專(zhuān)利名稱(chēng)：將多個(gè)光學(xué)傳感器與一個(gè)波分多路復(fù)用光交換器互連的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的來(lái)說(shuō)涉及波分多路復(fù)用光學(xué)轉(zhuǎn)換通信系統(tǒng)，具體地說(shuō)涉及包括可重配置的光交換器(optical switch)的波分多路復(fù)用光學(xué)通信系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
波分多路復(fù)用(WDM)已經(jīng)被開(kāi)發(fā)為一種用于增加光纖光網(wǎng)絡(luò)容量以支持?jǐn)?shù)據(jù)和電話(huà)業(yè)務(wù)應(yīng)用的快速發(fā)展的方法。WDM系統(tǒng)使用多個(gè)光學(xué)信號(hào)通道，每個(gè)通道都分配有一個(gè)特定的通道波長(zhǎng)。在WDM系統(tǒng)中，信號(hào)通道是在一個(gè)單獨(dú)的波導(dǎo)上產(chǎn)生、多路復(fù)用和傳送的，并被多路分解，從而單獨(dú)地把每一個(gè)通道波長(zhǎng)發(fā)送到指定的接收器。通過(guò)使用諸如摻雜光纖(doped fiber)放大器的光學(xué)放大器，可以同時(shí)直接放大多個(gè)光學(xué)通道，從而有助于在長(zhǎng)距離光學(xué)系統(tǒng)中使用WDM系統(tǒng)。
典型地，建議的波長(zhǎng)分割多路光學(xué)通信系統(tǒng)包括多路復(fù)用和多路分解交換元件，其只允許在光學(xué)系統(tǒng)中使用固定數(shù)量的光學(xué)通道。在一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)配置中，例如，通過(guò)使用集成頻率路由多路分解器將多路復(fù)用信號(hào)分解為構(gòu)成它的光學(xué)信號(hào)。頻率路由器使用硅光學(xué)裝置(silicon optical bench)技術(shù)，其中在硅的襯底上分布有多個(gè)磷摻雜二氧化硅波導(dǎo)管。光學(xué)星形輸出到具有相差q個(gè)波長(zhǎng)的相鄰光學(xué)距離的N個(gè)波導(dǎo)的陣列；這個(gè)陣列依次輸送一個(gè)輸出N*N星形。在“Alexanderet al.，J.Lightwave Tech，.Vol.11，No.5/6，May/June 1993，p.714”中描述了這樣的光學(xué)通信系統(tǒng)的頻率路由器設(shè)計(jì)。通過(guò)在輸入端使用1*N的配置，包含不同頻率光的多路復(fù)用光學(xué)信號(hào)可以在從輸出N*N星形擴(kuò)展的每個(gè)波導(dǎo)中分解成它的組成頻率。雖然這個(gè)配置充分地分解了不同頻率的光，但是集成光學(xué)設(shè)計(jì)固定了光通道的數(shù)量和相應(yīng)的波長(zhǎng)。此外，每個(gè)波長(zhǎng)都具有與路由元件的特定輸入和輸出端口對(duì)之間的固定關(guān)系。
上述交換元件的使用和可用性由于通道的數(shù)量變得有點(diǎn)問(wèn)題，因此輸入和輸出端口的數(shù)量需要增加，以支持在任何地方都具有256以至上千個(gè)通道的未來(lái)DWDM網(wǎng)絡(luò)。由于每個(gè)端口都分配有一個(gè)唯一且不能改變的波長(zhǎng)，所以本領(lǐng)域技術(shù)人員必須確保工作在合適波長(zhǎng)的合適傳送器連接到交換元件的合適端口。典型地，手工地將這些連接提供給交換元件的前板(front bay)。假定使用了固定波長(zhǎng)的傳送器，可以要求技術(shù)人員安裝上千個(gè)不同的傳送器以使每個(gè)傳送器都恰當(dāng)?shù)倪B接到其相應(yīng)的端口。因此，這個(gè)安裝步驟可能是十分耗時(shí)而且易于出錯(cuò)的，而且要求由熟練技術(shù)人員來(lái)進(jìn)行。
理想地，將使用所謂的“即插即用”方法，其中技術(shù)人員將一系列傳送器中的任意一個(gè)連接到交換元件端口中的任意一個(gè)，從而使接受過(guò)最少培訓(xùn)的技術(shù)人員也能夠快速并且?guī)缀鯚o(wú)誤差地完成。

發(fā)明內(nèi)容
在包括由通信鏈路互連的多個(gè)節(jié)點(diǎn)的WDM光學(xué)通信系統(tǒng)中，本發(fā)明提出了一種節(jié)點(diǎn)，其包括第一多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器，每個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器都以不同于另一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器的通道波長(zhǎng)產(chǎn)生和/或接收信息承載(information-bearing)光學(xué)信號(hào)。光學(xué)耦合結(jié)構(gòu)(optical coupling arrangement)在連接到所述節(jié)點(diǎn)的鏈路與第一多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器之間傳送通道波長(zhǎng)。該結(jié)構(gòu)適用于重新配置其工作狀態(tài)，從而通過(guò)由其它任何通道波長(zhǎng)所穿越的節(jié)點(diǎn)，有選擇地、不擾亂光學(xué)路徑地把不同的通道波長(zhǎng)從所述鏈路引導(dǎo)到不同的轉(zhuǎn)發(fā)器。提供了通信和配置結(jié)構(gòu)，其可以將識(shí)別轉(zhuǎn)發(fā)器各自工作的通道波長(zhǎng)的數(shù)據(jù)從轉(zhuǎn)發(fā)器傳送到光學(xué)耦合結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，第一多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器分別包括接收信息承載光學(xué)信號(hào)的多個(gè)接收器。通信和配置結(jié)構(gòu)將把通道波長(zhǎng)從鏈路傳送到第一多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器的光學(xué)耦合結(jié)構(gòu)的至少一部分的工作狀態(tài)進(jìn)行重新配置，以使轉(zhuǎn)發(fā)器能夠以它們分別工作的通道波長(zhǎng)接收光學(xué)信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，每個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器都包括一個(gè)包含識(shí)別轉(zhuǎn)發(fā)器各自工作的波長(zhǎng)的數(shù)據(jù)的識(shí)別元件。此外，光學(xué)耦合結(jié)構(gòu)具有一個(gè)接收元件，用于獲取包含在識(shí)別元件中的數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，光學(xué)耦合結(jié)構(gòu)包括一個(gè)可調(diào)的耦合結(jié)構(gòu)，用于有選擇地將不同的通道波長(zhǎng)從鏈路傳送到第一多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器。光學(xué)耦合結(jié)構(gòu)還包括一個(gè)無(wú)源耦合結(jié)構(gòu)，用于將通道波長(zhǎng)從轉(zhuǎn)發(fā)器引導(dǎo)到鏈路。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，光學(xué)耦合結(jié)構(gòu)包括一個(gè)具有至少三個(gè)端口的可重新配置的光學(xué)交換器。可重新配置的光學(xué)交換器適用于對(duì)其工作狀態(tài)進(jìn)行重新配置，以在任意端口接收第一多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器工作的任意通道波長(zhǎng)，并且將通道波長(zhǎng)引導(dǎo)到光學(xué)交換器的任意其它端口。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，光學(xué)耦合結(jié)構(gòu)包括一個(gè)具有至少三個(gè)端口的可重新配置的光交換器?？芍匦屡渲玫墓饨粨Q器適用于對(duì)其工作狀態(tài)進(jìn)行重新配置，以在多個(gè)端口接收第一多個(gè)傳送器工作的任意通道波長(zhǎng)，并且將通道波長(zhǎng)引導(dǎo)到光交換器的任意剩余端口。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出了第二多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器，在第一多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器中的一個(gè)或更多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器故障的情況下，其被用作備用轉(zhuǎn)發(fā)器。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，光學(xué)耦合結(jié)構(gòu)包括至少每個(gè)都具有至少三個(gè)端口的兩個(gè)可重新配置的光交換器。第一個(gè)可重新配置的光交換器適用于對(duì)其工作狀態(tài)進(jìn)行重新配置，以中止通道波長(zhǎng)向第一多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器的傳送，并且從第二多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器接收通道波長(zhǎng)。第二個(gè)可重新配置的光交換器適用于對(duì)其工作狀態(tài)進(jìn)行重新配置，以中止通道波長(zhǎng)向第二多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器的傳送，并且從第一多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器接收通道波長(zhǎng)。
