CN1148028C - 分插光学波分多路复用器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分插光学波分多路复用器，该多路复用器包括：一个广播器，把输入多路通信送至N个输出端；一个组合器-扩散器，把要插入的多路通信广播至N个输出端；第一套N个可调谐滤光器，把载有需要的信号的载波选出；第二套N个可调谐滤光器，把要组成分出的多路通信的载波迭出；N个波长变换器，能适于给出输出多路通信的N个载波；以及N个两输入两输出的光开关，用于启动广播器的每个输出有选择地与第一套滤光器的一个滤光器和/或第二套滤光器的一个滤光器连接，和/或传送要插入的多路通信的载波到第一套滤光器中的一个滤光器和/或第二厌滤光器中的一个滤光器。该多路复用器特别适用于实现同步数字分层的光学传输网络。

Description

分插光学波分多路复用器

技术领域

本发明涉及一种分插光学波分多路复用器，用于：接收含有多个波分多路复用光载波的一个输入多路通信，分出一个要分出的多路通信，并把一个要插入的多路通信插入到输出多路通信中。每个要插入的多路通信和分出的多路通信分别包括多个并行传送的光载波，即作为一个波分多路通信。每一光载波可被调制信号调制，调制信号可由多个时分多路复用信道构成。这种多路复用器特别能用于实现同步数字分层的光传输网络。

背景技术

名为Alcatel CIT，申请为No.94 06984的法国专利描述了这种多路复用器，它包括：

·第一光学广播器，它接收输入多路通信，并把它从N个出口送出，这里N是输入入多路通信和输出多路通信中波长数的最大数目；

·第一套N个可调谐滤光器，分别与第一广播器的N个出口耦合，以便在输入多路通信中选取E个要分出的载波和T个要传送的载波，这里E和T是可变的，但不大于N；

·第二光学广播器，它接收要插入的多路通信，并把它从N个出口送出；

·第二套N个可调谐滤光器，它从组成要插入的多路通信的载波中选取要插入的I个载波，这里I是可变的，但不大于N；

·一个光学组合器，它把不超过N个载波进行波分多路复用，从而组成输出的多路通信；

·N个波长变换器，它向组合器首先提供T个新的载波，T个新载波分别被调制T个被传送载波的信号所调制，其次提供I个新的光载波，I个新的光载波分别被调制I个要插入的载波的信号所调制，I+T小于或等于N，这N个新载波有彼此分开的波长；

·N个两输入两输出的光开关，每个开关有：

·第一输入，它与第一套滤光器相应的输出连接；

·第二输入，它与第二套滤光器相应的输出连接；

·第一输出，它与相应的一个波长变换器的输入连接；以及

·第二输出，它给出一个分出的载波，以构成分出的多路通信；以及

·控制装置，用于N个光开关和2N个可调谐滤光器的控制。

该已知器件能够独立地选取输入多路通信的载波波长和输出多路通信的波长；还能够独立地选取要插入的多路通信的波长和输出多路通信的波长。如果每个光开关能够把一个载波既送至分出的多路通信，也送至输出的多路通信，那么该器件便能够把相同的信号广播至多个目的地。

名为Alcatel NV，申请号No.0 592 330的欧洲专利描述了一种光开关矩阵，它的优点是严格地无阻塞，它可以做成一个能插入双向光链路(即对每一传输方向一条链路)中的分插光学波分多路复用器。对每一传输方向，该光开关矩阵包括：

·由一个广播器和一个组合器一广播器组成的第一级，广播器接收由四个不同波长的载波叠加而成且载有调制信号的输入多路通信，所述广播器把所述多路通信从广播器的四个输出端送出，组合器一扩散器接收载有调制信号且波长互不相同的四个载波，四个互不相同的波长可选为与输入多路通信的四个波长相同，组合器-扩散器波分多路复用这四个载波从而构成要插入的一个多路通信，然后把要插入的多路通信广播到组合器-扩散器的四个输出；

·由四个光开关组成的第二级，其中两个光开关专用于分出的多路通信，每个开关有两个输入，分别与广播器的一个输出和组合器-广播器的一个输出相连，另外两个光开关专用于输出多路通信，每个开关有两个输入，分别与广播器的一个输出和组合器-广播器的一个输出相连；

