与所述第三耦合器的下行接口的第二端口通过备路光纤连接。所述第一耦合器的上行接口也称之为第一ompu卡的主路端口，第二耦合器的上行接口也称之为第一ompu卡的备路端口。

所述第一ompu板卡，还包括第四耦合器、第五耦合器、第六耦合器、第七耦合器、第八耦合器、第九耦合器、第三监控探头、第四监控探头、第五监控探头、第六监控探头、第七监控探头和第八监控探头；其中，所述第三监控探头、第四监控探头、第五监控探头、第六监控探头、第七监控探头、第八监控探头分别与所述nmu网管卡连接。

所述第四、五、六、七、八、九耦合器的上行接口与第一微型合解波混合器下行接口端口的第一、二、三、四、五、六端口连接，所述第四、五、六、七、八、九耦合器的下行接口的第一端口分别与所述第三、四、五、六、七、八监控探头连接，所述第四、五、六、七、八、九耦合器的下行接口的第二端口分别与第一彩光模块的光信号接口连接。

所述后台运维服务器为用户网管中心，所有nmu网管连接的数据，都会在收到之后，存储到flash存储器中，以保证掉电不丢失。

所述第一彩光模块的电接口与所述局端业务设备du池连接，所述第第二彩光模块的电接口与所述远端业务设备aau连接。

所述第三耦合器的上行接口与所述第二微型合解波混合器(ccwdm)上行接口连接；所述第二微型合解波混合器的下行接口的第一、二、三、四、五、六端口分别与三只不同波长的第二彩光模块连接。

所述三只不同波长的第一彩光模块与所述三只不同波长的第二彩光模块位置一一对应。

本发明带线路保护的基于微型波分的半有源基站前传系统的一个实施例，包括第一ompu卡由微型ccwdm模块和光线路保护装置高度集成的可热插拔的板卡，所述微型ccwdm模块能够实现单纤双向的三路合波和解波功能，是一种无源器件，优点是低无源插入损耗，采用波分复用技术，具备一个业务合解波的上行接口，和六个业务输入或输出的下行接口。所述光线路保护装置是用于主备光纤线路备份的保护系统，能自动识别主、备系统光链路信号状态，进行主备光链路路闪切(切换时间为20ms)，从而能在主用光缆发生断路时自动闪切至备路，保护前传系统正常运行，所述光线路保护装置包括1×2光开关和电路控制模块，其中1×2光开关具备一个上行接口与微型ccwdm模块的上行直连和2个下行接口，形成主备线路接口与对端设备通过主备各一芯光纤互连实现线路保护的功能。

所述彩光模块(opticalmodule)具有标准波长，根据波长划分标准不同，分为cwdm(coarsewavelengthdivisionmultiplexer，粗波分复用器)和dwdm(densewavelengthdivisionmultiplexer，密集波分复用器)，由光电子器件、功能电路和光接口等组成，光电子器件包括单一波长的接收和发射两部分，用于收发数据，是一种能够实现光电转换的模块。本发明实施例支持全部彩光模块。在数据从远端业务设备aau到局端业务设备du池的流程中，第二彩光模块将要发送的电信号转换成光信号，第一彩光模块将接收的光信号转换成电信号。

所述耦合器是一个三端口无源器件，能够将下行输入的两路数据耦合成一路上行数据，从上行光接口过来的数据也可以耦合分发至下行两路输出。

为了更清楚的的描述本发明，下面分别以局端业务设备du池数据到远端业务设备aau和远端业务设备aau数据到局端业务设备du池为例进行说明。

局端业务设备du池数据到远端业务设备aau流程为：

局端业务设备du池通过接入三只不同波长的第一彩光模块发送不同波长的光信号，不同波长的光信号进入ompu卡的第一微型合解波混合器的下行接口的第一、二、三端口进行合波，合波之后的光信号通过第一ompu卡数据收发主路端口或备路端口通过主路或备路光纤传输到远端无源设备；其中，所述光信号根据第一ompu卡的1×2光开光下行接口连接的是第一端口还是第二端口来选择是通过主路或备路一芯光纤进行传输。在远端，光信号经过远端无源设备第二ompu卡的第三耦合器的上行接口进入第二微型合解波混合器的上行接口进行分波，分离出3路不同波长的光信号。所述远端业务设备aau通过接入三只不同波长的第二彩光模块对应接收所述第二微型合解波混合器(ccwdm)的下行接口的第一、二、三端口出来的光信号。

