CN1043416A - 用于宽带远程通讯交换机的光纤连接系统 - Google Patents

Abstract

连接系统包括至少一个至少有一个容量为N条光纤线的连接模块的连接组件，该模块包括第一、第二和第三开关组件，第一组件连接N条光纤线，第二组件先连接第一组件再连接与N条光纤相关的联接器和备用联接器，第三组件通过线路检测光纤和联接器检测光纤先与第一组件再与至少一个检测电路相连；用窄带光开关时，有两个转换组件，分别用于光纤线传送信号的发送和接收，用宽带光开关时，单个转换组件同时用于发送和接收，即用于通话的两个方向。

Description

本发明涉及一种用于连接交换机与光纤分配线及光纤中继线的系统，所述线路分别将用户与交换机连接并在比如BISDN网或开关式远距离分布网这样的多功能宽带通讯网中进行交换机互连。本发明的系统可自动检测线路，并可用备用联接器更换出现故障的联接器。

以两种不同的光学波长传递双向通话信号，用于分配和传输的一种光纤线路，其构成为：

一种是由两条光纤构成，每条光纤传递一个方向上的通话信号，每条光纤的一端直接与带有一个光电器件如激光器的发送电路连接，另一端直接与带有一个光电器件如PIN二极管的接收电路相连。位于线路同一端的发送和接收电路构成一个光电接口，它可以构成：

交换机中的线路联接器;

各用户电话终端设备;或

远距离交换机的中继联接器;

该光纤线路还可以由一条双向传递通话信号的光纤单独构成，其各末端接有光学双工装置，该装置具有另外两个引出端，其中一端与发送电路相联接，另一端则与交换机联接器、或各用户电话机终端、或者是中继联接器的接收电路相联接。

一根线和其两端相接的接口电路组装后构成一个链路。

如果链路中任一部件出现故障，则该链路无法使用且其服务中断时间取决于故障查出时间和修复所需时间。

正如其它电信网一样，多功能宽带通讯网使用着大量上面所说的链路，尽管链路的单位故障率是低的，但其数量之多必然使断路次数相应增大，这些断路不仅要分析查找，而且要修复以保证良好的服务质量。

链路的最简捷快速的断点查找及故障修复措施构成了所谓“链路安全化”。

由成对的与各自联接器连接的铜线所构成的用户电话线路，其安全化是一个已知的问题：已介绍的众多的线使用插接于用户电话线间的机电继电器，该继电器在控制电路的监控下工作，继电器和控制电路既能将电话线及联接器与检测设备连通又能将电话线与备用联接器连通。

在法国专利“一种用户电话终端的安全保护电路”（专利号FR-A-2    503    500，即US-A-4    451    708）中，所述的电路在交换机中至少使用一个备用终端或一个由多个备用终端构成的单元，这些备用终端经过隔离电路与将用户电话线和测试设备互联的中继线相连接，并能通过切换任一给定的故障终端的检测中继线连接继电器或通过切换含故障终端的单元内的多个终端的检测中继线连接继电器的方式，更换任何与该检测中继线相连接的用户线终端。

在法国专利“数字式集中器的用户终端安全保护电路”（FR-A-2    555    388，即US-A-4    594    704）中，在集中器中，该电路不仅利用了各个能与多个服务于每一用户线组的检测中继线相接的线路检测总线和终端检测总线，而且还利用了能与用户线检测中继线相接的备用总线，并且在一线路组出现故障终端时，可把该线路组中的任一用户线接到服务于另一线路组的终端上去，出现故障的终端与用户线脱离而作为备用终端。

在上述专利中的安全保护线路也包括，用于控制备件和测试设备的连接装置的控制装置。

上面所描述的结构及装置自然是针对铜线技术而言的，不能直接用于或者简单地推知出光纤线路时的情况，因为光纤线路的情况受到一些特殊的约束制约，特别是有关电路的连接与插件部分，这些约束在使用铜线时是不存在的。

应当看到，上面所述电路在通话时间较短，并且在低话务量的时间段较长的情况下，是经济理想的，但这种电路会产生源于其结构特征的问题，特别是当用于一个多功能系统时，该系统线路通话率高且有的电话持续时间相对较长。这种结构不可能在一组线路中或在含一个接有备用联接器线路的线路终端单元中完成检测而同时不切断安全防护装置，即不中断这条线的工作。这是因为测试设备的连接与安全防护装置的连接是由共同的元器件承担的。

