CN1394028A - 复用光信息传输的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

载运接入终端信息的光通过光纤传送。来自各组终端的信息，在供某一组使用的光纤中的不同时隙和不同通信波长的光上被复用。信息通过收发器，在光纤与传输网络之间传送。各收发器是在各光纤之间复用的。每一收发器在不同的时隙中用可选择的通信波长，向可选择的光波导传送信息。

Description

复用光信息传输的方法和系统
技术领域
本发明涉及通信网络，特别涉及传输网络与接入终端之间的各种连接。
背景技术
欧洲专利申请No.1061764描述了一种通信网络，该网络使用无源光网络把传输网络(如电话传输网络)连接至接入终端(如末端用户终端)。无源光网络包括N根光纤的光纤束。每一根光纤与多个接入终端连接。每一单根光纤能载运M种不同通信波长的光。该网络中的每根光纤能以M种波长发送信息。由于使用无源光网络，可以通过该N根光纤向或从终端传输信息。
欧洲专利1061764的网络，光纤和波长采用统计复用，以便以较低费用提供大的传输容量。统计复用根据接入终端的工作模式特征。这些终端只是间歇地工作，因而平均说来，它们需要的传输容量是低的。但是，当接入终端工作时，它需要的最大传输容量可能远大于平均容量。统计复用允许把各终端间的光纤和波长复用，只在需要时把光纤和波长配置给特定的接入终端。因此需要的容量，比各接入终端最大容量乘以接入终端数小得多，虽然每一个别终端可能随时使用该最大容量。
欧洲专利1061764详细讨论了向终端指配的传输次数和波长，但对光学上如何在不同光纤中提供不同波长的光没有记载。显然，要做到这一点，需对N根光纤每一根的M种不同波长，提供一组M个光源、光调制器、和M个光解调器。但是，这种解决办法是昂贵的，因为需要N×M个庞大数量的光源、光调制器、和光解调器。
发明内容
除其他目的外，本发明的一个目的，是减少把光学上调制的信息向并从接入终端复用传输所需的部件数。
如权利要求1所述，本发明提供一种在多个接入终端与传输网络间复用信息的传输方法。载运(即，送至或来自)不同接入终端信息的光，经N个光波导(如光纤)传输，再用L个收发器向或从传输网络传送。一组不同接入终端的信息，通过时隙复用和波长复用，在同一根光纤上复用。各收发器用可选择的通信波长传送信息。
按照本发明，收发器是在不同光波导间复用的。依赖信息传输的要求，收发器在某时间可能为同一根光纤以不同的通信波长传送信息，而在另一时间可能为不同光纤以同一波长(或不同波长)传送信息。在其他时间，可能出现这两种极端的混合。因此，信息从接入终端传送至传输网络所需的收发器数量，可以减少。较可取的是，收发器数L小于光波导数N。但无论如何，收发器数L能够远远小于使用的通信波长数M与光波导数N的乘积。
在一个实施例中，光波导与收发器之间的连接，是借助与波长无关的交叉连接单元和多个滤波器实现的，这些滤波器在该交叉连接单元和收发器间传送可选择的波长。因此，可以用相对小的部件数实现复用。
在另一个实施例中，光波导与收发器之间的连接，是借助一组交叉连接单元和波长分解器及组合器实现的，每一交叉连接单元执行一种通信波长的交叉连接，而波长分解器及组合器分别把来自光波导的光分解，供不同的交叉连接单元使用，和把来自不同交叉连接单元的光合并。
最好是，把从接入终端到网络的向“上游”传送信息的接收机，与从网络到接入终端的向“下游”传送信息的发射机两者，在N个不同光波导和M种不同波长上复用。为此，可以设置再一个交叉连接单元，使上游信息传输和下游信息传输使用不同的交叉连接单元。
作为一种变化，用于上游信息的交叉连接单元也可以用于“下游”通信。但是，与用两个交叉连接单元，一个供上游通信业务使用，一个供下游通信业务使用的全双工比较，把上游信息的交叉连接单元同时用于“下游”通信，可能把传输容量缩减至半双工。
本发明的上述及其他目的和优点，将用下面的图更详细地说明。
附图说明
图1表示通信网络
图2表示光交叉连接
图2A表示一种交叉连接单元
图3表示又一种交叉连接
图4表示一种调制器滤波器
具体实施方式
