CN100521639C - 通信节点和切换装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种光网络系统，它具有信号保护功能并且能够以较低的成本构建通信节点；本发明还提供了一种光信号收发器，它具有至少一个光信号发送装置和至少一个光信号接收装置以在相对的节点之间发送和接收光信号；本发明还提供了一种切换装置，在光信号发送通信线和光信号接收通信线中没有故障出现的时候，这一切换装置从光信号发送装置向光信号发送通信线发送光信号，并向光信号接收装置发送从光信号接收通信线接收到的光信号。在光信号接收通信线中有故障出现的时候，该切换装置进行切换，以从光信号发送通信线接收将被发送到光信号接收装置的光信号。

Description

通信节点和切换装置
技术领域
本发明涉及通信节点和在通信节点中使用的切换装置，尤其涉及构成大容量和高速率的光网络并具有在高速光网络中的光信号通信线的信号保护功能的通信节点，以及在通信节点中使用的切换装置。
背景技术
在传统的大容量和高速率的光网络中，一条光纤传输线只能传送一个方向的信号。
在相对的通信装置之间传送上行信号和下行信号的双向信号的时候，需要两条光纤通信线。
另外，为了提供防止光纤通信线中的故障的信号保护功能，对上行和下行信号的每一个都使用两条光纤通信线，一条作为当前工作的光纤传输线，另一条作为准备着备用的光纤传输线，因此在这种情况下需要四条光纤传输线。
具有信号保护功能的传统光网络的例子在日本专利申请公开No.Hei4-334135中被披露。在被披露的传统光网络中，从光信号发送装置中发送的光信号被光定向耦合器分为两个信号，一个通过当前工作的光纤传输线传输，另一个通过准备着备用的光纤传输线传输。每个通过两个光线传输线传送的光信号由两个光信号接收装置中的一个分别进行接收。随后信号切换开关从由两个光信号接收装置接收到的信号中进行选择。
可以通过将两套在上述日本专利申请公开No.Hei 4-334135中披露的装置相结合而获得包括上行和下行传输的双向光传输。
另外，在日本专利申请公开No.Hei 10-336120中披露了一个传统的光网络结构的例子，其中通过使用两条光纤传输线来获得可以提供信号保护的双向传输。在披露的结构中，有两个通过两条光纤传输线(在上述专利申请中被称为“双向线”)连接起来的相对的节点，每个节点具有切换单元和光单元，切换单元用于处理电信号，它的工作是切换信号的连接以进行为了信号保护的切换，光单元是由光信号发送装置和光信号接收装置构成的，它的工作是将电信号转换为光信号和进行相反的操作以发送和接收光信号。
在日本专利申请公开No.Hei 10-336120披露的光网络中，一个用于当前操作的上行信号和一个用于备用操作的下行信号被第一条光纤传输线传输，一个用于当前操作的下行信号和一个用于备用操作的上行信号被第二条光纤传输线传输。
在上面的例子中，例如假定在第一条光纤传输线上发生了故障。由于用于当前操作的上行信号是通过第一条光纤传输线传输的，所以进行切换使得上行信号通过提供备用的第二条光纤传输线进行传输。在切换单元中以电的形式进行用于信号保护的切换。
当通过结合两套上面的日本专利申请公开No.Hei 4-334135中披露的结构而获得了双向光传输的时候，上行和下行信号中的每一个都需要一条当前活动的光纤传输线和一条准备好备用的光纤传输线，也就是需要四条光纤传输线。
因此在日本专利申请公开No.Hei 4-334135披露的光网络中必须安装许多光纤传输线，这样就导致用于光网络安装的成本增加。另外，在提供使用黑光纤(dark fiber)的服务的情况下，它的使用成本是很高的。
同时，在日本专利申请公开No.Hei 4-334135披露的光网络中需要四个光信号接收装置，一个用于接收当前操作的上行信号、另一个用于接收当前操作的下行信号、第三个用于接收备用操作的上行信号、第四个用于接收备用操作的下行信号。另外，就像在光信号接收装置的情况一样，在必须构建光信号发送装置使得光信号传输以复用方式进行从而改进可靠性的时候，也需要四个光信号发送装置。
因此，在日本专利申请公开No.Hei 4-334135披露的传统光网络中，由于需要许多光器件，所以用于光传输装置的成本的增加是不可避免的。尤其是可以提供超过10Gbps传输速率的光信号发送装置和光信号接收装置是非常昂贵和体积巨大的，从而导致光传输装置的成本十分昂贵。
另外，由于准备用于备用的器件包括光纤传输线，光信号发送装置和光信号接收装置在一般情况下是不使用的，所以可以使用的网络系统的传输带宽并没有被有效地使用。
同时，在日本专利公开No.Hei 10-336120披露的光网络中，光单元需要四个光信号发送装置，包括用于发送上行信号的当前激活的光信号发送装置、用于发送下行信号的当前激活的光信号发送装置、用于发送上行信号的准备好备用的光信号发送装置和用于发送下行信号的准备好备用的光信号发送装置。与之类似，光单元需要四个光信号接收装置，包括用于接收上行信号的当前激活的光信号接收装置、用于接收下行信号的当前激活的光信号接收装置、用于接收上行信号的准备好备用的光信号接收装置和用于接收下行信号的准备好备用的光信号接收装置。
因此，在日本专利申请公开No.Hei 10-336120中披露的光网络中和在日本专利申请公开No.Hei 4-334135中披露的情况一样，由于需要许多光器件，光传输装置成本的增加是不可避免的。另外尤其是可以提供超过10Gbps传输速率的光信号发送装置和光信号接收装置是非常昂贵和体积巨大的，从而导致光传输装置的昂贵的成本。
发明内容
基于上述的内容，本发明的目的是提供一种光网络系统，该光网络系统由以较低成本生产的通信节点构成，并且具有信号保护功能。
依照本发明的第一方面，提供的通信节点包括：
光信号收发器，具有至少一个光信号发送装置和至少一个光信号接收装置，用于向对应通信节点发送光信号或者从对应通信节点接收光信号；
至少一条光信号发送通信线，用于向对应的通信节点发送光信号；
至少一条光信号接收通信线，用于从对应的通信节点接收光信号；和
连接到光信号发送装置和光信号接收装置的切换装置，在光信号发送通信线和光信号接收通信线中没有故障出现的时候，该切换装置向光信号发送通信线发送从光信号发送装置馈送的光信号，并且向光信号接收装置发送从光信号接收通信线馈送的光信号；该切换装置在光信号发送通信线中发生了故障的时候进行切换，使得从光信号发送装置馈送的光信号被发送到光信号接收通信线；该切换装置在光信号接收通信线中发生了故障的时候进行切换，使得从光信号发送通信线接收将被馈送到光信号接收装置的光信号。
在前面的第一方面，一个优选的模式是从设置在光信号收发器中的所有光信号发送装置发送的光信号的波长彼此互不相同，并且与从对应通信节点发送的光信号的波长不同。
另外的一个优选的模式是切换装置包括能够使光信号进行双向传输的光开关。
依照本发明的第二个方面，提供的通信节点包括：
多个光信号收发器，其中的每一个光信号收发器都具有至少一个光信号发送装置和至少一个光信号接收装置，用于向对应通信节点发送光信号或者从对应通信节点接收光信号；
多条光信号通信线，用于在每个光信号收发器和对应通信节点之间发送和接收光信号；
与光信号发送装置和光信号接收装置连接的切换装置，当多条光信号通信线中的任何一个有故障出现的时候，该切换装置将进行切换，使得从光信号通信线发送的光信号以复用的方式通过任何其他的光信号通信线进行发送。
在前面的第二方面，一个优选的模式是通过出现故障的光信号通信线发送的光信号的波长与在光信号通信线中出现故障的时候以复用方式传输的光信号通过的光信号通信线传输的光信号的波长不同。
依照本发明的第三方面，提供了一种在环型网络中使用的通信节点，该环形网络中连接了多个所述的通信节点，该通信节点包括：
光信号收发器，具有至少一个光信号发送装置和至少一个光信号接收装置，用于从一个邻近的通信节点接收光信号和向另一个邻近的通信节点发送光信号；
切换装置，被连接到与一个邻近的通信节点连接的一条光信号通信线、被连接到与另一个邻近的通信节点连接的另一条光信号通信线、被连接到光信号发送装置和光信号接收装置，在一条光信号通信线和另一条光信号通信线中没有出现故障的时候，该切换装置从一条光信号通信线接收从一个邻近的通信节点送出的光信号，并将该光信号发送到光信号接收装置，向另一条光信号通信线发送将从光信号发送装置向另一个邻近的通信节点发送的光信号；当从另一条光信号通信线输入从构成环形网络的通信节点而不是从一个邻近的通信节点馈送的光信号的时候，该切换装置对光信号进行中继，以将其传递到一条光信号通信线；在一条光信号通信线中出现故障的时候，该切换装置进行切换，使得从一个邻近的通信节点馈送的光信号被从另一条光信号通信线接收并且被发送到光信号接收装置；在另一条光信号通信线中出现故障的时候，该切换装置进行切换，使得从光信号发送装置向另一个邻近的光信号发送装置传递的光信号被发送到一条光信号通信线。
在前面的第三方面，一个优选的模式是由构成环形网络的所有通信节点发送的光信号的波长彼此互不相同。
依照本发明的第四方面，提供了一个在环形网络中使用的通信节点，所述环形网络中连接了多个通信节点，该通信节点包括：
光信号收发器，具有多个向邻近的通信节点发送光信号的光信号发送装置和多个从邻近的通信节点接收光信号的光信号接收装置，并且向邻近的通信节点发送光信号和从邻近的通信节点接收光信号。
用于向邻近通信节点发送光信号的光信号发送通信线；
用于从邻近通信节点接收光信号的光信号接收通信线；
与光信号发送装置和光信号接收装置连接的切换装置，在光信号发送通信线和光信号接收通信线中没有出现故障的时候，该切换装置向光信号发送通信线发送将从光信号发送装置向邻近的通信节点传递的光信号，从光信号接收通信线接收从邻近的通信节点送出的光信号，并且将其发送到光信号接收装置；当在光信号发送通信线中出现故障的时候，该切换装置进行切换，使得从光信号发送装置向光信号发送通信线发送的光信号被发送到光信号接收通信线，该光信号接收通信线同样被连接到光信号发送通信线已经连接的邻近的通信节点；当在光信号接收通信线中出现故障的时候，该切换装置进行切换，使得从光信号接收通信线中接收到的光信号和发送到光信号接收装置的光信号被从光信号发送通信线接收，该光信号发送通信线同样被连接到光信号接收通信线已经连接的邻近的通信节点。
