CN1548996A - 具有屏蔽作用的光开关矩阵的构建和控制方法 - Google Patents
具有屏蔽作用的光开关矩阵的构建和控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1548996A CN1548996A CNA031190723A CN03119072A CN1548996A CN 1548996 A CN1548996 A CN 1548996A CN A031190723 A CNA031190723 A CN A031190723A CN 03119072 A CN03119072 A CN 03119072A CN 1548996 A CN1548996 A CN 1548996A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- photoswitch
- switch matrix
- optical switch
- input
- control method
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Use Of Switch Circuits For Exchanges And Methods Of Control Of Multiplex Exchanges (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
本发明提供一种具有屏蔽作用的光开关矩阵的构建和控制方法，具体是用N个1×N光开关和N个N∶1耦合器构建的具有屏蔽作用的N×N光开关矩阵，每一个1×N光开关的N－1个输出口分别连至N－1个N∶1耦合器的输入端口，留一个1×N光开关的输出端口空闲不用，同样每一个N∶1耦合器的N－1个输入端口分别连至N－1个1×N光开关的输出端口，留一个输入端口不连，第K(1≤K≤N)个光开关与第K(1≤K≤N)个耦合器不连，通过对每一个1×N光开关的控制，使输入的光信号输出到N个输出端口中的任意一个，但不同的1×N光开关的输入光信号要输出到不同的耦合器的输入端。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有屏蔽作用的光开关矩阵的构建和控制方法，可应用于光交叉连接设备(OXC)、光分插复用设备(OADM)以及波分复用系统(DWDM)中有光开关要求的应用场合。
背景技术
波分复用系统的应用使得一根光纤中传输多个波长，从而大大提高了一根光纤中的可用带宽，并且降低了带宽成本。现在波分复用系统已经在通信网络中成功的应用，取得了巨大的经济效益。但是波分复用系统为点到点的传输，为了提高波分系统带宽调度的灵活性，提高波分系统的健壮性，新的技术不断的提出。
为了灵活的调度带宽、缓解主干通信网络的节点瓶颈、降低网络运营费用、增强光层网络的健壮性，光交叉连接设备(OXC-Optical CrossConnection)和光分插复用设备(OADM-Optical Add/Drop Multiplex)因此而蓬勃兴起。
在光交叉连接设备和光分插复用设备中，有大量的光开关需求。光开关是较为重要的光无源器件，可实现在全光层的路由选择、波长选择、光交叉连接以及自愈保护等功能。目前光开关的主要应用包括：(1)光交叉连接(OXC)，OXC由光开关矩阵组成，主要实现动态光路径管理、光网络的故障保护、灵活增加新业务等，可以使全光网络中信息传输的光信号进行直接交换和交叉连接，它与至今为止应用的电交叉连接相比，省去了光-电及电-光变换过程，设备相应简化。采用直接交换和交叉连接，不仅可以减少干扰的可能性，而且可以尽快消除同步网络中的干扰，提高网络的灵活性和可靠性，还可以使光传输系统无中继传送更长的距离。(2)光分插复用设备(OADM)，主要应用于环形的城域网中，实现单个波长和多个波长从光路上自由上下，用光开关实现的OADM可以通过软件控制动态上下任意波长，这样将增加网络配置的灵活性。(3)用光开关实现网络的自动保护倒换。当光纤断裂或传输发生故障时，就可以通过光开关改变业务的传输路径，实现对业务的保护。
目前，大端口数的光交叉连接矩阵还是一个有待商业化的产品，性能也有待改善。在这种情况下，由已经达到实用化程度的光开关和技术同样成熟的耦合器来搭建光开关矩阵是一个非常有效的解决方式。
在全光网的OXC设备的实现过程中，某些情况需要光开关具有屏蔽作用，MEMS光开关矩阵也可以实现输入信号光的屏蔽，但是价格昂贵，造成整个设备成本的增加。
发明内容
本发明的目的是设计一种具有屏蔽作用的光开关矩阵的构建和控制方法，在不增加硬件设计复杂性的前提下，用小规模的光开关矩阵来构建较大规模具有屏蔽作用的光开关矩阵，可以非常简单、有效的实现输入光的屏蔽，可以应用于光交叉连接设备和光分插复用设备，或者应用于波分系统的点到点保护应用中。而且控制方式简单，灵活，成本较低。
本发明的具有屏蔽作用的光开关矩阵的构建和控制方法，具体是利用N个1×N光开关和N个N:1耦合器构建的具有屏蔽作用的N×N光开关矩阵，每一个1×N光开关的N-1个输出口分别连至N-1个N:1耦合器的输入端口，留一个1×N光开关的输出端口空闲不用，同样每一个N:1耦合器的N-1个输入端口分别连至N-1个1×N光开关的输出端口，留一个输入端口不连，第K(1≤K≤N)个光开关与第K(1≤K≤N)个耦合器不连，通过对每一个1×N光开关的控制，使输入的光信号输出到N个输出端口中的任意一个，但不同的1×N光开关的输入光信号要输出到不同的耦合器的输入端。