·由每套和第二套各四个可调谐滤光器组成的第三级，第一套专用于分出的多路通信，其四个输入分别连接到分出的多路通信专用的两个开关的四个输出，其四个输出则分别给出四个载波，使能构成一个分出的多路通信；第二套专用于输出的多路通信，其四个输入分别连接到输出多路通信专用的两个开关的四个输出，其四个输出则分别给出四个载波；

·由一套四个波长变换器组成的第四级，其四个输入分别与第二套滤光器的四个输出相连，当四个载波通过第二套滤光器传送时，四个波长变换器发射四个新的由相同调制信号调制的载波，从而能建立起一个输出多路通信；以及

·控制四个光开关和八个可调谐滤光器的控制装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种分插多路复用器，它是严格地无阻塞的，而且能防止一个开关，一个滤光器，或一个波长变换器的损坏，同时还具有易于实现和控制的结构。

本发明提供的分插光学波分多路复用器，它接收一个输入的多路通信和一个要插入的多路通信，给出一个输出的多路通信和一个分出的多路通信，这些多路通信中每一个都包括多个光载波，在任一个多路通信内各个光载波的波长都彼此不同，此多路复用器包括：

·第一套滤光器，每个滤光器都可调谐在输入多路通信和要插入的多路通信中任一个可能的载波波长上，以便从所述载波中至少选出那些载有要在输出多路通信上传送的信号的载波；

·第二套滤光器，每个滤光器都可调谐至输入多路通信和要插入的多路通信中任一个可能的载波波长，以便从所述载波中至少选出那些载有要在分出的多路通信上传送的信号的载波；以及

·传输装置，它不是把输入多路通信便是把要插入的多路通信传送至第一套或第二套滤光器的任何输入；

此多路复用器的特征是，其传输装置包括多个开关，每个开关至少有一个第一输出耦合到第一套滤光器相应的一个滤光器，同时至少有一个第二输出耦合到第二套滤光器相应的一个滤光器。

具有这种特征的多路复用器的优点是，如果无需把输入多路通信或要插入的多路通信中同一载波同时传送至输出多路通信和分出的多路通信，那么便可采用简易的开关，它仅能把一个输入连接到开关的单一输出。此外，它还有的优点是能以简单的方式后备，正如下面说明所揭示的那样。

附图说明

从下面一个实施例的说明及附图中，可以对本发明有更深入更详细的了解，附图有：

图1示出了本发明多路复用器一个实施例的框图；和

图2示出了同一实施例的框图，但带有构成后备通道的附加装置。

具体实施方式

图1所示实施例包括：

·一个光学广播器D1，它有一个接收输入多路通信ME的输入端和N个输出端，输入多路通信ME由不超过N个能携带调制信号的载波叠加而成，并有N个相应的波长λ₁，…λ_N，N个输出端每一个都送出输入多路通信；

·一个光学组合器-广播器D2，它有N个输入端和N个输出端，N个输入端能分别接收不超过N个互不相同波长λ”₁，…，λ”_N的载波，这些波长可选成与λ₁，…，λ_N全同，这些载波能载上调制信号并构成要插入的一个多路通信MI，N个输出端每一个都送出以所述N个载波叠加形式插入的多路通信；

·N个光发射器TX^I ₁，…TX^I _N，能分别提供构成要插入的多路通信MI的N个载波，每个发射器能接收表示数据流的电信号，用以调制发射的光载波，每个发射器有不同的固定的波长，这些波长均选自N个波长λ”₁，…，λ”_N；

·N个光开关SW₁，…，SW_N，每个开关包括：

·第一光输入g，与广播器D1相应输出相连；

·第二光输入h，与组合器-广播器D2相应输出相连；

·一个控制输入，通过一条链路(未画出)连至控制装置MC的输出；以及

·第一光输出k和第二光输出j；

·第一套N个滤光器F^T ₁，…，F^T _N，每个滤光器可调谐至输入多路通信和要插入的多路通信中任何一个波长λ₁，…，λ_N，λ”₁，…λ”_N，每个滤光器有：一个光输入，与开关SW₁，…，SW_N中相应一个开关的第一输出k相连，一个控制输入，通过链路(未画出)与控制装置MC的一个输出相连，以及一个光输出；

