一種多通道光纖自愈方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種多通道光纖自愈方法，應(yīng)用于四通道雙纖自愈環(huán)中，該四通道雙纖自愈環(huán)由1個(gè)主網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)和n個(gè)從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)連成封閉環(huán)路；所述主網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)與通信管理機(jī)通信連接；每一個(gè)從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)均連接對(duì)應(yīng)的從通信設(shè)備；所述主網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)和n個(gè)所述從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)均為自愈光端機(jī)；所述自愈光端機(jī)包括TX1光發(fā)送端口、RX1光接收端口、TX2光發(fā)送端口、RX2光接收端口、端口狀態(tài)檢測(cè)模塊、控制芯片和倒切開關(guān)；各個(gè)主或從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)對(duì)通信數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，結(jié)合鏈路偵測(cè)判定、狀態(tài)遷移模型、沖突避讓、環(huán)網(wǎng)數(shù)據(jù)過濾機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了4種自愈環(huán)路。相比傳統(tǒng)的方法，信道恢復(fù)效率大大提高，性能更加可靠穩(wěn)定，適應(yīng)能力強(qiáng)，應(yīng)用前景廣闊。
【專利說明】一種多通道光纖自愈方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于光端機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種多通道光纖自愈方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 為了提高網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)陌踩院涂煽啃?，需要網(wǎng)絡(luò)有較高的生存能力，從而產(chǎn)生了 自愈網(wǎng)的概念。自愈網(wǎng)是指：無需人為干預(yù)，網(wǎng)絡(luò)能自身地在極短時(shí)間內(nèi)從失效故障中自動(dòng) 恢復(fù)所攜帶的業(yè)務(wù)，使用戶感覺不到網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)出現(xiàn)問題。其基本原理為：通過線路保護(hù)倒 切，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)主通道傳輸中斷或出現(xiàn)其他意外故障時(shí)，通信線路系統(tǒng)可以在很短的時(shí)間內(nèi)自 動(dòng)倒切到備用通道，從而自動(dòng)恢復(fù)業(yè)務(wù)，保證正常通信，因此，目前已廣泛應(yīng)用在高速鐵路 隧道照明和電力監(jiān)控等領(lǐng)域。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中，自愈網(wǎng)只具有內(nèi)環(huán)和外環(huán)兩種雙環(huán)自愈模式，自愈環(huán)路只有兩個(gè)可 用信道，對(duì)于極端網(wǎng)絡(luò)情況下的生存能力有限。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供一種多通道光纖自愈方法，應(yīng)用于四通道 雙纖自愈環(huán)中，在降低通信鏈路成本的基礎(chǔ)上，還有效提高了自愈環(huán)的自愈能力。
[0005] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
[0006] 本發(fā)明提供一種多通道光纖自愈方法，應(yīng)用于四通道雙纖自愈環(huán)中，該四通道雙 纖自愈環(huán)由1個(gè)主網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)和η個(gè)從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)連成封閉環(huán)路；所述主網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)與通信管理 機(jī)通信連接；每一個(gè)從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)均連接對(duì)應(yīng)的從通信設(shè)備；所述主網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)和η個(gè)所述從 網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)均為自愈光端機(jī)；所述自愈光端機(jī)包括ΤΧ1光發(fā)送端口、RX1光接收端口、ΤΧ2光 發(fā)送端口、RX2光接收端口、端口狀態(tài)檢測(cè)模塊、控制芯片和倒切開關(guān)；
[0007] 設(shè)η個(gè)從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)按連接順序依次記為從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)1、從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)2···從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn) η ;對(duì)于任意一個(gè)從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)i，記其配置有TXl_i光發(fā)送端口、RXl_i光接收端口、TX2_i光發(fā) 送端口、RX2_i光接收端口、端口狀態(tài)檢測(cè)模塊i、控制芯片i和倒切開關(guān)i ;
[0008] 貝U :主網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)的TX1光發(fā)送端口與從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)1的RX2H光接收端口連接，從網(wǎng) 元節(jié)點(diǎn)1的TXU光發(fā)送端口與從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)2的RX2_ 2光接收端口連接，從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)2的TX1_2 光發(fā)送端口與從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)3的RX2_3光接收端口連接…依此類推，從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)η的ΤΧ1_η| 發(fā)送端口連接到主網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)的RX2光接收端口，由此形成一個(gè)內(nèi)環(huán)路；
[0009] 主網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)的ΤΧ2光發(fā)送端口與從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)η的RX 1_η光接收端口連接，從網(wǎng)元節(jié) 點(diǎn)η的ΤΧ2_η光發(fā)送端口與從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)η-1的RXIk光接收端口連接，從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)η-1的 TX2_n_i光發(fā)送端口與從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)η-2的RXl_n_2光接收端口連接，依此類推，從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)1的 TX2_i光發(fā)送端口與主網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)的RX1光接收端口連接，由此形成一個(gè)外環(huán)路；
[0010] 所述多通道光纖自愈方法包括以下步驟：
[0011] S1，主網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)的控制芯片配置四種鏈路檢測(cè)模式，分別為：內(nèi)環(huán)模式、外環(huán)模式、 左半環(huán)模式和右半環(huán)模式；并設(shè)置四種鏈路檢測(cè)模式的優(yōu)先級(jí)順序，即：內(nèi)環(huán)模式的優(yōu)先 級(jí)高于外環(huán)模式的優(yōu)先級(jí)，左半環(huán)模式和右半環(huán)模式的優(yōu)先級(jí)相同且低于外環(huán)模式的優(yōu)先 級(jí)；
[0012] 另外，控制芯片還配置四種同步幀類型，分別為：與內(nèi)環(huán)模式唯一對(duì)應(yīng)的內(nèi)環(huán)同步 幀，與外環(huán)模式唯一對(duì)應(yīng)的外環(huán)同步幀，與左半環(huán)模式唯一對(duì)應(yīng)的左半環(huán)同步幀以及與右 半環(huán)模式唯一對(duì)應(yīng)的右半環(huán)同步幀；
[0013] S2,主網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)初始上電為空閑態(tài)，然后，根據(jù)鏈路檢測(cè)模式的優(yōu)先級(jí)順序，首先 按一定的發(fā)送策略不斷發(fā)送內(nèi)環(huán)同步幀，各個(gè)從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)根據(jù)接收到的同步幀類型以及自 身四個(gè)端口狀態(tài)，確定倒切開關(guān)的動(dòng)作方向：
[0014] 具體為：如果從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)的RX2光接收端口接收到內(nèi)環(huán)同步巾貞，并檢測(cè)到本節(jié)點(diǎn) 的RX2光接收端口和TX1光發(fā)送端口正常，則通過倒切開關(guān)短接RX2光接收端口和TX1光 發(fā)送端口，然后將該內(nèi)環(huán)同步幀向下一從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)發(fā)送，如果環(huán)路上某一段鏈路出現(xiàn)故障， 則內(nèi)環(huán)同步幀無法繼續(xù)向前傳輸；
[0015] S3,主網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)判斷是否能夠在預(yù)設(shè)時(shí)間間隔內(nèi)通過RX2光接收端口接收到經(jīng)地 環(huán)路傳輸后返回的內(nèi)環(huán)同步幀，如果能夠接收到，則證明當(dāng)前內(nèi)環(huán)環(huán)路鏈路正常，繼續(xù)使用 內(nèi)環(huán)作為通信鏈路；一旦未能夠接收到，則證明當(dāng)前內(nèi)環(huán)環(huán)路鏈路故障，然后執(zhí)行S4 ;
[0016] S4,所述主網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)按一定的發(fā)送策略不斷發(fā)送外環(huán)同步幀，各個(gè)從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)根 據(jù)接收到的同步幀類型以及自身四個(gè)端口狀態(tài)，確定倒切開關(guān)的動(dòng)作方向：
[0017] 具體為：如果從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)的RX1光接收端口接收到外環(huán)同步幀，并檢測(cè)到本節(jié)點(diǎn) 的RX1光接收端口和TX2光發(fā)送端口均正常，則通過倒切開關(guān)短接RX1光接收端口和TX2 光發(fā)送端口，然后將該外環(huán)同步幀向下一節(jié)從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)發(fā)送，如果外環(huán)環(huán)路上某一段鏈路 出現(xiàn)故障，則外環(huán)同步幀無法繼續(xù)向前傳輸；
[0018] S5,主網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)判斷是否能夠在預(yù)設(shè)時(shí)間間隔內(nèi)通過RX1光接收端口接收到經(jīng)地 環(huán)路傳輸后返回的外環(huán)同步幀，如果能夠接收到，則證明當(dāng)前外環(huán)環(huán)路鏈路正常，繼續(xù)使用 外環(huán)作為通信鏈路；一旦未能夠接收到，則證明當(dāng)前外環(huán)環(huán)路鏈路故障，然后執(zhí)行S6 ;
[0019] S6,所述主網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)按一定的發(fā)送策略同時(shí)執(zhí)行以下操作：通過TX1光發(fā)送端口 不斷發(fā)送左環(huán)同步幀，以及，通過TX1光發(fā)送端口不斷發(fā)送右環(huán)同步幀；
[0020] 對(duì)于任何一個(gè)從網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)i，當(dāng)其接收到左環(huán)同步幀時(shí)，判斷自身的TX1光發(fā)送 端口是否故障，如果沒有，則將左環(huán)同步幀繼續(xù)向后一個(gè)從網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)i+Ι發(fā)送，直到發(fā)送到 TX1光發(fā)送端口出現(xiàn)故障的從網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)；如果出現(xiàn)故障，則通過倒切開關(guān)短接自身的RX2光 接收端口和TX2光發(fā)送端口，將接收到的左環(huán)同步幀通過自身的TX2光發(fā)送端口返回給前 一個(gè)從網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)i-Ι，從網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)i-Ι再將接收到的左環(huán)同步幀返回給前一個(gè)從網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)， 如果返回鏈路均正常，則最終返回到主網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的RX1光接收端口；如果返回鏈路出現(xiàn)故 障，則無法將左環(huán)同步幀返回到主網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的RX1光接收端口；即：主網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)判斷RX1光 接收端口是否能夠在預(yù)設(shè)時(shí)間間隔內(nèi)接收到經(jīng)左環(huán)路傳輸后返回的左環(huán)同步幀，如果能夠 接收到，則證明當(dāng)前存在左環(huán)環(huán)路鏈路正常的傳輸鏈路；
[0021] 對(duì)于任何一個(gè)從網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)i，當(dāng)其接收到右環(huán)同步幀時(shí)，判斷自身的TX2光發(fā)送 端口是否故障，如果沒有，則將右環(huán)同步幀繼續(xù)向后一個(gè)從網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)i-Ι發(fā)送，直到發(fā)送到 TX2光發(fā)送端口出現(xiàn)故障的從網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)；如果出現(xiàn)故障，則通過倒切開關(guān)短接自身的RX1光 接收端口和TX1光發(fā)送端口，將接收到的右環(huán)同步幀通過自身的TX1光發(fā)送端口返回給前 一個(gè)從網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)i+ι，從網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)i+ι再將接收到的右環(huán)同步幀返回給前一個(gè)從網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)， 如果返回鏈路均正常，則最終返回到主網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的RX2光接收端口；如果返回鏈路出現(xiàn)故 障，則無法將右環(huán)同步幀返回到主網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的RX2光接收端口；S卩：主網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)判斷RX2光 接收端口是否能夠在預(yù)設(shè)時(shí)間間隔內(nèi)接收到經(jīng)右環(huán)路傳輸后返回的右環(huán)同步幀，如果能夠 接收到，則證明當(dāng)前存在右環(huán)環(huán)路鏈路正常的傳輸鏈路；
[0022] S卩：主網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通過探測(cè)到的鏈路狀態(tài)調(diào)整組網(wǎng)方式，實(shí)現(xiàn)四通道光纖自愈。
[0023] 優(yōu)選的，S2中，對(duì)于任何一個(gè)從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)i，其控制芯片通過以下方式獲知自身的 TXl_i光發(fā)送端口、RXl_i光接收端口、TX2_i光發(fā)送端口和RX2_i光接收端口是否出現(xiàn)故障：
[0024] (1)對(duì)于RXl-i光接收端口和RX2-i光接收端口：
[0025] 通過端口狀態(tài)檢測(cè)模塊i，直接檢測(cè)本網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)中RXl-i光接收端口和RX2_i光接 收端口是否出現(xiàn)連接故障，如果檢測(cè)到RXl-i光接收端口出現(xiàn)故障，則一方面，將故障信號(hào) 通知給本網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)中的控制芯片i ;另一方面，向TXl-i光發(fā)送端口發(fā)送第一故障頭，TXl-i 光發(fā)送端口再將接收到的第一故障頭發(fā)送到從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)i+1的RX2_i+1光接收端口，RX2_i+1 光接收端口再將接收到的第一故障頭發(fā)送到本網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)的控制芯片i+1，控制芯片i+1即 可獲知自身的TX2_i+1光發(fā)送端口出現(xiàn)故障；
[0026] 如果檢測(cè)到RX2_i光接收端口出現(xiàn)故障，則一方面，將故障信號(hào)通知給本網(wǎng)元節(jié) 點(diǎn)中的控制芯片i ;另一方面，向TX2-i光發(fā)送端口發(fā)送第二故障頭，TX2-i光發(fā)送端口再 將接收到的第二故障頭發(fā)送到從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)i-Ι的RXL i+1光接收端口，RXLi+1光接收端口再 將接收到的第二故障頭發(fā)送到本網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)的控制芯片i-Ι，控制芯片i-Ι即可獲知自身的 TXl_i+1光發(fā)送端口出現(xiàn)故障；
[0027] (2)對(duì)于TXl_i光發(fā)送端口和TX2_i光發(fā)送端口：
[0028] 如果其RXl_i光接收端口接收到來自后一從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)i+Ι的TX2_i+1光發(fā)送端口發(fā) 送的第二故障頭，則可獲知TXl_i光發(fā)送端口出現(xiàn)故障；
[0029] 如果其RX2_i光接收端口接收到來自前一從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)i-Ι的TXl+i光發(fā)送端口發(fā) 送的第一故障頭，則可獲知TX2_i光發(fā)送端口出現(xiàn)故障。
[0030] 優(yōu)選的，S2、S4和S6中，主網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)發(fā)送各種類型同步幀的發(fā)送策略為：同步幀與 數(shù)據(jù)幀之間的沖突避讓機(jī)制。
[0031] 優(yōu)選的，所述沖突避讓機(jī)制具體為：
[0032] 主網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)與通信管理機(jī)之間通過RS232/RS485接口傳輸數(shù)據(jù)幀；
[0033] 主網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)設(shè)置定時(shí)時(shí)間間隔，當(dāng)沒有檢測(cè)到RS232/RS485接口存在數(shù)據(jù)幀時(shí)， 按該定時(shí)時(shí)間間隔定時(shí)發(fā)送各種類型的同步幀；一旦檢測(cè)到RS232/RS485接口存在數(shù)據(jù)幀 時(shí)，則優(yōu)先發(fā)送數(shù)據(jù)幀，在數(shù)據(jù)幀發(fā)送完成，且檢測(cè)到RS232/RS485接口不存在數(shù)據(jù)幀時(shí)， 再將后續(xù)需要發(fā)送的同步幀按定時(shí)時(shí)間間隔不斷發(fā)送到下一網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)。
[0034] 優(yōu)選的，所述控制芯片為FPGA芯片。
[0035] 優(yōu)選的，還包括：
[0036] 主網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)接收通信管理機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)幀，并檢測(cè)是否在預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)接收到 經(jīng)環(huán)路傳輸后返回的該數(shù)據(jù)幀，如果接收到，首先對(duì)該數(shù)據(jù)幀進(jìn)行過濾處理，再將過濾后的 數(shù)據(jù)幀返回到通信管理機(jī)。
[0037] 本發(fā)明的有益效果如下：
[0038] 本發(fā)明提供的多通道光纖自愈方法，應(yīng)用于環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)中，提高了通信網(wǎng)絡(luò)的性能， 相比傳統(tǒng)的光端機(jī)裝置信道恢復(fù)效率大大提高，將本發(fā)明提供的方法應(yīng)用于某高鐵隧道照 明監(jiān)控系統(tǒng)中，實(shí)測(cè)情況證明，該方法將自愈時(shí)間控制在20ms內(nèi)，相比傳統(tǒng)的內(nèi)、外環(huán)模 式，性能更加可靠穩(wěn)定，適應(yīng)能力強(qiáng)，應(yīng)用前景廣闊。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0039] 圖1為本發(fā)明提供的應(yīng)用多通道光纖自愈方法時(shí)處于內(nèi)環(huán)工作模式的系統(tǒng)架構(gòu) 圖；
[0040] 圖2為本發(fā)明提供的應(yīng)用多通道光纖自愈方法時(shí)處于外環(huán)工作模式的系統(tǒng)架構(gòu) 圖；
[0041] 圖3為本發(fā)明提供的應(yīng)用多通道光纖自愈方法時(shí)處于左右半環(huán)工作模式的系統(tǒng) 架構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0042] 以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明：
[0043] 本發(fā)明提供一種多通道光纖自愈方法，如圖1所示，應(yīng)用多通道光纖自愈方法的 系統(tǒng)架構(gòu)圖，應(yīng)用于四通道雙纖自愈環(huán)中，該四通道雙纖自愈環(huán)由1個(gè)主網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)和η個(gè)從 網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)連成封閉環(huán)路；所述主網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)與通信管理機(jī)通信連接；每一個(gè)從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)均連 接對(duì)應(yīng)的從通信設(shè)備；所述主網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)和η個(gè)所述從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)均為自愈光端機(jī)；自愈光端 機(jī)可采用Lattice公司的FPGA(LFXP2)芯片為核心，通過編程實(shí)現(xiàn)了 3組串口，并向外部提 供了 1個(gè)RS485/RS232接口、2組環(huán)路光口，其中，對(duì)于主網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)，其通過RS485/RS232接 口與通信管理機(jī)通信；對(duì)于從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)，其通過RS485/RS232接口與RTU設(shè)備通信。2組環(huán) 路光口實(shí)現(xiàn)自愈功能，為全雙工的單模或多模光纖接口，環(huán)路光口須成對(duì)使用，TX 口為光發(fā) 送端口，連接另一個(gè)光端機(jī)的一組光接口的接收端RX，RX 口為光接收端口，連接同一個(gè)光 端機(jī)同一組光接口的發(fā)送端TX。每一個(gè)自愈光端機(jī)RS485/RS232接口波特率自適應(yīng)，透明 轉(zhuǎn)發(fā)通信數(shù)據(jù)。每一個(gè)自愈光端機(jī)包括TX1光發(fā)送端口、RX1光接收端口、TX2光發(fā)送端口、 RX2光接收端口、端口狀態(tài)檢測(cè)模塊、控制芯片和倒切開關(guān)；控制芯片可采用FPGA芯片。
[0044] 設(shè)η個(gè)從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)按連接順序依次記為從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)1、從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)2…從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn) η ;對(duì)于任意一個(gè)從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)i，記其配置有TXl_i光發(fā)送端口、RXl_i光接收端口、TX2_i光發(fā) 送端口、RX2_i光接收端口、端口狀態(tài)檢測(cè)模塊i、控制芯片i和倒切開關(guān)i ;
[0045] 本發(fā)明中，自愈環(huán)網(wǎng)組建時(shí)，自愈光端機(jī)區(qū)分主、從機(jī)，一個(gè)環(huán)內(nèi)必須有且僅有一 個(gè)主機(jī)，使用時(shí)主機(jī)的"光口 1"連接下一個(gè)從機(jī)的"光口 2"，如此向下級(jí)聯(lián)；最后一臺(tái)從機(jī) 的"光口 1"連接主機(jī)的"光口 2"。
[0046] 即：主網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)的TX1光發(fā)送端口與從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)1的RX2H光接收端口連接，從網(wǎng) 元節(jié)點(diǎn)1的TXU光發(fā)送端口與從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)2的RX2_ 2光接收端口連接，從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)2的TX1_2 光發(fā)送端口與從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)3的RX2_3光接收端口連接…依此類推，從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)η的ΤΧ1_η| 發(fā)送端口連接到主網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)的RX2光接收端口，由此形成一個(gè)內(nèi)環(huán)路；
[0047] 主網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)的ΤΧ2光發(fā)送端口與從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)η的RX 1_η光接收端口連接，從網(wǎng)元節(jié) 點(diǎn)η的ΤΧ2_η光發(fā)送端口與從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)η-1的RXIk光接收端口連接，從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)η-1的 TX2_n_i光發(fā)送端口與從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)n-2的RXl_n_2光接收端口連接，依此類推，從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)1的 TX2_i光發(fā)送端口與主網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)的RX1光接收端口連接，由此形成一個(gè)外環(huán)路；
[0048] 所述多通道光纖自愈方法包括以下步驟：
[0049] 主網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)是自愈的核心，主網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)通過對(duì)同步幀發(fā)送和接收的檢測(cè)、超時(shí) 處理機(jī)制，完成內(nèi)部4種狀態(tài)的遷移，實(shí)現(xiàn)光纖環(huán)網(wǎng)自愈，具體為：以LATTICE公司的 FPGA (LFXP2)芯片為核心，對(duì)通信數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，結(jié)合鏈路偵測(cè)判定、狀態(tài)遷移模型、沖突避 讓、環(huán)網(wǎng)數(shù)據(jù)過濾機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了 4種自愈環(huán)路，該方案解決了復(fù)雜環(huán)境下自愈網(wǎng)絡(luò)的生存性 和效率，系統(tǒng)工作穩(wěn)定、誤碼率低、實(shí)時(shí)性強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了該方案的可行性。
[0050] 具體實(shí)現(xiàn)步驟為：
[0051] S1，主網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)的控制芯片配置四種鏈路檢測(cè)模式，分別為：內(nèi)環(huán)模式、外環(huán)模式、 左半環(huán)模式和右半環(huán)模式；并設(shè)置四種鏈路檢測(cè)模式的優(yōu)先級(jí)順序，即：內(nèi)環(huán)模式的優(yōu)先 級(jí)高于外環(huán)模式的優(yōu)先級(jí)，左半環(huán)模式和右半環(huán)模式的優(yōu)先級(jí)相同且低于外環(huán)模式的優(yōu)先 級(jí)；參考圖1，為處于內(nèi)環(huán)工作模式的系統(tǒng)架構(gòu)圖；圖2為處于外環(huán)工作模式的系統(tǒng)架構(gòu)圖； 圖3為處于左右半環(huán)工作模式的系統(tǒng)架構(gòu)圖。其中，在圖1、圖2和圖3中，從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)在圖 中以自愈光端機(jī)（從）表示，主網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)在圖中以自愈光端機(jī)（主）表示，并且，圖中僅以 共設(shè)置5臺(tái)自愈光端機(jī)（從）進(jìn)行示意，實(shí)際應(yīng)用中，自愈光端機(jī)（從）的數(shù)量可根據(jù)實(shí)際 需要靈活調(diào)整，本發(fā)明對(duì)此并不限制。
[0052] 另外，控制芯片還配置四種同步幀類型，分別為：與內(nèi)環(huán)模式唯一對(duì)應(yīng)的內(nèi)環(huán)同步 幀，與外環(huán)模式唯一對(duì)應(yīng)的外環(huán)同步幀，與左半環(huán)模式唯一對(duì)應(yīng)的左半環(huán)同步幀以及與右 半環(huán)模式唯一對(duì)應(yīng)的右半環(huán)同步幀；
[0053] 具體實(shí)現(xiàn)上，可采用表1所示方式，進(jìn)行鏈路狀態(tài)類型及其相關(guān)參數(shù)配置：
[0054]

【權(quán)利要求】
1. 一種多通道光纖自愈方法，其特征在于，應(yīng)用于四通道雙纖自愈環(huán)中，該四通道雙纖 自愈環(huán)由1個(gè)主網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)和η個(gè)從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)連成封閉環(huán)路；所述主網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)與通信管理機(jī) 通信連接；每一個(gè)從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)均連接對(duì)應(yīng)的從通信設(shè)備；所述主網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)和η個(gè)所述從網(wǎng) 元節(jié)點(diǎn)均為自愈光端機(jī)；所述自愈光端機(jī)包括ΤΧ1光發(fā)送端口、RX1光接收端口、ΤΧ2光發(fā) 送端口、RX2光接收端口、端口狀態(tài)檢測(cè)模塊、控制芯片和倒切開關(guān)； 設(shè)η個(gè)從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)按連接順序依次記為從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)1、從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)2…從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)η ; 對(duì)于任意一個(gè)從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)i，記其配置有TXl_i光發(fā)送端口、RXl_i光接收端口、TX2_i光發(fā)送 端口、RX2_i光接收端口、端口狀態(tài)檢測(cè)模塊i、控制芯片i和倒切開關(guān)i ; 貝1J :主網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)的TX1光發(fā)送端口與從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)1的RX2H光接收端口連接，從網(wǎng)元節(jié) 點(diǎn)1的TXU光發(fā)送端口與從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)2的1?2_2光接收端口連接，從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)2的TX1_2| 發(fā)送端口與從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)3的RX2_ 3光接收端口連接…依此類推，從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)η的TXLn光發(fā) 送端口連接到主網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)的RX2光接收端口，由此形成一個(gè)內(nèi)環(huán)路； 主網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)的TX2光發(fā)送端口與從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)η的RXl_n|接收端口連接，從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)η 的ΤΧ2_η光發(fā)送端口與從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)η-1的RXIk光接收端口連接，從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)η-1的ΤΧ2_η_ι 光發(fā)送端口與從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)η-2的RXl_n_2光接收端口連接，依此類推，從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)1的TX2_i 光發(fā)送端口與主網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)的RX1光接收端口連接，由此形成一個(gè)外環(huán)路； 所述多通道光纖自愈方法包括以下步驟： S1，主網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)的控制芯片配置四種鏈路檢測(cè)模式，分別為：內(nèi)環(huán)模式、外環(huán)模式、左半 環(huán)模式和右半環(huán)模式；并設(shè)置四種鏈路檢測(cè)模式的優(yōu)先級(jí)順序，即：內(nèi)環(huán)模式的優(yōu)先級(jí)高 于外環(huán)模式的優(yōu)先級(jí)，左半環(huán)模式和右半環(huán)模式的優(yōu)先級(jí)相同且低于外環(huán)模式的優(yōu)先級(jí)； 另外，控制芯片還配置四種同步幀類型，分別為：與內(nèi)環(huán)模式唯一對(duì)應(yīng)的內(nèi)環(huán)同步幀， 與外環(huán)模式唯一對(duì)應(yīng)的外環(huán)同步幀，與左半環(huán)模式唯一對(duì)應(yīng)的左半環(huán)同步幀以及與右半環(huán) 模式唯一對(duì)應(yīng)的右半環(huán)同步幀； 52, 主網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)初始上電為空閑態(tài)，然后，根據(jù)鏈路檢測(cè)模式的優(yōu)先級(jí)順序，首先按一 定的發(fā)送策略不斷發(fā)送內(nèi)環(huán)同步幀，各個(gè)從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)根據(jù)接收到的同步幀類型以及自身四 個(gè)端口狀態(tài)，確定倒切開關(guān)的動(dòng)作方向 ： 具體為：如果從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)的RX2光接收端口接收到內(nèi)環(huán)同步幀，并檢測(cè)到本節(jié)點(diǎn)的RX2 光接收端口和TX1光發(fā)送端口正常，則通過倒切開關(guān)短接RX2光接收端口和TX1光發(fā)送端 口，然后將該內(nèi)環(huán)同步幀向下一從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)發(fā)送，如果環(huán)路上某一段鏈路出現(xiàn)故障，則內(nèi)環(huán) 同步幀無法繼續(xù)向前傳輸； 53, 主網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)判斷是否能夠在預(yù)設(shè)時(shí)間間隔內(nèi)通過RX2光接收端口接收到經(jīng)地環(huán)路 傳輸后返回的內(nèi)環(huán)同步幀，如果能夠接收到，則證明當(dāng)前內(nèi)環(huán)環(huán)路鏈路正常，繼續(xù)使用內(nèi)環(huán) 作為通信鏈路；一旦未能夠接收到，則證明當(dāng)前內(nèi)環(huán)環(huán)路鏈路故障，然后執(zhí)行S4 ; 54, 所述主網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)按一定的發(fā)送策略不斷發(fā)送外環(huán)同步幀，各個(gè)從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)根據(jù)接 收到的同步幀類型以及自身四個(gè)端口狀態(tài)，確定倒切開關(guān)的動(dòng)作方向： 具體為：如果從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)的RX1光接收端口接收到外環(huán)同步幀，并檢測(cè)到本節(jié)點(diǎn)的RX1 光接收端口和TX2光發(fā)送端口均正常，則通過倒切開關(guān)短接RX1光接收端口和TX2光發(fā)送 端口，然后將該外環(huán)同步幀向下一節(jié)從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)發(fā)送，如果外環(huán)環(huán)路上某一段鏈路出現(xiàn)故 障，則外環(huán)同步幀無法繼續(xù)向前傳輸； 55, 主網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)判斷是否能夠在預(yù)設(shè)時(shí)間間隔內(nèi)通過RX1光接收端口接收到經(jīng)地環(huán)路 傳輸后返回的外環(huán)同步幀，如果能夠接收到，則證明當(dāng)前外環(huán)環(huán)路鏈路正常，繼續(xù)使用外環(huán) 作為通信鏈路；一旦未能夠接收到，則證明當(dāng)前外環(huán)環(huán)路鏈路故障，然后執(zhí)行S6 ; 56, 所述主網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)按一定的發(fā)送策略同時(shí)執(zhí)行以下操作：通過TX1光發(fā)送端口不斷 發(fā)送左環(huán)同步幀，以及，通過TX1光發(fā)送端口不斷發(fā)送右環(huán)同步幀； 對(duì)于任何一個(gè)從網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)i，當(dāng)其接收到左環(huán)同步幀時(shí)，判斷自身的TX1光發(fā)送端口是 否故障，如果沒有，則將左環(huán)同步幀繼續(xù)向后一個(gè)從網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)i+Ι發(fā)送，直到發(fā)送到TX1光 發(fā)送端口出現(xiàn)故障的從網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)；如果出現(xiàn)故障，則通過倒切開關(guān)短接自身的RX2光接收 端口和TX2光發(fā)送端口，將接收到的左環(huán)同步幀通過自身的TX2光發(fā)送端口返回給前一個(gè) 從網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)i-Ι，從網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)i-Ι再將接收到的左環(huán)同步幀返回給前一個(gè)從網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，如果 返回鏈路均正常，則最終返回到主網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的RX1光接收端口；如果返回鏈路出現(xiàn)故障，則 無法將左環(huán)同步幀返回到主網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的RX1光接收端口；即：主網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)判斷RX1光接收 端口是否能夠在預(yù)設(shè)時(shí)間間隔內(nèi)接收到經(jīng)左環(huán)路傳輸后返回的左環(huán)同步幀，如果能夠接收 至IJ，則證明當(dāng)前存在左環(huán)環(huán)路鏈路正常的傳輸鏈路； 對(duì)于任何一個(gè)從網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)i，當(dāng)其接收到右環(huán)同步幀時(shí)，判斷自身的TX2光發(fā)送端口是 否故障，如果沒有，則將右環(huán)同步幀繼續(xù)向后一個(gè)從網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)i-Ι發(fā)送，直到發(fā)送到TX2光 發(fā)送端口出現(xiàn)故障的從網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)；如果出現(xiàn)故障，則通過倒切開關(guān)短接自身的RX1光接收 端口和TX1光發(fā)送端口，將接收到的右環(huán)同步幀通過自身的TX1光發(fā)送端口返回給前一個(gè) 從網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)i+Ι，從網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)i+Ι再將接收到的右環(huán)同步幀返回給前一個(gè)從網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，如果 返回鏈路均正常，則最終返回到主網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的RX2光接收端口；如果返回鏈路出現(xiàn)故障，則 無法將右環(huán)同步幀返回到主網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的RX2光接收端口；S卩：主網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)判斷RX2光接收 端口是否能夠在預(yù)設(shè)時(shí)間間隔內(nèi)接收到經(jīng)右環(huán)路傳輸后返回的右環(huán)同步幀，如果能夠接收 至IJ，則證明當(dāng)前存在右環(huán)環(huán)路鏈路正常的傳輸鏈路； 艮P :主網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通過探測(cè)到的鏈路狀態(tài)調(diào)整組網(wǎng)方式，實(shí)現(xiàn)四通道光纖自愈。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道光纖自愈方法，其特征在于，S2中，對(duì)于任何一個(gè)從網(wǎng) 元節(jié)點(diǎn)i，其控制芯片通過以下方式獲知自身的TXl_i光發(fā)送端口、RXl_i光接收端口、TX2_i 光發(fā)送端口和RX2_i光接收端口是否出現(xiàn)故障： (1)對(duì)于RXl-i光接收端口和RX2-i光接收端口： 通過端口狀態(tài)檢測(cè)模塊i，直接檢測(cè)本網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)中RXl-i光接收端口和RX2-i光接收端 口是否出現(xiàn)連接故障，如果檢測(cè)到RXl-i光接收端口出現(xiàn)故障，則一方面，將故障信號(hào)通知 給本網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)中的控制芯片i ;另一方面，向TXl-i光發(fā)送端口發(fā)送第一故障頭，TXl-i光發(fā) 送端口再將接收到的第一故障頭發(fā)送到從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)i+Ι的RX2_ i+1光接收端口，RX2_i+1光接 收端口再將接收到的第一故障頭發(fā)送到本網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)的控制芯片i+Ι，控制芯片i+Ι即可獲 知自身的TX2_ i+1光發(fā)送端口出現(xiàn)故障； 如果檢測(cè)到RX2-i光接收端口出現(xiàn)故障，則一方面，將故障信號(hào)通知給本網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)中 的控制芯片i ;另一方面，向TX2-i光發(fā)送端口發(fā)送第二故障頭，TX2-i光發(fā)送端口再將接 收到的第二故障頭發(fā)送到從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)i-Ι的RXL i+1光接收端口，RXLi+1光接收端口再將接 收到的第二故障頭發(fā)送到本網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)的控制芯片i-Ι，控制芯片i-Ι即可獲知自身的TXl_ i+1 光發(fā)送端口出現(xiàn)故障； (2)對(duì)于TXl_i光發(fā)送端口和TX2_i光發(fā)送端口： 如果其RXl_i光接收端口接收到來自后一從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)i+Ι的TX2_i+1光發(fā)送端口發(fā)送的 第二故障頭，則可獲知TXU光發(fā)送端口出現(xiàn)故障； 如果其RX2_i光接收端口接收到來自前一從網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)i-Ι的ΤΧΙ+i光發(fā)送端口發(fā)送的 第一故障頭，則可獲知TX2_i光發(fā)送端口出現(xiàn)故障。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道光纖自愈方法，其特征在于，S2、S4和S6中，主網(wǎng)元節(jié) 點(diǎn)發(fā)送各種類型同步幀的發(fā)送策略為：同步幀與數(shù)據(jù)幀之間的沖突避讓機(jī)制。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的多通道光纖自愈方法，其特征在于，所述沖突避讓機(jī)制具體 為： 主網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)與通信管理機(jī)之間通過RS232/RS485接口傳輸數(shù)據(jù)幀； 主網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)設(shè)置定時(shí)時(shí)間間隔，當(dāng)沒有檢測(cè)到RS232/RS485接口存在數(shù)據(jù)幀時(shí)，按該 定時(shí)時(shí)間間隔定時(shí)發(fā)送各種類型的同步幀；一旦檢測(cè)到RS232/RS485接口存在數(shù)據(jù)幀時(shí)， 則優(yōu)先發(fā)送數(shù)據(jù)幀，在數(shù)據(jù)幀發(fā)送完成，且檢測(cè)到RS232/RS485接口不存在數(shù)據(jù)幀時(shí)，再將 后續(xù)需要發(fā)送的同步幀按定時(shí)時(shí)間間隔不斷發(fā)送到下一網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道光纖自愈方法，其特征在于，所述控制芯片為FPGA芯 片。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道光纖自愈方法，其特征在于，還包括： 主網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)接收通信管理機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)幀，并檢測(cè)是否在預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)接收到經(jīng)環(huán) 路傳輸后返回的該數(shù)據(jù)幀，如果接收到，首先對(duì)該數(shù)據(jù)幀進(jìn)行過濾處理，再將過濾后的數(shù)據(jù) 幀返回到通信管理機(jī)。
【文檔編號(hào)】H04B10/035GK104092490SQ201410367902
【公開日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月30日
【發(fā)明者】閆亮亮, 陳秋琳, 陳劍云, 吳輝, 李天亮, 李佳臻, 盧旺, 樊江濤, 蔣士林, 胡穎 申請(qǐng)人:北京太格時(shí)代自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)備有限公司