CN106716890B - 光节点 - Google Patents

Abstract

公开了一种光节点(100)。所述光节点(100)包括用于波分复用(WDM)信号的第一和第二线路端口（104，106）和用于光信号的第一和第二多个本地插/分端口（108，110）。所述光节点还包括耦合在第一与第二线路端口（104，106）之间并且配置成从经过第一与第二线路端口（104，106）之间的该光节点的WDM信号分出光信号的波长选择性开关(112)和耦合在第一与第二线路端口（104，106）之间并且配置成将光信号插到经过第一与第二线路端口（104，106）之间的该光节点的WDM信号的节点光组合器(114)。所述光节点也包括第一和第二开关单元（116，118），每个开关单元耦合到波长选择性开关(112)、节点光组合器(114)、第一和第二多个本地插/分端口（108，110）的相应一个端口及第一和第二开关单元（116，118）的另一开关单元。第一和第二开关单元（116，118）的每个开关单元配置成将分出的光信号从波长选择性开关(112)分发到其耦合的多个本地插/分端口，并且将光信号从其耦合的多个本地插/分端口提供到节点光组合器(114)。第一和第二开关单元（116，118）的每个开关单元也配置成将光信号从其耦合的多个本地插/分端口分发到第一和第二开关单元（116，118）的另一开关单元，并且将光信号从第一和第二开关单元的另一开关单元分发到其耦合的多个本地插/分端口。

Description

光节点

技术领域

本发明涉及光节点，并且具体但不排它地说，涉及可形成在通信网络中连接无线电设备和无线电设备控制器的去程（fronthaul）网络的一部分的光节点。

背景技术

在蜂窝通信网络中，无线电基站(RBS)提供在覆盖区域或小区内的无线电网络覆盖。在一些实现中，无线电基站可被分隔成一个或更多无线电单元和一个或更多基带处理单元，从而除其它优点外，能够实现无线电单位放置的优化等等。无线电单元可称为远程无线电单元(RRU)或无线电设备(RE)。基带处理单元可称为数字单元(DU)、基带单元(BBU)或无线电设备控制器(REC)。通用公共无线电接口(CPRI)指定了用于在RE与REC之间的RBS通信的内部接口协议。

对蜂窝网络数据接入的增长需求已对在RE与REC之间的通信链路提出了增大的要求。例如，带有20MHz带宽和8个接收天线的长期演进时分双工(LTE-TDD)要求在RE与REC之间在10Gbit/s操作的CPRI通信链路。由于实现复杂性、增大的功耗、电缆成本及占用面积，使用传统电气技术支持此类高速信号是不可行的。另外，许多RBS安装通过主要-远程体系结构来实现，其中，RE和REC分隔有长达几公里的距离。光纤提供了以极低损耗传送高速信号的可能性，并且因此光互连已证实是用于在RE与REC之间RBS通信的最可行技术。

最近的RBS发展一直集中在用于RBS的基带处理的集中化上。集中式基带处理在计算资源的利用方面提供了效率，并且有利于在覆盖相同或重叠地理区域的小区之间的密切协调。在典型的异类网络部署中，宏小区可通过协调的小的小区集而得到补充。在小的小区集之间的协调通过干扰避免，特别是在小区边界的干扰避免，允许频谱共享和再使用。

在集中式基带处理部署中，多个天线站点主管RE的群（cluster），这些RE与在其中执行基带处理的至少一个REC池连接。在此类部署中在RE与REC之间的通信链路总称为去程网络。基于密集波分复用(DWDM)的光组网由于其确保高带宽、低迟滞、长到达距离、高光纤利用及高度弹性的能力而被认为是服务于去程网络的理想技术。

在典型的主要-远程体系结构中，RE的每个群经点到点连接以一对一关联连接到REC。通过转到演变更深的组网情形，其中，REC池能够服务于大群的RE，而RE因此可被分布在更广的地理区域内，能够实现处理优化的大幅增加。此类情形将允许计算资源的更大程度优化，并且允许在共同区域中包括更大数量的小区。在蜂窝网络部署的将来发展中，预期基带处理集中将得到进一步发展，REC集中到诸如数据中心等几个专用位置。此发展将要求能够跨更大距离携带无线电业务的传输和交换解决方案。

用于去程网络的现有光纤组网解决方案提供在RE与REC之间在10到15公里距离内的传输。这些现有解决方案是基于光电光(OEO)转换，电气交换在集线器节点处。由于波长的再使用，并且由于电气交换和子波长疏导提供的高度灵活性，此类解决方案提供高度的可扩展性。然而，集线器节点中的设备在比特率或协议方面不是透明的。此透明性缺乏意味着通过开发新传输和接口协议可实现的将来网络演进可要求在去程网络中的硬件更换或重新配置。另外，对OEO转换和CPRI交换的额外功率要求增大了此类现有光组网解决方案的操作成本。

发明内容

本发明的目的是提供减轻或减小至少一个或更多上面提及的缺点，用于管理网络段的光节点、网络段和方法。

根据本发明的第一方面，提供了一种光节点。所述光节点包括用于波分复用(WDM)信号的第一和第二线路端口和用于光信号的第一和第二多个本地插/分端口、耦合在第一与第二线路端口之间并且配置成从经过第一与第二线路端口之间的该光节点的WDM信号分出光信号的波长选择性开关和耦合在第一与第二线路端口之间并且配置成将光信号插到经过第一与第二线路端口之间的该光节点的WDM信号的节点光组合器。所述光节点还包括第一和第二开关单元，每个开关单元耦合到波长选择性开关、节点光组合器、第一和第二多个本地插/分端口的相应一个端口及第一和第二开关单元的另一开关单元。第一和第二开关单元的每个开关单元配置成将分出的光信号从波长选择性开关分发到其耦合的多个本地插/分端口，并且将光信号从其耦合的多个本地插/分端口提供到节点光组合器。第一和第二开关单元的每个开关单元也配置成将光信号从其耦合的多个本地插/分端口分发到第一和第二开关单元的另一开关单元，并且将光信号从第一和第二开关单元的另一开关单元分发到其耦合的多个本地插/分端口。

