专利名称：光纤接入网及其通信保护方法
技术领域：
本发明涉及一种光纤接入网及其通信保护方法，特别是一种具有通信保护功能，能够在光纤发生断线故障时提供无线通信保护的光纤接入网以及在光纤发生断线故障时，保证通信业务不受影响的进行的通信保护方法。
背景技术：
采用光纤接入网是光纤通信发展的必然趋势，光纤接入网的拓扑结构通常有五种单星形、多星形、树形、总线和环形，对于前面四种，可以统称为星形结构。与环网和点对点系统相比，星形网能够节约大量的光纤和光收发模块，且其分支结构较易覆盖，因此对于光纤接入网，一般都采用星形结构。
在光纤接入网中，为了保证通信业务的正常进行，通常需要对光线路进行保护，其保护方式主要有以下几种1.采用同缆分纤方式进行保护，即在同一光缆中设有主用和备用光纤，当主用光纤被切断时，可以启用备用光纤，但是，当整个光缆发生切断故障时，这种方式无法保证通信业务的正常进行。
2.采用同路分缆方式进行保护，即在同一管道或路由上，主用和备用光纤在不同光缆内，这样当主用光纤所在光缆发生切断故障时，可以启用备用光纤，但是，这种方式只能保护一般性光缆切断故障，而不能防止大型故障，如因大型机械的施工造成大面积的切断光缆管道的事故。
3.采用分缆分路方式进行保护，即主用和备用光纤不仅不同缆，而且管道或路由也不同。这种方式对光纤线路提供了最大限度的保护，但其经济代价很高。
然而在现有的实际保护应用中，由于受到管道、光纤资源和施工成本的限制，只采用上述保护方式对光线路终端与光分路器之间的光纤线路进行了保护，很少对星型网接入网中光分路器与光网络单元之间的光纤线路进行保护，一旦其发生光纤断裂故障，将会使网络通信失效。
许多对资费敏感的用户和需要进行实时网络信息交流的用户，虽然对网络没有严格的QOS要求，能够容忍网络短时间内的性能劣化，例如网速下降等，但是，他们不能忍受网络长时间的中断。因此，对光纤接入网采取适当而有效的方式进行保护，是用户网络通信畅通的必要保证。
发明内容
本发明的主要目的在于针对上述光纤接入网的保护方式所存在的缺陷以及实际使用中对星形光纤接入网的光纤线路保护不足的原因和现状，提供一种光纤接入网及其通信保护方法，该光纤接入网及方法将无线通信系统与光纤通信系统进行组合，使光纤通信系统的通信业务得到有力的保障。
为了实现上述目的，本发明提供一种光纤接入网，包括至少由光线路终端、光配线网、光网络单元以及用户端综合接入设备组成的光纤通信系统，还包括一无线基站，该无线基站与所述光线路终端的通信连接；所述无线基站与无线用户端设备无线通信连接；该无线用户端设备以及所述光网络单元分别与用于对通信线路进行切换的通信业务切换装置连接，所述无线用户端设备还与光网络单元通信连接，所述通信业务切换装置与所述用户端综合接入设备连接；所述光网络单元中设有用于对信号进行检测的检测模块以及用于向所述通信业务切换装置发出切换控制信号的控制模块。其中，所述检测模块可以与所述控制模块相连接，所述通信业务切换装置可以放置于所述光网络单元内部，即与所述光网络单元为一体设置。
该光纤接入网可对光纤通信系统中光线路终端与光网络单元之间的通信业务进行保护。通常情况下，通信业务在光纤通信系统进行，当光纤通信系统工作时，检测模块检测光纤通信系统中传输的信号的幅度、功率和/或能量，当信号的幅度、功率和/或能量低于事先设定的阈值时，认为光纤通信系统中光线路终端与光网络单元之间的光纤发生断裂故障，通信业务切换装置将光纤通信系统中的通信业务切换到无线通信系统进行；由于光纤通信在传输速率和稳定性等方面均优于无线通信系统，当检测模块检测到来自光线路终端的信号的幅度、功率和/或能量高于事先设定的阈值时，认为在光纤通信系统中光纤的断裂故障消除，再由通信业务切换装置将通信业务由无线通信系统切换回光纤通信系统进行。
