CN104753624A - 一种基于wss的可重构光分插复用器 - Google Patents

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本发明涉及一种基于WSS的可重构光分插复用器，属于光通信网络技术领域。本发明的可重构光分插复用器采用两个波长选择开关，通过第一波长选择光开关将光波长或波长组信号切换到波长选择光开关的任意端口，需要直通的光波长或波长组信号通过直通光纤，经过第二波长选择开关输出到输出干线光纤中；需要下路的光波长或波长组信号经过光分路模块被分成两部分，其中一部分通过下路出口光纤连接至用户端，另一部分通过下游光纤连接至第二波长选择开关，实现信号的组播或广播，波长选择开关控制由信令代理通过控制器实现。本发明的结构简单，易于实现，成本较低，可实现上/下路波长或波长组光信号、及波长或波长组光信号的组播或广播功能。

Description

一种基于WSS的可重构光分插复用器
技术领域
本发明涉及一种基于WSS的可重构光分插复用器，属于光通信网络技术领域。
背景技术
近年来电信业的发展趋势是以语音为代表的传统电信业务的下降，以网络电视、云计算、物联网等为代表的新型业务的兴起。这些业务都是以IP协议(互联网协议)为承载，IP业务具有突发、多变、不可预见等特点，采用传统的同步数字复用等级(SDH)、波分复用(WDM)网络已经无法充分利用网络带宽，且资源配置缓慢、操作复杂、网络生存性差。因此，网络运营商不仅要解决带宽问题，更需要解决带宽的灵活提供和提高网络的生存性等问题。
随着WDM技术的成熟和单波长速率的持续提高，单纯的网络带宽从技术上已不存在“瓶颈”，新的“瓶颈”是对于带宽粒度的调度和管理。一方面基于IP的业务量呈爆炸性增长，作为业务承载网的光网络中波长通道的数量也急剧增长，对于大量波长通道的维护、管理和调度成为主要问题；另一方面随着电信业务的宽带化发展，出现了新的运营模式，即波长出租、虚拟专网(VPN)等，对波长通道的调度和管理提出了新的要求。
在上述背景下，可重构的光分插复用器(ROADM)设备应运而生，该设备具备在波长层面远程控制光信号的分插复用状态的能力。其主要优势体现在以下几方面：能够支持多波长重构，实现全光组网及波长灵活调度；可以快速提供波长业务，任意波长在任意端口上/下路；无需光/电/光转换，实现业务的透明传输与交换。
目前的ROADM设备主要有3种结构类型：波长阻断器(WB)、平面波导(PLC)和波长选择开关(WSS)型。WB型的ROADM的主要原理，是利用WB器件对需要上/下路的波长进行阻断，其优点是易于实现，大量上/下通路时有成本优势，但其灵活性差，插入损耗大。PLC型ROADM解决了WB型插损大的问题，且易于集成，但是其灵活度较WB型并无提高，且传输性能较差。WSS型虽然插入损耗比PLC型大，但能支持任意波长从任意端口上/下路，灵活性好，易扩容，逐步成为ROADM设备的首选技术。
广播是指网络域内的节点可以与其他所有节点进行一对多通信，组播是指一对多通信，但不是对所有节点。目前光网络中的一些增值业务，如网络电视、远程教育、视频会议等，都需要组播和广播功能的支持。实现网络组播和广播功能的方式分为电域、光/电/光和光域三种方式。电域实现是利用IP技术将需要广播或组播的数据复制、分发，光/电/光方式是将需要广播或组播的数据调制到多个波长上，光域实现是通过特殊的光器件，如WSS和光耦合器等，将一个波长信号分成若干份，分别在各个组播成员处下路。电域实现技术非常成熟，但是很难适应现有业务带宽和服务质量需求。光/电/光方式会受到“电子速率瓶颈”限制，光域中的组播和广播能够提供高带宽、高质量的服务，能够与下一代智能光网络技术紧密结合。对于现有全光组播和广播节点设备结构均存在结构复杂、成本过高、插入损耗过大等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于WSS的可重构光分插复用器，以解决现有重构光分插复用器在实现广播和组播时所存在的结构复杂、成本过高、插入损耗过大等问题。
本发明为解决上述技术问题还提供了一种基于WSS的可重构光分插复用器，该光分插复用器包括与入口光纤连接的第一波长选择开关和与出口光纤连接的第二波长选择开关，所述第一波长选择开关的输出端设置有直通端口和下路端口，用于将任意波长或波长组的信号切换到相应端口，所述下路端口连接有光分路模块，用于将光信号分成两部分，其中一部分通过下路出口光纤连接至用户端，另一部分通过下游光纤连接至第二波长选择开关，所述第一波长选择开关的直通端口通过直通光纤连接至第二波选择开关的直通端，所述第一波长选择开关和第二波长选择开关均由信令代理通过通过控制器控制。
所述下游光纤与第二波长选择开关之间还设置光开关，所述光开关的一个信号输入端通过下游光纤与光分路模块连接，所述光开关的另一信号输入端用于通过上路入口光纤与用户端连接，将用户端的信息上传，所述光开关由信令代理通过控制器控制。
所述的第一波长选择开关包括1个波分解复用器、M个1×N光开关和N个波分复用器，所述波分解复用器的输入端用于连接输入干线光纤，经波分解复用器将将信号分解成M路信号，每路信号连接至对应的1×N光开关的信号输入端，所述每个1×N光开关的i个信号输出端与第i个波分复用器的输入端连接，1≤i≤N，所述每个波分复用器的输出端为第一波长选择开关的输出端。
所述的光分路模块为光耦合器。
本发明的有益效果是：本发明的可重构光分插复用器采用两个波长选择开关，通过第一波长选择光开关将光波长或波长组信号切换到波长选择光开关的任意端口，需要直通的光波长或波长组信号通过直通光纤，经过第二波长选择开关输出到输出干线光纤中；需要下路的光波长或波长组信号经过光分路模块被分成两部分，其中一部分通过下路出口光纤连接至用户端，另一部分通过下游光纤连接至第二波长选择开关，实现信号的组播或广播。波长选择开关控制由信令代理通过控制器实现。本发明的结构简单，易于实现，成本较低，便于光子集成，光波长或波长组信号损耗较小，并可以实现上/下路波长或波长组光信号、及波长或波长组光信号的组播或广播功能。
