专利名称：一种光缆跳线装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及光通信用光纤通道的保护、路由接插、切换、监测的装置，特别是涉及一种光缆跳线装置。
背景技术：
随着运营商对光通信传输系统的可靠性运行要求越来越高，对光缆的干预手段有自动保护、接插路由、切换调度、信号监控等，其中光纤自动保护、接插路由、切换调度三种方式完全是基于光缆物理层，均能够在50ms时间内实现光路的恢复，根据光纤运行状态或者光纤管理者的需要，实时自动地将光通信传输系统或者链路从当前的工作通道切换至预定的更合理光纤通道，进而实现光缆线路的自动保护、接插路由、切换调度、信号监控，保证光纤传输网络的可靠运行，有效的提高了光纤通道的利用率，实现光纤链路的合理配置。现在已有光纤保护和监控方面的专利，但是他们都没有提出同时四条光纤通道的保护功能和八条光纤通道的接插路由、切换调度功能。应用上述专利针对该系统进行保护存在许多难点，不足之处主要在一、需要铺设备用光缆，而铺设备用光缆是一项较大的工程，需要占用加多的人力资源、财力资源和时间资源。二、不能对光纤通道进行1 2、1 3等冗余保护，现有保护方式主要是1+1或者 1 1，当备用光缆同时出现异常或者来不及维修时，此时的保护设备就会形同虚设，光通信传输网络就会处于瘫痪的状态。三、以上专利都没有光纤自动路由接插的功能。四、以上专利都没有光纤调度切换的功能。五、以上专利都没有光纤监测和优先管理的功能。
发明内容本实用新型的目的就是为了解决光通线传输网络存在的现有技术问题，提出了一种具备光缆监测、路由接插、自动保护、切换调度管理功能的一种光缆跳线装置，该装置可以应用于大容量光缆传输网，并且具有端对端的互联功能。本实用新型采用技术方案具体如下一种光缆跳线装置，包括NxN全交叉光开关单元、第一光性能监测单元、第二光性能监测单元、光网络管理单元、智能处理单元；所述NxN全交叉光开关单元同光网络管理单元连接，所述光网络管理单元对称连接有第一光性能监测单元和第二光性能监测单元，所述智能处理单元分别连接光网络管理单元、NxN全交叉光开关单元、第一光性能监测单元和第二光性能监测单元。所述光网络管理单元包含光收发模块、第一 IxN光开关、第二 IxN光开关、光分路器，所述光收发模块的接收端连接第一 IxN光开关，发射端连接第二 IxN光开关，所述的第一 IxN光开关和第二 IxN光开关的各切换通道端口均连接有一个第一光分路器。[0013]所述第一光功率监测单元和第二光功率监测单元包含与NxN全交叉光开关单元通道数量对应的光功率监测单元组，所述光功率监测单元组包括一只第二光分路器、两只光探测器，两个光探测器分别同第二光分路器两侧的小端相连接。所述IxN光开关采用MEMS光开关。所述第一光分路器采用光波分复用器。所述第二光分路器采用2x2光耦合器。本实用新型的优点在于1、通过光性能监测单元可实时监测16条光纤通道的信号质量，其主要包括设备两端光通率、回损、光纤环路损耗等，作为切换时的辅助判据，保证光通信传统网络的可靠运行。2、有效监测大容量光缆的空闲光纤资源和路由，实现网络管理者可干预的光纤质量监测、优先管理、调度切换、自动路由接插功能，提高的资源利用率和网络维护效率，并节约了成本和时间。3、对光纤通道进行1 2、1 3等无阻断冗余保护，提高了网络系统的运行可靠性。4、通过光网络管理单元，实现传输网中智能光缆跳线系统内部握手信号、时序同步与时钟同步信令或者管理者干预信令的通讯传输。5、可根据客户的优先级别或网络管理者以自制的光纤通道监控规则，对光线质量、信号状态进行实时监控。6、智能处理单元根据汇总的系统中各设备信息和各光纤链路信息，结合先进的算法模块和光网络管理单元携带的实时信令来完成系统动作或者管理者的干预命令。