在前面的第四方面，一个优选的模式是从光信号发送装置向邻近的通信节点发送的光信号的波长与从邻近的通信节点馈送的光信号的波长不同。
依照本发明的第五个方面，提供了一种被连接到光信号收发器的切换装置，该光信号收发器包括至少一个光信号发送装置和至少一个光信号接收装置，用于向对应的通信节点发送光信号和从对应的通信节点接收光信号，该切换装置与光信号收发器构成通信节点。
该切换装置被配置为连接到至少一条光信号发送通信线以向对应的通信节点发送光信号、连接到至少一条光信号接收通信线以从对应的通信节点接收光信号、连接到光信号发送装置和光信号接收装置；以及
其中，在光信号发送通信线和光信号接收通信线中没有出现故障的时候，从光信号发送装置馈送的光信号被发送到光信号发送通信线、从光信号接收装置中馈送的光信号被发送到光信号接收装置；在光信号发送通信线中出现故障的时候，该切换装置进行切换，使得从光信号发送装置馈送的光信号被发送到光信号接收通信线；在光信号接收通信线中出现故障的时候，该切换装置进行切换，使得将被馈送到光信号接收装置的光信号被从光信号发送通信线接收。
在前面的第五个方面，一个优选的模式是其中从设置于光信号收发器中的所有光信号发送装置馈送的光信号的波长彼此互不相同而且与从对应的通信节点发送的光信号的波长不同。
另一个优选的模式是进一步包括了能够使光信号在双方向上传输的光开关。
依照本发明的第六方面，提供了一种与多个光信号收发器相连接的切换装置，其中的每个收发器具有至少一个光信号发送装置和至少一个光信号接收装置，用于向对应通信节点发送光信号和从对应通信节点接收光信号，该切换装置和多个光信号收发器构成了通信节点。
该切换装置被配置为连接到多条光信号通信线，用于在光信号发送装置和对应的通信节点、每一个光信号发送装置和每一个光信号接收装置之间发送和接收光信号，
其中，在任何光信号通信线中有故障出现的时候，该切换装置进行切换，使得通过出现故障的光信号通信线传输的光信号被以复用方式通过任何其他的光信号通信线进行传输。
在前面的第六方面，一种优选的模式是通过出现故障的光信号通信线传输的光信号的波长与通过在光信号通信线中出现故障的时候以复用方式传输光信号的光信号通信线传输的光信号的波长不同。
依照本发明的第七方面，提供了一种与光信号收发器相连接的切换装置，所述光信号收发器具有至少一个光信号发送装置和至少一个光信号接收装置、从一个邻近的通信节点接收光信号、向另一个邻近的通信节点发送光信号、并且构成环形网络的通信节点，该切换装置被配置为连接到与一个邻近的通信节点相连的一条光信号通信线、连接到与另一个邻近的通信节点相连的另一条光信号通信线、连接到光信号发送装置、和连接到光信号接收装置，
其中，在一条光信号通信线和另一条光信号通信线中没有出现故障的时候，从一条光信号通信线接收到从一个邻近的通信节点馈送的光信号并将这一光信号发送到光信号接收装置，以及从光信号发送装置向另一个邻近的通信节点传递的光信号被发送到另一条光信号通信线；当从一条邻近的光信号通信线输入从通信节点而不是从构成环形网络的一个邻近的通信节点馈送的光信号的时候，该光信号被中继，以将其传递到一条光信号通信线；当在一条光信号通信线中出现故障的时候，该切换装置进行切换，使得从一个邻近的通信节点馈送的光信号被通过另一条光信号通信线接收，并被发送到光信号接收装置；当在另一条光信号通信线中出现故障的时候，将从光信号发送装置向另一个邻近的通信节点传递的光信号发送到一条光信号通信线。
在前面的第七方面，一个优选的模式是被构成环形网络的所有通信节点发送的光信号的波长彼此互不相同。
依照本发明的第八方面，提供了一种与光信号收发器相连接的切换装置，该光信号收发器具有多个向邻近的通信节点发送光信号的光信号发送装置和多个从邻近的通信节点接收光信号的光信号接收装置用于向邻近的通信节点发送光信号和从邻近的通信节点接收光信号，并且构成环形网络的通信节点。
该切换装置被配置为连接到一个光信号发送通信线以向邻近的通信节点发送光信号、连接到一个光信号接收通信线以从邻近的通信节点接收光信号、连接到多个光信号发送装置和多个光信号接收装置。
其中，在光信号发送通信线和光信号接收通信线中没有出现故障的时候，从光信号发送装置向邻近的通信节点传递的光信号被发送到光信号发送通信线，从邻近的通信节点馈送的光信号被从光信号接收通信线中接收并被发送到光信号接收装置；当在光信号发送通信线中出现故障的时候，该切换装置进行切换，使得从光信号发送装置向光信号发送通信线发送的光信号被发送到光信号接收通信线，该光信号接收通信线同样被连接到光信号发送通信线已经连接的邻近的通信节点；当在光信号接收通信线中出现故障的时候，该切换装置进行切换，使得从光信号接收通信线接收并发送到光信号接收装置的光信号被从光信号发送通信线中接收，该光信号发送通信线同样被连接到光信号接收通信线已经连接的邻近的通信节点。
在前面的第八方面，一个优选的模式是从光信号发送装置向邻近的通信节点发送的光信号的波长与从邻近的通信节点馈送的光信号的波长不同。
依照本发明的第九方面，提供了一种用于通过多条光信号通信线传输多个外部光信号的切换装置，该切换装置包括：
多个光复用和解复用装置，每个光复用和解复用装置被设置为对应于光信号通信线并具有多个第一输入和输出端口和一个第二输入和输出端口，它允许彼此不同的光信号在每个第一输入和输出端口以及第二输入和输出端口之间进行传输，并且使第二输入和输出端口被连接到对应于光复用和解复用装置的光信号通信线；以及
多个光开关，被设置为对应于外部光信号，在对应于指定的复用和解复用装置的光信号通信线中没有出现故障的时候，这些光开关允许对应于每个光开关的外部光信号被输入到光复用和解复用装置的第一输入和输出端口；当在光信号通信线中有故障出现的时候，这些光开关进行切换，使得外部光信号被输入到另一个复用和解复用装置的第一输入和输出端口。
在前面的第九方面，一个优选的模式是多个光复用和解复用装置的多个第一输入和输出端口允许传输波长彼此互不相同的光信号。
依照本发明的第十方面，提供了一种用于通过多条光信号通信线发送多个外部光信号的切换装置，该切换装置包括：
多个第一光复用和解复用装置，其中的每一个第一光复用和解复用装置都被设置为对应于光信号通信线并具有多个第一输入和输出端口和一个第二输入和输出端口，这些第一光复用和解复用装置允许彼此不同的光信号在每个第一输入和输出端口以及第二输入和输出端口之间进行传输，并且使每个第二输入和输出端口连接到对应于每个光复用和解复用装置的光信号通信线；
多个第二光复用和解复用装置，其中的每一个第二光复用和解复用装置都具有多个第三输入和输出端口和一个第四输入和输出端口，这些第二光复用和解复用装置允许彼此互不相同的光信号在每个第三输入和输出端口和第四输入和输出端口之间进行传输，被连接到每个多个外部光信号输入和输出端口的每个第三输入和输出端口都是互不相同的；和
光开关，被设置为对应于每个第二光复用和解复用装置，在与指定的第一光复用和解复用装置相对应的光信号通信线中没有出现故障的时候，这些光开关使对应于光开关的第二光复用和解复用装置的第四输入和输出端口被连接到第一光复用和解复用装置的第一输入和输出端口；在光信号通信线中出现故障的时候，这个光开关进行切换，使得第二光复用和解复用装置的第四输入和输出端口被连接到其他第一光复用和解复用装置的第一输入和输出端口。
在前面的第十方面中，一个优选的模式是第一光复用和解复用装置的多个第一输入和输出端口允许传输波长彼此互不相同的光信号，并且第二光复用和解复用装置的多个第三输入和输出端口允许传输波长彼此互不相同的光信号。
依照本发明的第十一方面，提供了一种切换装置，其连接在构成环形网络的两条光信号通信线之间，用于通过环形网络传送外部光信号，该切换装置包括：
两个光复用和解复用装置，每一个光复用和解复用装置都被设置为对应于每条光信号通信线并具有多个第一输入和输出端口和一个第二输入和输出端口，这两个光复用和解复用装置允许彼此互不相同的光信号在每个第一输入和输出端口以及第二输入和输出端口之间进行传输，并且使对应于每个光复用和解复用装置的光信号通信线与第二输入和输出端口连接，使部分第一输入和输出端口彼此互相连接。
多个光开关，其中的每一个光开关都被设置为对应于外部光信号，在连接到对应于指定的光信号通信线的光复同和解复用装置的光信号通信线中没有出现故障的时候，这些光开关使对应于每个光开关的外部光信号被输入到每个光复用和解复用装置的第一输入和输出端口；当在光信号通信线中出现故障的时候，这些光开关进行切换，使得外部光信号被输入到对应于其他光信号通信线的每个光复用和解复用装置的第一输入和输出端口。
在前面的第十一方面，一个优选的模式是多个光复用和解复用装置的多个第一输入和输出端口允许发送波长彼此互不相同的光信号。
依照本发明的第十二个方面，提供了一种用于通过在邻近的通信节点间有多条光信号通信线连接的环形网络传输外部光信号的切换装置，该切换装置包括：
多个光复用和解复用装置，每个光复用和解复用装置都被设置为对应于每一条光信号通信线并且具有多个第一输入和输出端口和一个第二输入和输出端口，这些光复用和解复用装置允许在每个第一输入和输出端口和第二输入和输出端口之间传输彼此互不相同的光信号，并使对应于每个光复用和解复用装置的光信号通信线连接到第二输入和输出端口；以及
多个光开关，其中的每一个光开关都被设置为对应于外部光信号；在对应于指定的光复用和解复用装置的光信号通信线中没有出现故障的时候，这些光开关使对应于每个光开关的光信号被连接到每个光复用和解复用装置的第一输入和输出端口；在光信号通信线中出现故障的时候，这些光开关进行切换，使得外部光信号被输入到其他光复用和解复用装置的第一输入和输出端口。
在前面的第十二方面，一个优选的模式是多个光复用和解复用装置的多个第一输入和输出端口允许传输波长彼此互不相同的光信号。
根据上面的配置，如果在任何光纤传输线中出现故障，切换装置都进行切换，使得光信号开始通过另一条没有出现故障的光纤传输线进行传输，因此不需要安装备用的通信线和用来通过备用的通信线发送光信号的光信号收发器以及光信号接收机。这可以在光网络系统中获得具有高可靠性的令人满意的信号保护功能，还能以较低的成本构建双环型的光网络系统。
