CN100539491C - 用于光信号的十字形联接件 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了一种用于光信号的透明交换的十字形联接件，其具有第一交换装置，该第一交换装置具有一个或多个具有不同粒度、例如接插区、波长组或/和波长的交换模块。第二交换装置与第一交换装置串接并且具有偏振复用交换粒度。

Description

用于光信号的十字形联接件
技术领域
本发明涉及一种十字形联接件，其具有用于光网中光信号的接通、分岔或/和馈入的第一交换装置。
背景技术
将来在WDM网络中将存在全光的、也称为光子的透明领域。为了提高WDM或DWDM(密集波分复用)信号的单个通道的传输容量，可以在这种网络中使用偏振复用技术。在通道的一个波长上可以传输两个被不同偏振的光信号，其偏振方向通常正交。为了在连接在光网上的网络元件中接通、添加和/或释放通道，目前使用Add/Drop模块或光学十字形联接件。这些已知的网络元件只能作为最小的粒度(
Figure C03806519D0006163550QIETU
)选择性地交换不同的波长。因此，在具有偏振复用的光网中，总是利用这些网络元件交换位于一个波长上的两个信号。
除了粒度“波长”之外，当前的Add/Drop模块还可以交换粒度“波长组”。这意味着：例如在光网中使具有各自波长的多个通道互相连接以代替唯一的通道。波长选择性的交换用一个附加的交换装置来实现，该附加的交换装置连接在用于波长组转换的那个交换装置上。
通常的十字型联接件和Add/Drop模块具有相同的粒度、即波长、波长组，以及还具有粒度“接插区(Raumschaltfeld)”，其基于WDM信号的所有或多个通道或一个通道从光网的一个光纤到另一光纤上的转换。
在EP 1 162 855 A1中描述了一种具有用于信号的插接板交换(fiberrouting switch：光纤路由交换FR)的第一交换装置的十字型联接件，其输入端以及输出端与用于WDM信号通道的波长交换(wavelength routingswitch：波长路由交换WR)的第二交换装置的输出端以及输入端相连接。然而，该十字型联接件不适用于偏振复用信号被偏振的信号成分的交换。
在EP 1 137 308 A2中公开了一种偏振复用开关，在其输入端上馈入一个具有两个正交的偏振状态的通道。受控制的偏振调节器调节该通道的两个偏振状态，因此通过偏振分光器分离两个具有正交的偏振方法的信号。偏振调节器的调节用于优化从偏振调节器出发的信号的两个偏振方向到偏振分光器的分离特征曲线上的映射。该偏振多路分解器构成两个正交的线性偏振信号之一的Drop电路。此外，剩下的两个正交的线性偏振信号将通过与其偏振方向匹配的偏振光耦合器，并且在那里与新的外部信号组合。该新的外部信号具有与来自偏振分光器的信号的偏振方向正交的偏振方向。
这里还描述了一种开关，其中WDM信号被馈入到用于分离其通道的波长多路分解器中。一些通道被馈入到多个Add/Drop模块中，而其他的通道被馈入到偏振开关中。因此，在具有可变的通道数和/或具有例如偏振和/或波长复用的通道的可变传输特征的动态光网中，这种开关不是最适合的，因为为进行适当交换需要每个新进入的通道的其他信息。
发明内容
因此本发明的任务在于给出一种十字形联接件，在该十字形联接件中可以任意地交换WDM信号利用偏振复用或在没有偏振复用的情况下传输的通道。此外，该十字形联接件应全光透明而适用于动态光网，其中应按照一个或一些直至所有粒度、即接插区、波长组、波长和偏振来实现交换。
按照本发明，该任务通过以下技术方案的所表明的十字形联接件来解决。