·第二套N个可调谐滤光器F^E ₁，…，F^E _N，每个滤光器可调谐至输入多路通信和要插入的多路通信中任何一个波长λ₁，…，λ_N，λ”₁，…，λ”_N，每个滤光器有：一个光输入，与开关SW₁，…SW_N中相应一个开关的第二输出j相连，一个控制输入，通过链路(未画出)与控制装置MC的一个输出相连，以及一个光输出，这些滤光器的一套N个输出能给出N个载波以构成一个分出的多路通信MT；

·一套N个波长变换器CL₁，…，CL_N，每个变换器由例如光接收器和后继的光发射器组成，每个变换器有固定但彼此不同的波长，这些波长选自互不相同的波长λ’₁，…λ’_N，这N个互不相同的波长可以与λ₁，…λ_N，或与N”₁，…，N”_N全同，每个接收器的输入与滤光器F^T ₁，…，F^T _N中相应一个的输出相连；

·一个光组合器C1，它有N个输入和一个输出，N个输入与变换器CL₁，…，CL_N中相应一个变换器的输出相连，输出则送出由波长为λ’₁，…，λ’_N的载波叠加而成的一个输出多路通信MS；以及

·一套N个光接收器RX^E ₁，…，RX^E _N，每个都有一个输入和一个输出，每个输入与第二套滤光器F^E ₁，…，F^E _N中相应一个的输出相连，而输出则给出代表由载波传送的数据的电信号，此载波是接收器输入所收到的。

在这种结构中，开关SW₁，…，SW_N并不专用于构成一个单一的多路通信，无论是输出的或分出的多路通信。开关SW₁，…，SW_N中每一个都能传送输入多路通信ME和要插入的多路通信MI。多路通信ME和MI可以向第一套滤光器F^T ₁，…，F^T _N传送，也可以向第二套滤光器F^E ₁，…，F^E _N传送，或者，视所用开关的类型，也可以同时向两套滤光器传送。这些开关能交替地或同时地执行这两种功能。

如果无需把同一载波同时传送到输出多路通信MS和分出的多路通信MT，那么开关SW₁，…，SW_N能用只有两态的开关，这两种状态是：

·第一状态，输入g与输出k相连，同时输入h与输出j相连；和

·第二状态，输入h与输出k相连，同时输入g与输出j相连。

如果必需能把一个单一的载波同时传送至输出多路通信MS和分出的多路通信MT，那么每个开关都必需能有四种状态，即上述两种状态加上下面两种附加的状态：

·第三状态，输入g同时与输出k和j相连；和

·第四关态，输入h同时与输出k和j相连。

各个波长变换器CL₁，…，CL_N，所起的作用是：接收能携带调制信号并有波长λ₁，…λ_N或λ”₁，…，λ”_N的载波，发射一个新的被所述相应调制信号调制并有选自λ’₁，…λ’_N中一个固定波长的载波。这些波长变换器能够从波长λ”₁，…，λ”_N和波长λ’₁，…λ’_N中独立地选出波长λ₁， …，λ_N。

本发明的范围并不限于实施例所举出的情形，即输入多路通信，输出多路通信，要插入的多路通信及分出的多路通信都有相同的最大波长数目。用N个2×2开关(或功能上等效的装置)，每个输入多路通信和输出多路通信的载波数不会超过N。但可以插入I个载波，只要I的数值小于或等于N，也可以分出E个载波，只要E的数值小于或等于N。发射器TX^I的数目和组合器-广播器D2输入端的数目都至少等于I。接收器RX^E的数目和滤波器F^E的数目都至少等于E。

本专业的从业人员能改变本发明的多路复用器，使之适于插进双向链路(每个传输方向一条链路)。举例说，可以用两种链路共用的4×4开关，正如上面列举的文件EP0 592 330所描述。

在某些应用中，构成组合器-广播器D2的组合器和广播器可以彼此分开，有时甚至彼此相距很远。所有或者有些发射器TX^I ₁，…，TX^I _N和接收器RX^E ₁，…，RX^E _N可以远离多路复用器的其他器件。

