CN102665152B - 一种新型广域覆盖混合波分时分复用无源光网络系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型广域覆盖混合波分时分复用无源光网络系统，系统链路采用双纤双向传输方式，局端波分复用/解复用器分别合波和分波上下行光波长，避免双向数据通信的波长串扰；主干光纤中插入的可重构光分插复用器根据组网需求上下任意波长的TDM-PON支路；全光波长转换器透明传输经可重构光分插复用器下载后的下行光信号，并将各ONU统一发送的上行数据波长λup信号转换为与该支路下行光波长λn相同的上行光信号；光功率分支器挂接多个光网络单元ONU，实现用户端的业务接入。本发明，系统容量大，接入距离长，覆盖面积广，运营维护成本低，网络结构简单，从根本上破除接入网带宽与成本之间的矛盾，保留了以往各种PON技术优势。

Description

一种新型广域覆盖混合波分时分复用无源光网络系统

技术领域

本发明涉及光接入网技术领域，具体说是一种新型广域覆盖混合波分时分复用无源光网络系统。尤指基于可重构光分插复用器和全光波长转换器的新型广域覆盖混合波分时分复用无源光网络系统。

背景技术

在三网融合的大趋势背景下，具备大容量、全业务、低成本、高可靠、易维护等优势的无源光网络（Passive Optical Network，PON）技术已被各大固网运营商和设备制造商视为光纤到户（FTTH）接入方式的最佳解决方案。目前，世界各地已大规模成功商用TDM-PON（EPON/GPON）和WDM-PON光接入网络，且融合两者技术优势的混合波分时分复用无源光网络系统（Hybrid WDM/TDM PON，HPON）也成为下一代PON网络的发展趋势之一。

TDM-PON技术基于其良好的经济性和实用性，得到了大范围应用，但其主干光纤带宽容量低，接入距离短（20公里），覆盖面积小，且增加分支比导致系统QoS性能和终端用户带宽降低等弊端也暴露无遗。

WDM-PON技术具备高安全性、最佳带宽保障及QoS性能，可通过增加工作波长的方式方便实现网络升级扩容，但其用户终端设备要求特定波长配置，给运营维护及互联互通带来不便，且居高不下的设备成本限制了自身的更广泛应用。

作为从TDM-PON向WDM-PON平滑过渡阶段衍生出的新技术，混合波分时分复用无源光网络虽然兼具两者的优点，但其固有的点到多点树形网络结构所导致的单点接入覆盖范围受限和主干光纤传输距离内存在接入盲区的问题依然存在。

因此，现行主流的各种无源光网络技术均存在不尽如人意之处。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种新型广域覆盖混合波分时分复用无源光网络系统，系统容量大，接入距离长，覆盖面积广，运营维护成本低，网络结构简单，从根本上破除接入网带宽与成本之间的矛盾，且最大限度的保留以往各种PON技术优势，同时克服各自缺陷。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种新型广域覆盖混合波分时分复用无源光网络系统，其特征在于：在作为网络汇聚点的中心机房，设置有若干TDM-PON的OLT局端，各TDM-PON支路的下行数据采用特定波长光调制，通过特定波长光调制输出的不同光波长的下行光信号以区分各OLT，与OLT对应的不同光波长的下行光信号经过局端的WDM器件复用到主干光纤中向下传输，

根据主干光纤沿途各接入区域Area的分布情况，在主干光纤构成的主干光传输链路中插入具备“无色”特性的可重构光分插复用器ROADM，灵活下载相应波长的TDM-PON支路，再经过全光波长转换器AOWC透传后，通过光功率分配器PS传送至该TDM-PON支路下的各个ONU，被其宽谱接收，实现系统光信号的下行通信。

在上述技术方案的基础上，对于同一TDM-PON支路下各个ONU分时突发发送的上行数据波长λup信号，先经过光功率分配器PS汇聚至全光波长转换器AOWC，由全光波长转换器AOWC将上行数据波长λup信号转换为与该TDM-PON支路下行光波长相同的上行光信号，然后再经过可重构光分插复用器ROADM上载该波长转换后的上行光信号发送至局端，利用局端的WDM器件解复用后，分别送至不同波长对应的TDM-PON支路OLT接收，实现系统光信号的上行通信。