图1表示通信网络。该网络包括传输网络10、本地交换局12、无源光网络14、和许多组16的光网络单元18(为简明起见，只有一个用数字明显标出，其他的光网络单元则画在它的上面或画在它的下面；类似的约定，即只用数字标出许多类似单元的一个单元，同样适用于图上的其他单元)。本地交换局12包括光线路终端120、多个收发器(发射机和/或接收机)122、光交叉连接124、和控制单元126。无源光网络14包括光纤140a-c、波长复用器/分用器142a-c、分解器/组合器144。虽然图上举例画出三个收发器122，但当然可以用两个收发器或大量收发器。这一点对光纤140a-c的数量、复用器/分用器142a-c的数量、分解器/组合器144的数量、组16的数量、光网络单元18的数量等等也同样成立，但细节上要作适当修改。收发器122可以是从传输网络10把信息向“下游”传送至光网络单元18的发射机，也可以是从光网络单元18把信息向“上游”传送至传输网络10的接收机。
工作时，沿“下行”方向，来自传输网络10的信息被光线路终端120接收并传送至发射机122。发射机122产生已经被信息调制的光。光交叉连接124把该光传送至光纤140a-c中选出的一根。控制单元126控制光交叉连接124，以便确定应由哪一收发器122把光传送至哪一光纤140a-c。每一光纤140a-c与一复用器/分用器142a-c和一组分解器/组合器144对应，光纤通过这些复用器/分用器和分解器/组合器，为一组16a-c的光网络单元18服务。光纤140ac把光传送至它自己的复用器/分用器142a-c。复用器/分用器142a-c把光分解为不同的波长成分，每一成分在不同的波长范围。虽然举例画出两种波长成分的输出，但当然最好使用大量波长成分输出。复用器/分用器142a-c把每种波长成分传送至相应的一个分解器/组合器144，后者把该成分的光分配至相关组16a-c的光网络单元18。
反之，沿“上行”方向，每一分解器/组合器144，组合来自不同光网络单元18载运着信息的光，并把组合的光传送至复用器/分用器142a-c。复用器/分用器142a-c把来自一组不同分解器/组合器144的光复用，该组的每一分解器/组合器，在组合的光中提供不同的波长。光纤120a-c把复用的光传送至光交叉连接单元124。光交叉连接单元把光传送至各接收机122，后者读取该信息并把该信息通过光线路终端120传送至传输网络10。控制单元126控制该交叉连接，以便确定来自哪一光纤140a-c的光应传送至哪一收发器122。
光交叉连接124的作用，是把收发器122复用，用于从不同光纤140a-c接收不同波长的光，和/或把不同波长的光发送至光纤140a-c。控制单元126控制该种复用。控制单元把各收发器122的波长选择和用于哪一根光纤140a-c，建立在各光网络单元18通信需要的基础之上。
如果同一组16a-c中许多光网络单元18都同时需要通信容量，则控制单元126转接光交叉连接单元124，使收发器122连接至同一光纤140a-c，但在不同波长上，以便同时为来自同一组16a-c的多个光网络单元18服务。当各光网络单元18要求的通信容量在各组16a-c上分配较均匀时，则把收发器连接至不同的光纤140a-c，按需要服务的各光网络单元18要求，用被选择的波长工作，这些波长可以相同或不相同。因此，向和/或从各光网络单元18的通信，是在时隙和波长上复用的。可以用任何已知的统计复用配置方案，把收发器配置给光纤140a-c和波长。该复用方案能够用于下游通信，也可以用于上游通信，或该两种通信的组合。
图2表示一种图1所示网络使用的光交叉连接124，既可用于“上行”方向，也可用于“下行”方向。该交叉连接124包括收发器的输入/输出20a，b(图上只举例画出两个输出)、第一和第二复用器/分用器22a-b、26a-c、和副交叉连接24a-c。该输入/输出20a，b构成第一复用器/分用器22a-b相应的各个复用的输入/输出。每一第一复用器/分用器22a-b有若干分用的输入/输出，各对应于不同的波长范围(该范围与通信波长对应)。类似地，每一第二复用器/分用器26a-b的复用的输入/输出，耦合至相应的一根光纤140a-c，且第二复用器/分用器26a-b有若干分用的输入/输出，各用于不同的波长范围。每一副交叉连接单元24a-c，把来自第一和第二复用器/分用器22a-b、26a-c的相应某一范围波长的复用输入/输出，进行交叉连接。应当指出，可以使用任何数量的输出20a，b、复用器/分用器22a-b、26a-c、交叉连接单元24-c。