根据本发明的光学十字形联接件，其具有用于光网中光信号的接通、分岔或/和馈入的第一交换装置，其特征在于，为所述第一交换装置而布置一用于偏振复用信号的第二交换装置，该第二交换装置具有至少一个偏振多路分解器和至少一个偏振多路复用器，所述第二交换装置的输入端和输出端与所述第一交换装置的输出端以及输入端相连接，并且在所述第二交换装置中所述偏振多路分解器的输出端以及所述偏振多路复用器的输入端与外部端口耦合，以及，除了用于与所述光网和所述第二交换装置连接的端口之外，所述第一交换装置还具有其他的输入和输出端口。
本发明还包括基于上述技术方案的合理的改进方案。
按照本发明，从具有用于光网中光信号的接通、分岔或/和馈入的第一交换装置的光学十字形联接件出发而规定：为第一交换装置的偏振复用信号而布置第二交换装置，其输入端和输出端与第一交换装置的输出端以及输入端相连接，以及第二交换装置具有至少一个偏振多路分解器和至少一个具有外部端口的偏振多路复用器。
第一交换装置的粒度由于交换模块的级联连接而基于接插区或/和波长组或/和波长，该交换模块具有所述粒度中的至少一个。
例如WDM信号的光信号从一个交换模块透明地传输给另一个交换模块具有很大的优点，并且可以按照任意的粒度被交换。在穿过一个或多个或所有的交换模块之后，通道被馈入到第二交换装置或所谓的偏振复用开关中，并且在使用偏振复用的情况下被拆分成两个被正交偏振的信号，例如在外部终端上输出该信号。
当例如在动态网络中通道数或通道的特性、例如波长和/或偏振复用改变时，本发明十字形联接件由于其交换的广泛适用性以及较低的通道转换的网络管理费用而具有很高的灵活性。
此外，该十字形联接件由于其结构对称而具有双向的和透明的传输以及交换。即使在其他信号作为偏振复用信号的情况下，也可使用该交换装置。
附图说明
根据附图来详细描述本发明的实施例。在此：
图1示出了具有至少两个粒度的本发明十字形联接件，
图2示出了具有两个粒度的本发明十字形联接件，
图3示出了具有三个粒度的本发明十字形联接件，
图4示出了具有四个粒度的本发明十字形联接件，
图5示出了根据所使用的交换模块的数量来布置粒度的表格，
图6示出了按照本发明的偏振复用开关。
具体实施方式
图1示例性地示出了具有至少两个粒度的本发明十字形联接件，其通过第一交换装置SV并且通过作为第二交换装置PS的偏振复用开关来定义。通过光网ON单向地或双向地传输一个或多个光信号S，该光网的光光纤连接在第一交换装置SV上。该第一交换装置SV的一个或多个输出端与第二交换装置PS的相应的输入端相连接。在第二交换装置PS的输入端上有偏振复用信号的情况下，可以将该偏振复用信号的两个信号耦合出去，或者可以只将该偏振复用信号的一个信号耦合出去并且将另一个信号接回到第一交换装置SV，或者可以将该偏振复用信号的两个信号都接回到第一交换装置SV。在第一交换装置SV的输出端上有信号的情况下，该信号已从光网ON中分岔并且不是偏振复用信号，该第一交换装置SV可以按照其粒度实现向外的Drop电路。规定将波长、波长组或光网ON的不同光纤之间的接插区作为第一交换装置SV的粒度。第一交换装置SV可以具有一个或多个被布置成级联形式的交换模块，其具有用于光信号S中通道信号的接通、分岔或/和馈入的不同粒度。这些选择粒度的顺序，使得光信号S的传输或转换透明地并且以交换层级“接插区-波长组-单个波长”而流入级联的交换模块中，直至第二交换装置PS而停止。
在两个交换装置SV、PS上还设有其他的Add电路，其可以将例如来自外部终端的通道信号馈入到光网ON中以传输该通道信号。
图2示出了具有两个按照图1的粒度的本发明十字形联接件，其通过具有第一交换模块SV1的第一交换装置SV并且通过作为第二交换装置PS的偏振开关来定义。交换模块SV1具有一个产生接插区交换、波长组交换或波长交换的粒度。
为了分离或组合光信号S的通道信号，在需要时，例如为了WDM信号而在两个交换元件SV1、PS中的一个交换元件中或在这两个交换元件SV1、PS之间布置多路分解器或多路复用器。
