CN104104463A - 光信号上路复用方法、装置及可重构光分插复用系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种光信号上路复用方法、装置及可重构光分插复用系统，该装置包括：一个或多个光耦合器，用于将多个上路光信道进行耦合；第一级波长选择器；用于将上述一个或多个光耦合器耦合输出的第一光信号进行选择整形；第二级波长路由器，用于将经过第一级波长选择器选择整形输出后的第二光信号转发到上路目标的各个方向，通过本发明，解决了在相关技术中光信号上路复用存在成本高、体积大以及功耗大的问题，进而达到了成本低、体积小以及功耗小的效果。

Description

光信号上路复用方法、装置及可重构光分插复用系统

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种光信号上路复用方法、装置及可重构光分插复用系统。

背景技术

可重构分插复用器（Reconfigurable Optical Add Drop Multiplexer，简称为ROADM）可以通过软件配置实现通道波长的本地上下及直通，增强了光网络业务传送的灵活性。在相关技术中，ROADM系统具备CDC功能，即波长无关性、方向无关性、波长竞争无关性（Colorless、Directionless、Contentionless，简称为CDC）。传统波分复用系统采用固定栅格技术，通道栅格为50GHz或100GHz。超100G传送技术催生了灵活栅格（gridless或FLEXible grid）需求，即通道栅格的宽度可变，以适应不同调制码型、不同速率的波分复用传送需求。ROADM的CDC功能演进为CDCG或CDCF功能。光通信网络从CDC的ROADM系统发展成为CDC的FLEX ROADM系统。灵活栅格技术最早于2011年2月由国际电信联盟第15研究组（ITU-TSG15）的G.694.1标准对其进行了初步标准化，标准草案文稿内部版本为V1.2，规范频隙标称中心频率为193.1+n×0.00625，其中n为整数，规范频宽为12.5GHz×m，其中m为正整数。以下将具备灵活栅格技术的ROADM系统简称为FLEX ROADM系统。

图1是相关技术中支持CDC功能的FLEX ROADM系统的上路复用装置示意图，如图1所示，支持CDC功能的FLEX ROADM系统的上路部分，需要采用多个灵活栅格的波长选择开关（flexible grid Wavelength Selective Switch，简称FLEX WSS）堆叠实现。M个上路光信道需要多个高端口数的FLEX WSS级联成M×1的波长选择开关矩阵，N个上行方向需要堆叠多个高端口数的FLEX WSS级联成1×N的波长选择开关矩阵，或者由多个光耦合器级联实现向N个上行方向的转发。

因此，在相关技术中为了实现CDC功能的FLEX ROADM系统，需要采用多个FLEX WSS进行堆叠，实现上路复用功能，多个FLEX WSS的堆叠使得系统成本高，体积大，功耗大，即在相关技术中光信号上路复用存在成本高、体积大以及功耗大的问题。

发明内容

本发明提供了一种光信号上路复用方法、装置及可重构光分插复用系统，以至少解决在相关技术中光信号上路复用存在成本高、体积大以及功耗大的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种光信号上路复用装置，包括：一个或多个光耦合器，用于将多个上路光信道进行耦合；第一级波长选择器；用于将所述一个或多个光耦合器耦合输出的第一光信号进行选择整形；第二级波长路由器，用于将经过所述第一级波长选择器选择整形输出后的第二光信号转发到上路目标的各个方向。

优选地，该装置还包括：一个或多个光功率放大器，用于将所述第一光信号和/或所述第二光信号放大。

优选地，所述第一级波长选择器为以下至少之一：2×1端口的灵活栅格的波长选择开关；4×1端口的灵活栅格的波长选择开关。

优选地，每个光耦合器耦合的上路光信道承载的光信号不相邻，或相邻的光信号在光谱上没有重叠。

根据本发明的另一方面，提供了一种可重构光分插复用系统，所述系统支持灵活栅格应用，具备波长无关性、方向无关性、波长竞争无关性CDC功能，包括权利要求1-4中任一项所述的光信号上路复用装置。