所述的光开关矩阵的构建和控制方法是采用1×N光开关和N:1合波器构建。
所述的光开关矩阵的构建和控制方法，当构建光开关广播矩阵时，耦合器采用1:N的分束器，光开关采用N选1的光路选择器构建。
所述的光开关矩阵的构建和控制方法是1×N光开关可以用N-1个1×2光开关通过级连方式构建。
所述的光开关矩阵的构建和控制方法，当构建光开关广播矩阵时，N选1光路选择器可以通过N-1个2选1光路选择器通过级连方式构建。
所述的光开关矩阵的构建和控制方法，其中N≤9。
本发明的有益效果：
1、实现方式简单可行，只需用成熟技术的光开关和耦合器就可以构建具有屏蔽作用的N×N光开关矩阵和N×N光开关广播矩阵。
2、控制简单，对N×N光开关矩阵的控制实质是对N个1×N光开关或是N个N选1光路选择器的控制，控制方式灵活，即可以是通过软件进行控制，也可以通过手工方式进行控制。
3、1×N光开关可以用N-1个1×2光开关通过级连方式构建，组合比较方便，工艺简单，成本较低。
4、N选1光路选择器可以通过N-1个2选1光路选择器通过级连方式构建，组合比较方便，工艺简单，成本较低。
5、用图2方式构建的N×N光开关矩阵，具有广播作用，此广播作用是指一个输入端口输入的信号可以同时在N-1个输出端口同时输出。
附图说明
图1：1×N光开关10和N:1合波器20构建的具有屏蔽作用的N×N光开关矩阵；
图2：N选1光路选择器40与1:N分束器30构建的具有屏蔽作用的N×N光开关广播矩阵；
图3：1×4光开关50和4:1合波器60构建的具有屏蔽作用的4×4光开关矩阵；
图4：4选1光路选择器80和1:4分束器70构建的有屏蔽作用的4×4光开关广播矩阵。
具体实施方式
本发明用来构建光开关矩阵的基本单元为光开关和耦和器，具体是利用N个1×N光开关和N个N:1耦合器构建的具有屏蔽作用的N×N光开关矩阵，每一个1×N光开关的N-1个输出口分别连至N-1个N:1耦合器的输入端口，留一个1×N光开关的输出端口空闲不用，同样每一个N:1耦合器的N-1个输入端口分别连至N-1个1×N光开关的输出端口，留一个输入端口不连，第K(1≤K≤N)个光开关与第K(1≤K≤N)个耦合器不连，通过对每一个1×N光开关的控制，使输入的光信号输出到N个输出端口中的任意一个，但不同的1×N光开关的输入光信号要输出到不同的耦合器的输入端。
利用这两种基本单元可以构建各种光开关矩阵，如2×2、4×4、N×N等具有屏蔽作用的光开关矩阵。此处的屏蔽作用是指当输入端口K(1≤K≤N)输入的信号虽然可以从其它的端口输出，但是不可能从输出端口K(1≤K≤N)输出，即不能实现任一输入端能在任意时刻将光信号输出到任意输出端。其中光开关通常均是光路可逆，假设一个端口输入，N个端口中的一个作为输出，则此时称为1×N光开关，假设N个端口作为输入端口，通过开关控制哪一个端口的输入信号到达输出端，此时此光开关称为N选1光路选择器。光耦合器从功能上可以分为功率耦合器和光波长分配耦合器，其中功率耦合器又可以分为合束器和分束器，N:1合束器为N个端口输入，1个端口输出，1:N分束器为1个端口输入，N个端口输出，通常功率耦合器均为光路可逆，即合束器和分束器可以是一种元件，而光波长分配耦合器又可以分为合波器和分波器，合波器是把多个波长的光合成一束光进行传播，而分波器是把一束多波长的光分成多个单波长的光进行传输。
图1利用N个1×N光开关10和N个N:1合波器20构建的具有屏蔽作用的N×N光开关矩阵。每一个1×N光开关10的N-1个输出口分别连至N-1个N:1合波器20的输入端口，留一个1×N光开关10的输出端口空闲不用，同样每一个N:1合波器20的N-1输入端口分别连至N-1个1×N光开关10的输出端口，留一个输入端口不连。第K(1≤K≤N)个光开关与第K(1≤K≤N)个合波器不连。通过对每一个1×N光开关10的控制，以使输入的光信号分别输出到N个输出端口中的任意一个，但控制不同的1×N光开关的输入光信号输出到不同的合波器的输入端；即任意两个或两个以上的1×N光开关10不能将两路或两路以上的输入光信号控制输出到同一个合波器20的输入端。所以对以上方式构建的光开关矩阵的控制实质上就是对1×N光开关的控制。从而控制方式非常简单。这种方式构建的光开关矩阵的插入损耗为1×N光开关的插入损耗和N:1合波器插入损耗之和。因此这种方法构建较大规模光开关时插损会很大。一般以9×9以下为好。
图2中利用N个1:N的分束器30和N个N选1的光路选择器40构建的具有屏蔽作用的N×N光开关广播矩阵。光开关广播矩阵指的是当在某一端口输入的光信号通过光开关的控制，使其输出到其它N-1个输出端口。每一个1:N分束器30的N-1个输出口分别连至N-1个N选1的光路选择器40的输入端口，每一个1:N分束器30的一个输出端口空闲不用，同样每一个N选1的光路选择器40的N-1个输入端口分别连至N-1个1:N分束器30的输出端，留一个输入端口不连。第K(1≤K≤N)个1:N分束器与第K(1≤K≤N)个N选1光路选择器不连。通过控制N选1的光路选择器40可以使多个输入的光信号中的一个输出到输出端口。但是任意N选1的光路选择器40不能将多个输入光信号输出到同一个输出端口上。所以对以上方式构建的光开关矩阵的控制实质上就是对N选1的光路选择器40的控制。从而控制方式非常简单。以这种方式构建的具有屏蔽作用的光开关广播矩阵的插入损耗为N选1光路选择其的插入损耗和1:N分束器的插入损耗之和。因此这种方法构建构建较大规模光开关时插损会很大，一般以9×9以下为好。
