CN1839575A - 用于光通信网中可容易配置和扩展的模块式节点结构 - Google Patents

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Abstract

一种用于光通信网(100)的网络节点结构(105i)，包括：有多个插槽(205)的外壳(200)，和在插槽中插入的多个插件板(210－245)。多个插件板(210，245)包括：至少一个有第一光输入端(310)的第一插件板，用于从网络的光线路(1101，1102)上接收输入WDM光信号；第一光学器件(315)，用于提取至少一个输入WDM光信号波长的分量光信号；和至少一个光输出端(3201－3209)，可以得到该至少一个分量光信号。至少提供一个不同于第一插件板的第二插件板(220，225)，它至少有一个插座(405－420)，按照机械和电路方式适合于接纳多个可互换电光元件(500)中的一个元件。每个电光元件有光输入端(505)，光电转换单元(525)，电输入端(515)，和电输入端(520)，电光转换单元，光输出端(510)。

Description

用于光通信网中可容易配置 和扩展的模块式节点结构
技术领域
本发明一般涉及通信网，具体涉及光通信网。更具体地说，本发明涉及光通信网的节点结构，具体是波分复用光通信网的节点结构。
背景技术
复用不同波长下不同光信号的技术，即波分复用技术(简称为WDM)广泛地用在光通信中。
在WDM中，可以区别粗略WDM(CWDM)技术和密集WDM(DWDM)技术，它们主要的不同是相邻光通信信道(以下称光信道)之间的间隔和使用的光波长带。通常，给每个光信道分配特定的中心波长；在DWDM技术中，两个相邻信道的中心波长相差1.6或0.8nm(分别对应于ITU G694.1 Grid中的200GHz或100GHz)，而在CWDM技术中，相邻信道(中心波长)之间的间隔是20nm(符合ITU G694.2 Grid)。
DWDM系统中的光信号放大允许有长的网络距离；然而，CWDM信道覆盖的光带宽(通常，仅利用8个信道，从波长1470nm至1610nm)在实际上不可能利用光放大器。因此，或保持链路的长度相对地短，或可能需要电再生传输通过CWDM信道的信号。然而，有一些长距离通信网是不重要的应用：例如，这是城市区域的情况，其中尽管只有有限的光信道数目，由于它的较低成本和对于诸如温度等参数变化的较高容差，CWDM技术是优选的，在复用/去复用不同信道的技术中可以利用廉价的光滤波器。
通常，光通信网包含多个节点；每个网络节点对应于这样的系统，其中对传输通过通信网的光信号执行一个或多个不同的操作。这些操作的例子是信号再生以及提取/注入(插入/分出)传输通过WDM信道的一个或多个光信号以供本地使用。
在CWDM光通信网中，事先不需要确定用户的数目，相邻节点之间距离，发射/接收的光功率；因此，可以容易地重配置通信网。
然而，在需要电再生时，构成CWDM信号的不同光信号(作为传输通过CWDM信道的不同波长光信号总体)必须预先转换成电信号。除了要求从光信号转换/再转换成电信号和随后返回到光信号之外，电再生的主要缺点是需要知道输入信号的位速率和频率，即，对于输入信号完成的操作缺乏信号本身特征的透明性。
最近以来，用于电信号电再生的电子器件已经商品化，它们符合CWDM通信系统中采用的最通用通信协议；基本上，这些电子器件是时钟数据恢复(CDR)电路，它能够识别输入信号的位速率和频率，并使它们的操作适应于这些参数。很明显，相对于光放大器的商品化电子CDR是体积较小和成本较低。
在US 2002/0186430 A1中公开一种用于WDM通信网中的网络节点，包括：第一网络接口单元，用于去复用输入WDM光信号和转换输入WDM光信号成多个电信道信号；再生单元，用于再生电信道信号；第二网络接口单元，用于转换和复用电信道信号成输出WDM光信号；和二次接口单元，用于至少转换一个电信道信号成光信号和提取网络节点的光信号。第一或第二网络接口单元包括：电交换单元，可以借助于二次接口单元有选择地转换和提取电信道信号，或借助于第二网络接口单元转换和复用成输出WDM光信号。冗余的电交换单元包含在其他的网络接口单元中作为失效保护。
本申请人观察到，该文件中公开的网络节点结构几乎是不可配置的，所以，它很难满足不同的偶然需要。
此外，本申请人观察到，该文件中公开的网络节点结构对于其元件的失效无能为力。
本申请人观察到，在节点投入到网络中运行之前和之后，根据网络和可能的用户需要，在通信网络中能够容易地配置通信网络节点是非常重要的，其中不需要高昂的成本。
此外，本申请人观察到，通过简单地替换造成故障的元件并保持通信网的功能，能够修复节点故障是很大的优点。
事实上，这种可能性可以大大增加通信网的灵活性和可靠性。具体地说，能够容易地改变网络节点的配置，该配置可能是非常复杂的系统，从而能够改变节点的功能，这种可能性是非常理想的，因为它可以降低用于设置和维护通信网的成本。
鉴于以上提到的现有技术状态，本发明的目的是克服上述缺点。具体地说，本发明的目的是提供一种可以确保网络节点灵活性，容易可配置性(安装和用在通信网中时)和可靠性的通信网节点结构。
发明内容
为了实现这个目的，按照本发明的一方面，提出一种按照权利要求1限定的用于WDM光通信网的网络节点结构。
总之，该网络节点结构包括：有多个插槽的外壳，和在插槽中插入的多个插件板。
所述多个插件板包括：有光输入端的至少一个第一插件板，用于从网络的光线路上接收输入WDM光信号，第一光学器件，用于至少提取一个输入WDM光信号波长的分量光信号，和至少一个光输出端，可以得到该至少一个分量光信号。
还提供至少一个与第一插件板分开的第二插件板，它至少有一个适合于按照机械和电路方式接纳多个可互换电光元件中一个元件的插座。
每个元件有光输入端，适合于接收预定工作波长的输入光信号；光电转换单元，用于转换接收的光信号成对应的转换电信号；电输出端，可以得到该转换的电信号；电输入端，适合于接收输入电信号；电光转换单元，用于转换接收的电信号成对应的工作波长光信号；和光输出端，可以得到该转换的光信号。
所述多个元件中选取的电光元件插入到插座，并有对应于提取分量光信号波长的工作波长。
在第二插件板上形成电子电路，它与所述至少一个插座形成双向通信关系，用于处理所述选取电光元件提供的转换电信号。
至少一个第一光波导连接第一插件板上该至少一个光输出端到选取电光元件的光输入端，用于馈送提取的分量光信号到电光元件的光输入端。
换句话说，用于从输入WDM光信号中提取分量光信号的装置和用于转换提取的光信号成电信号和处理转换信号的元件是在不同的插件板上。
我们建议的网络节点结构有多级可配置性；具体地说，存在两级可配置性，一级可配置性是由提供的插件板确保，例如，第二插件板，它可以可变地配备多个元件，使它配置成完成不同的功能；另一级可配置性是可以利用不同数目和类型的插件板，它与需要有关，例如，多于一个第一插件板，和/或多于一个第二插件板。
由于这种多级可配置性，可以大大增加模式结构的灵活性。
在本发明的一个实施例中，还提供至少有两个光输入端的第二光学器件，每个光输入端适合于接收各自的输入光信号，包括输出WDM光信号的中至少一个分量光信号，它是在第二光学器件的光输出端到网络光线路上；第二光学器件组合输入光信号成输出WDM光信号。
至少一个第二光波导连接在第二光学器件中至少两个光输入端的一个输入端与选取电光元件的光输出端之间，用于传送电光转换输入电信号产生的分量光信号到第二光学器件，选取的电光元件作用到输入电信号上。
输入电信号可以是电子电路处理的转换电信号，或者，它可以对应于网络节点中本地客户的客户信号。
在本发明的一个实施例中，第一光学器件包括：光去复用器，用于去复用输入WDM光信号成多个分量光信号；而第一插件板中至少一个光输出端包含多个光输出端，每个光输出端可以得到多个分量光信号中一个分量光信号；第一光学器件包括：复用器，用于复用分量光信号成输出WDM光信号，和第二光学器件中至少两个光输入端包含多个光输入端，每个光输入端适合于接收各自的分量光信号。
