本公开涉及用于保护被布置成运载上行流光信号和下行流光信号的光链路的装置，涉及用于保护该光链路的第二装置，以及涉及包括该装置和第二装置的系统。本公开还涉及光网络，以及涉及包括该光网络的无线接入网络。
背景技术：
使用单个光链路而不是分别的光链路来运载上行流光信号和下行流光信号可以是更成本高效的。这不仅仅是因为为了传输光信号要求更少的光纤，而且因为可以要求更少的相关组件，例如分裂器，耦合器和接头盒。此外，通过是现有的光纤设备的使用更高效并因此延长了在那时必须铺设额外的光纤的“到挖沟时间”,升级现有的或“暗的”光纤设备以用于单光纤工作（即，要运载上行流光信号和下行流光信号）可以有利地使资本和人力成本被降低。
然而，能够“保护”光链路，由此在光纤中断或其他损坏的情况下仍然可以运送上行流光信号和下行流光信号，对于各种应用是非常重要的。
图1示出对于光链路10的常规1+1保护装置，其布置成仅运载上行流光信号（即，在单向中传播的光信号）。该保护装置包括用于耦合到光链路10的第一端口16。该保护装置还包括用于耦合到另外的光链路12的第二端口18，其可以被称为保护光链路。该保护装置还包括第三端口20，用于接收用于通过光链路10的传输的上行流光信号。另外，保护装置包括保护开关14，可操作以选择性地将第三端口20耦合到第二端口18而不是耦合到第一端口16；即，例如如果检测到光纤中断或其他损坏，则可操作以使上行流光信号通过另外的光链路12而不是通过光链路10传播。
为了检测此类光链路损坏，光功率检测器（未示出）布置成监测在第一端口16从光链路10接收到的光功率。在光纤中断或其他损坏的情况下，从第一端口16传送的相当大部分上行流光信号将从中断接口或否则损坏的光链路部分反射回来，并在第一端口16被接收。因此，如果光功率检测器检测到光功率在大于阈值的等级（指示反射在大于正常操作期间的功率），然后作为回应，控制信号被触发来使保护开关14将第三端口20耦合到第二端口18，而不是第一端口16。
因此，以这种方式，以简单、成本高效和可靠的方式提供了光链路10的保护。如果保护系统是1：1保护系统，则远程单元也可以简单地通过检测在远程单元所接收的上行流光信号的信号丢失来检测光链路的故障。
技术实现要素：
申请人已经意识到，该保护系统不能对于布置成运载下行流光信号以及上行流光信号（即，在相反方向中传播的光信号）的光链路。这是因为，如图2所示出的，如果例如光链路10被中断或以其它方式被损坏，则不仅上行流光信号将从损坏部分反射回到第一端口16，而且下行流光信号将不会沿着光链路10的长度通过并因此到达第一端口16。因此，在光功率检测器（也未示出）的净效应可以是没有可觉察的变化在光功率中被检测到：由于反射的功率的任何增加可以通过由下行流光信号没有到达第一端口16引起的功率损失而被抵消。备选地，如果存在一些差异，例如因为上行流光信号比下行流光信号更多，则可以难以执行必要的阈值校准。此外，每此诸如光信号传输功率以及上行流光信号和下行流光信号的数量的网络参数被改变，该阈值校准将需要被调整。
一种解决方案可以是插入交织器（波长分裂器的一种形式），以基于它们的相应波长来分离在第一端口16接收到的反射的上行流光信号和下行流光信号（例如，在许多网络中，上行流光信号可以具有偶数波长，在图2中被示出为偶数λ2至48，并且下行流光信号可以有奇数波长，在图2中被示出为奇数λ1至47，或反之亦然）。这样，反射的上行流光信号和下行流光信号的功率可以被分别检测。然而，关于此解决方案的问题是交织器是昂贵的组件，因为要求严格的隔离规范。此外，该解决方案可以不允许网络波长重新配置的计划，这可能导致网络的低效操作。
申请人已经意识到，提供用于保护布置成运载上行流光信号和下行流光信号的光链路的备选系统是可期望的。
根据本公开的一个方面，提供了用于保护被布置成运载上行流光信号和下行流光信号的光链路的装置。该装置包括用于耦合到光链路的第一端口。该装置还包括用于耦合到另外的光链路的第二端口。该装置还包括第三端口，用于接收用于通过光链路的传送的上行流光信号和用于输出通过光链路接收的下行流光信号。该装置还包括可操作以选择性地将第三端口耦合到第二端口而不是第一端口的保护开关。该装置还包括布置成生成按第一波长的上行流光信号的光信号生成器。在第三端口耦合到第一端口时，第一端口布置成输出所述上行流光信号。该装置还包括第一检测器，布置成选择性地检测在第二端口接收的具有第一波长的下行流光信号。该装置还包括第二检测器，布置成选择性地检测在第二端接收的具有与第一波长不同的第二波长的下行流光信号。该装置还包括控制电路，布置成基于由第一检测器和第二检测器进行的检测，使保护开关选择性地将第三端口耦合到第二端口而不是第一端口。