已经有一些实现光纤链路安全化的系统，特别是对长距离的传输，方法包括在与每条线相连的接口电路中提供额外的光电器件，所述这些器件通过机械位移开关装置与线路联接。

特别是本申请人在“光学转换装置”（法国专利FR-A-2    528    586，即GB-A-2    122    371）中描述了一种装置。这种装置可在光纤末端从四个可供选择的激光二极管中使一个激活，该装置包括由两个光纤转换开关组成的第一转换单元，和由一个无源Y型耦合器构成的耦合单元。本申请人在专利申请“光纤机械开关”（FR-A-2    602    061即US-A-4    759    597）中描述了一种适用于前述专利中提到的转换单元的开关。

这些系统无论从技术角度还是从经济角度都不能用于对大量链路提供安全保护，原因是：设备的容量以及这种保护受到光电接口元件故障的限制。因此，需要采取一些其它措施来减少任何一个链路中电子电路的故障。

本发明的目的是提供一种用于光纤线路与交换机连接的系统;

本系统可以做到以下几点：

线路和联接器的检测通过自动装置完成，特别是通过线路和联接器中的光学和光电装置来完成;

检查与备用联接器相连的线路，和检查备用联接器（无论这些联接器是否与线路相连），无需中断其它线路的工作;

备用联接器只接到查出故障的线路中;和

检测装置的自检;

该系统也不提高光纤链路的传输预算，无论其所处状态是普通状态、检测状态、或与备用联接器连接的状态;从而就有可能使用和普通地与线路相连的联接器相同的联接器，有可能使用采用与联接器中所用的光电元件相同的测试电路;

本系统的大小及其模块性可使之用于各种不同大小的交换机以及其大小随时可能改变的交换机中;和

系统的成本可以说是最佳的。

本发明提供了一种在宽带多功能通信网，如BISDN网以及交换式远距离分配网中连接交换机与光纤用户电话线及光纤中继线的系统，每一根与用于电话连接的光纤线要首先接到用户所在的电话机终端中的发送电路和接收电路上，其次再接到所述交换机联接器的发送电路和接收电路上，每一条与中继线相连的光纤线都与一个远距离的交换机联接器中的发送电路和接收电路相连接，也与所述交换机的联接器中发送和接收电路相连接，所述交换机也带有备用联接器。该系统的特征在于，光纤线通过至少一个连接组件，其中至少包括一个连接量为N条光纤线的连接模块接到交换机的联接器及其备用联接器上;连接模块由第一、第二、第三光学开关组件构成;在连接模块中，第一光学开关组件与光纤线路相连接，第二光学开关组件既与第一光学开关组件相接也同时与N条光纤线路的联接器及备用联接器相连接，第三光学开关组件既连接第一光学开关组件，又通过一条检测线路光纤和一条联接器检测光纤与至少一个检测电路相接。

根据本发明的另一特征，光纤线路通过一个传递双向通话光信号的单一连接组件接到交换机联接器及备用联接器上。每条光纤线由一条传递双向通话光信号的单根光纤构成，每个联接器及每个备用联接器通过一个双工器及一条单根光纤接到第二光学开关组件，连接组件通过线路检测光纤及一个双工器与一个发送检测电路和一个接收检测电路相连接，并通过一个联接器检测光纤和另一个双工器与所述发送检测电路和所述接收检测电路相连接。

根据本发明的另一特征，一个连接系统包括第一和第二连接组件，其各自特定对应一个通话方向，联接器及备用联接器的每个发送电路通过一条发送光纤连接第一连接组件，联接器及备用联接器的每个接收电路通过一条接收光纤连接第二连接组件。每条光纤线路由通过一个双工器与两个连接组件（第一、第二组件）相连接的光纤单线构成;每一连接组件通过一条光纤与所述双工器相连，第一连接组件连接于一个发送检测电路，而第二连接组件则与一个接收检测电路相连接。

根据本发明的另一个特征，一个连接系统包括各自分别特定于一个通话方向的第一和第二连接组件，联接器和备用联接器的每一发送电路通过一条发送光纤与第一连接组件相连，联接器和备用联接器的每一接收电路通过一条接收光纤与第二连接组件相连，每条光纤线由第一及第二光纤构成，电话机终端和远距离联接器的每个接收电路通过光纤线的第一光纤连接于第一连接组件，电话机终端的和远距离联接器的每个发送电路通过光纤线的第二光纤连接于第二连接组件。第一连接组件连接于一个发送检测电路，而第二连接组件则与一个接收检测电路相连接。

根据本发明的另一特征，一个连接系统包括多数个连接模块和一个第四光学开关组件，每个连接模块的第三光学开关组件与第四光学开关组件相连，而所述的第四光学开关组件通过所述线路检测光纤及所述连接器检测光纤与至少一个检测电路相连接。

根据本发明的另一特征，每一个光学开关组件由各带两组端口的光学开关构成，第一组端口包括P对端口，每对由第一端口和第二端口组成。这第一、第二端口通常通过光学开关内的装置对接。第二组端口包含第一、第二端口，在切断端口对之间的内部连接后，通过光学开关内的装置分别连接第一组的P对端口对中任意一对的第一及第二端口。

