光纤保护倒换功能
光开关
光传感系统:空分复用的光纤传感系统,节约解调系统,降 低成本。
作为开关的主要技术参数：
插入损耗：输入和输出端口间光功率的减少； 回波损耗：从输入端返回的光功率与输入光功率的比值
隔离度：两个相隔离输出端口光功率的比值
消光比：端口处于导通和非导通状态的插入损耗之差。 开关时间：指开关端口从某一初始转为通或断所需的时 间从在开关上施加或撤去转换能量的时刻起测量。
定义：一种具有一个或多个可选择的传输端口，可对 光传输线路或集成光路中的光信号进行相互转换或逻 辑操作的器件。 主要功能：目前主要是光交换系统和主备倒换，即利 用光开关技术实现全光层的路由选择、波长选择、光 交叉连接以及自愈保护等功能。1，将某一光纤通道的 光信号切断或开通；2，将某波长光信号由一光纤通道 转换到另一光纤通道去；3，在同一光纤通道中将一种 波长的光信号转换为另一波长的光信号（波长转换器） 多信道光通信系统还需要光插／分复用技术和快速的 网间信息交换技术以及光的交叉连接（ＯＸＣ）技术 都需要超高速大规律集成的光开关矩阵。
光开关的应用范围
光纤测试中的光源控制：１ＸN光开关在光纤测 试技术中主要应用于控制光源的接通和切断。 光网络的自动保护倒换 光网络监控 光纤通信器件测试光交叉连接 光插分复用器 光传感系统 光学测试
保护倒换功能：光 开关通常用于网络 的故障恢复。当光 纤断裂或其他传输 故障发生时，利用 光开关实现信号迂 回路由，从主路由 切换到备用路由上。 这种保护通常只需 要最简单的1×2光 开关。 SNCP: 子网连接保护
( 1 ) 2 1 n 1 ( 2 ) 2 11 n ( 1 ) 21 n 2 3 31 1 ) 41 ( 2 4 n 51 ( 1 ) n 2 5 61 1) ( 2 6 n
电力EPON技术标准.DOC
类型一：ONU-1
具备承载以太网/IP业务的能力，至少支持提供1或4个FE以太网接口，具备可扩展能力；提供一个或两个PON接口。支持选配E1口。
类型二：
具备承载以太网/IP业务，透传IEC60870-5-104等电力通信规约。同时具备承载RS232/485串口业务的能力，透传IEC60870-5-101/102/103、61850（变电站自动化）、CDT、DNP等多种电力通信规约。支持两个PON接口上联。可选支持E1口。
ODNOptical Distribution Network光分配网络
OLTOptical Line Terminal光线路终端
OMAOptical Modulation Amplitude光调制幅度
ONUOptical Network Unit光网络单元
OSIOpen System Interconnection开放系统互联
d)EPON系统的PMD子层应符合IEEEStd802.3-2005和YD/T 1475的规定。
e)RS子层和PCS子层/PMA子层、多点控制协议MPCP（MPCP）、OAM功能应符合YD/T1475以及YD/T 1771的规定。
18
OLT
OLT的网络侧必须支持GE接口，可选支持10/100BASE-T、10/100BASE-F接口、10GBASE-X接口。
5）针对电力特定应用场景，增加“手拉手”网络保护结构，细化了对设备环境温度、电磁兼容性指标要求等技术参数
6）各个网省公司基本建设了覆盖各个单位的SDH通信系统，EPON系统为与现有的通信网络互联，即在OLT出口与该节点的网络设备进行互联，OLT上增加STM-N接口。
7）为适应电力专网的使用环境，对ONU外形及安装方式提出要求。
中国电信光纤到户(FTTH)工程设计规范(标准版)
R/S
UNI
SNI OLT
S/R
ONU1 ONU2
OBD
ONUn
图1 EPON系统参考模型
图2 EPON协议分层和OSI参考模型间的关系