附图说明
本发明的上面所说的和其他的目标、优点和特点将在下面通过结合附图的描述变得更加清晰：
图1是一个示出了根据本发明第一实施例的光网络系统的结构的方框图；
图2A、2B和2C示出了本发明第一实施例中信号保护开关的结构和操作；
图3示出了本发明第一实施例的光复用和解复用装置的光传输特性：
图4解释了本发明第一实施例的光网络系统的操作过程；
图5是一个示出了根据本发明第二实施例的光网络系统的方框图；
图6A、6B和6C解释了本发明第二实施例中信号保护开关的结构和操作；
图7示出了本发明第二实施例的光复用和解复用装置的光传输特性；
图8解释了本发明第二实施例的光网络系统的操作；
图9是一个示出了根据本发明第三实施例的光网络系统的方框图；
图10A、10B、10C、10D、10E和10F解释了本发明第三实施例中信号保护开关的结构和操作；
图11示出了本发明第三实施例的光复用和解复用装置的输入和输出端口；
图12示出了本发明第三实施例的光复用和解复用装置的光传输特性；
图13解释了本发明第三实施例的光网络系统的操作；
图14是示出示出了根据本发明第四实施例的光网络系统的方框图；
图15A、15B、15C和15D解释了本发明第四实施例中信号保护开关的结构和操作；
图16解释了本发明第四实施例的光网络系统的操作。
具体实施方式
下面将参考附图使用不同的实施例对本发明的最佳实现方法进行进一步详细地描述：
第一实施例
图1是一个示出了根据本发明第一实施例的光网络系统的方框图。如图1所示，第一实施例的光网络系统由光信号收发器101和102、信号保护开关201和202以及光纤传输线301和302构成。
每个光纤传输线301和302被分别安装在彼此不同的路径上。因此光信号401和402的传输在两条光纤传输线301和302上同时出现故障的情况几乎不可能出现。
每个光信号收发器101和102都具有相同的结构，它们在彼此相对的方向上发送和接收光信号401和402。光信号收发器101由光信号发送部分111和光信号接收部分121构成。光信号收发器102由光信号发送部分112和光信号接收部分122构成。每个光信号发送部分111和112以高达例如10Gbps的传输速率发送高速光信号401或者402，每个光信号接收部分121和122以高达例如10Gbps的传输速率接收高速光信号402或者401。
在第一实施例采用的例子中，作为由光信号发送部分111发送的光信号401的载波的光的波长“λ1”是1536.61nm，作为由光信号发送部分112发送的光信号402的载波的光的波长“λ2”是1555.75nm。因此，由光信号收发器101发送的光信号401的载波光波长“λ1”(也就是将由光信号收发器102接收的光)与由光信号收发器102发送的光信号402的载波光波长“λ2”(也就是将由光信号收发器101接收的光)是不同的。
信号保护开关201和202具有相同的结构，并且通过介于信号保护开关201和202之间的光纤传输线301和302相互对应。
信号保护开关201向光纤传输线301或者302送出由光信号收发器101发送的光信号401。另外，信号保护开关201向光信号收发器101送出从光纤传输线301或者302接收到的光信号402。
同样，信号保护开关202向光纤传输线301或者302送出由光信号收发器102发送的光信号402。另外，信号保护开关202向光信号收发器102送出从光纤传输线301或者302接收到的信号401。
图2A、2B和2C示出了依照本发明第一实施例的信号保护开关的结构和操作；在图2A、2B和2C中，信号保护开关201被作为例子示出，然而信号保护开关202与信号保护开关201具有相同的结构和操作，因此在这里没有示出。图2A是一个示出了第一实施例的信号保护开关201的结构的方框图。
如图2A所示，信号保护开关201具有光开关211和212，以及光复用和解复用装置221和222。
光开关211从光复用和解复用装置221或者222中选择一个，以允许它们中的一个被连接到光信号收发器101(图1)的光信号发送部分111(图1)。光开关212从光复用和解复用装置221或者222中选择一个，以允许它们中的一个被连接到光信号收发器101的光信号接收部分121(图1)。
图2A中示出的实线箭头展示了为了发送光信号在一般情况下选择的路由；图2A中示出的点划线箭头展示了当在光纤传输线(301或者302中的一个)中出现故障的时候选择的路由，光信号仍可以通过这一路由被发送。
图2B示出了在一般运行情况下选择光开关211或者212的情况。在图2B中示出的例子里，光开关211选择光复用和解复用装置221，光开关212选择光复用和解复用装置222。
图2C示出了在光纤传输线301中出现故障的情况下光开关211和212的选择。在图2C中示出的例子里，光开关211和212选择光复用和解复用装置222。另一方面如图2C中没有示出的那样，在光纤传输线302中出现故障的情况下，光开关211和212选择光复用和解复用装置221。
光复用和解复用装置221和222是宽带型的光复用和解复用装置。
光复用和解复用装置221具有输入和输出端口221-1、221-2和221-3。如图2A所示，输入和输出端口221-1被连接到光开关211。输入和输出端口221-2被连接到光开关212。输入和输出端口221-3被连接到光纤传输线301。
同样，如图2A所示，光复用和解复用装置222具有输入和输出端口222-1、222-2和222-3。输入和输出端口222-1被连接到光开关211。输入和输出端口222-2被连接到光开关212。输入和输出端口222-3被连接到光纤传输线302。
每个光复用和解复用装置221和222都允许波长为“λ1”的光在每个输入和输出端口221-1和222-1以及每个输入和输出端口221-3和222-3之间进行传输。另外，每个光复用和解复用装置221和222都允许波长为“λ2”的光在每个输入和输出端口221-2和222-2以及每个输入和输出端口221-3和222-3之间进行传输。
图3示出了第一实施例的光复用和解复用装置221和222的光传输特性。在图3中，每个输入和输出端口221-1和222-1以及每个输入和输出端口221-3和222-3之间的光传输特性被图示为传输特性503，每个输入和输出端口221-2和222-2以及每个输入和输出端口221-3和222-3之间的光传输特性被图示为传输特性504。
允许发送波长为“λ1”的光信号501的输入和输出端口221-1或者222-1与允许发送波长为“λ2”的光信号502的输入和输出端口221-2或者222-2之间的隔离度是35dB或者更高。另外，它们之间的方向性是50dB或者更高。
接下来将描述第一实施例的光网络系统的工作流程。
如图1所示，在光纤传输线301和光纤传输线302中没有出现故障的时候，从光信号收发器101送出的光信号401通过光纤传输线301被发送，并由光信号收发器102接收。另外，从光信号收发器102送出的光信号402通过光纤传输线302被发送，并由光信号收发器101接收。
图4解释了本发明第一实施例的光网络系统的工作情况。如图4所示，设在光纤传输线301中发生了由光纤破损、特性恶化或者类似的情况导致的故障。
如图4所示，如果在光纤传输线301中出现故障，在一般情况下将会进行切换，使得通过光纤传输线301传输的光信号401开始通过光纤传输线302进行传输。换句话说，光信号401和402开始通过同一条光纤传输线302进行传输。由于每个光信号401和402都有不同的波长，两个光信号可以由光复用和解复用装置222隔离，因此，光信号401和402一般都可以在光信号收发器101和102之间进行传输，当然这两个光信号401和402中每一个都仍旧维持了与在一般情况下相同的传输带宽。
同样，如果在光纤传输线302中出现故障，光信号401和402都被通过光纤传输线301进行传输。
如上所述，在第一实施例的具有一对相对放置的光信号收发器、在光信号收发器之间具有双向类型的光纤传输线的光网络系统中，通过光纤传输线301从光信号收发器101的光信号发送部分111传送的光信号401的波长被设置为与通过光纤传输线302从光信号收发器102的光信号发送部分112传送的光信号402的波长不同。如果在任何光纤传输线中出现故障，信号保护开关将进行切换，使得两个光信号可以通过另一条没有出现故障的光纤传输线进行正常的传输。这就可以获得满意的可以导致光网络系统中的高可靠性的信号保护功能。这还可以通过使用两条光纤传输线、两个光信号收发器和两个光信号接收器以较低的成本构建光网络系统。
另外，在上面的第一实施例中，举例使用了10Gbps的传输速率。然而本发明并不局限于这一速率，它可以使用任何可以被使用的传输速率。特别要说的是，如果将本发明应用于以高速率发送和接收光信号的光信号收发器的时候，可以有效地降低成本，并且光信号收发器可以有效地进行工作。
另外，第一实施例中使用的光信号收发器和信号保护开关可以作为一个节点集成构建，或者分别进行构建，每个器件可以作为一个独立的部分进行构建。
第二实施例
图5是一个示出了根据本发明第二实施例的光网络系统的结构的方框图。如图5所示，第二实施例的光网络系统由光信号收发器101、102、103和104，信号保护开关601和602以及光纤传输线301和302组成。
每个光纤传输线301和302被分别设置在不同的路径上，因此在两条光纤传输线301和302上同时出现故障的情况几乎不可能出现。
光信号收发器101、102、103和104的结构是相同的。光信号收发器101和102以一种可以相互面对的形式放置并可以相互发送和接收光信号。与之相似，光信号收发器103和104以一种相互面对的形式放置并可以相互发送和接收光信号。
光信号收发器101具有光信号发送部分111和光信号接收部分121。光信号收发器102具有光信号发送部分112和光信号接收部分122。光信号收发器103具有光信号发送部分131和光信号接收部分141。光信号收发器104具有光信号发送部分132和光信号接收部分142。