在本发明的一个实施例中，第二光学器件形成在第一插件板上。
在另一个实施例中，第二光学器件形成在不同于第一插件板和第二插件板的第三插件板上。
网络的光线路可以包括：耦合到第一插件板光输入端的第一光线路，和耦合到第二光学器件光输出端的第二光线路。
在本发明的一个优选实施例中，电子电路包括：适合于再生转换电信号的电路。具体地说，电子电路适合于至少完成2R信号再生，最好是3R信号再生。
最好是，可互换电光元件是热可插入/可拔离第二插件板中的至少一个插座的。有利的是，可互换电光元件是符合MultiSourceAgreement(MSA)的电光收发器，具体是Small Form FactorPluggable(SFP)收发器或10吉位Small Form Factor Pluggable(XFP)收发器。
最好是，第二插件板至少有一个第二插座，所述多个元件中选取的第二电光元件插入到第二插座，和接收/发射电信号进入/来自第一插座中插入的选取电光元件，在第二电光元件与网络节点的客户之间还形成光链路。
第二电光元件可以有对应于选取一个分量光信号波长的工作光波长，或者，它可以有不同于分量光信号波长的工作光波长。
至少一个第二插件板还可以包括：可配置的电子开关，用于从至少一个插座路由接收的转换电信号到电子电路和用于路由电子电路处理的转换电信号到该至少一个插座。
可以在第二插件板上形成控制单元，用于控制可配置的电子开关。
最好是，第二插件板包括：控制单元与插座之间的电路连接装置，而控制单元能够检测插座中是否存在电光元件，并根据多个预定开关配置模式中的一个配置模式，自动地配置电子开关。
最好是，电子电路能够监测转换电信号的特征参数，为的是评价通信性能的水平，特征参数可以传输到控制单元。
至少一个第二插件板的电子电路还包括：电复用/去复用电子元件，适合于从对应插座中接收两个或多个第一位速率的转换电信号，复用该两个或多个转换电信号成第二位速率的集合电信号到对应插座中，第二位速率高于第一位速率，以及双向地适合于接收第二位速率的电信号和去复用该电信号成两个或多个第一位速率的电信号。
按照本发明的另一方面，形成一种光通信网，具体是用于WDM光通信的光通信网，包括：至少一个网络节点；网络节点有按照本发明第一方面的结构。
附图说明
根据以下参照附图对典型实施例的详细描述，该实施例作为非限制性例子，本发明的特征和优点是显而易见的，其中：
图l表示可用于本发明的光通信网示意图，该通信网有二光纤环形拓扑；
图2表示按照本发明实施例的图1中一个网络节点详细结构图；
图3是适用于图2中网络节点的第一种类型插件板示意图；
图4A是适用于图2中网络节点的第二种类型插件板示意图；
图4B是配置图4A中插件板的电子电路428功能图；
图5是可插入到图4A所示插件板的电光收发器功能图；
图6A是按照本发明实施例的图1中网络节点的示意方框图，具体是配置成本地利用的信号再生和CWDM信道的插入/分出；
图6B是图1中网络节点的示意方框图，适合于完成与图6A中节点相同的功能，但它是按照本发明另一个实施例实现的；和
图7是可用于图2中网络节点的第三种类型插件板示意图。
具体实施方式
参照图1，图1表示光通信网100的示意图。具体地说，并仅仅作为非限制性例子，光通信网100有二光纤(简称为2F)环形拓扑。
光通信网100用于支持WDM光通信，更具体地是CWDM通信。通常，CWDM通信利用8个CWDM信道，每个CWDM信道支持特定位速率的通信，例如，位速率等于或大于622Mb/s。8个CWDM信道中的每个信道分别与特定的波长(信道中心波长)λj相联系，其中j＝l，...，8。具体地说，与CWDM信道相联系的波长符合ITU-T Grid(G.694.2)。
最好是，还形成用于业务光信号(以下简称为OSC信号)的光业务信道(简称为OSC)，它与特定的中心波长λ9相联系，中心波长λ9是在8个CWDM信道覆盖的频带之外。为了便于描述，以下的CWDM信号是由传输通过8个CWDM信道的光信号和OSC信号构成。
在所示的例子中，网络100有4个节点1051，1052，1053，1054；两条光纤光缆(11011，11021)，(11012，11022)，(11013，11023)，(11014，11024)连接网络中的相邻节点，从而形成网络100的两条通信路径(线路)1101，1102。每条线路1101，1102传输CWDM信号，而数据业务信号沿线路1101按顺时针方向传输和沿线路1102按逆时针方向传输。
CWDM信号在任何两个节点1051，1052，1053，1054之间按顺时针方向和逆时针方向传输，例如，节点1051和1052，两个节点之间正常或工作通信路径确定为从节点1051到节点1052沿线路1101(按顺时针方向)和从节点1052到节点1051沿线路1102(按逆时针方向)传输信号覆盖的通信路径：传输通过工作通信路径的信号称之为工作信号。这种类型网络拓扑通常定义为双向网络拓扑，而每个网络节点1051，1052，1053，1054有两个双向线路接口，以下也称之为西线路接口和东线路接口。
在每个节点1051，1052，1053，1054，可以对传输通过CWDM信道的信号完成一个或多个操作；具体地说，对这些信号完成的操作包括：信号再生，具体是2R或3R信号再生，插入/分出构成CWDM信号的一个或多个不同信号，以及可能的话，复用/去复用低于传输通过CWDM信道的信号位速率的两个或多个信号，通信性能监测操作。
更具体地说，3R再生构成CWDM信号的一个信号的操作包括：去复用CWDM信号以分开不同分量光信号；转换再生的选取分量光信号成电信号；借助于电子电路恢复原有大小，整形和再定时形成的电信号；再转换再生的电信号成预定波长带中的光信号；复用再生的光信号与其他分量光信号并然后再注入得到的CWDM信号成线路1101，1102的业务信号。任选地，可以实施不同于3R再生操作的较简单2R再生操作，这是因为不需要完成电信号的再定时。
CWDM分量信号的插入/分出操作包括：从传输通过CWDM信道的一个或多个信号中分别提取(分出)和注入(插入)到线路业务信号，它们用于本地节点。更详细地说，这些操作涉及去复用CWDM信号以分开不同分量光信号；提取所需分量信号供本地使用；复用其他的CWDM分量信号与本地提供的光信号，和再注入CWDM光信号成业务信号。
复用两个或多个低位速率信号的操作包括：由电子电路完成这些信号的集合，使它们集合成高位速率信号，用于传输通过CWDM信道；在低位速率信号是光信号的情况下，需要实施预先转换光信号成对应电信号的转换操作。如此得到的集合电信号被转换成光信号，然后(借助于插入操作)注入到线路1101，1102的业务信号中。去复用操作是对高位速率光信号完成的相反操作，具体是去复用一个CWDM分量信号，可以从其中提取两个或多个低位速率的信号。
信号性能的监测是这样一种操作，它允许显示适合于评价通信系统性能的量，例如，检测信号的存在/不存在，检测信号的完整性，估算误码率(术语BER)等。
网络的通用节点1051，1052，1053，1054，例如，所示例子中的节点1051和1054，可以配置成仅仅3R再生操作和信号的性能监测；在这种情况下，该节点被称之为传输通过节点；或者，网络节点可以连接到客户，即，光通信网100的用户，如在节点1052和1053的情况下；在这种情况下的节点至少有连接客户的一个客户接口。
具体地说，在所示的例子中，假设节点1052连接到有类似于网络110环形拓扑的光通信子网络115，该子网络包含两个子网络节点1201和1202。子网络115利用一个或多个CWDM信道，对应的光信号是从网络节点1052的线路1101和1102业务信号中分出或插入到该业务信号中。
