CN1783755A - 环型光传输系统和与其相连的光学装置 - Google Patents

环型光传输系统和与其相连的光学装置 Download PDF

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Abstract

环型光传输系统和与其相连的光学装置。在本发明的环型光通信系统中，在设置在环型网络上的各个OADM中，从分离端口Pd提取包含在从该环型网络上输入的WDM光中的具有各个波长的光信号中具有与分配给本地节点的插入波长相同的波长的光信号，而不被拒绝/插入滤光器终止，并且将其输入到光开关。在光开关中，选择从拒绝/插入滤光器提取的光信号或者从本地节点插入到该环型网络上的插入光，并且将所选择的光施加给拒绝/插入滤光器的插入端口Pa。结果，可以通过简单的节点结构来实现中心站和任意OADM节点之间的通信，以及通过多个环型网络的多播通信。

Description

环型光传输系统和与其相连的光学装置
技术领域
本发明涉及在以环状连接的多个节点之间传输波分复用(WDM)光的环型光传输系统，更具体地涉及一种包括多个光插/分复用(OADM)节点的环型光传输系统，以及与该环型光传输系统相连的光学装置。
背景技术
对数据通信，特别是对互联网通信量的需求的剧增，意味着要求通过主干网络(backbone network)进行更大容量和更长距离的传输。此外，用户可以获得的种类不断增多的服务意味着需要一种实现高可靠性及灵活性并且经济的网络。
特别地，由于光通信网络处于信息通信网络的基本结构的核心位置，所以要求光通信网络业务在更宽广的区域内提供更高速的服务，并且快速地向信息社会发展。此外，在光传输系统中，将波分复用(WDM)技术广泛用作为核心技术。WDM传输是一种通过复用多个光信号，在单根光纤上传输这些光信号的方法。
在进行WDM传输的多个节点中，由于在光波长区域的光路单元中进行了多种处理，所以通过光插/分复用(OADM)的形式进行控制，其中例如插入(add)或者分离(drop)具有特定波长的光信号，而不将这些光信号转换成电信号。
图19表示包括多个OADM节点的典型环型光学传输系统的结构的示例。
在图19所示的系统中，例如，通过传输路径100将以中心站N0为中心的多个OADM节点N1至N7连接为环状。由于中心站N0与各个OADM节点交换数据，以使得能够与所有的OADM节点N1至N7进行通信，所以在将从传输路径100输入的WDM光多路分解为不同的波长后，对各个波长的光信号的分离、插入和通过处理进行控制，并且将各个波长的光信号再次复用，并且输出到传输路径100。如图20所示，例如，将不同的波长组G1至G7预先分配给各个OADM节点N1至N7作为插入波长，并且通过使用波长可调滤光器等在本地节点中选择分离波长，来设定用作为通信方(communication partner)的多个节点。这种结构使得可以例如以小时或者分钟为单位来简单地建立连接路径，因此可以提供一种非常适合于基于时间的路径共享(波长共享)服务的网络。此外，在各个OADM中设置相同的分离波长使得能够进行多播(multicast)通信(其中在多个点接收单个传输信号)以及广播通信(其中由所有的节点接收单个传输信号)。因此，可以提供适合于图像发布和预期在未来会增长的广播型服务的网络。
一种实现中心站功能的特定结构的已知示例使用了中心节点(hubnode)，例如如图21所示。在图21所示的结构示例中，将从传输路径输入的WDM光通过光放大器等输入到光多路分解器101中，并且在光多路分解器101中多路分解为不同的波长，此后将各个波长λ1至λn的信号光从光多路分解器101的各个端口输出。在与各个波长相对应的光耦合器(CPL)102中将各个波长λ1至λn的信号光分支为通过光(through light)和分离光。将各个波长λ1至λn的通过光发送给与各个波长λ1至λn相对应的光开关(SW)103，并且在各个光开关103中选择通过光或插入光。然后在光多路复用器104中将从各个光开关103输出的与波长λ1至λn相对应的光信号再次进行多路复用，并且将WDM光通过光放大器等输出到传输路径。
本说明书的中心节点表示将所输入的WDM光多路分解为单个波长并对各个波长进行对应的光信号处理的节点。在图21所示的结构示例中，通过提供光耦合器102和光开关103以与各个分支波长相对应，而使中心节点具有OADM的功能，并且用作为中心站。除以上示例之外，用作为OADM的这种中心节点的已知结构包括下述结构：通过提供例如2×2光插/分开关以与各个波长相对应来实现OADM功能(例如参见日本未审专利公报No.2004-153307)。
此外，为了实现上述OADM节点，需要一种能够从WDM光中选择具有期望波长的光信号的波长可调滤光器。声光可调滤光器(AOTF)是广泛使用的波长可调滤光器的一个示例。AOTF通过利用声光效应(一种通过基板内或者基板表面上激发的声波来使光散射的效应)使光波导的折射率发生变化来过滤出所期望的波长，并且通过旋转经由光波导传播的光的偏振状态来分离/选择谱分量。由于该AOTF可以通过改变施加给形成在光波导基板上的用于激发声波的电极的射频(FR)信号的频率值，来在一宽范围内来调节用于选择的光波长，所以在OADM节点的结构中AOTF是一种有用的光学装置。