每个光信号发送部分111、112、131和132以高达例如10Gbps的传输速率发送高速光信号。每个光信号接收部分121、122、141和142以高达例如10Gbps的传输速率接收高速光信号。
在第二实施例采用的例子中，由光信号发送部分111发送的光的波长“λ1”是1536.61nm。由光信号发送部分112发送的光的波长“λ2”是1539.77nm；由光信号发送部分131发送的光的波长“λ3”是1555.75nm。由光信号发送部分132发送的光的波长“λ4”是1558.98nm。也就是说，每个光信号收发器101、102、103和104发送的光的波长是彼此互不相同的。
信号保护开关601和602具有相同的结构，并且以将光纤传输线301和302放置在介于信号保护开关601和602之间的形式构建，使得它们可以彼此相对。
信号保护开关601向光纤传输线301或者302送出从光信号收发器101发送的光信号401，并向光纤传输线301或者302送出从光信号收发器103发送的光信号403。
另外，信号保护开关601向光信号收发器101送出从光纤传输线301或者302接收到的光信号402，并向光信号收发器103送出从光纤传输线301或者302接收到的光信号404。
同样，信号保护开关602向光纤传输线301或者302送出从光信号收发器102发送的光信号402，并向光纤传输线301或者302送出从光信号收发器104发送的光信号404。
另外，信号保护开关602向光信号收发器102送出从光纤传输线301或者302接收到的光信号402，并向光信号收发器104送出从光纤传输线301或者302接收到的光信号404。
图6A、6B和6C解释了本发明第二实施例的信号保护开关的结构和操作。这里信号保护开关601的结构和操作被作为例子进行了图示，然而信号保护开关602与信号保护开关601具有同样结构并执行同样操作。图6A是一个示出了本发明第二实施例的信号保护开关的结构的方框图。
如图6A所示，信号保护开关601具有光开关211和212、光复用和解复用装置221、222、231和232。
光复用和解复用装置231和232是窄带型的光复用和解复用装置。
光复用和解复用装置231具有输入和输出端口231-1、231-2和231-3。输入和输出端口231-1被连接到光信号收发器101的光信号发送部分111。输入和输出端口231-2被连接到光信号收发器101的光信号接收部分121；输入和输出端口231-3被连接到光开关211。
光复用和解复用装置232具有输入和输出端口232-1、232-2和232-3。输入和输出端口232-1被连接到光信号收发器103的光信号发送部分131。输入和输出端口232-2被连接到光信号收发器103的光信号接收部分141；输入和输出端口232-3被连接到光开关212。
光复用和解复用装置231允许波长为“λ1”的光在输入和输出端口231-1和输入和输出端口231-3之间进行传输。另外，光复用和解复用装置231允许波长为“λ2”的光在输入和输出端口231-2和输入和输出端口231-3之间进行传输。
光复用和解复用装置232允许波长为“λ3”的光在输入和输出端口232-1和输入和输出端口232-3之间进行传输。另外，光复用和解复用装置232允许波长为“λ4”的光在输入和输出端口232-2和输入和输出端口232-3之间进行传输。
图7示出了本发明第二实施例的光复用和解复用装置的光传输特性。
如图7所示，在输入和输出端口231-1和输入和输出端口231-3之间的光传输特性被图示为传输特性521。另外，在输入和输出端口231-2和输入和输出端口231-3之间的光传输特性被图示为传输特性522。
允许发送波长为“λ1”的光信号511的输入和输出端口231-1与允许发送波长为“λ2”的光信号512的输入和输出端口231-2之间的隔离度是35dB或者更高。另外它们之间的方向性是50dB或者更高。
同样，在输入和输出端口232-1和输入和输出端口232-3之间的光传输特性被图示为传输特性523。在输入和输出端口232-2和输入和输出端口232-3之间的光传输特性被图示为传输特性524。
允许发送波长为“λ3”的光信号513的输入和输出端口232-1与允许发送波长为“λ4”的光信号514的输入和输出端口232-2之间的隔离度是35dB或者更高。另外它们之间的方向性是50dB或者更高。
光开关211从光复用和解复用装置221或者222之间选择一个，以允许它们中的一个连接到光复用和解复用装置231的输入和输出端口231-3。光开关212从光复用和解复用装置221或者222之间选择一个，以允许它们中的一个连接到光复用和解复用装置232的输入和输出端口232-3。图6A中示出的实线箭头展示了在一般情况下发送光信号选择的路由；图6A中示出的点划线箭头展示了当在光纤传输线301或者302中出现故障的时候选择的路由，光信号仍可以通过这一路由被发送。
图6B示出了在一般运行情况下选择光开关211或者212的情况。如图6A所示，光开关211选择光复用和解复用装置221，光开关212选择光复用和解复用装置222。
图6C示出了在光纤传输线301中出现故障的情况下光开关的选择。如图2C中所示，光开关211和光开关212选择光复用和解复用装置222。与之相似，在光纤传输线302中出现故障的情况下，光开关211和光开关212选择光复用和解复用装置212。
光复用和解复用装置221具有输入和输出端口221-1、221-2和221-3。输入和输出端口221-1被连接到光开关211。输入和输出端口221-2被连接到光开关212。输入和输出端口221-3被连接到光纤传输线301。
同样，光复用和解复用装置222具有输入和输出端口222-1、222-2和222-3。输入和输出端口222-1被连接到光开关211。输入和输出端口222-2被连接到光开关212。输入和输出端口222-3被连接到光纤传输线302。
光复用和解复用装置221和222都允许波长为“λ1”和波长为“λ2”的光在每个输入和输出端口221-1和222-1以及每个输入和输出端口221-3和222-3之间进行传输。另外，光复用和解复用装置221和222允许波长为“λ3”和波长为“λ4”的光在每个输入和输出端口221-2和222-2以及每个输入和输出端口221-3和222-3之间进行传输。
如图7所示，输入和输出端口221-1和222-1以及输入和输出端口221-3和222-3之间的光传输特性被图示为传输特性503。另外，输入和输出端口221-1和222-2以及输入和输出端口221-3和222-3之间的光传输特性被图示为传输特性504。
除了允许发送波长为“λ1”的光信号511和波长为“λ2”的光信号512的输入和输出端口221-1和222-1以外的任意两个端口之间、以及允许发送波长为“λ3”的光信号513和波长为“λ4”的光信号514的输入和输出端口221-2和222-2之间的隔离度是35dB或者更高。另外，在所述的任意两个端口之间的方向性是50dB或者更高。
接下来将描述第二实施例的光网络系统的工作流程。
如图5所示，在光纤传输线301和光纤传输线302中没有出现故障的情况下，从光信号收发器101送出的光信号401通过光纤传输线301被发送并由光信号收发器102接收。另外，从光信号收发器102送出的光信号402通过光纤传输线301被发送并由光信号收发器101接收。从光信号收发器103送出的光信号403通过光纤传输线302被发送并由光信号收发器104接收。另外，从光信号收发器104送出的光信号404通过光纤传输线302被发送并由光信号收发器103接收。
图8解释了本发明第二实施例的光网络系统的工作过程。如图8所示，设在光纤传输线301中发生了由光纤破损、特性恶化或者类似的情况导致的故障。
如图8所示，如果在光纤传输线301中出现故障，在一般情况下将会进行切换，使得通过光纤传输线301传输的光信号401和402开始通过光纤传输线302进行传输。换句话说，所有的光信号401、402、403和404通过光纤传输线302进行传输。由于光信号401、402、403和404的波长彼此互不相同，所有的光信号401、402、403和404可以由光复用和解复用装置222完全彼此互相隔离，因此，光信号401、402、403和404一般都可以在光信号收发器101和103和所有的光信号收发器102和104之间进行传输。不用说，每个光信号401、402、403和404都仍旧维持了与在一般情况下相同的传输带宽。
同样，如果在光纤传输线302中出现故障，所有的光信号401、402、403和404都被通过光纤传输线301进行传输。
如上所述，在第二实施例的具有一对相对放置的光信号收发器、在光信号收发器之间具有双向类型的光纤传输线的光网络系统中，从光信号收发器101发送的光信号401的波长、从光信号收发器102发送的光信号402的波长、从光信号收发器103发送的光信号403的波长以及从光信号收发器104发送的光信号404的波长是彼此互不相同的。如果在光纤传输线301和302中的任一个出现故障，信号保护开关601和602进行切换，使得所有的光信号401、402、403和404通过另一条没有出现故障的光纤传输线(301或者是302)进行正常的传输。这就可以获得满意的可以导致光网络系统中的高可靠性的信号保护功能。这还可以通过使用两条光纤传输线(301和302)、四个光信号收发器101、102、103、104和四个光信号接收部分121、122、141、142以较低的成本构建光网络系统。
第三实施例
图9是一个示出了根据本发明第三实施例的光网络系统的结构的方框图。如图9所示，第三实施例的光网络系统是一个环形的网络，它具有通信节点700-a、700-b、700-c和700-d以及光纤传输线311、312、313和314。
第三实施例的光网络系统具有如下的功能，即，在光纤传输线311、312、313或者314中的任何一个出现故障的时候，让原来通过出现故障的光纤传输线311、312、313或者314中传输的光信号开始在设置成环形的光纤传输线(311、312、313或者314)中以反方向绕过出现故障的光纤传输线311、312、313或者314进行传输。