假设节点1053连接到四个客户1301，1302，1303和1304，并有对应的客户接口。节点1053对CWDM信号完成插入/分出操作，其中每个客户1301，1302，1303和1304有与其相联系的对应CWDM信道；插入/分出操作是一种类型线路到客户操作。或者，作为另一种线路到客户操作的例子，若客户1301，1302，1303和1304以低于CWDM信道通信的位速率通信，则可以去复用传输通过CWDM信道的较高位速率信号；例如，去复用传输通过CWDM信道的一个信号，用于提取四个低位速率信号，每个信号有对应的客户1301，1302，1303和1304。
为了执行插入/分出操作，节点1052和1053必须利用光学方法去复用接收的CWDM信号成多个分量光信号，每个光信号有各自的中心波长λj，(j＝1，...，8)，它们与对应的CWDM信道相联系；需要选取用于分出所需波长λx为中心的光信号。在本发明的描述中，构成CWDM信号的分量光信号，即，对应于任何一个CWDM信道中心波长的光信号，称之为彩色光信号。在传送彩色光信号到客户1301-1304或子网络115之前，彩色光信号可以转换成电信号，3R再生和再转换成以相同波长λx为中心的再生彩色光信号。当提取的彩色光信号是提供给客户(例如，在节点1053的情况)的CWDM信号时，再生电信号可以再转换成不同波长(例如，约等于850nm，1310nm，或1550nm的波长)为中心的再生光信号；在本发明的描述中，以不同于CWDM信道中心波长为中心波长的光信号称之为灰色光信号。在另一个实施例中，再生的电信号可以通过节点1053与客户之间的电连接直接地提供给该客户。
在通信网100中还可以实施操作保护方案(简称为保护方案)。详细地说，再次考虑两个节点1051和1052，除了直接工作通信路径以外，还确定冗余或保护通信路径，用于两个节点1051与1052之间传输的业务信号；保护路径包括：跨越节点1053和1054的光链路(11012，11013，11014)和(11022，11023，11024)，即，与定义工作路径弧线互补的线路1101和1102弧线。在两个节点1051与1052之间直接连接路径(工作通信路径)上有故障的情况下，可以利用保护通信路径以确保网络运行的连续性；沿保护通信路径传输的信号称之为保护信号。
每个网络节点从工作路径上两个线路接口中的一个线路接口(西线路接口或东线路接口)和从保护路径上的另一个线路接口(东线路接口或西线路接口)接收CWDM信号。此外，每个节点再注入CWDM信号到工作路径(工作CWDM信号)和保护路径(保护CWDM信号)。按照这种方式，对于每个CWDM信道，工作信号是沿工作路径传输，与此同时，对应的保护信号是沿保护路径传输。
传输通过OSC的业务光信号携带网络监视单元提供的信息或提供给网络监视单元的信息，网络监视单元可以是与节点1051，1052，1053，1054本地的单元，用于监视节点的运行，或远程网络监视单元(即，用于监视整个网络100上运行的单元)。本地和远程网络监视单元监测网络状态，特别是为了确定何时启动保护方案。在工作通信路径上有故障的情况下，保护机构切换通信到保护通信路径上；在修复工作路径上故障之后，可以启动恢复过程以切换通信回到工作路径。
保护机构需要是灵活的机构，而监视单元需要监测几个参数，为了使恢复过程适应客户的需要。这些参数包括：例如，指出哪些光链路和哪个节点元件实施工作路径和保护路径的参数，或当信号符合所需特征时，工作路径是否必须自动恢复的参数，或在哪些节点中必须关闭工作路径的参数。
我们观察到，虽然在图1的典型实施例中展示2F环形网络拓扑，一光纤(1F)环形拓扑也是可能的：在这种情况下，光通信网只有一条光通信路径。1F环形网络节点的特征是两个单向线路接口，且没有CWDM信道的保护方案。
我们还观察到，虽然在图1的典型实施例中展示双向2F环形网络拓扑，但是2F环形拓扑一般可以是单向或双向环形拓扑。在单向2F环形网络拓扑中，每条线路支持一个业务方向，如同在双向拓扑中，但是这两条线路中的一条线路是冗余的，而且仅用于保护的目的。我们假设图1中的网络是单向而不是双向，则信号就按照正常方式传输，例如，从节点1051通过线路1101的弧线11011到节点1052，和从节点1052通过线路1101(工作路径)的互补弧线(11012，11013，11014)到节点1051。在连接两个节点的工作路径上有故障的情况下，可以启动保护方案：业务信号的方向被切换，使业务信号的传输通过其他线路的两个互补弧线11021和(11022，11023，11024)，在这个例子中是线路1102。
我们观察到，图1所示的环形拓扑仅仅是作为例子而不是限制性的。光通信网100还可以有直线拓扑，例如，点到点拓扑，或总线拓扑。具体地说，借助于连接中间节点和终端节点的几对光纤光缆，可以实现直线拓扑。CWDM信号和OSC信号是在两个节点之间分别沿两个方向传送，它们是由西到东的方向和由东到西的方向。终端节点的特征是仅仅一个双向线路接口，西或东，而每个中间节点的特征是两个(东和西)双向线路接口。
在点到点网络拓扑中，中间网络节点仅有信号再生(以及可能的话，性能监测)功能，而终端节点还附加地管理线路到客户和客户到线路的连接功能，这是中间节点中没有的功能。不同的是，在总线网络拓扑中，对CWDM信号的插入/分出操作也是由中间节点管理，与终端节点类似，它可以有客户接口。
值得注意的是，有2F环形拓扑的网络，例如，网络100，可以看成是有总线拓扑的网络，它折叠后形成环形，且其中两个终端节点互相重叠。
可以利用直线网络拓扑连接网络节点105i(i＝1，...，4)与各自的客户。例如，在图1中，从网络节点1053到每个客户1301，1302，1303，1304的连接是特定类型的点到点连接，它没有中间节点，因为假设它们之间连接很短，不需要信号再生。或者，借助于有总线拓扑的另一个子网络，四个客户1301，1302，1303，1304可以连接到节点1053，总线子网络中的每个节点连接到一个或多个客户1301，1302，1303，1304。
可以理解，网络节点的具体结构在很大程度上取决于偶然的需要，即，该节点需要完成的操作。例如，为了实施3R再生CWDM信号中给定的分量光信号，需要分解(去复用)CWDM信号成分量光信号，预期的光信号需要转换成电信号，并需要识别通信位速率。连接到给定模式的网络客户可能需要从网络100上传输的CWDM信号中提取中心波长为λx的信号，该波长是从不同CWDM信道的中心波长中随意选取的；与节点连接的客户数目可以随时变化，例如，可以增加客户的数目。
一般地说，若网络节点有固定和不可再配置的结构，则使网络适应于偶然需要的变化是困难的，如果不是说不可能。网络中客户或子网络需要的每个变化就会产生严重的问题，特别是成本上升的问题；例如，仅仅可行的解决方案是完全替换另一种不同结构的节点。
鉴于以上的原因，按照本发明的实施例，网络节点有可以容易再配置节点的模块式结构，如以下要讨论的。
考虑图2，图2是按照本发明实施例光通信网100的通用节点105i结构，但它是更详细的示意图。节点105i包含盒形外壳(术语是机架)200，它有用于插件板210-245的多个机壳205(术语是插槽)。
机架200中的插槽205是这样设计的，在各个插件板210-245与机架200的电路连接底板250之间可以形成机械和电路连接，插件板可以插入在其中。电路连接底板250还可以操纵用于管理和控制节点105i运行的系统控制单元。
每个插件板210-245有一个或多个特定的功能，具体地说，插件板210-230配备适合于处理CWDM信号中各个分量光信号的元件。
具体地说，在附图所示的本发明典型实施例中，节点105i包含一个或多个插件板(在所示例子中是两个插件板210，215，以下简称为MDM卡)，它们安装无源型光复用器/去复用器；每个MDM卡210，215形成网络节点的线路接口。我们可以观察到，在本发明的其他实施例中，仅仅提供一个MDM卡，或一个MDM卡可以安装去复用器，而另一个MDM卡可以安装复用器。