根据本发明的另一特征，第二光学开关组件由一些光学开关及至少一个内部连接构成，每一个光学开关都带有两组P端口，这两组的每一组中同阶端口都通过光学开关内的装置互相联系并互相连接;在每个所述端口及与之相联的端口之间的各内部连接被切断后，通过其至少一个内部连接第一组的任一端口可与第二组的任一端口接通。

根据本发明的另一特征，互相连通的第一及第二光学开关组件中的光学开关，构成一个光学矩阵。

根据本发明的另一特征，连接组件的光学开关通过控制线接到一个控制电路中，该控制电路本身接到交换机的控制装置上。

下面将根据较佳实施例对本发明进行更详细的描述，这些实施例以非限定性案例方式并参考附图给出。其中：

图1A是根据本发明的用于一个交换机与光纤分配线及中继线的连接系统应用于每条光学线路由两条光纤构成时的实施例的总框图。

图1B是根据本发明的用于一个交换机与光纤分配线及中继线的连接系统应用于每条光学线路只用单根光纤构成时的实施例的总框图。

图2A及2B分别为用于本系统的这类光学开关的原理图与实际实施情况。

图3是用于连接系统中的连接模块的原理图。

图4A及4B分别表示图3的连接模块的工作原理图。

图5是另一个关于一个连接模块实施情况的原理图。

图6是示意大容量连接组件实施方案原理图，该组件中含有多个连接模块，所说的组件适用于一种容纳线路极多的连接系统，和

图7是一种派生的交换系统原理图，该系统包括一个使用通带很宽的光学开关的单一连接组件。

图1A所示为根据本发明的一个交换机与光纤线路连接，可用于每条光纤线路由两条光纤构成时的系统的原理图，这里的每条光纤只传递一个传输方向上的信号。在图中，所有对获得理解没有帮助的元件均已从略，特别是，图中省略了构成与宽带光纤线连接的交换机中的各种元件以及构成其终端的所有各种元件已被省略而未示出。

在该图中，1是一个位于用户所在处的电话机终端或一个远程交换机中的中继线联接器，它包括一套电子电路1.1，该电路以电连接方式，既与一个光电发送器1.2，如一个连接过渡光纤1.21的激光二极管相连，又与一个光电接收器，如连接过渡光纤1.31的PIN二极管相连。过渡光纤1.21和1.31的自由端分别接到光学连接器1.210和1.310，从而分别接到了光纤3.2和3.1上，该光纤即构成了光纤线路，这一线路使交换机与终端或者与一个远距离交换机中的中继联接器相连接。

在交换机中，光纤3.1和3.2分别在两根过渡光纤8.11和8.21的一端与光学联接器8.110和8.210相连接，两根过渡光纤的另一端接到两个连接组件8.1和8.2上，其中各连接组件至少带有一个连接模块，该连接模块由如图3或图4A、4B及图5所示的方式连接的光开关构成。

所说的连接组件8.1和8.2，也通过各自的过渡光纤8.12和8.22及其连接器8.120和8.220，连接到联接器5上。联接器5通过光纤3.1和3.2在交换机中与光纤线路相连，所说的过渡光纤8.12和8.22分别与联接器的光电发送器5.2和光电接收器5.3相连，所说的光电器件为了连接其它交换设备（图中未标出）而与电子电路5.1以电连接方式相连。

所说的两个连接组件8.1和8.2还通过光纤8.13和8.23以及其光学连通器8.130和8.230分别与一个备用联接器6的光电发送器及光电接收器6.2和6.3相连接。所说的光电传输器和接收器，为了进一步与其它交换设备（图中未标出）相连接，而在联接器中与一个电子电路6.1以电连接方式相连。

尽管该图中末标出，所说的两个连接组件8.1和8.2也可以以与上面描述的完全相同的方式连接到许多其它联接器或用户光纤连接线路上以及与之有关的联接器上，同样也可以与许多备用联接器相连接。

所说的连接组件8.1通过两条光纤8.14和8.15及其光纤连接器8.140和8.150还与光纤7.11和7.12相连，光纤7.11和7.12给出发送检测电路7.1的端口。同样，所说的连接组件8.2通过光纤8.24和8.25及其光纤连接器8.240和8.250也与光纤7.21和7.22相连，光纤7.21和7.22给出接收检测电路7.2的端口。所说的发送与接收检测电路各自包括线路检测装置和联接器检测装置，它们受控于控制装置（未详细标出），所说的检测装置分别带有与光纤7.11、7.21、7.12和7.22的光纤相连的端口。