图1、本实用新型的一种光缆跳线装置的结构示意图；图2、本实用新型的一种光缆跳线装置应用示意图。其中1 第一光性能监测单元；2 第二光性能监测单元；3 光网络管理单元； 4 =NxN全交叉光开关单元；5 智能处理单元；203 光收发模块；204 第一 IxN光开关；205 第二 IxN光开关；206——221 第一光分路器；222——237 第二光分路器；238——269 光探测器；301:第一电路模块；302:第二电路模块；303 数据处理、接口控制电路模块；304 光开关驱动电路模块；305 中央处理电路模块；A1-A4 光信号输入端口；B1-B4 光信号输入端口；A4-A8 光信号输出端口；B4-B8 光信号输出端口；6——15 本实用新型的光缆跳线装置；具体实施方式
下面结合实施例和附图对本实用新型的一种光缆跳线装置做出详细说明。如图1所示，本实用新型的一种光缆跳线装置，包括NxN全交叉光开关单元、第一光性能监测单元、第二光性能监测单元、光网络管理单元、智能处理单元；所述NxN全交叉光开关单元同光网络管理单元连接，所述光网络管理单元对称连接有第一光性能监测单元和第二光性能监测单元，所述智能处理单元分别连接光网络管理单元、NxN全交叉光开关单元、第一光性能监测单元和第二光性能监测单元。所述光网络管理单元包含光收发模块、第一 IxN光开关、第二 IxN光开关、光分路器，所述光收发模块的接收端连接第一 IxN光开关，发射端连接第二 IxN光开关，所述的第一 IxN光开关和第二 IxN光开关的各切换通道端口均连接有一个第一光分路器。所述IxN 光开关采用MEMS (微机电系统)光开关，所述第一光分路器采用光波分复用器。所述第一光功率监测单元和第二光功率监测单元包含与NxN全交叉光开关单元通道数量对应的光功率监测单元组，所述光功率监测单元组包括一只第二光分路器、两只光探测器，两个光探测器分别同第二光分路器两侧的小端相连接。所述第二光分路器采用 2x2光耦合器。本实用新型的实施例给出的是实现四条光纤通道的保护功能和八条光纤通道的接插路由、切换调度功能的光缆跳线装置结构如图2所示。该装置包括一个8x8全交叉光开关单元、两个光性能监测单元、一个光网络管理单元、一个智能处理单元。8x8全交叉光开关单元，包含16只1x8光开关和1只电路模块。所述8x8全交叉光开关单元4左右两侧各有8个光端口，共计16个光端口，所述光端口分别与16条光纤通道相连接。8x8全交叉光开关单元4左右两侧的光端口均同光网络管理单元3相连接，光网络管理单元3左右两侧对称设置第一光性能监测单元1、第二光性能监测单元2。8x8全交叉光开关单元中的光开关驱动电路模块304通过高速通信接口与本装置的智能处理单元5 中的中央处理电路模块305连接，以传输8x8全交叉光开关动作切换命令和8x8全交叉光开关状态信息；光网络管理单元3，包含1只收发模块、2只MEMS 1x8光开关、16只波分复用器、1 只电路模块。一只MEMS 1x8光开关、8只波分复用器对称设置于光收发模块的发送端和接收端。8只波分复用器206 213的反射端同第一 MEMS 1x8光开关204和第二 MEMS 1x8 光开关205中的4个通道，共计8个通道分别相连接，第一 MEMS 1x8光开关204的公共端同光收发模块203的接收端相连接，光收发模块203的发射端后面相连接有第二 MEMS 1x8 光开关205的公共端，第一 MEMS 1x8光开关204和第二 MEMS 1x8光开关205余下的4个通道，共计8个通道则同右侧设置的8只波分复用器230 237的反射端分别相连接。