可以提供一个或多个多用途插件板(在所示例子中是两个插件板220，225，以下称之为TXT卡)，它们能够用作从线路到可能客户的转发器，和/或从线路到线路的转发器。
网络节点还可以包含一个或多个插件板(在所示例子中是一个插件板230，以下称之为MXT卡)，其功能是多个低位速率信号的电复用器。
此外，节点105i包含一个或多个插件板(在所示例子中是一个插件板235，以下称之为SPV卡)，其功能是管理节点105i上信息的机架监视单元，最好是适合与本地监视单元(例如，可以连接到网络节点中机架监视单元的个人计算机)的相互作用，并能够与网络管理单元通信。还提供一个或多个插件板(在所示例子中是一个插件板240，以下称之为APS/DPS卡)，其功能是机架的AC和DC电源。
在本发明的实施例中，网络节点可以包含多个机架200，它取决于被执行操作的复杂性和节点105i的具体需要，例如，它取决于与节点连接的客户数目。因此，机架200最好包含一个插件板245(以下称之为SCB卡)，其功能是机架公用底板，即，有电接触点，总线和连接器的印刷电路板，可以把两个机架200连接在一起。
如在以下要描述的，插件板210-235有光和/或电输入端和输出端，最好是，它们可以从机架200的前侧面(可能是前面板)通过合适的光和/或电连接器接入。
我们可能已经知道，上述的网络节点结构是容易配置，为的是适应于网络中每个节点105i的需要。在机架200中再添加一些插件板，或添加另一个机架，可以增加节点105i的功能。与此同时，通过替换损坏的插件板，可以容易地修复节点105i内部的故障。
图3表示本发明实施例中MDM卡210的结构示意图(假设MDM卡215有相同的结构)。MDM卡210有光输入端310，它有连接网络中光纤光缆的合适连接器。无源光去复用器315安排成接收由CWDM光信号和OSC信号构成的复合光信号，它通过光输入端310输入，并去复用复合光信号成分量光信号；这些光分量信号包括构成CWDM光信号的8个光信号和OSC信号，它们被路由到多个(9个)光输出端3201-3209中对应的一个输出端，每个输出端上配置各自的光纤光缆连接器。
此外，在所示本发明的实施例中，MDM卡210有光输入端3251-3259，每个输入端有光纤光缆的合适连接器，用于接收由CWDM信道传输的8个光信号和OSC信号。无源光复用器330安排成接收这9个光信号，并复用这些光信号成CWDM信号；然后，CWDM信号被路由到有光纤光缆连接器的光输出端340。
在此处考虑的典型实施例中，假设MDM卡210形成网络节点的西线路接口：因此，光输入端310连接到线路1101(例如，在节点1052的情况下是光纤11011)，而光输出端340连接到网络100中的线路1102(例如，光纤11021)。
其他的MDM卡215形成网络节点中相对的东线路接口：在这种情况下，光输入端310连接到线路1102(例如，光纤11022)，而光输出端340连接到线路1101(例如，光纤11012)。
MDM卡210，215有适合于啮合机架中插槽205的连接器345。除了机械连接插件板与底板以外，连接器345还可以配置电接触点，它能够在MDM卡210，215与机架的电连接底板之间形成电连接，例如，为了使SPV卡检测是否存在MDM卡210，215。
现在参照图4A，图4A表示按照本发明实施例的TXT卡基座结构400，它适用于图2的网络节点。重要的是，TXT卡基座结构400提供多用途插件板的基座结构，它可以配备不同的电光和/或电子元件，最好是配置成可以完成一个或多个不同的操作，例如，信号再生操作(具体是3R再生)，性能监测操作，插入/分出CWDM信道的信号，复用两个或多个低位速率信号成集合光信号，具体是复用灰色光信号(例如，来自两个不同用户的信号)，可以注入到单个CWDM信道(以及相反的过程，去复用CWDM信号中的分量光信号，用于提取给不同客户的低位速率信号)。具体地说，可以按照这样方式配置TXT卡基座结构400，它分出一个或多个CWDM信号中的分量光信号，提供给网络中的客户(以及双向过程，插入客户本地提供的光信号到CWDM信号中)。
TXT卡基座结构400有适合于啮合机架200中插槽205的连接器440。连接器440包含电接触点，用于TXT卡基座结构400与电连接底板250之间的电连接，可以给TXT卡基座座结构400和配备它的元件(如在以下要描述的)提供电源，以及用于与SPV卡的通信。
TXT卡基座结构400有适合于插入标准化电光收发器的插座，在附图的例子中是4个插座405，410，415，420。可以插入到插座405，410，415，420中的收发器是标准化收发器，它符合指定的标准，例如，Small Form Factor Pluggable(SFP)收发器，或XFP收发器(10吉位SFP收发器，它是SFP标准的发展)，这两种收发器都符合MultiSource Agreement(MSA)Group指定的标准。更一般地说，插座405，410，415，420有统一的机械和电路结构，它符合TXT卡基座结构400的插座与适合于各个插座405，410，415，420中一类收发器之间预定的机械和电路耦合方案。
我们假设有一组电光收发器，每个收发器有机械和电路连接结构，它符合插座405，410，415，420的预定机械和电路耦合方案。此外，在本发明的优选实施例中，收发器是热可插收发器，即，即使在TXT卡基座结构400接通电源时，可以在各自的插座中插入/拔出收发器，不需要预先降低机架的电源电压。
参照图5，图5表示适合于配置TXT卡的电光收发器500功能方框图，TXT卡可以插入到一个插座405-420中；例如，它不是限制性的，收发器500是SFP收发器。
在它的光路部分，收发器500有光输入端505和光输出端510，它们通过适合于接纳互补标准光连接器(插头)插入到各自的连接器(插座)中；例如，光连接器安装在光纤光缆的末端，收发器的光输入端和光输出端通过光纤光缆耦合到MDM卡210，215中的一个光输出端3201-3209/输入端3251-3259。在它的电路部分，收发器500有电输入端515和电输出端520，它们可以通过TXT卡的每个插座中与互补电连接器匹配的连接器535接入。例如，SFP收发器有标准的电连接器，它可以插入到符合这种标准的插座中。
一般地说，收发器500有两条内部信号路径，即，从光输入端505到电输出端515的第一路径505，515，和从电输入端520到光输出端510的第二路径520，510。在第一路径505，515上，从光输入端505接收的光信号首先被转变成对应的电信号。光输入端505提供接收的光信号到光电检测器525，具体是CWDM信号中的一个分量光信号，光电检测器525把分量光信号转变成对应的电信号。然后，把电信号馈送到包含限幅放大器532的电子电路530上，可以使电信号适合于所需或具体的电压电平标准(例如，在SFP收发器的情况下是LVPECL标准)。然后，合适的电信号被路由到电输出端515。
在第二路径520，510上，在电输入端520接收的电信号提供给光源540，具体是激光器，该激光器把电信号转变成对应的光信号，例如，一个CWDM信道中波长为中心波长的光信号。激光器540产生的光信号被馈送到光输出端510。
该组收发器500可以包括：设计成在8个CWDM信道中每个不同波长工作的收发器和设计成在OSC波长工作的收发器。详细地说，考虑一个一般收发器500，在收发器500内部的光学器件(即，光电检测器525和光源540)可以检测或发射各自的工作波长，该波长对应于一个CWDM信道的中心波长(或对应于OSC的波长)：这种类型收发器称之为彩色收发器。此外，该组收发器可以包括这样的收发器，其中在光输入端505接收的光信号，在光电检测器525接收的光信号，和从光输出端发射的光信号，从光源540产生的光信号，这些光信号的特征是波长不同于CWDM信道的中心波长(和不同于OSC信道的波长)：这种类型收发器设计成作用在灰色光信号上，它们称之为灰色收发器。例如，灰色收发器用于与客户的通信。