有利地，本发明的实施例以成本高效且可靠的方式能够实现布置成运载上行流光信号和下行流光信号两者的光链路的保护-具体地是因为，由于下行信号的检测是通过另外的光链路的（同时业务通过光链路被传送），所以此检测有利地不被上行信号反射所影响。另外的优点是，因为我们可以“挑选”第一波长，所以我们可以从下行流和上行流信号运载的业务中选择不同的频带中的波长。这使得第一检测器比交织器更简单和更便宜。此外，有利地，波长计划可以是独立于保护方案的。
在一实施例中，控制电路可以布置成，如果：第一检测器在第二端口没有检测到具有第一波长的光信号；以及第二检测器在第二端口检测到具有第二波长的光信号，则使保护开关选择性地将第三端口耦合到第二端口而不是耦合到第一端口。
在一实施例中，控制电路还可以布置成，如果：第一检测器在第二端口没有检测到具有第一波长的光信号以及第二检测器在第二端口没有检测到具有第二波长的光信号，则确定在另外的光链路上存在故障。该控制电路还可以布置成，如果：第一检测器第二端口检测到具有第一波长的光信号以及第二检测器第二端口没有检测到具有第二波长的光信号，则确定在另外的光链路上没有故障并且没有具有第二波长的下行流光信号通过另外的光链路被接收。
在一实施例中，第一检测器可以包括配置成选择性地过滤第一波长的第一波长过滤器，以及第一光功率检测器。第二检测器可以包括被配置为选择性地过滤第二波长的第二波长过滤器，以及第二光功率检测器。
在一实施例中，光信号生成器可以是激光器。光信号生成器可以被布置使得具有第一波长的上行流光信号经由保护开关通过，由此，在第三端口被耦合到第二端口而不是第一端口时，上行流光信号从第二端口被输出。这意味着，有利地，可以使用相同的上行流光信号来检测在光链路上是否存在故障（当另外的光链路是“工作链路”时）。
在一实施例中，该装置还可以包括第三检测器，布置成选择性地检测在第一端口接收的具有第一波长的下行流光信号，以及第四检测器，布置成选择性地检测在第一端口接收的具有与第一波长不同的第二波长的下行流光信号。控制电路还可以布置成基于由第三检测器和第四检测器进行的检测，使保护开关选择性地将第三端口耦合到第一端口而不是耦合到第二端口。
根据本公开的另一方面，提供了一种用于保护被布置成运载上行流光信号和下行流光信号的光链路的第二装置。第二装置包括用于耦合到光链路的一端的第四端口。第二装置还包括用于耦合到另外的光链路的一端的第五端口。第二装置还包括一个或多个第六端口，用于输出通过光链路接收的上行流光信号和用于接收用于通过光链路的传送的下行流光信号。第二装置还包括旁路元件，布置成选择性地引导在第四端口接收的按第一波长的上行流光信号的至少一部分，使得按第一波长的下行流光信号从第五端口被传送。第二装置还布置成同时从第四端口和从第五端口传送在第六端口处接收到的下行流光信号，其中下行流光信号包括具有按与第一波长不同的第二波长的下行流光信号。
在一实施例中，第二装置还可以包括功率分裂器，配置成分裂在一个或多个第六端口接收的下行流光信号，使得下行流光信号从第五端口以及从第四端口被传送。
在一实施例中，旁路元件还可以布置成选择性地引导在第五端口接收到的按第一波长的上行流光信号的至少一部分，使得按第一波长的下行流光信号从第四端口被传送。这在另外的光链路变成“工作链路”并因此光链路变成“保护链路”的情况下，在检测在光链路上是否存在故障时是有用的。旁路元件可以包括反射元件。
根据本公开的另一方面，提供了一种用于保护光链路的系统。该系统包括如上所描述的装置和如上所描述的第二装置。
根据本公开的还有另一方面，提供了一种光网络。光网络包括光链路、另外的光链路和如上所描述的用于保护光链路的系统。装置的第一端口耦合到光链路的第一端，装置的第二端口耦合到另外的光链路的第一端，第二装置的第四端口耦合到光链路的第二端，以及第二装置的第五端口耦合到另外的光链路的第二端。在一实施例中，光网络可以是无源光网络。