远端业务设备aau数据到局端业务设备du池的流程为：

所述远端业务设备aau通过接入三只不同波长的第二彩光模块发送不同波长的光信号，不同波长的光信号进入远端无源设备第二ompu卡的第二微型合解波混合器的下行接口的第四、五、六端口进行合波，以便使用同一根光纤将光信号传输到第二ompu卡的第三耦合器的。所述第三耦合器将光信号耦合成两路相同的光信号。所述两路相同的光信号分别通过主路光纤和备路各一芯光纤进行传输，即主路和备路都具备远端业务设备aau的数据信息。

局端带网管监控的有源设备通过第一ompu卡数据收发主路端口或备路端口分别接收主路和备路光纤传输的数据信息。其中第一ompu卡的1×2光开关在默认状态下与数据收发主路端口连接，即接收主路光纤传输的数据信息。

第一ompu卡数据收发主路端口和备路端口分别设有第一监控探头和第二监控探头，所述第一、二监控探头用于探测主路端口和备路端口接收到的光功率数据。nmu网管读取探测到的光功率数据，并判断所述第一、二监控探头探测到的光功率值是否小于nmu网管下发的切换阈值和告警阈值。若nmu网管判断当前读取到的光功率值低于切换阈值，则nmu网管控制1×2光开关的下行接口从第一端口切换到第二端口，即由主路光纤切换到备路光纤，接收备路光纤传输的数据信息，并将切换后的路径信息上传到nmu网管。

光信号在通过第一ompu卡的1×2光开关的选路之后，经过1×2光开关的上行接口进入第一微型合解波混合器的上行接口后进行分波，下行接口的第四、五、六端口分别分离出不同波长的光信号。所述不同波长的光信号由局端业务设备du池接入的三只不同波长的第一彩光模块对应接收。中心波长不同的光信号在同一根光纤中传输互不干涉，因此，利用波分复用技术，将大大减少了光纤链路的成本。

本发明公开了一种基于微型波分半有源带线路保护的基站前传系统，属于光通信领域，本发明的优势在于保持了原有波分设备的无源特征，将新型的微型ccwdm模块和光线路保护装置高度集成在同一块板卡内部，以微小的无源插入损耗和设备空间，增大了基站局端和远端的传输距离，使之能够快速开局。本发明采用局端带网管监控的有源设备和远端无源设备组成并带光线路保护的半有源传输系统，可以实现单纤双向3路业务10g、25g业务混合同传，并对数据纯物理透明传输，实现超低时延，对单纤所传业务基于信号丢失触发告警，监控数据同传至运维中心，并支持主、备单纤双路由全自动保护机制。本发明仅需在局端部署低功耗，带线路保护的有源微型波分设备，通过网管接入，支持snmp(simplenetworkmanagementprotocol，简单网络管理协议)、web、手机app等工作状态可视化软件管理和控制，进行电信级网络保护和管理。在远端采用设计简单，带线路保护的无源微型波分插片盒，满足5g前传网管可控、低时延、低成本的特点。

在一优选的实例中，所述第一ompu板卡，还包括第四耦合器、第五耦合器、第六耦合器、第七耦合器、第八耦合器、第九耦合器、第三监控探头、第四监控探头、第五监控探头、第六监控探头、第七监控探头和第八监控探头；其中，所述第三监控探头、第四监控探头、第五监控探头、第六监控探头、第七监控探头、第八监控探头分别与所述nmu网管卡连接。

所述第四、五、六、七、八、九耦合器的上行接口与第一微型合解波混合器下行接口的第一、二、三、四、五、六端口连接，所述第四、五、六、七、八、九耦合器的下行接口的第一端口分别与所述第三、四、五、六、七、八监控探头连接，所述第四、五、六、七、八、九耦合器的下行接口的第二端口分别与第一彩光模块的光信号接口连接。

所述第三、四、五、六、七、八监控探头分别用于探测第一微型合解波混合器下行接口的第一、二、三、四、五、六端口的光功率值，并传送至num网管卡，若nmu网管判断所述第三、四、五、六、七、八监控探头探测到的光功率值低于网管设置的阈值时，所述nmu网管会将告警信息和探测光功率值上报给运维中心，从而实现对局端有源设备的网管监控。通过对第一微型合解波混合器下行接口各通道的收发光功率的进行监测，使得更加易于定位故障原因与修护。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。