图3示出了具有三个按照图1或2的粒度的本发明十字形联接件，其中在交换模块SV1和光网ON之间中间连接第二交换模块SV2，其具有不同于交换模块SV1的粒度的另一粒度。可以实现级联交换模块SV1、SV2的粒度组合的三种不同的变形方案：
●第一交换模块SV1具有波长组粒度，并且第二交换模块SV2具有接插区粒度。
●第一交换模块SV1具有波长粒度，并且第二交换模块SV2具有接插区粒度。
●第一交换模块SV1具有波长粒度，并且第二交换模块SV2具有波长组粒度。
交换模块SV1、SV2级联的最后一种变形方案已在现有技术中作为WDM传输系统中的光Add/Drop模块“OADM”而公开。通过按照本发明的与作为偏振复用开关的第二交换装置PS的相互连接，还存在粒度“偏振”。这里，在需要将光信号S分离成通道信号或将通道信号组合成一个或多个光信号S时，还在交换元件SV1、SV2、PS之间或中布置多路分解器和多路复用器。
图4示出了具有四个按照图1至3的粒度的本发明十字形联接件，其中第一交换装置SV具有三个级联的交换模块SV1、SV2、SV3，其具有各自的粒度、即接插区、波长组和波长。在现有技术中，第一交换装置SV也作为光学十字形联接件“OXC”而公开。通过按照本发明的与作为偏振复用开关的第二交换装置PS的相互连接，还存在粒度偏振。
在图5中示出了一个表格，其根据在按照图1至4的第一交换装置SV中所使用的交换模块SV1、SV2、SV3的数量来布置粒度。不同的交换可能性是单个通道信号的交换W或通道信号组的交换GW或光网ON的不同光纤之间的光信号S的交换F。这里假设：作为偏振复用开关的第二交换装置PS接在第一交换模块SV1之后。标记SV1、SV1+SV2、SV1+SV2+SV3对应于按照图2至4的交换模块SV1、SV2、SV3的不同级联。
图6示出了按照本发明的偏振复用开关，其被用作为按照图1至4的第二交换装置PS。
通过输入端PSE1将来自第一交换装置SV或来自多路分解器的具有两个数据通道的偏振复用信号馈入到具有偏振调节器POLCON1的偏振多路分解器DS中。偏振调节器POLCON1这样校准输入的偏振复用信号，使得两个数据通道的偏振方向与后置的偏振分光器PBS1的分离特征曲线匹配，以便分离这两个数据通道。从偏振分光器PBS1出发的信号构成偏振复用开关PS的输出端DROP上的Drop信号。也许，例如如果传输路径具有PDL，则需要两个偏振调节器和两个偏振分光器或滤波器，以便能够分离这两个偏振信号。
在偏振多路分解器DS的输入端PSE1上，利用前置的3dB耦合器或另一个适用于分配信号的光学部件将偏振复用信号馈入到两个偏振调节器中，以便将偏振复用信号的两个被不同偏振的信号成分分别映射到偏振分光器或偏振滤波器的分离特征曲线上，所述信号成分的输出构成第二交换装置PS的输出DROP。
在偏振复用开关PS的其他输入端ADD上，将例如来自外部终端的两个信号通道馈入到偏振多路复用器AS中。该偏振多路复用器AS具有两个偏振调节器POLCON2、POLCON3，将两个通道信号中的每一个分别馈入到这两个偏振调节器中并且利用正交的偏振设置输出。这样定义该偏振设置，使得这两个通道信号在后置的偏振耦合器PBS2中被组合成一个偏振复用信号，该偏振复用信号被输送给偏振多路复用器AS或偏振复用开关PS的一个输出端PSA1。紧接着可以将所产生的偏振复用信号传输给第一交换装置SV并且通过交换模块SV1、SV2、SV3继续传输。
在偏振多路复用器AS的输入端ADD上，将两个具有相同波长的被任意偏振的信号通道分别馈入到偏振调节器POLCON2、POLCON3中，以将其偏振映射到两个被不同偏振的信号成分中，所述信号成分在通过偏振耦合器PBS2之后此外还构成第二交换装置PS的输出端PSA1上的偏振复用信号。
原则上，还可以使用现有技术中所有其他的偏振复用开关作为第二交换装置PS。
偏振调节器POLCON1、POLCON2、POLCON3在其输出端上具有至少一个线性的偏振方向，其被映射到后置的偏振分光器PBS1或偏振耦合器PBS2的偏振特征曲线上。