此外，可以提供用于不同通信位速率范围内接收信号的不同收发器：电子电路530能够适合于通信位速率在预定位速率范围内的接收信号，例如，对应于最普通信号的传输标准。
由于电连接器535触点有特殊的几何结构，可以实现收发器500热插入到TXT卡的插座405-420中。通常，收发器500有电接触点，用于接受正电源电压VDD+，负正电源电压VDD-，和接地电压或参照电压GND。这些电接触点设计成有特殊的几何结构，因此，当收发器500插入到插座405-420中的一个插座时，在正电源电压VDD+和负正电源电压VDD-接触之前建立接地电压触点(如图5中放大部分所示)；当收发器500从一个插座405-420中拔出时，接地电压触点是最后一个被中断。按照这种方式，在接通TXT卡电源时，收发器500可以插入到该插座和从该插座中拔出，即，插入到机架的插槽中，它没有在收发器和/或TXT卡电路上产生危险的电压过冲。
再参照图4A，一旦TXT卡基座结构400配备预定数目和类型的收发器，则通过与收发器中光输入端和输出端连接的光纤光缆422i和4220，得到可以接收和发射光信号的TXT卡，这些收发器插入到插座405-420中。
TXT卡基座结构400还包括：电子开关装置425，按照所需方式正确地路由从插座405-420中接收的电信号到电子电路428，这些插座与开关装置425耦合，具体地说，电子电路428适合于完成3R信号再生，性能监测和电信号的复用器/去复用器功能。开关装置425适合于从任何一个插座405-420接收的信号路由到任何一个插座405-420(包括接收信号的插座)，和路由到电子电路428，和从电子电路428路由到任何一个插座405-420。
考虑图4B，图4B表示按照本发明实施例电子电路428的功能方框示意图。电子电路428配备TXT卡并接收从光信号转换的电信号，其中利用插座中插入的收发器转换进行，和从开关装置425通过电连接429i的电信号。
电子电路428包括：4个时钟数据恢复(CDR)电路432，具体是通用的CDR，用于实施3R再生电信号的操作；每个CDR 432基本上包含一个集成频率合成器，典型的是PLL，它能够适应于宽广范围的位速率，并连接到各自的附加电路433，用于监测接收信号的性能。
电子电路428中的附加电路433适合于监测通信网的性能。具体地说，附加电路433(以下称之为性能监测器)检测信号的存在/不存在，并适合于测量BER和扫描输入信号的数据眼。性能监测器433通过总线431提供接收信号的信息到电子电路428的外部。适合于完成2R和/或3R再生的商品化电子装置还能够对从光信号转换的电信号执行性能监测操作。
然后，再生电信号是由性能监测器433提供给能够完成复用/去复用操作电信号的电路430。若不需要复用/去复用操作，则再生电信号不再由电路430进行处理，而是通过电连接429o由电路430直接提供到电子电路428的外部。我们需要正确地配置FPGA 430，为此目的，它接收另一条总线434提供的外部指令。
或者，每个输入信号的3R再生和性能监测操作可以由单个装置(例如，由Vitesse生产的VSC8123芯片)执行，或所有输入信号的3R再生可以由单个装置(例如，由Mindspeed生产的CX20501芯片)执行，该装置连接到4个性能监测器(例如，由Vitesse生产的VSC8150芯片)。此外，与各自性能监测器433级联的每个CDR 432可以放置在插座405-420与开关装置425之间，而电子电路428可以仅仅对开关装置425提供的电信号执行复用/去复用操作。
在本发明的一个实施例中，借助于一个或多个硬件可编程装置，例如，FPGA，实现电子电路428，可以合适地配置FPGA以实施所需的功能。按照这种方式，可以知道开关装置425也可以由FPGA装置实现。
再参照图4A，TXT卡基座结构400还配备微处理器/微控制器435，用于控制和正确地配置开关装置425(为的是执行电信号与插座之间的一个上述路由操作)和电子电路428，具体是电路430(为的是执行电信号的复用/去复用操作)，其中借助于配置指令。
TXT卡基座结构400还包括：插座405-420与微处理器/微控制器435之间的电连接，在收发器插入到插座之后，可以实现微处理器/微控制器435与收发器之间的通信。为此目的，我们注意到，收发器500的电子电路530最好是这样的，当收发器插入到一个插座405-420之后，微处理器/微控制器435能够确认收发器的存在，可能的话，通过读出收发器的特征参数(例如，光学器件支持的工作波长，和电子电路530支持的位速率范围)，识别收发器的类型。例如，微处理器/微控制器435可以利用这些数据正确地配置开关装置425和/或FPGA430。
此外，微处理器/微控制器435可以收集电子电路428处理的信号信息(例如，信号的BER估算和存在/不存在)，该信息是从性能监测器433执行的性能监测操作中得到的。微处理器/微控制器435处理该信息，并通过机架上电连接底板的总线与SPV卡235通信。随后，SPV卡235可以发送特定的命令到微处理器/微控制器435，例如，响应于处理后的信息；作为例子，SPV卡235可以按照不同的方式发送用于配置开关装置425的指令给微处理器/微控制器435，例如，用于保护的目的。
TXT卡基座结构400可以是硬件或软件配置的结构：通过插入不同类型和不同数目的收发器500到四个插座405-420中，该结构是硬件可配置结构；此外，利用控制TXT卡基座结构400操作的微处理器/微控制器435，TXT卡基座结构400可以是软件可配置结构。按照这种方式，TXT卡基座结构400适合于实现能够完成几种不同功能的各种不同TXT卡。
以下，我们给出一系列典型和非穷尽的可能TXT卡配置。
例如，我们假设TXT卡基座结构400配备工作在一般中心波长λx的一个彩色收发器500，和一个用于灰色信号的灰色收发器，它们插入到两个插座405-420中，用于实现双向适应一个CWDM信道的光信号，可以与不同于CWDM中心信道波长的客户通信。为了方便起见，按照这样的方式配置TXT卡基座结构400，在以下它称之为TXT-A卡。
波长λx的分量光信号是从两个WDM卡210，215中第一个卡210接收的，并通过合适连接器终止的光纤光缆(这个光纤光缆在术语上称之为光纤提升器)提供给TXT-A卡，该信号是从一条线路1101，1102上接收的CWDM信号中分量信号；光纤提升器422i连接到第一MDM卡210的对应光输出端3201-3209，和彩色收发器500的对应光输入端，该收发器插入到一个插座405-420中。
彩色收发器500转换波长λx的彩色光信号成对应的电信号，然后，它被彩色收发器500的限幅放大器接收。在彩色收发器500电输出端515得到的电信号被路由到开关装置425，假设它已被微处理器/微控制器435正确地配置。开关装置425路由对应于波长λx的彩色光信号的接收电信号到电子电路428，电子电路428启动电信号的3R再生，与此同时，监测通信网的性能以及相关的这些彩色信号。
具体地说，假设TXT-A卡通过与彩色收发器连接的光纤提升器422i连接到MDM卡210，其中彩色收发器插入到插座405，开关装置425可以配置成路由从电子电路428接收的再生电信号到灰色收发器500，其中灰色收发器插入到插座415。插座415中的灰色收发器转换再生电信号成灰色光信号，而在灰色收发器500的光输出端510可以得到该灰色光信号，其中客户通过光纤光缆422o可以接收这个灰色光信号。
我们观察到，借助于光纤光缆422i，与网络节点连接的客户本地提供的灰色光信号也可以注入到插座415中插入的彩色收发器500。然后，按照与上述相当的方式由TXT-A卡处理灰色光信号。灰色光信号被灰色收发器转换成电信号，该信号是电子电路428进行再生，开关装置425路由它到插座中的彩色收发器，和最后被转换成波长为λx的彩色光信号。按照这种方式，在彩色收发器500的光输出端510，可以得到波长为λx的彩色光信号。该彩色光信号可以被光纤提升器422o接收，提升器422o连接到彩色收发器的光输出端，彩色收发器允许馈送波长为λx的彩色光信号到MDM卡210，为的是注入到通信网的线路1102上。
我们观察到，为了在2F环形网络100的节点中启动保护机构，TXT-A卡必须改变成冗余的彩色收发器，把它插入到一个可用的插座中，并工作在与第一彩色收发器相同的CWDM信道中心波长λx上；形成的卡称之为TXT-G卡。冗余的彩色收发器通过光纤提升器4220和422i连接到第二MDM卡215，分别用于再注入波长为λx的彩色光信号到线路1101上和从线路1102上冗余地接收波长为λx的彩色光信号。
开关装置425能够按照任何预期方式路由从CWDM信号的分量光信号中转换得到的每个电信号。因此，可以路由对应于接收光信号的电信号到预期的插座，或关断对应于冗余光信号的电信号，其中只需要正确地配置开关装置425，而不需要配备不同开关装置425的不同TXT卡基座结构。
在另一种可能的配置中，两个彩色收发器和两个灰色收发器插入到TXT卡基座结构400的插座405-420中。按照这样方式配置的TXT卡基座结构400以下称之为TXT-D卡，它允许连接两个客户到网络节点。当构成CWDM信号的两个光信号必须被分出并提供给两个客户时，彩色收发器工作在各自的CWDM分量波长，而开关装置425正确地路由预期信号到每个插座405-420。在按照这种方式配置时，TXT卡不但允许插入/分出两个CWDM信道传输的信号，而且还实施光信号波长的双向适应。
作为另一个TXT卡基座结构400的配置例子(以下称之为TXT-F卡)，一个彩色收发器500插入到一个插座，例如，插座405，并从一条线路1101，1102(即，从MDM卡210或215)接收CWDM信道中心波长λx的彩色光信号，与此同时，两个灰色收发器500插入到两个其余的插座，例如，插座415和420。彩色收发器转换波长λx的彩色光信号成对应的电信号，该信号被馈送到开关装置425。TXT-F卡配置的开关装置425路由电信号到电子电路428，电子电路428实施3R再生电信号，去复用再生的电信号成两个低位速率电信号，并提供去复用的低位速率电信号回到开关装置425。按照这种方式，开关装置425可以提供两个低位速率信号中的每个信号给插座415，420中两个灰色收发器中各自一个收发器。灰色收发器转换各自的低位速率电信号成灰色光信号，通过与灰色收发器连接的光纤光缆提升器422o，灰色光信号可以馈送给各自的客户。相同的TXT-F卡还能够实施相反的过程到从两个客户接收的两个低位速率灰色光信号；两个灰色光信号可以复用到一个CWDM信道中心波长下有高位速率的单个彩色光信号上，把它馈送到一个MDM卡，可以与CWDM信号的其他分量信号复用。
通过插入另一个冗余彩色收发器到其余的插座410，可以扩展TXT-F卡，该彩色收发器工作在相同的波长上作为第一彩色收发器，用于启动对应CWDM信道的保护机构。每个彩色收发器通过光纤光缆提升器422i，422o可以连接到MDM卡。这种配置称之为TXT卡基座结构400的TXT-H配置。
在一种简化配置中，利用两个彩色收发器可以配置TXT卡基座结构400，例如，一个收发器在插座405，或在插座410，而另一个收发器在插座410，或在插座420。为了便于描述，按照这种方式配置的TXT卡基座结构400以下称之为TXT-B卡。通常，TXT-B卡用于网络节点中的线路到线路操作，因为它允许执行构成CWDM信号的一个彩色信号的3R双向再生(和性能监测)，并在这个CWDM信道上启动保护机构。
作为用于网络节点中线路到线路操作的另一个TXT卡例子(以下称之为TXT-E卡)，TXT卡基座结构400可以配备4个彩色收发器500，两个彩色收发器插入到两个插座405和420并工作在波长λx下，而另两个彩色收发器插入到其余的插座410和415并工作在波长λy下，其中λx和λy是两个CWDM信道中心波长。类似于TXT-B卡，TXT-E卡允许构成CWDM信号的两个彩色信号的3R双向再生(和性能监测)，并在这两个CWDM信道上启动保护机构。
我们观察到，可以回环通过转换光信号产生的电信号，即，开关装置425可以从一个插座405-420中的彩色收发器接收信号，并路由该信号回到相同的收发器。详细地说，在称之为回环配置的配置中，开关装置425可以提供收发器转换并对应于CWDM信号中各自分量光信号的电信号到电子电路428，电子电路428启动电信号的3R再生和(性能监测)，而开关装置425路由再生的电信号回到对应的收发器。按照这种方式，TXT卡仅仅对多个CWDM信道上的接收信号完成3R再生和(性能监测)，CWDM信道可以是1个至4个信道，它取决于插座中插入的彩色收发器数目。或者，在一个简单的透明传输通过配置中，开关装置425可以直接路由收发器转换的电信号回到相同的收发器，而不是路由电信号到执行3R再生操作的电子电路428。
作为一个简单的例子，通过插入一个彩色收发器到一个插座405-420中，并利用开关装置425的回环配置(TXT卡基座结构400的TXT-C卡配置)，可以实施一个CWDM信道信号的3R单向再生；例如，这可以用在1F环形网络的传输通过节点中。
现在考虑图6A，图6A表示按照本发明实施例的网络100中节点105i的典型示意方框图(利用相同的参考数字表示与图1，2和3中相同的元件，为了简化省略对它们的描述)。节点105i包含安装两个MDM卡210，215，一个TXT-B卡602和一个TXT-G卡603的一个机架200。TXT-B卡602有西侧光输入端670和西侧光输出端675，东侧光输入端665和东侧光输出端670，它们对应于两个彩色收发器的光输入端和输出端，两个彩色收发器插入在TXT卡基座结构的插座中。TXT-G卡603有用于彩色光信号的两个光输入端610，620和两个光输出端645，650(它们对应于插入到各自插座中两个彩色收发器的光输入端和输出端)；TXT-G卡603还有用于灰色光信号的一个光输入端640和一个客户光输出端630(它们对应于灰色收发器的光输入端和输出端)。
假设节点105i连接到客户605，并从线路西侧双向线路接口和从线路1102上东侧双向线路接口接收通信网的业务信号；节点105i再发射该业务信号到线路1101上东线路接口和线路1102上西线路接口。MDM卡210位于西线路接口，而线路1101，1102分别连接到各自的光输入端和输出端。MDM卡215位于东线路接口，而线路1101，1102分别连接到它们的光输入端和输出端。
MDM卡210去复用从1101上接收的CWDM信号成分量信号(每个CWDM信道一个分量信号)；与CWDM信道中心波长λx相关的一个去复用信号被路由(通过光纤提升器)到TXT-G卡603的光输入端610，TXT-G卡603位于节点105i的客户接口，用于插入/分出操作。与此同时，MDM卡215去复用从1102上接收的CWDM信号，而中心波长为λx的分量信号被冗余地路由到TXT-G卡603的光输入端620，用于保护的目的。只要沿工作通信路径上不发生故障，TXT-G卡603内部的开关装置425仅仅路由电信号到TXT-G卡603上存在的灰色收发器，该电信号对应于从MDM卡210的光输入端610接收的彩色光信号。
客户605通过二次光纤光缆625接收对应于中心波长为λx信号的灰色信号，光纤光缆625连接在客户605的光输入端693与TXT-G卡603中灰色光输出端630的客户接口之间；客户605通过另一条二次光纤光缆635再发射灰色信号，光纤光缆635连接在客户605的光输入端695与TXT-G卡603中灰色光输出端640的客户接口之间。TXT-G卡603的开关装置配置成路由从客户接收的信号到光输出端645和650，因此，该信号到达用于保护目的的MDM卡210和MDM卡215。MDM卡210和MDM卡215分别从TXT-G卡603的光输出端645和650接收中心波长为λx的光信号，并复用该信号与CWDM信号中其他分量信号。MDM卡210发射波长为λy(y＝1，...，8，y不同于x)的分量光信号到TXT-B卡602的西侧光输入端655，仅用于3R再生和性能监测的目的。TXT-B卡602从东侧光输出端665发射波长为λy的再生光信号到MDM卡215。反之亦然，MDM卡215发射波长为λy的信号到TXT-B卡602的光输出端670(东侧)，TXT-B卡602从西侧光输出端675发射波长为λy的信号到MDM卡210。
从线路1101上接收且不同于波长λx，λy的CWDM信号中分量信号被MDM卡210去复用，并直接提供给MDM卡215，MDM卡215复用这些信号和分别由TXT-G卡603和TXT-B卡602提供的中心波长为λx，λy的信号成CWDM信号。CWDM信号再注入到线路1101上，线路1101连接到MDM卡215在节点105i中东线路接口的光输出端。类似地，从线路1102上接收且不同于波长λx，λy的CWDM信号中分量信号被MDM卡215去复用，并直接提供给MDM卡210，MDM卡210允许在线路1102上再注入业务信号，线路1102连接到在节点105i中西线路接口上MDM卡210的光输出端。
通过提供用于再生CWDM信号中其他分量信号的多个TXT卡(具体地说，可以提供三个TXT-E卡，每个TXT-E卡能够处理两个CWDM信道的信号)，可以丰富节点105i的配置。
TXT-G卡603还执行3R再生和性能监测接收的信号。性能监测操作允许TXT-G卡603获取接收信号的重要参数，例如，这些参数可用于实施保护机构。若TXT-B卡602检测到接收信号的故障，则该信息通过机架的电连接底板上总线回到机架200的SPV卡(在附图中未画出)。SPV卡在OSC信道上与所有的网络节点通信，为的是指出工作通信路径上发生故障，需要利用网络的保护通信路径。
例如，若从MDM卡210接收的信号不存在或具有不良的估算BER，则保护机构允许再配置TXT-G卡603内部的开关装置425。在新的配置中，开关装置路由从MDM卡215的光输入端620接收的信号到客户605。否则，若TXT-G卡603检测到从客户605的信号中存在故障，则可以配置开关装置以实施回环从MDM卡210的光输入端610接收的信号，在这种情况下，该信号直接路由到TXT-G卡603的光输出端650，与此同时，从MDM卡215的光输入端620接收的信号被直接路由到光输出端645。因此，在克服故障之前，客户605被孤立。
上述的保护机构称之为1+1光信道保护机构，并利用配备冗余彩色收发器的TXT卡实现客户接口，用于从东线路接口和西线路接口接收对应的信号。
参照图6B，图6B表示按照本发明另一个实施例的网络节点105i典型示意方框图(利用相同的参考数字表示与图1，2，3和6A中相同的元件，为了简化省略对它们的描述)。
在这个实施例的节点105i中，代替TXT-G卡，利用在机架200上两个对应插槽中插入的两个TXT-A卡675和680。TXT-A卡675和680有用于彩色光信号的光输入端676，681和光输出端677，682，和用于灰色光信号的光输入端678，683和光输出端679，682，彩色光信号对应于四个插座405-420的两个插座中插入的彩色收发器工作波长，而灰色光信号对应其余两个插座中插入的灰色收发器工作波长。
在这另一种配置中，借助于两条光纤Y-光缆685和690，即，分别有三个分支685a，685b，685c和690a，690b，690c的光纤光缆，它们适合于分割输入光信号成两个半功率输出光信号，客户605连接到节点105i。详细地说，两条Y-光缆685和690的分支685a，690a分别连接到客户605的光输入端693和输出端695，分支685b，690b连接到TXT-A卡675，680的光输入端678，683，而分支685c，690c连接到TXT-A卡675，680的光输出端679，684。
TXT-A卡675在它的光输入端676接收波长为λx的分量光信号，而TXT-A卡680在它的光输入端681冗余地接收相同的光信号。TXT-A卡675和680处理接收的信号，用于执行3R再生和性能监测操作，而处理后的信号分别出现在光输出端679，684。为了避免两个处理后光信号之间的光冲突，TXT-A卡680发射的光信号被关断，这是由于TXT-A卡680中开关装置425的正确配置。
随后，客户605通过Y-光缆690再发射各自的信号到TXT-A卡675和TXT-A卡680，用于保护的目的。TXT-A卡675和680处理后波长为λx的两个信号分别提供到彩色光输出端677和682，它们被MDM卡210，215复用成CWDM信号，其中心波长是在其他的CWDM分量波长上。
例如，若从MDM卡210接收的信号不存在或具有不良的估算BER，则保护机构允许再配置TXT-A卡675和680内部的开关装置425。具体地说，再配置TXT-A卡680的开关装置，使它从光输出端684路由灰色光信号到客户605，而TXT-A卡675的开关装置关断可以提供到光输出端679的灰色光信号。否则，若TXT-A卡675和680检测到从客户605接收的信号中存在故障，则再配置开关装置以实现回环配置，即，从MDM卡210的光输入端676接收的信号被直接路由到TXT-A卡675的光输出端677。与此同时，从MDM卡215的光输入端681接收的信号被直接路由到光输出端677。因此，在克服故障之前，客户605被孤立。
上述的保护机构可以称之为1+1设备保护机构，该保护机构利用两个冗余TXT卡实现客户接口，每个客户接口接收和发射相同的信号。
现在参照图7，图7表示按照本发明实施例适用于图2所示网络节点的附加卡700(以下称之为MTX卡)示意图。类似于TXT卡，MTX卡700提供这样的基础结构，它可以配备不同的元件，并配置成完成网络客户提供的两个或多个低位速率信号(例如，符合ESCON通信协议的信号)的复用/去复用操作，可以复用成高位速率集合信号(例如，有光纤信道位速率的信号)或去复用这种高位速率集合信号。
所示的MTX卡700有对应于客户接口的四个插座705，710，715和720，和对应于线路接口的插座725，这些插座类似于TXT卡的插座405-420，可以接纳标准的电光收发器，具体地说，它是符合与配置TXT卡时所用收发器500相同标准的收发器。
MTX卡700配备微处理器/微控制器735，如同TXT卡，并配备电子电路728，该电路类似于配备TXT卡的电子电路；具体地说，电子电路728的FPGA可以复用四个低位速率信号成一个集合的高位速率信号。
MTX卡700有插座705-725与电子电路728之间的电连接，用于交换各个收发器之间的信号。具体地说，微处理器/微控制器735收集被MTX卡700接收的信号(例如，信号的BER估算和存在/不存在)，该信息是从电子电路728得到的。MTX卡700还有插座705-725与微处理器/微控制器735之间的电连接，用于微处理器/微控制器735与在插座705-725中插入的收发器之间的通信。处理后的信息通过机架的电连接底板上总线提供给SPV卡。SPV卡提供的命令能使微处理器/微控制器735控制和正确地配置电子电路728的FPGA。
MTX卡700有适合于啮合网络节点中机架200的插槽与电接触点的连接器740，用于MXT卡700与电连接底板之间的连接，如TXT卡。
插座725用于接纳彩色收发器500，该收发器适合于处理从MDM卡210或215通过光纤提升器7451接收的CWDM信号中一个分量信号。从光电转换中得到的高位速率信号提供给电子电路728，电子电路728去复用该信号成四个低位速率电信号。然后，每个低位速率电信号被路由到在一个插座705-720中插入的对应收发器，该收发器再转换接收的电信号成灰色光信号，并通过光纤光缆745c被各自的客户分出。
相反的过程(插入过程)是可能的：来自客户通过与MTX卡700连接的光纤光缆745c的低位速率电信号被电子电路728复用成高位速率集合电信号。较高位速率集合电信号是由插座725中插入的收发器500再转换成彩色光信号，然后，彩色光信号由光纤提升器7451提供给MDM卡210或215，再注入到网络的业务信号中。
两个MTX卡700可以插入到网络节点的机架并通过光纤提升器连接到TXT-H卡，用于进一步复用两个各自集合信号。详细地说，由两个MTX卡700提供给TXT-H卡的两个集合信号可以是两个光纤信道信号(即，位速率约为1.25Gb/s的信号)，这些信号可以复用成约2.7Gb/s高位速率(例如，吉位以太网位速率)的集合信号，然后转换成CWDM信号的分量光信号。或者，代替利用在TXT-H卡的插座725和插座415，420中插入的灰色收发器500，电适配器(例如，Molex生产的铜HSSDC2收发器)可以插入到各自的插座中。按照这种方式，在复用操作之后，MTX卡700不需要再转换电信号成光信号，而TXT-H卡可以直接地处理接收的电信号。在这种情况下，两个MTX卡700可以通过导线连接到TXT-H卡，例如，利用铜接线电缆。
可以理解，本发明提供一种有多级可配置性的网络节点结构；具体地说，提供两级可配置性：第一级可配置性是由提供卡基座结构确保，例如，TXT卡基座结构400，它可以配备不同的元件并配置成完成不同的功能；第一级可配置性是由于可以利用不同数目和不同类型卡实现的，卡的数目和类型与需求有关。
由于采用这种结构，可以大大增加网络中节点105i的灵活性。
具体地说，热插入收发器到TXT卡和MTX卡的插座中可以按照容易的方式配置节点105i，它不需要中断通信网的业务。
当然，为了满足本地和特定的需要，本领域专业人员可以对上述的解决方案作各种改动和变化，然而，这些改动和变化都是在以下权利要求书限定的本发明保护范围内。

Claims (21)

1.一种用于光通信网(100)的网络节点结构(105i)，包括：
有多个插槽(205)的外壳(200)；和
在插槽中插入的多个插件板(210-245)，其中所述多个插件板包括：
有光输入端(310)的至少一个第一插件板(210-215)，用于从网络的光线路(1101，1102)上接收输入WDM光信号；第一光学器件(315)，用于提取输入WDM光信号中波长的至少一个分量光信号，和至少一个光输出端(3201-3209)，使可以得到所述至少一个分量光信号；
与第一插件板分开的至少一个第二插件板(220-225)，它至少有一个插座(405-420)，按照机械和电路方式适合于接纳多个可互换电光元件(500)中的一个元件，每个元件有光输入端(505)，适合于接收预定工作波长的输入光信号；光电转换单元(525)，用于转换接收的光信号成对应的转换电信号；电输出端(515)，可以得到该转换电信号；和电输入端(520)，适合于接收输入电信号；电光转换单元，用于转换接收的电信号成预定工作波长的对应光信号；光输出端(510)，可以得到该转换的光信号；所述多个元件中的选取电光元件插入到插座中，并有对应于提取分量光信号波长的工作波长；与所述至少一个插座形成双向通信关系的电子电路(428)，用于处理所述选取电光元件提供的转换电信号；
至少一个第一光波导(422i)，它连接在第一插件板中至少一个光输出端与选取电光元件的光输入端之间，用于馈送提取的分量光信号到选取电光元件的光输入端。
2.按照权利要求1的网络节点结构，还包括：在所述多个插件板中的一个插件板上，至少有两个光输入端(3251-3259)的第二光学器件(330)，每个光输入端适合于接收各自的输入光信号，包括输出WDM光信号中至少一个分量光信号，它能够在到网络中光线路(1101，1102)的第二光学器件光输出端(340)上得到，第二光学器件组合输入光信号成输出WDM光信号，和
至少一个第二光波导(422o)，它连接在第二光学器件中至少两个光输入端的一个输入端与选取电光元件的光输出端之间，用于传送输入电信号电光转换产生的分量光信号到第二光学器件，这是由选取的电光元件操作输入电信号实现的。
3.按照权利要求2的网络节点结构，其中输入电信号是由电子电路处理的转换电信号。
4.按照权利要求2的网络节点结构，其中输入电信号对应于网络节点中本地客户的客户信号。
5.按照权利要求2的网络节点结构，其中：
第一光学器件包括：光去复用器(315)，用于去复用输入WDM光信号成多个分量光信号，第一插件板中至少一个光输出端包含多个光输出端，每个光输出端可以得到多个分量光信号中的一个分量光信号，和
第二光学器件包括：复用器(330)，用于复用分量光信号成输出WDM光信号，第二光学器件中至少两个光输入端包含多个光输入端，每个光输入端适合于接收各自的分量光信号。
6.按照权利要求2的网络节点结构，其中所述第二光学器件形成在第一插件板上。
7.按照权利要求2的网络节点结构，其中所述第二光学器件形成在不同于第一插件板和第二插件板的第三插件板上。
8.按照权利要求2的网络节点结构，其中网络中所述光线路包括：与第一插件板中光输入端耦合的第一光线路(1101)和与第二光学器件中光输出端耦合的第二光线路(1102)。
9.按照权利要求1的网络节点结构，其中所述电子电路包括：适合于再生转换电信号的电路。
10.按照权利要求9的网络节点结构，其中所述电路适合于至少完成2R信号再生，尤其是3R信号再生。
11.按照权利要求1的网络节点结构，其中可互换电光元件是热可插入/可拔离第二插件板上的至少一个插座的。
12.按照权利要求11的网络节点结构，其中所述可互换电光元件是电光收发器，它符合MultiSource Agreement(MSA)，具体是Small Form Factor Pluggable(SFP)收发器或10吉位Small FormFactor Pluggable(XFP)收发器。
13.按照权利要求1的网络节点结构，其中所述第二插件板至少有一个第二插座，所述多个元件中选取的第二电光元件插入到第二插座，和从第一插座中插入的选取电光元件中接收电信号，或发射电信号到第一插座中插入的选取电光元件，光链路(422o，422i)还形成在第二电光元件与网络节点的客户(115；1301-1304)之间。
14.按照权利要求13的网络节点结构，其中所述第二电光元件有工作光波长，该波长对应于选取一个分量光信号的波长。
15.按照权利要求13的网络节点结构，其中所述第二电光元件有工作光波长，该波长不同于分量光信号的波长。
16.按照权利要求1的网络节点结构，其中所述至少一个第二插件板还包括：可配置的电子开关(425)，用于从至少一个插座中接收的转换电信号路由到电子电路，和用于路由电子电路处理的转换电信号到至少一个插座。
17.按照权利要求16的网络节点结构，其中所述至少一个第二插件板还包括：控制单元(435)，用于控制可配置的电子开关。
18.按照权利要求17的网络节点结构，其中第二插件板包括：控制单元与插座之间的电连接装置，且其中控制单元能够检测插座中是否存在电光元件，并根据多个预定开关配置模式中的一个模式，自动地配置电子开关。
19.按照权利要求17的网络节点结构，其中电子电路能够监测转换电信号的特征参数，为的是评价通信性能的水平，所述特征参数传输到控制单元。
20.按照权利要求1的网络节点结构，其中至少一个第二插件板的电子电路还包含：电复用/去复用电子元件，它适合于从对应的插座中接收两个或多个第一位速率转换电信号，复用该两个或多个转换电信号成第二位速率的集合电信号到对应的插座中，第二位速率高于第一位速率，和双向地适合于接收第二位速率的电信号和去复用该电信号成两个或多个第一位速率的电信号。
21.一种至少包含一个网络节点的光通信网(100)，其特征是，
该网络节点有按照以上权利要求中任何一个的结构。
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