CN1883226A - 用于光通信网络的节点 - Google Patents

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Abstract

一种用于光通信网络的节点包括至少一个交换单元(2)、多个用于连接到WDM传输线(3)的光接口(1)，该节点包括：解复用器(4)，用于将来自WDM传输线(3)的多路复用信号分解成多个输入信道(8)，其中每个输入信道被提供给交换单元(2)的一个输入端口；以及多路复用器(5)，用于将多个输出信道(11)汇集成一个输出多路复用信号，其中每个输出信道源自交换单元(2)的一个输出端口；以及至少一个转发器(6)，用于分别向该通信网络添加信息信号以及从该通信网络丢下信息信号。在输入和输出信道(8，11)路径上的每个接口(1)和交换单元(2)之间的输入和输出分支装置(7)，分别适于向交换单元(2)或者向转发器(6)提供输入信道(8)，或者从接口向交换单元(2)或转发器(6)提供输出信道(11)。

Description

用于光通信网络的节点
本发明涉及一种用于光通信网络的节点，在所述光通信网络中通过在其上以波分复用方式传输光信号的传输线来连接若干节点。这种波分复用由多个信息信号形成，这些信息信号在不同波长的载波信号上进行调制，并且它们可以源自不同的信源并可以去往不同的信宿(sink)，因此在一个节点中必须彼此独立地交换这些信息信号。
因此用于这种光通信网络的节点一般包括交换单元，所述交换单元可以由一个或多个光交换结构构成，并且具有用于输入和输出信道的多个端口，在其每个端口上传输多个光信息信号之一。在光交换单元和每根传输线之间有一个光接口，该光接口包括用于将来自传输线的多路复用信号分解成多个输入信道的解复用器，其中每个输入信道被提供给交换单元的一个输入端口；还包括用于将多个输出信道汇集成一个输出多路复用信号的多路复用器，其中每个输出信道源自交换单元的一个输出端口。为了将信息信号添加到网络上以进行传输以及从网络中丢下(drop)它们，配备了一个转发器(transponder)，其将由信源提供的信息信号变成适当的形式以便在光网络上进行传输，或者相反地，其将在网络上传输的信息信号变成适当的形式以便用连接至网络的信宿进行处理。
为了在这种网络中达到尽可能高的可靠度，所有网络部件都应当是冗余的。也就是说，对于在所谓的工作路径上的网络的开始节点和目标节点之间传输的信息信号而言，必须存在至少一个保护路径，在该保护路径上传输信息信号的一个副本，以使在主路径出现故障的情况下，可以在目标节点处获得并能够使用在保护路径上传输的副本，或者该保护路径在需要的情况下被保持可用于传输这样的副本，以使如果检测到工作路径中的故障，则传输可以以最小的时间损失在该保护路径上继续进行。
工作路径和保护路径必须沿着不同的传输线行进，并且如果存在的话，沿着这些传输线上的不同中间节点行进，从而单个传输线的中断或单个中间节点的故障不会导致工作路径和保护路径同时发生故障。
对于这两个路径而言，开始节点和目标节点必须是相同的，从而在这样的节点中必须采取特殊措施，以便避免这样一个节点的局部故障同时影响两个路径。
基于图1将简要地概述该问题的已知解决方案，图1示意性地示出了现有技术的节点结构。
该节点包括多个接口1，其中的两个在该图中被示出，并且它们将节点的中央交换单元2连接至与接口1相连的双向光传输线3。每个接口1包括解复用器4，该解复用器4具有连接至传输线的一个输入端和根据在传输线3上传输的多路复用信号的波长数目的若干输出端。解复用器4将多路复用信号分解成它的各种调制载波，其中每个调制载波对应于一个信息信号，并且在它的输出端口之一输出这些调制载波。这些输出端口中的每个被连接至交换单元2的一个输入端口，该交换单元2将有关的信息信号交换至至少一个它的输出端口。这些输出端口被连接至多路复用器5的一个输入端口或者转发器6，该多路复用器5将在它的输入端口出现的信息信号汇集成一个输出多路复用信号。该转发器6均包括光电转换器或电光转换器，其允许与之相连的信源或信宿将数据输入到网络中或者从网络接收数据，所述信源和信宿在下文中都被称作终端。为了保护所述终端不受转发器6的故障的影响，必须分配给它一个工作转发器和一个保护转发器，该工作转发器用于传送工作信号，该保护转发器传送保护信号或者适于在需要的情况下这样做。坦率地讲，防备交换单元2的故障的保护是不可能的；如果它发生故障，那么任何光信息信号都不能再在传输线3和转发器6之间进行传输。