附图说明
图1是本发明实施例一中可重构光分插复用器的结构框图；
图2是本发明实施例二中可重构光分插复用器的结构框图；
图3是本发明实施例中波长选择开关的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
本发明的一种基于WSS的可重构光分插复用器的实施例一
如图1所示，本发明的光分插复用器包括与入口光纤1连接的第一波长选择开关2和与出口光纤12连接的第二波长选择开关11，第一波长选择开关的输出端设置有直通端口和下路端口，用于将任意波长或波长组的信号切换到相应端口，下路端口连接有光分路模块5，用于将光信号分成两部分，其中一部分通过下路出口光纤7连接至用户端，另一部分通过下游光纤6连接至第二波长选择开关11，第一波长选择开关2的直通端口通过直通光纤3直连至第二波选择开关11的直通端，第一波长选择开关2和第二波长选择开关11均由信令代理14通过控制器16控制。
本发明所选用的第一波长选择开关2如图3所示，包括波分解复用器19、若干个1×N光开关21和N个波分复用器，波分解复用器的输入端通过干线光纤18接入光传输系统，输出端分别通过若干根输出光纤20接到若干个1×N光开关上，每个1×N光开关的N个端口分别连接至与之对应的波分复用器上，如第1个波分复用器25对应每个光开关的第1个端口，第2个波分复用器26对应于每个光开关的第2个端口上，以此类推，第N个波分复用器27对应于每个光开关的第N个端口上。光波长信号由WSS输入干线光纤18输入，经过波分解复用器(WDM－DEMUX)19进入波分解复用器输出光纤20，在1×N光开关21中进行输出光纤的选择，可以经过1×N光开关的输出光纤22到达第一波分复用器(WDM-MUX1)25，最后从WSS输出光纤28输出；也可以经过1×N光开关的输出光纤23到达第二波分复用器(WDM-MUX2)26，最后从WSS输出光纤29输出；还可以经过1×N光开关的输出光纤24到达第N个波分复用器(WDM-MUX3)27，最后从WSS输出光纤30输出。
第二波长选择开关11的结构与第一波长选择开关2的结构相同，目的是将来自于WSS输入干线光纤18的多波长信号从波分解复用器19的其他输出光纤中输出后光波长交换的情况与上述情况相类似，所以，这里不再赘述。
该光分插复用器的工作过程如下：信令网通道13到达信令代理14，信令代理14通过信令代理与控制器的接口15向控制器16发送信令，控制器16根据信令通过控制器与光组件的接口17对第一波长选择光开关2和第二波长选择光开关11进行控制，使其状态满足信令要求。在承载数据的多个波长的光信号到达之前，第一波长选择光开关2根据控制器16的控制命令将干线入口光纤1与直通光纤3连通，第二波长选择光开关11将直通光纤3和干线出口光纤12连通。用户波长信号到达干线入口光纤1，由干线入口光纤1经过第一波长选择光开关2进入到直通光纤3，由直通光纤3经过第二波长选择光开关11进入干线出口光纤12完成直通功能。
以某用户的数据光信号组播或广播为例。用户请求指令首先通过信令网通道13到达信令代理14，信令代理14通过信令代理与控制器的接口15向控制器16发送信令，控制器16根据信令通过控制器与光组件的接口17对第一波长选择光开关2、第二波长选择光开关11进行控制，使其满足信令要求。用户的数据光信号到达该ROADM之前，第一波长选择光开关2根据控制器16的控制命令将干线入口光纤1与下路或下游光信号的出口光纤4连通，2×1光开关8将下游光信号的直通光纤6与下游光信号的入口光纤10连通，第二波长选择光开关11将下游光信号的入口光纤10与干线出口光纤12连通。用户的数据光信号到达干线入口光纤1，1×2光耦合器5将该信号分成两部分，一部分进入下游光信号的直通光纤6，一部分进入下游光信号出口光纤7，进入下游光信号出口光纤7的部分完成用户数据光信号的下路，进入下游光信号的直通光纤6的部分经过下游光信号的入口光纤10，经过第二波长选择光开关11从干线出口光纤12输出，完成用户数据光信号向下游的组播或广播功能。多个用户采用多个不同波长的数据光信号的组播或广播过程与单波长组播或广播的工作方式类似，不再赘述。
本发明的一种基于WSS的可重构光分插复用器的实施例二
本实施是在实施例一基础上的进一步改进，目的是实现用户信号的上路，该改进是通过在下游光纤与第二波长选择开关之间设置2×1光开关8实现，如图2所示，2×1光开关8的一个信号输入端通过下游光纤与光耦合器5连接，光开关的另一信号输入端用于通过上路入口光纤9与用户端连接，将用户端的信息上传，该光开关由信令代理通过通过控制器控制。
以实现某用户单波长的光信号上/下路为例来说明该光分插复用器的工作过程。用户请求指令首先通过信令网通道13到达信令代理14，信令代理14通过信令代理与控制器的接口15向控制器16发送信令，控制器16根据信令通过控制器与光组件的接口17对第一波长选择光开关2、第二波长选择光开关11、2×1光开关8以及其他2×1光开关进行控制。用户的数据光信号在到达该ROADM之前，第一波长选择光开关2根据控制器16的控制命令将干线入口光纤1与下路或下游光信号的出口光纤4连通，2×1光开关8将上路光信号入口光纤9与上路或下游光信号的入口光纤10连通，第二波长选择光开关11将上路或下游光信号的入口光纤10与干线出口光纤12连通。用户的数据光信号到达干线入口光纤1之后，1×2光耦合器5将该信号分成两部分，一部分进入下游光信号的直通光纤6，另一部分进入下游光信号出口光纤7，实现业务下路。同时，进入下游光信号的直通光纤6的部分被2×1光开关8阻断，此时，需要上路的用户数据光信号(与下路信号波长相同)从上路光信号入口光纤9进入，经过2×1光开关8到达上路或下游光信号的入口光纤10，经过第二波长选择光开关11从干线出口光纤12输出，完成用户数据光信号的上路。其他用户的数据光信号上/下路的情况，与此原理类似，不再赘述。多个用户采用多个不同波长的光信号同时上/下路的情况，也与此类似。
该可重构光分插复用器实现信号直通以及组播和广播的工程与实施例一相同，这里不再重复描述。