光网络管理单元内的第一电路模块301同第一 MEMS 1x8光开关204、第二 MEMS 1x8光开关 205、光收发模块203均有连接。第一电路模块301负责本单元内的信号处理，主要包含光电转换、解码、数据校验、信令解析、数据获取及其后续的成帧，校验、编码、电光转换等。第一电路模块通过高速通信接口与本装置的智能处理单元5连接，以便交互系统网络管理信息、本设备状态信息、上下链路的光纤通道信息等。第一光性能监测单元1和第二光性能监测单元2，分别包含16只光探测器、8只耦合器、电路模块。耦合器采用2x2耦合器，2个光探测器分别连接2x2耦合器的小端。第一光性能监测单元1和第二光性能监控单元2对称布局于8x8全交叉光开关单元4的左右两侧，所述第一光性能监测单元中的8只耦合器的左侧大端分别连接本实用新型光缆跳线装置A侧的8个光纤通道，第一光性能监测单元1中8只耦合器的右侧大端分别与光网络管理单元3输入端的8只波分复分器的公共端相连接，即2x2耦合器222 229的右侧大端分别与波分复用器206 213的公共端相连接；所述2x2耦合器222 229的左侧小端分别同光探测器238 245相连接，所述2x2耦合器222 229的右侧小端则分别同光探测器246 253相连接。第一光性能监测单元1中的第二电路模块302同光探测器222 253均有连接。所述第二光性能监测单元2中8只耦合器的右侧大端分别与本实用新型光缆跳线装置B侧的8个光纤通道相连接，第二光性能监测单元2中8只耦合器的左侧大端分别与光网络管理单元3输出端8只波分复用器的公共端相连接，即2x2耦合器230 237 的左侧大端分别与光网络管理单元中的波分复用器230 237的公共端相连接。所述2x2 耦合器230 237的左侧小端分别同光探测器254 261相连接，所述2x2耦合器230 237的右侧小端则分别同光探测器沈2 269相连接。第二光性能监测单元2中的数据处理、接口控制电路模块303同光探测器254 沈9均有连接。第一光性能监测单元和第二光性能监测单元的功能是实时监测16条光纤通道的信号质量参数，其主要包括设备损耗、 回损、光纤环路损耗等，并可作为8x8全交叉光开关单元动作切换时的辅助判据。光网络管理单元可实时监测光纤链路的状态，检测出光缆路由中的空闲链路，并定时根据一定的规则进行排序登记。该单元还可实现传输网中智能光缆跳线系统内部握手信号、时序同步与时钟同步信令或者管理者干预信令的通讯传输。第一电路模块301和光开关驱动电路模块 304负责综合光性能监测单元的设备监控信息和光纤链路监控信息，并通过高速通信接口与本装置的智能处理单元5连接，以便智能处理单元及时掌握本设备的各通道状态信息、 上下链路的光纤通道信息等。智能处理单元，包含网管协议处理模块E匪、日志处理模块、算法模块、同步模块等。智能处理单元其功能是负责处理网管接口的协议和光网络管理单元携带的实时信令、 汇总各光性能监测单元上报的光纤环路和设备优劣的信息，结合光纤链路路由接插算法和自动保护算法，来完成系统动作或者管理者的干预命令。智能处理单元中中央处理电路模块305通过高速通信接口分别与光网络管理单元、8x8全交叉光开关单元、光性能监测单元相连接。采用本实用新型的装置实现技术目的的过程具体如下本实用新型光缆跳线装置的A侧端口和B端口分别为该装置的光信号输入和输出接口，分别接入该装置两侧的光缆信号。