5.2 PON系统对ODN的基本要求 5.2.1 PON系统信号传送方式 PON系统采用单纤双向方式。上行使用1310nm波长，下行使用 1490nm波长。当采用波分复用方式提供CATV业务时，下行增加使用 1550nm波长。在下行方向(OLT到ONU)，OLT发送的信号通过一个1:N(或 2:N)的光分路器(或几个分路器的级联)到达各个ONU；在上行方向(ONU到 OLT)， 各ONU根据OLT指定的时间发送信息。ONU发送的信号只会到达 OLT，而不会到达其他ONU。 5.2.2 PON系统对光分配网ODN的基本要求 ODN所采用的光纤为G.652单模光纤，其上下行光链路的衰减值应 不大于表1要求。
2）10/1000BASE-T接口 10/1000BASE-T接口应符合IEEE802.3-2002规定； 3）E1接口 E1接口应符合GB7611-2001的规定； 4）Z接口 Z接口应符合YD/T1054-2000 10.1.1节的规定； 5）Za接口 Za接口应符合YD/T1054-2000 10.1.2节的规定； 6）H.248协议 EPON系统实现H.248协议应符合YD/T1292-2003的规定； 7）SIP协议 EPON系统实现SIP协议应符合IETF RFC3435和《中国电信 SIP网关控制协议规范》的规定。
EPON系统应实现各ONU之间的二层隔离。
6.4.10 生成树 当OLT支持多个GE或10/100BaseT SNI接口时，应支持符合 IEEE802.1D规定的生成树协议。
EPON技术与标准
OLT：备用的OLT PON端口处于冷备用状态，由 OLT检测线路状态、OLT PON端口状态，倒换应由 OLT完成。 光分路器：使用2:N光分路器； ONU：无特殊要求。
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光纤保护倒换：全保护
1:N光分路器 OLT PON 口(主) PON 口(备) PON 口 1:N光分路器 ONU N PON 口 ONU 1
IPTV (5 Gbps), On-Demand (2.5 Gbps), Internet, Gaming, etc. (2.5 Gbps) Massively Multiplayer Gaming, Video Surveillance, Video Telephony (10 Gbps)
PS
ONU
宽带无线接入（WLAM和WiMAX）适合用于个人用户的便 捷接入，是未来发展的重要方向；但受载频宽度、传输 距离等方面的限制，每用户接入带宽有限，难以作为家 庭普遍接入的手段，是有线接入的重要补充
3
第一部分：EPON技术与标准
光纤接入及FTTX的概念
EPON技术标准化 EPON技术 EPON系统多业务承载及QoS 典型EPON系统 下一代EPON技术 GPON技术简介
GPON FSAN提出，ITU-T标准化；
GEM封装；
技术复杂，成本略高 标准仍在完善； 已开始试商用和小规模部署
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第一部分：EPON技术与标准
光纤接入及FTTX的概念 EPON技术标准化
EPON技术
EPON系统多业务承载及QoS 典型EPON系统 下一代EPON技术 GPON技术简介
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第一部分：EPON技术与标准
光纤接入及FTTX的概念 EPON技术标准化 EPON技术 EPON系统多业务承载及QoS
继续教育JTG 2182-2020《公路工程质量检验评定标准 第二册 机电工程》(每日一练)
判断题（共20 题)1、同步数字体系（SDH）光纤传输系统的自动保护倒换功能是指工作环路故障或大误码时，自动倒换到备用线路。
(A)A、正确B、错误答题结果：正确答案：A2、波分复用（WDM）光纤传输系统的线路侧接收、发送参考点中心频率偏移检查项目，要求±25GHz。
(B)A、正确B、错误答题结果：正确答案：B3、施工单位和监理单位在工程完工后进行质量检验时，所有项目合格率应为100%，否则应进行整修或返工处理直至符合要求后再进行交工质量检测。