根据本发明的还一方面，提供了一种光信号上路复用方法，包括：将多个上路光信道进行耦合；将耦合获得的第一光信号进行选择整形；将选择整形之后获得的第二光信号转发到上路目标的各个方向。

优选地，该方法还包括：对所述第一光信号和/或所述第二光信号进行放大。

优选地，每个上路光信道承载的光信号的通道栅格宽度相同或不同。

优选地，将多个上路光信道进行耦合包括：根据上路光信道的信道数和光耦合器的耦合性能确定一个或多个光耦合器；将所述多个上路光信道通过所述一个或多个光耦合器分别进行耦合。

优选地，在将选择整形之后获得的所述第二光信号转发到上路目标的各个方向之后，还包括：将上路目标的各个方向上的光信号与可重构光分插复用ROADM系统的光信号进行合波。

通过本发明，采用一个或多个光耦合器，用于将多个上路光信道进行耦合；第一级波长选择器；用于将所述一个或多个光耦合器耦合输出的第一光信号进行选择整形；第二级波长路由器，用于将经过所述第一级波长选择器选择整形输出后的第二光信号转发到上路目标的各个方向，解决了在相关技术中光信号上路复用存在成本高、体积大以及功耗大的问题，进而达到了成本低、体积小以及功耗小的效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是相关技术中支持CDC功能的FLEX ROADM系统的上路复用装置示意图；

图2是根据本发明实施例的光信号上路复用装置的结构框图；

图3是根据本发明实施例的光信号上路复用装置的优选结构框图；

图4是根据本发明实施例的可重构光分插复用系统结构示意图；

图5是根据本发明实施例的光信号上路复用方法的流程图；

图6是根据本发明实施例的支持CDC功能的FLEX ROADM系统的上路复用装置示意图；

图7是根据本发明实施例的支持CDC功能的FLEX ROADM系统的上路复用方法的流程图；

图8是根据本发明优选实施例的FLEX ROADM的上路复用装置示意图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图2是根据本发明实施例的光信号上路复用装置的结构框图，如图2所示，该装置包括一个或多个光耦合器22、第一级波长选择器24和第二级波长路由器26，下面对该装置进行说明。

一个或多个光耦合器22，用于将多个上路光信道进行耦合，其中，每个光耦合器耦合的上路光信道承载的光信号可以不相邻，或相邻的光信号在光谱上没有重叠；第一级波长选择器24；连接至上述一个或多个光耦合器22，用于将上述一个或多个光耦合器耦合输出的第一光信号进行选择整形，该第一级波长选择器24可以为低端口数的灵活栅格的波长选择开关，例如，可以是2×1端口的灵活栅格的波长选择开关；也可以是4×1端口的灵活栅格的波长选择开关；第二级波长路由器26，连接至上述第一级波长选择器24，用于将经过上述第一级波长选择器24选择整形输出后的第二光信号转发到上路目标的各个方向。

通过上述装置，通过采用光耦合器将光先进行耦合，而后对耦合之后的光信号进行选择滤波，相对于相关技术中需要通过数量极多的波长选择开关的堆叠，不仅解决了由于高端口数的波长选择开关所造成的体积大、成本高以及功耗大的问题，而且具备设计简化、体积小以及功耗低的好处。

图3是根据本发明实施例的光信号上路复用装置的优选结构框图，如图3所示，该装置除包括图2的所有结构外，还包括：一个或多个光功率放大器32，下面对该一个或多个光功率放大器32进行说明。

该一个或多个光功率放大器32，用于将上述第一光信号和/或第二光信号放大。当该一个或多个光功率放大器32用于将第一光信号放大时，可以将该一个或多个光功率放大器32放置于一个或多个光耦合器22与第一级波长选择器24之间；而当该一个或多个光功率放大器34用于将第二光信号放大时，可以将该一个或多个光功率放大器32放置于第一级波长选择器24与第二级波长路由器26之间，需要说明的是，该光功率放大器均可以采用级联放大的方式。

图4是根据本发明实施例的可重构光分插复用系统结构示意图，该系统支持灵活栅格应用，具备波长无关性、方向无关性、波长竞争无关性CDC功能，如图4所示，该可重构光分插复用系统40包括上述任一项的光信号上路复用装置42。