所有的通信节点700-a、700-b、700-c和700-d都具有同样的结构，只有它们中的每一个将发送和接收的光的波长不同。通信节点700-a、700-b、700-c和700-d中的每一个都有插入/分出功能，插入/分出功能是向光纤传输中插入数据和从光纤传输中分出数据的功能。
通信节点700-a具有光信号收发器103-a和信号保护开关610-a。光信号收发器103-a具有光信号发送部分113-a和光信号接收部分123-a。通信节点700-b具有光信号收发器103-b和信号保护开关610-b。光信号收发器103-b具有光信号发送部分113-b和光信号接收部分123-b。通信节点700-c具有光信号收发器103-c和信号保护开关610-c。光信号收发器103-c具有光信号发送部分113-c和光信号接收部分123-c。通信节点700-d具有光信号收发器103-d和信号保护开关610-d。光信号收发器103-d具有光信号发送部分113-d和光信号接收部分123-d。
光信号发送部分113-a、113-b、113-c和113-d中的每一个都以高达例如10Gbps的传输速率发送高速光信号。光信号接收部分123-a、123-b、123-c和123-d中的每一个都能以高达例如10Gbps的传输速率接收高速光信号。
从通信节点700-a的光信号发送部分113-a送出、随后通过光纤传输线311进行传输、并由通信节点700-b的光信号接收部分123-b接收的光信号411的波长“λ1”为1536.61nm。从通信节点700-b的光信号发送部分113-b送出、随后通过光纤传输线312进行传输、并由通信节点700-c的光信号接收部分123-c接收的光信号412的波长“λ2”为1539.77nm。从通信节点700-c的光信号发送部分113-c送出、随后通过光纤传输线313进行传输、并由通信节点700-d的光信号接收部分123-d接收的光信号413的波长“λ3”为1555.75nm。从通信节点700-d的光信号发送部分113-d送出、随后通过光纤传输线314进行传输、并由通信节点700-a的光信号接收部分123-a接收的光信号414的波长“λ4”为1558.98nm。
信号保护开关610-a、610-b、610-c和610-d具有相同的结构，并且通过光纤传输线311、312、313和314以环形的方式连接起来。
信号保护开关610-a向光纤传输线311或者光纤传输线314发送从光信号收发器103-a送出的光信号411。另外，信号保护开关610-a向光信号收发器113-a发送从光纤传输线311或者光纤传输线314接收到的光信号414。
另外，信号保护开关610-a对从通信节点700-b的光信号收发器103-b送出的光信号412进行中继，以将其从光纤传输线311向光纤传输线314进行传递。同样，信号保护开关610-a对从通信节点700-c的光信号收发器103-c送出的光信号413进行中继，以将其从光纤传输线311向光纤传输线314进行传递。
同样，信号保护开关610-b向光纤传输线312或者311发送从光信号收发器103-b送出的光信号412。信号保护开关610-b向光信号收发器113发送从光纤传输线312或者311接收到的光信号411。
信号保护开关610-b对从通信节点700-c的光信号收发器103-c送出的光信号413进行中继，以将其从光纤传输线312向光纤传输线311进行传递。信号保护开关610-b对从通信节点700-d的光信号收发器103-d送出的光信号414进行中继，以将其从光纤传输线312向光纤传输线311进行传递。
同样，信号保护开关610-c向光纤传输线313或者312发送从光信号收发器103-c送出的光信号413。此外，信号保护开关610-c向光信号收发器113-c发送从光纤传输线313或者312接收到的光信号412。
信号保护开关610-c对从通信节点700-d的光信号收发器103-d送出的光信号414进行中继，以将其从光纤传输线313向光纤传输线312进行传递。信号保护开关610-c对从通信节点700-a的光信号收发器103-a送出的光信号411进行中继，以将其从光纤传输线313向光纤传输线312进行传递。
同样，信号保护开关610-d向光纤传输线314或者313发送从光信号收发器103-d送出的光信号414。另外，信号保护开关610-d向光信号收发器113-d发送从光纤传输线314或者313接收到的光信号413。
信号保护开关610-d对从通信节点700-a的光信号收发器103-a送出的光信号411进行中继，以将其从光纤传输线314向光纤传输线313进行传递。信号保护开关610-d对从通信节点700-b的光信号收发器103-b送出的光信号412进行中继，以将其从光纤传输线314向光纤传输线313进行传递。
图10A、10B、10C、10D、10E和10F解释了本发明第三实施例的信号保护开关610-c的结构和操作。图10A是一个示出了第三实施例的信号保护开关610-c的结构的方框图。这里作为例子示出了信号保护开关610-c的结构，然而其它的信号保护开关610-a、610-b、610-d的结构是相同的。
如图10A所示，信号保护开关610-c具有光开关211和212以及光复用和解复用装置241和242。
光复用和解复用装置241和242是窄带型的光复用和解复用装置。
图11示出了第三实施例的光复用和解复用装置241的输入和输出端口。
如图11所示，光复用和解复用装置241有五个输入和输出端口241-1到241-5。在图11中举例示出了光复用和解复用装置241，然而光复用和解复用装置242具有相同的结构。光复用和解复用装置242有五个输入和输出端口242-1到242-5(没有示出)。
如图10A所示，输入和输出端口241-1被连接到光开关211上。输入和输出端口241-2被连接到光复用和解复用装置242的输入和输出端口242-3上。输入和输出端口241-3被连接到光复用和解复用装置242的输入和输出端口242-2上。输入和输出端口241-4被连接到光开关212上。输入和输出端口241-5被连接到光纤传输线313上。
光复用和解复用装置242的输入和输出端口242-1被连接到光开关211上。输入和输出端口242-4被连接到光开关212上。输入和输出端口242-5被连接到光纤传输线312上。
光复用和解复用装置241和242允许波长为“λ3”的光在每个输入和输出端口241-1和242-1以及每个输入和输出端口241-5和242-5之间进行传输。光复用和解复用装置241和242允许波长为“λ4”的光在每个输入和输出端口241-2和242-3以及每个输入和输出端口241-5和242-5之间进行传输。光复用和解复用装置241和242允许波长为“λ1”的光在每个输入和输出端口241-3和242-2以及每个输入和输出端口241-5和242-5之间进行传输。光复用和解复用装置241和242允许波长为“λ2”的光在每个输入和输出端口241-4和242-4以及每个输入和输出端口241-5和242-5之间进行传输。
图12示出了本发明第三实施例的光复用和解复用装置的光传输特性。如图12所示，每个输入和输出端口241-1和242-1以及每个输入和输出端口241-5和242-5之间的光传输特性被图示为传输特性523。另外，每个输入和输出端口241-2和242-3以及每个输入和输出端口241-5和242-5之间的光传输特性被图示为传输特性524。每个输入和输出端口241-3和242-2以及每个输入和输出端口241-5和242-5之间的光传输特性被图示为传输特性521。另外，每个输入和输出端口241-4和242-4以及每个输入和输出端口241-5和242-5之间的光传输特性被图示为传输特性522。
除了允许发送波长为“λ1”的光信号511的输入和输出端口241-1或者242-2、允许发送波长为“λ2”的光信号513的输入和输出端口241-2或者242-2、允许发送波长为“λ3”的光信号513的输入和输出端口241-1或者242-1以及允许发送波长为“λ4”的光信号514的输入和输出端口241-2者242-3之外的任意两个端口之间的隔离度是35dB或者更高。另外，在所述的任意两个端口之间的方向性是50dB或者更高。
光开关211从光复用和解复用装置241或者242之间选择一个，以允许它们中的一个连接到光信号收发器103-c的光信号发送部分113-c。光开关212从光复用和解复用装置241或者242之间选择一个，以允许它们中的一个连接到光信号收发器103-c的光信号接收部分123-c。图10A中示出的实线箭头展示了在一般情况下发送光信号时选择的路由。图10A中示出的点划线箭头展示了在光纤传输线出现故障的时候选择的路由，光信号仍可以通过这一路由被发送。
图10B示出了在一般运行情况下光开关211、212进行选择的情况。如图10B所示，光开关211选择光复用和解复用装置221。光开关212选择光复用和解复用装置222。
图10C示出了在光纤传输线313中出现故障的情况下光开关211或者212的选择。在一般情况下，光纤传输线313是通信节点700-c通过其发送光信号413的通信线，这里由于在光纤传输线313中发生了故障，通信节点700-c使光信号413以反方向以绕过光纤传输线313。其结果如图10C所示，光开关211和212选择光复用和解复用装置242。
类似地，在光纤传输线312中发生故障的情况下，光开关211和212选择光复用和解复用装置241。
接下来将描述本发明第三实施例的光网络系统的工作流程。
如图9所示，在任何一条光纤传输线311、312、313和314中都没有故障发生的一般情况下，光信号在相互毗邻的通信节点700-a、700-b、700-c和700-d之间以顺时针方向传输。
图13解释了本发明第三实施例的光网络系统的操作过程。在图13所示的例子中设故障是由在光纤传输线313中发生的光纤破损、特性恶化或者类似的情况导致的。
如果如图13所示在光纤传输线313中发生了故障，将会进行切换使得在一般情况下通过光纤传输线313传输的光信号开始以逆时针方向传输，也就是说通信节点700-c向光纤传输线413发送光信号413。在这一点上，如图10C所示，通信节点700-c的信号保护开关610-c进行切换，使得具有波长为“λ3”的光信号通过光纤传输线312进行传输。
