TWI647926B - Intelligent multi-wavelength dynamic optical delay buffer control device - Google Patents

Intelligent multi-wavelength dynamic optical delay buffer control device Download PDF

Info

Publication number
TWI647926B
TWI647926B TW105113913A TW105113913A TWI647926B TW I647926 B TWI647926 B TW I647926B TW 105113913 A TW105113913 A TW 105113913A TW 105113913 A TW105113913 A TW 105113913A TW I647926 B TWI647926 B TW I647926B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
wavelength
optical
control device
wavelength selective
output
Prior art date
Application number
TW105113913A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201740699A (zh
Inventor
廖虹惠
周錫熙
徐希白
Original Assignee
中華電信股份有限公司
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 中華電信股份有限公司 filed Critical 中華電信股份有限公司
Priority to TW105113913A priority Critical patent/TWI647926B/zh
Publication of TW201740699A publication Critical patent/TW201740699A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI647926B publication Critical patent/TWI647926B/zh

Links

Landscapes

  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

本發明提出一種智慧型多波長動態光延遲緩衝控制裝置。前述之裝置包含第一波長選擇開關、一個或多個光纖延遲線、一個或多個光放大器、以及控制器。前述裝置將光纖延遲線以及光放大器設於波長選擇開關的輸入埠以及輸出埠之間，並透過控制器指派波長選擇開關在指定的輸入埠與輸進行切換連接，以對輸入光進行光延遲配置。