在本实施例中还提供了一种光信号上路复用方法，图5是根据本发明实施例的光信号上路复用方法的流程图，如图5所示，该流程包括如下步骤：

步骤S502，将多个上路光信道进行耦合，其中，每个上路光信道承载的光信号的通道栅格宽度灵活可变，可以相同，也可以不同；

步骤S504，将耦合获得的第一光信号进行选择整形；

步骤S506，将选择整形之后获得的第二光信号转发到上路目标的各个方向。

通过上述步骤，通过采用先对光信号进行耦合，而后对耦合之后的光信号进行选择滤波，相对于相关技术中需要通过数量极多的波长选择开关的堆叠，不仅解决了由于高端口数的波长选择开关所造成的体积大、成本高以及功耗大的问题，而且具备设计简化、体积小以及功耗低的好处。

优选地，根据系统对光功率的需求，可以选择对第一光信号和/或第二光信号进行放大。根据需要放大的目标光功率值，可以选择一个或多个光功率放大器的级联放大方式。

在将多个上路光信道进行耦合时，可以根据上路光信道的信道数和光耦合器的耦合性能确定一个或多个光耦合器，根据具体的上路光信道情况，确定进行对上路光信道进行耦合的光耦合器可以采用相同性能的光耦合器，也可以采用不同性能的光耦合器；根据这些性能相同或是不同的光耦合器将该多个上路光信道分别进行耦合。

优选地，在将选择整形之后获得的第二光信号转发到上路目标的各个方向之后，还包括：将上路目标的各个方向上的光信号与可重构光分插复用ROADM系统的光信号进行合波。

本实施例基于可重构分插复用的光通信网络向CDCG或CDCF功能的发展，提出了一种结构简单的FLEX ROADM系统上路复用（Add Multiplexer）的实现方法。该支持CDC功能的FLEX ROADM系统的上路复用方法，通过采用光耦合器和FLEX WSS堆叠的方法，大幅度减少了FLEX WSS数量，简化了FLEX ROADM系统上路复用器的设计，从而实现了一种体积小，成本低，功耗低的绿色节能的FLEX ROADM系统的上路复用方案。

图6是根据本发明实施例的支持CDC功能的FLEX ROADM系统的上路复用装置示意图，如图6所示，支持CDC功能的FLEX ROADM系统的上路复用实现装置包括：光耦合器62（功能同上述一个或多个光耦合器22）、第一级波长选择单元64（功能同上述第一级波长选择器24）、第二级波长路由单元66（功能同上述第二能波长路由器26）和光功率放大单元68（功能同上述一个或多个光功率放大器32），下面对该装置进行说明。

光耦合器62，通过一个或多个光耦合器件将多个上路光信道进行耦合。每个上路光信道可以包含一个或多个通道栅格宽度不一样的光信号。每个光耦合器的所有上路光信道中包含的是不相邻的光信号。

第一级波长选择单元64，通过一个低端口的灵活栅格的波长选择开关，将几路光耦合器的输出波分复用光信号进行选择整形，再合波输出。低端口数的灵活栅格波长选择开关可以是一个2×1端口的灵活栅格的波长选择开关或者4×1端口的灵活栅格的波长选择开关。灵活栅格波长选择开关的选择作用是对光谱中不同波长的光选择性导通或阻断。灵活栅格波长选择开关的整形作用是对任意波长的信号光功率衰减可调节，减少串扰。

第二级波长路由单元66，该第二级波长路由单元66接收第一级波长选择单元64的输出光信号，转发到FLEX ROADM系统的N个方向。可以是多个高端口数的FLEX WSS级联成1×N的波长选择开关矩阵。

光功率放大单元68，对输入光进行光功率放大。可以由一个或多个光功率放大器级联组成，实现放大到一个目标光功率值。光功率放大单元可以放置在光耦合器62和第一级波长选择单元64之间，或者也可以放置在第一级波长选择单元64和第二级波长路由单元66之间。

图7是根据本发明实施例的支持CDC功能的FLEX ROADM系统的上路复用方法的流程图，如图7所示，该支持CDC功能的FLEX ROADM系统的上路复用方法包括如下步骤：