图2是同一个实施例的框图，但带有附加装置，当可调谐滤光器F^T ₁，…，F^T _N和F^E ₁，…F^E _N中有一个损坏时，或变换器CL₁，…CL_N中有一个损坏时，或光接收器RX^E ₁，…RX^E _N中有一个损坏时，或开关SW₁，…SW_N中有一个损坏时，附加装置能加以补救。这些附加装置包括：

·广播器D1的一个附加输出端和组合器-广播器D2的一个附加输出端；

·与开关SW₁，…，SW_N类似的一个附加光开关SW_S，它有：连接到广播器D1附加输出端的第一光输入端，连接到组合器-广播器D2附加输出端的第二光输入端，经-链路(未画出)连接到控制装置MC附加输出端的一个控制输入端，一个第一输出端，以及一个第二输出端；

·一个附加滤光器F^T _S，它有一个输入端与附加开关SW_S的第一输出端连接，一个控制输入端经一链路(未画出)与控制装置MC的附加输出端连接，以及一个输出端；

·一个附加波长变换器CL_S，它有一光输入端与附加滤光器F^T _S的输出端连接，还有一光输出端提供一固定波长λ’_N+1的载波，如果变换器CL_S有固定输出波后，则波长λ’_N+1不同于波长λ’₁，…，λ’_N，如果变换器CL_S有可调谐的输出波长，则波长λ’_N+1可选择等于波长λ’₁，…，λ’_N中的一个；

·光组合器C1上的一个附加输入端，它与附加变换器CL_S的输出端连接；

·一个附加的第二可调谐滤光器F^E _S，它有一个光输入端连接到附加开关SW_S的第二输出端，一个控制输入端经一链路(未画出)连接到控制装置MC的附加输出端，以及一个输出端，给出组成分出的多路通信MT一部分的载波；以及

·一个光接收器RX^E _S，它有一个输入端与第二附加滤光器F^E _S的输出端连接，一个输出端给出电信号。

当开关SW₁，…，SW_N中的一个损坏时，通过把本来加在失效开关上的控制信号加到附加开关上，失效开关在功能上就被附加开关SW_S取代。因此十分容易实施控制。

当滤光器F^T ₁，…，F^T _N中的一个损坏，或变换器CL₁，…CL_N中的一个损坏时，含有失效器件的一对滤光器-变换器，在功能上便被附加滤光器F^T _S与变换器CL_S组成的一对器件所取代，控制信号通常加在与含失效器件的一对器件连接的开关上，现在则加到附加开关SW_S上。因此十分容易实施控制。

当滤光器F^E ₁，…，F^E _N中的一个损坏，或光接收器RX^E ₁，…，RX^E _N中的一个损坏时，含有失效器件的一对滤光器-接收器，在功能上便被附加滤光器F^E _S和附加接收器RX^E _S取代，同时，通常加在与含失效器件的一对器件连接的开关上的控制信号，现在控制着附加开关SW_S。因此十分容易实施控制。

在此实施例中可以看到，发射器TX^I ₁，…TX^I _N中的一个损坏时，没有给出补救办法。如果要求能补救这类损坏，可以再增加附加装置(未画出)，增加的附加装置包括一个附加发射器，把它与组合器-广播器D2的附加输入端连接，并向它提供波长为λ”_N+1的载波，如果附加发射器是固定波长的，波长λ”_N+1要不同于所有波长λ”₁，…，λ”_N，如果附加发射器有可调谐波长，则波长λ”_N+1可选为等于波长λ”₁，…，λ”_N中的一个波长。

当然，通过改变广播器D1和组合器-广播器D2的输出端数目，改变组合器-扩散器D2和组合器C1的输入端数目，以及改变控制装置MC，可以提供大量附加器件(开关，滤光器，变换器，发射器，接收器)。

应该看到，每个开关都提供同样方便的出入口通到输出的多路通信MS和分出的多路通信MT，这一事实产生两个有利的结果：

·不必使用四态开关，除非要实施把同一载波同时传输至输出多路通信和分出的多路通信；以及

·能用一个单一的附加开关补救开关中一个开关的损坏。因此简易地实现了克服损坏的保护装置。

Claims (6)