为了保护不受交换单元2的故障的影响，可以再配备一个完全相同的交换单元2。然而，这种解决方案是非常昂贵的。
以较少的费用提供冗余的一种可能性是不以单个交换结构来构成交换单元2，该单个交换结构的输入端口被连接至所有解复用器4和转发器6，以及其输出端口被连接至所有多路复用器5和转发器6，而是由多个交换结构来构成该交换单元，其中每个交换结构只从每个解复用器接收分配给它的专用载波波长，并将它交换至多路复用器。如果将相同终端的工作转发器和保护转发器连接至这些波长选择性交换结构中的不同交换结构，那么这些交换结构中单独一个的故障将不再会同时影响工作信号和保护信号。然而，只有当确保工作信号和保护信号不仅通过不同的传输线，而且使用不同的载波波长到达该节点时，这种解决方案才起作用。
如果各个交换结构不仅交换一个载波波长，而且交换若干载波波长的话，那么限制还将更加严重，因为与工作信号相比为了确保保护信号由另一交换结构传送，保护信号必须不具有传送工作信号的交换结构所交换的若干载波波长中的任何一个。
本发明的目的在于提供一种用于光通信网络的节点，它能够简单而经济地制造，并且不具有这样的部件，即该部件既有工作信号又有其相关的保护信号通过，以致该部件的故障可能中断这两个信号。
关于从第二节点到达该节点以便向连接至该节点的信宿转发的信息信号的方面，该目的通过具有权利要求1的特征的节点来实现；关于来自连接至该节点的信源以便向第二节点转发的信息信号的方面，通过具有权利要求4的特征的节点来实现。设置于接口和交换单元之间的输入分支装置允许向光接收机提供到达这些接口的信息信号，特别是必须到达不同接口的工作信号和与之相关的保护信号，同时避开交换单元。因此，交换单元的故障只会中断从一个接口到另一接口通过该节点的那些信息信号。如上所述，因为工作信号和保护信号不应当通过相同的节点，所以这样的故障决不会影响相关的保护信号和工作信号。要在该节点的位置处丢下的信息信号并不通过交换单元，因此不会受到其可能的故障的影响。
加以必要的变更，这同样适用于在一个节点处将信息信号从信源提供到网络中。为了提供这种终端的工作信号和保护信号，在每个接口和交换单元之间配备输出分支装置，该输出分支装置适于从交换单元或从转发器的光发射机向所述接口提供输出信道。在将该信息信号注入网络的节点处，工作信号和保护信号均不通过相同的交换单元。
在最简单的情况下，分支装置可能由一个信号分配器构成，它按比例并且同时地分别向交换单元的输入端和转发器发送来自解复用器的信息信号，或者它叠加交换单元和转发器的输出信号。为了避免从中产生的功率损耗，优选的是该分支装置被构成为交换机，在给定的时刻，该交换机将信息信号仅转发给交换单元或者仅转发给转发器，或者该交换机仅从交换单元或者仅从信号转换器单元接收信息信号。
为了确保能够以多路复用的任意波长来丢下或添加信息信号，应当分别按照与输入和输出信道相对应的数目来配备转发器，所述转发器具有分别分配给它们的解复用器的一个输出端口或多路复用器的一个输入端口，所述转发器适于分别通过所述端口被连接至输入或输出分支装置。
通过输出分支装置，可以将适于利用可选择的载波波长将信息信号提供给输出信道的转发器连接至多个输出信道。
为了供双向数据业务使用，每个转发器优选地包括用于输出信道的发射机和用于输入信道的接收机。然后应当将发射机和接收机连接至相同接口的分支装置。
如果分支装置不仅有选择地向分支单元或向多个转发器之一提供输入信息信号，或者有选择地从交换单元或多个转发器之一接收输出信息信号，而且还能够从转发器向交换单元提供信息信号，反之亦然，那么能够获得额外的优点。因此，举例来说，成为可能的是首先提取信息信号、在转发器中再生该信息信号、以及从相同的转发器向网络再次提供该信号，并且在转发器可调谐的情况下，成为可能的是改变传输信息信号的载波波长。
参考附图，根据对实施例的后续描述，本发明的更多特征和实施例将变得显而易见。
已经讨论过的图1示出一个常规节点；
图2示出根据本发明的节点的基本构造；
图3是可以在节点中使用的分支装置的第一简单实施例；以及
图4和图5示出分支装置的高级实施例。
在图2中以框图示出的本发明的节点与图1的常规节点的区别在于这样的事实，即该节点的每个接口1均具有与之相关的分支装置7，该分支装置7位于有关的接口1和交换单元2上与之相关的输入和输出端口之间的输入和输出信道8、11上，并且分支装置7具有与之相连的若干转发器6。
在图3中示意性地描绘了分支装置7的第一个例子。每一个用于一个信息信号的、具有载波波长l1，…，lN的N个信息信道8从接口1的解复用器4的输出端口到达交换单元2。在这些输入信道8中的每一个处设置一个开关，例如活动反射镜9，该活动反射镜根据其位置让信息信号传递到交换单元2或者将其朝着转发器6之一的接收机10偏转。在载波波长l1，…，lN的输出信道11处设置相对应的一组反射镜9，所述输出信道11从交换单元2的输出端口到接口1的多路复用器5的输入端口。在所示构造中，将引导载波波长为l1的信息信号的输入信道8传输至交换单元2，而波长为lN的信息信号到达转发器6之一，在那里将其转换为电信号，并将其提供给终端12。因此所提取的信息信号是终端12的工作信号。终端12被连接至未示出的另一转发器，该另一转发器被连接至分支装置7，该分支装置7与图3所示的分支装置不同，并且该分支装置7通过另一接口1接收保护信号。
终端12还被连接至转发器6的发射机13，以便向网络提供工作信息信号。发射机13以固定的波长lN来运行。来自该发射机13的光信号到达反射镜9，该反射镜9将其偏转到波长为lN的多路复用器5的输入端口。未示出的另一转发器具有一个发射机，用于经由另外一个接口发送相应的保护信号。因此终端12能够发送工作信息信号和保护信息信号，而无须交换单元2的帮助。
在该实施例中，用于N个可能载波波长中每一个的转发器6必须被连接至分支装置7，以便确保无论其载波波长如何，都能够提取到达分支结构7的任何信息信号，或者确保能够以相反方向提供具有相同载波波长的信息信号。
图4的实施例只需要较少数目的转发器6。这些转发器6中的每一个具有发射机13，该发射机13可以调谐至多个载波波长li，…，lN，优选地可以调谐至多路复用的所有波长，并且在对应于这些载波波长之一的每个输出信道处有一个反射镜9或者具有类似功能的开关，所述反射镜或开关允许将由发射机13发送的信息信号提供给这些输出信道11之一。相反地，在具有相应载波波长的每个输入信道8处有一个反射镜9，用于提取朝向该转发器6的接收机10的信息信号。由于常规转发器的接收机通常对多路复用的所有波长敏感，因此根据需要，可以将这样的转发器连接至任何一对输入和输出信道8、11。
图5是分支装置7的更高级的实施例。该分支装置包括四组N×M反射镜，M是转发器6的个数。像图4中一样，第一组反射镜9a用于将来自输入信道8的输入信息信号偏转至转发器6；第二组9b用于将来自转发器6的信息信号提供给输出信道11。第三组9c用于将来自输出信道11的信息信号偏转至多个转发器6之一，以及第四组9d用于将来自转发器6的信息信号提供给输入信道8。
转发器6均具有两个开关14、15和一个脉冲整形电路16。在第一位置，开关14将转发器的接收机10和发射机13的电信号端口连接至终端的端口。在第二位置，它们将它们连接至脉冲整形电路16的输入和输出端，从而在脉冲整形电路16中以电的方式再生由接收机10接收的所提取信息信号，然后将其作为光信号用发射机13转发。这种转发器6可以有选择地用于在输入信道8处提取衰减的信息信号，重新放大该信号，以及使用多个反射镜9d之一将其再次提供给相同的输入信道8，以便接着在交换单元中交换该信号。