例如图22中所示的结构是使用这种AOTF(例如参见日本未审专利公报No.2004-235741)的OADM节点的具体结构的示例。在OADM节点的这种结构示例中，在光耦合器(CPL)111中将从传输路径输入的WDM光分支为两路，并且从该光耦合器111将该WDM光的一部分发送到拒绝(rejection)/插入滤光器121，并且将另一部分发送到光耦合器(CPL)112，并且将其进一步分支为四个部分。通过使用AOTF等将从光耦合器112的各个输出端口输出的WDM光施加给波长可调滤光器113，由此选择所期望的波长并且提取(extracting)分离光。此外，在光放大器122中将输出到传输路径的各个波长的插入光分别放大到期望电平之后，将这些插入光在光耦合器123(CPL)中进行复用并且将其施加给拒绝/插入滤光器121。在拒绝/插入滤光器121中，为了防止本地节点中的插入光在环型网络中再循环，终止包括在来自光耦合器111的WDM光(其具有与本地节点中的插入波长相同的波长)的光信号，并将剩余的通过光与来自光耦合器123的插入光进行复用，并输出到传输路径。
此外，对于如图19中所示的环型光传输系统，可以通过经由各个网络中的中心节点将多个(在本例中为2个)不同的环型网络相互连接，来在不同的环型网络之间交换各种波长的光信号，例如如图23所示。图24是这些环型网络的中心节点之间的连接的放大视图。如图24所示，在各个中心节点中，首先在光多路分解器101中将WDM光多路分解为多个波长λ1至λn，然后通过光耦合器102将这些波长分支为两路。将这两路光信号中的一路发送给本地环型网络，而将另一路光信号通过设置在这些环之间的连接光路105发送给相邻的环型网络。在图24中，仅示出了与波长λn相对应的连接光路105，但是对其它波长也设置了类似的连接光路。然后，通过光开关103来选择在光多路复用器104中对本地环型网络的光信号进行复用，还是对来自相邻环型网络的光信号进行复用。通过在中心节点之间提供这种连接，可以在各种环型网络之间交换在不同的环型网络上传播的所有波长的光信号，并且可以实现光交叉连接(cross-connect)。
然而，在如图19所示的上述环型光传输系统中，例如如图25所示，当从中心站N0向传输路径插入具有给定波长(例如，在该例中为λ3)的光信号，并且将该光信号发送给所期望的OADM节点时，将来自中心站N0的波长为λ3的光信号在分配有与该光信号相同的波长λ3的OADM节点N3处终止，因此，波长为λ3的光信号不能传播到超过OADM节点N3的OADM节点N4至N7。换言之，传统的环型光传输系统存在下述问题：难以实现在中心站和任意OADM节点之间的通信，以及多播通信和广播通信。
解决该问题的一种方法例如是：将从中心站N0发送的光信号的波长设定为与分配给OADM节点的波长不同的波长。然而，这会导致下述问题：由于必须对需要与环型网络上的所有节点进行通信的中心站分配与在OADM节点中使用的波长总数相同数量的波长，所以使得可以在整个系统中使用的波长数量减少一半。此外，例如如图26所示，通过使环型网络的各个OADM节点成为与中心站处于相同方式的中心节点，可以实现与任意节点的通信，并且可以实现多播通信等。然而，由于必须使中心节点与包括在WDM光中的每一种波长相容，这会增加设备的规模，所以其具有尺寸和成本方面的缺点。
此外，对于图23中所示的系统，其中通过多个中心节点相互连接多个环型网络，由于在各个OADM节点中设置有拒绝/插入滤光器121(图22)以防止相同的波长再循环，从而当通过中心节点与相邻环型网络进行通信时，例如如图27所示，从环型网络A上的OADM节点NA3插入的波长为λ3的光信号在分配了相同波长λ3的环型网络B上的OADM节点NB3处终止。因此，波长为λ3的光信号不能传播到OADM节点NB3之外的OADM节点NB4至NB7。也就是说，存在下述问题：难以实现通过多个中心节点连接的相邻环型网络之间的多播通信和广播通信。
发明内容
本发明解决了上述问题，并且本发明的一个目的是提供一种环型光传输系统，其通过使得能够有效利用该系统的波段的简单节点结构，来实现中心站和任意OADM节点之间的通信，以及多播通信和广播通信，并且提供一种与该系统相连的光学装置。
本发明的另一个目的是提供一种环型光传输系统，其通过一简单的节点结构实现了在通过多个中心节点相连的多个环型网络中的任意节点之间的通信，以及在多个环型网络上的多播通信和广播通信，并且提供了一种与该系统相连的光学装置。
为了实现上述目的，根据本发明的光学装置的一个方面是下述光学装置，该光学装置能够通过与分别设定了不同分配波长的其它光学装置相连，来构造环型光传输系统，并且该光学装置具有设定的分配波长，其中所述光学装置包括：光传输部分，其输出具有所述分配波长的光；光插入部分，其具有第一状态和第二状态，在所述第一状态下，阻挡输入光中具有所述分配波长的光，而输出从所述光传输部分输入的具有所述分配波长的光以及输入光中不具有所述分配波长的光，在所述第二状态下，输出所述输入光，而阻挡从所述光传输部分输入的具有所述分配波长的光。
在具有上述结构的光学装置中，可以根据所述插入部分中的第一状态或者第二状态的设置，在以下两种操作之间进行选择：阻挡包含在输入光中的具有所述分配波长的光并输出其余波长的光以及从光传输部分输出的具有所述分配波长的光，或者输出输入光本身并且阻挡来自光传输部分的输出光。因此，可以实现与环型光传输系统中的任意光学装置之间的通信，以及多播通信和广播通信。
此外，根据本发明的光学装置的另一方面是下述光学装置，该光学装置能够通过与分别设定了不同的分配波长的其它光学装置进行连接，来构建环型光传输系统，并且该光学装置具有设定的分配波长，其中所述光学装置包括：光传输部分，其输出具有所述分配波长的光；以及插入部分，其包括分支装置、光开关和多路复用器装置，所述分支装置将输入光分支为具有所述分配波长的光和不包括所述分配波长的光，所述光开关接收由所述分支装置分出的具有所述分配波长的光和来自所述光传输部分的光，并且通过在它们之间进行切换来选择输出光，所述多路复用器装置将不包括由分支装置分出的所述分配波长的光和所述光开关的输出光进行复用。