通信节点700-b对光信号413进行中继，以将其从光纤传输线312向光纤传输线311进行传递。在这一点上，如图10D所示，信号保护开关310-b对具有波长为“λ3”的光信号进行中继，以将其从光纤传输线312向光纤传输线311进行传递。通信节点700-a对光信号413进行中继，以将其从光纤传输线311向光纤传输线314进行传递。在这一点上，通信节点700-a的信号保护开关610-a对具有波长为“λ3”的光信号进行中继，以将其从光纤传输线311向光纤传输线314进行传递。
随后通信节点700-d从光纤传输线314接收到光信号413。此时，如图10C所示，通信节点700-d的信号保护开关610-d从光纤传输线314接收到具有波长为“λ3”的光信号。
由于光信号411、412、413和414的波长彼此互不相同，这些光信号411、412、413和414被光复用和解复用装置彼此完全隔离，因此可以正常地传输。当然这些光信号411、412、413和414仍旧维持了与一般情况下相同的传输带宽。
同样，如果在其他的光纤传输线中发生了故障，将会进行切换使得通过发生故障的光纤传输线传输的光信号开始以逆时针方向传输。
如上所述，在第三实施例的由具有光信号收发器和光信号接收器的通信节点和单环形光纤传输线构成的环形光网络系统中，在相互毗邻的通信节点间传输的光信号的波长是彼此互不相同的，在一般情况下，所有的光信号在互相毗邻的通信节点之间以顺时针方向进行传输。如果在一条环形光纤传输线中发生了故障，信号保护开关进行切换，使得通过发生故障的光纤传输线传输的光信号开始以逆时针方向进行传输，以绕过发生故障的光纤传输线。这就可以获得满意的可以导致光网络系统中的高可靠性的信号保护功能。这还能以较低的成本构建环形光网络系统。
第四实施例
图14是一个示出了根据本发明第四实施例的光网络系统的结构的方框图。如图14所示，第四实施例的光网络系统是一个具有通信节点710-a、710-b、710-c和710-d以及光纤传输线321-i、321-o、322-i、322-o、323-i、323-o、324-i和324-o的双环形网络。
通信节点710-a和通信节点710-b之间是由从通信节点710-a出发到通信节点710-b的光纤传输线321-i和从通信节点710-b出发到通信节点710-a的光纤传输线321-o连接起来的。
通信节点710-b和通信节点710-c之间是由从通信节点710-b出发到通信节点710-c的光纤传输线322-o和从通信节点710-c出发到通信节点710-b的光纤传输线322-i连接起来的。
通信节点710-c和通信节点710-d之间是由从通信节点710-c出发到通信节点710-d的光纤传输线323-i和从通信节点710-d出发到通信节点710-c的光纤传输线323-o连接起来的。
通信节点710-d和通信节点710-a之间是由从通信节点710-d出发到通信节点710-a的光纤传输线324-o和从通信节点710-a出发到通信节点710-d的光纤传输线324-i连接起来的。
一般来说，第四实施例的光网络系统有两条在通信节点间连接的光纤传输线并且具有信号保护功能，如果在两条光纤传输线中的任一条发生了故障，将会进行切换使得通过发生了故障的光纤传输线传输的光信号开始通过其他的光纤传输线进行传输，以绕过发生了故障的光纤传输线。
所有的通信节点710-a、710-b、710-c和710-d都具有同样的结构，只有发送和接收的光的波长不同。通信节点710-a、710-b、710-c和710-d中的每一个都有一种插入/分出功能，插入/分出功能是向光纤传输中插入数据和从光纤传输中分出数据的功能。
通信节点710-a具有光信号收发器104-a和信号保护开关620-a。光信号收发器104-a具有光信号发送部分114-a和115-a以及光信号接收部分124-a和125-a。
通信节点710-b具有光信号收发器104-b和信号保护开关620-b。光信号收发器104-b具有光信号发送部分114-b和115-b以及光信号接收部分124-b和125-b。
通信节点710-c具有光信号收发器104-c和信号保护开关620-c。光信号收发器104-c具有光信号发送部分114-c和115-c以及光信号接收部分124-c和125-c。
通信节点710-d具有光信号收发器104-d和信号保护开关620-d。光信号收发器104-d具有光信号发送部分114-d和115-d以及光信号接收部分124-d和125-d。
光信号发送部分114-a、115-a、114-b、115-b、114-c、115-c、114-d和115-d中的每一个都以高达例如10Gbps的传输速率发送高速光信号，光信号接收部分124-a、125-a、124-b、125-b、124-c、125-c、124-d和125-d中的每一个都能以高达例如10Gbps的传输速率接收高速光信号。
从通信节点710-a的光信号发送部分114-a送出、随后通过光纤传输线321-i传输、并由通信节点710-b的光信号接收部分125-b接收的光信号421-i的波长“λ1”为1536.61nm。从通信节点710-b的光信号发送部分115-b送出、随后通过光纤传输线321-o传输、并由通信节点710-a的光信号接收部分124-a接收的光信号421-o的波长“λ2”为1555.75nm。
从通信节点710-b的光信号发送部分114-b送出、随后通过光纤传输线322-o传输、并由通信节点710-c的光信号接收部分125-c接收的光信号422-0的波长“λ1”为1536.61nm。从通信节点710-c的光信号发送部分115-c送出、随后通过光纤传输线322-i传输、并由通信节点710-b的光信号接收部分124-b接收的光信号422-i的波长“λ2”为1555.75nm。
从通信节点710-c的光信号发送部分114-c送出、随后通过光纤传输线323-i传输、并由通信节点710-d的光信号接收部分125-d接收的光信号423-i的波长“λ1”为1536.61nm。从通信节点710-d的光信号发送部分115-d送出、随后通过光纤传输线323-o传输、并由通信节点710-c的光信号接收部分124-c接收的光信号423-o的波长“λ2”为1555.75nm。
从通信节点710-d的光信号发送部分114-d送出、随后通过光纤传输线324-o传输、并由通信节点710-a的光信号接收部分125-a接收的光信号424-o的波长“λ1”为1536.61nm。从通信节点710-a的光信号发送部分115-a送出、随后通过光纤传输线324-i传输、并由通信节点710-d的光信号接收部分124-d接收的光信号424-i的波长“λ2”为1555.75nm。
所有的信号保护开关620-a、620-b、620-c和620-d都具有相同的结构并以环形的方式被光纤传输线311、312、313和314连接。
信号保护开关620-a向光纤传输线324-i或者324-o发送由光信号发送部分115-a发送的光信号424-i。信号保护开关620-a向光信号接收部分125-a发送从光纤传输线324-i或者324-o接收到的光信号424-o。
另外，信号保护开关620-a向光纤传输线321-i或者321-o发送由光信号发送部分114-a发送的光信号421-i。信号保护开关620-a向光信号接收部分124-a发送从光纤传输线321-i或者321-o接收到的光信号421-o。
信号保护开关620-b向光纤传输线321-i或者321-o发送由光信号发送部分115-b发送的光信号424-o。信号保护开关620-b向光信号接收部分125-b发送从光纤传输线321-i或者321-o接收到的光信号421-i。
信号保护开关620-b向光纤传输线322-i或者322-o发送由光信号发送部分114-b发送的光信号422-o。信号保护开关620-b向光信号接收部分124-b发送从光纤传输线322-i或者322-o接收到的光信号422-i。
信号保护开关620-c向光纤传输线322-i或者322-o发送由光信号发送部分115-c发送的光信号422-i。信号保护开关620-c向光信号接收部分125-c发送从光纤传输线322-i或者322-o接收到的光信号422-o。
信号保护开关620-c向光纤传输线323-i或者323-o发送由光信号发送部分114-c发送的光信号423-i。信号保护开关620-c向光信号接收部分124-c发送从光纤传输线323-i或者323-o接收到的光信号423-o。
信号保护开关620-d向光纤传输线323-i或者323-o发送由光信号发送部分115-d发送的光信号423-o。信号保护开关620-d向光信号接收部分125-d发送从光纤传输线323-i或者323-o接收到的光信号423-i。
信号保护开关620-d向光纤传输线324-i或者324-o发送由光信号发送部分114-d发送的光信号424-o。信号保护开关620-d向光信号接收部分124-d发送从光纤传输线324-i或者324-o接收到的光信号424-i。
图15A、15B、15C和15D解释了本发明第四实施例的信号保护开关620-c的结构和操作。图15A是一个示出了第四实施例的信号保护开关620-c的结构的方框图，这里举例示出了信号保护开关620-c的结构，然而其他信号保护开关620-a、620-b、620-d的结构是相同的。
如图15A所示，信号保护开关具有光开关211、212、213和214以及光复用和解复用装置221、222、223和224。
光复用和解复用装置221、222、223和224是窄带型的光复用和解复用装置。
如图15A所示，由光开关211和213和光复用和解复用装置221和222构成的部分与第一实施例的信号保护开关201示出的部分具有相同的结构。另外在图15A中，由光开关213和214和光复用和解复用装置223和224构成的部分与第一实施例的信号保护开关201示出的部分具有相同的结构。图15A中的光开关213对应于图2A中的光开关211，图15A中的光开关214对应于图2A中的光开关212。图15A中的光复用和解复用装置223对应于图2A中的光复用和解复用装置221，图15A中的光复用和解复用装置224对应于图2A中的光复用和解复用装置222。复用和解复用装置221、222、223和224中的每一个都与图3中示出的复用和解复用装置具有相同传输特性。