根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，第一和第二多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器都排列在包括來(lái)自第一和第二多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器中的每個(gè)的轉(zhuǎn)發(fā)器對(duì)中。每個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器對(duì)中的轉(zhuǎn)發(fā)器都可以位于與另一個(gè)電連接著的相鄰位置(adjacent slot)中，用于在它們之間傳送電子數(shù)據(jù)信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，光學(xué)耦合結(jié)構(gòu)包括至少四個(gè)可重新配置的光交換器。每個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器對(duì)中的第一轉(zhuǎn)發(fā)器分別發(fā)送并接收通道波長(zhǎng)到第一和第二可重新配置光交換器。每個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器對(duì)中的第二轉(zhuǎn)發(fā)器分別發(fā)送并接收通道波長(zhǎng)到第三和第四可重新配置光交換器。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，光學(xué)耦合結(jié)構(gòu)包括至少兩個(gè)無(wú)源耦合結(jié)構(gòu)和每個(gè)都具有多個(gè)端口的兩個(gè)可重新配置光交換器。每個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器對(duì)中的第一轉(zhuǎn)發(fā)器發(fā)送并接收來(lái)自第一無(wú)源耦合結(jié)構(gòu)及其相關(guān)的第一光交換器的通道波長(zhǎng)。每個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器對(duì)中的第二轉(zhuǎn)發(fā)器發(fā)送并接收來(lái)自第二無(wú)源耦合結(jié)構(gòu)及其相關(guān)的第二光交換器的通道波長(zhǎng)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提出了一種方法，用于把通道波長(zhǎng)分配到光交換器的多個(gè)端口。該方法從接收光交換器的多個(gè)端口中的多個(gè)發(fā)送器開(kāi)始。發(fā)送器以與另一個(gè)發(fā)送器不同的波長(zhǎng)工作。從識(shí)別一個(gè)或更多發(fā)送器操作特性的發(fā)送器中獲取數(shù)據(jù)，該特性包括發(fā)送器各自工作的不同波長(zhǎng)?；趶陌l(fā)送器獲取的數(shù)據(jù)配置光交換器，使得多個(gè)端口分配到分別與在多個(gè)端口中接收到的發(fā)送器的不同波長(zhǎng)相對(duì)應(yīng)的通道波長(zhǎng)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，數(shù)據(jù)可以由技術(shù)人員手工輸入或者直接從發(fā)送器中讀取。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，在多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器位置中接收多個(gè)發(fā)送器，其中每個(gè)都與預(yù)設(shè)的一個(gè)光轉(zhuǎn)換器端口進(jìn)行光通信。多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器位置可以通過(guò)光學(xué)底板與光交換器進(jìn)行光耦合。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提出了一種方法，用于在具有多個(gè)節(jié)點(diǎn)的光學(xué)傳送系統(tǒng)中自動(dòng)提供服務(wù)，其中至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)包括至少一個(gè)光交換器。該方法從識(shí)別耦合到光交換器的給定端口開(kāi)始，并且其與提供的服務(wù)相關(guān)聯(lián)。配置該光交換器，使得給定的端口分配到至少部分地基于對(duì)轉(zhuǎn)發(fā)器的識(shí)別的通道波長(zhǎng)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提出了第一保護(hù)方案(protectionscheme)，用于提供服務(wù)。在某些情況下，可以有選擇地將第一保護(hù)方案轉(zhuǎn)換到第二保護(hù)方案，用于提供服務(wù)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，從由專(zhuān)用保護(hù)方案、共享保護(hù)方案、雙歸路徑(homing path)保護(hù)、雙環(huán)交互工作結(jié)構(gòu)和1:N保護(hù)方案組成的組中選取第一保護(hù)方案。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的波分多路復(fù)用光學(xué)通信系統(tǒng)的示意表示圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的示例轉(zhuǎn)發(fā)器的示意表示圖；圖3示出了可在本發(fā)明中使用的示例的可重新配置的光交換器；圖4示出了在缺省情況下提供保護(hù)服務(wù)的示例的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)；圖5示出了在缺省情況下提供附加保護(hù)度服務(wù)的另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)；
圖6示出了類(lèi)似于圖5中網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，其中一個(gè)光交換器被無(wú)源耦合器所替代。
圖7示出了類(lèi)似于圖6中網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，其中另一個(gè)光交換器被分流器所替代，其后跟隨著可調(diào)帶通濾波器。
圖8示出了又一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)配置。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明，提出了一種WDM光學(xué)傳送系統(tǒng)，其使用了可重新配置的交換元件，該元件能夠動(dòng)態(tài)地改變?cè)谳斎牒洼敵龆丝诘娜我鈱?duì)之間發(fā)送的通道波長(zhǎng)。通過(guò)使用這樣的交換元件，本發(fā)明提出了一種“即插即用”結(jié)構(gòu)，其中任意傳送器都連接到交換元件的任意輸入端口，在這之后，交換元件被重新配置，將它的輸入端口分配給分別連接到那些端口的傳送器的工作波長(zhǎng)，這樣將允許通過(guò)交換元件發(fā)送波長(zhǎng)。
近來(lái)，提供一定程度的可重配置的交換部件已經(jīng)可獲得。這些可重配置光部件可以根據(jù)需要?jiǎng)討B(tài)地改變給定波長(zhǎng)沿著其進(jìn)行路由的通路來(lái)，從而有效地重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來(lái)適應(yīng)所要求的改變，或者恢復(fù)關(guān)于網(wǎng)絡(luò)失效的服務(wù)?？芍嘏渲霉獠考睦影ü庠黾?撤出(add/drop)多路復(fù)用器(OADM)和光交叉連接(OXC)。使用OADM來(lái)從WDM信號(hào)中分離和撤出一個(gè)或多個(gè)波長(zhǎng)成分，WDM信號(hào)隨后被引導(dǎo)到不同的通路上。在一些情況下，撤出的波長(zhǎng)被引導(dǎo)到公共光纖通路，而在其他的情況下，每一個(gè)撤出的波長(zhǎng)被引導(dǎo)到它自己的光纖通路。與OADM相比OXC更加靈活，其可以在任何實(shí)際的配置中重新分配多個(gè)WDM輸入信號(hào)的成分到任何數(shù)目的輸出端口中。不幸的是，目前的OXC通常在它們的核中采用數(shù)字交叉連接，因此要求進(jìn)入交叉連接和從交叉連接出來(lái)的光-電接口。這種配置帶來(lái)多種限制，包括相對(duì)高的插入損耗，因?yàn)楣庑盘?hào)必須穿過(guò)三個(gè)離散的部件。此外，所述部件相對(duì)昂貴，然而仍然沒(méi)有提供可以端口的在任何兩個(gè)子集之間傳送光的完全的靈活性。最后，因?yàn)樗鼈兊母叩膿p耗以及需要提供等功率的信道，這種OXC通常至少在他們的輸出側(cè)(在很多情況下還在它們的輸入側(cè))采用光電再生器。雖然這些再生器克服了插入損耗的問(wèn)題，并且有效地允許在信號(hào)穿過(guò)交換光纖時(shí)對(duì)信號(hào)進(jìn)行波轉(zhuǎn)換，它們實(shí)質(zhì)上增加本來(lái)已經(jīng)昂貴的交換光纖的成本，因?yàn)閷?duì)于在網(wǎng)絡(luò)中使用的每一個(gè)波長(zhǎng)，要求一個(gè)再生器。
更加靈活的仍然是全光可重配置交換器，其具有比前述的OXC低得多的插入損耗，且不太昂貴。各種全光可重配置光交換器的例子在美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)[PH-01-00-01]中公開(kāi)，在此通過(guò)引用的方式將該專(zhuān)利申請(qǐng)結(jié)合進(jìn)來(lái)，尤其是引用了該文獻(xiàn)的圖2-4部分。在其中公開(kāi)的交換器部件能夠有選擇地將來(lái)自任何輸入端口的任何波長(zhǎng)分量引導(dǎo)到任何輸出端口，而與其它波長(zhǎng)的路由無(wú)關(guān)，不需要進(jìn)行任何電-光轉(zhuǎn)換。其它提供附加功能的全光可重配置光交換器在美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)[PH-01-00-02]中公開(kāi)，在此通過(guò)應(yīng)用其全文結(jié)合進(jìn)來(lái)。該文獻(xiàn)公開(kāi)了一種光交換器，其中，每個(gè)波長(zhǎng)分量可以被從任何給定端口引導(dǎo)到任何其它端口，而沒(méi)有什么限制。特別地，與大多數(shù)光交換器不同，這種交換器并不限于在輸入端口的子集和輸出端口的子集之間提供連接，或反之亦然。事實(shí)上，這種交換器還可以在相同的子集(輸入或輸出)的兩個(gè)端口之間提供連接。雖然本發(fā)明可以采用上述任何的可重配置的光交換器，在美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)[PH01-00-02]中公開(kāi)的光交換器將作為示例可重配置光交換器，因此，將在下面對(duì)該交換器的附加的細(xì)節(jié)進(jìn)行介紹。
現(xiàn)在詳細(xì)地參看附圖，其中相似的數(shù)字指示相同或類(lèi)似的元素，圖1示意性地描述了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的雙向波長(zhǎng)分割多路復(fù)用(WDM)光學(xué)通信系統(tǒng)10。光學(xué)通信系統(tǒng)10包括用于在相反方向上傳送信息的光學(xué)傳送路徑401和402，典型地被一起放置在公共節(jié)點(diǎn)中的第一對(duì)光交換器301和302，也典型地被一起放置在公共節(jié)點(diǎn)中的第一對(duì)光交換器321和322，以及多個(gè)光學(xué)轉(zhuǎn)發(fā)器201-206和601-606，例如分別分配給第一和第二光交換器30和32的發(fā)送器/接收器對(duì)。每一個(gè)光轉(zhuǎn)發(fā)器在隨發(fā)射器的不同而不同的光通道波長(zhǎng)上發(fā)射和接收信息承載光信號(hào)。在此使用的“信息承載光信號(hào)”指的是具有已編碼的信息的光信號(hào)，包括(但不限于)音頻信號(hào)、視頻信號(hào)和計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)。本發(fā)明的WDM光通信系統(tǒng)包括N個(gè)信道，其中，N為大于或等于2的整數(shù)。示例的N值為4，8和16個(gè)光信道。在圖1的光系統(tǒng)中，為了便于說(shuō)明，N為6。
在開(kāi)始時(shí)應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明并不限于如圖1所示的WDM系統(tǒng)，其具有由末終端或者被光纖的一段或多段彼此分離開(kāi)的節(jié)點(diǎn)組成的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)配置。例如，在大城市中，目前正在開(kāi)發(fā)具有環(huán)或環(huán)路配置的WDM系統(tǒng)。此類(lèi)系統(tǒng)通常包括沿著環(huán)分布的多個(gè)節(jié)點(diǎn)。通常，用光連接器將與每一個(gè)節(jié)點(diǎn)相關(guān)的至少一個(gè)光增加/撤出元件連接到環(huán)上。光增加/撤出元件允許向和從所述環(huán)增加和抽取出信道。稱(chēng)為集線(xiàn)器(hub)或者中心局節(jié)點(diǎn)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)通常具有多個(gè)相關(guān)的增加/撤出部件，用于沿著所述環(huán)向/從其它的節(jié)點(diǎn)發(fā)送和接收相應(yīng)的多個(gè)信道。當(dāng)然，本發(fā)明可以等價(jià)地應(yīng)用到除了諸如網(wǎng)狀構(gòu)形的環(huán)之外的其它網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