在具有上述结构的光学装置中，通过切换所述插入部分的光开关，可以在下述两种操作之间进行选择：阻挡包括在所述输入光中的具有所述分配波长的光并且输出其余波长的光以及来自所述光传输部分的所述分配波长的光，或者输出所述输入光本身并且阻挡来自所述光传输部分的输出光。因此，可以实现与环型光传输系统中的任意光学装置的通信，以及多播通信和广播通信。
根据本发明的环型光传输系统的一个方面包括多个光学装置、至少一个中心装置以及环型传输路径。所述多个光学装置分别设定有不同的分配波长，并且包括：光传输部分，其输出具有所述分配波长的光；插入部分，其具有第一状态和第二状态，在所述第一状态下，阻挡所述输入光中的具有所述分配波长的光，而输出从所述光传输部分输入的具有所述分配波长的光，以及所述输入光中不具有所述分配波长的光，在所述第二状态下，输出所述输入光，而阻挡从所述光传输部分输入的具有所述分配波长的光。所述中心装置能够阻挡所述输入光中的具有特定波长的光，而输出具有该特定波长的光，其中所述特定波长与所述多个光学装置中的所述多个分配波长中的至少一个相对应。所述多个光学装置和所述至少一个中心装置与所述环型传输路径相连。
在具有上述结构的环型光传输系统中，可以在所述多个光学装置中的每一个中进行下述选择：阻挡包括在来自所述环型传输路径的输入光中的具有所述分配波长的光并且向所述环型传输路径输出其余波长的光以及从所述光传输部分输出的具有所述分配波长的光，或者向所述环型传输路径输出所述输入光本身并且阻挡来自所述光传输部分的输出光。因此，可以实现在所述中心装置和任意光学装置之间的通信，以及多播通信和广播通信。
此外，本发明的环型光传输系统的另一方面包括：多个第一环型光学装置；多个第二环型光学装置，以及开关装置。所述多个第一环型光学装置与第一环型传输路径相连，每一个第一环型光学装置都设定了不同的分配波长，并且分别包括：光传输部分，其输出具有所述分配波长的光；以及插入部分，其具有第一状态和第二状态，在所述第一状态下，阻挡所述输入光中的具有所述分配波长的光，而输出从所述光传输部分输入的具有所述分配波长的光以及所述输入光中的不具有所述分配波长的光，在所述第二状态下，输出所述输入光，而阻挡从所述光传输部分输入的具有所述分配波长的光。所述多个第二环型光学装置与第二环型传输路径相连，每一个第二环型光学装置都设定有不同的分配波长，并且分别包括：光传输部分，其输出具有所述分配波长的光；以及插入部分，其具有第一状态和第二状态，在所述第一状态下，阻挡所述输入光中的具有所述分配波长的光，而输出从所述光传输部分输入的具有所述分配波长的光以及所述输入光中的不具有所述分配波长的光，在所述第二状态下，输出所述输入光，而阻挡从所述光传输部分输入的具有所述分配波长的光。所述开关装置与所述第一环型传输路径和第二环型传输路径相连，并且能够在所述第一和第二环型传输路径相互连接的第一状态以及所述第一和第二环型传输路径闭合并独立的第二状态之间进行切换。
在具有上述结构的环型传输系统中，可以在通过所述开关装置相互连接的第一和第二环型传输路径上的光学装置中选择进行下述操作：阻挡包括在来自所述环型传输路径的输入光中的具有所述分配波长的光并且向所述环型传输路径输出其余波长的光和从所述光传输部分输出的具有所述分配波长的光，或者向所述环型传输路径输出所述输入光本身并且阻挡来自所述光传输部分的输出光。因此，可以实现在不同环型传输路径上的任意光学装置之间的通信，以及多播通信和广播通信。
根据本发明的环型光传输系统和如上所述与该环型光传输系统相连的光学装置，在环型光传输系统的各种形式中，通过可以有效利用系统的波段的简单光学装置构造，可以进行任意光学装置之间的通信，以及多播通信和广播通信。这种环型光传输系统非常适用于实现与图像发布和广播型服务相兼容的网络。
根据以下结合附图进行的实施例的说明，本发明的其它目的、特征和优点将变得明了。
附图说明
图1是表示作为与本发明的环型光传输系统相连的光学装置的一个实施例的OADM节点的结构的方框图。
图2表示在图1的OADM节点中使用的拒绝/插入滤光器的一种结构示例。
图3是表示图2的拒绝/插入滤光器的具体结构的第一视图。
图4是表示图2的拒绝/插入滤光器的具体结构的第二视图。
图5表示将图1的OADM节点应用于以中心站为中心的环型光传输系统的一种结构示例。
图6是用于对图5的环型光传输系统的操作进行说明的视图。
图7是用于对由以中心站为中心的环型光传输系统中的NMS进行的控制进行说明的视图。
图8是用于对连接有两个环的环型光传输系统的操作进行说明的视图，在该示例中应用了图1的OADM节点。
图9是用于对由连接有两个环的环型光传输系统中的NMS进行的控制进行说明的视图。
图10表示将图1的OADM节点应用于连接有三个环的环型光传输系统的情况的示例。
图11是表示与图1的OADM节点相关的应用示例的结构的方框图。
图12是表示与图11中的OADM节点相关的改进示例的结构的方框图。
图13是表示可以应用于本发明的环型光传输系统的中心站的应用示例的方框图。
图14表示在图13的中心站中使用的波长选择开关的具体示例。
图15是用于说明该波长选择开关的特性的示意图。
图16表示将图13的结构应用于连接在多个环型网络之间的中心节点的示例。
图17是表示与图13的结构相关的改进示例的方框图。
图18是与图13的结构相关的另一改进示例。
图19表示具有多个OADM节点的环型光传输系统的结构示例。
图20表示用于添加分配给图19的系统中的各个OADM节点的波长的设置示例。