Description

智慧型多波長動態光延遲緩衝控制裝置
本發明係一種光延遲緩衝控制裝置，尤指一種透過波長選擇開關進行控制之智慧型多波長動態光延遲緩衝控制裝置。
現行之光通訊技術中尚未有全光的隨機存取緩衝器，因此多通過無源的光纖延遲線FDL(Fiber Delay Line)或有源的光纖環路等技術來模擬光存取緩衝器功能。而習知之技術為了達到此功能，需先截取10%正在進行之光波信號，並對該此光波信號進行光/電轉換、解調信號處理、以及經由複雜的電控制邏輯處理後，才能執行光交換系統中心所指定之光延遲緩衝作業。
除此之外，前述之光延遲緩裝置僅能針對具有單一個波長之訊號進行光延遲緩作業，因此若需對具有多個波長之光訊號進行光延遲緩作業時，則必需建置多組設備始能達成，使得該技術之建置成本始終居高不下。
綜上所述，如何提供一種較佳的光延遲緩衝控制裝置乃本領域亟需解決之技術問題。
為解決前揭之問題，本發明之目的係提供一種可處理多個波 長之動態光延遲緩衝控制裝置。
為達上述目的，本發明提出一種智慧型多波長動態光延遲緩衝控制裝置。前述之裝置包含第一波長選擇開關、一個或多個光纖延遲線、一個或多個光放大器、以及控制器。第一波長選擇開關包含複數個輸入埠以及複數個輸出埠，並依據接收的控制指令在指定之輸入埠以及輸出埠之間進行切換連接。前述之光纖延遲線設於指定之輸入埠以及輸出埠之間。前述之光放大器其輸入端以及輸出埠分別連接至指定之輸出埠以及輸入埠之間。前述之控制器連接至第一波長選擇開關，並發送控制指令至第一波長選擇開關以設定輸入埠與輸出埠之間的傳輸路徑。
綜上所述，本發明之智慧型多波長動態光延遲緩衝控制裝置透過配置波長選擇開關之切換作業，得以對特定之波長設定所需之延遲值。
Io,I1~I6‧‧‧輸入埠
Oo,O1~O6‧‧‧輸出埠
λ1~λ12‧‧‧入射光波
1‧‧‧智慧型多波長動態光延遲緩衝控制裝置
11‧‧‧第一波長選擇開關
111‧‧‧光柵及光映射組件
112‧‧‧空間相位調製元件
12‧‧‧光纖延遲線
13‧‧‧光放大器
14‧‧‧控制器
2‧‧‧交換系統中心
3‧‧‧光纖接頭
4‧‧‧第二波長選擇開關元件
圖1係為本發明第一實施例之智慧型多波長動態光延遲緩衝控制裝置之系統方塊圖。
圖2係為本發明之波長選擇開關之內部方塊圖。
圖3係為本發明第二實施例之智慧型多波長動態光延遲緩衝控制裝置示意圖。
圖4~8係為本發明第一實施例之智慧型多波長動態光延遲緩衝控制裝置之光波行進路徑示意圖。
以下將描述具體之實施例以說明本發明之實施態樣，惟其並 非用以限制本發明所欲保護之範疇。
請參閱圖1，其為本發明第一實施例之智慧型多波長動態光延遲緩衝控制裝置1之系統方塊圖。其包含第一波長選擇開關11(Wavelength selective switch，簡稱：WSS)、一個或多個光纖延遲線12(Fiber Delay Line，簡稱：FDL)、一個或多個光放大器13(Optical Amplifier，簡稱：OA)、以及控制器14。
請共同參閱圖2，其為第一波長選擇開關11之內部方塊圖，第一波長選擇開關11進一步包含複數個輸入埠、複數個輸出埠、光柵及光映射組件111(Grating & Imaging optics)、以及空間相位調製元件112(spatial light modulator，簡稱：SLM)。前述之光柵及光映射組件111係耦合輸入埠，光柵及光映射組件111係將經由外部光纖接頭3輸入之入射波進行分離，空間相位調製元件112則是耦合光柵及光映射組件111並接收該入射波，並依據控制器14所發送的控制指令將入射波轉向至指定之輸出埠。
進一步說明之，前述之光柵及光映射組件111主要將輸入埠之入射光波組分離後再映射至空間相位調製元件112，並透過空間相位調製元件112將入射光轉向至欲輸出的輸出埠，達到可程式控制光延遲時間之功效。前述之波長選擇開關元件可在同一個時間內，將多條不同光纖輸入之光波信號切換到多個對應之輸出埠，因此可同時進行多個波長之切換功能。由於同一條光纖埠可導入或導出多道波長之光波信號，此與入射波長光點所在位置有關，與光波之波長無關，因此多道光波信號之處理上可使用波分複用器(Wavelength Division Multiplexer，簡稱：WDM)來導入訊號，或使用多核芯光纖(Multi-Core-Fiber，簡稱：MCF)處理之。