第一光性能监测单元和第一光性能监测单元中的耦合器和光探测器的组合实现对各光纤通道光性能参数的监测，采用本实用新型装置的上行光路信号传输路线为Ax — By (χ = 1 4，y = 1 4)，下行光路信号传输路线Bx — Ay (χ =l· 4，y = i 4)，以A1 — B1光路过程为例光信号经过耦合器222分光，进入光探测器对6，光探测器246可以实现输入信号功率的监测；该光信号在线路经过波分复用器206 和8x8全交叉光开关单元4时，会生成反射信号，再次反向进入2x2耦合器222，经2x2耦合器222分光后，进入探测器238，光探测器238可以探测得到系统的反射功率信号。光探测器238与光探测器246监测功率经电路转换、采样后的相减值即为该系统的回损值，光性能
6监测单元3将光探测器238与光探测器246监测功率值的相减值传输给智能处理单元5。 光信号进入波分复用器206的公共端，波分复用器206把光信号分成两路，其中一路中，系统信号经波分复用器206的透射端进入8x8全交叉光开关单元4的一个端口，当8x8全交叉光开关单元4启动工作，将系统信号光切换到目的端口输入到波分复用器214的透射端， 再经过波分复用器214的公共端输出，进入到2x2耦合器230的左侧大端，经分光后，进入光探测器沈2，即可监测该通道输出信号的光功率。光信号经2x2耦合器230的右侧大端输出，进入系统B侧的光纤通道。光信号在光纤通道传输的过程中，会遇到部分节点，例如衰减器、光开关等时，会产成反射信号，反射信号反向进入2x2耦合器230，经分光后，进入光探测器254，光探测器2M可以探测本实用新型装置的后续光纤通道的反射功率信号。光探测器2M与探测器262监测功率经电路转换、采样后的相减值即为该本实用新型装置后续光纤通道的回损值，所述本实用新型装置后续光纤通道的回损值经第二光性能监测单元 2传输给智能处理单元5。光信号进入波分复用器206后的另一路光路，是提取监控光信号，监控光信号解复用后，经波分复用器206反射端输出，进入第一 MEMS 1x8光开关204的其中一个通道， 此时系统将第一 MEMS 1x8光开关204切换至该通道，这样，监控光信号经过第一 MEMS 1x8 光开关204的公共端输出，后进入收发模块203的接收端。经过光电转换、解码、数据校验、 信令解析、数据获取，收发模块203将监控信号携带的握手信号、时序同步与时钟同步信令和管理者的干预信令解调出来传输给系统的智能处理单元5，智能处理单元5可以根据上述解调信息以及第一光性能监控单元1、第二光性能监控单元2传递给智能处理单元5的信息，经过处理后，作为8x8全交叉光开关单元4切换动作的判据。同时收发模块203将系统授意本设备的通道动作命令信息和各光纤链路的质量状态及其节点上传输设备信息、光信号监控本设备损耗、上下链路的光线通道损耗等信息、及该系统节点的管理者干预命令经过成帧，校验、编码、电光转换后生成监控光信号，进入收发模块203的发射端，进入第二 MEMS 1x8光开关205的公共端，此时本实用新型装置将第二 MEMS 1x8光开关205切换至其中一通道，监控光信号经过该通道输出，进入波分复用器214的反射端，与8x8全交叉光开关单元4输出的传输光信号经合波复用后，由波分复用器214的公共端输出。该本实用新型的一种光缆跳线装置可以广泛应用于光通信传输网络、IPTV监控网络、电力专网等领域。本实用新型所涉及的一种光缆跳线装置的应用具体参见图2，应用于大容量光缆传输网，并且具有端对端的互联功能。应用本实用新型的通信网络可以实现1 1自动保护、1 3自动保护和路由接插功能。1 1自动保护的实现具体如下A网中采用本实用新型的光缆跳线装置11和光缆跳线装置12即为对四个波长信号的保护。智能处理单元根据光缆跳线装置11和光缆跳线装置12内部光性能监控单元发送的数据，计算出它们之间光纤通道的质量状况，然后依据切换算法，并将切换算法得出的切换命令经光网络管理单元相互传输给对方，随后进行1 1的自动切换保护。1 3自动保护的实现具体如下B网中光缆跳线装置15和光缆跳线装置6即为对一个波长信号的保护。智能处理单元根据光缆跳线装置1和光缆跳线装置2内部光性能监控单元发送的数据，计算出它们之间每条光纤通道的质量状况，然后依据算法，对每条光纤通道进行登记和排序，并计算出最优的备用切换通道，然后将切换命令经光网络管理单元相互传输给对方，随后完成1 3的自动切换保护。 路由接插功能实现具体如下B网中光缆跳线装置11和光缆跳线装置13之间有多条信号传输路径，若当前路径光缆出现故障时，光缆跳线装置11、光缆跳线装置13、光缆跳线装置12、光缆跳线装置14内部的智能处理单元根据内部光性能监控单元发送的汇总数据，计算出它们之间每条光纤通道的质量状况，并确定出空闲的光线链路，然后依据算法，对空闲光纤通道进行登记和排序，并计算出最优的路由通道，如有光缆跳线装置11经装置光缆跳线12到光缆跳线装置13，然后将路由接插命令经光网络管理单元相互传输给对方光缆跳线装置11、光缆跳线装置12和光缆跳线装置13，随后完成路由接插的功能。
权利要求1.一种光缆跳线装置，其特征在于包括NxN全交叉光开关单元、第一光性能监测单元、第二光性能监测单元、光网络管理单元、智能处理单元；所述NxN全交叉光开关单元同光网络管理单元连接，所述光网络管理单元对称连接有第一光性能监测单元和第二光性能监测单元，所述智能处理单元分别连接光网络管理单元、NxN全交叉光开关单元、第一光性能监测单元和第二光性能监测单元。
2.如权利要求1所述的一种光缆跳线装置，其特征在于所述光网络管理单元包含光收发模块、第一 IxN光开关、第二 IxN光开关、光分路器，所述光收发模块的接收端连接第一 IxN光开关，发射端连接第二 IxN光开关，所述的第一 IxN光开关和第二 IxN光开关的各切换通道端口均连接有一个第一光分路器。
3.如权利要求1所述的一种光缆跳线装置，其特征在于所述第一光功率监测单元和第二光功率监测单元包含与NxN全交叉光开关单元通道数量对应的光功率监测单元组，所述光功率监测单元组包括一只第二光分路器、两只光探测器，两个光探测器分别同第二光分路器两侧的小端相连接。
4.如权利要求2所述的一种光缆跳线装置，其特征在于所述IxN光开关采用MEMS光开关。
5.如权利要求2所述的一种光缆跳线装置，其特征在于所述第一光分路器采用光波分复用器。
6.如权利要求3所述的一种光缆跳线装置，其特征在于所述第二光分路器采用2x2光華禹合器。
专利摘要本实用新型涉及光通信用光纤通道的保护、路由接插、切换、监测的一种光缆跳线装置，该装置包括NxN全交叉光开关单元、第一光性能监测单元、第二光性能监测单元、光网络管理单元、智能处理单元；所述NxN全交叉光开关单元同光网络管理单元连接，所述光网络管理单元对称连接有第一光性能监测单元和第二光性能监测单元，所述智能处理单元分别连接光网络管理单元、NxN全交叉光开关单元、第一光性能监测单元和第二光性能监测单元。采用本实用新型的装置可以实时监测多路光纤通道的信号质量，其主要包括设备两端光通率、回损、光纤环路损耗等，作为切换时的辅助判据，保证光通信传统网络的可靠运行。
文档编号H04B10/12GK202282779SQ20112041478
公开日2012年6月20日 申请日期2011年10月27日 优先权日2011年10月27日
发明者周正, 张传彬, 张玉安, 强媛媛, 殷天峰, 王会洪, 罗辉虎, 陈敬佳 申请人:武汉光迅科技股份有限公司, 湖北省电力公司信息通信中心