图21表示图19的系统中的中心站的传统结构示例。
图22表示图19的系统中的OADM节点的传统结构示例。
图23表示连接有两个环的环型光传输系统的示例。
图24是图23的系统中的中心节点之间的连接的放大视图。
图25是用于说明与图19的系统相关的问题的视图。
图26是用于说明与图19的系统相关的其它问题的视图。
图27是用于说明与图23的系统相关的问题的视图。
具体实施方式
以下参照附图对实施本发明的最佳方式进行说明。在所有附图中，相同的标号表示相同或者对应的部分。
图1是表示作为与本发明的环型光传输系统相连的光学装置的一个示例的OADM节点的结构的方框图。
在图1中，除了以下不同以外，该OADM节点1具有与传统OADM节点(例如图22中所示)相同的结构：设置了拒绝/插入滤光器21，而不是设置拒绝/插入滤光器121，该拒绝/插入滤光器21能够提取包含在具有与插入光相同波长的输入光中的光信号，并且通过新设置的光开关24将从拒绝/插入滤光器21的分离端口Pd提取的光信号施加给拒绝/插入滤光器21的插入端口Pa，而该拒绝/插入滤光器121在内部终止包含在具有与插入光相同波长的输入光中的光信号，以防止来自本地节点的插入光在环型网络中再循环。除了拒绝/插入滤波器21和光开关24以外，该OADM节点的其它组件的结构与图22中所示的传统结构相同。
在以上OADM节点1的结构中，拒绝/插入滤光器21和光开关24与插入部分相对应，而对插入光进行放大的光放大器22A至22D和光耦合器23与光传输部分相对应。此外，拒绝/插入滤光器21还用作为分支装置和多路复用器装置。
图2表示拒绝/插入滤光器21的具体结构示例。在该结构示例中，通过将分别具有三个端口的已知拒绝/插入滤光器30和30′进行组合来实现具有上述功能的单个拒绝/插入滤光器21。如图3的左侧所示，拒绝/插入滤光器30之一包括公共端口Pc、反射端口Pr以及插入端口Pa。此外，如图3中的右侧所示，在拒绝/插入滤光器的主体内部设置有：导向各个端口的光纤31、透镜32和34、多层膜滤光器33以及终端负载(terminator)35。多层膜滤光器33是典型的滤光器，其具有与插入光的波长相对应的传输波段，并且还被称为薄膜滤光器(TFF)。在该拒绝/插入滤光器30中，将从导向公共端口Pc的光纤31的端面发出的光通过透镜32照射在多层膜滤光器33的上表面上，传输波段内的光分量通过透镜34穿过多层膜滤光器33，并且在终端负载35处终止，而传输波段以外的光分量在多层膜滤光器33处反射，并且通过透镜32进入导向反射端口Pr的光纤31的端面。此外，将从导向插入端口Pa的光纤31的端面发出的光通过透镜34照射在多层膜滤光器33的下表面上，传输波段内的光分量穿过多层膜滤光器33，并且通过透镜32进入导向反射端口Pr的光纤31的端面。
如图4的左侧所示，例如，另一拒绝/插入滤光器30′包括公共端口Pc、反射端口Pr以及分离端口Pd。此外，如图4的右侧所示，以与上述拒绝/插入滤光器30相同的方式，在该拒绝/插入滤光器的内部设置有光纤31、透镜32和34、多层膜滤光器33以及终端负载35。在该拒绝/插入滤光器30′中，将从导向公共端口Pc的光纤31的端面发出的光通过透镜32照射到多层膜滤光器33的上表面上，传输波段内的光分量穿过多层膜滤光器33，并通过透镜34进入导向分离端口Pd的光纤31的端面，并且传输波段以外的光分量在多层膜滤光器33处反射，并且通过透镜32进入导向反射端口Pr的光纤31的端面。
通过将图4中所示的拒绝/插入滤光器30′的反射端口Pr与图3中所示的拒绝/插入滤光器30的公共端口Pc直接相连，来构成图2所示的拒绝/插入滤光器21。通过采用这种结构，可以通过分离端口Pd从输入到拒绝/插入滤光器21的公共端口Pc中的波长λ1至λn的多个光信号中提取与输入到插入端口Pa中的插入光相同波长(例如图2中的λ1至λ4)的光信号。从反射端口Pr输出具有其余波长λ5至λn的光信号以及输入到插入端口Pa中的波长λ1至λn的光。
在此示出了将两个拒绝/插入滤光器30和30′组合在一起以形成单个拒绝/插入滤光器21的结构的示例。然而，适用于本发明的拒绝/插入滤光器的结构并不限于该示例。
光开关24(图1)具有两个输入端子和一个输出端子。将这两个输入端子中的一个连接到拒绝/插入滤光器21的分离端口Pd，而将另一输入端子连接到对多个插入光进行复用的光耦合器23的输出端口，并且将输出端子连接到拒绝/插入滤光器21的插入端口Pa。该光开关24根据从网络管理系统(NMS)提供的控制信号来对输入端子和输出端子之间的光路进行切换，该网络管理系统对整个系统的通信状态进行管理，尽管图中将其省略。
在如上所述构造的这种OADM节点1中，在光耦合器11中将从环型网络输入的WDM光分支为两路。将该WDM光的一路发送给拒绝/插入滤光器21，而将另一路WDM光发送给光耦合器12，并且再次分支为多路光(在本示例中为4路)。例如，将从光耦合器12的各个输出端口输出的WDM光分别施加给基于AOTF的波长可调滤光器13A至13D，从而选择所期望的波长并且提取分离光。对于发送给拒绝/插入滤光器21的WDM光，从拒绝/插入滤光器21的分离端口Pd提取具有与插入波长(用作为在本地节点中设置的分配波长)相同的波长的光信号，并且将其施加给光开关24的输入端子之一。将由波长可调光源等(未示出)生成并在通过光放大器22A至22D传播后在光耦合器中复用的多个插入光施加给光开关24的另一输入端子，并且光开关24根据来自NMS的控制信号来对光路进行切换。在本说明书中，对于光开关24的设置，将其中将来自光耦合器23的插入光输出给拒绝/插入滤光器21的插入端口Pa的状态视为“插入”状态(第一状态)，而将其中将来自拒绝/插入滤光器21的分离端口Pd的光信号输出给拒绝/插入滤光器21的插入端口Pa的状态视为“通过”状态(第二状态)。在拒绝/插入滤光器21中，将从光耦合器发送的WDM光中去除具有与插入波长相同的波长的分量以后剩余的光信号与从光开关24输出的光信号进行复用，并且将其从拒绝/插入滤光器21的反射端口Pr输出到环型网络。