前述之光纖延遲線12設於指定之輸入埠以及輸出埠之間，而光放大器13之輸入端以及輸出埠分別連接至指定之輸出埠以及輸入埠之間，而控制器14係連接第一波長選擇開關11，並發送控制指令至第一波長選擇開關11以設定輸入埠與輸出埠之間的傳輸路徑。
前述之光纖延遲線12主要功能在於製造光波延遲，由於光在光纖上的速率為光速(299,792,458m/s)除以光纖核(Fiber core)之介質指數(index)約1.46，故光在光纖上的速率為205337300m/s，換算為km/s則約205337km/s，每1ms約傳輸205km，每1μs約傳輸0.205km，以此類推，可算出光波在光纖傳輸延遲所需光纖延遲線12長度。
光放大器13主要功能在於補償經過較長之光纖延遲線12所造成之光損失，目前常用之放大器為光纖光放大器及半導體光放大器，可依波長範圍選取適用之光放大器，例如操作於波長1550nm之WDM系統則採用摻鉺光纖光放大器(Erbium-doped Optical Fiber Amplifier，簡稱：EDFA)為主，操作於波長1310nm之光放大器13則以採用半導體光放大器。
前述之智慧型多波長動態光延遲緩衝控制裝置1更具備用於控制波長選擇開關之控制介面，並以此控制介面下達控制指令給空間相位調製元件112進行N道信號光波傳輸交換的動作，使N道光波能在一個時間內，同時導入不同的光纖延遲線12，並能將後續進入之光波並行處理，而不會影響原本正在進行處理之光波，並能有效簡化傳統光交換網路中光延遲緩衝之電控制邏輯處理比對程序及所需時間冗長之問題，並具備可程式控制同時導入多波長之動態光延遲緩衝，並交換至輸出之光纖埠，達到即時動態光切換之目的。
請參閱圖3，其為本發明第二實施例之智慧型多波長動態光延遲緩衝控制裝置1之系統方塊圖。第二實施例與第一實施例相似，惟其差異在於第二實施例更包含與第一波長選擇開關11實質相同之第二波長選擇開關元件4，於此實施例中，第一波長選擇開關11其中之一輸出埠係連接第二波長選擇開關元件4其中之一輸入埠，以藉由第二波長選擇開關元件4將第一波波長選擇開關元件輸出之訊號進行切換配置到指定之電信路徑。
智慧型多波長動態光延遲緩衝控制裝置1可由低頻專線(電話線或網路線)讀取交換系統中心2所預定執行之光波組延遲緩衝及轉發信號數據資料後，經由波長選擇開關控制介面下達控制指令給空間相位調製元件112作預先轉向之準備，當光波組進入波長選擇開關後，即可依預先準備好之轉向控制機制進行光延遲緩衝。
圖4~圖8為本案智慧型多波長動態光延遲緩衝控制裝置1之操作示意示圖，於此操作說明中使用了6條長度分別為200m、1km、2km、10km、20km、以及30km之光纖延遲線12。當智慧型多波長動態光延遲緩衝控制裝置1由經由低頻專線(電話線或網路線)從交換系統中心2取得欲傳輸光波長排序及延遲緩衝時間之相關資料後，智慧型多波長動態光延遲緩衝控制裝置1會經由控制介面下達控制指令給波長選擇開關之空間相位調製元件112作預先轉向之準備，當光波由輸入埠進入波長選擇開關後，即可將輸入光波導入預先設定好延遲之輸出埠，而各波長依所需延遲時間，可多次循環切換至相同或不同延遲線之輸出埠。本案之裝置依據光波經過之光纖延遲線12之長度，並加入每經過一次空間相位調製元件112轉向所需花費之T波長選擇開關時間(經過N次空間相位調製元件112轉向，則為N x T波長 選擇開關時間)後，即可精算出延遲時間。若延遲時間過長，導致光功率損失過大時，則可將傳輸路徑切換至具光放大器13之輸出埠放大後，再由輸出埠Oo輸出。以下將自時間T=to，t1，t2，t3至t4時，光波組進行路徑經過逐一說明之。
請參閱圖4，當時間T=to時，入射光波組分別為λ1，λ2及λ3，λ1未經任何延遲直接由輸出埠Oo輸出，λ2及λ3則分別切換至輸出埠O3(連接長度為2km之光纖延遲線12)，以及輸出埠O4(連接長度為30km之光纖延遲線12)。
請參閱圖5，當時間T=t1時，入射光波組分別為λ5及λ6，λ2經由長度為2km之光纖延遲線12延遲緩衝後，由輸入埠I3切換至輸出埠Oo輸出，此時總共延遲時間tdλ2=2T波長選擇開關+10μs(每1μs約傳輸0.205km)，λ5直接由輸出埠Oo輸出，λ6則切換至輸出埠O5(連接長度為20km光纖延遲線12)。
