專利名稱：Wdm網(wǎng)絡(luò)中的光時(shí)鐘信號分布系統(tǒng)的制作方法
背景技術(shù)：
發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及波分復(fù)用(WDM)網(wǎng)絡(luò)中的光時(shí)鐘分布系統(tǒng)，更具體地，涉及用于控制在構(gòu)成光通信網(wǎng)的光傳輸單元之間的時(shí)鐘同步的系統(tǒng)。
現(xiàn)有技術(shù)當(dāng)前，在其中采用SDH(同步數(shù)字分級)/SONET(同步光網(wǎng)絡(luò))系統(tǒng)作為主干系統(tǒng)的光通信網(wǎng)中，話音和數(shù)據(jù)以各種形式被傳輸，諸如STM(同步傳輸模式)，ATM(異步傳輸模式)和IP(互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議)。
同時(shí)，由于近年來互聯(lián)網(wǎng)線路要求的不斷擴(kuò)大的增加，更高的比特速率(范圍從2.5Gbps到10Gbps或40Gbps)的TDM(時(shí)分復(fù)用)被引入到每個(gè)傳輸單元，同時(shí)通過引入WDM(波分復(fù)用)系統(tǒng)，光纖光纜中傳輸容量的有效的利用已取得廣泛的和積極的進(jìn)步。
SDH/SONET是一種其中構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的全部傳輸單元要與主時(shí)鐘同步的系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)現(xiàn)在在全世界范圍被采用作為用于實(shí)施高速度數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的、適當(dāng)?shù)耐ㄐ畔到y(tǒng)。
這個(gè)方法具有各種優(yōu)點(diǎn)，諸如在發(fā)送單元與有效的數(shù)據(jù)復(fù)用/解復(fù)用處理之間的改進(jìn)的連接性。然而，需要一個(gè)用于輸出具有極高的精確度的參考時(shí)鐘的時(shí)鐘源，它在SDH/SONET系統(tǒng)中被稱為PRC(主參考時(shí)鐘)，以便被設(shè)置作為最高的分級結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘源(例如，由銫(Cs)原子振蕩器構(gòu)成的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘)。


圖1顯示采用高精確度的時(shí)鐘源的網(wǎng)絡(luò)中的同步結(jié)構(gòu)的概念性圖。
在圖1上，顯示了網(wǎng)絡(luò)中的同步結(jié)構(gòu)。從具有PRC的精度級別的最高的分級結(jié)構(gòu)的時(shí)鐘源100輸出的時(shí)鐘信號被分配到每個(gè)傳輸單元101，102作為參考時(shí)鐘。在以下的說明中，具有PRC級別精度的這個(gè)時(shí)鐘信號簡單地稱為參考時(shí)鐘。
每個(gè)傳輸單元101，102接收從時(shí)鐘源100輸出的參考時(shí)鐘，并將其傳送到較低的級別的單元103，104以及105，106。結(jié)果，網(wǎng)絡(luò)中的多個(gè)(N)傳輸單元101-10N全部同步到一個(gè)參考時(shí)鐘上，因此構(gòu)成同步系統(tǒng)。
這樣，在SDH/SONET系統(tǒng)中，每個(gè)傳輸單元通常從通過光纖接收的數(shù)據(jù)中提取定時(shí)信號，以便與參考時(shí)鐘同步。
每個(gè)傳輸單元然后在其中提供的PLL電路中再生時(shí)鐘，以便發(fā)送數(shù)據(jù)到相繼的傳輸單元。也就是，傳輸單元從接收的數(shù)據(jù)中再生時(shí)鐘，然后把包括時(shí)鐘信號的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到相繼的單元。
這里，在SDH/SONET系統(tǒng)中，在每個(gè)傳輸單元中需要這樣的性能，該性能使得參考時(shí)鐘能精確地被傳送到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)從而保持在傳輸單元之間的參考時(shí)鐘的質(zhì)量。