根据本发明的一方面的光节点因此除插/分功能性外，还提供内部和外部旁路功能性。

根据本发明的实施例，所述第一多个本地插/分端口可在数量上等于所述第二多个本地插/分端口。

根据本发明的实施例，所述第一和第二多个本地插/分端口中的每个本地插/分端口可操作用于连接到一对单向光纤，每个光纤主管单个波长。

根据本发明的实施例，第一和第二开关单元的每个开关单元可包括接收开关装置和传送开关装置。

根据本发明的实施例，每个开关单元的接收和传送开关装置可包括分路和选择开关(SSS)。

根据本发明的实施例，每个开关单元的接收开关装置可包括耦合到另一开关单元的传送开关装置的输出的本地连接WDM信号输入、耦合到波长选择性开关的输出的远程连接WDM信号输入及多个光信号输出，每个光信号输出耦合到接收开关装置的开关单元耦合到的多个本地插/分端口的相应一个端口的分输出。

根据本发明的实施例，每个开关单元的接收开关装置可还包括布置成接收来自接收开关装置的本地连接WDM信号输入的WDM信号的本地连接分路器和布置成接收来自接收开关装置的远程连接WDM信号输入的WDM信号的远程连接分路器。每个开关单元的接收开关装置可还包括多个光可调滤波器，每个光可调滤波器耦合在相应光开关的输出与接收开关装置的光信号输出的相应一个输出之间。本地连接分路器和远程连接分路器中的每个可配置成复制其接收的WDM信号，并且将接收的WDM信号的副本发送到多个光开关的每个开关的输入。所述多个光开关的每个光开关可配置成选择要传送接收的副本WDM信号中的哪个，并且每个可调光滤波器可配置成从与它耦合到的接收开关装置的光信号输出相对应的传送的WDM信号中提取波长。

根据本发明的实施例，所述多个光开关的每个光开关可配置成基于接收的控制信号，选择要传送接收的副本WDM信号中的哪个。

根据本发明白实施例，每个可调光滤波器可配置成基于接收的控制信号，从与它耦合到的接收开关装置的光信号输出相对应的传送的WDM信号中提取波长。

根据本发明的实施例，每个开关单元的传送开关装置可包括：多个光信号输入，每个输入耦合到传送开关装置的开关单元耦合到的多个本地插/分端口的相应一个端口的插输入；耦合到另一开关单元的接收开关装置的输入的本地连接WDM信号输出；以及耦合到光组合器的输入的远程连接WDM信号输出。

根据本发明的实施例，每个开关单元的传送开关装置可还包括：本地连接光组合器，布置成将WDM信号输送到传送开关装置的本地连接WDM信号输出；远程连接光组合器，布置成将WDM信号输送到传送开关装置的远程连接WDM信号输出；以及多个光开关，每个光开关布置成接收来自传送开关装置的光信号输入的相应一个输入的光信号。所述多个光开关的每个光开关可配置成将从其相应光信号输入接收的光信号传送到本地连接或远程连接光组合器中的至少一个。本地连接光组合器可配置成将从所述多个光开关接收的光信号复用到WDM信号中，并且将WDM信号输送到传送开关装置的本地连接WDM信号输出。远程连接光组合器可配置成将从所述多个光开关接收的光信号复用到WDM信号中，并且将WDM信号输送到传送开关装置的远程连接WDM信号输出。

根据本发明的实施例，所述多个光开关的每个光开关可配置成基于接收的控制信号，选择要将其接收的光信号传送到的光组合器。

根据本发明的实施例，第一或第二开关单元中的至少一个的传送开关装置可还包括内部开关单元输出，其可耦合到第一或第二开关单元中的至少一个的接收开关的内部开关单元输入。

根据本发明的实施例，所述光节点可还包括耦合在第一与第二开关单元之间的本地连接放大级和耦合在第一与第二线路端口之间的远程连接放大级。根据本发明的实施例，本地连接和远程连接放大级可提供用于本地和远程业务的定制放大的可能性，由此能够实现用于远程业务的增大放大，并且因此扩大包含光节点的系统或体系结构的覆盖区域。

根据本发明的实施例，本地连接放大级可包括布置成放大来自第一开关单元的传送开关装置的本地连接WDM信号输出的WDM信号的第一本地连接放大器和布置成放大来自第二开关单元的传送开关装置的本地连接WDM信号输出的WDM信号的第二本地连接放大器。

根据本发明的实施例，远程连接放大级可包括布置成放大用于到波长选择性开关的输入的WDM信号的第一远程连接放大器和布置成放大来自节点光组合器的WDM信号的第二远程连接放大器。

根据本发明的另一方面，提供了一种网络子段，其包括：根据本发明的第一方面的光节点；多个无线电设备(RE)群，每个RE群连接到光节点的第一多个本地插/分端口中的本地插/分端口；以及多个无线电设备控制器(REC)，所述多个REC连接到光节点的第二多个本地插/分端口。

根据本发明的实施例，每个RE群通过一对单向光纤连接到光节点上的其相应本地插/分端口。

根据本发明的实施例，每个REC可连接到所述第二多个本地插/分端口中与RE群的数量除以REC的数量相对应的数量的本地插/分端口。

根据本发明的实施例，光节点上的所述第二多个本地插分端口的每个本地插/分端口可通过一对单向光纤连接到REC。

根据本发明的另一方面，提供了一种网络段，其包括根据本发明的第二方面的多个网络子段和光基础设施，其中光基础设施耦合到网络子段的光节点的第一和第二线路端口。

根据本发明的实施例，光基础设施可包括一对单向光纤环，每个网络子段经在其光节点上在第一和第二线路端口的每个端口的线路输入和线路输出被安装在每个环上。

根据本发明的实施例，每个网络子段的光节点可还包括用于WDM信号的第三和第四线路端口，并且光基础设施可包括光纤网格（mesh），每个网络子段经在其光节点上在第一、第二、第三和第四线路端口的每个端口的线路输入和线路输出被连接到网格。