为了通道信号的双向偏振交换，在第二交换装置PS中布置两个按照图6的偏振复用开关，其分别被设为是单向的。
如果传输路径具有PDL(取决于偏振的损耗)，或者存在可以抵消两个偏振复用信号的正交性的其他特征，则偏振多路分解器DS具有两个偏振调节器和两个偏振分光器，其中分别只使用一个输出端。一个替代方案是使用两个偏振滤光器来代替偏振分光器。前置的3dB耦合器或另一个适用于分配信号的光学部件将偏振复用信号分配到两个偏振调节器上。
作为光信号S，尤其可以利用按照图4的十字形联接件来交换具有任意粒度的信号。通过第一交换装置SV还可以透明地交换信号或通道信号，其被规定不作为偏振复用信号或未被偏振。这取决于交换元件PS、SV1、SV2、SV3的级联，其导致本发明十字形联接件较高的电路通用性。
网络管理按照每个光信号需要的和可能的粒度来控制本发明十字形联接件的适当电路。

Claims (18)

1.光学十字形联接件，其具有用于光网(ON)中光信号(S)的接通、分岔或/和馈入的第一交换装置(SV)，
其特征在于，
为所述第一交换装置(SV)而布置一用于偏振复用信号的第二交换装置(PS)，该第二交换装置具有至少一个偏振多路分解器(DS)和至少一个偏振多路复用器(AS)，所述第二交换装置的输入端和输出端与所述第一交换装置(SV)的输出端以及输入端相连接，并且在所述第二交换装置中所述偏振多路分解器(DS)的输出端以及所述偏振多路复用器(AS)的输入端与外部端口耦合，以及
除了用于与所述光网(ON)和所述第二交换装置(PS)连接的端口之外，所述第一交换装置(SV)还具有其他的输入和输出端口。
2.如权利要求1所述的光学十字形联接件，其特征在于，规定所述光信号(S)为WDM信号，其通道信号具有不同的波长和/或作为偏振复用信号具有不同的偏振设置。
3.如权利要求2所述的光学十字形联接件，其特征在于，在所述两个交换装置(SV、PS)之一中或之间的波长多路分解器和波长多路复用器被布置用于分离通道信号以及用于组合通道信号。
4.如权利要求1、2或3所述的光学十字形联接件，其特征在于，
所述第一交换装置(SV)具有用于单个通道信号的交换(W)或用于通道信号组的交换(GW)或用于所述光网(ON)不同光纤之间的光信号(S)的交换(F)的第一交换模块(SV1)，
所述第一交换装置(SV)的输入端分别连接在所述第二交换装置(PS)和所述第一交换模块(SV1)的输出端上。
5.如权利要求1、2或3所述的光学十字形联接件，其特征在于，
所述第一交换装置(SV)具有第一和第二交换模块(SV1、SV2)，
所述第一和第二交换模块(SV1、SV2)分别产生单个通道信号的第一交换(W)和所述光信号(S)的通道信号组的第二交换(GW)、或者所述光信号(S)的通道信号组的第一交换(GW)和所述光网(ON)不同光纤之间的光信号(S)的第二交换(F)、或者单个通道信号的第一交换(W)和所述光网(ON)不同光纤之间的光信号(S)的第二交换(F)，
所述第一交换装置(SV)的部分输入端分别连接在所述第二交换装置(PS)和所述第一交换模块(SV1)的输出端上，以及
所述第一交换装置(SV)的其他的输入端分别连接在所述第一交换模块(SV1)和所述第二交换模块(SV2)的其他输出端上。
6.如权利要求1、2或3所述的光学十字形联接件，其特征在于，
所述第一交换装置(SV)具有用于单个通道信号的交换(W)的第一交换模块(SV1)、用于所述光信号(S)的通道信号组的交换(GW)的第二交换模块(SV2)以及用于所述光网(ON)不同光纤之间的光信号(S)的交换(F)的第三交换模块(SV3)，以及
所述第一交换装置(SV)的部分输入端分别连接在所述第二交换装置(PS)和所述第一交换模块(SV1)的输出端上，以及