所说的连接组件8.1和8.2还通过电链路9.1和9.2接到一个控制电路9上，用以控制连接系统。检测电路7.1和7.2的控制装置通常分别通过电链路9.3和9.4连接到所说的控制电路9上，控制电路9本身则接至交换机控制装置上（未标出）。

电链路9.1为开关传递转换指令，这些指令可置光学联接器和线路于检测状态下。电链路9.2传送用于连接光纤线路与备用联接器的转换指令，电链路9.3和9.4向有关的检测电路传递控制指令和发出信号。

在用户电话终端或中继线链路联接器与交换机中有关的联接器之间的双向传输利用了两种不同的光信号，一种对应一个传输方向：

从交换机向电话机发送的信号，由交换机联接器的发送器5.2发送，在到达电话机终端的光电接收器3.1之前，其传送经过了过渡光纤8.12，第一连接组件8.1，过渡光纤8.11、光纤3.1、以及过渡光纤1.31;和

从电话机向交换机发送的信号，由电话机终端内的发送器1.2发送，在到达联接器中光电接收器5.3之前，其传送经过了过渡光纤1.21、光纤3.2、过渡光纤8.21、第二连接组件8.2、以及过渡光纤8.22。

在本发明的较佳实施例中，在交换机至电话机方向的发送采用波长为1300nm的光信号，在电话机至交换机方向的传输采用波长为1550nm的光信号。这时将如5.2和6.2的发送器及如1.3的接收器调到所述第一种波长上，而将如1.2的发送器及如5.3和6.3的接收器调于所述第二种波长上。

在检测电路7.1中分别连接光纤8.14和8.15的光电发送与接收器件应被调到1300nm上，而在检测电路7.2中分别连接光纤8.24和8.25的光电发送和接收器件则被调到1550nm上。连接组件8.1和8.2分别包含下述光通带：1285nm-1330nm，以及1520nm-1570nm。

图1B是当每一根光纤线由双向传递信号的单根光纤构成时，交换机连接系统的原理图。

这里所描述的系统除了有关与终端1和与交换机相接的线之外，其它部分与图1A中所示完全相同。在图1B所示的例子中，只含有单根光纤3，而不是图1A的两根光纤3.1和3.2，且以所述的单光纤线3双向传递光信号，并使其每一端分别通过光连通器2.1和4.1分别与光学双工器2和4连接，以便在光纤末端区分开发送方向。双工器还有一些其它端口分别连接上面描述过的连接器1.210、1.310和8.110、8.210。

图2A示意在连接组件中用的光学开关C是如何工作的。该开关含有P个连接点：Sl、Si、Sp，它们相对于一个光通管顺序连接，光通管的两端为B₁和B₂。每一个连接点另有两个端口：A1l-A2l、A1i-A2i、A1p-A2p，它们可以对控制线CS传递的电控制信号作出响应，从而建立各种连接，即要么相对于该连接点的静止状态，在第一连接对A1i-A2i，B1-B2之间，要么相对于连接点的工作状态在第二连接对A1i-B2，B1-A2i之间建立各种连接。

所说的开关C有两种不同的受控模式：第一种是“单选”模式，它触发一个单连接点Si建立开关中独立的连接对A1i-B2、B1-A2;第二种是“双选模式”，其中同时触发两个连接点Si和Sj，从而同时建立了两个二次连接并产生三条组合光路A1i-A2j;B1-A2i;A1j-B2。

在本发明的较佳实施例中，两个开关Ca和Cb，如同上面描述过的并如图2A中所示的开关C，它们通过第一开关的端口A2i与第二开关的端口A1i的互连而连接在一起，从而构成了图2B所示的光学矩阵OS，其第一组是P对相关的光端口Ei，Di，其第二组是两对光端口B11-B21、B12-B22，而两组电控制线CS1和CS2分别控制构成该矩阵的第一和第二开关Ca及Cb。

光开关C或光矩阵OS可由类似2×2光电耦合器这样的已知光连接点组装而成，耦合器所供选用的商品种类很多。或者用连接系统的较佳实施例中的方法，通过将光通管和光电耦合器集成在铌酸锂基片上构成该开关或该矩阵，其光通管端口是由组装在集成后的光波导上的光纤引线构成的。

图3是一个连接模块原理示意图，该模块由光学开关构成，光学开关本身的结构有如上面描述的图2A所示的C型开关。所说的图1A和图1B的连接组件8.1和8.2各自至少带有一个连接模块。

在如下所述的有大量光学开关组件的情况下，光学开关是这样分布的：

第一个光开关组件由n个光学开关C11，…C1n组成，每个开关的端口Ali接一个光连通器Lij，连通器本身接一个类似图1A中光纤8.11或8.21那样的过渡光纤线，同时通过接口A2i接到第二光开关组件的n个光开关C21，…，C2n的端口Ali上。在第二光学开关中，每个端口A2i连接光纤连通器Jij，其本身又接一个联接器连接过渡光纤，如图1A中的过渡光纤8.12或8.22。