图3利用4个1×4光开关50和4个4:1合波器60构建的具有屏蔽作用的4×4光开关矩阵。每一个1×4光开关50的3个输出口分别连至3个4:1合波器60的输入端口，一个输出端口空闲不用，同样每一个4:1合波器60的3个输入端口分别连至3个1×4光开关50的输出端口，一个输入端口空闲不用。第K(1≤K≤4)个光开关与第K(1≤K≤4)个合波器不连。通过对每一个1×4光开关50的控制，以使输入的光信号分别输出到4个输出端口中的任意一个，但控制不同的1×4光开关的输入光信号输出到不同的合波器的输入端；即任意两个或两个以上的1×4光开关50不能将两路或两路以上的输入光信号控制输出到同一个合波器60的输入端。所以对以上方式构建的光开关矩阵的控制实质上就是对1×4光开关的控制，控制方式非常简单。这种方式构建的光开关矩阵的插入损耗为1×4光开关50的插入损耗和4:1合波器60的插入损耗之和。
图4中利用4个4选1光路选择器80和4个1:4分束器70构建的具有屏蔽作用的4×4光开关广播矩阵。每一个1:4分束器70的3个输出口分别连至3个4选1光路选择器80的输入端口，每一个1:4分束器70的一个输出端口空闲不用，同样每一4选1光路选择器80的3个输入端口分别连至3个1:4分束器70的输出端，留一个输入端口不用。第K(1≤K≤4)个1:N分束器与第K(1≤K≤4)个4选1光路选择器不连。通过控制4选1的光路选择器80可以使多个输入的光信号中的一个输出到输出端口。但是任意4选1的光路选择器80不能将多个输入光信号输出到同一个输出端口上。所以对以上方式构建的光开关矩阵的控制实质上就是对4选1的光路选择器80的控制。从而控制方式非常简单。以这种方式构建的具有屏蔽作用的光开关广播矩阵的插入损耗为4选1光路选择器80的插入损耗和1:4分束器70的插入损耗之和。
Claims (7)
1.一种具有屏蔽作用的光开关矩阵的构建和控制方法，包括光开关和耦合器，其特征在于：利用N个1×N光开关和N个N∶1耦合器构建具有屏蔽作用的N×N光开关矩阵，每一个1×N光开关的N-1个输出口分别连至N-1个N∶1耦合器的输入端口，留一个1×N光开关的输出端口空闲不用，同样每一个N∶1耦合器的N-1个输入端口分别连至N-1个1×N光开关的输出端口，留一个输入端口不连，第K(1≤K≤N)个光开关与第K(1≤K≤N)个耦合器不连，通过对每一个1×N光开关的控制，使输入的光信号输出到N个输出端口中的任意一个，但不同的1×N光开关的输入光信号要输出到不同的耦合器的输入端。
2.根据权利要求1所述的光开关矩阵的构建和控制方法，其特征是采用1×N光开关和N∶1合波器构建。
3.根据权利要求1所述的光开关矩阵的构建和控制方法，其特征是当构建光开关广播矩阵时，耦合器采用1∶N的分束器，光开关采用N选1的光路选择器构建。
4.根据权利要求1或2所述的光开关矩阵的构建和控制方法，其特征是1×N光开关可以用N-1个1×2光开关通过级连方式构建。
5.根据权利要求3所述的光开关矩阵的构建和控制方法，其特征是N选1光路选择器可以通过N-1个2选1光路选择器通过级连方式构建。
6.根据权利要求1或2所述的光开关矩阵的构建和控制方法，其特征在于：N≤9。
7.根据权利要求3所述的光开关矩阵的构建和控制方法，其特征在于：N≤9。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB031190723A CN1231779C (zh) | 2003-05-14 | 2003-05-14 | 具有屏蔽作用的光开关矩阵的构建和控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB031190723A CN1231779C (zh) | 2003-05-14 | 2003-05-14 | 具有屏蔽作用的光开关矩阵的构建和控制方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1548996A true CN1548996A (zh) | 2004-11-24 |
| CN1231779C CN1231779C (zh) | 2005-12-14 |
Family
ID=34320841
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB031190723A Expired - Fee Related CN1231779C (zh) | 2003-05-14 | 2003-05-14 | 具有屏蔽作用的光开关矩阵的构建和控制方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1231779C (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107710042A (zh) * | 2015-07-07 | 2018-02-16 | 华为技术有限公司 | 具有表面光栅耦合器和边缘耦合器的光开关 |
