CN101707507B - 多波长无源光网络系统、其保护方法及多波长远端节点 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多波长无源光网络系统、其保护方法及多波长远端节点，该系统包括：光线路终端、多个多波长远端节点、多个光网络单元组，光线路终端与多个多波长远端节点通过光纤组成环形网，每个多波长远端节点下连接一个光网络单元组，不同的光网络单元组之间采用波分复用，一个光网络单元组中的光网络单元时分复用一个波长，光网络单元组的上下行波长相等；光线路终端包括：可沿不同方向发送下行信号的第一、第二光发送模块，及可接收沿不同方向发送的上行信号的第一、第二光发送模块，从而在网络链路出现故障时，环形网断裂成两个树形网络后，对于未出现故障的地方仍能实现信号的收发，从而可以以较低的成本提供电信级的故障恢复。

Description

多波长无源光网络系统、其保护方法及多波长远端节点

技术领域

本发明涉及光通信领域，特别是涉及一种多波长无源光网络(WDM-PON)系统、其保护方法及多波长远端节点。

背景技术

无源光网络(Passive Optical Network，PON)是业界公认的接入网理想和长远的解决方案。以太网无源光网络(Ethernet Passive Optical Network，EPON)技术已经成熟并规模应用，10Gb/s的EPON(10GEPON)、多波长以太网无源光网络(Wavelength Division Multiplexed Ethernet Passive Optical Network，WDM-EPON)、多波长和时分复用(Wavelength Division Multiplexing andTime-Division Multiplexing，WDM-TDM)混合PON成为下一代宽带接入网的研究热点，10GEPON继承了传统TDM EPON的灵活性和技术简单等特点，但工作机制没有本质改变，仅依靠提升速率来扩展带宽，网络升级成本较高。

WDM-EPON将EPON与WDM技术相结合，以波分多址方式实现多个光网络单元(Optical Network Unit，ONU)的上行复用，在带宽和网络可扩展性方面有明显优势。WDM-TDM混合PON是一种融合了传统TDM EPON和WDM-EPON等技术优势的混合型多波长以太网综合接入技术。与上两种新型EPON技术相比，WDM-TDM混合PON兼顾了网络性能和成本，得到了广泛关注。

传统的PON结构大都采用点到多点的树形拓扑。针对这种网络拓扑结构，提高网络生存性的措施主要是采用全网备份的保护策略或者部分网络设施备份的保护策略，以上两种方式都要备份关键设备(如光线路终端OLT、光纤、光分支器或WDM复用/解复用器、关键光网络单元ONU等)，增加了系统成本，同时还会降低系统的安全性。也有人提出用环形拓扑来组建PON，但多波长条件下的环形PON结构及其保护倒换方法甚少。

图1示出了现有技术的多波长无源光网络系统的结构示意图。该现有技术的多波长无源光网络系统采用点到多点的树形拓扑结构。针对这种网络拓扑结构，提高网络生存性的措施主要是采用全网备份的保护策略或者部分网络设施备份的保护方法，以上两种方式都要备份关键设备，如OLT、光纤、光分支器或WDM复用/解复用器、关键ONU等，采用的这种保护方法，增加了系统成本，同时还会降低系统的安全性。如图1，该现有技术的多波长无源光网络系统中，在具有弹性保护倒换功能的OLT和ONU内配置两套收发设备，并对从OLT至单独的ONU之间的PON链路光纤以及阵列式波导光栅AWG设备进行全网备份。假设PON链路1作为主传输链路，而PON链路2作为备份传输链路，当系统正常工作时，两条PON链路同时工作，为了避免在OLT和ONU的接收端上，PON链路2上的数据对另PON链路1上的数据形成干扰，OLT和ONU只接收PON链路1上的数据。

如图2，当PON链路1或该链路上的网络光器件如OLT、ONU的光收发模块、AWG发生故障时，OLT发出保护倒换命令，将故障链路上的数据倒换至正常的PON链路2上，重新测距并执行相应的QoS和DBA协作机制，其中保护倒换管理操作的控制部分由OLT集中进行。现有技术的多波长无源光网络系统采用的保护方法成本高，且系统冗余度高。

发明内容

本发明的目的是提供一种多波长无源光网络(WDM-PON)系统、其保护方法及多波长远端节点，以解决现有技术的多波长无源光网络系统在进行保护时需要备份关键设备而导致的保护成本高的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种多波长无源光网络系统，包括：光线路终端、光纤、多个多波长远端节点、多个光网络单元组，所述光线路终端与所述多个多波长远端节点通过所述光纤组成环形网，所述每个多波长远端节点下连接一个光网络单元组，不同的光网络单元组之间采用波分复用，所述一个光网络单元组中的光网络单元时分复用一个波长，所述光网络单元组的上下行波长相等；

所述光线路终端，包括第一光发送模块、第一光接收模块、第二光发送模块、和第二光接收模块；

在网络链路无故障时，所述第一光发送模块和第二光发送模块中的一个处于工作状态，用于将产生的多波长下行信号通过所述光纤沿预定方向发送到所述多波长远端节点下连接的光网络单元，所述第一光接收模块和第二光接收模块中的一个处于工作状态，用于接收所述光网络单元组中的光网络单元通过对应的多波长远端节点沿预定方向发送的上行信号；

在网络链路出现故障时，所述环形网断裂成第一树形网络和第二树形网络，所述第一、第二光发送模块和第一、第二光接收模块都处于工作状态，所述第一光发送模块用于将产生的多波长下行信号通过所述光纤沿第一方向发送到所述第一树形网络的多波长远端节点下连接的光网络单元，所述第一或第二光接收模块中的一个用于沿第二方向接收所述第一树形网络中的光网络单元通过对应的多波长远端节点发送的上行信号；所述第二光发送模块用于将产生的多波长下行信号通过所述光纤沿第二方向发送到所述第二树形网络的多波长远端节点下连接的光网络单元，所述第一或第二光接收模块中的一个用于沿第一方向接收所述第二树形网络中的光网络单元通过对应的多波长远端节点发送的上行信号，所述第一方向和第二方向为顺时针或逆时针方向，所述第一方向和第二方向不同；

所述每个多波长远端节点，用于将所述多波长下行信号中预定波长的信号下路到所述所连接的光网络单元组中的各个光网络单元，使所述多波长下行信号中除所述下路的信号外的其它波长的信号直接通过，并将所连接的光网络单元组中的各个光网络单元发送的上行信号传输至所述光线路终端，所述每个多波长远端节点下路的信号的波长与所连接的光网络单元组的波长相对应；

所述光网络单元，用于接收所述光线路终端发送、并通过所连接的多波长远端节点下路的下行信号，并发送预定波长的上行信号。

优选地，所述的多波长无源光网络系统，其中，

所述第一光发送模块，用于沿第一方向发送所述下行信号；

所述第一光接收模块，用于接收沿第一方向发送的所述上行信号；

所述第二光发送模块，用于沿第二方向发送所述下行信号；

所述第二光接收模块，用于接收沿第二方向发送的所述上行信号。

优选地，所述的多波长无源光网络系统，其中，

在网络链路无故障时，所述第一光发送模块处于工作状态，用于将产生的多波长下行信号沿第一方向发送到所述多波长远端节点下连接的光网络单元，所述第一光接收模块处于工作状态，用于接收所述光网络单元组中的光网络单元沿第一方向发送的上行信号；