此外有可能的是，丢下载波波长为li的到达例如输入信道8的信息信号，使用转发器6将其转换为另一载波波长lj，并将其提供给相应于该波长的输入信道8。如果在要通过其从有关节点转发信息信号的传输线3上，载波波长li已经被另一信号占用的情况下，这可能是必需的。作为新的载波波长lj，优选的是选择还可以在输出传输线3上使用的载波波长，倘若它也可以用于分支装置7的话。如果不是这样的话，在信息信号在其通过该节点的路线上所经过的两个分支装置7中，可以对信息信号进行两次波长转换。

Claims (11)

1.一种用于光通信网络的节点，其具有至少一个交换单元(2)、多个用于连接到传输线(3)的光接口(1)，该节点包括：解复用器(4)，用于将来自WDM传输线的多路复用信号分解成多个输入信道(8)，其中每个输入信道被提供给交换单元(2)的一个输入端口；以及多路复用器(5)，用于将多个输出信道(11)汇集成一个输出多路复用信号，其中每个输出信道源自交换单元(2)的一个输出端口；以及至少一个接收机(10)，用于从该通信网络中提取信息信号，其特征在于，输入交换装置(7)位于输入信道(8)的路径上每个接口(1)和交换单元(2)之间，并且适于向交换单元(2)以及向接收机(10)提供输入信道(8)。
2.权利要求1所述的节点，其特征在于，对应于解复用器(4)的各个输出端口，所述输入分支装置(7)包括开关(9)，用于有选择地将该输出端口连接至交换单元(2)的输入端口之一或者连接至接收机(10)。
3.权利要求2所述的节点，其特征在于，每个接收机(10)具有与之相关的解复用器(4)的一个输出端口，可以通过输入分支装置(7)连接至该输出端口，并且按照与输入信道的数目相对应的数目配备所述接收机(10)。
4.一种用于光通信网络的节点，其具有至少一个交换单元(2)、多个用于连接到传输线(3)的光接口(1)，该节点包括：解复用器(4)，用于将来自WDM传输线的多路复用信号分解成多个输入信道(8)，其中每个输入信道被提供给交换单元(2)的一个输入端口；以及多路复用器(5)，用于将多个输出信道(11)汇集成一个输出多路复用信号，其中每个输出信道源自交换单元(2)的一个输出端口；以及至少一个发射机(13)，用于向该通信网络提供信息信号，其特征在于，输出交换装置(7)位于输出信道(11)的路径上每个接口(1)和交换单元(2)之间，并且适于从交换单元(2)以及从发射机(13)向接口(1)提供输出信道(11)。
5.权利要求4所述的节点，其特征在于，对应于多路复用器(5)的各个输入端口，所述输出分支装置(7)包括开关(9)，用于有选择地将该输入端口连接至交换单元(2)的输出端口之一或者连接至发射机(13)。
6.权利要求5所述的节点，其特征在于，按照与输出信道(11)的数目相对应的数目配备所述发射机(13)，并且每个发射机(13)具有与之相关的多路复用器(5)的一个输入端口，可以通过输出分支装置(7)连接至该输入端口。
7.权利要求5所述的节点，其特征在于，所述发射机(13)可以连接至多个输出信道(11)，并且适于向输出信道(11)提供具有可选择波长的信息信号。
8.权利要求1、2或3和权利要求4、5、6或7所述的节点，其特征在于转发器(6)，所述转发器中的每个包括多个发射机(13)之一和多个接收机(10)之一，其中将相同转发器(6)的发射机(13)和接收机(10)连接至相同接口(1)的分支装置(7)。
9.权利要求8所述的节点，其特征在于，所述输入和输出分支装置(7)还适于向交换单元(2)提供来自接口(1)的输入信道(8)，以及提供来自多个转发器(6)之一的输入信道；并且适于向接口(1)的输出信道(11)以及向多个转发器(6)之一提供来自交换单元(2)的输出信道(11)。
10.前述权利要求之一所述的节点，其特征在于，每个接收机(10)是光电转换器，以及每个发射机(13)是电光转换器。
11.权利要求10所述的节点，其特征在于，至少一个转发器(6)包括信号再生器电路(16)。
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