| CN108828724A (zh) * | 2018-09-13 | 2018-11-16 | 中国电子科技集团公司第三十四研究所 | 一种级联mems光开关的n×m光交换矩阵 |
-
2003
- 2003-05-14 CN CNB031190723A patent/CN1231779C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107710042A (zh) * | 2015-07-07 | 2018-02-16 | 华为技术有限公司 | 具有表面光栅耦合器和边缘耦合器的光开关 |
| CN107710042B (zh) * | 2015-07-07 | 2020-01-10 | 华为技术有限公司 | 具有表面光栅耦合器和边缘耦合器的光开关 |
| CN108828724A (zh) * | 2018-09-13 | 2018-11-16 | 中国电子科技集团公司第三十四研究所 | 一种级联mems光开关的n×m光交换矩阵 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1231779C (zh) | 2005-12-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1094025C (zh) | 具有光波长交换功能的模块化光交叉连接结构 | |
| US5878177A (en) | Layered switch architectures for high-capacity optical transport networks | |
| KR101978191B1 (ko) | 확장형 광 스위치 및 스위칭 모듈 | |
| US4821255A (en) | Cross-connection of wavelength-division-multiplexed high speed optical channels | |
| CA2048679C (en) | Communications network | |
| US20100014863A1 (en) | Optical signal switching device | |
| EP3013066B1 (en) | Optical cross-connect | |
| EP1013110B1 (en) | Interconnection system for optical networks | |
| US6532090B1 (en) | Wavelength selective cross-connect with reduced complexity | |
| Jensen et al. | Highly scalable OXC-based contentionless ROADM architecture with reduced network implementation costs | |
| CN1231778C (zh) | 一种奇数端口的光开关矩阵的构建和控制方法 | |
| CN1231779C (zh) | 具有屏蔽作用的光开关矩阵的构建和控制方法 | |
| CA2211560C (en) | Method for operating a multistage nxn space division switching arrangement | |
| CN1330120C (zh) | 具有组播功能可扩展的全光交换结构 | |
| US6959128B2 (en) | Coupler-based optical cross-connect having a regeneration module | |
| US20030002106A1 (en) | Cross-connect switch and network | |
| CN100337136C (zh) | 一种波分高速光传输系统的在线色散补偿装置 | |
| US20020009255A1 (en) | Switch modules, a switch matrix including such modules, and a non-blocking modular switch network including such a matrix | |
| CN101459473A (zh) | 分光器、合光器和点到多点网络系统 | |
| CN1295394A (zh) | 实现光纤链路和波长组级别交叉能力的光交叉连接节点 | |
| US7266294B2 (en) | Coupler-based optical cross-connect | |
| CN1119680C (zh) | 单纤双向光分插复用模块 | |
| CN2914114Y (zh) | 光波分复用设备中的光模块 | |
| CN1170179C (zh) | 一种光开关矩阵 | |
| CN1533080A (zh) | 双向分插复用模块 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20051214 Termination date: 20150514 |
|
| EXPY | Termination of patent right or utility model |