根据本发明的实施例，网络段可包括用于蜂窝通信网络的无线电接入网络(RAN)的去程网络段。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于管理根据本发明的第三方面的网络段的方法，所述方法包括经网络子段的光节点，将来自网络段的网络子段中RE群的基带处理业务路由到网络子段中的REC。所述方法还包括在检测到网络子段中的基带处理业务低于第一阈值级别时，在网络子段中的REC的子集之间合并网络子段的基带处理业务，并且将网络子段的其余REC转变到低功率状态。所述方法还包括在检测到网络子段中的基带处理业务高于第二阈值级别时，将网络子段的所述其余REC中的至少一个转变回正常功率状态，并且在REC的所述子集和所述其余REC的转变的至少一个REC之间分发网络子段的基带处理业务。

根据本发明的实施例，检测到基带处理业务高于或低于阈值级别可包括监视网络子段内的业务，监视网络子段内REC的处理负载或监视网络子段内的业务趋势的一项或更多项。

根据本发明的实施例，所述方法可还包括检测到网络子段中REC中的至少一个在经历减小的功能性，并且将来自网络子段中RE群的否则将由经历减小的功能性的REC所处理的基带处理业务路由到网络段的另一网络子段中至少一个REC，其中基带处理业务经网络子段的光节点、光基础设施和另一网络子段的光节点来路由。减小的功能性可由REC内的错误或故障、RAC的调度的维护或升级或功能性的任何其它调度或未调度的中断而造成。

根据本发明的另一方面，提供了一种计算机程序产品，计算机程序产品配置成在计算机上运行时，执行根据本发明的第四方面的方法。

根据本发明的另一方面，提供了一种在蜂窝通信网络的远程接入网络(RAN)中的系统，所述系统包括通过第一光集线器连接的第一多个RE群和第一多个REC、通过第二光集线器连接的第二多个RE群和第二多个REC及连接第一光集线器和第二光集线器的光基础设施。第一和第二光集线器的每个配置成将信号从任何其连接的RF群传送到任何其连接的REC，并且将信号从任何其连接的RE群传送到另一光集线器，以便输送到连接到另一光集线器的任何REC。

根据本发明的实施例，第一和第二光集线器可包括根据本发明的第一方面的光节点、所述第一多个RE群、第一多个REC，并且第一光集线器可包括根据本发明的第二方面的网络子段，并且所述第二多个RE群、第二多个REC和第二光集线器可包括根据本发明的第一方面的网络子段。

根据本发明的另一方面，提供了一种光节点，其包括用于波分复用(WDM)信号的第一和第二线路端口、用于光信号的第一和第二多个本地插/分端口和控制开关电路。控制开关电路配置成提供用于在第一和第二多个本地插/分端口与第一和第二线路端口之间光信号的插/分功能性、在第一与第二线路端口之间的外部旁路功能性和在第一与第二多个本地插/分端口之间的内部旁路功能性。

附图说明

为更好地理解本发明及更清晰显示可如何实现本发明，现在将作为示例参照附图，其中：

图1示出已知光节点；

图2示出根据本发明的示例的光节点；

图3示出通信网络的网络段；

图4示出根据图2的光节点的另外细节；

图5示出接收开关装置；

图6示出传送开关装置；

图7示出网络段的另一示例；

图8示出在网络子段之间的地理关系；

图9a和9b是示出在用于管理网络段的方法中的过程步骤的流程图；以及

图10是示出光节点的另一示例中的功能单元的框图。

具体实施方式

本发明的方面提供适合在无线电接入网络(RAN)，特别是在RAN的去程网络部分中使用的光节点。常规光节点的一个示例是双向可重新配置光插分复用器(ROADM)。根据本发明的方面的光节点促进了已知RAODM的连接特性，能够实现在局部和远距离尺度内在RE群或RE群的池与REC池之间的通信。通过除插/分功能性外，能够实现在光节点内的内部和外部旁路功能性，促进了此通信。

图1是已知ROADM 2的示意图。ROADM 2包括适合用于光波分复用(WDM)信号的第一和第二线路端口4、6。ROADM 2也包括适合用于光信号的多个本地插/分端口8。每个本地插/分端口可进行操作，以便经一对单向光纤连接到另一实体。光信号可在本地被插到WDM流或者从WDM流分出，进入在图1中标记为东线路端口4和西线路端口6的两个线路端口4、6任意之一。另外，经在两个线路端口4、6之间的直流，促进不在ROADM 2发起或终止的光信号的外部旁路。

图2是根据本发明的示例的光信号100的示意图。光节点100包括适合用于WDM信号的第一和第二线路端口104、106和适合用于光信号的第一和第二多个本地插/分端口108、110。第一和第二多个本地插/分端口108、110的每个本地插/分端口可进行操作，以便经一对单向光纤连接到另一实体。光信号可在本地被插到WDM流或者从WDM流分出，进入在图2中标记为东线路端口104和西线路端口106的两个线路端口104、106任意之一。能够实现不在节点100发起或终止的光信号的外部旁路。另外，也促进在第一和第二多个本地插/分端口108、110之间光信号的内部旁路。光节点100的结构使得内部旁路功能性无阻塞和不争用，从而允许在元素内的合并和在本地和远程通信中相同频率的同时使用。下面参照图4、5和6进一步详细地讨论光节点100的内部结构。

图3是示出用于光节点100的示例部署情形的去程网络段52的图示。参照图3，经光基础设施40连接X个光节点100。光基础设施40包括一对单向光纤环，包括计数器顺时针环44（环A）和顺时针环42（环B）。如下面进一步详细讨论的，可设想诸如光纤网格等其它光基础设施40。每个光节点100经其第一多个本地插/分端口108连接到多个本地RE群20，并且经其第二多个本地插/分端口110连接到多个本地REC 30。每个光节点与其连接的多个本地RE群20和本地REC 30一起形成在更大网络段52内的网络子段48。