光开关211从光复用和解复用装置221或者222之间选择一个，以允许它们中的一个连接到光信号收发器104-c的光信号发送部分114-c。光开关212从光复用和解复用装置221或者222之间选择一个，以允许它们中的一个连接到光信号收发器104-c的光信号接收部分124-c。
光开关213从光复用和解复用装置223或者224之间选择一个，以允许它们中的一个连接到光信号收发器104-c的光信号发送部分115-c。光开关214从光复用和解复用装置223或者224之间选择一个，以允许它们中的一个连接到光信号收发器104-c的光信号接收部分125-c。
图15A中示出的实线箭头展示了在一般情况下发送光信号所选择的路由。图15A中示出的点划线箭头展示了在光纤传输线中发生了故障的时候选择的路由，光信号仍可以通过这一路由被发送。
图15B示出了在一般情况下光开关进行选择的情况。如图15B所示，光开关211选择光复用和解复用装置221，光开关212选择光复用和解复用装置222。
图15C示出了在光纤传输线323-o中发生了故障的情况下通信节点710-c的信号保护开关620-c的每个光开关选择的情况。图15D示出了在光纤传输线323-o中发生了故障的情况下通信节点710-d的信号保护开关620-d的每个光开关选择的情况。
在一般情况下，光纤传输线323-o向通信节点710-c发送从通信节点710-d送出的光信号423-o。这里由于在光纤传输线323-i中发生了故障，通信节点710-c和710-d使光信号423-o通过没有故障发生的光纤传输线进行传输，以绕过光纤传输线323-i。因此如图15C所示，光开关211选择光复用和解复用装置222，如图15D所示，光开关214选择光复用和解复用装置223。
接下来将描述第四实施例的光网络系统的工作流程。如图14所示，在光纤传输线321-i、321-o、322-i、322-o、323-i、323-o、324-i和324-o中的任何一条都没有发生故障的一般情况下，每个光信号在相互毗邻的通信节点之间进行正常的传输。
图16解释了本发明的第四实施例的光网络系统的运行情况。在图16所示的例子中，设在光纤传输线323-o中发生了由光纤破损、特性恶化或者类似的情况导致的故障。
如果如图16所示在光纤传输线323-o中发生了故障，将会进行切换，使得在一般情况下通过光纤传输线323-o传输的光信号423-o开始通过光纤传输线323-i进行传输。也就是说，通信节点710-d向光纤传输线323-i发送光信号423-o，并且通信节点710-c从光纤传输线323-i中接收光信号423-o。
在一般情况下其他的通信节点710-a和710-b以同样的方式进行工作。
由于每个信号423-i和432-o有不同的波长，两个信号被光复用和解复用装置完全隔离，因此一般光信号423-i和432-o都可以在光信号收发器104-c和104-d之间进行传输。当然，两个信号的传输带宽仍旧维持与一般情况下相同。
同样，如果在其他的光纤传输线中发生了故障，将会进行切换，使得通过发生了故障的光纤传输的光信号开始由其他的光纤传输线进行传输。
如上所述，在第四实施例的由具有两对光信号收发器和光信号接收器的通信节点以及双环形光纤传输线构成的双环形光网络系统中，在相互毗邻的通信节点之间传输的两个光信号的波长是互不相同的，在一般情况下，这两个光信号是通过不同的光纤传输线进行传输的，如果在任一条光纤传输线中发生了故障，信号保护开关将进行切换使得通过发生了故障的光纤传输线传输的光信号开始通过另外的光纤传输线进行传输。这就可以获得满意的可以导致光网络系统中的高可靠性的信号保护功能。这还能以较低的成本构建双环形光网络系统。
很显然，本发明并不局限于上述实施例，而是可以进行不偏离本发明的范围和精神的改变和修改。例如在上述的实施例中每个波长的传输速率为10Gbps，然而本发明并非局限于此，也可以使用例如80Gbps或者160Gbps。
另外，在上述的实施例中，在一条光纤传输线中可以复用的波长的最大数量是四，然而也可以复用八个或者十六个波长的信号。
还有，在上述的实施例中采用1500nm的波段作为光信号的波长，然而也可以使用1300nm波段或者850nm波段。
此外，可以对数据吞吐量、波长数量、每信号速率和被复用的波长的数量进行自由的选择，直到满足本发明提供的特性功能为止。

Claims (24)

1、一种通信节点，包括：
光信号收发器，具有至少一个光信号发送装置和至少一个光信号接收装置，用于向对应的通信节点发送光信号或者从对应的通信节点接收光信号；
与所述光信号发送装置、所述光信号接收装置、用于向所述对应的通信节点发送光信号的至少一条光信号发送通信线和用于从所述对应的通信节点接收光信号的至少一条光信号接收通信线相连接的保护切换装置，
其中，所述切换装置被配置成，在所述光信号发送通信线和所述光信号接收通信线中没有故障出现的正常操作状态下，用于向所述光信号发送通信线发送从所述光信号发送装置馈送的光信号，并且向所述光信号接收装置发送从所述光信号接收通信线馈送的光信号；在所述光信号发送通信线中有故障出现的时候，进行切换，使得从所述光信号发送装置馈送的所述光信号被发送到所述光信号接收通信线；在所述光信号接收通信线中有故障出现的时候，进行切换，使得被馈送到所述光信号接收装置的所述光信号被从所述光信号发送通信线中接收。
2、如权利要求1所述的通信节点，其特征在于，从设置在所述光信号收发器中的所有所述光信号发送装置发送的光信号的波长都是彼此互不相同的，并且与从所述对应通信节点发送的光信号的波长不同。
3、如权利要求1所述的通信节点，其特征在于，所述保护切换装置包括可以使光信号进行双向传输的光开关。
4、一种通信节点，包括：
多个光信号收发器，其中的每一个光信号收发器都具有至少一个光信号发送装置和至少一个光信号接收装置，用于向对应的通信节点发送光信号或者从对应的通信节点接收光信号；以及
与每个所述光信号收发器中的所述光信号发送装置和所述光信号接收装置以及用于在每个所述光信号收发器和所述对应通信节点之间发送和接收光信号的多条光信号通信线相连接的切换装置，
其中，所述保护切换装置被配置成，当在所述多条所述光信号通信线中的任何一条有故障出现的时候，进行切换，使得通过所述光信号通信线传输的光信号以复用的方式通过任何其他的光信号通信线进行传输。
5、如权利要求4所述的通信节点，其特征在于，通过出现故障的光信号通信线传输的光信号的波长与通过在所述光信号通信线中出现故障的时候以复用方式传输所述光信号的光信号通信线传输的光信号的波长不同。
6、一种在环形网络中使用的通信节点，该环形网络中连接了多个所述通信节点，该通信节点包括：
光信号收发器，具有至少一个光信号发送装置和至少一个光信号接收装置，用于从一个邻近的通信节点接收光信号和向另一个邻近通信节点发送所述光信号；以及
保护切换装置，被连接到与所述的一个邻近的通信节点连接的一条光信号通信线、连接到与所述另一个邻近的通信节点连接的另一条光信号通信线、连接到所述光信号发送装置和连接到所述光信号接收装置；
其中，所述保护切换装置被配置成，在所述一条光信号通信线和所述另一条光信号通信线中没有故障出现的正常状态下，从所述一条光信号通信线接收从所述一个邻近的通信节点送出的光信号，并且将其发送到所述光信号接收装置，并向所述另一条光信号通信线发送从所述光信号发送装置向所述另一个邻近的通信节点传递的光信号；当在构成所述环形网络的、除所述一条光信号通信线和所述另一条光信号通信线之外的第三条光信号通信线中出现了故障，并且从构成了所述第三条光信号通信线和所述另一条光信号通信线路之间的环形网络的任一通信节点送来的所述光信号从所述另一条光信号通信线路输入时，对输入的光信号进行中继，并将其传递到所述一条光信号通信线；在所述一条光信号通信线出现故障的时候，该切换装置进行切换，使得从所述一个邻近的通信节点馈送的所述光信号被从所述另一条光信号通信线接收并发送到所述光信号接收装置；在所述另一条光信号通信线中有故障出现的时候，进行切换，使得所述将从所述光信号发送装置向所述另一个邻近的通信节点传递的光信号被发送到所述一条光信号通信线。
7、如权利要求6所述的通信节点，其特征在于，构成所述环形网络的所有通信节点发送的光信号的波长是彼此互不相同的。
8、一种在环形网络中使用的通信节点，所述环形网络中连接了多个所述的通信节点，该通信节点包括：
光信号收发器，具有多个用于向邻近的通信节点发送光信号的光信号发送装置和多个用于从所述邻近的通信节点接收光信号的光信号接收装置，用于向两个所述的邻近通信节点发送光信号和从两个所述的邻近通信节点接收光信号；
与所述多个光信号发送装置、所述多个光信号接收装置、用于向所述邻近通信节点发送光信号的光信号发送通信线以及用于从所述邻近通信节点接收光信号的光信号接收通信线相连接的保护切换装置，
其中所述保护切换装置被配置成，在所述光信号发送通信线和所述光信号接收通信线中没有故障出现的正常状态下，向所述光信号发送通信线发送从所述光信号发送装置向所述邻近通信节点传递的光信号，并且从所述光信号接收通信线接收从所述邻近通信节点送出的光信号，并将其发送到所述光信号接收装置；在所述光信号发送通信线中有故障出现的时候，进行切换，使得从所述光信号发送装置向所述光信号发送通信线发送的光信号被发送到所述光信号接收通信线，所述光信号接收通信线同样被连接到所述光信号发送通信线已经连接的所述邻近的通信节点；在所述光信号接收通信线中有故障出现的时候，进行切换，使得从所述光信号接收通信线中接收的光信号和已经向所述光信号接收装置发送的光信号被从光信号发送通信线接收，所述光信号发送通信线同样被连接到所述光信号接收通信线已经连接的所述邻近的通信节点。
9、如权利要求8所述的通信节点，其特征在于，从所述光信号发送装置向所述邻近的通信节点发送的光信号的波长与从所述邻近的通信节点馈送的光信号的波长不同。