步骤S702，光耦合器将多个上路光信道进行合波；

步骤S704，第一级波长选择单元将几路光耦合器的输出光信号进行选择整形，再合波输出；

步骤S706，第二级波长路由单元将合波光转发到FLEX ROADM系统的多个方向。

步骤S708，根据FLEX ROADM系统的光功率的需求，可以选择任意配置光功率放大单元。光功率放大单元可以放置在光耦合器和第一级波长选择单元之间，或者第一级波长选择单元和第二级波长路由单元之间。

通过上述实施例及优选实施方式，克服了相关技术中，实现CDC功能的FLEX ROADM系统的上路复用调度，需要级联多个灵活栅格的波长选择开关FLEX WSS，从而导致了系统成本高，体积大，功耗大。通过光耦合器和低端口的灵活栅格的波长选择开关WSS联合使用，大幅度减少了灵活栅格的波长选择开关WSS的使用数量，实现了一种体积小，成本低，功耗低的绿色节能的FLEX ROADM系统的上路复用。

下面结合优选实施例进行说明。

图8是根据本发明优选实施例的FLEX ROADM的上路复用装置示意图，如图8所示，一个96波4维的FLEX ROADM系统，上路复用光信号需要传递到东，南，西，北（N=4）四个方向。假设FLEX ROADM上路复用有40个上路光信道，下面对该装置的上路复用进行说明。

1个光耦合器采用一个10×1的光耦合器将FLEX ROADM节点10个上路光信道进行合光。共需要4个光耦合器，将40个上路光信道分别进行耦合。

第一级波长选择单元选用一个4×1端口的灵活栅格的波长选择开关FLEX WSS。将4路光耦合器的输出光信号进行选择整形，再合波输出。

第二级波长路由单元选用一个1×4端口的灵活栅格的波长选择开关FLEX WSS，将第一级波长选择单元的输出光信号分别发送到东向，南向，西向，北向，四个合波方向，与系统中各个方向的光信号进行合波。

根据FLEX ROADM系统的光功率的需求，选用一个光功率放大器放置在4×1FLEX WSS和1×4FLEX WSS之间。

通过上述优选实施例，不需要多个FLEX WSS进行堆叠，因而大大地减少了系统功耗，成本该改进的上路复用装置体积小，成本低。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光信号上路复用装置，其特征在于，包括：

一个或多个光耦合器，用于将多个上路光信道进行耦合；

第一级波长选择器；用于将所述一个或多个光耦合器耦合输出的第一光信号进行选择整形；

第二级波长路由器，用于将经过所述第一级波长选择器选择整形输出后的第二光信号转发到上路目标的各个方向。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：

一个或多个光功率放大器，用于将所述第一光信号和/或所述第二光信号放大。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一级波长选择器为以下至少之一：

2×1端口的灵活栅格的波长选择开关；

4×1端口的灵活栅格的波长选择开关。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，每个光耦合器耦合的上路光信道承载的光信号不相邻，或相邻的光信号在光谱上没有重叠。

5.一种可重构光分插复用系统，其特征在于，所述系统支持灵活栅格应用，具备波长无关性、方向无关性、波长竞争无关性CDC功能，包括权利要求1-4中任一项所述的光信号上路复用装置。

6.一种光信号上路复用方法，其特征在于，包括：

将多个上路光信道进行耦合；

将耦合获得的第一光信号进行选择整形；

将选择整形之后获得的第二光信号转发到上路目标的各个方向。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：

对所述第一光信号和/或所述第二光信号进行放大。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，每个上路光信道承载的光信号的通道栅格宽度相同或不同。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，将多个上路光信道进行耦合包括：

根据上路光信道的信道数和光耦合器的耦合性能确定一个或多个光耦合器；

将所述多个上路光信道通过所述一个或多个光耦合器分别进行耦合。

10.根据权利要求6至9中任一项所述的方法，其特征在于，在将选择整形之后获得的所述第二光信号转发到上路目标的各个方向之后，还包括：

将上路目标的各个方向上的光信号与可重构光分插复用ROADM系统的光信号进行合波。