1.一种分插光学波分多路复用器，它接收一个输入多路通信(ME)和一个要插入的多路通信(MI)，并给出一个输出多路通信(MS)和一个分出的多路通信(MT)，这些多路通信中每一个都包括多个光载波，各个载波波长在任何一个多路通信内都彼此不同，该多路复用器包括：

·第一套滤光器(F^T ₁，…F^T _N)，每个滤光器都可调谐在输入多路通信和要插入的多路通信中任一个可能的载波波长上(λ₁，…，λ_N，λ”₁，…λ”_N)，以便从所述载波中至少选出那些载有要在输出多路通信(MS)上传送的信号的载波；

·第二套滤光器(F^E ₁，…，F^E _N)，每个滤光器都可调谐至输入多路通信和要插入的多路通信中任一个可能的载波波长(λ₁，…，λ_N，λ”₁，…，λ”_N)，以便从所述载波中至少选出那些载有要在分出的多路通信(MT)上传送的信号的载波；以及

·传输装置(D1，D2，SW₁，…，SW_N)，它不是把输入多路通信(ME)便是把要插入的多路通信(MI)传送至第一套或第二套滤光器(F^T ₁，…，F^T _N；F^E ₁，…F^E _N)的任何输入；

此多路复用器的特征是，其传输装置包括多个开关(SW₁，…，SW_N)，每个开关至少有一个第一输出(k)耦合到第一套滤光器(F^T ₁，…F^T _N)相应的一个滤光器，同时至少有一个第二输出(j)耦合到第二套滤光器(F^E ₁，…，F^E _N)相应的一个滤光器。

2.按照权利要求1的多路复用器，其特征在于，每个开关(SW₁，…，SW_N)都能把它的输入(g，h)中任一个同时与同一开关的第一输出(k)和第二输出(j)连接。

3.按照权利要求1的多路复用器，其特征在于，一个输入多路通信、一个输出多路通信、一个要插入的多路通信和一个分出的多路通信每个都包含不超过N个的载波，N个载波波长在任一给定多路通信内都彼此不同，并且每个开关阵列包括N个单独的开关(SW₁，…SW_N)，每个单独的开关有：两个光输入(g，h)，一个第一光输出(k)，一个第二光输出(j)，和一个控制输入。

4.按照权利要求1的多路复用器，其特征在于，传输装置(D1，D2，SW₁，…，SW_N)还包括：

·第一广播装置(D1)，把输入多路通信(ME)广播到所述第一装置的N个输出；和

·第二广播装置(D2)，把要插入的多路通信(MI)广播到所述第二装置的N个输出；

在所述开关阵列(SW₁，…SW_N)中包括：N个输入(g)与第一广播装置(D1)相应的N个输出相连，N个输入(h)与第二广播装置(D2)相应的N个输出相连，一个控制输入，N个第一输出(k)，和N个第二输出(j)。

5.按照权利要求4的多路复用器，其特征在于，它能对损坏加以补救，它还包括：

·在第一广播装置(D1)上至少有一个附加的输出端；

·在第二广播装置(D2)上至少有一个附加的输出端；

·至少一个附加开关(SW_S)，它有两个附加输入端，一个第一附加输出端和一个第二附加输出端；

·至少一个附加的第一滤光器(F^T _S)，它可调谐至输入多路通信和要插入的多路通信中载波的可能波长(λ₁，…，λ_N，λ”₁，…，λ”_N)的任一波长，它还有一个输入端连接到附加开关(SW_S)的第一输出端，有一个控制输入端，和一个输出端；以及

·至少一个附加的第二滤光器(F^E _S)，它可调谐至输入多路通信和要插入的多路通信中载波的可能波长(λ₁，…，λ_N，λ”₁，…，λ”_N)的任一波长，它还有一个输入端连接到附加开关的第二输出端，以及一个输出，给出构成分出的多路通信(MT)一部分的一个载波。

6.按照权利要求1的多路复用器，其特征在于，它还包括一套波长变换器(CL₁，…，CL_N)和装置(61)，波长变换器给出新的载波(λ’₁，…，λ’_N)，这些新载波分别被调制信号调制，调制信号与第一套滤光器迭出的载波所携带的调制信号相同，而装置(61)则波分多路复用所述波长变换器给出的新的载波。