第二开关组件的n个光学开关也各自通过其B2端口连接到一个光连通器Jsj上，联接器本身连接备用联接器端口的过渡光纤，如图1A中的过渡光纤8.13或8.23。

构成第三光学开关组件的光学开关C31和C32通过其n个端口Alj分别连接第一光开关组件中的开关Clj中的B1端口和B2端口，并通过其B2端口分别连接到各光连通器TJ和TL上，这些连通器又可连接上面描述过的联接器检测线和线路检测线。

构成连接模块的各种光学开关，通过将其引线光纤绞接，或通过在引线光纤上接光连通器而相互连接。有关这些连接请参考图3中的R12、R13、1及R13.2。

各开关的控制线分为两个控制线组CT和CS，它们分别对应检测选择控制和备用联接器线的连接控制。

图3中，P是开关C中连接点的数量，n是第一和第二开关组件中开关的数量。在此n不大于P，可被连接模块确认的光纤线数量N1等于它们的积（n.P）。备用联接器的数量为n。

每个联接器与一组P条光纤线相关联。

由于可装在第一和第二开关组件中的开关数量最多等于P，所以连接模块可以确认的最多线数等于P²。备用联接器的最大数量等于P，每个备用联接器与一组P条光纤线相关联。

图3所示的原理图仅仅是对本发明的系统中连接模块的一个简单描述。

在一个实际的系统中，如图4A和4B所示，这两个图是由同一图一分为二作出，a-b为切分线，采用的是光矩阵OS，其每一个都含有两个开关Ca和Cb（参见图2B），每个开关有k个连接点。在图4A和4B中，Mll.1，…，Mny.z是光矩阵，其第一和第二开关Ca与Cb分别用来组成所说的第一和第二开关组件，C31.1到C31.X，C32.1到C32.X为光学矩阵，其中只有第一开关Ca被用来组成所说的第三开关组件。第三开关组件是由两个光矩阵的集合C31和C32组成。

每一个所说的第一、第二和第三开关组件都是由多个光矩阵依次相互连接构成的。第三开关组件中的集合C31和C32各带X个矩阵，构成所述第一、第二开关组件的不超过n（n＝（x.k））个的集合各带有（y.z）个矩阵。

对于所说的第一和第三开关组件，一个集合中第r行矩阵端口B12连接第r+1行矩阵端口B11，在所说的第一开关组件的集合中，第一矩阵的端口B11与最后一个矩阵的端口B12分别连接集合C31和C32中对应行的端口Ali（矩阵端口Ei），构成所说的第一和第二开关组件的各矩阵的端口Ei和Di分别连接一个光连通器L和光连通器J，且所说的第三开关组件的集合C31和C32中最后一个矩阵的各个B12端口分别连接如上所述的光连通器TJ和TL。

对于所说的第二开关组件，有z个基本集合，每个集合含有y个矩阵，在其每一个之中，第r行的光学矩阵的端口B22连接r+1行的光学矩阵端口B21，在各基本集合中最后一个光学矩阵的端口B22连接上述光连接器JS。

基本集合器的数量z为乘积（n·z），不应小于要求提供线路安全保护的备用联接器数量S。数量S是由设计的服务质量、设备可靠性、及可接受的维修频度所确定的一个函数关系来决定的。

可以由连接模块中确认的最大线路数量为N_m2∶N_m2＝（n·y·z·k）＝（x·y·z·k²）;可以连接的备用联接器最多为S＝（n·z）＝（x·k·z），各备用联接器与（y·k）条光纤导线相联。

因而，这种配置可使安全化系统的规模设置十分灵便。

同样，通过减少插入的连接点个数，可以优化由于备用及检测线的光通路中插入连接点而产生的损耗，例如：插在本系统中光检测通路中的连接点的最大数量等于k·（X+（y·z）），而如果本系统对全部线路上连接的检测设备仅仅使用一个端口选择器来检测连接所有线路的装置，则它应等于（X·y·z·k²）。

各开关的控制线分成两个控制线组CT和CS，它们分别对应于检测选择控制和备用联接器线路连接控制。这两组控制线分别接图1A及图1B的电路控制线9.1和9.2。

图5是表示在同样元器件的基础上，开关的不同配置构成的连接模块的原理图。

所有关于所说的第一和第三开关组件的结构上的细节均与上面描述的相同。唯一要改的结构上的配置是关于备用联接器与所说的第二开关组件进行连接的部分：备用联接器不是连接到构成所说的第二开关组件的三个基本集合中每一个的最后矩阵的B22端口上，而是通过光学连通器JS连接到同一最后矩阵的最后端口DP（图2B所示）上。