在网络链路出现故障时，所述第一光发送模块用于将产生的多波长下行信号沿第一方向发送到所述第一树形网络的多波长远端节点下连接的光网络单元，所述第二光接收模块用于沿第二方向接收所述第一树形网络中的光网络单元通过对应的多波长远端节点发送的上行信号；所述第二光发送模块用于将产生的多波长下行信号沿第二方向发送到所述第二树形网络的多波长远端节点下连接的光网络单元，所述第一光接收模块用于沿第一方向接收所述第二树形网络中的光网络单元通过对应的多波长远端节点发送的上行信号。

优选地，所述的多波长无源光网络系统，其中，所述每个光网络单元组的上下行波长相同，所述光网络单元组的上下行波长采用时分双工机制发送。

优选地，所述的多波长无源光网络系统，其中，

所述多波长远端节点包括：光栅耦合器；

所述光栅耦合器，采用2×2的马赫-曾德尔干涉仪结构，包括：在两端分别设置的第一方向耦合器和第二方向耦合器、及在上下臂分别设置的第一光纤布拉格光栅和第二光纤布拉格光栅；

所述第一、第二方向耦合器的第一分支连接至所述环形网，所述第一、第二方向耦合器的第二分支与所述光网络单元组相连接；

所述第一、第二光纤布拉格光栅用于对预定波长的信号进行反射，所述第一、第二光纤布拉格光栅的布拉格波长相等，所述光纤布拉格光栅的布拉格波长与所连接的光网络单元组的波长相对应。

优选地，所述的多波长无源光网络系统，其中，所述多波长远端节点还包括：Y形分支器和分路器，所述Y形分支器的第一支路与所述第一方向耦合器的第二分支相连接，所述Y形分支器的第二支路与所述第二方向耦合器的第二分支相连接，所述Y形分支器的第三支路与所述分路器的一端相连接，所述分路器的另一端具有多个接口，所述分路器通过所述多个接口与对应光网络单元组的各个光网络单元相连接。

优选地，所述的多波长无源光网络系统，其中，所述光线路终端包括：

线路倒换控制模块，用于在网络链路出现故障使得所述环形网断裂成第一树形网络和第二树形网络时，启动所述第一、第二光发送模块中未处于工作状态的光发送模块，和启动所述第一、第二光接收模块中未处于工作状态的光接收模块。

优选地，所述的多波长无源光网络系统，其中，所述线路倒换控制模块还包括：

故障位置判断模块，用于在网络发生故障时，根据预先设置的往返传输时间RTT映射表，确定出发生故障的位置；

重新测距模块，用于根据预先设置的往返传输时间RTT映射表，及所述确定出的故障位置，对所述多波长远端节点进行重新测距，并生成新的往返传输时间RTT映射表；

时隙重分配模块，用于根据所述新生成的往返传输时间RTT映射表，重新分配光网络单元的发送时隙，并通知所述光网络单元按照所述重新分配的发送时隙调整上行信号的发送时间。

优选地，所述的多波长无源光网络系统，其中，当所述光线路终端接收到光网络单元发送的运行维护管理帧时，所述光线路终端确定出所述网络链路发生了故障。

优选地，所述的多波长无源光网络系统，其中，所述多波长远端节点为8个，所述一个光网络单元组包括8个光网络单元。

优选地，所述的多波长无源光网络系统，其中，所述第一方向为顺时针方向，所述第二方向为逆时针方向；或所述第一方向为逆时针方向，所述第二方向为顺时针方向。

另一方面，提供一种多波长无源光网络系统的保护方法，其中，包括：

在下行方向：

在网络链路无故障时，多波长远端节点接收光线路终端中处于工作状态的第一光发送模块或第二光发送模块通过光纤沿预定方向发送的多波长下行信号，并将所述多波长下行信号中预定波长的信号下路到所连接的光网络单元组中的各个光网络单元，并使所述多波长下行信号中除所述下路的信号外的其它波长的信号直接通过，所述每个多波长远端节点下路的信号的波长与所连接的光网络单元组的波长相对应；

在网络链路出现故障时，环形网断裂成第一树形网络和第二树形网络，使所述第一光发送模块和第二光发送模块都处于工作状态，所述第一树形网络的多波长远端节点接收所述第一光发送模块通过光纤沿第一方向发送的多波长下行信号，并将所述多波长下行信号中对应波长的信号下路到所述第一树形网络的多波长远端节点连接的光网络单元组中的各个光网络单元，并使所述多波长下行信号中除所述下路的信号外的其它波长的信号直接通过；所述第二树形网络的多波长远端节点接收所光线路终端的第二光发送模块通过光纤沿第二方向发送的多波长下行信号，将所述多波长下行信号中对应波长的信号下路到所连接的光网络单元组中的各个光网络单元，并使所述多波长下行信号中除所述下路的信号外的其它波长的信号直接通过；所述第一方向和第二方向为顺时针或逆时针方向，所述第一方向和第二方向不同；

在上行方向：

在网络链路无故障时，所述多波长远端节点中的每个接收所连接的光网络单元组中的光网络单元通过时分复用机制发送的上行信号，并将所述上行信号发送至所述光线路终端中处于工作状态的第一光接收模块或第二光接收模块；

在网络链路出现故障时，所述第一树形网络中的每个多波长远端节点接收所连接的光网络单元组中的光网络单元通过时分复用机制发送的上行信号，并将所述上行信号沿所述第二方向发送至所述光线路终端的第一光接收模块或第二光接收模块；所述第二树形网络中的每个多波长远端节点接收所连接的光网络单元组中的光网络单元通过时分复用机制发送的上行信号，并将所述上行信号沿所述第一方向发送至所述光线路终端的第一光接收模块或第二光接收模块。

优选地，所述的保护方法，其中，在网络链路无故障时，所述第一光发送模块将产生的多波长下行信号沿第一方向发送到所述多波长远端节点下连接的光网络单元，所述第一光接收模块接收所述光网络单元组中的光网络单元沿第一方向发送的上行信号；

在网络链路出现故障时，所述第一光发送模块将产生的多波长下行信号沿第一方向发送到所述第一树形网络的多波长远端节点下连接的光网络单元，所述第二光接收模块沿第二方向接收所述第一树形网络中的光网络单元通过对应的多波长远端节点发送的上行信号；所述第二光发送模块将产生的多波长下行信号沿第二方向发送到所述第二树形网络的多波长远端节点下连接的光网络单元，所述第一光接收模块沿第一方向接收所述第二树形网络中的光网络单元通过对应的多波长远端节点发送的上行信号。

优选地，所述的保护方法，其中，在环形网的网络链路出现故障使得所述环形网断裂成第一树形网络和第二树形网络时，还包括：

所述光线路终端启动所述第一、第二光发送模块中未处于工作状态的光发送模块，和启动所述第一、第二光接收模块中未处于工作状态的光接收模块。

优选地，所述的多波长无源光网络系统，其中，每个光网络单元组的上下行波长相同，所述光网络单元组的上下行波长采用时分双工机制发送。

优选地，所述的保护方法，其中，在上行方向，在环形网的网络链路出现故障使得所述环形网断裂成第一树形网络和第二树形网络的情况下，所述第一树形网络的多波长远端节点接收所连接的光网络单元组中的光网络单元通过时分复用机制发送的上行信号之前，还包括：