在上述技术方案的基础上，局端的光线路终端OLT除了具有传统TDM-PON的汇聚转发上下行业务流量、桥接转换以太网和TDM-PON协议、突发光接收和持续光调制上下行信号的数据功能之外，还具备设备功能配置、系统性能监测、网络故障告警和用户授权认证的管理功能，是系统的管理中枢。

在上述技术方案的基础上，每个光线路终端OLT的下行光信号的调制和上行光信号的接收选用同一个光波长，

多个光线路终端OLT的波长通道选取范围介于C波段的195.2 THz至192.1 THz之间，最小通道间隔为100GHz，通道数依据系统容量需求选取。

在上述技术方案的基础上，局端的WDM器件、可重构光分插复用器ROADM、全光波长转换器AOWC和光功率分配器PS构成光分配网络ODN，包括：局端波分复用/解复用器301、可重构光分插复用器302、全光波长转换器303和光功率分支器304四部分。

在上述技术方案的基础上，系统链路采用双纤双向传输方式，局端波分复用/解复用器301分别合波和分波上下行光波长，避免双向数据通信的波长串扰；主干光纤中插入的可重构光分插复用器302根据组网需求上下任意波长的TDM-PON支路，覆盖传输路径沿途的广大接入区域；全光波长转换器303透明传输经可重构光分插复用器302下载后的下行光信号，并将各ONU统一发送的上行数据波长λup信号转换为与该支路下行光波长λn相同的上行光信号，即下行输入和上行输出全光波长转换器的光信号波长相同；光功率分支器304挂接多个光网络单元ONU，实现用户端的业务接入。

在上述技术方案的基础上，可重构光分插复用器ROADM通过远程的局端软件配置，动态实时的上、下和直通业务波长，且各通道波长功率可管理；

其“无色”特性体现在波长上/下节点处，任意波长的光信号都能够通过软件控制的方法分配到任意输入/输出端口，而无需管理员在节点处现场操作。

在上述技术方案的基础上，所述可重构光分插复用器ROADM，包括：两个1xN端口型的波长选择开关，分别为第一波长选择开关401和第二波长选择开关402，两者分别肩负系统链路的上行通信和下行通信，

分别选取第一波长选择开关401和第二波长选择开关402的公共光端口作为可重构光分插复用器ROADM的双向上联端口Uplink Port，选取第一波长选择开关401和第二波长选择开关402的任一反向多波长光端口作为可重构光分插复用器ROADM的双向下联端口Downlink Port，第一波长选择开关401和第二波长选择开关402剩余的反向多波长光端口分别用作可重构光分插复用器ROADM的本地波长上下端口。

在上述技术方案的基础上，多个可重构光分插复用器ROADM的双向上联端口和双向下联端口通过分段光纤相互串联，构成主干传输ROADM链，而每对本地波长上下端口连接全光波长转换器AOWC，实现该TDM-PON支路同一波长的上下。

在上述技术方案的基础上，全光波长转换器AOWC为双半导体光放大器SOA结构，包括：

下行输入端光线路经由光分支器501一分为二，一条支路连接第一掺饵光纤放大器502，再经一个三端口滤波片型粗波分复用器503合波后供给到该全光波长转换器的下行输出端口；另一条支路依次连接第二掺饵光纤放大器504、第一深度饱和半导体光放大器505和第一可调光衰减器506，用于交叉增益调制结构的直流探测光输入线路；

全光波长转换器的上行输入端线路先经三端口滤波片型粗波分复用器503分波，然后依次连接第三掺饵光纤放大器507、第二可调光衰减器508和偏振控制器509，用于交叉增益调制结构的泵浦光输入线路；

泵浦光和直流探测光最后通过由光耦合器510、第二半导体光放大器511和带通滤波器512依次串联构成的交叉增益调制结构实现波长转换功能，转换后的光信号连接到该全光波长转换器的上行输出端口。

本发明所述的一种新型广域覆盖混合波分时分复用无源光网络系统，系统容量大，接入距离长，覆盖面积广，运营维护成本低，网络结构简单，从根本上破除接入网带宽与成本之间的矛盾，且最大限度的保留以往各种PON技术优势，同时克服各自缺陷。

附图说明

本发明有如下附图：

图1是广域覆盖混合波分时分复用无源光网络系统结构框图；

图2是传统TDM-PON和新型Extended-Reach Hybrid WDM/TDM PON覆盖区域比较图；

图3是光分配网络ODN结构框图；

图4.a、4.b是新型可重构光分插复用器结构及波长选择开关工作原理示意图；

图5是全光波长转换器结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明给出了一种新型广域覆盖混合波分时分复用无源光网络系统，如图1所示，