每个光节点100服务于在网络段52内的至少三个单独功能。每个光节点100经内部旁路功能性将其关联的多个本地RE群20和其关联的多个本地REC 30光互连。这允许通过充当本地光集线器的光节点，实现本地基带处理。另外，每个光节点100也经其插/分功能性将其关联的多个本地RE群20和与光基础设施40上其它光节点关联的一个或更多REC光互连。这允许涉及网络段52内两个或更多光节点的远程基带处理。每个光节点也充当用于既不在光节点发起也不在光节点终止的光信号的透明旁路。

在网络段52的一个示例操作中，在连接到第一光节点100A的宏小区中发起的业务可以是由直接连接到第一光节点100A的REC处理的基带（本地基带处理），或者可以是经光纤环42、44发送到直接连接到另一光节点100X的REC（远程基带处理）。

图4示出光节点100的内部体系结构，另外的组件细节在图5和6中显示。参照图4，多达N个RE群20连接到节点100的第一多达N个本地插/分端口108。每个RE群经一对单向光纤142连接到本地插/分端口，每个光纤主管单个波长(λ)。RE群中的每个RE与提供网络覆盖到给定小区区域的无线电天线关联。

多达M个REC 30连接到节点100的第二多达N个本地插/分端口110。所述第二多个端口110中的每个本地插/分端口经一对单向光纤44连接到REC，每个光纤主管单个波长(λ)。REC的数量M可少于第一和第二多个端口108、110的每一批多个端口中本地插/分端口的和RE群的数量N。每个REC可因此连接到第二多个端口110中与RE群的数量除以REC的数量相等的数量的本地插/分端口。每个REC可因此服务于等于N/M的多个波长λ，多个REC服务的波长λ的总数为(N/M)<*>M = N。这与来自多达N个RE群20的N个波长一致。在RE和REC之间的本地连接因此是绝对无阻塞。在典型的情形中，数量N可以为24，并且数量M可以为4。24个RE群可因此连接到第一多个本地插/分端口108中的24个端口。用于这些群的本地基带处理在4个REC之间共享，每个REC经6对单向光纤，连接到第二多个本地插/分端口110中的6个本地插/分端口。经以太网交换器140可能够实现在多个REC的REC之间的本地通信。备选的是，如下面进一步详细讨论的，节点100内的内部光纤链路可能够实现本地REC-REC通信。

节点100的每个线路端口104、106连接到光基础设施40。在示出的示例中，光基础设施40包括一对单向光纤环42、44。每个线路端口104、106包括线路端口输入104a、106a和线路端口输出104b、106b。节点100包括波长选择性开关(WSS) 112，其耦合在第一与第二线路端口104、106之间，并且配置成从经过第一与第二线路端口之间光节点的WDM信号分出光信号。在示出的示例中，WSS 112的输入112a连接到东线路端口104的线路端口输入104a。WSS 112的远程连接输出112b连接到西线路端口106的线路端口输出104b。节点100也包括节点光组合器114，其耦合在第一与第二线路端口104、106之间，并且配置成将光信号插到经过第一与第二线路端口104、106之间光节点100的WDM信号。在示出的示例中，节点光组合器114的远程连接输入114a连接到西线路端口106的线路端口输入106a。节点光组合器114的输出114d连接到东线路端口104的线路端口输出104b。

光节点100也包括第一和第二开关单元116、118，每个开关单元116、118连接到WSS112、节点光组合器114、第一和第二多个本地插/分端口108、110的相应一个端口及第一和第二开关单元116、118的另一开关单元。第一和第二开关单元116、118的每个开关单元配置成将分出的光信号WSS 112分发到其耦合的多个本地插/分端口108、110，并且将光信号从其耦合的多个本地插/分端口108、110提供到节点光组合器114。第一和第二开关单元116、118的每个开关单元也配置成将光信号从其耦合的多个本地插/分端口分发到第一和第二开关单元116、118的另一开关单元，并且将光信号从第一和第二开关单元116、118的另一开关单元分发到其耦合的多个本地插/分端口108、110。第一和第二开关单元116、118因此管理光信号本地调度到其它多个本地插/分端口108、110，或者经第一或第二线路端口104、106远程调度到光基础设施40。

第一和第二开关单元116、118的每个开关单元包括接收开关装置120、122和传送开关装置124、126。接收和传送开关装置120/122和124/126可包括分路和选择开关(SSS)，并且在图5和6中以更大的细节示出。

具体参照图5，每个接收SSS 120/122是2 x N开关装置。下面参照第一开关单元116的接收SSS 120，描述每个接收SSS 120/122的特征。然而，将领会的是，可在第二开关单元118的接收SSS 122中找到对应特征和连接。接收SSS 120包括本地连接WDM信号输入150，其耦合到第二开关单元118的传送SSS 126的本地连接输出166。接收SSS 120也包括远程连接WDM信号输入152，其耦合到WSS 112的第一本地连接输出112c。接收SSS 120也包括多个光信号输出154，每个光信号输出耦合到第一开关单元116耦合到的第一多个本地插/分端口108的相应一个端口的分输出108a。

接收SSS 120也包括两个1 x N光分路器156、158。本地连接光分路器156布置成接收来自接收SSS 120的本地连接WDM信号输入150的WDM信号。远程连接光分路器158布置成接收来自接收SSS的远程连接WDM信号输入152的WDM信号。接收SSS也包括多达N个2 x 1光开关160。每个光分路器156、158配置成复制其输入WDM信号成N个复本，并且将复本信号发送到多个光开关160每个的输入160a。每个光开关160配置成确定应为从开头的输出160b的传送选择它接收的两个WDM信号的哪个信号，一个信号是经本地连接光分路器156从本地连接输入150接收，并且另一信号是经远程连接光分路器158从远程连接输入152接收。