請參閱圖6，當時間T=t2時，入射光波組分別為λ7，λ8及λ9，λ3經由長度為30km之光纖延遲線12延遲緩衝後，再切換至光放大器13輸出埠OA(連接具光放大器13)進行光功率放大，λ7，λ8及λ9則直接由輸出埠Oo輸出，λ6則再次切換至輸出埠O5(連接長度為20km之光纖延遲線12)，作第經由光纖延遲線12(20km)進行第二次延遲。
請參閱圖7，當時間T=t3時，入射光波為λ10，λ10則直接由輸出埠Oo輸出，λ3經長度為30km之光纖延遲線12的延遲緩衝，以及經由光放大器13放大後自輸入埠IA切換至輸出埠Oo輸出，此時總共延遲時間tdλ3=3T波長選擇開關+150μs(每1μs約傳輸0.205km)，λ6經過2次光纖延遲線 12(長度為20km)延遲緩衝及光放大後，由輸入埠I4切換至光放大器13輸出埠OA進行光功率放大光放大器13。
請參閱圖8，當時間T=t4時，入射光波組分別為λ11及λ12，λ11直接由輸出埠Oo輸出，λ12則切換至輸出埠O2(連接光纖延遲線12(1km))，λ6經40km延遲緩衝及光放大後，自輸入埠IA切換至輸出埠Oo輸出，此時總共延遲時間tdλ6=4T波長選擇開關+200μs(每1μs約傳輸0.205km)。
由前述說明可知，智慧型多波長動態光延遲緩衝控制裝置1當入射光波組經波長選擇開關時，可透過循環切換來設定各個波長所需之延時需求，智慧型多波長動態光延遲緩衝控制裝置1故接收端在接收延時處理後之光波時，不會發生波長衝突(Contention)之問題。
由上述實施方式所舉案例，證實本案之智慧型多波長動態光延遲緩衝控制裝置1可於同一時間內，處理不同入射光波組的光延遲。相較於先前技術，本案之智慧型多波長動態光延遲緩衝控制裝置1完全無需先截取10%正在進行之光波，經光/電轉換解調信號後作複雜的電控制邏輯處理，才能執行光延遲緩衝之光交換系統中心2的問題，故可完整進行全光網路多波長動態光延遲緩衝之光交換系統中心2傳輸，簡化整個傳輸流程。
【特點及功效】
本案之智慧型多波長動態光延遲緩衝控制裝置1與傳統光延遲緩衝架構相互比較時，更具備下列優點：
(1). 無需先截取10%正在進行之光波，經光/電轉換解調信號後作複雜的電控制邏輯處理，故在光學架構上，除了波長選擇開關之外，無需增加其他光組件，亦無需光/電轉換解調信號後作複雜的電控制邏輯處 理，簡化整個光延遲緩衝流程，降低佈放及維運成本；
(2). 可由低頻專線(電話線或網路線)讀取交換系統中心2所預定執行光波組之光波信號延遲緩衝及轉發光波信號數據資料後，並透過控制介面下達控制指令給波長選擇開關之空間相位調製元件112作預先轉向之準備，當光波長組進入波長選擇開關後，即可依空間相位調製元件112預先準備好之轉向控制機制進行光延遲緩衝及光切換程序。
(3). 本案之裝置採用可程式控制之波長選擇開關，利用多段分級排程光纖延遲線12配合波長選擇開關多波道進出之管控機制，能精準控制經過每一段光纖延遲線12光波，使能將多道不同輸入之光波信號經程式控制光延遲緩衝到對應之輸出光纖埠，達到動態光延遲緩衝之光交換目的；
(4). 本案之裝置以波長選擇開關控制介面下傳指令給空間相位調製器空間相位調製元件112進行N道信號光波傳輸交換的動作，使N道光波能在一個時間內，同時導入不同的光纖延遲線12，並能對後續進入波長選擇開關之光波並行處理，不會影響原本正在進行處理之光波。
(5). 當入射光波組經波長選擇開關進行多波長動態光延遲緩衝後，切換至輸出埠口Oo光纖埠輸出，並進入至波長選擇開關，可繼續進行光交換網路之光傳輸，或是由波長選擇開關切換至預定傳輸之光纖埠端口，故在接收端在接收時不會產生波長衝突(Contention)。
(7). 利用可程式控制之波長選擇開關波長選擇開關之多波道進出管控機制，並配合多段分級排程光纖延遲線12，即可組成精準化之多波長動態光延遲緩衝裝置，可隨時增減新的光波組，與傳輸光波之波長無關， 只與入射光點位置有關，故無需因系統傳輸波長改變，而需更換光延遲緩衝裝置之相關光組件，可節省更多佈放及維運費用。
上列詳細說明乃針對本發明之一可行實施例進行具體說明，惟該實施例並非用以限制本發明之專利範圍，凡未脫離本發明技藝精神所為之等效實施或變更，均應包含於本案之專利範圍中。
綜上所述，本案不僅於技術思想上確屬創新，並具備習用之傳統方法所不及之上述多項功效，已充分符合新穎性及進步性之法定發明專利要件，爰依法提出申請，懇請 貴局核准本件發明專利申請案，以勵發明，至感德便。