所述光线路终端根据预先设置的往返传输时间RTT映射表，确定出发生故障的位置；

所述光线路终端根据预先设置的往返传输时间RTT映射表，及所述确定出的故障位置，对所述多波长远端节点进行重新测距，并生成新的往返传输时间RTT映射表；

所述光线路终端根据所述新生成的RTT映射表，重新分配光网络单元的发送时隙，并通知所述光网络单元按照所述重新分配的发送时隙调整上行信号的发送时间；

所述光网络单元按照所述重新分配的发送时隙发送上行信号。

优选地，所述的保护方法，其中，所述上行信号与所述下行信号采用时分双工机制发送。

优选地，所述的保护方法，其中，

所述多波长远端节点包括：光栅耦合器；

所述光栅耦合器，采用2×2的马赫-曾德尔干涉仪结构，包括：在两端分别设置的第一方向耦合器和第二方向耦合器、及在上下臂分别设置的第一光纤布拉格光栅和第二光纤布拉格光栅；

所述第一、第二方向耦合器的第一分支连接至所述环形网，所述第一、第二方向耦合器的第二分支与所述光网络单元组相连接；

所述第一、第二光纤布拉格光栅用于对预定波长的信号进行反射，所述第一、第二光纤布拉格光栅的布拉格波长相等，所述光纤布拉格光栅的布拉格波长与所连接的光网络单元组的波长相对应。

优选地，所述的保护方法，其中，

在下行方向：

在网络链路无故障时，所述第一光发送模块将沿所述第一方向发送的所述下行信号通过所述第一方向耦合器的第一分支进入所述光栅耦合器，所述第一、第二光纤布拉格光栅对所述下行信号中与所述布拉格波长相对应的波长信号进行反射，并将所述反射信号通过所述第一方向耦合器的第二分支进入所连接的光网络单元组，所述下行信号中的其它波长的信号直通所述第一、第二光纤布拉格光栅，并从所述第二方向耦合器的第一分支回到所述环形网；

在网络链路出现故障时，所述第一光发送模块将沿所述第一方向发送的所述下行信号、通过所述第一方向耦合器的第一分支进入所述光栅耦合器，所述第一、第二光纤布拉格光栅对所述下行信号中与所述布拉格波长相对应的波长信号进行反射，并将所述反射信号通过所述第一方向耦合器的第二分支进入所连接的光网络单元组，所述下行信号中的其它波长的信号直通所述第一、第二光纤布拉格光栅，并从所述第二方向耦合器的第一分支回到所述第一树形网络；所述第二光发送模块将沿所述第二方向发送的所述下行信号、通过所述第二方向耦合器的第一分支进入所述光栅耦合器，所述第一、第二光纤布拉格光栅对所述下行信号中与所述布拉格波长相对应的波长信号进行反射，并将所述反射信号通过所述第二方向耦合器的第二分支进入所连接的光网络单元组，所述下行信号中的其它波长的信号直通所述第一、第二光纤布拉格光栅，并从所述第一方向耦合器的第一分支回到所述第二树形网络；

在上行方向：

在网络链路无故障时，所述光网络单元发送的上行信号通过所述第一、第二方向耦合器的第二分支进入光栅耦合器，并经所述第一、第二光纤布拉格光栅的反射后，沿所述第一、第二方向耦合器的第一分支进入所述环形网；

在网络链路出现故障时，所述第一树形网络的光网络单元发送的上行信号通过所述第一方向耦合器的第二分支进入光栅耦合器，并经所述第一、第二光纤布拉格光栅的反射后，沿所述第一方向耦合器的第一分支进入所述第一树形网络；所述第二树形网络的光网络单元发送的上行信号通过所述第二方向耦合器的第二分支进入光栅耦合器，并经所述第一、第二光纤布拉格光栅的反射后，沿所述第二方向耦合器的第一分支进入所述第二树形网络。

优选地，所述的保护方法，其中，所述多波长远端节点还包括：Y形分支器和分路器，所述Y形分支器的第一支路与所述第一方向耦合器的第二分支相连接，所述Y形分支器的第二支路与所述第二方向耦合器的第二分支相连接，所述Y形分支器的第三支路与所述分路器的一端相连接，所述分路器的另一端具有多个接口，所述分路器通过所述多个接口与对应光网络单元组的各个光网络单元相连接。

优选地，所述的多波长无源光网络系统，其中，当所述光线路终端接收到光网络单元发送的运行维护管理帧时，所述光线路终端确定出网络链路发生了故障。

优选地，所述的多波长无源光网络系统，其中，所述多波长远端节点为8个，所述一个光网络单元组包括8个光网络单元。

优选地，所述的多波长无源光网络系统，其中，所述第一方向为顺时针方向，所述第二方向为逆时针方向；或所述第一方向为逆时针方向，所述第二方向为顺时针方向。

又一方面，提供一种多波长远端节点，其中，包括：光栅耦合器；

所述光栅耦合器，采用2×2的马赫-曾德尔干涉仪结构，包括：在两端分别设置的第一方向耦合器和第二方向耦合器、及在上下臂分别设置的第一光纤布拉格光栅和第二光纤布拉格光栅；

所述第一、第二方向耦合器分别包括两个分支；

所述第一、第二光纤布拉格光栅用于对预定波长的信号进行反射，所述第一、第二光纤布拉格光栅的布拉格波长相等。

本发明的技术效果在于：

本发明针对WDM-PON的生存性问题，提出了一种环带树型的TDM和WDM混合PON结构及其保护倒换方法，其中，光线路终端与多个多波长远端节点通过光纤组成环形网，通过可沿不同方向发送下行信号的第一、第二光发送模块，及可接收沿不同方向发送的下行信号的第一、第二光发送模块，当网络中出现故障如光纤断裂或者WDM远端节点失效时，环形网自动拆分成两个分支树，对于未出现故障的地方仍能实现信号的收发，从而可以以较低的成本提供电信级的故障恢复。

附图说明

图1为现有技术的多波长无源光网络系统的结构示意图；

图2为现有技术的多波长无源光网络系统出现故障时的保护示意图；

图3为本发明一实施例的多波长无源光网络系统的结构示意图；

图4为本发明实施例的多波长无源光网络系统中，网络链路无故障时的信号流程图；

图5为图4所示的多波长无源光网络系统中，网络链路出现故障时的信号流程图；

图6为图4所示的多波长无源光网络系统中，多波长远端节点中光耦合器的结构示意图；

图7为本发明实施例的多波长无源光网络系统中，光线路终端的结构示意图；

图8为本发明实施例的多波长无源光网络系统中，光网络单元的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。