所述第一交换装置(SV)的另外的部分的输入端分别连接在所述第一交换模块(SV1)和所述第二交换模块(SV2)的其他输出端上，以及
所述第一交换装置(SV)的其他的输入端分别连接在所述第二交换模块(SV2)和所述第三交换模块(SV3)的其他输出端上。
7.如权利要求1、2或3所述的光学十字形联接件，其特征在于，所述第一交换装置(SV)、所述第一交换模块(SV1)、所述第二交换模块(SV2)和第三交换模块(SV3)除了用于与所述光网(ON)和所述第二交换装置(PS)连接的端口之外还具有其他的输入和输出端口。
8.如权利要求1、2或3所述的光学十字形联接件，其特征在于，规定所述偏振多路分解器(DS)和所述偏振多路复用器(AS)为至少一个通道信号的Drop电路或Add电路，其分别具有至少一个偏振调节器(POLCON1、POLCON2、POLCON3)和一个或两个偏振分光器(PBS1)或偏振耦合器(PBS2)。
9.如权利要求1、2或3所述的光学十字形联接件，其特征在于，在所述偏振多路分解器(DS)的输入端(PSE1)上，将偏振复用信号馈入到偏振调节器(POLCON1)中，以将其被偏振的信号成分映射到两个被不同偏振的信号通道中，所述信号通道在通过偏振分光器(PBS1)之后构成所述第二交换装置(PS)的输出(DROP)。
10.如权利要求1、2或3所述的光学十字形联接件，其特征在于，在所述偏振多路分解器(DS)的输入端(PSE1)上，利用前置的3dB耦合器或另一个适用于分配信号的光学部件将偏振复用信号馈入到两个偏振调节器中，以便将所述偏振复用信号的两个被不同偏振的信号成分分别映射到偏振分光器或偏振滤波器的分离特征曲线上，所述信号成分的输出构成所述第二交换装置(PS)的输出(DROP)。
11.如权利要求1、2或3所述的光学十字形联接件，其特征在于，在所述偏振多路复用器(AS)的输入端(ADD)上，将两个具有相同波长的被任意偏振的信号通道分别馈入到偏振调节器(POLCON2、POLCON3)中，以将其偏振映射到两个被不同偏振的信号成分中，所述信号成分在通过偏振耦合器(PBS2)之后此外还构成所述第二交换装置(PS)的输出端(PSA1)上的偏振复用信号。
12.如权利要求8所述的光学十字形联接件，其特征在于，所述偏振调节器(POLCON1、POLCON2、POLCON3)在其输出端上具有至少一个线性的偏振方向，其被映射到后置的偏振分光器(PBS1)或偏振耦合器(PBS2)的偏振特征曲线上。
13.如权利要求9所述的光学十字形联接件，其特征在于，所述偏振调节器(POLCON1、POLCON2、POLCON3)在其输出端上具有至少一个线性的偏振方向，其被映射到后置的偏振分光器(PBS1)或偏振耦合器(PBS2)的偏振特征曲线上。
14.如权利要求10所述的光学十字形联接件，其特征在于，所述偏振调节器(POLCON1、POLCON2、POLCON3)在其输出端上具有至少一个线性的偏振方向，其被映射到后置的偏振分光器(PBS1)或偏振耦合器(PBS2)的偏振特征曲线上。
15.如权利要求11所述的光学十字形联接件，其特征在于，所述偏振调节器(POLCON1、POLCON2、POLCON3)在其输出端上具有至少一个线性的偏振方向，其被映射到后置的偏振分光器(PBS1)或偏振耦合器(PBS2)的偏振特征曲线上。
16.如权利要求1、2或3所述的光学十字形联接件，其特征在于，所述光信号(S)中的至少一个具有偏振复用信号。
17.如权利要求1、2或3所述的光学十字形联接件，其特征在于，所述光信号(S)被双向接通、分岔或/和馈入。
18.如权利要求1、2或3所述的光学十字形联接件，其特征在于，可以通过所述光网(ON)和所述交换元件(PS、SV)双向传输至少一个光信号(S)。
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