接收SSS 120也包括多达N个光可调滤波器162，每个光可调滤波器162连接在相应光开关160的输出160b与接收SSS 120的相应光信号输出154之间。每个光可调滤波器162接收由其相应光开关160选择的WDM信号，并且配置成从与它耦合到的接收SSS 120的光信号输出154相对应的传送的WDM信号中提取波长。在一些示例中，每个光开关160可配置成基于光开关160接收的控制信号，选择接收的副本WDM信号的哪个信号要传送到其连接的光可调滤波器162。类似地，每个光可调滤波器162可配置成基于光可调滤波器接收的控制信号，从传送的WDM信号中提取波长。

如上讨论的，第二开关单元118的接收SSS 122包括与第一开关单元的接收SSS120的内部体系结构和连接等效的内部体系结构和连接。因此，接收SSS 120的本地连接WDM信号输入150耦合到第一开关单元116的传送SSS 124的本地连接输出166。接收SSS 120的远程连接WDM信号输入152耦合到WSS 112的第二本地连接输出112d。接收SSS 120的多个光信号输出154的每个光信号输出耦合到第二开关单元118耦合到的第二多个本地插/分端口110的相应一个端口的分输出110a。

现在参照图6，每个传送SSS 124/126是2 x N开关装置。下面参照第一开关单元116的传送SSS 124，描述每个传送SSS 124/126的特征。然而，将领会的是，可在第二开关单元118的传送SSS 126中找到对应特征和连接。传送SSS 124包括多达N个光信号输入164，每个光信号输入164耦合到第一开关单元116耦合到的多个本地插/分端口108的相应一个端口的插输入108b。传送SSS 124也包括耦合到第二开关单元的接收SSS 122的本地连接WDM信号输入150的本地连接WDM信号输出166和耦合到节点光组合器114的第一本地连接输入114b的远程连接WDM信号输出168。

传送SSS 124也包括两个N x 1光组合器170、172。本地连接光组合器170布置成将WDM信号输送到传送SSS 124的本地连接WDM信号输出166。远程连接光组合器172布置成将WDM信号输送到传送SSS 124的远程连接WDM信号输出168。传送SSS 124也包括多达N个1 x2光开关174，每个光开关布置成在其输入174a接收来自传送SSS的光信号输入164的相应一个输入的光信号，并且经其输出174b，将从其相应光信号输入164接收的光信号传送到本地连接光组合器170或远程连接光组合器172中的至少一个。所述多个光开关的每个光开关可配置成基于接收的控制信号，选择要将其接收的光信号传送到的光组合器。

本地连接光组合器170配置成将从多个光开关174接收的光信号复用到WDM信号中，并且将WDM信号输送到传送开关装置的本地连接WDM信号输出166。这随后传送到第二开关单元118的接收SSS 122的本地连接WDM信号输入150。远程连接光组合器172配置成将从多个光开关174接收的光信号复用到WDM信号中，并且将WDM信号输送到传送开关装置的远程连接WDM信号输出168。这随后被传送到节点光组合器114的第一本地连接输入114b。

如上讨论的，第二开关单元118的传送SSS 126包括与第一开关单元的传送SSS122的内部体系结构和连接等效的内部体系结构和连接。因此，多达N个光信号输入164的每个光信号输入164耦合到第二开关单元118耦合到的第二多个本地插/分端口110的相应一个端口的插输入110b。传送SSS 126的本地连接WDM信号输出166耦合到第一开关单元166的接收SSS 120的本地连接WDM信号输入150，并且传送SSS 126的远程连接WDM信号输出168耦合到节点光组合器114的第二本地连接输入114c。

第二开关单元118的传送SSS 126可还包括内部开关单元输出176，其可耦合到在第二开关单元118的接收SSS 122上的内部开关单元输入178。放大器OA3 180可耦合在内部开关单元输出176与内部开关单元输入178之间。在第二开关单元118的接收与传送SSS122、126之间的此光纤链路可用于在连接到第二多个本地分出端口110的多个REC 30之间的本地REC-REC通信。此内部开关单元链路可替换以太网交换器140以提供本地REC-REC通信。

再参照图4，光节点100可还包括两个放大级：耦合在第一与第二开关单元116、118之间的本地连接放大级128和耦合在第一与第二线路端口104、106之间的远程连接放大级134。本地连接放大级128包括布置成放大来自第一开关单元116的传送开关装置124的本地连接WDM信号输出166的WDM信号的第一本地连接放大器OA2 132和布置成放大来自第二开关单元118的传送开关装置126的本地连接WDM信号输出166的WDM信号的第二本地连接放大器OA1 130。远程连接放大级134包括布置成放大用于到WSS 112的输入的WDM信号的第一远程连接放大器OA4 136和布置成放大来自节点光组合器114的WDM信号的第二远程连接放大器OA5 138。

除内部和外部旁路功能性外，上述光节点100支持本地插/分功能性。WSS 112促进光信号从到达光节点100的WDM流的分出。这些分出的光流可经第一和第二开关单元116、118的接收开关装置120、122被引导到在第一或第二多个本地插/分端口108、110的任何本地插/分端口。节点光组合器114促进光信号经第一和第二开关单元116、118的传送开关装置124、126插到离开光节点100的WDM流中。另外，WSS 112和节点光组合器114促进不在光节点100发起也不在光节点100终止的光信号的外部旁路。此类信号只从线路端口104、106之一通过WSS 112或节点光组合器114到线路端口104、106的另一端口。第一和第二开关单元116、118促进在本地插/分端口108、110之间光信号的内部旁路。单独的本地和远程连接放大级128和134能够实现用于本地和远程连接的光信号的定制放大。因此，本地连接放大级128可补偿在第一和第二开关单元116、118中及在其之间的连接中的损耗。远程放大级134的第一远程连接放大器OA4 136可以是前置放大器，补偿在来自光基础设施40的输入业务上遇到的损耗。远程放大级134的第二远程连接放大器OA5 138可以是用于向光基础设施40的外出业务的提升放大器（booster amplifier）。

