CN1291833A - 光学系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于多个波长多路复用信道通信的光通信系统,例如波分多路复用器(WDM),在一个节点上按照每个信道一个的量包括多个上线下线多路复用器(ADM);每个ADM都含有分支装置,其中的ADM通过该分支装置互联。

Description

光学系统
本发明涉及波长多路复用光通信系统领域，特别是用于在不同多路复用波长信道间转换通信业务的系统。
光通信系统是通信网络中重要的且发展迅速的部分。在此所用的“光通信系统”用语与任何使用光信号在光媒质中传输信息的系统有关。这种光学系统包括，但不限于此，电信系统、有线电视系统、局域网、城域网、广域网(LANs、MANs和WANs)。在Gower Ed．Optical Communcation Systems，(Prentice Hall，N．Y．)中描述了光学系统。目前，大部分光通信系统都配置为在一个或多个光导构成光线路上载荷一个较宽波带的光单信道。为了传输更多数量的信息，例如，来自多源的信息，现在采用波分复用(WDM)的方法。在一个波分复用(WDM)系统中，多个光信号在一个单光导中传送，其中的每个光信号都具有窄的波带，而且每个波带的中心波长不同。这里所用的“光导”一词用于描述任何适宜的光介质，包括光纤和光学波导。
WDM通常与已建成的时分多路复用(TDM)技术相结合使用。所以每个WDM信道将特别用于传输时域中多路复用到一起的多个不同信息。上线-下线多路复用器(ADM)提供一个廉价的装置，该装置用于接入构成通信链路比如光导中传输数据流的所有或部分的TDM通信业务。经过ADM的通信是通过“线路端口”来实现的。通信线路中的数据或信息是由ADM中开关电路有选择地进行时分多路复用，并通过所胃分支端口传送到其目的地。同理，加入到通信链路的数据或信息经由该分支端口馈送到ADM，并由ADM的开关线路进行时分多路复用使之成为信息流。这种开关和多路复用功能是在电域中实现的。为了同光载波进行接口，ADM中包括光-电检测器和激光信号发生器。
目前，光通信网络由环或网格组成，其中包括借助光通信链路连接在一起的电子中继器／再生中继器／上线／下线电子仪器。这些链路通常是光纤。为了同光学链路接口，节点包括基于激光的发射机(电-光转换器)和一个宽带的光接收机(光-电转换器)。目前，正为长途通信线路系统建立WDM，但还没有涉及到馈线网络。一个“馈线网络”连接、合并和整理来自用户的通信业务，然后传给MANs、WANs和LANs，例如接入网络可以是一个“馈线网络”。这个馈线网络由具有一定开关功能的电子节点组成，通常是电子形式的ADM。尤其是，这些节点可设计为能根据SDH或SONET电信标准协议处理数字通信业务，但正在发展的ATM和IP协议也在建立。在那些承受特别高通信业务量的网络区域中，节点和线路的容量可通过对这些区域升级增加，从而处理更高速度的TDM信号例如155Mbit／s，用得广泛的是SONET标准(STM-1)，而当需要候也用622Mbit／s(STM-4)、2．4Gbit／s(STM-16)和10Gbit／s(STM-64)。
随着目前对通信的迫切要求，需要提供一种更大容量的通信系统。已经建立的光纤基础设施也需要进一步的扩展或开发。铺设光纤的高成本，就意味着对尽可能提高发送TDM信号速率和充分利用现有光纤有一个推动力量。
当需要在多个并行的WDM信道上运行通信业务时，就需要新的开关装置，即在一个信道上传送的信息需要与另一个耦合时。而且，每个节点更多的开关需求使得每个节点上必须添加ADM。通常是一个WDM信道有一个ADM。
随着在ADM的这些连接网络中引入光多路复用器和多路解复用器，单一光纤就可被用于处理多个WDM信道，以致于这些区段的网络容量得到增加-在申请人姓名为Marconi Communications的共同待审专利申请(申请号为N0．P／62000)中描述了这种实现装置。
现在要面临的问题是多个环需要并置排列且必须与其他多个环连接，这就对各个ADM在节点处的相互连接提出了新的要求。这种发展将提高ADM集成度，成本和采用的开关尺寸，从而使整个网络的功能和复杂性都增加。
所以，需要一种更灵活的方式来传输波长多路复用光通信系统的不同信道之间的通信业务。
本发明提供一种用于多个波长多路复用信道通信的光通信系统；其中该通信系统包含有节点；其中该节点按照每个信道一个的量包括多个上线下线多路复用(ADM)的装置；其中每个ADM装置含有分支装置；其中ADM由分支装置互联。