10、一种在具有光信号收发器的通信节点中使用的保护切换装置，所述光信号收发器包括至少一个光信号发送装置和至少一个光信号接收装置，用于向对应的通信节点发送光信号和从对应的通信节点接收光信号，
所述保护切换装置被配置为连接到向所述对应通信节点发送光信号的至少一条光信号发送通信线、连接到从所述对应通信节点接收光信号的至少一条光信号接收通信线、连接到所述光信号发送装置和所述光信号接收装置；并且
在所述光信号发送通信线和所述光信号接收通信线中没有故障出现的正常状态下，从所述光信号发送装置馈送的光信号被发送到所述光信号发送通信线，从所述光信号接收通信线馈送的光信号被发送到所述光信号接收装置；在所述光信号发送通信线中有故障出现的时候，进行切换，使得从所述光信号发送装置馈送的所述光信号被发送到所述光信号接收通信线；在所述光信号接收通信线中有故障出现的时候，进行切换，使得将被馈送到所述光信号接收装置的所述光信号被从所述光信号发送通信线接收。
11、如权利要求10所述的保护切换装置，其特征在于，从设置在所述光信号收发器中的所有所述光信号发送装置馈送的光信号的波长是彼此互不相同的，并且与从所述对应通信节点发送的光信号的波长不同。
12、如权利要求10所述的保护切换装置，其特征在于，进一步包括可以使光信号进行双向传输的光开关。
13、一种在具有多个光信号收发器的通信节点中使用的保护切换装置，所述每个光信号收发器具有至少一个光信号发送装置和至少一个光信号接收装置，用于向对应的通信节点发送光信号和从对应的通信节点接收光信号，
所述保护切换装置被配置为连接到每个所述的光信号收发器中的所述光信号发送装置和所述光信号接收装置、用于在每个所述光信号发送装置和所述对应通信节点之间发送和接收光信号的多条光信号通信线，
以及，在任何所述光信号通信线中有故障出现的时候，进行切换，使得通过出现故障的所述光信号通信线传输的光信号被通过任何其他光信号通信线以复用的方式进行传输。
14、如权利要求13所述的保护切换装置，其特征在于，通过有故障出现的光信号通信线传输的光信号的波长与通过在所述光信号通信线中出现所述故障的时候以复用的方式传输所述光信号的光信号通信线传输的光信号的波长不同。
15、一种在具有光信号收发器的环形网通信节点中使用的保护切换装置，该光信号收发器具有至少一个光信号发送装置和至少一个光信号接收装置，用于从一个邻近的通信节点接收光信号和向另一个邻近的通信节点发送光信号，
所述保护切换装置被配置为连接到与所述一个邻近的通信节点相连的一条光信号通信线、连接到与所述另一个邻近的通信节点相连的另一条光信号通信线、连接到所述光信号发送装置和所述光信号接收装置，
在所述一条光信号通信线和所述另一条光信号通信线中没有出现故障的正常操作状态下，从所述一条光信号通信线接收从所述一个邻近的通信节点馈送的光信号以发送到所述光信号接收装置，接收从所述光信号发送装置向所述另一个邻近的通信节点传递的光信号以发送到所述另一条光信号通信线；当在构成所述环形网络的、除所述一条光信号通信线和所述另一条光信号通信线之外的第三条光信号通信线中出现了故障，并且从构成了所述第三条光信号通信线和所述另一条光信号通信线路之间的环形网络的任一通信节点送来的所述光信号从所述另一条光信号通信线路输入时，对输入的光信号进行中继，并将其传递到所述一条光信号通信线；在所述一条光信号通信线中有故障出现的时候，进行切换，使得从所述一个邻近的通信节点馈送的所述光信号通过所述另一条光信号通信线被接收，并被发送到所述光信号接收装置；当在所述另一条光信号通信线中有故障出现的时候，进行切换，将从所述光信号发送装置向所述另一个邻近的通信节点传递的光信号发送到所述一条光信号通信线。
16、如权利要求15所述的保护切换装置，其特征在于，由构成所述环形网络的所有通信节点发送的光信号的波长彼此互不相同。
17、一种在具有光信号收发器的环形网络通信节点中使用的保护切换装置，该光信号收发器具有多个向邻近的通信节点发送光信号的光信号发送装置和多个从所述邻近的通信节点接收光信号的光信号接收装置，用于向两个所述邻近的通信节点发送光信号和从两个所述邻近的通信节点接收光信号，
所述保护切换装置被配置为连接到光信号发送通信线以向所述邻近的通信节点发送光信号、连接到光信号接收通信线以从所述邻近的通信节点接收光信号、连接到所述多个所述光信号发送装置和所述多个所述光信号接收装置，
在所述光信号发送通信线和所述光信号接收通信线中没有故障出现的正常操作状态下，将从所述光信号发送装置向所述邻近的通信节点传递的光信号发送到所述光信号发送通信线，并且从所述光信号接收通信线接收从所述邻近的通信节点馈送的光信号，并将其发送到所述光信号接收装置；当在所述光信号发送通信线中有故障出现的时候，进行切换，使得从所述光信号发送装置向所述光信号发送通信线发送的光信号被发送到光信号接收通信线，所述光信号接收通信线同样被连接到所述光信号发送通信线已经连接的所述邻近的通信节点；当在所述光信号接收通信线中有故障出现的时候，进行切换，使得从所述光信号接收通信线接收到并且发送到所述光信号接收装置的光信号被从光信号发送通信线接收，所述光信号发送通信线同样被连接到所述光信号发送通信线已经连接的所述邻近的通信节点。
18、如权利要求17所述的保护切换装置，其特征在于，从所述光信号发送装置向所述邻近的通信节点发送的光信号的波长与从所述邻近的通信节点馈送的光信号的波长不同。
19、一种用于通过多条光信号通信线传输多个外部光信号的保护切换装置，包括：
多个光复用和解复用装置，其中每一个光复用和解复用装置都被设置为对应于所述光信号通信线并且具有多个第一输入和输出端口和一个第二输入和输出端口，这些光复用和解复用装置允许彼此互不相同的光信号在每个所述第一输入和输出端口和所述第二输入和输出端口之间进行传输，并且使所述第二输入和输出端口连接到对应于所述光复用和解复用装置的光信号通信线；和
多个光开关，被设置为对应于所述外部光信号，在对应于指定的光复用和解复用装置的光信号通信线中没有故障出现的正常操作状态下，这些光开关允许对应于每个所述光开关的外部光信号输入到所述光复用和解复用装置的所述第一输入和输出端口；当在所述光信号通信线中有故障出现的时候，这些光开关进行切换，使得所述外部光信号被输入到另一个复用和解复用装置的第一输入和输出端口。
20、如权利要求19所述的保护切换装置，其特征在于，所述多个所述光复用和解复用装置的多个所述第一输入和输出端口允许传输波长彼此互不相同的光信号。
21、一种用于通过多条光信号通信线传输多个外部光信号的保护切换装置，包括：
多个第一光复用和解复用装置，其中的每一个第一光复用和解复用装置都被设置为对应于所述光信号通信线并且具有多个第一输入和输出端口和一个第二输入和输出端口，这些第一光复用和解复用装置允许彼此互不相同的光信号在每个所述第一输入和输出端口以及所述第二输入和输出端口之间进行传输，并且使每个所述第二输入和输出端口连接到与每个所述光复用和解复用装置对应的光信号通信线；
多个第二光复用和解复用装置，其中的每一个第二光复用和解复用装置都具有多个第三输入和输出端口和一个第四输入和输出端口，这些第二光复用和解复用装置允许彼此互不相同的光信号在每个所述第三输入和输出端口以及所述第四输入和输出端口之间进行传输，每个所述第三输入和输出端口连接到彼此互不相同的多个外部光信号输入和输出端口中的一个；以及
光开关，它被设置为对应于每个所述第二光复用和解复用装置，在对应于指定的第一光复用和解复用装置的光信号通信线中没有故障出现的正常操作状态下，该光开关使与所述光开关相对应的第二光复用和解复用装置的第四输入和输出端口连接到所述第一光复用和解复用装置的第一输入和输出端口；在所述光信号通信线中有故障出现的时候，该光开关进行切换，使得所述第二光复用和解复用装置的第四输入和输出端口被连接到另一个第一光复用和解复用装置的第一输入和输出端口。
22、如权利要求21所述的保护切换装置，其特征在于，所述第一光复用和解复用装置的所述多个所述第一输入和输出端口允许传输波长彼此互不相同的光信号；所述第二光复用和解复用装置的多个所述第三输入和输出端口允许传输波长彼此互不相同的光信号。
23、一种保护切换装置，其连接在构成环形网络的信号通信线之间，用于通过所述环形网络传输外部光信号，该切换装置包括：
两个光复用和解复用装置，其中的每一个光复用和解复用装置都被设置为对应于所述光信号通信线并且具有多个第一输入和输出端口和一个第二输入和输出端口，这些光复用和解复用装置允许彼此互不相同的光信号在每个所述第一输入和输出端口以及所述第二输入和输出端口之间进行传输，并且使对应于每个所述光复用和解复用装置的光信号通信线连接到所述第二输入和输出端口，而且使部分所述第一输入和输出端口被彼此连接；以及
多个光开关，其中的每一个光开关都被设置为对应于所述外部光信号，在连接到对应于指定的光信号通信线的光复用和解复用装置的光信号通信线中没有故障出现的正常操作状态下，这些光开关将对应于每个所述光开关的外部光信号输入到每个所述光复用和解复用装置的第一输入和输出端口；在所述光信号通信线中有故障出现的时候，这些光开关进行切换，使得所述外部光信号被输入到对应于其他光信号通信线的每个所述光复用和解复用装置的第一输入和输出端口。
24、一种用于通过在邻近的通信节点之间有多条光信号通信线连接的环形网络传输外部光信号的保护切换装置，包括：
多个光复用和解复用装置，其中的每一个光复用和解复用装置都被设置为对应于所述光信号通信线并且具有多个第一输入和输出端口和一个第二输入和输出端口，这些光复用和解复用装置允许彼此互不相同的光信号在每个所述第一输入和输出端口以及所述第二输入和输出端口之间进行传输，并且使对应于每个所述光复用和解复用装置的光信号通信线连接到所述第二输入和输出端口；以及
多个光开关，其中的每一个光开关都被设置为对应于所述外部光信号，在对应于指定的光复用和解复用装置的光信号通信线中没有故障出现的正常操作状态下，这些光开关将对应于每个所述光开关的外部光信号连接到每个所述光复用和解复用装置的第一输入和输出端口；在所述光信号通信线中有故障出现的时候，这些光开关进行切换，使得所述外部光信号被输入到其他光复用和解复用装置的第一输入和输出端口。
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