在作为网络汇聚点的中心机房，设置有若干TDM-PON的OLT局端，OLT1……OLTn，n=1,2,3……，各TDM-PON支路的下行数据采用特定波长光调制，通过特定波长光调制输出的不同光波长的下行光信号以区分各OLT，与OLT对应的不同光波长的下行光信号经过局端的WDM器件复用到主干光纤中向下传输，

根据主干光纤沿途各接入区域Area的分布情况，在主干光纤构成的主干光传输链路中插入具备“无色”特性的可重构光分插复用器ROADM，灵活下载相应波长的TDM-PON支路，再经过全光波长转换器AOWC透传后，通过光功率分配器PS传送至该TDM-PON支路下的各个ONU，被其宽谱接收，实现系统光信号的下行通信。

在上述技术方案的基础上，对于同一TDM-PON支路下各个ONU分时突发发送的上行数据波长λup信号，先经过光功率分配器PS汇聚至全光波长转换器AOWC，由全光波长转换器AOWC将上行数据波长λup信号转换为与该TDM-PON支路下行光波长相同的上行光信号，然后再经过可重构光分插复用器ROADM上载该波长转换后的上行光信号发送至局端，利用局端的WDM器件解复用后，分别送至不同波长对应的TDM-PON支路OLT接收，实现系统光信号的上行通信。

如上所述，在本发明给出的新型广域覆盖混合波分时分复用无源光网络系统中，光线路终端OLT位于整个网络的中心局点，是广域覆盖混合波分时分复用无源光网络系统的核心。局端的光线路终端OLT除了具有传统TDM-PON的汇聚转发上下行业务流量、桥接转换以太网和TDM-PON协议、突发光接收和持续光调制上下行信号等数据功能之外，还具备设备功能配置、系统性能监测、网络故障告警和用户授权认证等管理功能，是系统的管理中枢。

在上述技术方案的基础上，每个光线路终端OLT的下行光信号的调制和上行光信号的接收选用同一个光波长，

多个光线路终端OLT的波长通道选取范围介于C波段的195.2 THz（1535.82 nm）至192.1 THz（1560.61 nm）之间，最小通道间隔为100GHz，通道数依据系统容量需求选取。

在上述技术方案的基础上，局端的WDM器件、可重构光分插复用器ROADM、全光波长转换器AOWC和光功率分配器PS构成光分配网络ODN。光分配网络ODN作为广域覆盖混合波分时分复用无源光网络系统的重要组成部分，在局端网元OLT和终端设备ONU之间提供光传输物理通道。如图3所示，包括：局端波分复用/解复用器301（即局端的WDM器件）、可重构光分插复用器302、全光波长转换器303和光功率分支器304四部分。

广域覆盖混合波分时分复用无源光网络系统的系统链路采用双纤双向传输方式，局端波分复用/解复用器301分别合波和分波上下行光波长，避免双向数据通信的波长串扰；主干光纤中插入的可重构光分插复用器302根据组网需求上下任意波长的TDM-PON支路，覆盖传输路径沿途的广大接入区域；全光波长转换器303透明传输经可重构光分插复用器302下载后的下行光信号，并将各ONU统一发送的上行数据波长λup信号转换为与该支路下行光波长λn相同的上行光信号，即下行输入和上行输出全光波长转换器的光信号波长相同；光功率分支器304挂接多个光网络单元ONU，实现用户端的业务接入。

在上述技术方案的基础上，作为光分配网络ODN中的核心节点设备之一，可重构光分插复用器ROADM通过远程的局端软件配置，动态实时的上、下和直通业务波长，且各通道波长功率可管理。其“无色”特性体现在波长上/下节点处，任意波长（颜色）的光信号都能够通过软件控制的方法分配到任意输入/输出端口，而无需管理员在节点处现场操作。虽然ROADM技术以往常应用于核心层DWDM长距离骨干网传输系统，但随着其规模商用，成本大幅降低，ROADM技术应用也逐步延伸至汇聚层城域网络和接入层网络，大大提升了光层网络的灵活度和智能化。