本发明采用无线通信系统对星形光纤接入网的光纤线路进行保护，结构简单，可及时发现故障并能有效地进行通信系统之间的切换，满足了用户对网络不可用时间的需求，而且与目前星形光纤接入网的光纤线路无保护或1+1有线保护的保护方案相比，不仅突破了管道、光缆资源的限制，大大降低了投资和运维成本，还可以在没有光缆的地方采用无线方式进行快速覆盖通信区域，在光缆铺设完毕后可将无线通信系统作为光纤通信系统的保护系统，有利于分步实施和设备的利旧，对于星形光网络的普及，以及保证用户，尤其是集团用户通信业务的畅通都是非常有利的。
以下通过本发明的具体实施例和附图对其做进一步说明。
图1为本发明光纤接入网的系统结构图；图2为将通信业务由光纤通信系统切换到无线通信系统进行的流程示意图；图3为将通信业务由无线通信系统恢复到光纤通信系统进行的流程示意图。
具体实施例方式
本发明的主要思想是引入无线通信系统对星形光纤接入网中光线路终端与光网络单元之间的光纤线路进行保护，该具有保护的光纤接入网包括光纤通信系统、无线通信系统和通信业务切换装置。在通常情况下，通信业务在光纤通信系统进行，当光纤通信系统中光线路终端与光网络单元之间的光纤出现断裂故障时，通信业务切换装置将光纤通信系统中的通信业务切换到无线通信系统；由于光纤通信在传输速率和稳定性等方面均优于无线通信，在光纤通信系统中光纤的断裂故障消除后，再由通信业务切换装置将通信业务由无线通信系统切换回光纤通信系统。
图1所示为本发明光纤接入网的系统结构图，在该光纤接入网中，光纤通信系统至少包括光线路终端1、光配线网2、光网络单元3以及用户端综合接入设备。其中，光线路终端1具有与交换网、数据网、无线基站6及光配线网2等的接口，分别与交换机、路由器、无线基站6和光配线网2等通信连接，提供必要的手段来传递各种通信业务；光配线网2为光网络单元3和光线路终端1提供以光纤为传输媒质的物理连接，并使光纤中传输的信号在耦合区发生耦合后进行功率的再分配；光网络单元3设有与无线用户端设备7连接的接口和用户终端综合接入设备5接口，与光配线网2以及用于对通信线路进行切换的通信业务切换装置4相连接，至少包括用于对信号光纤通信系统中传输的信号进行检测的检测模块31、用于在检测模块31检测不到信号时产生信号丢失告警信息的告警模块32、用于向通信业务切换装置4发出切换控制信号的控制模块33、用于收发无线用户端设备7的信息的业务接口功能模块34和用于对光网络单元3进行供电和综合业务管理的供电和维护管理功能模块35，其中，检测模块31与告警模块32以及供电和维护管理模块连接，还可以与控制模块33相连接，具体可采用幅度、功率和/或能量等检测装置；告警模块32与业务接口功能模块34连接，业务接口功能模块34与供电和维护管理功能模块35以及通信业务切换装置4连接，并与无线用户端设备7通信连接，控制模块33与业务接口功能模块34以及供电和维护管理功能模块35相连接，并通过和业务接口功能模块34和通信业务切换装置4相连接.其中，检测模块31也可与告警模块32为一体设置。
通信业务切换装置4用于对通信线路进行切换，即控制将用户终端综合接入设备5与光网络单元3或无线用户端设备7连接，以使控制通信业务由光纤通信系统或无线通信系统进行，由光网络单元3内部的控制模块33通过业务接口功能模块34控制其切换，可以独立于光网络单元3放置，也可以放在光网络单元3内部，即与光网络单元3为一体设置。该切换装置具体可采用电开关、光开关、光电开关、微机械开关或光波导开关等，在默认状态下，即光纤通信系统的光纤线路正常工作时，将用户终端综合接入设备5与光网络单元3连接，而在光纤出现断裂故障时将用户终端综合接入设备5与无线用户端设备7连接。
无线通信系统包括无线基站6和无线用户端设备7，其中，无线基站6与光线路终端1的输入端通信连接，与无线用户端设备7无线通信连接，进行无线发送接收和无线资源管理等，可以是点对点系统，也可以是点对多点系统，例如WiMax系统；无线用户端设备7，设有与光网络单元3和用户终端综合接入设备5连接的接口，与用于对通信线路进行切换的通信业务切换装置4连接，与光网络单元3通信连接，实现与光网络单元3之间的信息收发，并实现无线基站6与用户终端综合接入设备5之间的信息传输。