图3为本发明一实施例的多波长无源光网络系统的结构示意图。如图3，本发明一实施例的多波长无源光网络系统包括：光线路终端OLT 301、光纤302、多个多波长远端节点即WDM远端节点303、多个光网络单元组304，每个光网络单元组包括一个或多个光网络单元，光线路终端与多个多波长远端节点通过光纤组成环形网，每个多波长远端节点下连接一个光网络单元组，不同的光网络单元组之间采用波分复用，一个光网络单元组中的光网络单元时分复用一个波长，光网络单元组的上下行波长相等；其中，光线路终端，包括第一光发送模块、第二光发送模块、第一光接收模块、第二光接收模块；在网络链路无故障时，所述第一光发送模块和第二光发送模块中的一个处于工作状态，用于将产生的多波长下行信号通过所述光纤沿预定方向发送到所述多波长远端节点下连接的光网络单元，所述第一光接收模块和第二光接收模块中的一个处于工作状态，用于接收所述光网络单元组中的光网络单元通过对应的多波长远端节点沿预定方向发送的上行信号；在网络链路出现故障时，所述环形网断裂成第一树形网络和第二树形网络，所述第一、第二光发送模块和第一、第二光接收模块都处于工作状态，所述第一光发送模块用于将产生的多波长下行信号通过所述光纤沿第一方向发送到所述第一树形网络的多波长远端节点下连接的光网络单元，所述第一或第二光接收模块中的一个用于沿第二方向接收所述第一树形网络中的光网络单元通过对应的多波长远端节点发送的上行信号；所述第二光发送模块用于将产生的多波长下行信号通过所述光纤沿第二方向发送到所述第二树形网络的多波长远端节点下连接的光网络单元，所述第一或第二光接收模块中的一个用于沿第一方向接收所述第二树形网络中的光网络单元通过对应的多波长远端节点发送的上行信号，所述第一方向和第二方向为顺时针或逆时针方向，所述第一方向和第二方向不同；所述每个多波长远端节点，用于将所述多波长下行信号中预定波长的信号下路到所述所连接的光网络单元组中的各个光网络单元，使所述多波长下行信号中除所述下路的信号外的其它波长的信号直接通过，并将所连接的光网络单元组中的各个光网络单元发送的上行信号传输至所述光线路终端，所述每个多波长远端节点下路的信号的波长与所连接的光网络单元组的波长相对应；所述光网络单元，用于接收所述光线路终端发送、并通过所连接的多波长远端节点下路的下行信号，并发送预定波长的上行信号。

优选地，本发明实施例的多所述的多波长无源光网络系统中，所述第一、第二光发送模块可沿不同的方向发送下行信号；所述第一、第二光接收模块可沿不同的方向接收上行信号；这样当网络链路出现故障时，断裂成两个树形网络时，仍能通过上述两个光发送模块和光接收模块在两个方向实现OLT的信号的收发，使得未出现故障的光网络单元的信号传送不受影响。

优选地，本发明实施例的多所述的多波长无源光网络系统中，所述第一光发送模块，用于沿第一方向发送所述下行信号；所述第一光接收模块，用于接收沿第一方向发送的所述上行信号；所述第二光发送模块，用于沿第二方向发送所述下行信号；所述第二光接收模块，用于接收沿第二方向发送的所述上行信号。

优选地，所述的多波长无源光网络系统中，网络链路无故障时，所述第一光发送模块处于工作状态，用于将产生的多波长下行信号沿第一方向发送到所述多波长远端节点下连接的光网络单元，所述第一光接收模块处于工作状态，用于接收所述光网络单元组中的光网络单元沿第一方向发送的上行信号；

在网络链路出现故障时，所述第一光发送模块用于将产生的多波长下行信号沿第一方向发送到所述第一树形网络的多波长远端节点下连接的光网络单元，所述第二光接收模块用于沿第二方向接收所述第一树形网络中的光网络单元通过对应的多波长远端节点发送的上行信号；所述第二光发送模块用于将产生的多波长下行信号沿第二方向发送到所述第二树形网络的多波长远端节点下连接的光网络单元，所述第一光接收模块用于沿第一方向接收所述第二树形网络中的光网络单元通过对应的多波长远端节点发送的上行信号。

本发明实施例的波长无源光网络系统的保护方法，用于在本发明实施例的多波长无源光网络系统出现故障时，进行保护倒换。该实施例的多波长无源光网络系统的保护方法包括：

在下行方向：

在网络链路无故障时，多波长远端节点接收光线路终端中处于工作状态的第一光发送模块或第二光发送模块通过光纤沿预定方向发送的多波长下行信号，并将所述多波长下行信号中预定波长的信号下路到所连接的光网络单元组中的各个光网络单元，并使所述多波长下行信号中除所述下路的信号外的其它波长的信号直接通过，所述每个多波长远端节点下路的信号的波长与所连接的光网络单元组的波长相对应；

在网络链路出现故障时，环形网断裂成第一树形网络和第二树形网络，使所述第一光发送模块和第二光发送模块都处于工作状态，所述第一树形网络的多波长远端节点接收所述第一光发送模块通过光纤沿第一方向发送的多波长下行信号，并将所述多波长下行信号中对应波长的信号下路到所述第一树形网络的多波长远端节点连接的光网络单元组中的各个光网络单元，并使所述多波长下行信号中除所述下路的信号外的其它波长的信号直接通过；所述第二树形网络的多波长远端节点接收所光线路终端的第二光发送模块通过光纤沿第二方向发送的多波长下行信号，将所述多波长下行信号中对应波长的信号下路到所连接的光网络单元组中的各个光网络单元，并使所述多波长下行信号中除所述下路的信号外的其它波长的信号直接通过；所述第一方向和第二方向为顺时针或逆时针方向，所述第一方向和第二方向不同；

在上行方向：

在网络链路无故障时，所述多波长远端节点中的每个接收所连接的光网络单元组中的光网络单元通过时分复用机制发送的上行信号，并将所述上行信号发送至所述光线路终端中处于工作状态的第一光接收模块或第二光接收模块；

在网络链路出现故障时，所述第一树形网络中的每个多波长远端节点接收所连接的光网络单元组中的光网络单元通过时分复用机制发送的上行信号，并将所述上行信号沿所述第二方向发送至所述光线路终端的第一光接收模块或第二光接收模块；所述第二树形网络中的每个多波长远端节点接收所连接的光网络单元组中的光网络单元通过时分复用机制发送的上行信号，并将所述上行信号沿所述第一方向发送至所述光线路终端的第一光接收模块或第二光接收模块。

优选地，上述第一方向为顺时针方向，第二方向为逆时针方向。

优选地，上述第一方向为逆时针方向，第二方向为顺时针方向。

优选地，上述上行信号与下行信号采用时分双工机制发送。

本发明实施例的多波长无源光网络系统为环带树型结构，其主干成环路，OLT可以在主干环路的顺时针和逆时针两个方向上收发信号。在网络链路无故障正常工作的情况下，OLT沿顺时针或逆时针方向进行收发，在环网的每个WDM远端节点处，光栅耦合器对相应波长信号进行下路，而其他波长信号直通。在网络链路出现故障，如出现主干光纤断裂或者多波长远端节点失效时，原有环带树结构被拆分成两个分支树，OLT在双向同时收发以支持两个分支树，仍可维持针对所有ONU的上下行业务。

在某个WDM远端节点发生故障时，原有环带树结构被拆分成两个分支树，OLT在双向同时收发以支持两个分支树，只有故障WDM远端节点所连接的ONU的业务受到影响，可以以较低的成本提供电信级的故障恢复。

图4为本发明实施例的多波长无源光网络系统中，网络链路无故障时的信号流程图。如图4，本发明另一实施例的多波长无源光网络系统包括：一个OLT 401、8个多波长远端节点402、ONU₁至ONU₆₄64个ONU 403；其中，多波长远端节点包括：光栅耦合器404、Y形分支器405和分路器406。该例中，OLT沿顺时针左收右发。OLT的光发送模块产生包含λ_d1至λ_d88个波长的下行信号。如图4，本发明实施例的网络系统，在下行方向，OLT在顺时针方向进行收发，在环网的每个WDM远端节点处，光栅耦合器对预定波长的信号进行下路，而其他波长信号可以直通，示例性地，在第一个WDM远端节点处波长为λ_d1的信号下路，波长为λ_d2至λ_d8的信号直通，继续传输至下一个WSM远端节点；被下路的波长信号通过Y形分支器到达由8个ONU组成的ONU组，信号沿1×8分路器广播给该组内的所有ONU，各个ONU通过时分复用(TDM)机制取得下行业务数据；上行方向，同一组内的8个ONU通过时分复用多址TDMA机制获得上行传输机会，同一组内的ONU使用相同的波长，第一个WDM远端节点对应的第一组ONU内的ONU发送波长为λ_u1的信号；不同的ONU组之间通过波分多址WDM机制获得上行带宽。某个ONU的上路信号被Y形分支器分为两路，分别沿顺时针和逆时针两个方向进入主干光纤环；但为了简化操作并避开双向测距等，只有顺时针方向的上行信号被OLT接收。该例中，ONU组接收的上行信号的波长和发送的上行信号的波长相同，即对的i组的ONU组，其上行信号的波长λ_ui＝λ_di，i＝1...N，N为包含的ONU组数。

图5为本发明实施例的多波长无源光网络系统中，网络链路出现故障时的信号流程图。如图5，当OLT检测到环网链路出现故障，如检测出光纤断裂或WDM远端节点失效时，本发明实施例的网络系统，在下行方向：环网被分成两部分：第一树形网络即树形网络支路R和第二树形网络即树形网络支路L。OLT中的线路倒换控制模块，启动备份的光发送和光接收模块，即备份的DFB激光器阵列和备份的光电检测PD阵列工作。

该例中，以第一光发送模块和第一光接收模块作为主光收发模块，在网络链路无故障时，启动第一光发送模块进行光信号的产生发送和第一光接收模块进行光信号的接收，该例中，第一光发送模块沿顺时针方向发送下行信号，且为在正常无故障的情况下，为了简化操作并避开双向测距等，只有顺时针方向的上行信号被OLT接收，即第一光接收模块只接收顺时针方向的上行信号。以第二光发送模块和第二光接收模块作为备份光发送模块和接收模块，在网络链路出现故障时，启动第二光发送模块和接收模块，从而在网络链路出现故障时，第一、第二光发送模块和第一、第二光接收模块均处于工作状态，第二光发送模块用于在逆时针方向进行光信号的发送，第二光接收模块用于在逆时针方向进行光信号的接收，从而实现OLT的双向收发。

该例中，光发送模块实现为用于产生并发送光信号的激光器阵列如DFB激光器阵列；光接收模块实现为用于接收下行信号并将下行信号转换为电信号的光电检测器PD阵列。作为第一光发送模块的DFB激光器阵列将信号发送至支路R，沿顺时针方向进入主干光纤，对应波长在WDM远端节点处下路，发送给对应的ONU。作为第二光发送模块的备份的DFB激光器阵列将信号发送至支路L，沿逆时针方向进入主干光纤，对应的波长在WDM远端节点处下路，发送到对应的ONU处；上行方向：OLT启动备份的DFB激光器阵列和PD阵列工作，对于第一树形网络即支路R上的ONU，启动逆时针接收，信号通过备份的PD阵列接收；支路L上的ONU信号接收方式不变，即仍是通过第一接收模块的PD阵列在顺时针方向接收支路L上的ONU发送的上行信号。同时OLT对支路L和支路R上的ONU重新测距，并通过MAC控制帧指示ONU按照新的测距，重新调整发送时间。

该实施例的系统中，当网络链路出现故障如光纤断裂或ONU设备出现故障时，网络中会出现未能接收到下行信号的ONU，网络中的未能接收到下行信号的ONU，沿环网的两个方向发送操作维护管理(OAM)帧，提示OLT系统链路发生故障；其中，当光纤断裂时，OLT就会检测不到几组ONU树同时没有上行信号的发送，几组ONU树都接收不到下行信号，而当某个ONU设备出现故障时，仅这一个ONU接收不到下行信号；通过MAC控制帧维护新的网络拓扑，向各个ONU报告网络故障状况和新的拓扑结构；系统中的OAM帧为短帧，具有最高的优先级，可以满足电信级故障恢复要求。具体实现中，线路倒换控制模块包括：故障位置判断模块，用于在网络发生故障时，根据预先设置的往返传输时间RTT映射表，确定出发生故障的位置；重新测距模块，用于根据预先设置的往返传输时间RTT映射表，及所述确定出的故障位置，对所述多波长远端节点进行重新测距，并生成新的往返传输时间RTT映射表；时隙重分配模块，用于根据所述新生成的往返传输时间RTT映射表，重新分配光网络单元的发送时隙，并通知所述光网络单元按照所述重新分配的发送时隙调整上行信号的发送时间。

该例中，当OLT中的两组收发设备中的一组出现故障时，例如一组收发设备中的光发送模块和/或光接收模块发生故障时，仍可维持针对所有ONU的上下行业务。例如，当正常工作时处于工作状态的第一组收发设备中的第一光发送模块出现故障而第一光接收模块正常时，通过线路倒换模块可启动第二光发送模块如第二DFB激光器阵列作为信号源发送信号，以第一光发送模块在顺时针发送下行信号、第二光发送模块在逆时针发送下行信号为例，启动第二光发送模块后，OLT沿逆时针方向发送下行信号，沿着顺时针方向接收上行信号，此时，OLT相当于只用一端进行收发，此时环网的结构就变成了树形的结构，仍可维持针对所有ONU的上下行业务。

图6为本发明一实施例的多波长远端节点中光栅耦合器的结构示意图；如图6，该实施例的光栅耦合器采用2×2的马赫-曾德尔干涉仪MZI结构，包括：在两端分别设置的第一方向耦合器601和第二方向耦合器602、及在上下臂分别设置的第一光纤布拉格光栅603和第二光纤布拉格光栅604，第一、第二光纤布拉格光栅用于对预定波长的信号进行反射，所述第一、第二光纤布拉格光栅的布拉格波长相等，λ_Brag1＝λ_Brag2，不同的光栅耦合器可依据其布拉格波长而反射不同的波长信号，光纤布拉格光栅的布拉格波长与所连接的光网络单元组的波长相对应。该实施例中，WDM远端节点除上述光栅耦合器外，还包括：Y形分支器和1×8分支器。如图4，在本发明实施例的多波长无源光网络系统中，上述第一、第二方向耦合器的第一分支L1、L2连接至环形网，第一方向耦合器的第二分支L3与Y形分支器的第一支路L5、第二方向耦合器的第二分支L4与Y形分支器的第二支路L6相连接，Y形分支器的第三支路L7与分路器的一端相连接，分路器的另一端具有多个接口，分路器通过多个接口与对应光网络单元组的各个光网络单元相连接。

下行时：

光线路终端发出的信号通过第一方向耦合器601的第一分支L1即第一支路，进入WDM节点，通过第一和第二光纤布拉格光栅时，对应的波长被反射进入第一方向耦合器601，通过第一方向耦合器的第二分支L3向下传输至对应的光网络单元，其他的信号直接通过第一和第二光纤布拉格光栅进入第二方向耦合器602，通过第二方向耦合器602的第一分支L2重新回到环网；出现故障时，属于树形支路R的WDM节点正常工作，属于树形支路L的WDM节点，信号将沿逆时针方向进入光栅耦合器，信号通过第二方向耦合器602的第一分支L2，进入WDM节点，通过第一和第二光纤布拉格光栅时，对应波长的信号被反射进入第二方向耦合器，通过第二方向耦合器的第二分支L4向下传输，其他信号直接通过第一和第二光纤布拉格光栅进入第一方向耦合器601，通过第一方向耦合器的第一分支L1重新回到树形网络。

上行时：

从ONU发送来的信号被Y形分支器分为两路，分别从第一方向耦合器的第二分支L3和第二方向耦合器的第二分支L4这两条支路进入WDM远端节点。无故障时，沿第二方向耦合器的第二分支进入第二方向耦合器的信号，被第一和第二光纤布拉格光栅反射，进入支路第二方向耦合器的第一分支L2，沿顺时针方向进入环网；沿第一方向耦合器的第二分支L3进入第一方向耦合器的信号，被第一和第二光纤布拉格光栅反射，进入第一方向耦合器的第一分支L1，沿逆时针方向进入环形网，该例中，为简化操作并避开双向测距等，只有顺时针方向的上路信号被OLT接收。出现故障时，属于树形支路L的远端节点的光栅耦合器的工作状态不改变；属于树形支路R的部分，只有从第一方向耦合器的第二分支进入光栅耦合器的信号才能沿逆时针方向进入环网，才能被OLT正确接收。

图7为本发明实施例的多波长无源光网络系统中，光线路终端OLT的结构示意图。如图7，OLT包括：作为第一光发送模块的第一分布反馈式半导体DFB激光器阵列701、作为第一光接模块的第一光电检测器PD阵列702，作为第二光发送模块的第二DFB激光器阵列703、作为第二光接收模块的第二PD阵列704、第一光复用器MUX1 705、第一解复用器DEMUX1 706、第二光复用器MUX2 707、第二解复用器DEMUX2 708、线路倒换控制模块709。

OLT中设置两套光收发设备，第一套光收发设备包括：第一DFB激光器阵列和第一光电检测器阵列；第二套光收发设备包括：第二DFB激光器阵列和第二光电检测器阵列。

OLT中的线路倒换控制模块709用于控制两组收发设备的工作状态，使得两组收发设备通过第一远端节点接口711和第二远端节点接口712与多波长远端节点相连接。该例中，第一DFB激光器阵列与第二PD阵列经过耦合器714和环网中的光纤3021相连接；第二DFB激光器阵列与第一PD阵列经过耦合器715和环网中的光纤3022相连接；OLT中的各业务适配模块713与交叉连接设备即信号交换模块710相连接，信号交换模块分别与第一DFB激光器、第二DFB激光器、第一PD阵列、和第二PD阵列相连接，负责上下行信号交换。

正常状态下，第一DFB激光器阵列和第一PD阵列负责环网信号在顺时针的收发，控制模块控制第二DFB激光器阵列和第二PD阵列不工作，下行信号通过MUX1输入光纤3021沿顺时针方向进入环网，上行信号沿顺时针和逆时针方向经光纤，其中沿顺时针方向上行的上行信号通过解复用器DMUX2经过第一PD阵列的光电变换，上行至主干网。

当OLT发现系统中出现光纤断裂或者远端节点失效时，系统自动变为两条树形结构，第一树形网络和第二树形网络，在该实施例中为右树形网络支路R和左树形网络支路L，同时OLT中的控制模块启动第二DFB激光器阵列和第二PD阵列工作。此时，由第一DFB激光器阵列和第二PD阵列实现网络支路R光信号的收发；由第二DFB激光器阵列和第一PD阵列实现支路L光信号的收发。具体地，下行过程中，第一DFB激光器阵列输出的光信号通过MUX1输入支路R；第二DFB激光器阵列输出的光信号，经MUX2输入支路L。上行过程中，支路L上的上行信号，通过DMUX2进入第一PD阵列，实现光电变换，通过信号交换设备，回到主干网；支路R上的上行信号，通过DMUX1进入第二PD阵列，完成光电变换，上行至主干网。图8为本发明实施例的多波长无源光网络系统中，光网络单元的结构示意图。如图8，ONU中包括：第一激光器LD1 801、第一光电检测器PD1 802、第二激光器LD2 803、第二光电检测器PD2 804、第一通道切换控制模块805、第二通道切换控制模块806、业务交叉连接设备807、业务适配模块808。

OLT中设置两套收发设备：包含LD1和PD1的第一套收发设备、及包含LD2和PD2的第二套收发设备。OLT通过通道切换控制模块设置两组收发机设备的工作状态。LD1与PD1经过耦合器和环网中的工作光纤111相连接；LD2与PD2通过耦合器和环网中的工作光纤112相连接；ONU中的通道切换控制模块分别与LD1和LD2、PD1和PD2连接，当ONU的收发设备出现故障时，负责信号通道的切换；业务交叉连接设备和业务适配设备通过UNI接口和用户设备连接，完成上下行不同业务数据的适配和交叉连接。

正常状态下，LD1和PD1负责ONU信号的收发，LD2和PD2不工作，环形网的下行数据通过光电检测器1，实现光电转换，通过业务交叉连接设备和业务适配设备将不同的业务数据发送给不同的用户；上行用户数据通过业务适配器和业务交叉连接设备，完成信号的业务适配，通过调制LD1上行至环网。

当ONU设备出现故障时，OLT侧在预定的时间长度内检测不到某个ONU的数据时，判断ONU收发设备出现故障，需要进行保护倒换。OLT向ONU发送MAC控制帧，控制通道切换控制设备完成ONU收发设备的切换，此时由LD2和PD2负责ONU信号的收发，LD1和PD1不工作。

在本发明的实施例中，以正常情况下OLT在顺时针方向进行光信号的收发为例，即，正常情况下启动的收发设备是实现顺时针方向收发的收发设备，但这并不用于作为限制，本发明的其它实施例也可以是在正常情况下OLT在逆时针方向进行光信号的收发。

本发明采用的WDM和TDM结合的系统结构，有利于系统的平滑升级和扩容，利用环形网络的特性，保护主干光纤，提高网络的生存性，同时由于在通常的OLT设备中，都存在两套的收发设备，在本发明中，当环网中出现故障的时候，可以利用备份设备，提供系统设备的利用率。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (21)

1.一种多波长无源光网络系统，其特征在于，包括：光线路终端、光纤、多个多波长远端节点、多个光网络单元组，所述光线路终端与所述多个多波长远端节点通过所述光纤组成环形网，所述每个多波长远端节点下连接一个光网络单元组，不同的光网络单元组之间采用波分复用，所述一个光网络单元组中的光网络单元时分复用一个波长，所述光网络单元组的上下行波长相等； 

所述光线路终端，包括第一光发送模块、第一光接收模块、第二光发送模块、和第二光接收模块； 

在网络链路无故障时，所述第一光发送模块和第二光发送模块中的一个处于工作状态，用于将产生的多波长下行信号通过所述光纤沿预定方向发送到所述多波长远端节点下连接的光网络单元，所述第一光接收模块和第二光接收模块中的一个处于工作状态，用于接收所述光网络单元组中的光网络单元通过对应的多波长远端节点沿预定方向发送的上行信号； 

在网络链路出现故障时，所述环形网断裂成第一树形网络和第二树形网络，所述第一、第二光发送模块和第一、第二光接收模块都处于工作状态，所述第一光发送模块用于将产生的多波长下行信号通过所述光纤沿第一方向发送到所述第一树形网络的多波长远端节点下连接的光网络单元，所述第一或第二光接收模块中的一个用于沿第二方向接收所述第一树形网络中的光网络单元通过对应的多波长远端节点发送的上行信号；所述第二光发送模块用于将产生的多波长下行信号通过所述光纤沿第二方向发送到所述第二树形网络的多波长远端节点下连接的光网络单元，所述第一或第二光接收模块中的另一个用于沿第一方向接收所述第二树形网络中的光网络单元通过对应的多波长远端节点发送的上行信号，所述第一方向和第二方向为顺时针或逆时针方向，所述第一方向和第二方向不同； 

所述每个多波长远端节点，用于将所述多波长下行信号中预定波长的信号下路到所述所连接的光网络单元组中的各个光网络单元，使所述多波长下行信号中除所述下路的信号外的其它波长的信号直接通过，并将所连接的光网络单元组中的各个光网络单元发送的上行信号传输至所述光线路终端，所述每个多 波长远端节点下路的信号的波长与所连接的光网络单元组的波长相对应； 

所述光网络单元，用于接收所述光线路终端发送、并通过所连接的多波长远端节点下路的下行信号，并发送预定波长的上行信号；其中 

所述多波长远端节点包括：光栅耦合器； 

所述光栅耦合器，采用2×2的马赫-曾德尔干涉仪结构，包括：在两端分别设置的第一方向耦合器和第二方向耦合器、及在上下臂分别设置的第一光纤布拉格光栅和第二光纤布拉格光栅； 

所述第一、第二方向耦合器的第一分支连接至所述环形网，所述第一、第二方向耦合器的第二分支与所述光网络单元组相连接； 

所述第一、第二光纤布拉格光栅用于对预定波长的信号进行反射，所述第一、第二光纤布拉格光栅的布拉格波长相等，所述光纤布拉格光栅的布拉格波长与所连接的光网络单元组的波长相对应。 

2.根据权利要求1所述的多波长无源光网络系统，其特征在于， 

所述第一光发送模块，用于沿第一方向发送所述下行信号； 

所述第一光接收模块，用于接收沿第一方向发送的所述上行信号； 

所述第二光发送模块，用于沿第二方向发送所述下行信号； 

所述第二光接收模块，用于接收沿第二方向发送的所述上行信号。 

3.根据权利要求2所述的多波长无源光网络系统，其特征在于， 

在网络链路无故障时，所述第一光发送模块处于工作状态，用于将产生的多波长下行信号沿第一方向发送到所述多波长远端节点下连接的光网络单元，所述第一光接收模块处于工作状态，用于接收所述光网络单元组中的光网络单元沿第一方向发送的上行信号； 

在网络链路出现故障时，所述第一光发送模块用于将产生的多波长下行信号沿第一方向发送到所述第一树形网络的多波长远端节点下连接的光网络单元，所述第二光接收模块用于沿第二方向接收所述第一树形网络中的光网络单元通过对应的多波长远端节点发送的上行信号；所述第二光发送模块用于将产生的多波长下行信号沿第二方向发送到所述第二树形网络的多波长远端节点下连接的光网络单元，所述第一光接收模块用于沿第一方向接收所述第二树形网络中的光网络单元通过对应的多波长远端节点发送的上行信号。 

4.根据权利要求1所述的多波长无源光网络系统，其特征在于，所述每个光网络单元组的上下行波长相同，所述光网络单元组的上下行波长采用时分双工机制发送。 

5.根据权利要求1所述的多波长无源光网络系统，其特征在于，所述多波长远端节点还包括：Y形分支器和分路器，所述Y形分支器的第一支路与所述第一方向耦合器的第二分支相连接，所述Y形分支器的第二支路与所述第二方向耦合器的第二分支相连接，所述Y形分支器的第三支路与所述分路器的一端相连接，所述分路器的另一端具有多个接口，所述分路器通过所述多个接口与对应光网络单元组的各个光网络单元相连接。 

6.根据权利要求1所述的多波长无源光网络系统，其特征在于，所述光线路终端包括： 

线路倒换控制模块，用于在网络链路出现故障使得所述环形网断裂成第一树形网络和第二树形网络时，启动所述第一、第二光发送模块中未处于工作状态的光发送模块，和启动所述第一、第二光接收模块中未处于工作状态的光接收模块。 

7.根据权利要求6所述的多波长无源光网络系统，其特征在于，所述线路倒换控制模块还包括： 

故障位置判断模块，用于在网络发生故障时，根据预先设置的往返传输时间RTT映射表，确定出发生故障的位置； 

重新测距模块，用于根据预先设置的往返传输时间RTT映射表，及所述确定出的故障位置，对所述多波长远端节点进行重新测距，并生成新的往返传输时间RTT映射表； 

时隙重分配模块，用于根据所述新生成的往返传输时间RTT映射表，重新分配光网络单元的发送时隙，并通知所述光网络单元按照所述重新分配的发送时隙调整上行信号的发送时间。 

8.根据权利要求7所述的多波长无源光网络系统，其特征在于，当所述光线路终端接收到光网络单元发送的运行维护管理帧时，所述光线路终端确定出所述网络链路发生了故障。 

9.根据权利要求1所述的多波长无源光网络系统，其特征在于，所述多 波长远端节点为8个，所述一个光网络单元组包括8个光网络单元。 

10.根据权利要求1所述的多波长无源光网络系统，其特征在于，所述第一方向为顺时针方向，所述第二方向为逆时针方向；或所述第一方向为逆时针方向，所述第二方向为顺时针方向。 

11.一种权利要求1所述多波长无源光网络系统的保护方法，其特征在于，包括： 

在下行方向： 

在网络链路无故障时，多波长远端节点接收光线路终端中处于工作状态的第一光发送模块或第二光发送模块通过光纤沿预定方向发送的多波长下行信号，并将所述多波长下行信号中预定波长的信号下路到所连接的光网络单元组中的各个光网络单元，并使所述多波长下行信号中除所述下路的信号外的其它波长的信号直接通过，所述每个多波长远端节点下路的信号的波长与所连接的光网络单元组的波长相对应； 

在网络链路出现故障时，环形网断裂成第一树形网络和第二树形网络，使所述第一光发送模块和第二光发送模块都处于工作状态，所述第一树形网络的多波长远端节点接收所述第一光发送模块通过光纤沿第一方向发送的多波长下行信号，并将所述多波长下行信号中对应波长的信号下路到所述第一树形网络的多波长远端节点连接的光网络单元组中的各个光网络单元，并使所述多波长下行信号中除所述下路的信号外的其它波长的信号直接通过；所述第二树形网络的多波长远端节点接收所述光线路终端的第二光发送模块通过光纤沿第二方向发送的多波长下行信号，将所述多波长下行信号中对应波长的信号下路到所连接的光网络单元组中的各个光网络单元，并使所述多波长下行信号中除所述下路的信号外的其它波长的信号直接通过；所述第一方向和第二方向为顺时针或逆时针方向，所述第一方向和第二方向不同； 