如图4.a、4.b所示，本发明给出了一种可重构光分插复用器ROADM，包括：两个1xN端口型的波长选择开关（Wavelength Selectable Switch，WSS），分别为第一波长选择开关401和第二波长选择开关402，两者分别肩负系统链路的上行通信和下行通信，

波长选择开关WSS包含一个公共光端口Common Port和N个反向多波长光端口Opposing Multi-wavelength Ports，反向多波长光端口在图4.b中用N Ports代表，

WSS的功能具有双向性，即：当多波长DWDM信号注入到公共光端口后，其中任意波长通道能够独立于其余波长通道灵活的路由选择其输出的反向多波长光端口；但当多路相同波长的光信号同时从不同的反向多波长光端口注入后，仅有一路光信号能够被选择通过公共光端口，即多路相同波长的光信号在公共光端口处产生拥塞，

另外，WSS能够独立衰减每路路由选择波长信号，以期达到各通道光功率控制和均衡，

基于上述WSS的工作原理，分别选取第一波长选择开关401和第二波长选择开关402的公共光端口作为可重构光分插复用器ROADM的双向上联端口Uplink Port，选取第一波长选择开关401和第二波长选择开关402的任一反向多波长光端口作为可重构光分插复用器ROADM的双向下联端口Downlink Port，第一波长选择开关401和第二波长选择开关402剩余的反向多波长光端口分别用作可重构光分插复用器ROADM的本地波长上下端口Add/Drop Ports。

在上述技术方案的基础上，多个可重构光分插复用器ROADM的双向上联端口和双向下联端口通过分段光纤相互串联，构成主干传输ROADM链，而每对本地波长上下端口连接全光波长转换器AOWC，实现该TDM-PON支路同一波长的上下。

如图5所示，本发明给出了一种全光波长转换器AOWC，该全光波长转换器AOWC为双半导体光放大器SOA结构，包括：

一个1:2光分支器501、一个三端口粗波分复用器503、第一、第二半导体光放大器（SOA1和SOA2）505/511、第一、第二、第三掺饵光纤放大器（EDFA）502/504/507、第一、第二可调光衰减器506/508、一个偏振控制器509、一个光耦合器510和一个带通滤波器（BPF）512，

下行输入端光线路经由光分支器501一分为二，一条支路连接第一掺饵光纤放大器502，再经一个三端口滤波片型粗波分复用器503合波后供给到该全光波长转换器的下行输出端口；另一条支路依次连接第二掺饵光纤放大器504、第一深度饱和半导体光放大器（SOA1）505和第一可调光衰减器506，用于交叉增益调制结构的直流探测光输入线路；

全光波长转换器的上行输入端线路先经三端口滤波片型粗波分复用器503分波，然后依次连接第三掺饵光纤放大器507、第二可调光衰减器508和偏振控制器509，用于交叉增益调制结构的泵浦光输入线路；

泵浦光和直流探测光最后通过由光耦合器510、第二半导体光放大器（SOA2）511和带通滤波器512依次串联构成的交叉增益调制结构实现波长转换功能，转换后的光信号连接到该全光波长转换器的上行输出端口。

全光波长转换器是光分配网络ODN中的另一核心设备，它基于半导体光放大器的增益饱和特性和交叉增益调制效应工作，可以实现信息从泵浦光向探测光上的同步转移。在图5所示的AOWC结构中，利用擦除系统下行波长光信号上携带的数据信息，产生直流光并用作全光波长转换中的探测光，就能将各ONU发送的同一波长光信号转换为与该支路下行光波长相同的上行光信号，即达到各TDM-PON支路上、下行光信号同波长，利于ROADM器件上行合路和下行分路，简化系统波长分配结构。

在上述技术方案的基础上，作为广域覆盖混合波分时分复用无源光网络的用户侧接口设备，光网络单元ONU与传统TDM-PON用户终端一样，终结来自点到多点光功率分支器的光纤，处理光信号并为多个企业、事业用户和居民住宅用户提供多业务接入。其与传统TDM-PON系统唯一的区别在于，下行光采用C波段宽谱持续接收，上行采用λup=1577 nm特定光波长突发发送，利于AOWC从长波长向短波长转换，有效的维护了ONU的无色性。