在使用上述OADM节点1的过程中，例如通过构造如图19所示的以一中心站为中心的环型光传输系统，可以实现在中心站和任意OADM节点之间的通信，以及多播通信和广播通信，这对于传统系统是存在问题的。对于这方面，在此作为示例，对具有图5所示结构的环型传输系统的假设进行具体说明。
在图5所示的系统结构中，将上述图1中所示的OADM节点1应用于环型网络中的各个节点N1至N7，并且与这些节点的节点编号相对应地将插入波长λ1至λ7分配给各个节点N1至N7。在此为了简化说明，仅向各个OADM节点分配一个波长作为插入波长，但是显然可以向各个OADM节点分配两个或者更多个波长。对于中心站N0(用作为中央设备)，这里，例如采用了图21中所述的上述已知结构。将与这些OADM节点的插入波长(分配波长)相同的波长λ1至λ7设置为，能够从中心站N0通过环型网络传输的插入波长(特定波长)。
在这种环型光传输系统中，例如如图6所示，当从中心站N0通过环型网络传输波长为λ3的光信号时，通过将OADM节点N3中的光开关24设置为“通过”侧，将来自中心站N0的波长为λ3的光信号发送给超过OADM节点N3的OADM节点N4至N7，而不在OADM节点N3处终止。结果，可以在环型网络上的每一个OADM节点N1至N7中分离出来自中心站N0的波长为λ3的光信号。因此，可以实现中心站N0和任意OADM节点之间的通信，以及多播通信和广播通信。
当从给定的OADM节点将插入光发送到环型网络上时，如果进行尝试，以向各个OADM节点发送与来自中心站N0的插入光具有相同波长的光信号，则可以想象，来自中心站N0的光信号可以在发送该插入光的OADM节点处终止，并且不会到达超过该节点的OADM节点。为了避免这种情况，可以插入与所有OADM节点的插入波长不同的波长(例如从λ8至λ12的波长)作为分配给中心站N0的可用波长之一。结果，即使在上述情况下也可以进行从中心站N0的多播通信和广播通信。
通过根据例如从NMS输出的控制信号，以同步的方式对中心站N0中的与各个波长相对应的光开关103(图21)、以及OADM节点N1至N7中的光开关24(图1)进行控制，来实现这种环型光传输系统中的各种通信状态的设置。
这里，简单地描述由NMS进行的控制，假设在包括中心站和三个OADM节点N1至N3的简化系统结构中有四种通信状态，如图7所示。在图7中所示的各种状态中，通过箭头的开始和终止来表示通信的起点和终点，并且圆点表示与通信相对应的波长的光的终止(阻挡)。
图7的左上方所示的设置1表示从中心站向任意OADM节点(在该示例中为OADM节点N2)发送光信号的通信状态。图7的右上方所示的设置2表示从中心站向所有OADM节点进行广播通信的状态。图7的左下方所示的设置3表示从任意OADM节点(在该示例中为OADM节点N2)向包括中心站在内的其它节点进行广播通信的状态。图7的右下方所示的设置4表示在中心站和任意OADM节点(在该示例中为OADM节点N2)之间双向发送具有相同波长的光信号的状态。对于这些通信设置1至4，通过NMS来进行控制，以使得可以根据以下表1中所示的组合来以同步的方式控制中心站中的可用波长和光开关103的设置，以及相关节点的光开关24的设置。
表1
  通信设置   各个节点的装置设置
  中心站的可用波长   中心站的SW设置   OADM节点的SW设置
设置1   从中心站向OADM节点的发送 无限制 插入 通过
设置2   从中心站向所有OADM节点的广播通信   与OADM节点不同 插入 无限制
设置3   从OADM节点向所有其它节点的广播通信 - 通过 无限制
设置4   在中心站和OADM节点之间的相同波长的双向通信   与OADM节点相同 插入 插入
换言之，在通信设置1中，通过NMS进行控制，以使得可以通过中心站中的光开关103来选择插入光，并且将OADM节点N2中的光开关24设置为通过状态。在通信设置2中，通过NMS进行控制，以将中心站的可用波长设置为与OADM节点的所有波长不同的波长，并且通过中心站中的光开关103来选择插入光。在通信设置3中，通过NMS进行控制，以使得通过中心站中的光开关103来选择来自光耦合器102的通过光。在通信设置4中，通过NMS进行控制，以将中心站的可用波长设置为与OADM节点N2相同的波长，并通过中心站中的光开关103来选择插入光，并且OADM节点N2中的光开关24的状态为插入状态。
通过将图1中所示的OADM节点1应用于上述以中心站为中心的环型光传输系统，可以通过简单的节点结构来实现中心站和任意OADM节点之间的通信，以及多播通信和广播通信，而不会将整个系统中的可用波长的数量减半。
接下来，对以下情况进行说明：将图1中所示的OADM节点1应用于通过图23中所示的中心节点连接多个环型网络的环型光通信系统。