圖2示出了可用作圖1中的光學(xué)轉(zhuǎn)發(fā)器201-208和601-608示例的轉(zhuǎn)發(fā)器200。轉(zhuǎn)發(fā)器200包括發(fā)送器250和接收器240。典型地，接收器240通常檢測(cè)光學(xué)信號(hào)并通過(guò)使用光電二極管器件將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。發(fā)送器250通常包括諸如DFB半導(dǎo)體激光器的激光器220、激光控制器210和用于創(chuàng)建信息承載的光學(xué)信號(hào)的調(diào)制器230。在示例的實(shí)施例中，發(fā)送器激光器220是一個(gè)DFB半導(dǎo)體二極管激光器，通常包括一個(gè)或更多的III-V半導(dǎo)體材料，其在商業(yè)上可從多個(gè)供應(yīng)商出獲得。激光器以分配給其通道的特定波長(zhǎng)輸出光學(xué)載波信號(hào)。激光控制器210提供所需的激光偏流和激光器220的熱控制。通過(guò)使用熱控制，可以維持對(duì)激光波長(zhǎng)的精確操作，典型地，可以控制在1?；蚋〉膸捴畠?nèi)。
典型地，光學(xué)發(fā)送器250包括用于向光學(xué)載波信號(hào)傳遞信息的調(diào)制器230。示例的調(diào)制器是一個(gè)外部調(diào)制器，諸如Mach-Zehnder調(diào)制器，該調(diào)制器使用折射率根據(jù)所施加電場(chǎng)改變的波導(dǎo)媒介，也即顯示出電光效應(yīng)的材料。在Mach-Zehnder配置中，提供了兩個(gè)光學(xué)干涉儀路徑。進(jìn)入的光學(xué)載波信號(hào)在兩個(gè)光學(xué)路徑之間被分離。干涉儀的至少一個(gè)路徑是相位調(diào)制的。當(dāng)信號(hào)在輸出端被重新組合時(shí)，來(lái)自這些路徑的光根據(jù)在載波傳輸期間施加在周?chē)姌O上的電場(chǎng)來(lái)構(gòu)造性或解構(gòu)性地進(jìn)行干涉。這個(gè)重新組合創(chuàng)建了一個(gè)放大調(diào)制輸出光學(xué)信號(hào)?？商鎿Q地，對(duì)于某些系統(tǒng)應(yīng)用，可以直接地被調(diào)制光學(xué)載波信號(hào)。注意到，雖然上述的發(fā)送器是示例的，但是任何能夠產(chǎn)生用于光學(xué)通信系統(tǒng)的光學(xué)信號(hào)的發(fā)送元件都可以在本發(fā)明的WDM系統(tǒng)中使用。
典型地，將光學(xué)發(fā)送器發(fā)射的波長(zhǎng)選擇在1500納米的范圍內(nèi)，在這個(gè)范圍內(nèi)，基于二氧化硅的光纖將發(fā)生最小信號(hào)衰減。更特別地，將光學(xué)發(fā)送器發(fā)射的波長(zhǎng)選擇在從1530到1560納米(nm)的范圍內(nèi)。但是，在本發(fā)明的WDM系統(tǒng)中也可以使用諸如在1300-1500nm范圍和1600nm范圍的其它波長(zhǎng)。光學(xué)發(fā)送器可以以單一的固定波長(zhǎng)工作或者可以可調(diào)地以預(yù)設(shè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)的任意波長(zhǎng)工作。
由光學(xué)發(fā)送器產(chǎn)生的每個(gè)信息承載的光學(xué)信號(hào)都在光學(xué)系統(tǒng)10中構(gòu)成了通道。在WDM系統(tǒng)中，每個(gè)通道通常都與一個(gè)唯一的波長(zhǎng)相關(guān)聯(lián)。如圖1中所述，提供了六個(gè)光學(xué)轉(zhuǎn)發(fā)器201-206用來(lái)沿著傳送路徑401創(chuàng)建六通道波分多路復(fù)用光學(xué)通信系統(tǒng)，并且提供了六個(gè)光學(xué)轉(zhuǎn)發(fā)器601-606用來(lái)沿著傳送路徑402創(chuàng)建六通道波分多路復(fù)用光學(xué)通信系統(tǒng)。位于轉(zhuǎn)發(fā)器201-206內(nèi)的光學(xué)發(fā)送器分別以②1-②6的通道波長(zhǎng)工作。這些光學(xué)信號(hào)通道從轉(zhuǎn)發(fā)器201-206輸出，并一起進(jìn)入光交換器301，從而通過(guò)輸出端口261以多路復(fù)用光學(xué)信號(hào)的形式傳送到光學(xué)波導(dǎo)401。光交換器301具有六個(gè)輸入端口，這六個(gè)輸入端口通過(guò)光學(xué)波導(dǎo)管221-226光學(xué)耦合到六個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器201-206。類(lèi)似地，位于轉(zhuǎn)發(fā)器601-606之內(nèi)的光學(xué)發(fā)送器也分別以②1-②6的通道波長(zhǎng)工作。這些光學(xué)信號(hào)通道從轉(zhuǎn)發(fā)器601-606輸出，并一起進(jìn)入光交換器322，從而通過(guò)輸出端口262以多路復(fù)用光學(xué)信號(hào)的形式傳送到光學(xué)波導(dǎo)402。典型地，光學(xué)傳輸路徑401是一個(gè)光學(xué)波導(dǎo)管并且是用于光學(xué)通信系統(tǒng)的主要傳輸媒介。雖然通常是從單模光學(xué)中選取光學(xué)波導(dǎo)，但是任何能夠傳送多光學(xué)波長(zhǎng)的光學(xué)波導(dǎo)媒介都可以在光學(xué)系統(tǒng)10中使用作為波導(dǎo)401。與光交換器301類(lèi)似，光交換器302也提供沿著光學(xué)傳輸路徑402的多路光學(xué)信號(hào)。多路光學(xué)信號(hào)沿著波導(dǎo)401和402被傳送和放大之后，每個(gè)通道都必須被分解并且被發(fā)送到位于指定用于特定光學(xué)信號(hào)通道的光學(xué)轉(zhuǎn)發(fā)器中的接收器。
可選地，將一個(gè)或多個(gè)光放大器50沿著光傳輸通路401和402插入?？梢詮娜魏卧O(shè)備中選擇光放大器50，所述設(shè)備直接地增加多個(gè)光信號(hào)的強(qiáng)度，而不需要進(jìn)行光-電轉(zhuǎn)換。總之，光放大器50是從摻雜有在波導(dǎo)管中能夠產(chǎn)生激光作用的材料的光波導(dǎo)管中選擇出的。這種材料包括稀土摻雜物，如鉺、釹、鐠、鐿、或者這些材料的混合物。在特定的泵波長(zhǎng)(specific pump wavelength)泵入(pumping)摻雜的波導(dǎo)管導(dǎo)致在摻雜物的電能級(jí)中粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，產(chǎn)生波分多路復(fù)用光信號(hào)中的光信號(hào)放大。對(duì)于采用鉺作為摻雜物的摻雜光纖放大器，當(dāng)泵入摻雜的光纖時(shí)，在大約1500納米和大約1630納米之間的波段提供增益給光信號(hào)。
如前所述，在常規(guī)WDM光學(xué)通信系統(tǒng)中，光交換器301-302和321-322通常都是基于多路復(fù)用器和多路分解器的，多路復(fù)用器和多路分解器都是固定的波長(zhǎng)相關(guān)的元件，其中給定的波長(zhǎng)必須被預(yù)分配給特定的輸入/輸出端口對(duì)。作為結(jié)果，每個(gè)端口都必須連接到結(jié)合了工作在與該端口相關(guān)聯(lián)波長(zhǎng)的發(fā)送器的不同轉(zhuǎn)發(fā)器。由于DWDM系統(tǒng)是通過(guò)不斷增長(zhǎng)的數(shù)量的通道實(shí)現(xiàn)的，所以發(fā)送器的安裝成為一個(gè)不斷增加復(fù)雜程度的任務(wù)，既耗時(shí)又易于出錯(cuò)。但是，在本發(fā)明中，通過(guò)使用靈活的光交換器代替固定波長(zhǎng)的相關(guān)交換元件，簡(jiǎn)化了這個(gè)任務(wù)。這樣的光交換器是可重新配置的元件，能夠動(dòng)態(tài)地改變分配給其輸入和輸出端口的通道波長(zhǎng)。
如前所述，為了說(shuō)明，結(jié)合在美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)[PH01-00-01]中公開(kāi)的可重配置光交換器來(lái)描述本發(fā)明，這在圖3中示出。當(dāng)然，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，本法明可以等價(jià)地應(yīng)用到采用任何可重配置光交換器的通信系統(tǒng)中，其中，可以獨(dú)立于其它波長(zhǎng)的路由，將在任何輸入端口上接收到的任何波長(zhǎng)分量有選擇地引導(dǎo)到任何輸出端口。在圖5中，光交換器300包括光透明基底308，多個(gè)電介質(zhì)薄膜濾波器301，302，303和304，多個(gè)校準(zhǔn)透鏡對(duì)3211，和3212，3221和3222，3231和3232，3241和3242，多個(gè)可傾斜反射鏡315，316，317，和318以及多個(gè)輸出端口3401，3402，…，340n。第一濾波器陣列由薄膜濾波器301和303組成，而第二濾波器陣列由薄膜濾波器302和304組成。校準(zhǔn)透鏡對(duì)321-324以及可傾斜反射鏡315-318中的各對(duì)與薄膜濾波器的每一個(gè)相關(guān)。每一個(gè)薄膜濾波器，以及它的相關(guān)的校準(zhǔn)透鏡對(duì)和可傾斜反射鏡有效地形成了窄波段，自由空間交換器，即沿著不同的通路路由各個(gè)波長(zhǎng)分量的交換器?？蓛A斜反射鏡是諸如MEMS(微電子機(jī)械系統(tǒng))反射鏡的微反射鏡。另外，可以采用其它的機(jī)制來(lái)控制反射鏡的位置，例如采用壓電驅(qū)動(dòng)器。
在工作中，在工作中，由不同的波長(zhǎng)λ1，λ2，λ3和λ4組成的WDM光信號(hào)被從光輸入端口312引導(dǎo)到校準(zhǔn)透鏡314。WDM信號(hào)穿過(guò)基底308，并且被薄膜濾波器301接收。根據(jù)薄膜濾波器301的特性，帶有波長(zhǎng)為λ1的光成分通過(guò)薄膜濾波器301，而其它的波長(zhǎng)分量被反射并且經(jīng)基底308被引導(dǎo)到薄膜濾波器302。通過(guò)薄膜濾波器301傳送的波長(zhǎng)分量λ1被校準(zhǔn)透鏡3211會(huì)聚到可傾斜反射鏡315上?？蓛A斜反射鏡315被如此安裝，使得波長(zhǎng)分量λ1被經(jīng)薄膜濾波器302-304從反射鏡反射到輸出端口3401-340n中的選擇的一個(gè)，薄膜濾波器都反射波長(zhǎng)成分λ1。被選擇來(lái)接收波長(zhǎng)分量的特定輸出端口將確定反射鏡315的特定朝向。
如上所述，余下的波長(zhǎng)分量λ2，λ3，和λ4經(jīng)透鏡3212被薄膜濾波器301反射到基底308中，并且被引導(dǎo)到薄膜濾波器302。波長(zhǎng)分量λ2被經(jīng)薄膜濾波器302和透鏡3221傳送，并且被可傾斜反射鏡316經(jīng)薄膜濾波器303-304引導(dǎo)到選擇的輸出端口，薄膜濾波器303-304都反射波長(zhǎng)分量λ2。類(lèi)似地，所有其它的波長(zhǎng)分量被薄膜濾波器303-304依次分離開(kāi)，并且被可傾斜反射鏡317-318引導(dǎo)到選擇的輸出端口。利用適當(dāng)驅(qū)動(dòng)可傾斜反射鏡，每一個(gè)波長(zhǎng)分量可以被引導(dǎo)到獨(dú)立于所有其它的波長(zhǎng)分量而選擇的輸出端口。
回過(guò)來(lái)看圖1，如果交換元件301-302和321-322都是可重新配置的，那么當(dāng)安裝一組預(yù)先選擇用于工作在轉(zhuǎn)換器的不同通道波長(zhǎng)的發(fā)送器或者轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員原則上可以將任意發(fā)送器或轉(zhuǎn)發(fā)器連接到任意轉(zhuǎn)換器輸入端口。一旦進(jìn)行了這樣的連接，交換元件就可以在內(nèi)進(jìn)行重新配置，以使它們的輸入端口對(duì)應(yīng)于各自輸入端口連接到的轉(zhuǎn)發(fā)器的工作波長(zhǎng)。也就是說(shuō)，將交換元件配置成符合轉(zhuǎn)發(fā)器的有序排列(sequential arrangement)，而不是要求轉(zhuǎn)發(fā)器的有序排列符合交換元件的配置。這樣，就可以得到“即插即用”的方法，其中技術(shù)人員可以將任意轉(zhuǎn)發(fā)器連接到光交換器的任意輸入端口。
為了得到上述的在轉(zhuǎn)發(fā)器與光交換器之間的即插即用互連性，轉(zhuǎn)換器必須能夠檢測(cè)到轉(zhuǎn)發(fā)器何時(shí)連接到其端口之一并且能夠識(shí)別出合并到轉(zhuǎn)發(fā)器中的發(fā)送器的工作波長(zhǎng)(或者在可調(diào)發(fā)送器的情況中的波長(zhǎng))。為了提供這個(gè)功能，根據(jù)本發(fā)明，每個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器都與識(shí)別器發(fā)送器的工作波長(zhǎng)的存儲(chǔ)模塊相關(guān)聯(lián)。結(jié)合到轉(zhuǎn)發(fā)器中的存儲(chǔ)模塊可以是只讀的(ROM)或者可改寫(xiě)的(諸如RAM)存儲(chǔ)器。例如，在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，存儲(chǔ)模塊可以是存儲(chǔ)位于轉(zhuǎn)發(fā)器中的發(fā)送器的一個(gè)或多個(gè)工作波長(zhǎng)的EPROM。進(jìn)一步，光交換器包括一個(gè)在由其端口之一接收(receive)轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)讀取存儲(chǔ)模塊的控制器。在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，存儲(chǔ)模塊和控制器可以由其它的識(shí)別機(jī)械系統(tǒng)代替，或者甚至不用存儲(chǔ)模塊和控制器。例如，在某些情況下，技術(shù)人員可以簡(jiǎn)單地將諸如序列號(hào)或者模型號(hào)等的識(shí)別碼手工輸入到轉(zhuǎn)換控制器中。
不考慮轉(zhuǎn)換器獲取信息的機(jī)械系統(tǒng)，它需要正確地配置其輸入端口，以使它們能夠分配到與連接到那些端口的轉(zhuǎn)發(fā)器相同的波長(zhǎng)，轉(zhuǎn)換器又提供這個(gè)信息給駐留在發(fā)送網(wǎng)絡(luò)中的軟件。這個(gè)軟件可以駐留在工作在網(wǎng)絡(luò)控制的最高級(jí)的網(wǎng)絡(luò)管理單元中。當(dāng)在轉(zhuǎn)換器與網(wǎng)絡(luò)中另一個(gè)節(jié)點(diǎn)之間提供新的服務(wù)時(shí)，軟件可以將在傳送路徑上可用的波長(zhǎng)與安裝在轉(zhuǎn)換器中的轉(zhuǎn)發(fā)器的工作波長(zhǎng)進(jìn)行比較。如果匹配的話(huà)，軟件就可以以合適的波長(zhǎng)建立連接。由于是軟件控制這個(gè)處理并且不依賴(lài)于技術(shù)人員的手工提供，所以更不容易出錯(cuò)。此外，如果可用的波長(zhǎng)和轉(zhuǎn)發(fā)器的工作波長(zhǎng)不匹配的話(huà)，網(wǎng)絡(luò)軟件可以發(fā)警報(bào)給技術(shù)人員或者網(wǎng)絡(luò)操作中心，以使不匹配的轉(zhuǎn)發(fā)器可以被一個(gè)工作在合適波長(zhǎng)的合適轉(zhuǎn)發(fā)器所代替。轉(zhuǎn)發(fā)器可以由于許多不同的原因而不匹配，例如包括，因?yàn)槠涔ぷ髟阱e(cuò)誤的波長(zhǎng)、傳輸率或者處于錯(cuò)誤的傳輸格式。此外，安裝在轉(zhuǎn)換器上的發(fā)送器在安裝過(guò)程中也可能由于硬件故障或者由于技術(shù)人員錯(cuò)誤而導(dǎo)致不匹配。
上述發(fā)明的用于安裝轉(zhuǎn)發(fā)器的即插即用排列不僅適用于圖1所描述類(lèi)型的WDM通信系統(tǒng)，也適用于根據(jù)提供不同的冗余度以確保在部件和傳輸路徑故障的情況下維持服務(wù)的目的而使用更復(fù)雜轉(zhuǎn)發(fā)器和轉(zhuǎn)換器裝置的通信系統(tǒng)。典型地，冗余是在這樣的系統(tǒng)中為兩種故障情況提供的。一種是通過(guò)在服務(wù)的兩端都提供復(fù)制備用的轉(zhuǎn)發(fā)器以保護(hù)轉(zhuǎn)發(fā)器不出現(xiàn)故障，從而當(dāng)?shù)谝晦D(zhuǎn)發(fā)器中的一個(gè)出現(xiàn)故障時(shí)仍能夠發(fā)送信息。第二種是通過(guò)提供在其上能夠在源和目標(biāo)之間傳送信號(hào)的不同的路徑(光纖)以防止光纖切斷，其中信號(hào)源可以來(lái)自?xún)蓚€(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器，或者在來(lái)自單一轉(zhuǎn)發(fā)器的路徑之間轉(zhuǎn)換。實(shí)際上，轉(zhuǎn)發(fā)器故障只會(huì)影響一種波長(zhǎng)(服務(wù))，但是比影響光纖中所有波長(zhǎng)的光纖切斷故障發(fā)生得更為頻繁。因此，既然在這些情況下的網(wǎng)絡(luò)影響是不同的，用于這些選項(xiàng)的保護(hù)要求也將依賴(lài)光學(xué)層的服務(wù)類(lèi)型以及是否在網(wǎng)絡(luò)中的其它層保護(hù)這樣的服務(wù)(即通過(guò)傳輸協(xié)議)而決定。從網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的觀(guān)點(diǎn)來(lái)看，最可信賴(lài)的光學(xué)保護(hù)是使用通過(guò)不同路徑同時(shí)發(fā)送到目標(biāo)轉(zhuǎn)發(fā)器對(duì)的轉(zhuǎn)發(fā)器的源對(duì)。信號(hào)通過(guò)電底板在每個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器之間發(fā)送，其中，根據(jù)沿工作路徑的信號(hào)故障，轉(zhuǎn)發(fā)器將把信號(hào)源改變到保護(hù)路徑，由此確保故障后的通信。因?yàn)楸Ｗo(hù)轉(zhuǎn)發(fā)器能夠一直插入到相鄰位置中，發(fā)明的即插即用結(jié)構(gòu)將有利地幫助實(shí)現(xiàn)這種類(lèi)型的冗余，由于照這樣通過(guò)最小化底板互連長(zhǎng)度降低了高頻電信號(hào)的退化，從而只需更不復(fù)雜(challenging)的底板設(shè)計(jì)。此外，這種即插即用結(jié)構(gòu)可以在故障發(fā)生時(shí)被通信系統(tǒng)用于自動(dòng)恢復(fù)服務(wù)，而無(wú)需手工重新配置。為了介紹本發(fā)明，將對(duì)下面的不同保護(hù)類(lèi)型的描述在更可信的實(shí)現(xiàn)中進(jìn)行說(shuō)明，這個(gè)實(shí)現(xiàn)使用了冗余轉(zhuǎn)發(fā)器，用來(lái)防止轉(zhuǎn)發(fā)器故障和光纖切斷。應(yīng)該可以理解，如果只需要光纖切斷保護(hù)而無(wú)需轉(zhuǎn)發(fā)器保護(hù)的話(huà)，那么具有光轉(zhuǎn)換路徑的單獨(dú)的轉(zhuǎn)發(fā)器可以被使用在相同的集合結(jié)構(gòu)中以減少成本。在下面的不同常規(guī)保護(hù)方案之后，將給出結(jié)合這種保護(hù)方案說(shuō)明示例節(jié)點(diǎn)的圖4-5。
可以在有關(guān)使用結(jié)合備用轉(zhuǎn)發(fā)器的節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)中使用大量不同的眾所周知的保護(hù)技術(shù)。例如，在環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中，可以使用專(zhuān)用的保護(hù)技術(shù)，其中相同信息承載的信號(hào)的兩個(gè)復(fù)制品可以以相反的方向繞著環(huán)形發(fā)送。雖然兩個(gè)信號(hào)都可以以相同或不同的波長(zhǎng)發(fā)送，通常使用相同的波長(zhǎng)會(huì)更加有效，因?yàn)檫@將會(huì)全面地利用環(huán)形在這個(gè)波長(zhǎng)的性能，同時(shí)由于波長(zhǎng)阻塞，從而不在其它波長(zhǎng)的使用上做任何限制。雖然專(zhuān)用保護(hù)技術(shù)是非常值得信賴(lài)的并且是保護(hù)的快速響應(yīng)形式，但是專(zhuān)用保護(hù)的缺點(diǎn)是由于備用信號(hào)很少會(huì)被使用到，因此使得它成為效率低而且因此較為昂貴的一種保護(hù)形式。因此，由于在任意同一時(shí)刻不可能有多于一個(gè)的在用服務(wù)通道發(fā)生故障，所以通常希望在許多在用的通道中共享一個(gè)備用通道路徑。這種保護(hù)被稱(chēng)作共享保護(hù)，典型地，是通過(guò)將單獨(dú)通道儲(chǔ)備作為備用通道以保護(hù)在其它波長(zhǎng)上傳輸不同路徑的多路通道實(shí)現(xiàn)的。共享保護(hù)的缺點(diǎn)是，由于備用通道并沒(méi)有在故障的同時(shí)發(fā)送信號(hào)，所以通常故障后的恢復(fù)會(huì)花費(fèi)比專(zhuān)用保護(hù)更多的時(shí)間并且需要比專(zhuān)用保護(hù)更多的網(wǎng)絡(luò)信令。因?yàn)楣蚕肀Ｗo(hù)需要備用發(fā)送器和合適的轉(zhuǎn)換器用于激活，所以由于恢復(fù)步驟中的部件故障，它有更大的可能不能恢復(fù)服務(wù)。由于專(zhuān)用和共享保護(hù)方案提供了不同的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，不同的顧客可以在二者中選擇，因此如果可以難度最小地進(jìn)行配置，服務(wù)提供商也可能理想地希望在相同網(wǎng)絡(luò)中甚至從相同的轉(zhuǎn)發(fā)器位置中提供這兩種結(jié)構(gòu)。
諸如上述專(zhuān)用和共享保護(hù)方案的傳統(tǒng)光學(xué)層保護(hù)方案使用多路轉(zhuǎn)發(fā)器將光通過(guò)不同的路徑發(fā)送到公共的目標(biāo)，這基本上是無(wú)效的。尤其是因?yàn)椤爸饕摹被颉肮ぷ鞯摹鞭D(zhuǎn)發(fā)器出現(xiàn)故障是有些罕見(jiàn)的，因此“多余”或者“備用”轉(zhuǎn)發(fā)器很少會(huì)被使用到。典型地，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)操作者在給定節(jié)點(diǎn)具有多于一個(gè)的保護(hù)服務(wù)，并且多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器不可能在相同的時(shí)間出現(xiàn)故障，所以改變轉(zhuǎn)發(fā)器的低使用率的一種方法是以很少數(shù)量的備用轉(zhuǎn)發(fā)器來(lái)保護(hù)N個(gè)不同的轉(zhuǎn)發(fā)器。例如，在圖1中，轉(zhuǎn)發(fā)器201-206的一個(gè)或更多可以作為剩余的轉(zhuǎn)發(fā)器201-206的備用。這種排列可以被稱(chēng)為1:N保護(hù)，其中N個(gè)工作的轉(zhuǎn)發(fā)器通過(guò)1個(gè)備用轉(zhuǎn)發(fā)器得到保護(hù)。1:N保護(hù)在更先進(jìn)的光學(xué)網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)問(wèn)題是，通過(guò)波長(zhǎng)發(fā)送網(wǎng)絡(luò)的全部路徑在轉(zhuǎn)換到備用轉(zhuǎn)發(fā)器的過(guò)程中都必須被重新配置，除非備用轉(zhuǎn)發(fā)器可以以與其替換的主轉(zhuǎn)發(fā)器相同的波長(zhǎng)發(fā)送。由于需要網(wǎng)寬(network-wide)通信和重新配置，從而在服務(wù)恢復(fù)中引起附加的延遲，所以不希望出現(xiàn)這樣的路徑的重新配置。此外，如果備用轉(zhuǎn)發(fā)器不使用與故障轉(zhuǎn)發(fā)器相同的波長(zhǎng)，由于一個(gè)或更多附加的波長(zhǎng)必須沿著所有可能的保護(hù)路徑被儲(chǔ)備，就會(huì)進(jìn)一步地出現(xiàn)無(wú)效，由此不考慮否則可能用于產(chǎn)生服務(wù)的收入(revenue)的帶寬。由于這些原因，將有利于以可調(diào)的單獨(dú)備用轉(zhuǎn)發(fā)器來(lái)保護(hù)工作在不同波長(zhǎng)的N個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器，從而當(dāng)任何一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器故障時(shí)其輸出能夠發(fā)射與N個(gè)主要轉(zhuǎn)發(fā)器中的任何一個(gè)相同的波長(zhǎng)。
因?yàn)檗D(zhuǎn)換器控制工作和保護(hù)轉(zhuǎn)發(fā)器到發(fā)送系統(tǒng)的耦合，所以十分希望使用具有1:N保護(hù)方案的可重新配置轉(zhuǎn)換器，這意味著轉(zhuǎn)換器能夠阻止保護(hù)轉(zhuǎn)發(fā)器通過(guò)系統(tǒng)發(fā)送，直到保護(hù)狀態(tài)被激活。當(dāng)發(fā)生了這種情況時(shí)，轉(zhuǎn)換器能夠優(yōu)選地只允許合適的波長(zhǎng)耦合到發(fā)送系統(tǒng)中以替換故障轉(zhuǎn)發(fā)器，可以以類(lèi)似于原始轉(zhuǎn)發(fā)器的插入損耗提供這個(gè)耦合。當(dāng)發(fā)送器具有相同的輸出功率時(shí)，該功能使得工作和保護(hù)轉(zhuǎn)發(fā)器能夠提供相似的光學(xué)傳送性能，這意味著只能有一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器代碼用于任一應(yīng)用。從系統(tǒng)的觀(guān)點(diǎn)來(lái)看，它也控制著由哪個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器來(lái)接收給定的進(jìn)入波長(zhǎng)。這種結(jié)構(gòu)把由于任意錯(cuò)誤功率輸出而出現(xiàn)的剩余轉(zhuǎn)發(fā)器與參與提供保護(hù)的工作和/或保護(hù)轉(zhuǎn)發(fā)器相隔離。最后，它也允許所有保護(hù)事件和行動(dòng)被與到轉(zhuǎn)發(fā)器故障的單獨(dú)節(jié)點(diǎn)隔離，這將減少恢復(fù)服務(wù)所需的時(shí)間并簡(jiǎn)化需要用來(lái)提供恢復(fù)的控制軟件。
值得注意的是，如上所述的1:N保護(hù)方案只防止轉(zhuǎn)發(fā)器故障而不防止光纖切斷。。也就是說(shuō)，如果所有的N個(gè)輸出都在單一的光纖上傳輸而且光纖被切斷了的話(huà)，那么所有的N個(gè)服務(wù)都將被中斷。但是，應(yīng)該注意到，轉(zhuǎn)發(fā)器故障通常比光纖切斷發(fā)生得更為頻繁，因此對(duì)于許多應(yīng)用來(lái)說(shuō)，1:N保護(hù)方案是合適的解決方案，甚至不需要為光纖切斷儲(chǔ)備帶寬。如果希望具有1:N保護(hù)方案優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)又能夠保護(hù)光線(xiàn)不被切斷，就可以根據(jù)使用1:N轉(zhuǎn)發(fā)器保護(hù)和共享保護(hù)來(lái)防止光纖切斷的本發(fā)明，使用一種混合的保護(hù)方案。在這個(gè)實(shí)施例中，共享保護(hù)將通過(guò)在兩個(gè)路徑之間進(jìn)行光學(xué)轉(zhuǎn)換，從而以具有防止光纖切斷的可調(diào)波長(zhǎng)輸出的單獨(dú)轉(zhuǎn)發(fā)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)如上所述的常規(guī)1:N保護(hù)，使用不同的波長(zhǎng)可調(diào)轉(zhuǎn)發(fā)器，也可以防止轉(zhuǎn)發(fā)器故障。這種保護(hù)形式消除了保護(hù)很少使用到的光纖路徑的無(wú)效性，并且也消除了需要很多很少會(huì)使用到的備用轉(zhuǎn)發(fā)器的無(wú)效性。這種方法的缺點(diǎn)是太復(fù)雜，配置所有轉(zhuǎn)換器和可調(diào)轉(zhuǎn)發(fā)器需要更長(zhǎng)的保護(hù)轉(zhuǎn)換時(shí)間，并且不能夠防止共享一個(gè)單獨(dú)保護(hù)轉(zhuǎn)發(fā)器的多轉(zhuǎn)發(fā)器故障。
現(xiàn)在回過(guò)來(lái)結(jié)合不同的保護(hù)方案討論示例發(fā)明的節(jié)點(diǎn)，圖4示出了包括兩組轉(zhuǎn)發(fā)器401和412在內(nèi)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)。410和412中的每組都包括一系列的工作在不同波長(zhǎng)的轉(zhuǎn)發(fā)器，這些波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)于在傳送系統(tǒng)中使用的不同通道波長(zhǎng)。轉(zhuǎn)發(fā)器410通過(guò)交換器414接收來(lái)自傳送路徑4001的信號(hào)波長(zhǎng)，并通過(guò)交換器416發(fā)送傳送路徑4002上的信號(hào)波長(zhǎng)，同時(shí)，轉(zhuǎn)發(fā)器412通過(guò)交換器416接收來(lái)自傳送路徑4002的信號(hào)波長(zhǎng)，并通過(guò)交換器414發(fā)送傳送路徑4001上的信號(hào)波長(zhǎng)。通過(guò)使用這兩個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器組410和412，代替單獨(dú)的一組轉(zhuǎn)發(fā)器，可以提供冗余度從而例如如果在傳送路徑4001或4002的單獨(dú)點(diǎn)出現(xiàn)光纖切斷，也能確保服務(wù)維持。例如，在路徑4001上的點(diǎn)420發(fā)生光纖切斷，將使轉(zhuǎn)發(fā)器410而非轉(zhuǎn)發(fā)器412提供的服務(wù)中止。因此，在這種情況下，轉(zhuǎn)發(fā)器412可以用于維持服務(wù)。但是在傳送路徑4001和4002中同時(shí)出現(xiàn)光纖切斷的話(huà)，將使轉(zhuǎn)發(fā)器組410和412提供的服務(wù)都中止。但是，圖4所示的配置提供了相對(duì)較高的可靠性，因?yàn)椴豢赡茉趥魉吐窂降亩鄠€(gè)點(diǎn)上同時(shí)出現(xiàn)故障。但是，其它類(lèi)型的故障將造成所有服務(wù)都被中斷。例如，如果在交換器414和416中的任意一個(gè)中出現(xiàn)故障的話(huà)，轉(zhuǎn)發(fā)器組410和412提供的服務(wù)都將被中止。
圖5示出了另一個(gè)節(jié)點(diǎn)配置，提供了與圖4中所示配置相關(guān)的附加保護(hù)度。與使用了兩個(gè)交換器414和416的圖4中的節(jié)點(diǎn)相對(duì)比，圖5中的節(jié)點(diǎn)使用了四個(gè)交換器514、516、518和520。在這種配置中，即使交換器之一發(fā)生了故障也可以維持服務(wù)。如所示，轉(zhuǎn)發(fā)器排列在位于相鄰位置中的轉(zhuǎn)發(fā)器對(duì)522-527中。每個(gè)對(duì)中的單一轉(zhuǎn)發(fā)器可以作為另一個(gè)的備用以防故障。類(lèi)似于圖4中的配置，每個(gè)對(duì)中的轉(zhuǎn)發(fā)器與不同的轉(zhuǎn)換器進(jìn)行通信。例如，在對(duì)522中，轉(zhuǎn)發(fā)器5221分別通過(guò)交換器514和516進(jìn)行接收和發(fā)送，而轉(zhuǎn)發(fā)器5222分別通過(guò)交換器520和518接收和發(fā)送。由于每對(duì)中的這兩個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器在完全不同的交換器上發(fā)送和接收，而且因?yàn)楣收辖粨Q器提供的服務(wù)可以由相鄰位置中的另一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器提供，所以在一個(gè)交換器中出現(xiàn)故障并不需要中止服務(wù)。
本發(fā)明提供了需要的靈活度，以快速和輕易地重新配置服務(wù)，從而支持多種不同的保護(hù)方案，諸如前述的專(zhuān)用、共享或1:N保護(hù)方案，或者諸如雙環(huán)交互工作(DRI)的其它保護(hù)方案，該保護(hù)方案使用下面將結(jié)合圖8討論的撤出和繼續(xù)特征來(lái)分開(kāi)節(jié)點(diǎn)中的信號(hào)，使得它能夠在互連到網(wǎng)絡(luò)的多個(gè)位置上取出。例如，再次參看圖5，如果轉(zhuǎn)發(fā)器5222是用作轉(zhuǎn)發(fā)器5221的備用的話(huà)，那么網(wǎng)絡(luò)軟件可以提供用于專(zhuān)用或共享保護(hù)方案的轉(zhuǎn)換器，消除技術(shù)人員手工重新配置網(wǎng)絡(luò)的需要。此外，如果轉(zhuǎn)發(fā)器5222結(jié)合可調(diào)的發(fā)送器的話(huà)，就可以給專(zhuān)用保護(hù)通道提供與服務(wù)中的通道相同的波長(zhǎng)。當(dāng)為不同保護(hù)方案而重新配置服務(wù)時(shí)，由于使用本發(fā)明的即插即用結(jié)構(gòu)而出現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)，類(lèi)似于當(dāng)使用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)在交換器中初始安裝轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)所獲得的優(yōu)點(diǎn)。但是，因?yàn)檫@樣的服務(wù)安裝步驟對(duì)于手工操作來(lái)說(shuō)特別復(fù)雜，所以與具有不同保護(hù)方案的服務(wù)有關(guān)的使用是尤其有利的。此外，光學(xué)底板和靈活轉(zhuǎn)換器的組合使得任意兩個(gè)相鄰的位置都能夠在任意波長(zhǎng)上發(fā)送，由此允許來(lái)自相同配置的多路保護(hù)方案，同時(shí)使安裝中的光學(xué)互連的復(fù)雜度以及電底板的成本和復(fù)雜度最小化。
圖5中所示節(jié)點(diǎn)配置的一個(gè)缺點(diǎn)是，因?yàn)樾枰膫€(gè)光交換器從而使得實(shí)現(xiàn)它相對(duì)地較為昂貴。在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，可以通過(guò)替換一個(gè)或兩個(gè)交換器518和516來(lái)節(jié)約成本，一個(gè)或兩個(gè)交換器518和516用作增加轉(zhuǎn)換器，用于以諸如圖5中所示的耦合器的無(wú)源光學(xué)組合器的結(jié)構(gòu)或者以用于更大端口數(shù)實(shí)現(xiàn)的1*N星形耦合器，將波長(zhǎng)增加到傳送系統(tǒng)中。每個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器可以連接到無(wú)源耦合器上，該無(wú)源耦合器又將波長(zhǎng)耦合到一系列一個(gè)或更多附加無(wú)源耦合器，所述無(wú)源耦合器將生成的WDM信號(hào)耦合到傳送系統(tǒng)中。例如，在圖6中，圖5的添加交換器被無(wú)源耦合器618的結(jié)構(gòu)所代替。可以理解，圖6僅僅是示出了一個(gè)單獨(dú)的傳送路徑6001，因此不能說(shuō)明圖5中示出的交換器516和520以及轉(zhuǎn)發(fā)器對(duì)522-527。除了可以減少成本之外，使用無(wú)源耦合結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)還在于它允許波長(zhǎng)在每個(gè)節(jié)點(diǎn)只穿過(guò)一個(gè)單獨(dú)波長(zhǎng)選擇元件，這將使得在波長(zhǎng)穿越一系列當(dāng)然不能顯示出理想的方形濾波效果的濾波器時(shí)出現(xiàn)帶寬變窄的影響最小化。這種方法的缺點(diǎn)是，無(wú)源耦合器結(jié)構(gòu)具有相對(duì)較大的插入損耗，該損耗與連接到該結(jié)構(gòu)上的轉(zhuǎn)發(fā)器的數(shù)量成比例。其它的缺點(diǎn)是，它在增加到傳送系統(tǒng)時(shí)，不能夠阻止錯(cuò)誤波長(zhǎng)進(jìn)入傳送系統(tǒng)或者不能夠控制波長(zhǎng)的衰減以使增加的通道功率與其它穿越節(jié)點(diǎn)的通道相均衡。因此，如果成本是主要因素并且還有額外的可用發(fā)送器功率的話(huà)，圖6中示出的結(jié)構(gòu)通常是合適的。
雖然在圖6中，圖5中的增加交換器518被無(wú)源耦合器代替，圖7示出了本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，其中圖5中的撤出交換器514被無(wú)源分割器714所代替，無(wú)源分割器714后跟隨可調(diào)帶通濾波器715，濾波器715中的每一個(gè)都將一個(gè)撤出的波長(zhǎng)耦合到合適的轉(zhuǎn)發(fā)器(圖7中未示出)。這種全無(wú)源配置進(jìn)一步減少了節(jié)點(diǎn)的成本，雖然它可能需要附加的光學(xué)放大器以調(diào)節(jié)由無(wú)源分割器造成的損耗。這種全無(wú)源配置的一種特性是，撤出通道中的所有功率事實(shí)上并沒(méi)有被全部撤出。而是，由于沒(méi)有進(jìn)行濾波，所以撤出通道的一部分退出了節(jié)點(diǎn)但是繼續(xù)沿著傳送路徑。當(dāng)需要?jiǎng)?chuàng)建信號(hào)的多個(gè)復(fù)制品或者需要對(duì)信號(hào)進(jìn)行廣播時(shí)，這個(gè)特性將會(huì)十分有利。不幸的是，這個(gè)特性也會(huì)阻止波長(zhǎng)的再次使用，因?yàn)槭Ｓ嘣趥魉吐窂缴系某烦鐾ǖ篮臀挥谙嗤ㄩL(zhǎng)的增加通道的部分將會(huì)出現(xiàn)交叉串?dāng)_。但是，圖7中所示配置的主要缺點(diǎn)是帶寬無(wú)效，因此不夠吸引人，除非可用波長(zhǎng)的數(shù)量大于用在網(wǎng)絡(luò)中的連接的全部數(shù)量。
圖8示出了能夠進(jìn)行圖7中節(jié)點(diǎn)的撤出和繼續(xù)功能的另一個(gè)節(jié)點(diǎn)，但是其同時(shí)允許再次使用波長(zhǎng)。在這種配置中，沿每個(gè)傳送路徑使用了兩個(gè)交換器。如所示，交換器816和818分別作為撤出和增加交換器(參見(jiàn)圖5中轉(zhuǎn)換器514和518的討論)。先于交換器816的無(wú)源耦合器820將在傳送路徑8001上傳送的WDM信號(hào)在其進(jìn)入節(jié)點(diǎn)時(shí)進(jìn)行分割。無(wú)源耦合器820的一個(gè)輸出耦合到光交換器816，無(wú)源耦合器820的另一個(gè)輸出耦合到交換器818的輸入。因此，交換器818可以刪除由交換器816撤出的任意波長(zhǎng)，所述轉(zhuǎn)換器816不是為多點(diǎn)傳送而設(shè)計(jì)。發(fā)送多點(diǎn)傳送的能力可以用在通信網(wǎng)絡(luò)中，用來(lái)自單獨(dú)轉(zhuǎn)發(fā)器向多個(gè)位置進(jìn)行廣播，或者用來(lái)創(chuàng)建一個(gè)雙歸的(dual-homing)不同的路徑，用于光學(xué)信號(hào)的網(wǎng)絡(luò)保護(hù)。如較早前所討論的，雙環(huán)形交互工作是雙歸的一個(gè)例子，其中在兩個(gè)環(huán)形之間的多種不同的路由出現(xiàn)在分離的節(jié)點(diǎn)對(duì)上。
在諸如圖8的光學(xué)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)重新使用波長(zhǎng)是改善整個(gè)網(wǎng)絡(luò)效率的一個(gè)關(guān)鍵方法。因?yàn)榇嬖跒閭鬏斀o定的波長(zhǎng)提供幫助的有效網(wǎng)絡(luò)成本，如果該波長(zhǎng)用于環(huán)形或網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的多路傳輸鏈路，波長(zhǎng)的成本是共享的。如果波長(zhǎng)將被再次使用的話(huà)，現(xiàn)有技術(shù)需要對(duì)撤出的波長(zhǎng)進(jìn)行濾波或者刪除大約99.9％。波長(zhǎng)相關(guān)濾波最好在給相鄰波長(zhǎng)增加最小損耗的時(shí)候進(jìn)行，所述相鄰波長(zhǎng)在WDM系統(tǒng)中僅以1nm或更小距離進(jìn)行光學(xué)分離。該技術(shù)中，用在撤出路徑中使用的波長(zhǎng)濾波也不能夠達(dá)到濾波要求的技術(shù)也可以使用附加的濾波，以獲得在網(wǎng)絡(luò)的其它點(diǎn)再次使用相同波長(zhǎng)所需的水平。提供這個(gè)附加濾波的元件有時(shí)被稱(chēng)作凈化濾波器或者阻塞濾波器。阻塞濾波器可以是一個(gè)不同的濾波器元件，也可以與撤出元件本身集成在一起。例如，在Duck等人的美國(guó)專(zhuān)利5,920,411中，示出了具有后者的配置的阻塞濾波器的一個(gè)例子。圖8中的撤出和繼續(xù)配置是阻塞轉(zhuǎn)換器的一個(gè)特定的例子，其中無(wú)源耦合器不會(huì)阻塞將要撤出的波長(zhǎng)，因此，第二交換器必須阻塞住撤出的波長(zhǎng)并且增加波長(zhǎng)到網(wǎng)絡(luò)。
本發(fā)明給出的另一種情況出現(xiàn)在轉(zhuǎn)發(fā)器包括可調(diào)激光器的時(shí)候。在這種情況中，對(duì)由可調(diào)激光器在具有低常數(shù)損耗的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流上產(chǎn)生的任意波長(zhǎng)進(jìn)行多路復(fù)用是很重要的。在現(xiàn)有系統(tǒng)中，其通過(guò)具有通常每個(gè)都以單一波長(zhǎng)提供低插入損耗的端口的多路復(fù)用器來(lái)完成。因此，可調(diào)激光器的靈活性受到多路復(fù)用器的限制，使得激光器只能夠用于單一波長(zhǎng)。一種克服這個(gè)問(wèn)題的方法是，使用將所有波長(zhǎng)以相同的插入損耗耦合的無(wú)源耦合器。當(dāng)然，這種解決方法帶來(lái)了更高插入損耗的代價(jià)。但是，因?yàn)榭芍匦屡渲玫霓D(zhuǎn)換器能夠用作為低損耗的可重新配置的多路復(fù)用器，所以本發(fā)明提供了對(duì)于這個(gè)問(wèn)題的另外一種解決方法。當(dāng)在與可調(diào)激光器聯(lián)合使用時(shí)，由激光器產(chǎn)生的任意波長(zhǎng)都可以被多路復(fù)用到具有低損耗的數(shù)據(jù)流上。因?yàn)槟軌蚴瓜到y(tǒng)根據(jù)用于固定和可調(diào)激光器的相同的工程規(guī)則而工作，所以這種解決方法特別有利，其在使用固定和可調(diào)轉(zhuǎn)發(fā)器的混合系統(tǒng)中尤為重要。
權(quán)利要求
1.在包括由通信鏈路互連的多個(gè)節(jié)點(diǎn)的WDM光學(xué)通信系統(tǒng)中的一種節(jié)點(diǎn)，其包括第一多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器，每個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器都以與另一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器不同的通道波長(zhǎng)來(lái)產(chǎn)生和/或接收信息承載的光學(xué)信號(hào)；一光學(xué)耦合結(jié)構(gòu)，用于在連接到所述節(jié)點(diǎn)的鏈路與所述第一多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器之間傳送所述通道波長(zhǎng)，所述結(jié)構(gòu)適用于重新配置其工作狀態(tài)，從而通過(guò)由任意其它通道波長(zhǎng)所穿越的所述節(jié)點(diǎn)，有選擇地將不同的所述通道波長(zhǎng)從所述鏈路引導(dǎo)到不同的所述轉(zhuǎn)發(fā)器，而不擾亂光學(xué)路徑；和一通信和配置結(jié)構(gòu)，用于將識(shí)別所述轉(zhuǎn)發(fā)器工作的各自通道波長(zhǎng)的數(shù)據(jù)從所述轉(zhuǎn)發(fā)器傳送到所述光學(xué)耦合結(jié)構(gòu)，并且重新配置所述光學(xué)耦合結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)，作為對(duì)所傳送的數(shù)據(jù)的響應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)，其中第一多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器分別包括多個(gè)接收器，用于接收所述信息承載光學(xué)信號(hào)，進(jìn)一步地，其中所述通信和配置結(jié)構(gòu)重新配置將所述通道波長(zhǎng)從所述鏈路傳送到所述第一多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器的所述光學(xué)耦合結(jié)構(gòu)的至少一部分的所述工作狀態(tài)，以使所述轉(zhuǎn)發(fā)器能夠以它們分別工作的通道波長(zhǎng)來(lái)接收光學(xué)信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)，其中所述的每個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器都包括一個(gè)包括識(shí)別所述轉(zhuǎn)發(fā)器工作的各自通道波長(zhǎng)的數(shù)據(jù)的識(shí)別元件，所述光學(xué)耦合結(jié)構(gòu)具有接收元件，用于獲取包含在所述識(shí)別元件中的數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)，其中所述光學(xué)耦合結(jié)構(gòu)包括一個(gè)可調(diào)耦合結(jié)構(gòu)，用于有選擇地將不同的通道波長(zhǎng)從所述鏈路傳送到所述第一多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器；和一個(gè)無(wú)源耦合結(jié)構(gòu)，用于將所述通道波長(zhǎng)從轉(zhuǎn)發(fā)器引導(dǎo)到所述鏈路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)，其中所述光學(xué)耦合結(jié)構(gòu)包括一個(gè)具有至少三個(gè)端口的可重新配置的光交換器，所述可重新配置的光交換器適用于對(duì)其工作狀態(tài)進(jìn)行重新配置，以在任意端口接收所述第一多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器所進(jìn)行工作的任意通道波長(zhǎng)，并且將所述通道波長(zhǎng)引導(dǎo)到所述光交換器的任意其它端口。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)，其中所述光學(xué)耦合結(jié)構(gòu)包括一個(gè)具有至少三個(gè)端口的可重新配置的光交換器，所述可重新配置的光交換器適用于對(duì)其工作狀態(tài)進(jìn)行重新配置，以在多個(gè)端口接收所述第一多個(gè)發(fā)送器進(jìn)行工作的任意通道波長(zhǎng)，并且將所述通道波長(zhǎng)引導(dǎo)到所述光交換器的任意剩余的端口。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)，其進(jìn)一步包括第二多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器，在所述第一多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器中的一個(gè)或更多的轉(zhuǎn)發(fā)器出現(xiàn)故障的情況下，用作為備用轉(zhuǎn)發(fā)器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)，其中所述光學(xué)耦合結(jié)構(gòu)包括至少兩個(gè)可重新配置的光交換器，每個(gè)光交換器都具有至少三個(gè)端口，第一個(gè)所述可重新配置的光交換器適用于重新配置其工作狀態(tài)，以撤出到所述第一多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器的通道波長(zhǎng)，并且接收來(lái)自所述第二多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器的通道波長(zhǎng)，第二個(gè)所述可重新配置的光交換器適用于重新配置其工作狀態(tài)，以撤出到所述第二多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器的通道波長(zhǎng)，并且接收來(lái)自所述第一多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器的通道波長(zhǎng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)，其中所述第一和第二多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器都被在包括來(lái)自所述第一和第二多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器中的每個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器的轉(zhuǎn)發(fā)器對(duì)中進(jìn)行排列。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)，其中每個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器對(duì)中的所述轉(zhuǎn)發(fā)器都位于相鄰位置中，與另一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器電連接著以在其中傳送電數(shù)據(jù)信號(hào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)，其中每個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器對(duì)中的所述轉(zhuǎn)發(fā)器在公共的通道波長(zhǎng)上工作。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)，其中每個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器對(duì)中的所述轉(zhuǎn)發(fā)器在不同的通道波長(zhǎng)上工作。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)，其中轉(zhuǎn)發(fā)器對(duì)的至少一個(gè)中的所述轉(zhuǎn)發(fā)器在公共通道波長(zhǎng)或者不同的通道波長(zhǎng)上工作。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)，其中所述光學(xué)耦合結(jié)構(gòu)包括至少四個(gè)可重新配置的光交換器，其中，每個(gè)所述轉(zhuǎn)發(fā)器對(duì)中的第一轉(zhuǎn)發(fā)器分別發(fā)送并接收到所述可重新配置的光交換器的第一和第二轉(zhuǎn)發(fā)器的通道波長(zhǎng)，每個(gè)所述轉(zhuǎn)發(fā)器對(duì)中的第二轉(zhuǎn)發(fā)器分別發(fā)送并接收到所述可重新配置的光交換器的第三和第四轉(zhuǎn)發(fā)器的通道波長(zhǎng)。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)，其中所述光學(xué)耦合結(jié)構(gòu)包括至少四個(gè)可重新配置的光交換器，其中每個(gè)所述轉(zhuǎn)發(fā)器對(duì)中的第一轉(zhuǎn)發(fā)器分別發(fā)送并接收到所述可重新配置的光交換器的第一和第二轉(zhuǎn)發(fā)器的通道波長(zhǎng)，每個(gè)所述轉(zhuǎn)發(fā)器對(duì)中的第二轉(zhuǎn)發(fā)器分別發(fā)送并接收到所述可重新配置的光交換器的第三和第四轉(zhuǎn)發(fā)器的通道波長(zhǎng)。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)，其中所述光學(xué)耦合結(jié)構(gòu)包括至少兩個(gè)無(wú)源耦合結(jié)構(gòu)和每個(gè)都具有多個(gè)端口的兩個(gè)可重新配置的光交換器，其中每個(gè)所述轉(zhuǎn)發(fā)器對(duì)中的第一轉(zhuǎn)發(fā)器分別發(fā)送并接收來(lái)自第一個(gè)所述無(wú)源耦合結(jié)構(gòu)及其相關(guān)聯(lián)的第一個(gè)所述光交換器的通道波長(zhǎng)，每個(gè)所述轉(zhuǎn)發(fā)器對(duì)中的第二轉(zhuǎn)發(fā)器發(fā)送并接收來(lái)自第二個(gè)所述無(wú)源耦合結(jié)構(gòu)及其相關(guān)聯(lián)的第二個(gè)所述光交換器的通道波長(zhǎng)。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)，其進(jìn)一步包括一個(gè)阻塞濾波元件，用于從所述鏈路對(duì)由所述光學(xué)耦合排列所取出的通道波長(zhǎng)進(jìn)行濾波。
18.根據(jù)權(quán)利要求5所述系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)，其進(jìn)一步包括一個(gè)阻塞濾波元件，用于從所述鏈路對(duì)由所述光學(xué)耦合結(jié)構(gòu)所取出的通道波長(zhǎng)進(jìn)行濾波。
19.根據(jù)權(quán)利要求8所述系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)，其中所述阻塞濾波元件是所述第二可重新配置的光交換器。
20.根據(jù)權(quán)利要求3所述系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)，其中所述識(shí)別元件是一個(gè)序列號(hào)或者模型號(hào)，所述接收元件是一個(gè)字母數(shù)字的輸入端，可以通過(guò)它手工接收所述數(shù)據(jù)。
21.根據(jù)權(quán)利要求3所述系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)，其進(jìn)一步包括將所述數(shù)據(jù)從所述轉(zhuǎn)發(fā)器中的所述識(shí)別元件發(fā)送至所述節(jié)點(diǎn)的裝置。
22.根據(jù)權(quán)利要求3所述系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)，其中所述識(shí)別元件是一個(gè)存儲(chǔ)模塊，所述接收元件包括當(dāng)所述轉(zhuǎn)發(fā)器耦合到所述光學(xué)耦合結(jié)構(gòu)時(shí)從存儲(chǔ)模塊中讀取所述數(shù)據(jù)的處理器。
23.根據(jù)權(quán)利要求5所述系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)，其中所述第一多個(gè)發(fā)送器分別位于多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器位置中，其中每個(gè)都與所述光交換器的一個(gè)預(yù)設(shè)端口進(jìn)行光學(xué)通信。
24.根據(jù)權(quán)利要求1所述系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)，其中所述識(shí)別所述發(fā)送器進(jìn)行工作的各自通道波長(zhǎng)的數(shù)據(jù)是各自通道波長(zhǎng)本身。
25.一種分配通道波長(zhǎng)到光交換器的多個(gè)端口的方法，所述方法包括如下步驟在所述光交換器的多個(gè)端口接收(receive)多個(gè)發(fā)送器，所述發(fā)送器工作在各自不同的波長(zhǎng)；從所述發(fā)送器中獲得識(shí)別所述發(fā)送器的一個(gè)或更多工作特性的數(shù)據(jù)，所述一個(gè)或更多工作特性包括所述發(fā)送器進(jìn)行工作的各自不同的波長(zhǎng)；和基于從所述發(fā)送器獲得的所述數(shù)據(jù)，配置所述光交換器，以使所述多個(gè)端口分配到分別對(duì)應(yīng)于在所述多個(gè)端口中接收到的所述發(fā)送器的不同波長(zhǎng)的通道波長(zhǎng)。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述的獲得所述數(shù)據(jù)的步驟包括接收由技術(shù)人員手工輸入的數(shù)據(jù)的步驟。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述的獲得所述數(shù)據(jù)的步驟包括直接從所述發(fā)送器讀取所述數(shù)據(jù)的步驟。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中所述數(shù)據(jù)是從存儲(chǔ)模塊中讀取的。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中所述存儲(chǔ)模塊是只讀存儲(chǔ)器。
30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中所述存儲(chǔ)模塊是隨機(jī)存取存儲(chǔ)器。
31.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中所述存儲(chǔ)模塊是EPROM。
32.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中所述存儲(chǔ)模塊是通過(guò)位于所述光交換器中的控制器讀取的。
33.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中所述數(shù)據(jù)是所述發(fā)送器的序列號(hào)或者模型號(hào)。
34.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述發(fā)送器是結(jié)合在光學(xué)轉(zhuǎn)發(fā)器中的。
35.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中至少一個(gè)所述發(fā)送器是可調(diào)發(fā)送器，可調(diào)至多個(gè)波長(zhǎng)，分別對(duì)應(yīng)于其中結(jié)合有所述光交換器的傳送系統(tǒng)所使用的多個(gè)通道波長(zhǎng)。