图2A表示一种副交叉连接单元24的实施例。该副交叉连接单元24包括第一和第二分解器/组合器240、244和光交换机242(只有一个明显用数字标记)。第一分解器/组合器240有与第一复用器/分用器22a，b各相应分用的输入/输出组合的输入/输出。第二分解器/组合器240有与第二复用器/分用器26a，b各相应分用的输入/输出组合的输入/输出。每一光交换机242把第一分解器/组合器240的分解输入/输出，与第二分解器/组合器的分解输入/输出互连。该光交换机在控制单元126(未画出)的控制下工作。很清楚，用带有不同数量的输入输出和更多交换机的不同数量的分解器/组合器，能够实现有不同数量连接的交叉连接单元。
工作时，每一光交换机242从一个收发器122和一根光纤140a-c接收一定波长范围的光。在控制单元126的控制下，光交换机242有选择地传送或阻塞该光。
图3表示供图1网络使用的又一个光交叉连接124。该交叉连接124包括各不同收发器122的收发器输入/输出30a，b、滤波器32a，b、和副交叉连接单元34。该副交叉连接单元34与图2A的副交叉连接单元24有相同的结构。副交叉连接单元34有耦合至光纤140a-c的第一输入/输出、和通过相应各滤波器32a，b耦合至相应各收发器输入/输出30a-c的第二输入/输出。每一滤波器包括第一和第二复用器/分用器320、324，和光交换机322。收发器122的输入/输出30a，b构成第一复用器/分用器320复用的输入/输出。第一复用器/分用器320有若干分用的输入/输出，各用于不同的波长范围(该范围对应于某通信波长)。第二复用器/分用器320有若干分用的输入/输出，各用于不同的波长范围，每一分用的输入/输出，通过相应的光交叉连接322，与对应的第一复用器/分用器320的输入/输出耦合。第二复用器/分用器324的一个复用的输入/输出，与副交叉连接单元34相应的一个输入/输出耦合。光交换机322在控制单元126(未画出)的控制下工作。
工作时，在控制单元126的选择下，副交叉连接单元34把选出的一根光纤的光，传送至选出的一个收发器122。滤波器32确保只有选出的一个波长能送至收发器122或从收发器122送来。与图2的光交叉连接比较，所需的光交换机大大减少了。
在上行通信使用统计复用的情况下，副交叉连接单元34把来自某一光纤140a-c所有波长的光，送至选出的各滤波器32。单根光纤140a-c的光，可以包括多种波长，载运着同一组16a-c中各不同光网络单元18的信息。在该情形下，控制单元126将控制副交叉连接单元34中的光交换机，以便使来自该光纤140a-c的光被送至多于一个滤波器32。控制单元126控制每一滤波器，以便把不同波长的光成分，送至不同的接收机122。接收机122是不限定波长的：它们能对不同波长的光信息解码。因此，在每一接收机122中，对来自哪一光纤140a-c的哪一波长解码，由控制单元126控制。
类似地，在下行通信的情况下，如果用图2的交叉连接，则控制单元126控制副交叉连接单元240a-c中的光交换机，以确定来自发射机122的哪一波长应送至光纤140a-c，同样，发射机122可以是不限定波长的。
在下行通信使用统计复用的情况下，可以用发射机122调制所有可用的波长。在此情形下，对所有波长只需要用单个调制器。调制的光通过滤波器32发送至副交叉连接单元34，该滤波器选择一种波长，并经过副交叉连接单元，把该波长的光送至选出的光纤140a-c。用图2的交叉连接单元124可以获得相同的效果。
图4表示一种组合的调制器/滤波器41，作为一种变化，在该组合的调制器/滤波器41中，滤波器32与收发器122的调制器功能，可以在下游情形中组合。该调制器/滤波器包括不同波长的多个单一波长光源40a-c、多个光调制器42a-c、和一复用器44。每一光源40a-c经相应的一个光调制器42a-c与复用器44相应的分用输入连接。复用器44的复用输出，可以通过副交叉连接单元46与光纤140a-c连接，实现例如图2A的副交叉连接单元。工作时，选出的一个调制器42a-c在控制单元126的控制下启动，同时，启动的调制器42a-c用传输网络10的信息来控制调制。因此，调制器/滤波器产生单一波长的被调制的光。光源40a-c可以由不同的收发器共享。因此，光源所需费用降至最小。