在这种情况下，如上所述，通过组合图5中所示的多个环型网络中的两个，并且在与各个环型网络的中心站N0相对应的多个中心节点之间设置互连(参见图24)，由此实现开关装置的功能，可以实现在通过中心节点相连的不同环型网络中的任意节点之间的通信，以及跨越多个环型网络的多播通信和广播通信，这对于传统系统是存在问题的。具体地，例如如图8所示，从OADM节点NA3插入到环型网络A的波长为λ3的光信号按顺序通过OADM节点NA4至NA7，并且在中心节点处分支为两路，此后在OADM节点NA3的拒绝/插入滤光器21处使继续在环型网络A中循环的光信号终止。另一方面，通过将环型网络B上的OADM节点NB3中的光开关24设置为通过侧，使得通过中心节点从环型网络A发送到环型网络B的波长为λ3的光信号不在OADM节点NB3处终止，并向OADM节点NB4至NB7发送。结果，不仅可以在环型网络A的OADM节点NA1、NA2以及NA4至NA7处，而且可以在环型网络B上的所有OADM节点NB1至NB7处分离从OADM节点NA3插入的波长为λ3的光信号。因此，可以在通过中心节点连接的不同环型网络之间实现多播通信和广播通信。通过根据从NMS输出的控制信号以同步的方式，对各个环型网络的中心节点中的与各个波长相对应的光开关103(图21)的切换进行控制，以及对OADM节点NA1至NA7和NB1至NB7中的光开关24(图1)的切换进行控制，来实现在两个这种环型网络A和B之间的各种通信状态的设置。
这里，简单地描述由NMS进行的控制，假设简化系统结构中有三种通信状态，该简化系统结构包括设置在如图9中所示的各个环型网络A和B上的三个节点NA1至NA3和NB1至NB3。在图9中所示的各种状态中，通过箭头的开始和结束来表示通信的起点和终点，并且圆点表示具有与该通信相对应的波长的光的终止(阻挡)。
图9的左上方所示的设置1表示从环型网络A上的任意OADM节点(在本示例中为OADM节点NA1)向环型网络B进行多播通信的状态。图9的右上方所示的设置2表示在环型网络A和环型网络B之间不执行通信的状态，即环型网络A和B闭合且独立的状态。图9的左下方所示的设置3表示环型网络A的任意OADM节点(在本示例中为OADM节点NA3)和环型网络B中的具有对应波长的OADM节点(在本示例中为OADM节点NB3)之间进行双向通信的状态，对于这些通信设置1至3，通过NMS进行控制，以使得可以根据以下表2中所示的组合以同步的方式来控制在各个环型网络A和B中的中心节点中的光开关103的设置，以及各个OADM节点中的光开关24的设置。
表2
  通信设置   各个节点的装置设置
  中心节点的SW设置   OADM节点的SW设置
  设置1   从环A至环B的多播通信   交叉   通过
  设置2   在环A和B之间无通信   通过   插入
设置3   在环A和B之间以相同波长进行双向通信 交叉 插入
换言之，在通信设置1中，通过NMS进行控制，以使得中心节点中的与波长λ1相对应的光开关103处于交叉状态(第一状态)(在该交叉状态中选择来自相邻环型网络的光信号)，并且使OADM节点NB1的光开关24处于通过状态。在通信设置2中，通过NMS进行控制，以将与中心节点的各个波长相对应的光开关103设置为通过状态(第二状态)(在该通过状态中选择来自本地环型网络的光信号)，并且将环型网络A和B两者中的各个OADM节点的光开关24设置为插入状态。在通信设置3中，通过NMS进行控制，以将中心节点中的与波长λ3相对应的光开关103设置为交叉状态(在该交叉状态中，选择来自相邻环型网络的光信号)，并且将OADM节点NA3和NB3的光开关24设置为插入状态。
通过将图1中所示的OADM节点1应用于如上所述通过中心节点(开关装置)相互连接两个环型网络的环型光传输系统，来通过简单的节点结构实现不同环型网络之间的多播通信和广播通信。
在上述说明中，示出了通过中心节点连接两个环型网络的示例，但是本发明并不限于这种结构。例如，可以以与上述示例相同的方式将本发明应用于如图10所示的结构，其中通过中心节点连接了三个或者更多个(在该示例中为4个)环型网络。
接下来，对图1中所示的OADM节点1的应用示例进行说明。
图11是表示OADM节点1的应用示例的结构的方框图。
在上述图1所示的OADM节点1中，在将分配给本地节点的多个插入波长中的所有波长归为一组的状态下，对以下操作进行控制：选择从拒绝/插入滤光器21的分离端口Pd提取的光信号，还是选择从本地节点插入到环型网络的插入光。相反，在图11中所示的OADM节点1′中，可以执行控制，以对分配给本地节点的该多个插入光中的每一个单个插入光，选择通过光或者插入光，这使得能够以更加灵活的方式来设置这些通信状态。
具体地，在OADM节点1′中，将从拒绝/插入滤光器21的分离端口Pd提取的通过光施加给拒绝/插入滤光器25A的公共端口，该拒绝/插入滤光器25A具有与分配给本地节点的多个插入波长中的一个波长相对应的传输波段，并且将从拒绝/插入滤光器25A的分离端口Pd提取的光信号施加给光开关24A的输入端子之一。将具有与拒绝/插入滤光器25A的传输波段相对应的波长的插入光施加给光开关24A的另一输入端子，并且选择这两个输入光中的任意一个，并将其输出给拒绝/插入滤光器25A的插入端口Pa。然后，将从拒绝/插入滤光器25A的反射端口Pr输出的光信号以与上述相同的方式依次施加给具有分别与分配给本地节点的多个插入波长中的其余波长相对应的传输波段的拒绝/插入滤光器25B至25D以及光开关24B至24D，并且将从最后一个拒绝/插入滤光器25D的反射端口Pr输出的光信号施加给拒绝/插入滤光器21的插入端口Pa。作为拒绝/插入滤光器25A至25D的具体示例，可以采用如上所述的图2中的结构。与拒绝/插入滤光器21的不同在于，多层膜滤光器33的传输波段不是包括该多个插入波长中的所有波长，而是分别与各个插入波长相对应。此外，根据来自NMS(未示出)的控制信号来分别控制各个光开关24A至24D的切换。