这一配置可以应用，既可使用各联接器组的最后一个作为备同联接器，这种联接器组构成含有大量联接器组的组件;又可使用所说的含大量联接器组的组件中的最后一组作为备用联接器组，在此，作为备用联接器使用的各联接器并没有与特定的光纤导线相关联。

回到图4A及图4B的标注，由连接模块提供保护的光纤导线数量N3等于（X·y·z·（k-1）·k），可以接的备用联接器的最大数量是S＝（x·k·z）每个联接器与一组y·（k-1）条光纤线相关联。

一个备用连接器与其所要求的一条导线的连接是通过如上所述的第二组件中对应开关的双重选择产生的。

最频繁地应用本发明之处在于，各连接组件（图1A和图1B的8.1和8.2及图7的8.0）只由单独一个连接模块构成，该连接模块与直接连接检测电路端口光纤的连通器TJ和TL相连接。

图6是一个大容量连接组件的示意图，它可以连接极其众多的导线。

多个连接模块（Gll，…Gvk），如图3、4A、4B、5所示，其端口TJ和TL（TJll，…TJvk及TLll，…，TLvk）连接到一个第四光开关组件上，该组件由两个各带V个矩阵M41.1，…，M41.V及M42.1，…，M42.V的集合C41和C42构成，所说的集合与图4A及图4B中的构成第三开关组件的集合器C31、C32相似。

各接口TJ连接矩阵M41.1至M41.V之一的端口Ei上。这些矩阵构成第四光开关组件的第一集合C41，

各接口TL连接矩阵M42.1，至M42.V之一的端口Ei这些矩阵构成第四光学开关组件中的第二集合C42，

集合C41和C42分别从光学矩阵M41.1和M42.1的端口B12连接到检测线端口连接器TJ4和TL4。

各种开关的控制线成束地扎在CS和CT中，它们连接所述的控制电路。

如果V为构成第四开关组件的光学矩阵的数目，则该系统可以确认的最大线路数或者为：

Nm4＝（x·y·z·v·k·k²），这是当连接模块属于图4A和图4B所示的类型时的情况，这时可接的备用联接器最多为：

Sm4＝（x·k²·z·v），备用联接器与一组（y·k）条光纤导线相关联。

或者为：

Nm5＝（x·y·z·v·（k-1）·k²）;这是当连接模块属于图5所示类型时的情况，这时可连接的备用连接器最多为：

Sm5＝（x·k²·z·V），各备用联接器与一组y·（k-1）条光纤线相关联。

图7所示为本发明的系统的一种不同配置，它利用宽通带光开关（例如，带宽扩展到1285nm到1570nm），并适于传输涉及光纤线的两个方向的光信号，且可用于连接各自只由单独一个光纤构成的光纤线。

构成传输线的单根光纤3通过连通器8.010和过渡光纤8.01在其交换机端连接一个单独的连接组件8.0，该组件至少包括一个如上所述连接模块（参考图3、4A、4B、5或6）。该组件还通过过渡光纤8.02和光双工器4.5连接与光导线3相关联的联接器5，通过光纤8.03和光双工器4.6连接备用联接器6，通过光纤8.04和一个双工器8.06（其另外的端口分别连接光纤7.11和7.21）以及通过光纤8.05连接一个双工器8.07，该双工器的其它端口分别连接光纤7.12和7.22。光纤7.11和7.12提供了上述发送检测电路7.1的端口，光纤7.21和7.22提供了上述接收检测电路7.2的端口。

通过下面对图1所示的本系统操作实例的描述能更好地理解本发明，其中假设连接组件8.1和8.2由图4A和图4B中说明的那一类型的单一连接模块构成。

在通常条件下，各个光链路的工作正常与否是在通话量小的期间内并在该交换机普检和维护装置的监控下通过周期性检测得知的（这由交换机控制人员决定）。该装置可能安置在交换机内，也可能与交换机分开，集中安置在一个维修中心。检测包括以下一些工作：

通过询问交换机控制人员，确认被测光纤线异常。

从交换机普检及维修装置向控制电路9（图1A）发出线路检测指令，其指令包括所说线的地址。

计算出与连接组件8.1和8.2有关的转换点的地址（通过控制电路9）。

将所说的交换点地址从控制电路9经电链路9.1传送出去。

在连接组件8.1和8.2中，用下列步骤处理与第一和第三开关组件有关的连接点：假设需检测的光纤链路如上所述与图4A和4B中的链路L11.11相接，则两个地址同时以与链路9.1相接的链路CT电信号形式出现;第一地址同时使第三开关组件的光矩阵C31.1和C32.1中的连接点P1开始工作，因此在TJ和V11之间，TL和V12之间分别建立了光连通;第二地址控制光矩阵M11.1中的连接点P1，这P1可中断L11.11和J11.11间的光连通，在L11.11和V12，J11.11和V11之间建立新的光连通;这样，通过新建立的光通道，实现了L11.11与TL光连接，J11.11与TJ光连接。