本发明也提供一种在光通信系统的波长多路复用信道间切换各个单独的时分多路复用信息的方法，包括如下的步骤：设置按照每个波长多路复用信道一个的量含有多个上线下线多路复用(ADM)装置的开关装置；其中每个ADM装置都含有分支装置，该方法包括通过分支装置使AD装置互联的步骤。
本发明还提供一种在多个时分多路复用数据流之间切换单独时分多路复用信息的方法；其中每个时分多路复用数据流都包括在波长多路复用光通信系统的一个信道中，这种方法包括如下步骤：提供一个节点；给该节点按照每个波长多路复用信道一个的量提供多个上线下线多路复用(ADM)装置；给每个ADM装置提供分支装置，并且通过该分支装置互联ADM装置。
本发明还提供一种用于在波长多路复用光通信系统的多个时分多路复用(TDM)数据流之间切换各个独立信息的装置，该系统用于多个波长多路复用信道的通信；其中每个信道都包括一个TDM数据流；其中该装置包括开关装置；其中该开关装置按照每个信道一个的量含有多个上线下线多路复用(ADM)装置；其中每个ADM装置都包含分支装置；其中ADM通过该分支装置互联。
以下将结合附图举例说明本发明的实施例，其中，
图1表示出现有技术的一种WDM光通信系统；
图2更为详细地表示了图1所示的系统；
图3表示了本发明一个实施例中WDM光通信系统的一部分；
图4表示了本发明另一个实施例中WDM光通信系统的一部分。
图1表示了现有技术中的一种WDM光通信系统，它包括一个光通信线路，例如y一条包括区段2，3，4，…的光纤，其中光纤逐段通过开关装置10，30，m相连。每个开关装置包括多个上线下线多路复用器11、12、…1n；31、32、…3n；m1、m2、…mn；每个ADM都有多个上线下线分支装置31、32、…3n(参见图2)。
WDM光学线路2、3、4…以WDM的方式载荷着几个光信道，即其中每个信道占用了光谱的不同部分。如图2所示，每个开关装置10、30、…m都含有一个光学多路解复用器25。光多路解复用器25把在WDM光路2、3、4…上接收的每个WDM信道分到各个不同的光导21、22、…2n中。每个独立光导21、22、…2n中分配给不同的ADMs11、12、…1n(在开关节点10的情形中)，在此完成以上所述的上线／下线的功能。每个开关节点10、30、…m还包括一个光多路复用器26。光多路复用器26端对每个ADM 11、12、…1n的输出信号进行再复用回馈给光路2、3、4…。
如以上所指出的那样，如果一个信息源121(参见图1)与一个连接到第一光信道(称为λ1信道)的ADM进行通信，而且所要到达的接收站m14与一个不接收λ1信道而接收λ2、λ3和λ4信道的开关节点m相连时，传统的装置将产生一个难题。即使所有四个信道λ1、λ2、λ3和λ4在同一个光导的不同长度部分上运行也一样。
为了使λ1信道的信息可在不同的信道比如说λ2接收，过去是必需插入一个染色的发射机应答器，该发射机应答器可接收λ1信道的信息而把它全部转到λ2信道上。这种发射机应答器包括一个对包含λ1的波段(但可包括整个WDM波长)敏感的光检测器和一个在可以精确发射λ2波段光的高精度激光器。这种发生器-应答机很贵，用了它们会使λ1信道的全部内容传输到λ2信道中，然而，尤其是仅一个信息需要这样的传输时，就需要一个附加的开关功能来在信道之间选择正确的传输信息。这就是由Marconi Communications提供的目前在photonic PMA8多路复用器中所实现的功能。现在需要发展一种很经济的以前不为人知的方法，以两个WDM光信道间很细的间隙进行开关。
图3表示了本发明开关节点的一部分。在图3中详细地示意了开关节点10的ADM 11、12、…1n。特别是，与每个ADM相连的分支连接装置31、32、3n表示为分成两个分组。从第一ADM 11出来的第一分组311、312、313接到第二个ADM 12，这样就使得多路解复用的信息可以在它们之间交换。从第一ADM 11的第二分组310的功能与前面的相同，用于把多路解复用的信息传达给用户，并来自用户的信息输入ADM以多路复用。
同样，从第二ADM 12出来的分组321、322、323接到第三ADM(未示出)。如此重复下去，使得每个ADM通过分支连接器的分组与下一个ADM相连，直到有分支连接器3(n-1)1，3(n-1)2，3(n-1)3的倒数第二个ADM(未示出)连到开关节点10的最后一个ADM1n上。
根据所谓的“雏菊链”的方案，每个ADM都要通过一个分支连接器从相邻的ADM接收信息，但为的是供“雏菊链”中下面另一个ADM用，直到最后一个ADM。一接收到经由供该ADM所处理信道用的分支连接器传来的信息，该ADM按照与经由传统分支输入端从用户接收的信息相类似的方式，将这个信息再复用到那个信道的信息流中。