在上行方向： 

在网络链路无故障时，所述多波长远端节点中的每个接收所连接的光网络单元组中的光网络单元通过时分复用机制发送的上行信号，并将所述上行信号发送至所述光线路终端中处于工作状态的第一光接收模块或第二光接收模块； 

在网络链路出现故障时，所述第一树形网络中的每个多波长远端节点接收 所连接的光网络单元组中的光网络单元通过时分复用机制发送的上行信号，并将所述上行信号沿所述第二方向发送至所述光线路终端的第一光接收模块或第二光接收模块中的一个；所述第二树形网络中的每个多波长远端节点接收所连接的光网络单元组中的光网络单元通过时分复用机制发送的上行信号，并将所述上行信号沿所述第一方向发送至所述光线路终端的第一光接收模块或第二光接收模块中的另一个； 

所述多波长远端节点包括：光栅耦合器； 

所述光栅耦合器，采用2×2的马赫-曾德尔干涉仪结构，包括：在两端分别设置的第一方向耦合器和第二方向耦合器、及在上下臂分别设置的第一光纤布拉格光栅和第二光纤布拉格光栅； 

所述第一、第二方向耦合器的第一分支连接至所述环形网，所述第一、第二方向耦合器的第二分支与所述光网络单元组相连接； 

所述第一、第二光纤布拉格光栅用于对预定波长的信号进行反射，所述第一、第二光纤布拉格光栅的布拉格波长相等，所述光纤布拉格光栅的布拉格波长与所连接的光网络单元组的波长相对应。 

12.根据权利要求11所述的保护方法，其特征在于，在网络链路无故障时，所述第一光发送模块将产生的多波长下行信号沿第一方向发送到所述多波长远端节点下连接的光网络单元，所述第一光接收模块接收所述光网络单元组中的光网络单元沿第一方向发送的上行信号； 

在网络链路出现故障时，所述第一光发送模块将产生的多波长下行信号沿第一方向发送到所述第一树形网络的多波长远端节点下连接的光网络单元，所述第二光接收模块沿第二方向接收所述第一树形网络中的光网络单元通过对应的多波长远端节点发送的上行信号；所述第二光发送模块将产生的多波长下行信号沿第二方向发送到所述第二树形网络的多波长远端节点下连接的光网络单元，所述第一光接收模块沿第一方向接收所述第二树形网络中的光网络单元通过对应的多波长远端节点发送的上行信号。 

13.根据权利要求11所述的保护方法，其特征在于，在环形网的网络链路出现故障使得所述环形网断裂成第一树形网络和第二树形网络时，还包括： 

所述光线路终端启动所述第一、第二光发送模块中未处于工作状态的光发 送模块，和启动所述第一、第二光接收模块中未处于工作状态的光接收模块。 

14.根据权利要求11所述的保护方法，其特征在于，每个光网络单元组的上下行波长相同，所述光网络单元组的上下行波长采用时分双工机制发送。 

15.根据权利要求11所述的保护方法，其特征在于，在上行方向，在环形网的网络链路出现故障使得所述环形网断裂成第一树形网络和第二树形网络的情况下，所述第一树形网络的多波长远端节点接收所连接的光网络单元组中的光网络单元通过时分复用机制发送的上行信号之前，还包括： 

所述光线路终端根据预先设置的往返传输时间RTT映射表，确定出发生故障的位置； 

所述光线路终端根据预先设置的往返传输时间RTT映射表，及所述确定出的故障位置，对所述多波长远端节点进行重新测距，并生成新的往返传输时间RTT映射表； 

所述光线路终端根据所述新生成的RTT映射表，重新分配光网络单元的发送时隙，并通知所述光网络单元按照所述重新分配的发送时隙调整上行信号的发送时间； 

所述光网络单元按照所述重新分配的发送时隙发送上行信号。 

16.根据权利要求11所述的保护方法，其特征在于，所述上行信号与所述下行信号采用时分双工机制发送。 

17.根据权利要求11所述的保护方法，其特征在于， 

在下行方向： 

在网络链路无故障时，所述第一光发送模块将沿所述第一方向发送的所述下行信号通过所述第一方向耦合器的第一分支进入所述光栅耦合器，所述第一、第二光纤布拉格光栅对所述下行信号中与所述布拉格波长相对应的波长信号进行反射，并将所述反射信号通过所述第一方向耦合器的第二分支进入所连接的光网络单元组，所述下行信号中的其它波长的信号直通所述第一、第二光纤布拉格光栅，并从所述第二方向耦合器的第一分支回到所述环形网； 

在网络链路出现故障时，所述第一光发送模块将沿所述第一方向发送的所述下行信号、通过所述第一方向耦合器的第一分支进入所述光栅耦合器，所述第一、第二光纤布拉格光栅对所述下行信号中与所述布拉格波长相对应的波长 信号进行反射，并将所述反射信号通过所述第一方向耦合器的第二分支进入所连接的光网络单元组，所述下行信号中的其它波长的信号直通所述第一、第二光纤布拉格光栅，并从所述第二方向耦合器的第一分支回到所述第一树形网络；所述第二光发送模块将沿所述第二方向发送的所述下行信号、通过所述第二方向耦合器的第一分支进入所述光栅耦合器，所述第一、第二光纤布拉格光栅对所述下行信号中与所述布拉格波长相对应的波长信号进行反射，并将所述反射信号通过所述第二方向耦合器的第二分支进入所连接的光网络单元组，所述下行信号中的其它波长的信号直通所述第一、第二光纤布拉格光栅，并从所述第一方向耦合器的第一分支回到所述第二树形网络； 

在上行方向： 

在网络链路无故障时，所述光网络单元发送的上行信号通过所述第一、第二方向耦合器的第二分支进入光栅耦合器，并经所述第一、第二光纤布拉格光栅的反射后，沿所述第一、第二方向耦合器的第一分支进入所述环形网； 

在网络链路出现故障时，所述第一树形网络的光网络单元发送的上行信号通过所述第一方向耦合器的第二分支进入光栅耦合器，并经所述第一、第二光纤布拉格光栅的反射后，沿所述第一方向耦合器的第一分支进入所述第一树形网络；所述第二树形网络的光网络单元发送的上行信号通过所述第二方向耦合器的第二分支进入光栅耦合器，并经所述第一、第二光纤布拉格光栅的反射后，沿所述第二方向耦合器的第一分支进入所述第二树形网络。 

18.根据权利要求17所述的保护方法，其特征在于，所述多波长远端节点还包括：Y形分支器和分路器，所述Y形分支器的第一支路与所述第一方向耦合器的第二分支相连接，所述Y形分支器的第二支路与所述第二方向耦合器的第二分支相连接，所述Y形分支器的第三支路与所述分路器的一端相连接，所述分路器的另一端具有多个接口，所述分路器通过所述多个接口与对应光网络单元组的各个光网络单元相连接。 

19.根据权利要求11所述的保护方法，其特征在于，当所述光线路终端接收到光网络单元发送的运行维护管理帧时，所述光线路终端确定出网络链路发生了故障。 

20.根据权利要求11所述的保护方法，其特征在于，所述多波长远端节 点为8个，所述一个光网络单元组包括8个光网络单元。 

21.根据权利要求11所述的保护方法，其特征在于，所述第一方向为顺时针方向，所述第二方向为逆时针方向；或所述第一方向为逆时针方向，所述第二方向为顺时针方向。