本发明基于混合波分时分复用无源光网络技术原理，在长距离主干光纤上插入具有“无色”特性的可重构光分插复用器（Reconfigurable optical add-drop multiplexer，ROADM）节点，实现传输路径中任意波长PON支路灵活上下，构建出一种总线型分布式接入的广域覆盖混合波分时分复用无源光网络（Extended-Reach Hybrid WDM/TDM PON）系统架构，其具体结构参见1所示。通过利用ROADM链，辐射主干传输光纤沿途所有的周边区域，实现接入距离内的无盲区覆盖，解决目前单点接入在长距离接入网中的应用局限，并可根据网络变更灵活增减波长上下节点。

本发明所设计的广域覆盖混合波分时分复用无源光网络系统，同样是由光线路终端（Optical Line Terminal，OLT）、光分配网络（Optical Distribution Network，ODN）和光网络单元（Optical Network Unit，ONU）三部分构成。其中，OLT完成业务数据的汇聚转发、TDM-PON协议桥接转换、下行数据的多波长持续光调制和上行数据的多波长突发光接收等功能。ODN中的波分复用器（Wavelength division multiplexer，WDM）合分波上下行多波长TDM-PON支路；“无色”可重构光分插复用器ROADM根据组网需求分布在主干传输光纤沿线，上下任意波长的TDM-PON支路；全光波长转换器（All-optical Wavelength Converter，AOWC）透明传输下行波长，并将ONU上行统一波长λup转换到与该TDM-PON支路下行光信号同波长，实现WDM与TDM-PON技术的无缝衔接；光功率分配器（Power Splitter，PS）挂接该TDM-PON支路下各ONU，最大支持1:32分支比。ONU用于用户端的业务接入，下行采用宽光谱持续接收，上行采用恒定波长光突发发送。

本发明所设计的广域覆盖混合波分时分复用无源光网络系统，其设计的核心思想就是在多个TDM-PON支路的OLT和ONU之间插入波分复用、可重构光分插复用和全光波长转换单元，实现WDM技术与TDM-PON技术的有机融合，使WDM技术用于大跨度广域覆盖，TDM PON技术满足小范围局部接入。

本发明利用可重构光分插复用器和全光波长转换器巧妙的将WDM与TDM-PON技术融合在一起，构建出一种广域覆盖的分布式光接入网结构，成功突破已有PON技术中单点接入所导致的辐射范围小，存在覆盖盲区的问题，并可通过灵活增加工作波长和上下节点数，提高网络系统容量和扩展用户接入范围。

此外，广域覆盖混合波分时分复用无源光网络的产生也使得传统的区域覆盖方式发生了转变。如图2中显示，覆盖同样的地域范围，采用Extended-Reach Hybrid WDM/TDM PON方式比传统TDM-PON方式网络结构更为简化，中心局数量急剧减少，不仅有效地减少了铺设网络的基础设施投入，也为后期的网络运营维护降低了成本，有效地缓解了接入网的成本压力，进一步推动城域网和接入网的大融合。

本发明不局限于上述实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (8)

1.一种新型广域覆盖混合波分时分复用无源光网络系统，其特征在于：在作为网络汇聚点的中心机房，设置有若干TDM-PON的OLT局端，各TDM-PON支路的下行数据采用特定波长光调制，通过特定波长光调制输出的不同光波长的下行光信号以区分各OLT，与OLT对应的不同光波长的下行光信号经过局端的WDM器件复用到主干光纤中向下传输，

根据主干光纤沿途各接入区域Area的分布情况，在主干光纤构成的主干光传输链路中插入具备“无色”特性的可重构光分插复用器ROADM，灵活下载相应波长的TDM-PON支路，再经过全光波长转换器AOWC透传后，通过光功率分配器PS传送至该TDM-PON支路下的各个ONU，被其宽谱接收，实现系统光信号的下行通信；

所述可重构光分插复用器ROADM，包括：两个1xN端口型的波长选择开关，分别为第一波长选择开关(401)和第二波长选择开关(402)，两者分别肩负系统链路的上行通信和下行通信，

分别选取第一波长选择开关(401)和第二波长选择开关(402)的公共光端口作为可重构光分插复用器ROADM的双向上联端口Uplink Port，选取第一波长选择开关(401)和第二波长选择开关(402)的任一反向多波长光端口作为可重构光分插复用器ROADM的双向下联端口Downlink Port，第一波长选择开关(401)和第二波长选择开关(402)剩余的反向多波长光端口分别用作可重构光分插复用器ROADM的本地波长上下端口；