在光纤通信系统工作时，功率计和/或能量计检测所述光纤通信系统中传输的信号的功率和/或能量。当信号的功率和/或能量低于事先设定的阈值时，认为光纤通信系统中光线路终端与光网络单元之间的光纤发生断裂故障，通信业务切换装置将通信业务由光纤通信系统切换到无线通信系统。图2所示为本发明将通信业务由光纤通信系统切换到无线通信系统的一个具体流程，执行以下步骤步骤201.功率计检测到光纤通信系统中传输的信号的功率小于事先设定的阈值功率，认为信号丢失；步骤202.功率计将信号丢失的信息发送给告警模块；步骤203.告警模块将信号丢失告警信息传送给无线用户端设备；步骤204.无线用户端设备向无线基站发送请求分配带宽的信息；步骤205.无线基站向无线用户端设备分配相应带宽，并发送带宽已分配的确认信息；步骤206.无线用户端设备向控制模块发送将通信业务切换到无线通信系统进行的请求信息；步骤207.控制模块向光开关发送将切换控制信号；步骤208.电开关根据控制模块发送的切换控制信号将与光网络单元连接的通信线路切换到无线用户端设备，使通信业务的上行信号被切换到无线用户端设备；步骤209.无线用户端设备将上行信号传输给无线基站；步骤210.无线基站将下行信号发送给相应的无线用户端设备，完成通信业务线路的切换。
其中，也可以在光网络单元中的功率计检测到信号的功率小于设定阈值功率后，由功率计直接将信号丢失信息发送给控制模块，由控制模块控制光开关将通信业务切换到无线通信系统进行，即步骤202～206可省略。
在光纤通信系统中光线路终端与光网络单元之间的光纤断裂故障被修复后，由于下行方向是广播模式，功率计和/或能量计可检测到光纤通信系统中传输的信号的功率和/或能量高于事先设定的阈值功率，认为接受到来自于光线路终端的信号，通信业务切换装置又将通信业务由无线通信系统切换回光纤通信系统。图3所示为本发明将通信业务由无线通信系统切换回光纤通信系统的一个具体流程，执行以下步骤步骤301.功率计检测到信号的功率高于事先设定的阈值功率，认为接收到信号；步骤302.功率计将收到信号的信息发送给告警模块；步骤303.告警模块向无线用户端设备发送解除信号丢失告警信息；步骤304.无线用户端设备向无线基站发送带宽释放请求信息；步骤305.无线基站释放相应带宽，并向无线用户端设备发送带宽释放确认信息；步骤306.无线用户端设备向控制模块发送将通信业务切换到光网络单元的请求信息；步骤307.控制模块向光开关发送切换控制信号；步骤308.电开关根据控制模块发送的切换控制信号将与无线用户端设备连接的通信线路切换到光网络单元，使通信业务的上行信号被切换到光网络单元；步骤309.光网络单元将通信业务的上行信号传输给光线路终端，完成通信业务线路的切换。
同样，也可以在光网络单元中的功率计检测到信号的功率高于设定的阈值功率后，由功率计直接将接收到信号的信息发送给控制模块，由控制模块控制光开关将通信业务切换到光纤通信系统进行，即步骤302～306可省略。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明的具体实施方式
进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
权利要求
1.一种光纤接入网，包括光纤通信系统，该光纤通信系统中设有光线路终端、光配线网、光网络单元以及用户端综合接入设备，其特征在于还包括一无线基站，该无线基站与所述光线路终端通信连接；所述无线基站与无线用户端设备无线通信连接；该无线用户端设备以及所述光网络单元分别与用于对通信线路进行切换的通信业务切换装置连接，所述无线用户端设备还与光网络单元通信连接，所述通信业务切换装置与所述用户端综合接入设备连接；所述光网络单元中设有用于对信号进行检测的检测模块以及用于向所述通信业务切换装置发出切换控制信号的控制模块。