根据本公开的另一方面，还提供了一种包括光网络的无线电接入网络。
附图说明
现在将参考随附附图仅以示例的方式来描述本公开的实施例，其中：
图1示出对于光链路的常规1+1保护装置；
图2示出如果光链路布置成运载下行流光信号以及上行流光信号则图1中所示出的保护装置为什么会故障；
图3示出根据本公开的一实施例的包括光网络的无线电接入网络的示例，所述光网络包括用于保护光链路的装置和用于保护光链路的第二远程装置；
图4是示出根据本公开的一实施例的包括用于保护光链路的装置和用于保护光链路的第二远程装置的保护系统的示意图；
图5是示出根据本公开的一实施例的用于保护光链路的装置的示意图；
图6是示出根据本公开的另一实施例的用于保护光链路的装置的示意图；以及
图7是示出根据本公开的一实施例的用于保护光链路的第二远程装置的示意图。
具体实施方式
现在将参考随附附图在下文中更充分地描述本公开的实施例。然而，这些实施例可以以许多不同的形式来实施，并且保护的范畴不应被认为限制于本文阐述的实施例；相反，这些实施例为了透彻性和完整性被提供，并且被提供以将本公开的范畴充分传达给技术人员。相似的引用符号始终指的是相似的元件。
图3以示例的方式示出实施了本公开的装置400和第二远程装置500，其布置成提供对无线电接入网络300内的光网络中的光链路10的保护。在此示例中，光网络可以是无源光网络pon。然而，应当意识到，实施了本公开的装置可以在任何光网络中被用于保护被布置成运送上行流和下行流信号的光链路。该光链路10可以包括光纤。
在此示例中，无线电接入网络300是前传（front-haul）网络。无线电接入网络300包括基带单元302，基带单元302配置成通过光网络接收和传送光信号往和来于多个远程无线电单元rru304。
基带单元302耦合到wdm复用器/解复用器306，其配置成接收由基带单元302传送的每个上行流光信号并且配置成将信号复用成wdm信号、从端口308输出。wdm复用器/解复用器306还配置成在端口308从rru304接收包括多个下行流光信号的wdm信号，并和配置成解复用各个下行流信号并将其输出到基带单元302。
应当意识到，在pon/前传网络中，术语“上行流”通常相对于关于从远程站点（例如，远程装置500）到主站点（例如，装置400）的方向被使用，并且“下行流”是相反的方向。然而，在此上下文中，为了便于描述，从装置400的角度来使用术语“上行流”和“下行流”。也就是说，如果光信号是从装置400前往远程装置500的，则它被称为“上行流”；否则，它是“下行”。
在此示例中，装置400被布置在复用器/解复用器306的输入/输出308与光链路10之间，其可以上达几十公里长。该装置400具有耦合到光链路10的第一端口402、耦合到另外的光链路12（其可以被称为保护链路）的第二端口404、以及另外端口，所述另外端口在此示例中耦合到wdm复用器/解复用器的输出308。
在此示例中，第二装置500配置成将通过光链路10（或潜在地另外的光链路12）接收到的上行流光信号传递到多个光分插复用器（oadm）312。在此示例中，每个oadm312耦合到相应的多个rru304。每个rru304配置成接收从oadm312分出的上行流光信号并传送下行流光信号。这些下行流光信号被相应的oadm312传递到第二装置500。第二装置500配置成组合从oadm312接收的这些下行流光信号，并且输出这些下行流光信号以用于通过光链路10和另外的光链路12的传送。
图4示出了根据本发明的实施例的包括用于保护光链路的装置400和用于保护光链路的第二远程装置500的保护系统。在此示例中，保护系统是1+1保护系统。装置400耦合到光链路10的一端，并且也到另外的光链路12的一端。第二装置耦合到光链路10和另外的光链路12的另一端。第二装置500可以是无源装置。因此，有利地，保护系统可以适合于在pon网络、以及例如无线接入网络（诸如，前传网络）中使用。
具体地，装置400具有耦合到光链路10的第一端的第一端口402以及耦合到另外的光链路12的第一端的第二端口404。光链路10和另外的光链路12每条可以包括光纤。该装置400还包括第三端口406，其在使用中接收用于通过光链路10的传送的上行流光信号，并输出通过光链路10接收的下行流光信号。该装置400还包括布置在第三端口406与第一端口402和第二端口404之间的保护开关408。在“工作模式”中，保护开关408被布置成将第一端口402耦合到第三端口406。然而，保护开关408也可操作以选择性地将第三端口406耦合到第二端口404而不是第一端口402。