多个可重构光分插复用器ROADM的双向上联端口和双向下联端口通过分段光纤相互串联，构成主干传输ROADM链，而每对本地波长上下端口连接全光波长转换器AOWC，实现该TDM-PON支路同一波长的上下。

2.如权利要求1所述的新型广域覆盖混合波分时分复用无源光网络系统，其特征在于：对于同一TDM-PON支路下各个ONU分时突发发送的上行数据波长λup信号，先经过光功率分配器PS汇聚至全光波长转换器AOWC，由全光波长转换器AOWC将上行数据波长λup信号转换为与该TDM-PON支路下行光波长相同的上行光信号，然后再经过可重构光分插复用器ROADM上载该波长转换后的上行光信号发送至局端，利用局端的WDM器件解复用后，分别送至不同波长对应的TDM-PON支路OLT接收，实现系统光信号的上行通信。

3.如权利要求2所述的新型广域覆盖混合波分时分复用无源光网络系统，其特征在于：局端的光线路终端OLT除了具有传统TDM-PON的汇聚转发上下行业务流量、桥接转换以太网和TDM-PON协议、突发光接收和持续光调制上下行信号的数据功能之外，还具备设备功能配置、系统性能监测、网络故障告警和用户授权认证的管理功能，是系统的管理中枢。

4.如权利要求2所述的新型广域覆盖混合波分时分复用无源光网络系统，其特征在于：每个光线路终端OLT的下行光信号的调制和上行光信号的接收选用同一个光波长，

多个光线路终端OLT的波长通道选取范围介于C波段的195.2THz至192.1THz之间，最小通道间隔为100GHz，通道数依据系统容量需求选取。

5.如权利要求2所述的新型广域覆盖混合波分时分复用无源光网络系统，其特征在于：局端的WDM器件、可重构光分插复用器ROADM、全光波长转换器AOWC和光功率分配器PS构成光分配网络ODN，包括：局端波分复用/解复用器(301)、可重构光分插复用器(302)、全光波长转换器(303)和光功率分支器(304)四部分。

6.如权利要求5所述的新型广域覆盖混合波分时分复用无源光网络系统，其特征在于：系统链路采用双纤双向传输方式，局端波分复用/解复用器(301)分别合波和分波上下行光波长，避免双向数据通信的波长串扰；主干光纤中插入的可重构光分插复用器(302)根据组网需求上下任意波长的TDM-PON支路，覆盖传输路径沿途的广大接入区域；全光波长转换器(303)透明传输经可重构光分插复用器(302)下载后的下行光信号，并将各ONU统一发送的上行数据波长λup信号转换为与该支路下行光波长λn相同的上行光信号，即下行输入和上行输出全光波长转换器的光信号波长相同；光功率分支器(304)挂接多个光网络单元ONU，实现用户端的业务接入。

7.如权利要求5所述的新型广域覆盖混合波分时分复用无源光网络系统，其特征在于：可重构光分插复用器ROADM通过远程的局端软件配置，动态实时的上、下和直通业务波长，且各通道波长功率可管理；

其“无色”特性体现在波长上/下节点处，任意波长的光信号都能够通过软件控制的方法分配到任意输入/输出端口，而无需管理员在节点处现场操作。

8.如权利要求5所述的新型广域覆盖混合波分时分复用无源光网络系统，其特征在于，全光波长转换器AOWC为双半导体光放大器SOA结构，包括：

下行输入端光线路经由光分支器(501)一分为二，一条支路连接第一掺饵光纤放大器(502)，再经一个三端口滤波片型粗波分复用器(503)合波后供给到该全光波长转换器的下行输出端口；另一条支路依次连接第二掺饵光纤放大器(504)、第一深度饱和半导体光放大器(505)和第一可调光衰减器(506)，用于交叉增益调制结构的直流探测光输入线路；

全光波长转换器的上行输入端线路先经三端口滤波片型粗波分复用器(503)分波，然后依次连接第三掺饵光纤放大器(507)、第二可调光衰减器(508)和偏振控制器(509)，用于交叉增益调制结构的泵浦光输入线路；

泵浦光和直流探测光最后通过由光耦合器(510)、第二半导体光放大器(511)和带通滤波器(512)依次串联构成的交叉增益调制结构实现波长转换功能，转换后的光信号连接到该全光波长转换器的上行输出端口。