2.根据权利要求1所述的光纤接入网，其特征在于，所述通信业务切换装置与所述光网络单元为一体设置。
3.根据权利要求1所述的光纤接入网，其特征在于，所述检测模块与所述控制模块相连接。
4.根据权利要求1、2或3所述的光纤接入网，其特征在于，所述光网络单元中还设有用于在所述检测模块检测不到信号时产生信号丢失告警信息的告警模块，该告警模块与所述光网络单元内部的业务接口功能模块相连接。
5.根据权利要求4所述的光纤接入网，其特征在于，所述告警模块与所述检测模块为一体设置。
6.根据权利要求5所述的光纤接入网，其特征在于，所述检测模块为幅度、功率和/或能量检测装置。
7.一种基于上述权利要求1-6任一所述的光纤接入网的通信保护方法，其特征在于，通信业务切换装置将通信业务由光纤通信系统切换到无线通信系统，包括以下步骤步骤1.检测模块检测到的信号的幅度、功率和/或能量小于事先设定的阈值，向控制模块发送信号丢失信息；步骤2.所述控制模块向控制通信业务切换装置发送切换控制信号；步骤3.所述通信业务切换装置根据所述切换控制信号将与光网络单元连接的通信线路切换到所述无线用户端设备，使通信业务的上行信号被切换到所述无线用户端设备；步骤4.所述无线用户端设备将上行信号传输给无线基站；步骤5.所述无线基站将下行信号发送给所述无线用户端设备，完成通信业务线路的切换。
8.根据权利要求7所述的光纤接入网的通信保护方法，其特征在于，在所述步骤1与步骤2之间，还设有以下步骤步骤11.检测模块将信号丢失的信息发送给告警模块；步骤12.告警模块产生信号丢失告警信息，并将此信息传送给所述无线用户端设备；步骤13.所述无线用户端设备向所述无线基站发送请求分配带宽的信息；步骤14.所述无线基站向所述无线用户端设备分配相应带宽，并发送带宽已分配的确认信息；步骤15.所述无线用户端设备向所述控制模块发送将通信业务切换到无线通信系统进行的请求信息。
9.根据权利要求7所述的光纤接入网的通信保护方法，其特征在于，在所述的步骤5之后，所述通信业务切换装置将通信业务由所述无线通信系统切换回所述光纤通信系统，其操作包括以下步骤步骤6.所述检测模块检测到来自所述光线路终端的信号的幅度、功率和/或能量高于所述事先设定的阈值，向所述控制模块发送接收到信号信息；步骤7.所述控制模块向控制模块发送切换控制信号；步骤8.所述通信业务切换装置根据所述切换控制信号将与所述无线用户端设备连接的通信线路切换到所述光网络单元中，使通信业务的上行信号被切换到光网络单元；步骤9.所述光网络单元将通信业务的上行信号传输给所述光线路终端，完成通信业务线路的切换。
10.根据权利要求9所述的光纤接入网的通信保护方法，其特征在于，在所述的步骤6与步骤7之间，还设有以下步骤步骤61.所述检测模块将接收到信号的信息发送给所述告警模块；步骤62.所述告警模块向所述无线用户端设备发送解除信号丢失告警信息；步骤63.所述无线用户端设备向所述无线基站发送带宽释放请求信息；步骤64.所述无线基站释放带宽，并向所述无线用户端设备发送带宽释放确认信息；步骤65.所述无线用户端设备向所述控制模块发送将通信业务恢复到所述光纤通信系统进行的请求信息。
全文摘要
本发明涉及一种光纤接入网及其通信保护方法，该光纤接入网包括光纤通信系统、无线通信系统和通信业务切换装置，当光纤通信系统中光线路终端与光网络单元之间的光纤出现断裂故障时，由通信业务切换装置将通信业务由光纤通信系统切换到无线通信系统；在光纤的故障去除后，再由通信业务切换装置将通信业务由无线通信系统切换回光纤通信系统。本发明的保护系统结构简单，采用本发明，可突破管道、光缆等资源的限制，并且有利于通信设备的利用，有效地保障了光纤通信系统的通信业务。
文档编号H04B10/112GK1750495SQ200510102568
公开日2006年3月22日 申请日期2005年9月12日 优先权日2005年9月12日
发明者李晗, 魏冰, 周建明 申请人:中国移动通信集团公司