该装置400还包括光信号生成器410，配置成生成按第一波长（在此示例中，1310nm）的上行流光信号。至少在第三端口406耦合到第一端口402时，此上行流光信号与其他上行流光信号一起从第一端口402被输出。在此示例中，光信号生成器410可以是激光器。然而，其他类型的光信号生成器可以被使用。
该装置400还包括耦合到第二端口404的第一检测器412，并且配置成选择性地检测在第二端口404接收的按第一波长的光信号。该装置400还包括耦合到第二端口404的第二检测器414，并且配置成选择性地检测在第二端口404接收的按与第一波长不同的第二波长（在此示例中，1550nm）的光信号。在此示例中，在第一端口402接收的下行流光信号中的至少一个，和来自第三端口406的输出也可具有第二波长。
第二远程装置500在耦合到光链路10的第四端口502接收具有第一波长的上行流光信号。第二装置500还包括旁路元件508，布置成选择性地引导至少一部分的上行流光信号，由此该上行流光信号从第五端口504通过另外的光链路12（作为按第一波长的下行流光信号）被传送回到装置400。旁路元件508行动以将具有第一波长的上行流光信号从第四端口502桥接到第五端口504。由第二装置500在第四端口502接收的其他上行流光信号，传递到一个或多个第六端口506并在一个或多个第六端口506从第二装置500被输出。
此外，第二装置500布置成通过另外的光链路12从第五端口504传送按第二波长的下行流光信号。在此示例中，该下行流信号在第六端口506中的其中一个被第二装置500接收。实际上，“第二波长”可以是由用于通过光链路10传送下行流光信号的频谱的至少一部分构成的波长频带（即，可以包括多个波长）。
在其中保护系统是1+1保护方案的此实施例中，实际上在一个或多个第六端口506在第二装置500接收到的用于通过光链路10的传送的所有下行流光信号，被同时从第四端口502和从第五端口504传送。当然，依靠在装置400的保护开关408，在此在“工作模式”中在第一端口402耦合到第三端口406时，只有通过光链路10接收的那些从装置400被输出。
因此，装置400的控制电路416可以基于第一和第二检测器412,414是否分别地检测按第一和第二波长的光信号来确定光链路10上是否存在故障。如果在第一检测器412没有检测到按第一波长的光信号，则可以判断在光链路10和另外的光链路12中的一个上存在故障。然而，从单独的第一波长的检测知道故障已发生在哪条链路上是不可能的。然而如果，按第二波长的光信号被检测到，则可以知道故障不在另外的光链路12上，这意味着故障一定在光链路10上。因此，在此情况中，控制电路416可以被触发来使保护开关408将第三端口406耦合到第二端口404而不是第一端口402；即，使上行流光信号和下行流光信号通过另外的光链路12而不是光链路10传播。在此示例中，控制电路416可以包括任何类型的电路，诸如模拟或数字电路组件。
控制电路406还可以确定在另外的光链路12上存在故障，如果：第一检测器412在第二端口404未检测到具有第一波长的光信号，并且第二检测器414在第二端口404未检测到具有第二波长的光信号。在此情况中，控制电路416可以或者可以不被触发来输出指示着另外的光链路12上的故障的警报。
此外，如果第一检测器412在第二端口404检测到具有第一波长的光信号并且第二检测器414在第二端口404未检测到具有第二波长的光信号，则控制电路416可以确定在另外的光链路12上没有故障并且没有具有第二波长的下行流光信号通过另外的光链路12被接收。换句话说，控制电路416可以确定丢失信号是来自远程装置500（第二波长，即业务流丢失）。这可以是由远程激光器故障或远程系统上的其他故障引起的。因此，对光网络进行故障排除变得更容易。
图5示出了根据本发明的实施例的用于保护光链路的装置400。装置400的一些细节已经以上相对于图3和图4被描述，因此为了简明性在此不讨论。