Claims (8)

  1. 一種智慧型多波長動態光延遲緩衝控制裝置，包含：第一波長選擇開關，包含複數個輸入埠以及複數個輸出埠，該第一波長選擇開關係依據接收的控制指令在指定之該輸入埠以及該輸出埠之間進行切換連接，其中該些輸入埠的其中之一用以接收具有多道波長的光波信號；一個或多個光纖延遲線，設於指定之該輸入埠以及該輸出埠之間，其中該光纖延遲線之長度係包含200公尺、1公里、2公里、10公里、20公里、30公里其中至少一；一個或多個光放大器，其輸入端以及輸出埠分別連接至指定之該輸出埠以及該輸入埠之間；以及控制器，連接至該第一波長選擇開關，並發送該控制指令至第一波長選擇開關以設定該輸入埠與該輸出埠之間的傳輸路徑，第二波長選擇開關元件，其與該第一波長選擇開關元件實質相同，且該第一波長選擇開關其中之一該輸出埠係連接該第二波長選擇開關元件其中之一輸入埠，並由該第二波長選擇開關元件將該第一波長選擇開關的一輸出信號進行切換分配至該第二波長選擇開關的該些輸出埠的其中之一以輸出。
  2. 如請求項1所述之智慧型多波長動態光延遲緩衝控制裝置，其中該第一波長選擇開關進一步包含：光柵及光映射組件，耦合該等輸入埠，該光柵及光映射組件係將外部輸 入之入射波進行分離；以及空間相位調製元件，耦合該光柵及光映射組件並接收該入射波，以依據控制指令將該入射波轉向至指定之該輸出埠。
  3. 如請求項1或2所述之智慧型多波長動態光延遲緩衝控制裝置，其中該光放大器係為摻鉺光纖光放大器。
  4. 如請求項1或2所述之智慧型多波長動態光延遲緩衝控制裝置，其中該光放大器之操作波段係包含1550nm、1310nm其中至少一。
  5. 如請求項1或2所述之智慧型多波長動態光延遲緩衝控制裝置，其中該控制指令係包含循環切換指令，該循環切換指令係在該等輸入埠以及該等輸出埠之間進行循環切換。
  6. 如請求項5所述之智慧型多波長動態光延遲緩衝控制裝置，其中該循環切換指令係用於設定該傳輸路徑之延遲時間。
  7. 如請求項5所述之智慧型多波長動態光延遲緩衝控制裝置，其中該循環切換指令係用於設定該傳輸路徑之增益。
  8. 如請求項5所述之智慧型多波長動態光延遲緩衝控制裝置，其中該循環切換指令係用於設定該傳輸路徑之延遲時間以及增益。
TW105113913A 2016-05-05 2016-05-05 Intelligent multi-wavelength dynamic optical delay buffer control device TWI647926B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW105113913A TWI647926B (zh) 2016-05-05 2016-05-05 Intelligent multi-wavelength dynamic optical delay buffer control device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW105113913A TWI647926B (zh) 2016-05-05 2016-05-05 Intelligent multi-wavelength dynamic optical delay buffer control device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201740699A TW201740699A (zh) 2017-11-16
TWI647926B true TWI647926B (zh) 2019-01-11