检测：一旦在连接组件8.1和8.2（图1A）中上述步骤执行完毕，检测的光纤线和相关的连接器就以光连接方式连接到发送与接收检测线路7.1和7.2上，控制线路9分别经链路9.3和9.4向它们发出检测开始指令。此后它接收响应信号。

线路7.1既从需检测的联接器5的发送设备5.2独立监控接收情况，又独立监控经光纤线3和电话终端1的接收设备1.3的发送情况。

线路7.2既独立监控到需检测的联接器5的接收设备5.3的发送情况，又独立监控光纤线3和电话终端1的发送设备1.2的接收情况，

检测状态的断线：一旦检测步骤结束，控制线路9立即把新地址信号发给与前面激话连接点有关的两个连接组件8.1和8.2，使得所说点返回到它们的初始状态，从而中断了L11.11和TL之间，J11.11和TJ之间的光连通，因此，在检测以后，光纤线重新连到它自己的联接器上备用;和

发信号：控制线路9给交换机的普检和维修装置发送“线检测结束”信息，这时重复上述步骤可开始检测另一条线。

如果其它设备检查运行线路时发现一个链路出错，那么交换机的普检和维修装置按上述同样方法检测这条有毛病的线以便找出该故障。

如果有链路联接器故障，不管是在进行例行检测还是在找错过程中，有关的光纤线都转接到备用联接器上，只要故障联接器所属链路组有一个能用的备用联接器即可。

完成转接采用如下过程：假设连接图4中J11.11的联接器被查出有故障，则控制电路9（图1A）从交换机普检和维修装置接收到一个转接指令，控制电路9用电链路9.2发出与各连接组件8.1和8.2有关的连接点地址，例如在本例中，是各连接组件的连接模块中光矩阵M11.1的连接点P2的地址。这一通过图4A和4B中的各连接模块的链路CS收到的地址使M11.1的连接点P2以这样的方式工作：即切断L11.11和J11.11间的光连通，同时建立起L11.11和JS1.1间的光连通，如在有故障的光纤线和该线所属组中的备用联接器之间的光连通。

一旦连接J11.11的该光纤线的标称联接器被修复，则可通过上述途径向连接点P2发出指令，令其切断L11.11至JJZ1.1的光通路并重新建立起L11.11至J11.11的光通路，从而重新建立起标称连接。

应当看到，含有线及备用联接器的光链路可用上述的正常步骤得到检测，即通过转接光矩阵C31.1、C32.1和M11.1的连接点。其结果是光纤线接TL，备用联接器接TJ。

同样也应当看到，当检测电路7.1和7.2不经第一光开送组件与某些线或联接器连接时，它们通过第一和第三（和第四，如果有的话）光开关组件，使其发送电路连接接收电路，从而使其自身得到检测，并由此检测所说的开关。

由于本系统所用的开关集合高度模块化的优点及其灵巧的构造，本发明的系统可以使下述几方面优化：

所需检测装置的数量;

需安装的备用联接器的数量;及

连接点的数量及

插入检测光通路及保护光通路的连接点和绞接点的数量，以及在所说的光通道上的损耗。还避免了检测设备联接器所需提供的发送与接收装置与线路中所用装置类型的不同。

本发明检测与备用联接器相连的光链路时，不需要通常的调试步骤。

本发明可以通过各检测电路的发送电路与接收电路的连接使检测设备自检。

因此，本发明相对先有的技术在宽带通讯系统所用设备方面有明显的改进，这既是由于其可为规模范围很宽的连接系统提供安全性的模块特征所致，又是因为它可以通过与备用联接器连接的监控线而改进所提供的服务以及易于维修管理。

自然地，本发明在任何方面都不局限于上述实施例，这些实施只不过是作为例子给出的。特别是，不需超越本发明的范围，就可以修改各种配置或以同类装置替换各种装置。

Claims (9)

1、一个用于连接交换机与光纤用户线及与多功能宽带通讯网中的光纤中继线的系统，这类多功能宽带通讯网有如BISDN网及切换式远程分配网，每一与用户相接的光纤线首先与用户所在处的电话机终端中发送电路和接收电路相连接，其次与该交换机联接器中的发送电路和接收电路相连接。每一连接中继线的光纤线都接于一个远距离交换机的联接器中的发送和接收电路，也接至该交换机中的联接器的发送和接收电路，所说的交换机也包括备用联接器，本系统的特征在于：光纤线通过至少一个连接组件(8)连接到交换机的联接器(5)及其备用联接器(6)上，该连接组件(8)包括至少一个连接模块，该连接模块有N条光纤线的连接容量；其特征还在于一个连接模块包括第一、第二和第三开关组件(C11至C1n，C21至C2n和C31、C32)；其特征也在于在连接模块中，第一光开关组件与光纤线连接，第二光开关组件既与第一光开关组件连接又与联接器(5)和与N条光纤线相关的备用联接器(6)连接，第三光开关组件通过一检测线光纤(7，11)和通过一联接器检测光纤(7.12)既连接到第一光开关组件又连接到至少一个检测电路。