在此示例中，第一检测器412包括配置成选择性地过滤第一波长的第一波长过滤器422和第一光功率检测器424。类似地，第二检测器414包括配置成选择性地过滤第二波长的第二波长过滤器432和第二光功率检测器434。光功率检测器424、434布置成接收由相应的波长过滤器422、432传递的光信号和布置成分别地检测按第一波长和按第二波长的光信号的存在或los（信号丢失）。光信号的存在或los可以使用绝对阈值来检测，或者例如通过跨两个条件之间的功率δ被测量所在位置的相对阈值而不是绝对值来检测。还应该意识到的是，在其中第二波长是如上所描述的波长频带的情况下，第二波长过滤器432可以是带通过滤器。
图6示出了根据本发明的另一个实施例的用于保护光链路的装备400。
在此示例中，光信号生成器410被布置在装置400中，使得具有第一波长的上行流光信号经由保护开关408传递，由此，在第三端口406耦合到第二端口404而不是第一端口402时，上行流光信号从第二端口404被输出。这意味着，有利地是，相同的上行流光信号可以被用于检测光链路10（在另外的光链路12是“工作链路”时）上是否存在故障。这可以是有利的，如果在光链路10被修复之后，业务流不会自动地被切换回到光链路10上。在此情况下，光链路10现在可以被认为是“保护链路”。
在此示例中，装置400还包括第三检测器418，布置成选择性地检测在第一端口402接收的具有第一波长的下行流光信号，以及第四检测器420，布置成选择性地检测在第一端口402接收的具有与第一波长不同的第二波长的下行流光信号。第三检测器418和第四检测器420不是用于监视光链路10上的故障。相反，这些检测器是用于在另外的光链路12变成“工作链路”的情况下监视另外的光链路12上的故障。在此情况下，控制电路416还布置成基于由第三检测器418和第四检测器420进行的检测，使保护开关408选择性地将第三端口406耦合到第一端口402而不是耦合到第二端口404。第三检测器418和第四检测器420的细节以及由控制电路416基于第三检测器418和第四检测器420的检测而执行的动作，与以上相对于第一检测器412和第二检测器414所描述的那些类似，并且因此为了简明性在此不讨论。
图7示出了根据本发明的实施例用于保护光链路的第二远程装置500。第二装置500的一些细节已经以上相对于图3和图4被描述，因此为了简明性在此不讨论。
第二装置500包括旁路元件508。如上所描述的，旁路元件508布置成选择性地引导具有第一波长的上行流光信号的至少一部分，由此该上行流光信号从第五端口504通过另外的光链路12被传送回到装置400。在此示例中，旁路元件508可以包括配置成选择性地过滤第一波长的第一波长过滤器524和反射元件522。因此，“引导”上行流光信号包括反射上行流光信号。
在另外的光链路12变成“工作链路”并且因此光链路10变成“保护链路”的情况下，旁路元件508还可以包括另一个第一波长过滤器526，配置成选择性地过滤通过另外的光链路12在第五端口504接收的来自光信号的第一波长。在此情况下，旁路元件508还布置成选择性地引导在第五端口504接收的按第一波长的上行流光信号至少一部分，使得按第一波长的下行流光信号从第四端口502被传送。
在此示例中，第二装置500还可以包括功率分裂器510。功率分裂器510配置成分裂在一个或多个第六端口506接收到的下行流光信号，使得下行流光信号从第五端口504也从第四端口502被传送。
有利地，本发明的实施例能够以成本高效且可靠的方式实现布置成运载上行流光信号和下行流光信号两者的光链路的保护-具体地是因为，由于下行信号的检测是通过另外的光链路的（同时业务通过另一个“工作链路”被传送时），此检测有利地不被上行信号反射所影响。
另一个优点在于，由于我们可以“挑选”第一波长，所以我们可以从运载业务流（诸如，例如1310nm）的下行流和上行流信号两者选择不同波段中的波长。通过示例而非限制的方式，其他实施例中的第一波长可以是1610nm或1510nm或者传送带宽之外的任何其他波长。
这使得检测器（例如第一检测器412和潜在的第三检测器418）比交织器更简单和更便宜。此外，有利地，波长计划可以独立于保护方案。
本领域技术人员意识到，本发明决不限于以上描述的实施例。相反，在所附权利要求的范畴内许多修改和变化是可能的。