Family

ID=61022840

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW105113913A TWI647926B (zh) 2016-05-05 2016-05-05 Intelligent multi-wavelength dynamic optical delay buffer control device

Country Status (1)

Country Link
TW (1) TWI647926B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113252088B (zh) * 2021-05-18 2022-09-13 电子科技大学 一种多波长的分布式光纤传感系统及方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7146069B1 (en) * 2003-06-05 2006-12-05 Calient Networks, Inc. Optical system for selectable delay
CN101141824A (zh) * 2007-10-23 2008-03-12 上海理工大学 光信号复制系统
WO2015024238A1 (zh) * 2013-08-22 2015-02-26 华为技术有限公司 一种波长选择开关
CN104734799A (zh) * 2013-12-19 2015-06-24 华为技术有限公司 光交换架构
WO2015100636A1 (zh) * 2013-12-31 2015-07-09 华为技术有限公司 一种环形光缓存器及光信号存入和读取方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7146069B1 (en) * 2003-06-05 2006-12-05 Calient Networks, Inc. Optical system for selectable delay
CN101141824A (zh) * 2007-10-23 2008-03-12 上海理工大学 光信号复制系统
WO2015024238A1 (zh) * 2013-08-22 2015-02-26 华为技术有限公司 一种波长选择开关
CN104734799A (zh) * 2013-12-19 2015-06-24 华为技术有限公司 光交换架构
WO2015100636A1 (zh) * 2013-12-31 2015-07-09 华为技术有限公司 一种环形光缓存器及光信号存入和读取方法

Also Published As

Publication number Publication date
TW201740699A (zh) 2017-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI493899B (zh) 動態波長分配光路由及應用此光路由的終端裝置
CN104125517B (zh) 一种光传输系统、模式耦合器和光传输方法
CN103916195A (zh) 一种多波长光接收装置
CN102843194B (zh) 波长选择开关型roadm的色散补偿系统及方法
TWI647926B (zh) Intelligent multi-wavelength dynamic optical delay buffer control device
CN104837079B (zh) 波分复用无源光网络中的多波长组播装置与方法
JP4549710B2 (ja) 光フィルタリングの方法と装置
JP2009027421A (ja) 光伝送システム
JP2002261697A (ja) 光伝送システム及び波長変換装置
CN103516433A (zh) 一种光电光中继器、长距盒及对上下行光信号的处理方法
JP2000332693A (ja) 波長多重光源
JP4030935B2 (ja) 光パルス伝送装置
JP4029515B2 (ja) 波長変換器及び波長変換装置
CN204290967U (zh) 一种波长选择光交叉单元
JP2007028461A (ja) 光ａｄｍ装置、システム、および方法
JP2954238B2 (ja) 双方向光通信方式
JP2872284B2 (ja) 波長選択性光スターカプラ
JP2010206598A (ja) 一芯双方向光伝送システムおよび一芯双方向用光増幅器並びに一芯双方向光伝送方法
JPH09153861A (ja) 波長多重通信方式用光海底ケーブル分岐装置およびそれを用いた波長多重光海底ケーブルネットワーク
JP4924900B2 (ja) 光符号分割多元接続を用いたｐｏｎ光通信システム
Raz et al. Optically reconfigurable 1× 4 silicon-on-insulator remote node switch for access networks
EP3158666B1 (en) Photonic integrated tunable multi -wavelength transmitter circuit
CN103281604A (zh) 多波长无源光网络系统的下行传输方法
JP4598615B2 (ja) 光波長多重信号送受信装置
CN111999801A (zh) 一种plc芯片、tosa、bosa、光模块、以及光网络设备

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees