光信号放大设备、系统、方法及存储介质与流程

本申请涉及光通信技术领域，尤其涉及光信号放大设备、系统、方法及存储介质。

背景技术：

在国家“互联网+”和“宽带中国”政策下达和行动部署下，近年来加快了光纤网络建设、加大了提速降费力度。在宽带建设过程中由于线路衰耗和分光器插损等因素，部分小区的用户末端收光功率不足，影响了业务开通和用户感知；另外在乡村区域建设宽带覆盖时，由于线路距离较远导致经常需要下沉olt，但机房选点难、投资压力和维护难度均较大。

无源光网络(pon)的光信号放大设备(以下简称pon放大设备)定位于olt和分光器之间的接入光缆层，通过光电中继的方式，进行pon信号的放大和整形，提升光功率和信噪比，实现pon网络端到端的光功率改善、提升用户感知。

在现网环境中，pon放大设备一般串接于pon链路中，虽然可以解决现网光功率不够的问题，但也存在风险。一旦pon放大设备本身出现故障，或放大设备供电出现异常，会影响到pon放大设备下挂的所有用户的业务。届时，不仅是原链路中光功率不够的用户无法上网，原来链路情况良好的用户上网业务也会中断。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请的目的在于提供光信号放大设备、系统、方法及存储介质，通过改进pon网络的光信号放大设备的结构来解决现有技术的问题。

为实现上述目标及其他相关目标，本申请提供一种光信号放大设备，供串接于pon网络中olt设备及onu设备之间的光通信链路中；所述光信号放大设备包括：olt接口，用于供通信连接至olt设备一侧；onu接口，用于供通信连接至onu设备一侧；保护模块，包括：第一端口、第二端口、第三端口、及第四端口；其中，所述第一端口供通信连接olt接口，第二端口供通信连接onu接口；onu光模块，通信连接所述第三端口；olt光模块，通信连接所述第四端口；数据处理模块，通信连接所述onu光模块及olt光模块，用于onu光模块和olt光模块之间的信号传递；其中，所述olt接口、第一端口、第三端口、onu光模块、数据处理模块、olt光模块、第四端口、第二端口、及onu接口间形成信号传输链路；所述保护模块，用于在光信号放大设备工作异常时切换所述信号传输链路至旁路链路段，所述旁路链路段由第一端口及第二端口在保护模块内通信连接形成。

于本申请的一实施例中，所述的光信号放大设备，还包括：光衰减自动调节模块，集成于所述保护模块中，串接在所述第一端口和第三端口之间，用于将从第一端口和第三端口中一者得到的光信号经衰减处理后向另一者输出。

于本申请的一实施例中，所述光衰减自动调节模块，用于通过可调的衰减参数将接收到的光信号衰减处理至预光功率正常值/正常范围。

于本申请的一实施例中，所述旁路链路段中不包含所述光衰减自动调节模块。

于本申请的一实施例中，所述信号传输链路包括：用于沿onu接口向olt接口方向传输信号的上行链路；所述光信号放大设备还包括：上行突发光检测模块，串接在由olt光模块到数据处理模块的一第一链路段中。

于本申请的一实施例中，所述信号传输链路包括：用于沿olt接口向onu接口方向传输信号的下行链路；所述下行链路包括：连接数据处理模块至olt光模块的所述第一链路段以外的第二链路段。

于本申请的一实施例中，所述olt接口和/或onu接口与外部通过法兰方式连接。

为实现上述目标及其他相关目标，本申请提供一种pon网络系统，包括：olt设备及onu设备；所述的光信号放大设备，串接在olt设备与onu设备间的光通信链路中。

于本申请的一实施例中，所述pon网络系统中的olt设备至onu设备的下行链路中连接有一级或多级分光器，所述光信号放大设备位于其中任意一个分光器的下级，且其olt接口连接所述光分路器的下行接口，其onu接口连接下行链路的下一级设备。

为实现上述目标及其他相关目标，本申请提供一种pon网络链路保护方法，应用于供串接于pon网络中olt设备及onu设备之间的光通信链路中的pon网络放大设备；所述光信号放大设备包括：olt接口，用于供通信连接至olt设备一侧；onu接口，用于供通信连接至onu设备一侧；保护模块，包括：第一端口、第二端口、第三端口、及第四端口；其中，所述第一端口供通信连接olt接口，第二端口供通信连接onu接口；onu光模块，通信连接所述第三端口；olt光模块，通信连接所述第四端口；数据处理模块，通信连接所述onu光模块及olt光模块，用于onu光模块和olt光模块之间的信号传递；所述方法包括：在接收到表示所述光信号放大设备工作异常的异常信号时，令所述保护模块切换所述信号传输链路至旁路链路段，所述旁路链路段由第一端口及第二端口在保护模块内通信连接形成。

于本申请的一实施例中，所述pon网络放大设备还包括：光衰减自动调节模块，集成于所述保护模块中，串接在所述第一端口和第三端口之间，用于将从第一端口和第三端口中一者得到的光信号经衰减处理后向另一者输出；所述方法还包括：调整所述衰减处理的衰减参数，以将接收到的光信号衰减处理至预光功率正常值/正常范围。

为实现上述目标及其他相关目标，本申请提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行所述的方法。

如上所述，本申请的光信号放大设备、系统、方法及存储介质，设备包括：形成信号传输链路的olt接口、onu接口、保护模块、onu光模块、olt光模块及数据处理模块；所述保护模块包括：第一端口、第二端口、第三端口、及第四端口；其中，所述第一端口供通信连接olt接口，第二端口供通信连接onu接口；第三端口连onu光模块；第四端口连olt光模块；数据处理模块用于onu光模块和olt光模块之间的信号传递；通过所述保护模块根据设备异常情况进行信号传输链路与其旁路链路段的切换，解决现有技术中的pon放大设备故障而引起下挂的用户端断网的问题；进一步还可通过可自动调衰减参数的光衰减自动调节模块自动将光信号调整至合适功率再进入光模块，且可受旁路链路段的屏蔽，增加设备对不同环境的普适性。

附图说明

图1显示为本申请实施例中pon网络系统的接入网部分的结构示意图。

图2显示为本申请实施例中光信号放大设备的电路结构示意图。

图3显示为本申请实施例中pon网络链路保护方法的流程示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用系统，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用系统，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面以附图为参考，针对本申请的实施例进行详细说明，以便本申请所属技术领域的技术人员能够容易地实施。本申请可以以多种不同形态体现，并不限定于此处说明的实施例。

为了明确说明本申请，省略与说明无关的部件，对于通篇说明书中相同或类似的构成要素，赋予了相同的参照符号。

在通篇说明书中，当说某部件与另一部件“通信连接”时，这不仅包括“直接通信连接”的情形，也包括在其中间把其它元件置于其间而“间接通信连接”的情形。另外，当说某种部件“包括”某种构成要素时，只要没有特别相反的记载，则并非将其它构成要素排除在外，而是意味着可以还包括其它构成要素。

当说某部件在另一部件“之上”时，这可以是直接在另一部件之上，但也可以在其之间伴随着其它部件。当对照地说某部件“直接”在另一部件“之上”时，其之间不伴随其它部件。

虽然在一些实例中术语第一、第二等在本文中用来描述各种元件，但是这些元件不应当被这些术语限制。这些术语仅用来将一个元件与另一个元件进行区分。例如，第一接口及第二接口等描述。再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“a、b或c”或者“a、b和/或c”意味着“以下任一个：a；b；c；a和b；a和c；b和c；a、b和c”。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。

此处使用的专业术语只用于言及特定实施例，并非意在限定本申请。此处使用的单数形态，只要语句未明确表示出与之相反的意义，那么还包括复数形态。在说明书中使用的“包括”的意义是把特定特性、区域、整数、步骤、作业、要素及/或成份具体化，并非排除其它特性、区域、整数、步骤、作业、要素及/或成份的存在或附加。

表示“下”、“上”等相对空间的术语可以为了更容易地说明在附图中图示的一部件相对于另一部件的关系而使用。这种术语是指，不仅是在附图中所指的意义，还包括使用中的装置的其它意义或作业。例如，如果翻转附图中的装置，曾说明为在其它部件“下”的某部件则说明为在其它部件“上”。因此，所谓“下”的示例性术语，全部包括上与下方。装置可以旋转90°或其它角度，代表相对空间的术语也据此来解释。

虽然未不同地定义，但包括此处使用的技术术语及科学术语，所有术语均具有与本申请所属技术领域的技术人员一般理解的意义相同的意义。普通使用的字典中定义的术语追加解释为具有与相关技术文献和当前提示的内容相符的意义，只要未进行定义，不得过度解释为理想的或非常公式性的意义。

在现网环境中，pon放大设备一般串接于pon链路中，虽然可以解决现网光功率不够的问题，但也存在风险。一旦pon放大设备本身出现故障，或放大设备供电出现异常，会影响到pon放大设备下挂的所有用户的业务。届时，不仅是原链路中光功率不够的用户无法上网，原来链路情况良好的用户上网业务也会中断。

鉴于现有技术的缺失，本申请的一目的在于改进光信号放大设备的电路结构，以令其具备保护切换功能。

所述光信号放大设备可以应用于无源光网络(pon)系统中，例如epon/gpon等。

如图1所示，展示本申请实施例中pon网络系统的接入网部分的网络结构示意图。

所述pon网络系统的接入网部分中包括olt设备101及onu设备102，olt设备101可以通过无源的一级或多级光分路器103以连接至多个onu设备102；其中，olt设备101即opticallineterminal(光线路终端)，用于连接光纤干线的终端设备；onu设备102即光网络单元，onu设备102可以安装于用户处，以提供例如iptv、语音等数据给用户终端。

因此，以olt设备101向onu设备102传输信号的方向为下行方向，以onu设备102向olt设备101传输信号的方向为上行方向。

在本实施例中，光信号放大设备104可以串接链路中的主路(即图中a标识位置)，也可以串接在支路(即图中b、c标识位置)中，用于对上行/下行的光信号放大后输出。

可选的，在图中的a、c位置，所述光信号放大设备104可以位于光分路器103的下级。

光信号放大对于下行的光信号来说尤其重要。在偏远的山区或者乡镇等地，光信号传输到用户侧的onu设备102处，光功率已经比较弱，无法正常上网，而通过对下行光信号的放大能令偏远地区的用户正常上网。

如图2所示，展示本申请实施例中光信号放大设备200的电路结构示意图。

光信号放大设备200供串接于pon网络中olt设备207及onu设备208之间的光通信链路中。

所述光信号放大设备200包括：olt接口201、onu接口202、保护模块203、onu光模块204、olt光模块205、及数据处理模块206。

所述olt接口201，用于供通信连接至olt设备207一侧。在一或多个实施例中，所述olt接口201即用于沿上行方向连接olt设备207或经链路中的其它光通信设备(如光分路器、其它光信号放大设备200)连接至olt设备207。

所述onu接口202，用于供通信连接至onu设备208一侧。在一或多个实施例中，所述olt接口201即用于沿上行方向连接olt设备207或经链路中的其它光通信设备(如光分路器、其它光信号放大设备200)连接至onu设备208。

于本申请的一或多个实施例中，所述olt接口201和/或onu接口202与外部设备通过法兰方式连接。

举例来说，可以采用例如sc、fc、sc及fc转换器、sc及sc转换器、及fc及fc转换器等中的任意一种类型的法兰盘连接结构来实现所述olt接口201和/或onu接口202与外部设备间的通信连接。

所述保护模块203，包括：第一端口231、第二端口232、第三端口233、及第四端口234；其中，所述第一端口231供通信连接olt接口201，第二端口232供通信连接onu接口202，第三端口233供通信连接所述onu光模块204，第四端口234供通信连接所述olt光模块205。

在一或多个实施例中，所述onu光模块204及所述olt光模块205皆为光模块(opticalmodule)实现，其光电子器件、功能电路和光接口等组成，光电子器件包括发射和接收两部分。

光模块的作用之一是光/电信号的相互转换，例如将电信号转换成光信号，通过其发送端在光纤传送；或者，通过其接收端接收光信号，再转换成电信号。

所述数据处理模块206，通信连接所述onu光模块204及olt光模块205，用于onu光模块204和olt光模块205之间的信号传递，即如图中d所示。

在一或多个实施例中，所述数据处理模块206可用于光信号所转换的电信号的还原，以实现对原信号中数据的保真，而olt光模块205和onu光模块204用于对所接收的电信号进行放大并转换成光信号输出，从而实现光信号放大。

在一或多个实施例中，所述数据处理模块206可以通过处理电路实现，例如fpga、cpld等。

所述olt接口201、第一端口231、第三端口233、onu光模块204、数据处理模块206、olt光模块205、第四端口234、第二端口232、及onu接口202间形成信号传输链路。所述信号传输链路包含上、下行的信号传输链路。

具体的，所述olt接口201、onu接口202、onu光模块204、olt光模块205、保护模块203及数据处理模块206都是双向的，通过两套输入/输出端分别连接形成上、下行链路；其中，下行链路指的是从olt接口201、第一端口231、第三端口233、onu光模块204、数据处理模块206、olt光模块205、第四端口234、第二端口232、至onu接口202的信号传输方向的信号传输链路；上行链路指的是从onu接口202、第二端口232、第四端口234、olt光模块205、数据处理模块206、onu光模块204、第三端口233、第一端口231、至olt接口201的信号传输方向的信号传输链路。

可选的，所述所述光信号放大设备200还包括：上行突发光检测模块209，串接在由olt光模块205到数据处理模块206的一第一链路段中；所述上行突发光检测模块209用于在所述上行链路工作时使用，所述olt光模块205通过上行突发光检测模块209将上行的光信号传输给数据处理模块206。

可选的，所述信号传输链路包括：用于沿olt接口201向onu接口202方向传输信号的下行链路；所述下行链路包括：连接数据处理模块206至olt光模块205的所述第一链路段以外的第二链路段。例如，在图2实施例中，所述数据处理模块206直连olt光模块205。

所述保护模块203，用于在光信号放大设备200工作异常时切换所述信号传输链路至旁路链路段，所述旁路链路段由第一端口231及第二端口232在保护模块203内通信连接形成，及如图中e所示。

具体来讲，在光信号放大设备200工作正常的情况下，使用上述上行、或下行链路进行工作；当光信号放大设备200工作异常的时候，例如供电异常(如断电)或故障而无法正常工作，则所述保护模块203的第一端口231和第二端口232通信连接以构成旁路。

可以理解的是，光信号放大设备200中可以设置用于工作状态检测的电路，用于检测供电异常、故障情况下的故障信号(例如包含故障代码)，从而产生相应触发信号至保护模块203以触发其切换旁路工作；当然，在一或多个实施例中，所述用于光信号放大设备200工作状态检测的电路也可以集成在所述保护模块203中。

举例来说，当光信号放大设备200下行工作时，如果出现工作异常，则保护模块203切换为旁路链路段龚总，olt设备207可以通过第一端口231到第二端口232进行光信号的下行传输到onu设备208；当光信号放大设备200上行工作时，如果出现工作异常，保护模块203切换为旁路链路段工作，onu设备208可以通过第二端口232到第一端口231进行光信号上行传输到olt设备207。

从中可见，即使光信号放大设备200工作异常，也能保证上、下行光信号的正常传输，只是将工作异常的设备给旁路了。

在一或多个实施例中，所述保护模块203可以由能实现对端口连接方式进行内部切换的光传输部件实现，例如可控的光交叉连接器等。

在图1的实施例中，所述光信号放大设备200离信号源头一侧越近，则其所接收到的光信号的功率越强，例如在a位置所接收来自olt设备207一侧的光信号的功率要比在b位置的光信号功率强，而由于光模块(例如所述onu光模块204及olt光模块205)的正常接收功率一般在-8db～-30db左右，则对在此范围之上的例如-3db、-5db等的功率值的光信号就要进行功率衰减处理。

相应的，需要设置光衰减器对功率进行衰减。但是，如果设置固定衰减参数的光衰减器，则对于光信号放大设备200的使用有极大的局限性，因为现场环境复杂多变，无法预测现场的光功率，并确定使用使用的光衰。而且，由于固定光衰的双向性，当光衰减设备断电需要旁路时，固定光衰会被加到pon链路中，导致原链路的光衰加大，业务受到影响。

鉴于此问题，可选的，在一或多个实施例中，设置光衰减自动调节模块210，其集成在所述保护模块203中，串接在串接在所述第一端口231和第三端口233之间，用于将从第一端口231和第三端口233中一者得到的光信号经衰减处理后向另一者输出。

也就是说，当信号下行时，光衰减自动调节模块210能视第一端口231从olt接口201接收到的光信号的功率是否在合适范围内而选择衰减或不衰减，然后经第三端口233传给onu光模块204；或者，当信号上行时，光衰减自动调节模块210能视第三端口233从onu光模块204接收到的光信号视是否在合适范围内选择衰减或不衰减，然后经第一端口231传给olt接口201。

所述光衰减自动调节模块210的光衰参数是可调的；相应的，可以根据实际光信号的功率来调节所述光衰参数，以将光信号的功率值调节到正常值/正常范围内，例如调节至适合光模块正常接收功率的-8～-30db之间，又例如调节至适合下一级设备接收的功率范围内。

需特别说明的是，根据上述实施例中光衰减自动调节模块210的连接结构可知，当使用所述第一端口231和第二端口232通信连接的旁路链路段时，光衰减自动调节模块210也被旁路了；此时，上、下行的光信号不必经过光衰减自动调节模块210进行光衰处理，则光衰减自动调节模块210的光衰参数不会影响到olt设备207和onu设备208之间的通信链路。

如图3所示，展示本申请实施例中pon网络链路保护方法的流程示意图。所述方法可以应用在上述图2实施例对应的光信号放大设备。

所述方法包括：

步骤s301：获取表示所述光信号放大设备工作状态的信号；

步骤s302：当所述信号表示光信号放大设备工作异常时，令所述保护模块切换所述信号传输链路至旁路链路段，所述旁路链路段由第一端口及第二端口在保护模块内通信连接形成。

可选的，所述方法还包括：在接收到表示所述光信号放大设备工作异常的异常信号时，令所述保护模块切换所述信号传输链路至旁路链路段，所述旁路链路段由第一端口及第二端口在保护模块内通信连接形成。

于本申请的一实施例中，所述pon网络放大设备还包括：光衰减自动调节模块，集成于所述保护模块中，串接在所述第一端口和第三端口之间，用于将从第一端口和第三端口中一者得到的光信号经衰减处理后向另一者输出；所述方法还包括：调整所述衰减处理的衰减参数，以将接收到的光信号衰减处理至预光功率正常值/正常范围。

前述方法实施例(例如图3实施例)中所涉及的各种计算机指令可以装载在计算机非易失性可读存储介质中，所述计算机非易失性可读存储介质可包括，但不限于，软盘、光盘、cd-rom(紧致盘-只读存储器)、磁光盘、rom(只读存储器)、ram(随机存取存储器)、eprom(可擦除可编程只读存储器)、eeprom(电可擦除可编程只读存储器)、磁卡或光卡、闪存、或适于存储机器可执行指令的其他类型的介质/机器可读介质。所述计算机非易失性可读存储介质可以是未接入计算机设备的产品，也可以是已接入计算机设备使用的部件。

在具体实现上，所述计算机指令为执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、指令、对象、组件、数据结构等等。

综上所述，本申请的光信号放大设备、系统、方法及存储介质，设备包括：形成信号传输链路的olt接口、onu接口、保护模块、onu光模块、olt光模块及数据处理模块；所述保护模块包括：第一端口、第二端口、第三端口、及第四端口；其中，所述第一端口供通信连接olt接口，第二端口供通信连接onu接口；第三端口连onu光模块；第四端口连olt光模块；数据处理模块用于onu光模块和olt光模块之间的信号传递；通过所述保护模块根据设备异常情况进行信号传输链路与其旁路链路段的切换，解决现有技术中的pon放大设备故障而引起下挂的用户端断网的问题；进一步还可通过可自动调衰减参数的光衰减自动调节模块自动将光信号调整至合适功率再进入光模块，且可受旁路链路段的屏蔽，增加设备对不同环境的普适性。

上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。