36.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其進(jìn)一步包括將第一發(fā)送器調(diào)至對(duì)應(yīng)于其中結(jié)合有所述光交換器的傳送系統(tǒng)所使用的通道波長(zhǎng)的第一波長(zhǎng)的步驟，其中配置所述光交換器的步驟包括將所述第一波長(zhǎng)分配給在其中接收所述第一發(fā)送器的所述光交換器的端口。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法，其中所述調(diào)節(jié)波長(zhǎng)的步驟包括選取對(duì)應(yīng)于所述通道波長(zhǎng)的所述第一波長(zhǎng)的步驟，所述選取步驟由位于所述傳送系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)元件進(jìn)行。
38.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其進(jìn)一步包括如果所述發(fā)送器之一的一個(gè)或更多所述工作特性不符合前述的工作特性的話(huà)就發(fā)出警報(bào)的步驟。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，其中所述一個(gè)發(fā)送器的工作特性與所述的前述工作特性之間的比較由位于其中結(jié)合有所述光交換器的傳送系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)元件來(lái)進(jìn)行。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，其中所述的網(wǎng)絡(luò)元件是工作在最高網(wǎng)絡(luò)控制級(jí)的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)管理元件。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中所述的網(wǎng)絡(luò)管理元件使用一個(gè)路由和波長(zhǎng)分配算法。
42.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其進(jìn)一步包括如果在完成配置所述光交換器的步驟之前檢測(cè)到故障的話(huà)就發(fā)出警報(bào)的步驟。
43.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述發(fā)送器的至少一個(gè)工作特性進(jìn)一步包括功率水平。
44.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述發(fā)送器的至少一個(gè)工作特性進(jìn)一步包括發(fā)送格式。
45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的方法，其中所述發(fā)送格式包括發(fā)送碼率。
46.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述接收步驟包括在多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器位置中接收所述多個(gè)發(fā)送器的步驟，其中每個(gè)都與所述光交換器的預(yù)設(shè)端口進(jìn)行光學(xué)通信。
47.根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，其進(jìn)一步包括以預(yù)設(shè)的方式將所述多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器位置與所述光交換器的端口進(jìn)行光耦合的步驟，所述耦合步驟是由一個(gè)光學(xué)底板進(jìn)行的。
48.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中從所述發(fā)送器獲得的所述數(shù)據(jù)是所述發(fā)送器進(jìn)行工作的不同波長(zhǎng)。
49.一種在光學(xué)傳送系統(tǒng)中自動(dòng)提供服務(wù)的方法，該光學(xué)傳送系統(tǒng)具有多個(gè)節(jié)點(diǎn)，其中的至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)包括至少一個(gè)光交換器，所述方法包括如下步驟識(shí)別耦合到光交換器的給定端口的轉(zhuǎn)發(fā)器，所述轉(zhuǎn)發(fā)器與提供的所述服務(wù)相關(guān)聯(lián)；配置所述光交換器，以使給定端口至少部分地基于所述轉(zhuǎn)發(fā)器的所述識(shí)別而被分配給一通道波長(zhǎng)。
50.根據(jù)權(quán)利要求49所述的方法，其進(jìn)一步包括為正在提供的所述服務(wù)提供第一保護(hù)方案的步驟。
51.根據(jù)權(quán)利要求50所述的方法，其進(jìn)一步包括為正在提供的所述服務(wù)有選擇地在所述第一保護(hù)方案和第二保護(hù)方案之間轉(zhuǎn)換的步驟。
52.根據(jù)權(quán)利要求50所述的方法，其中所述的第一保護(hù)方案是從由專(zhuān)用保護(hù)方案和共享保護(hù)方案組成的組中選取的。
53.根據(jù)權(quán)利要求50所述的方法，其中所述的第一保護(hù)方案是從由專(zhuān)用保護(hù)方案、共享保護(hù)方案、雙歸路徑保護(hù)、雙環(huán)交互工作結(jié)構(gòu)和1:N保護(hù)方案組成的組中選取的。
54.根據(jù)權(quán)利要求51所述的方法，其中所述的第一和第二保護(hù)方案是從由專(zhuān)用保護(hù)方案、共享保護(hù)方案、雙歸路徑保護(hù)、雙環(huán)交互工作結(jié)構(gòu)和1:N保護(hù)方案組成的組中選取的。
55.根據(jù)權(quán)利要求49所述的方法，其進(jìn)一步包括識(shí)別與所述轉(zhuǎn)發(fā)器電通信的備用轉(zhuǎn)發(fā)器、以及在轉(zhuǎn)發(fā)器故障的情況下將電信號(hào)從故障轉(zhuǎn)發(fā)器自動(dòng)發(fā)送到備用轉(zhuǎn)發(fā)器以通過(guò)所述網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)通信的步驟。
56.根據(jù)權(quán)利要求55所述的方法，其中所述備用轉(zhuǎn)發(fā)器包括一個(gè)可調(diào)的發(fā)送器。
57.根據(jù)權(quán)利要求56所述的方法，其進(jìn)一步包括將所述可調(diào)發(fā)送器調(diào)至故障轉(zhuǎn)發(fā)器所使用的通道波長(zhǎng)的步驟。
58.根據(jù)權(quán)利要求55所述的方法，其中所述備用轉(zhuǎn)發(fā)器工作在來(lái)自所述轉(zhuǎn)發(fā)器的不同的波長(zhǎng)，并且進(jìn)一步包括配置所述光交換器的步驟，以使給定的端口分配到不同的波長(zhǎng)。
59.在包括通過(guò)通信鏈路互連的多個(gè)節(jié)點(diǎn)的WDM光學(xué)通信系統(tǒng)中的一種節(jié)點(diǎn)，其包括可重新配置的光交換器，具有至少三個(gè)端口；分別耦合到多個(gè)所述光交換器的端口的多個(gè)發(fā)送器，每個(gè)所述發(fā)送器都以與另一個(gè)發(fā)送器不同的通道波長(zhǎng)產(chǎn)生一個(gè)信息承載光學(xué)信號(hào)，所述可重新配置的光交換器適用于在所述多個(gè)端口接收所述多個(gè)發(fā)送器工作的任意通道波長(zhǎng)，并且將所述通道波長(zhǎng)引導(dǎo)到至少一個(gè)其它的端口；和通信和配置結(jié)構(gòu)，用于將識(shí)別所述發(fā)送器進(jìn)行工作的各自通道波長(zhǎng)的數(shù)據(jù)從所述發(fā)送器傳送到所述光交換器，并且重新配置所述光交換器，以使所述多個(gè)端口分配到分別對(duì)應(yīng)于在所述多個(gè)端口中接收到的所述發(fā)送器的不同波長(zhǎng)的通道波長(zhǎng)。
60.根據(jù)權(quán)利要求59所述系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)，其中所述發(fā)送器包括一個(gè)儲(chǔ)存識(shí)別所述發(fā)送器進(jìn)行工作的各自通道波長(zhǎng)的數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)模塊，所述光交換器具有一個(gè)處理器，用于在所述發(fā)送器耦合到所述光交換器的端口時(shí)讀取儲(chǔ)存在所述存儲(chǔ)模塊中的數(shù)據(jù)。
61.根據(jù)權(quán)利要求59所述系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)，其中所述識(shí)別所述發(fā)送器進(jìn)行工作的各自通道波長(zhǎng)的數(shù)據(jù)是各自的通道波長(zhǎng)本身。
62.根據(jù)權(quán)利要求1所述系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)，其中所述光學(xué)耦合結(jié)構(gòu)包括至少兩個(gè)可重新配置的光交換器，每個(gè)轉(zhuǎn)換器都具有多個(gè)端口，和一個(gè)無(wú)源耦合器，其具有從鏈路接收通道波長(zhǎng)的輸入端口以及兩個(gè)分別耦合到所述兩個(gè)可重新配置的轉(zhuǎn)換器端口的輸出端口，這樣，第一個(gè)所述可重新配置的光交換器用作為撤出轉(zhuǎn)換器，可以有選擇地將不同的通道波長(zhǎng)從所述鏈路引導(dǎo)到不同的轉(zhuǎn)發(fā)器，且第二個(gè)所述可重新配置的光交換器用作為增加轉(zhuǎn)換器，可以有選擇地將不同的通道波長(zhǎng)從所述轉(zhuǎn)發(fā)器引導(dǎo)到所述鏈路，由此，至少一個(gè)給定的通道波長(zhǎng)可以由所述的撤出轉(zhuǎn)換器取出并且由所述的增加轉(zhuǎn)換器發(fā)送回所述鏈路。
63.根據(jù)權(quán)利要求62所述系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)，其中所述給定的通道是廣播通道。
64.根據(jù)權(quán)利要求62所述系統(tǒng)中，所述給定的通道是雙歸路徑保護(hù)通道。
65.根據(jù)權(quán)利要求49所述的方法，其進(jìn)一步包括提供共享保護(hù)方案和1:N保護(hù)方案的步驟。
全文摘要
在包括多個(gè)通過(guò)通信鏈路互連的節(jié)點(diǎn)的WDM光學(xué)通信系統(tǒng)中，提供了一種節(jié)點(diǎn)，其包括第一多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器，其中每個(gè)都以與其它轉(zhuǎn)發(fā)器不同的通道波長(zhǎng)產(chǎn)生和/或接收信息承載的光學(xué)信號(hào)。可包括一個(gè)或更多可重新配置的光交換器的光學(xué)耦合結(jié)構(gòu)在連接到節(jié)點(diǎn)的鏈路與第一多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器之間傳送通道波長(zhǎng)。該構(gòu)適用于重新配置其工作狀態(tài)，以通過(guò)任意其它通道波長(zhǎng)所穿越的節(jié)點(diǎn)來(lái)有選擇地將不同的通道波長(zhǎng)從鏈路引導(dǎo)到不同的轉(zhuǎn)發(fā)器，而無(wú)需擾亂光學(xué)路徑。提供了一種通信和配置結(jié)構(gòu)，其將識(shí)別轉(zhuǎn)發(fā)器工作的各自通道波長(zhǎng)的數(shù)據(jù)從轉(zhuǎn)發(fā)器傳送到光學(xué)耦合結(jié)構(gòu)。作為對(duì)傳送的數(shù)據(jù)的響應(yīng)，通信和和配置排列重新配置光學(xué)耦合結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)。
文檔編號(hào)G02B6/35GK1993915SQ02806703
公開(kāi)日2007年7月4日 申請(qǐng)日期2002年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月16日
發(fā)明者托馬斯·安德魯·斯特拉瑟, 保羅·邦恩凡特, 佩爾·班·漢森, 托本·N·尼爾森, 肯尼斯·R·羅伯茨, 杰斐遜·L·瓦格納 申請(qǐng)人:福圖瑞斯有限公司