光节点100可因此充当用于其多个连接的RE群20和REC 30的本地集线器，因此形成网络子段48。多个此类子段48可作为通过诸如一对单向光纤环42、44或光纤网格等光基础设施40接合的网络段52协作。就光纤网格而言，另外的北和南线路端口可被引入光节点100中以实现另外的连接选择。光节点100提供使用其连接的REC 30服务于其连接的RE群20的一部分并且通过连接到其它节点100的REC服务于其RE群20的其余部分的可能性，所述其它节点可位于大的地理距离处并且经光基础设施40连接。光节点100也能够充当用于不在节点本身发起也不在节点本身终止的业务的透明旁路。

光节点100提供的优点是它在本地与远程连接之间提供了无争用行为。此特征在图7中被演示，图7示出包括三个网络子段48A、48B、48X的网络段52，每个网络子段48A、48B、48X包括充当在RE群20A、20B、20X与子段48A、48B、48X的REC 30A、30B、30X之间的本地集线器的光节点100A、100B、100X。例如，如果光节点100A寻求具有由连接到光节点100X的REC30X执行的用于一个或更多其RE群20A的基带处理，则调谐在λ₁的光信道可用于连接节点100A和节点100X。相同波长λ₁可同时用于在网络段52中包括节点100A和节点100X的所有光节点100的本地连接。这是由于有用于由第一和第二开关单元116、118的传送开关装置124、126的光组合器形成的本地和远程连接的单独WDM信号。由于此无争用行为，需要进行通信的两个光节点100无需验证其选择的传送波长未已经用于在网络段上任何节点内的本地通信。

图8示出由光节点提供以促进本地和远程基带处理的灵活性。图8示出由光节点100A服务的区域A 50和由光节点100B服务的区域B 60。每个光节点100A、100B充当本地光集线器，从而能够实现由其本地REC 30A、30B对通过其连接的RE群20A、20B发起的业务的本地基带处理。另外，每个节点100A、100B促进在位于其它区域60、50中的远程REC 30B、30A中通过其连接的RE群20A、20B发起的业务的远程基带处理。光节点100A、200A的区域50和60可分隔有数十公里。由于有无争用行为和专用放大级，远程连接业务可通过适合的选择的前置放大器和提升放大器放大，以能够实现基带处理业务在数十公里内传输，远远大于使用已知光节点和OEO转换的当前已知体系结构能够支持的距离。

图9a示出在用于管理网络段52的方法200中的步骤，网络段52可以是蜂窝通信网络的去程网络段。方法200可例如在网络段52的每个光节点100进行。参照图9a，在第一步骤202中，光节点100将基带处理业务从其网络子段中的RE群经作为网络子段的光节点的本身路由到在其网络子段中的REC。在步骤204中，光节点检查在其子段中的基带处理业务是否低于第一阈值级别A。如果基带处理业务低于第一阈值级别A，则在步骤206中，光节点100在其网络子段中在REC的子集之间合并其网络子段的基带处理业务，并且将其网络子段的其余REC转变到低功率状态。随后，在步骤208，光节点100检查在其网络子段中的基带处理业务是否高于第二阈值级别B。如果在其网络子段中的基带处理业务高于第二阈值级别B，则在步骤210，光节点100将其网络子段的其余REC中的至少一个转变回正常功率状态，并且在REC的子集和新的重新唤醒的REC之间分发其网络子段的基带处理业务。第一和第二阈值级别可不同以便避免方法的滞后。

通过监视在节点本身中或在其网络段内的业务，光节点100可检测到高于或低于第一和第二阈值A和B的基带处理业务。光节点100也可监视在其网络子段内其REC的处理负载。另外，网络节点可监视网络内的业务趋势。例如，在夜晚或其它低业务时间期间，可在REC子集内合并业务以节省能量。在峰值业务时间期间可重新唤醒睡眠REC，从而可在子段中所有REC之间分担增大的处理负载。

图9b示出例如与上面讨论的步骤202到210平行运行，可在方法200中执行的另外方法步骤。参照图9b，方法200可还包括在步骤212，检测到网络子段中REC中的至少一个在或很快将经历减小的功能性。这例如可由于REC内的故障或错误造成，或者可由于运转以允许REC或其组件的维护、升级或替换的REC中的中断造成。在检测到此类减小的功能性，在步骤214，光节点100将否则将由经历减小的功能性的REC处理的基带处理业务从在其网络子段中的RE群路由到网络段的另一网络子段中的至少一个REC。基带处理业务经网络子段的光节点、光基础设施和其它网络子段的光节点路由。在方法100还有的其它示例中，在网络子段中极高处理负载的时间，可将来自网络子段中RE群的处理业务路由到另一网络子段中的REC，从而能够实现跨子段的负载平衡。

图10示出光节点300的备选示例，其可在例如接收来自计算机程序的适合指令时实现方法200。参照图10，光节点300包括处理器390和存储器392。存储器392包含可由处理器390执行，使得光节点300可用于进行方法200的步骤的指令。

本发明的方面因此提供能够实现在光基础设施上分布的RE群的池与REC池之间连接的光节点。根据本发明的示例的光节点能够实现插/分功能性、内部旁路和外部旁路，因此促进了本地连接和远程连接。本地连接完全无阻塞，并且本地和远程连接得以实现而无波长争用，因此提供了在波长指派和预配方面的灵活性。远程连接的延伸的地理到达范围可通过放大级的适当使用而得以实现。光节点不要求光电转换，并且在比特率和协议方面是透明的，确保了向新传输协议、比特率和调制格式的将来演进可容易被适应。成帧技术可用于能够实现光网络上CPRI信号的传输。

根据本发明的示例的光节点特别适合在大的地理区域内连接RE池和REC池的去程网络段中的应用。除本地放大以补偿内部节点损耗外，定制的远程连接放大可用于扩大具有根据本发明的示例的节点的网络段的地理覆盖区域。这样，可实现基带处理业务的真实云处理。根据本发明的示例的光节点可至少支持从REC的本地池到REC的远程池的RE群的池的完全备份。