(A)A、正确B、错误答题结果：正确答案：A4、工程质量评定等级应分为优良、合格与不合格。
(B)A、正确B、错误答题结果：正确答案：B5、车辆检测器的车速精度要求≤5%。
(B)A、正确B、错误答题结果：正确答案：B6、可变标志的显示屏平均亮度检查项目要求符合设计要求。
无要求时，LED车道控制标志、交通信号灯最大亮度≥2500cd/m2。
(B)A、正确B、错误答题结果：正确答案：B7、大屏幕显示系统的亮度不均匀度检查项目，要求达到白色平衡时的亮度不均匀度符合设计要求，无要求时≤10%。
(A)A、正确B、错误答题结果：正确答案：A8、通信电源系统的交流电路和直流电路对地、交流电路对直流电路的绝缘电阻检查项目，要求≥2 MΩ。
(A)A、正确B、错误答题结果：正确答案：A9、车道专用费额信息显示屏亮度要求符合设计要求，无要求时≥5000cd/m2。
(B)A、正确B、错误答题结果：正确答案：B10、ETC门架系统的通信区域要求应满足车辆通行正确交易的需求。
(A)A、正确B、错误答题结果：正确答案：A11、收费分中心设备及软件要求能切换、控制各收费站、车道的CCTV图像。
(A)A、正确B、错误答题结果：正确答案：A12、超限检测系统中使用的轴型识别器应通过相关部门的型式评价，并通过计量部门的检定，取得相应证书并在有效期内。
(B)A、正确B、错误答题结果：正确答案：B13、中压设备电力电缆线路的绝缘电阻要求用交流绝缘电阻测试仪测量。
光纤保护倒换功能
光纤保护倒换功能Company Document number : WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998 EPON采用点到多点的树形拓扑结构，忖干光纤的生存性将保证整个EPON网络的可靠性。
提供一种可行方案，在提高EPON系统中可靠性、稳立性的同时，兼顾系统成本，实现一种低成本并简便可行的EPON网络件干光纤保护方法。
EPON系统中光纤保护实现方法引言以太无源光网络（EPON）技术是一种基于以太网、点到多点的光纤接入技术，它集以太网技术的简单性和PON网络的髙效等特点于一身，是未来实现光纤到户的光纤接入网的最佳方式。
目前，EPON系统中所采用保护倒换方式都需要配置冗余的PON模块等，成本较髙，并且实现机制较为复杂。
而EP07技术是接入网技术之一，主要用于FTTH/FTTB的宽带接入业务，用户接入成本较为敏感，并且对保护的要求相对较低，因此EPON系统现有的保护方式的实际应用价值较低。
1、EPON系统中实现骨干光纤保护倒换的意义EPON采用点到多点的树形拓扑结构，供干光纤的故障会导致其所属的所有ONL-均无法与EPON网络通信，因此，件干光纤的生存性将保证整个EPON网络的可靠性。
竹干光纤保护倒换方式将是提高EPON系统在网络中应用中可靠性的主要保护倒换方式。
2、光纤保护倒换功能要求为了提高网络可靠性和生存性，可在EPON系统中采用光纤保护倒换机制。
光纤保护倒换可分为以下两种方式进行：a）自动倒换：由故障发现触发，如信号丢失或信号劣化等；b）强制倒换：由管理事件触发。
3、光纤保护倒换类型光纤保护主要的有以下三种类型：1）类型a :骨干光纤冗余保护（如图a）:OLT :采用单个PON端口，PON口处内置仆2光开关，由OLT检测线路状态（检测方式待讨论）光分路器：使用2:N光分路器;ONU :无特殊要求。
2）类型b : OLT PON口、骨干光纤冗余保护（如图b）:OLT:备用的OLT PON端口处于冷备用状态，由OLT检测线路状态（检测方式待讨论）、OLT PON端口状态，倒换应由OLT完成。
光纤自动倒换保护系统在广电网络中的应用
要实现主备光纤实时监测可采用 ２ ×２光开关模块进行
ｃ肥 ０ 。 丽
＝
莉 藕
全交换。其工作原理如下：正常情况下，主用光纤承载通信
光， 备用光纤承载测试光， 通过 ２ 光开关互相隔离。当主 ２ Ｘ 用光纤阻断时， Ｘ２ ２ 光开关交叉倒换， 备用路由接入通信光， 同时主纤接入测试光， 通信光与测试光同样相互隔离。