所以有利的是，图3中的开关节点允许来自第一WDM信道的信息转换到电域中，用传统的ADM电路进行多路解复用，并以其解复用后的电子状态传输到该开关节点中另一个选择的ADM中，在此用传统的ADM电路将该信号多路复用到第二个WDM信道的数据流中，转换回光域中第二个WDM信道的适宜波段。有利的是，由ADM处理的任何级别间隙的信息都可以用这种方式转换。
尽管图3示意的是节点中ADMs的“雏菊链”互联方式，但根据本发明的最佳实施例，还可用其它的互联方式，包括整个或部分是网格、“最邻近”网格或环型。这种互联可在一个节点中以这样的方式实现：在为了适应增加通信业务的需求而改进节点设备时，有效的互联可以一种逐渐增加的方式实现，例如当需要时可给一个节点增加更多的ADM。
图4所示的实施例，相关的分支装置可通过一个分离开关单元50互连，该单元用来提供所需的转换连接和接负载。可取的是，开关单元50是非阻挡性的。非阻挡性意味着从第一入口Ii到第一出口Oj的任何连接不能阻碍正在完成的从不同入口Ip到另一个不同出口Iq的任何其它连接。开关单元50也可以逐渐升级。这种新的开关元件可以纳入到强大的网络管理系统中。
因为目前交换场所的空间限制，所以无需并置一个节点的所有ADMs，而使得必须在相对长的距离上用图3中的分支装置311、312、313等的互联分担数字化数据。根据本发明的另一个最佳实施例，应用WDM原理的光纤互联被应用到ADM分支装置的互联中。根据另一个实施例，当TDM的速率和互联的分支数目增加时，开关单元50将提供光学阵列式开关，以在互联的分支间转换信息。

Claims (21)

1、一种用于多个波长多路复用信道通信的光通信系统；其中该通信系统包含有节点；其中该节点按照每个信道一个的量包括多个上线下线多路复用(ADM)装置；其中每个ADM装置含有分支装置；其中ADM由分支装置互联。
2、如权利要求1所述的通信系统，它含有一个单独的用于传输多个波长多路复用信道的光导。
3、如权利要求1所述的通信系统，它含有多个光导，用于传输权利要求1的第一节点与邻近节点间的多个波长多路复用信道。
4、如权利要求1所述的通信系统，其中分支装置以雏菊链的形式连接ADM装置。
5、如权利要求1所述的通信系统，其中分支装置以网格形式连接ADM装置。
6、如权利要求1所述的通信系统，其中的分支装置以环形连接ADM装置。
7、如权利要求1所述的通信系统，包括用于ADM装置互联的电子非阻挡性开关装置。
8、如权利要求1所述的通信系统，其中分支装置含有用于ADM装置互联的电-光转换装置、光导装置和光-电转换装置。
9、如权利要求8所述的通信系统，其中分支装置含有用于ADM装置互联的光开关装置。
10、一种在光通信系统的波长多路复用信道间切换各个单独的时分多路复用信息的方法，包括以下的步骤：设置按照每个波长多路复用信道一个的量含有多个上线下线多路复用(ADM)装置的开关装置；其中每个ADM装置都含有分支装置，该方法包括通过分支装置使ADM装置互连的步骤。
11、一种用于在多个时分多路复用数据流之间切换单独的时分多路复用信息的方法；其中每个时分多路复用数据流都包括在波长多路复用光通信系统的一个信道中，该方法包括如下步骤：提供一个节点；给该节点按照每个波长多路复用信道一个的量提供多个上线下线多路复用(ADM)装置；给每个ADM装置提供分支装置，并且通过该分支装置互联ADM装置。
12、一种用于在波长多路复用光通信系统的多个时分多路复用(TDM)数据流之间切换各个独立信息的装置，该系统用于多个波长多路复用信道的通信；其中每个信道都包括一个TDM数据流；其中该装置包括开关装置；其中该开关装置按照每个信道一个的量含有多个上线下线多路复用(ADM)装置；其中每个ADM装置都包含分支装置；其中ADM通过分支装置互联。
13、如权利要求12所述的装置，包括一个单独的用于多个波长多路复用信道传输的光导。
14、如权利要求12所述的装置，包括用于权利要求12的第一节点与相邻节点间多个波长多路复用信道传输的多个光导。
15、如权利要求12所述的装置，其中分支装置以雏菊链的形式连接ADM装置。
16、如权利要求12所述的装置，其中分支装置以环形连接ADM装置。
17、如权利要求12所述的装置，其中分支装置以网格形式连接ADM装置。
18、如权利要求12所述的装置，包括用于ADM装置互联的电子非阻挡性开关装置。
19、如权利要求12所述的装置，其中分支装置含有用于ADM装置互联的电-光转换装置、光导装置和光-电转换装置。
20、如权利要求19所述的装置，其中分支装置含有用于ADM装置互联的光开关装置。
21、一种含有权利要求12所述装置的光通信系统。
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