本发明的方法可在硬件中被实现，或者被实现为在一个或多个处理器上运行的软件模块。方法也可根据计算机程序的指令执行，并且本发明也提供上面存储有用于执行本文中描述的任何方法步骤的程序的计算机可读媒体。实施本发明的计算机程序可存储在计算机可读媒体上，或者例如它能够处于诸如从因特网网站提供的可下载数据信号等信号的形式，或者它能够处于任何其它形式。

应注意的是，上述示例示出而不是限制本发明，并且本领域的那些技术人员在不脱离随附权利要求的范围的情况下，将能够设计许多备选实施例。词语“包括”不排除与权利要求中所列的那些元素或步骤不同的元素或步骤的存在，“一（a或an）”不排除多数，并且单个处理器或其它单元可实行权利要求中记载的若干单元的功能。权利要求中的任何参考标记不应视为限制其范围。

Claims (32)

1.一种光节点，包括：

第一和第二线路端口，用于波分复用WDM信号；

第一和第二多个本地插/分端口，用于光信号；

波长选择性开关，耦合在所述第一与第二线路端口之间，并且配置成从经过所述第一与第二线路端口之间的所述光节点的WDM信号分出光信号；

节点光组合器，耦合在所述第一与第二线路端口之间，并且配置成将光信号插到经过所述第一与第二线路端口之间的所述光节点的所述WDM信号；以及

第一和第二开关单元，每个开关单元耦合到所述波长选择性开关、所述节点光组合器、所述第一和第二多个本地插/分端口的相应一个端口及所述第一和第二开关单元的另一开关单元；

其中所述第一和第二开关单元的每个开关单元配置成将分出的光信号从所述波长选择性开关分发到其耦合的多个本地插/分端口，并且将光信号从其耦合的多个本地插/分端口提供到所述节点光组合器；

以及其中所述第一和第二开关单元的每个开关单元也配置成将光信号从其耦合的多个本地插/分端口分发到所述第一和第二开关单元的另一开关单元，并且将光信号从所述第一和第二开关单元的另一开关单元分发到其耦合的多个本地插/分端口。

2.如权利要求1中所要求的光节点，其中所述第一多个本地插/分端口在数量上等于所述第二多个本地插/分端口。

3.如权利要求1或2中所要求的光节点，其中所述第一和第二多个所述本地插/分端口中的每个本地插/分端口可操作用于连接到一对单向光纤，每个光纤主管单个波长。

4.如权利要求1和2的任一项中所要求的光节点，其中所述第一和第二开关单元的每个开关单元包括接收开关装置和传送开关装置。

5.如权利要求4中所要求的光节点，其中每个开关单元的接收和传送开关装置包括分路和选择开关。

6.如权利要求4中所要求的光节点，其中每个开关单元的接收开关装置包括：

本地连接WDM信号输入，耦合到另一开关单元的传送开关装置的输出；

远程连接WDM信号输入，耦合到所述波长选择性开关的输出；以及

多个光信号输出，每个光信号输出耦合到所述接收开关装置的开关单元耦合到的所述多个本地插/分端口的相应一个端口的分输出。

7.如权利要求6中所要求的光节点，其中每个开关单元的接收开关装置包括：

本地连接分路器，布置成接收来自所述接收开关装置的本地连接WDM信号输入的WDM信号；

远程连接分路器，布置成接收来自所述接收开关装置的远程连接WDM信号输入的WDM信号；

多个光开关；以及

多个光可调滤波器，每个光可调滤波器耦合在相应光开关的输出与所述接收开关装置的光信号输出的相应一个输出之间；

其中所述本地连接分路器和所述远程连接分路器中的每个配置成复制其接收的WDM信号，并且将所述接收的WDM信号的副本发送到所述多个光开关的每个开关的输入；

其中所述多个光开关的每个光开关配置成选择要传送所接收的副本WDM信号中的哪个；以及

其中所述可调光滤波器中的每个配置成从与它耦合到的接收开关装置的光信号输出相对应的传送的WDM信号中提取波长。

8.如权利要求7中所要求的光节点，其中所述多个光开关的每个光开关配置成基于接收的控制信号来选择要传送所接收的副本WDM信号中的哪个。

9.如权利要求7或8中所要求的光节点，其中所述可调光滤波器中的每个配置成基于接收的控制信号，从与它耦合到的接收开关装置的光信号输出相对应的传送的WDM信号中提取波长。

10.如权利要求4所要求的光节点，其中每个开关单元的传送开关装置包括：

多个光信号输入，每个输入耦合到所述传送开关装置的开关单元耦合到的所述多个本地插/分端口的相应一个端口的插输入；

本地连接WDM信号输出，耦合到另一开关单元的接收开关装置的输入；以及

远程连接WDM信号输出，耦合到所述节点光组合器的输入。

11.如权利要求10中所要求的光节点，其中每个开关单元的传送开关装置还包括：

本地连接光组合器，布置成将WDM信号输送到所述传送开关装置的本地连接WDM信号输出；

远程连接光组合器，布置成将WDM信号输送到所述传送开关装置的远程连接WDM信号输出；以及

多个光开关，每个光开关布置成接收来自所述传送开关装置的光信号输入的相应一个输入的光信号；

其中所述多个光开关的每个光开关配置成将从其相应光信号输入接收的光信号传送到所述本地连接或远程连接光组合器中的至少一个；

其中所述本地连接光组合器配置成将从所述多个光开关接收的光信号复用到WDM信号中，并且将所述WDM信号输送到所述传送开关装置的本地连接WDM信号输出；以及

其中所述远程连接光组合器配置成将从所述多个光开关接收的光信号复用到WDM信号中，并且将所述WDM信号输送到所述传送开关装置的远程连接WDM信号输出。

12.如权利要求11中所要求的光节点，其中所述多个光开关的每个光开关配置成基于接收的控制信号来选择要将其接收的光信号传送到的光组合器。

13.如权利要求4所要求的光节点，其中所述第一和第二开关单元中的至少一个的传送开关装置还包括内部开关单元输出，所述内部开关单元输出耦合到所述第一和第二开关单元中的至少一个的接收开关的内部开关单元输入。

14.如权利要求1和2的任一项中所要求的光节点，还包括：

本地连接放大级，耦合在所述第一与第二开关单元之间；以及

远程连接放大级，耦合在所述第一与第二线路端口之间。

15.如权利要求14中所要求的光节点，其中所述本地连接放大级包括：

第一本地连接放大器，布置成放大来自所述第一开关单元的传送开关装置的本地连接WDM信号输出的WDM信号；以及

第二本地连接放大器，布置成放大来自所述第二开关单元的传送开关装置的本地连接WDM信号输出的WDM信号。

16.如权利要求14中所要求的光节点，其中所述远程连接放大级包括：

第一远程连接放大器，布置成放大用于到所述波长选择性开关的输入的WDM信号；以及

第二远程连接放大器，布置成放大来自所述节点光组合器的WDM信号。

17.一种网络子系统，包括：

如前面权利要求任一项中所要求的光节点；

多个无线电设备RE群，每个RE群连接到所述光节点的第一多个本地插/分端口中的本地插/分端口；以及

多个无线电设备控制器REC，所述多个REC连接到所述光节点的第二多个本地插/分端口。

18.如权利要求17中所要求的网络子系统，其中每个RE群通过一对单向光纤连接到所述光节点上的其相应本地插/分端口。

19.如权利要求17或18中所要求的网络子系统，其中每个REC连接到所述第二多个本地插/分端口中与RE群的数量除以REC的数量相对应的数量的本地插/分端口。

20.如权利要求17到18任一项中所要求的网络子系统，其中所述光节点上的所述第二多个本地插分端口的每个本地插/分端口通过一对单向光纤连接到REC。

21.一种网络系统，包括：

多个如权利要求17到20任一项所要求的网络子系统；以及

光基础设施；

其中所述光基础设施耦合到所述网络子系统的光节点的第一和第二线路端口。

22.如权利要求21中所要求的网络系统，其中所述光基础设施包括一对单向光纤环，每个网络子系统经在其光节点上在所述第一和第二线路端口的每个端口的线路输入和线路输出被安装在每个环上。

23.如权利要求21中所要求的网络系统，其中每个网络子系统的光节点还包括用于WDM信号的第三和第四线路端口；以及其中所述光基础设施包括光纤网格，每个网络子系统经在其光节点上在所述第一、第二、第三和第四线路端口的每个端口的线路输入和线路输出被连接到所述网格。

24.如权利要求21到23任一项中所要求的网络系统，其中所述网络系统包括用于蜂窝通信网络的无线电接入网络RAN的去程网络系统。

25.一种用于管理如权利要求21到24任一项中所要求的网络系统的方法，所述方法包括：

经所述网络系统的网络子系统的光节点，将来自所述网络子系统中无线电设备RE群的基带处理业务路由到所述网络子系统中的无线电设备控制器REC；

在检测到所述网络子系统中的基带处理业务低于第一阈值级别时，在所述网络子系统中在所述REC的子集之间合并所述网络子系统的所述基带处理业务，并且将所述网络子系统的其余REC转变到低功率状态；以及

在检测到所述网络子系统中的基带处理业务高于第二阈值级别时，将所述网络子系统的所述其余REC中的至少一个转变回正常功率状态，并且在REC的所述子集和所述其余REC的所转变的至少一个REC之间分发所述网络子系统的所述基带处理业务。

26.如权利要求25中所要求的方法，其中检测到基带处理业务高于或低于阈值级别包括以下操作之一：

监视所述网络子系统内的业务；

监视所述网络子系统内REC的处理负载；

监视所述网络子系统内的业务趋势。

27.如权利要求25或26中所要求的方法，还包括：

检测到所述网络子系统中的REC中的至少一个在经历减小的功能性；以及

将来自所述网络子系统中RE群的否则将由经历减小的功能性的REC所处理的基带处理业务路由到所述网络系统的另一网络子系统中的至少一个REC，其中所述基带处理业务经所述网络子系统的光节点、所述光基础设施和该另一网络子系统的光节点来路由。

28.一种计算机可读媒体，其上已存储指令，所述指令在被执行时使得处理器执行如权利要求25到27任一项中所要求的方法。

29.一种蜂窝通信网络的远程接入网络RAN中的系统，所述系统包括：

第一多个无线电设备RE群和第一多个无线电设备控制器REC，通过第一光集线器来连接；

第二多个RE群和第二多个REC，通过第二光集线器来连接；以及

光基础设施，连接所述第一光集线器和所述第二光集线器；

其中所述第一和第二光集线器的每个配置成将信号从任何其连接的RF群传送到任何其连接的REC，并且将信号从任何其连接的RE群传送到另一光集线器，以便输送到连接到另一光集线器的任何REC。

30.如权利要求29中所要求的系统，其中所述第一和第二光集线器包括如权利要求1到16任一项中所要求的光节点。

31.如权利要求29或30中所要求的系统，其中所述第一多个RE群、第一多个REC和第一光集线器包括如权利要求17到20任一项中所要求的网络子系统，并且其中所述第二多个RE群、第二多个REC和第二光集线器包括如权利要求17到20任一项中所要求的网络子系统。

32.一种光节点，包括：

第一和第二线路端口，用于波分复用WDM信号；

第一和第二多个本地插/分端口，用于光信号；以及

控制开关电路；

其中所述控制开关电路配置成提供：

用于在所述第一和第二多个本地插/分端口与所述第一和第二线路端口之间光信号的插/分功能性；

在所述第一与第二线路端口之间的外部旁路功能性；以及

在所述第一与第二多个本地插/分端口之间的内部旁路功能性。