原则上，如有必要，收发器122可以同时处理上游和下游两种通信业务。在此情形下，图2和3的光交叉连接将对上行和下行通信业务同时提供选择。不过，这样将把传输容量从全双工缩减至半双工。在一个实施例中，交叉连接146包括两个如图2或3的并联装置，一个用于下行通信的复用，另一个用于上行通信的复用。

Claims (10)

1.一种对多个接入终端与一传输网络之间的光信息传输进行复用的方法，该方法包括：
-各组接入终端载运信息的光的传输，是每一组通过一相应的光波导，而每组中不同终端的信息，则在该组的光波导中不同时隙上和不同光通信波长上复用；
-光波导与传输网络之间的信息，通过收发器传送，该收发器包括把信息从传输网络传送至光波导的发射机，和/或把信息从光波导传送至传输网络的发射机；及
-在收发器的复用中，各收发器在不同时隙中用可选择的通信波长，向可选择的光波导传送信息。
2.按照权利要求1的方法，该方法包括：
-动态地把光波导交叉连接至相应的交叉连接的输入/输出，每一输入/输出与相应的一个收发器对应；
-动态地为每一收发器选择相应的通信波长，并在收发器与其对应的输入/输出之间传送的光中，滤去与选择的波长不同的其他光波长成分。
3.按照权利要求1的方法，其中使用的收发器的数量L，小于使用的光波导数量N。
4.一种通信网络，包括：
-一传输网络；
-多个接入终端；
-多个光波导，每一光波导把相应的一组接入终端耦合至该传输网络，每组中不同的接入终端，分别能向和/或从传输网络发送和/或接收由不同通信波长载运的信息；
-在光波导与传输网络之间有多个收发器，每一收发器包括把信息从传输网络传送至光波导的发射机，和/或把信息从光波导传送至传输网络的发射机；
-在光波导与收发器之间的交叉连接单元，用于在每一光波导与相应收发器的可选择组合之间的光传输，完成可选择的有效耦合，同时，允许任一光波导与不同各个收发器之间的有效耦合，从该光波导到每个有效耦合收发器之间的该种耦合，是在相应可选择的通信波长上；及
-控制单元，用于有选择地根据接入终端的传输容量要求，动态地激活各个耦合。
5.按照权利要求4的通信网络，其中的交叉连接单元包括：
-副单元，为每一光波导与相应连接的可选择组合之间的光传输，完成可选择的有效耦合，每一耦合传送所有通信波长，每一连接则向对应的一个收发器提供；
-每一连接与对应的一个收发器之间分别有相应的滤波器，该相应滤波器传送可供控制单元选择的通信波长。
6.按照权利要求4的通信网络，其中的收发器中，至少有一个收发器包括一收发器，且为了该至少一个收发器，其中的交叉连接单元包括：
-副单元，为每一光波导与相应连接的可选择组合之间的光传输，完成可选择的有效耦合，每一耦合传送所有通信波长，每一连接则向对应的一个收发器提供；
-波长复用单元，与耦合至该副单元的一个连接进行复用连接，又为各个通信波长进行分用连接；
-与各个波长相应的光源；
-多个光交换机，各置于相应的一个光源与相应的一个分用连接之间，并受该至少一个收发器选择的波长及该收发器传送至接入终端的信息的控制。
7.按照权利要求4的通信网络，其中的交叉连接单元包括：
-各个第一波长复用单元，每一单元与耦合至相应的一个光波导进行复用连接，又为各个通信波长进行分用连接；
-各个第二波长复用单元，每一单元与耦合至相应的一个收发器进行复用连接，又为各个通信波长进行分用连接；
-多个副交叉连接单元，每一单元为相应的一个通信波长，把第一和第二复用单元的复用连接耦合。
8.按照权利要求4的通信网络，其中数量为L的所述收发器，专用于从数量为N的所述光波导接收信息，该N个光波导则专用于把光传送至该L个收发器，L小于N。
9.按照权利要求4的通信网络，其中的收发器只用于把从接入终端接收的信息传送至传输网络，该通信网络包括：
-与传输网络连接的另外的收发器，只用于把信息从传输网络传送至接入终端；
-在光波导与另外的收发器之间另外的交叉连接单元，为从每一收发器至相应可选择的一个光波导的光传输，完成可选择的有效耦合。
10.按照权利要求9的通信网络，从该另外的收发器到光波导组合的该有效连接，是在相应可选择的通信波长上。
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