在图11中所示的结构示例中，示出了将插入光的各个波长直接输入到光开关24A至24D的情况。然而，通过与以上图1相同的方式，可以在使用光放大器将光放大到所期望的电平之后，将各个波长的插入光施加给光开关24A至24D。
图12是表示与图11的OADM节点1′相关的改进示例的方框图。
在图12所示的OADM节点1″中，在光多路分解器26中将从拒绝/插入滤光器21的分离端口Pd提取的光信号多路分解为不同的波长，并且以与图11的示例相同的方式，将各个波长的光信号分别施加给与这些波长相对应的光开关24A至24D。通过光多路复用器27将通过各个光开关24A至24D选择的通过光或插入光进行复用，然后将其施加给拒绝/插入滤光器21的插入端口Pa。通过具有这种结构的OADM节点1″，可以对与分配给本地节点的各个插入波长相对应地选择通过光还是插入光分别进行控制，这使得能够以更加灵活的方式来设置通信状态。
接下来，对适用于本发明的环型光传输系统的中心站和中心节点的应用示例进行说明。
图13是表示中心站的应用示例的结构的方框图。
在图21中作为示例示出的中心站的传统结构中，使用利用阵列波导光栅(AWG)等的光多路分解器101和光多路复用器104将WDM光分解为波长为λ1至λn的多个光信号，并且通过与各个波长相对应的光耦合器102和光开关103插入或分离各个波长的光信号。相反，在图13中所示的中心站3中，例如通过使用波长选择开关(WSS)，执行光信号的插入和分离等，以与波长选择开关的各个输出端口相对应。
具体地，通过光放大器31等将从传输路径输入的WDM光施加给光耦合器32，并且将其分支为两路。然后，将WDM光的一路发送给波长选择开关33，以提取分离光，而将另一路WDM光与插入光进行复用，并且发送给波长选择开关34，以输出给传输路径。例如如图14所示，波长选择开关33和34具有一个输入端口Pin和多个输出端口Pout，以及包括一衍射光栅和多个MEMS反射镜的光学系统，波长选择开关33和34是具有可逆性的已知光学开关的示例，其可以从施加给输入端口Pin的WDM光中选择任意波长，并且将该波长输出给任意输出端口Pout，并且当从相反方向将相同波长输入各个光学端口Pout时，可以将该波长返回到输入端口Pin。图15示意性地表示了这种波长选择开关的特性。在图13中所示的结构示例中，提取从波长选择开关33的各个输出端口输出的光信号作为分离光。此外，在波长选择开关34中，将在光耦合器32中分支的WDM光和在环型网络上传输的多个插入光施加给各个输出端口，并且从输入端口输出组合这些光的WDM光，并且通过光放大器35等将其发送到传输路径。
当将使用这种波长选择开关的结构应用于中心站时，不需要提供与多个光耦合器和光开关以与WDM光中的各个波长相对应，如图21中所示的结构示例。因此，可以实现具有简单结构的紧凑的中心站。
此外，例如如图16所示，还可以将使用这种波长选择开关的结构应用于连接在多个环型网络之间的中心节点(开关装置)。具体地，在图16的结构示例中，在环型网络A侧的中心节点3A中，以与上述图13中的示例相同的方式，通过波长选择开关33选择性地分离在光耦合器32处分支的光，并且通过与中心节点3B的波长选择开关34相连的多个光路之一传播到环型网络B侧。此外，以相同的方式，将通过中心节点3B的波长选择开关33选择性分离的光，通过与中心节点3A的波长选择开关34相连的多个光路之一传播到环型网络A侧。结果，可以在环型网络A和B之间交换光信号。
在图13和图16所示的结构示例中，将输入中心站(中心节点)的WDM光在由光耦合器32分支为两路信号以后，施加给波长选择开关33和34。然后，还可以省略光耦合器32，例如如图17所示，并将从环型网络输入的WDM光通过光放大器31施加给波长选择开关33，并且将从波长选择开关33的至少一个输出端口输出的光信号作为通过光施加给设置为后续级的波长选择开关34。然后，通过这种节点结构，如果通过波长选择开关33分离具有所期望波长的光信号，则不能将具有与分离光相同波长的光信号作为通过光施加给后续波长选择开关34。因此，难于以相同的波长对网络上的所有节点进行多播通信。因此，图13中所示的节点结构是更高级的，因为其能够以更加灵活的方式来设定通信设置。
此外，对于图13中的节点结构，例如，通过将附加的波长选择开关33′和34′的输入端口与波长选择开关33和34的多个输出端口中的任何一个相连，如图18所示，可以容易地增加分离光和插入光的波长数量。因此，可以灵活地与系统更新等相对应。

Claims (15)

1、一种光学装置，其能够通过与分别设定有不同分配波长的其它光学装置相连，来构造环型光传输系统，该光学装置具有设定的分配波长，所述光学装置包括：
光传输部分，其输出具有所述分配波长的光；以及
插入部分，其具有：第一状态，其中阻挡所述输入光中具有所述分配波长的光，而输出从所述光传输部分输入的具有所述分配波长的光和所述输入光中不具有所述分配波长的光；以及第二状态，其中输出所述输入光，而阻挡从所述光传输部分输入的具有所述分配波长的光。
2、根据权利要求1所述的光学装置，其中当将多个波长设置为所述分配波长时，对多个分配波长一起设置所述插入部分中的所述第一和第二状态。
3、根据权利要求1所述的光学装置，其中当将多个波长设置为所述分配波长时，对多个分配波长中的每一个独立地设置所述插入部分中的所述第一和第二状态。
4、根据权利要求1所述的光学装置，其中所述插入部分包括：滤光器，其在第一端口处接收输入光，并且从第二端口输出所述输入光中具有所述分配波长的光，并且将所述输入光中不具有所述分配波长的光与输入第三端口的光进行复用，并且将其从第四端口输出；以及光开关，其接收从所述光传输部分输入的具有所述分配波长的光，以及来自所述滤光器的所述第二端口的输出光，并且将所述多个输入光中的一个输出给所述滤光器的所述第三端口。