上增加 了约 ０２ｄ 的衰耗 。 光路倒 换模块 主要 包含 １ ． Ｂ ５ ２或 Ｘ ２ ２ 开关 ， × 光 受控在 主、 光通道 之间 自动倒 换 。 备
标，同时在备用路由上的引入的介入损耗及备用缆纤的衰减 也不影响光传输系统的技术指标。因此需要严格考虑光缆线 路上允许的最大衰减富余度，该值要大于保护系统所引入的 介入损耗。其计算公式如下：
力应满足 下面 的要求 ： 一路接 １进行 提供 ３
光 纤 自动倒换保 护 系统
在 广 电网络 中的应 用
口 陈 玖 根
光 纤 自动 倒 换保 护 系统 由 自动 倒 换设 备 和 网 管 中心 组
本 地 ＬＴ 问登 录 备间 的网管 通信 使 Ｃ访 设 用 ＴＰ Ｐ Ｃ／ 协议 ，Ｃ 以通过 Ｉ协 议登 录 Ｉ ＬＴ可 Ｐ 到远端 的可达设 备 ；网管接 １类 型为 ＥＡ １ ３ Ｉ Ｒ－ ３－ 或 １Ｂｓ－ Ｓ ２２ Ｃ ０ａｅ Ｔ或 ｌ Ｏａｅ Ｔ以太 ＯＢｓ—
二、 备纤的 自动倒换 保护功 能。 主 自动倒换 保护 时间小 于 ５ 毫秒 （ 换等待 时间设置 为 Ｏ）达到 了传输 系统 自愈业 务 ０ 倒 ，
ｌ Ｌ （ Ｏ ／ ｌ ．ｄ Ｏ ｇ １ ０ ３） ５ ２ Ｂ
五、 自动倒 换设备在 朗 讯 Ｓ Ｈ 系统的 应用 。朗讯 ＳＨ Ｄ Ｄ 系
PON技术介绍
PON技术介绍一、什么是pon无源光网络（PON）技术是一种点到多点的光纤接入技术，它由局侧的OLT（光线路终端）、用户侧的ONU（光网络单元）以及ODN（光分配网络）组成。
一般其下行采用TDM 广播方式、上行采用TDMA（时分多址接入）方式，而且可以灵活地组成树型、星型、总线型等拓扑结构（典型结构为树形结构）。
所谓“无源”，是指ODN 中不含有任何有源电子器件及电子电源，全部由光分路器（Splitter）等无源器件组成，因此其管理维护的成本较低。
EPON 的标准化工作主要由IEEE 的802.3ah即EFM（EthernetFortheFirst Mile，第一英里以太网）工作组来完成，其制定EPON 标准的基本原则是尽量在802.3 体系结构内进行EPON 的标准化工作，工作重点放在EPON 的MAC 协议上，最小程度地扩充以太网MAC 协议。
该标准目前还是草案，EFM 计划在2004 年正式发布EPON 的相关标准。
我国目前正在积极进行EPON 的标准化工作，通信行业标准《接入网技术要求－基于Ethernet 的无源光网络（EPON）》正在制订中。
GPON 是ITU 提出的G比特级的无源光网络。
ITU 在2003 年正式通过并颁布了GPON 标准系列中的三个标准：G.984.1、G.984.2 和G.984.3。
由于GPON 标准是ITU 在APON 标准之后推出的，因此G.984 标准系列不可避免的沿用了G.983 标准的很多思路。
GPON 与EPON 都是千兆比特级的PON 系统，与EPON 力求简单的原则相比，GPON 更注重多业务和QoS保证，因此更受运营商的青睐。
但由于GPON 标准复杂且开发较晚，技术尚不成熟，因此目前GPON 产品还未到商品化阶段。
目前IEEE提出的EPON 实现方案是：在与APON 类似的结构和G．983 的基础上，设法保留APON 的物理层PON，而以Ethernet 技术代替ATM技术作为数据链路层协议，构成一个可以提供更大带宽、更低成本和更强业务能力的新的结合体EPON。
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光纤保护倒换功能标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]
EP0N系统中光纤保护实现方法
EPON采用点到多点的树形拓扑结构，骨干光纤的生存性将保证整个EPON网络的可靠性。
提供一种可行方案，在提高EPON系统中可靠性、稳定性的同时，兼顾系统成本，实现一种低成本并简便可行的EPON网络骨干光纤保护方法。
引言