2、根据权利要求1的一个连接系统，其特征在于，光纤线通过单个连接组件（8.0）连接交换机的联接器（5）和备用联接器（6），该连接组件（8.0）双向传递通话的光信号;其特征还在于，每一光纤线仅由一根双向传递通话的光信号的光纤构成;其特征还在于，每个联接器（5）及每个备用联接器（6）通过一个双工器（4，5;4，6）及单根光纤（8.01，8.03）连接到第二光开关组件（C21至C2n）;其特征还有，该连接组件通过线路检测光纤（8.04）及一双工器（8.06）连接一个发送检测电路（7.1）和接收检测电路（7.2），并通过联接器检测光纤（8.05）和另一个双工器（8.07）连接到所述发送检测电路和所述接收检测电路。

3、根据权利要求1的连接系统，其特征在于：它包括第一和第二连接组件（8.1，8.2），它们各对应一特定通话方向;其特征还在于，联接器（5）及备用联接器（6）的各个发送电路（5.2，6.2），通过发送光纤（8.12;8.13）与第一连接组件（8.1）相连接;其特征还在于，联接器（5）及备用联接器（6）的各个接收电路，通过接收光纤（8.22;8.23）连接第二连接组件（8.2）;其特征还在于，由单根光纤（3）构成各条光纤线，该光纤通过双工器（4）连接两个连接组件;其特征还在于，各连接组件通过光纤（8.11，8.21）连接所述双工器（4）;其特征还在于，第一连接组件（8.1）连接一个发送检测电路（7.1），而第二连接组件（8.2）连接一个接收检测电路（7.2）。

4、根据权利要求1的连接系统，其特征在于，它包括第一和第第二连接组件（8.1，8.2），它们各自对应一个特定的通话方向;其特征还在于联接器（5）和备用联接器（6）的每个发送电路（5.2;6.2）通过一发送光纤与第一连接组件（8.1相连接;其特征还在于，联接器（5）和备用联接器（6）的每个接收电路（5.3;6.3）通过一接收光纤与第二连接组件（8.2）相连接;其特征还在于，各光纤线由第一和第二光纤（3.1，3.2）构成;其特征还在于：电话机终端的和远程联接器的每个接收电路（1.3）通过一光纤线的第一光纤（3.1）与第一连接组件（8.1）相连接;其特征还在于，电话机终端的和远程联接器的每个发送电路（1，2）通过一光纤线的第二光纤（3.2）连接第二连接组件（8.2）;其特征还在于，第一连接组件（8.1与一发送检测电路（7.1）相连接，而第二连接组件（8.2）与一接收检测电路（7.2）相连接。

5、根据权利要求1的连接系统，其特征在于，一个连接组件包括多个连接模块（Gll到Gvk）和一个第四光开关组件（C41，C42）;其特征还在于，每个连接模块的第三光开关组件与第四光开关组件相连接;其特征还在于，所述第四光开关组件（C41，C42）通过所述线路检测光纤和联接器检测光纤与至少一个检测电路相连接。

6、根据权利要求1或5的连接系统，其特征在于，每个光开关组件是由各自具有两组端口的光开关（C）组成的，第一组端口包括P对端口，每对由第一端口和第二端口组成，它们通常通过光开关的内部装置相互连接，第二组端口由第一第二端口组成，它们通过光开关的内部装置，在端口对之间的内部连接被切断后，分别连接第一组P对端口中任意一对的第一和第二端口。

7、根据权利要求1的连接系统，其特征在于，所述第二光开关组件的构成包括

各自带有两组P个端口的光开关，这两组的各同阶端口通过光开关内部装置相互联通和连接，和

至少一种内部连接，通过这一内部连接，当所述端口和与之有关的端口之间的相应内部连接被切断后，第一组的任一端口可以与第二组的任一端口相连接。

8、根据权利要求1的连接系统，其特征在于，相互连接的第一和第二光开关组件中的光开关被联结形成光矩阵（OS）。

9、根据权利要求6或7的连接系统，其特征在于，连接组件中的光开关通过控制线（9.1;9.2）连接到控制电路（9），该电路本身则接交换机的控制装置，发送检测电路（7.1）及接收检测电路（7.2）通过相应的链路（9.3和9.4）连接到所述控制电路（9）。

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