Claims (4)

1.一种基于WSS的可重构光分插复用器，其特征在于，该光分插复用器包括与入口光纤连接的第一波长选择开关和与出口光纤连接的第二波长选择开关，所述第一波长选择开关的输出端设置有直通端口和下路端口，用于将任意波长或波长组的信号切换到相应端口，所述下路端口连接有光分路模块，用于将光信号分成两部分，其中一部分通过下路出口光纤连接至用户端，另一部分通过下游光纤连接至第二波长选择开关，所述第一波长选择开关的直通端口通过直通光纤连接至第二波选择开关的直通端，所述第一波长选择开关和第二波长选择开关均由信令代理通过通过控制器控制。
2.根据权利要求1所述的基于WSS的可重构光分插复用器，其特征在于，所述下游光纤与第二波长选择开关之间还设置光开关，所述光开关的一个信号输入端通过下游光纤与光分路模块连接，所述光开关的另一信号输入端用于通过上路入口光纤与用户端连接，将用户端的信息上传，所述光开关由信令代理通过控制器控制。
3.根据权利要求1或2所述的基于WSS的可重构光分插复用器，其特征在于，所述的第一波长选择开关包括1个波分解复用器、M个1×N光开关和N个波分复用器，所述波分解复用器的输入端用于连接输入干线光纤，经波分解复用器将将信号分解成M路信号，每路信号连接至对应的1×N光开关的信号输入端，所述每个1×N光开关的i个信号输出端与第i个波分复用器的输入端连接，1≤i≤N，所述每个波分复用器的输出端为第一波长选择开关的输出端。
4.根据权利要求3所述的基于WSS的可重构光分插复用器，其特征在于，所述的光分路模块为光耦合器。
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