5、一种光学装置，其能够通过与分别设定有不同分配波长的其它光学装置相连来构建环型光传输系统，并且该光学装置具有设定的分配波长，所述光学装置包括：
光传输部分，其输出具有所述分配波长的光；以及
插入部分，其包括：分支装置，其将输入光分支为具有所述分配波长的光和不包括所述分配波长的光；光开关，其接收由所述分支装置分支的具有所述分配波长的光和来自所述光传输部分的光的输入，并且通过在它们之间进行切换来选择输出光；以及多路复用器装置，其将由所述分支装置分支的不包括所述分配波长的光和所述光开关的输出光进行复用。
6、一种环型光传输系统，其包括：
多个光学装置，其分别设置有不同的分配波长，并且包括：光传输部分，其输出具有所述分配波长的光；以及插入部分，其具有第一状态和第二状态，在所述第一状态下，阻挡输入光中具有所述分配波长的光，而输出从所述光传输部分输入的具有所述分配波长的光和所述输入光中不具有所述分配波长的光，在所述第二状态下，输出所述输入光，而阻挡从所述光传输部分输入的具有所述分配波长的光；
中心设备，其能够阻挡所述输入光中具有特定波长的光，而输出具有所述特定波长的光，其中所述特定波长与所述多个光学装置中的所述分配波长中的至少一个相对应；以及
环型传输路径，其与所述多个光学装置和所述中心设备中的至少一个相连。
7、根据权利要求6所述的环型光传输系统，其中
当所述中心设备通过具有所述特定波长的光向所有的所述多个光学装置输出光信号时，
将具有与所述中心设备的所述特定波长相对应的分配波长的光学装置设置为所述第二状态。
8、根据权利要求6所述的环型光传输系统，其中对于所述多个光学装置和所述中心设备，根据从管理整个系统的通信状态的网络管理系统施加的控制信号，以同步的方式对各个设置进行控制。
9、根据权利要求6所述的环型光传输系统，其中所述中心设备包括：光传输部分，其输出具有所述特定波长的光；第一波长选择开关，其将来自所述环型传输路径的输入光进行分支，并且提取具有所述特定波长的光；以及第二波长选择开关，其将所述输入光中不具有所述特定波长的光和来自所述光传输部分的输出光进行复用，并且将其输出到所述环型传输路径。
10、根据权利要求9所述的环型光传输系统，其中所述中心设备包括光耦合器，其将来自所述环型传输路径的输入光分支为两路，并且将由所述光耦合器分支的光中的一路施加给所述第一波长选择开关，而将另一路光施加给所述第二波长选择开关。
11、一种环型光传输系统，其包括：
多个第一环型光学装置，其与第一环型传输路径相连，并分别设置有不同的分配波长，并且包括：光传输部分，其输出具有所述分配波长的光；以及插入部分，其具有第一状态和第二状态，在所述第一状态下，阻挡输入光中的具有所述分配波长的光，而输出从所述光传输部分输入的具有所述分配波长的光以及所述输入光中不具有所述分配波长的光，在所述第二状态下，输出所述输入光，而阻挡从所述光传输部分输入的具有所述分配波长的光；
多个第二环型光学装置，其与第二环型传输路径相连，并分别设置有不同的分配波长，并且包括：光传输部分，其输出具有所述分配波长的光；以及插入部分，其具有第一状态和第二状态，在所述第一状态下，阻挡输入光中具有所述分配波长的光，而输出从所述光传输部分输入的具有所述分配波长的光以及所述输入光中不具有所述分配波长的光，在所述第二状态下，输出所述输入光，而阻挡从所述光传输部分输入的具有所述分配波长的光；以及
与所述第一环型传输路径和第二环型传输路径相连的开关装置，其能够在所述第一和第二环型传输路径相互连接的第一状态和所述第一和第二环型传输路径闭合并且独立的第二状态之间进行切换。
12、根据权利要求11所述的环型光传输系统，其中
当所述第一环型光学装置通过具有作为所述分配波长的特定波长的光，向所有的所述多个第二环型光学装置输出光信号时，
将所述第二环型光学装置设置为所述第二状态，对于所述第二环型光学装置，所述特定波长为所述分配波长。
13、根据权利要求11所述的环型光传输系统，其中对于所述多个第一环型光学装置、所述多个第二环型光学装置以及所述开关装置，根据从管理整个系统的通信状态的网络管理系统施加的控制信号，以同步的方式控制各个设置。
14、根据权利要求11所述的环型光传输系统，其中所述开关装置包括：
第一波长选择开关，其对来自所述第一环型传输路径的输入光进行分支，并且提取发送给所述第二环型传输路径的光；
第二波长选择开关，其对来自所述第二环型传输路径的输入光进行分支，并且提取发送给所述第一环型传输路径的光；
第三波长选择开关，其将来自所述第一环型传输路径的所述输入光中的不发送给所述第二环型传输路径的光，与由所述第二波长选择开关提取的光进行复用，并且将其输出给所述第一环型传输路径；以及
第四波长选择开关，其将来自所述第二环型传输路径的所述输入光中的不发送给所述第一环型传输路径的光，与由所述第一波长选择开关提取的光进行复用，并且将其输出给所述第二环型传输路径。
15、根据权利要求14所述的环型光传输系统，其中所述开关装置包括：
第一光耦合器，其将来自所述第一环型传输路径的光分支为两路；以及第二光耦合器，其将来自所述第二环型传输路径的光分支为两路，并且将由所述第一光耦合器分支的光中的一路施加给所述第一波长选择开关，而将另一路光施加给所述第三波长选择开关，并且将由所述第二光耦合器分支的光中的一路施加给所述第二波长选择开关，而将另一路光施加给所述第四波长选择开关。
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