以太无源光网络（EPON）技术是一种基于以太网、点到多点的光纤接入技术，它集以太网技术的简单性和PON网络的高效等特点于一身，是未来实现光纤到户的光纤接入网的最佳方式。
目前，EPON系统中所采用保护倒换方式都需要配置冗余的PON模块等，成本较高，并且实现机制较为复杂。
而EPON技术是接入网技术之一，主要用于FTTH/FTTB的宽带接入业务，用户接入成本较为敏感，并且对保护的要求相对较低，因此EPON系统现有的保护方式的实际应用价值较低。
1、E PON系统中实现骨干光纤保护倒换的意义
EPON采用点到多点的树形拓扑结构，骨干光纤的故障会导致其所属的所有ONU均无法与EPON网络通信，因此，骨干光纤的生存性将保证整个EPON网络的可靠性。
骨干光纤保护倒换方式将是提高EPON系统在网络中应用中可靠性的主要保护倒换方式。
2、光纤保护倒换功能要求
为了提高网络可靠性和生存性，可在EPON系统中采用光纤保护倒换机制。
光纤保护倒换可分为以下两种方式进行：
a) 自动倒换：由故障发现触发，如信号丢失或信号劣化等；
b) 强制倒换：由管理事件触发。
3、光纤保护倒换类型
光纤保护主要的有以下三种类型：
1）类型a：骨干光纤冗余保护（如图a）：
OLT：采用单个PON端口，PON口处内置1×2光开关，由OLT检测线路状态（检测方式待讨论）
光分路器：使用2:N光分路器；
ONU：无特殊要求。
2）类型b：OLT PON口、骨干光纤冗余保护（如图b）：
OLT：备用的OLT PON端口处于冷备用状态，由OLT检测线路状态（检测方式待讨论）、OLT PON端口状态，倒换应由OLT完成。
光分路器：使用2:N光分路器；
ONU：无特殊要求。
3）类型c：全保护（OLT PON口、骨干光纤、光分路器、配线光纤冗余保护）（如图c）。
OLT：主、备用的OLT PON端口均处于工作状态；
光分路器：使用2个1:N光分路器；
ONU：在PON端口前内置光开关装置，由ONU检测线路状态（检测方式待讨论），并决定决定主用线路，倒换应由ONU完成。
4、光纤保护倒换准则
骨干光纤保护方式中，OLT侧的主、备两个PON模块的端口分别通过骨干光纤的主、备两条光纤连接到2:N分路器的两个端口，从分路器到ONU侧采用常规连接。
在OLT主用PON模块处于工作状态时，备用PON模块处于冷备份状态。
如果工作光纤出现故障或主用PON模块失效，启用备用的备用PON模块和光纤。
倒换到备用PON模块时，冷备份的备用PON模块中的信号发射模块被激发到正常工作状态需要一段较长的时间。
这种方式OLT侧需配置主、备两个PON模块，骨干光纤需铺设主、备两条光纤，从而实现对骨干段光纤的保护，提高系统得可靠性。
光纤全保护倒换方式中，每个ONU通过主、备两个PON模块与两个独立的光分路器实现双归属连接，每个分路器连接OLT的两个PON口。
OLT备用模块采用热备份方式，切换在每个ONU上进行，需要切换协议。
这种方式OLT和ONU均需配置主、备两个PON模块，骨干光纤需铺设主、备两条光纤，需设置两台分路器，以及对每个ONU铺设主、备两条接入光纤，从而实现对EPON系统中每个网元的保护，提高系统得可靠性。
骨干光纤保护方式相对于光纤全保护倒换方式代价较小，仅对EPON系统的骨干段光纤实现保护；而光纤全保护倒换方式彻底消除了EPON系统中的单点故障隐患，但是代价也是整体翻倍的。
3、EPON系统中简单骨干光纤保护倒换的实现
EPON系统简单骨干光纤保护倒换实现思路
为了实现简单的骨干光纤保护倒换，EPON系统应由光线路终端（OLT）、工作光纤、保护光纤、2:N光分路器、光网络单元（ONU）组成，其中OLT内包括保护倒换控制模块（在工作光纤故障的情况下，发出切换信号来控制系统的保护倒换）、PON模块（接收光
接入网提供的光信号并发送该光信号到用户侧，同时PON模块可根据与其耦接的光纤的工作情况发出告警信息，如光信号丢失和信号劣化告警）。
如图3所示。
图3 支持骨干光纤保护的EPON系统结构
PON模块输出PON口的两个输出口分别与工作光纤和保护光纤相连，工作光纤和保护光纤又分别连接2:N分路器的两个输入口，从2:N分路器到ONU侧采用常规连接，ONU采用常规ONU。
系统正常工作时，保护倒换控制模块在线监测OLT PON模块的工作状态和相关告警信息，当保护倒换控制模块接收到来自OLT的线路故障、信号劣化等告警信息时，根据预设的机制进行判断是否进行倒换，并触发切换模块实现切换，从而实现EPON系统骨干光纤的主备倒换。
完成倒换后，由于主、备用光纤的长度不可能完全相同，为避免上行业务冲突，控制模块会同时触发PON模块重新发起发现、测距、注册等过程，从而完成EPON系统业务的保护倒换。
EPON系统实现简单光纤保护倒换实现流程
光纤保护倒换在以下两种情况时进行：①自动倒换：由故障发现触发，如信号丢失等；②强制倒换：由管理事件触发。
如图所示，自动保护倒换自步骤S1开始。
图EPON系统实现简单光纤保护倒换实现流程
在步骤S1，系统的保护倒换控制模块启动。
在步骤S2，保护倒换控制模块实时监测PON模块的工作状态，例如可通过轮询的方式，PON模块实时上报相关状态信息给保护倒换控制模块。
在步骤S3中，根据保护倒换控制模块与PON模块之间的通信是否正常，确定是否PON模块本身出现故障。
如果在步骤S3中确定PON模块本身出现故障，则流程进到步骤S4。
在步骤S4，保护倒换控制模块向网管严重告警，进到步骤S5。
如果在步骤S3中确定PON模块本身正常，则流程进到步骤S5。
在步骤S5，根据是否收到来自PON模块的相关告警，如光信号丢失、信号劣化的告警，确定骨干工作光纤是否有故障，例如断路故障。
如果步骤S5的确定为是，步骤S6；如果在步骤S5中确定保护倒换控制模块未收到来自PON模块的相关告警，即无诸如线路故障、信号劣化的相关告警，则确定PON模块以及工作光纤工作正常，流程返回到步骤
S2，继续执行对PON模块的实时监测。
在步骤S6，保护倒换控制模块将切换事件上报网管，然后流程进到步骤S7。
在步骤S7， PON模块接收光是否正常。
如果PON模块接收光正常，则流程进到步骤S8。
在步骤S8，保护倒换控制模块触发OLT开始骨干光纤倒换后的自动发现过程。
如果在步骤S7切换后，PON模块仍然无接收光，则断定所有ONU下线或保护光纤故障，不再进行倒换，系统返回步骤S2。
以下保护倒换控制模块触发OLT开始骨干光纤倒换后的自动发现过程与常规的过程相同，因此，仅对其进行简要的描述。
在步骤S8，OLT向ONU广播发送Discovery GATE帧。
在步骤S9，ONU在接收到Discovery GATE帧后，随机等待一段时间后发送REGISTER_REQ帧给OLT，在REGISTER_REQ帧中，包含了ONU的MAC地址和其他参数。
在步骤S10，OLT接收到一个有效的REGISTER_REQ消息后，根据其MAC地址，分配发生光纤保护倒换前对应的LLID，并进行再绑定。
在步骤S11，OLT发送标准GATE帧以允许ONU发送REGISTER_ACK消息。
在步骤S12，ONU发送REGISTER_ACK消息到OLT。
在步骤S13，OLT1接收到REGISTER_ACK消息，验证REGISTER_ACK消息，发现过程完成，并计算RTT值（光信号往返时间）。
在步骤S14，ONU完成注册，可以访问EPON网络，业务恢复正常，保护倒换成功。
以下实现流程同自动保护倒换实现流程的步骤。
在现有的光纤保护倒换方法的基础上，结合EPON系统的应用特点，改善原有保护倒换成本高、实现机制复杂的缺点，从而实现简单而有效的骨干光纤保护倒换。
EPON系统实现光纤全保护倒换实现流程
系统正常工作时，保护倒换控制模块在线监测ONU PON模块的工作状态和相关告警信息，当保护倒换控制模块接收到来自ONU的线路故障、信号劣化等告警信息时，根据预设的机制进行判断是否进行倒换，并触发切换模块实现切换，从而实现EPON系统光纤的主备倒换。
在这种情况下，在olt上，备用模块处于热备份状态，配置信息和主用模块的相同，管理通道打开，能够进行备用onu的注册，以及配置规则的下发，只是业务通道关闭。
当发生切换后，只需将业务通道打开即可。