為了解決這個(gè)需求，在傳統(tǒng)的SDH/SONET系統(tǒng)中，圖2所示的一個(gè)方法是已知用于將起源于時(shí)鐘源100的參考時(shí)鐘傳送到每個(gè)傳輸單元的方法。這個(gè)方法為如下。
首先，從時(shí)鐘源100輸出的、PRC級別精度的時(shí)鐘作為外部參考時(shí)鐘(EXT CLK)被輸入到在主站中提供的SDH傳輸單元101。在SDH傳輸單元101中提供的PLL電路可以產(chǎn)生單元主時(shí)鐘MCLK-1。SDH傳輸單元101通過使用單元主時(shí)鐘MCLK-1而輸出傳輸數(shù)據(jù)到相繼的傳輸單元102。
同樣地，在SDH傳輸單元102中，在從接收的數(shù)據(jù)中提取定時(shí)分量以后，在SDH傳輸單元102中提供的PLL電路可以產(chǎn)生單元主時(shí)鐘MCLK-2。SDH傳輸單元102通過使用單元主時(shí)鐘MCLK-2可輸出傳輸數(shù)據(jù)到相繼的傳輸單元103。
這樣，每個(gè)多個(gè)SDH傳輸單元101-10N一個(gè)接一個(gè)地傳送在時(shí)鐘源100中起源的參考時(shí)鐘，因此在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中可以建立同步。
這里，在ITU-T/BELLCORE等的標(biāo)準(zhǔn)化的建議/規(guī)則中，設(shè)定了幾個(gè)有關(guān)用于傳輸?shù)膮⒖紩r(shí)鐘質(zhì)量的技術(shù)規(guī)范。從時(shí)鐘源100起源的PRC級別時(shí)鐘的參考時(shí)鐘最多在20個(gè)SDH傳輸單元中被接力傳送，每個(gè)SDH傳輸單元通過使用其中提供的PLL電路可以再生要輸出的時(shí)鐘。
此外，一個(gè)時(shí)鐘源100通常被提供用于產(chǎn)生要輸出的參考時(shí)鐘。然而，考慮到時(shí)鐘源100的可能的故障，在相對的傳輸單元一側(cè)(在傳輸單元10N一側(cè))通常提供備用(保護(hù))時(shí)鐘源，因此構(gòu)成冗余的配置。
另外，雖然圖2上顯示直線結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，但類似于以上的方法可被應(yīng)用于環(huán)狀(圓形)結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，以便傳送PRC級別參考時(shí)鐘，即，從時(shí)鐘源100產(chǎn)生的主時(shí)鐘。
這里，作為這樣的網(wǎng)絡(luò)的性質(zhì)，當(dāng)用于重復(fù)產(chǎn)生來自時(shí)鐘源100的參考時(shí)鐘的SDH傳輸單元的數(shù)目增加時(shí)，傳送時(shí)鐘的PLL電路的數(shù)目也增加，這導(dǎo)致參考時(shí)鐘質(zhì)量的惡化。在ITU-T推薦標(biāo)準(zhǔn)中，考慮上述的影響，重復(fù)單元的最大數(shù)目被規(guī)定為限于20，如前所述。另外，規(guī)定了這樣的要求，要求時(shí)鐘再生單元抑制抖動(dòng)和漂移，以免相繼的傳輸超過上述的極限。而且，這些時(shí)鐘再生單元的數(shù)目被規(guī)定為高達(dá)10。
發(fā)明概要因此，由于SDH傳輸單元的數(shù)目(即，在SDH/SONET系統(tǒng)中的時(shí)鐘重復(fù)單元的數(shù)目)的增加，必須控制和消除在每個(gè)傳輸單元中由PLL電路產(chǎn)生的增加的噪聲。
另外，在每個(gè)SDH傳輸單元中設(shè)置的PLL電路具有取決于它們的制造商的不同的實(shí)施方式，它們產(chǎn)生各種各樣的噪聲以及噪聲通過帶寬。所以，在實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)中，噪聲源鑒別和對它們的測量變得很困難的，從而產(chǎn)生一系列問題。
在上述的問題中引起的各種相關(guān)問題被概述如下(1)由于PLL電路造成的增加的時(shí)鐘重復(fù)，會(huì)產(chǎn)生積累的噪聲(抖動(dòng)/漂移)。
(2)由不同的制造商制造的時(shí)鐘再生電路(PLL電路等)具有不同的性能。
(3)由于組構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的傳輸單元的拓?fù)洳季?諸如網(wǎng)格結(jié)構(gòu))的復(fù)雜性，使同步結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜化。
(4)測量噪聲的測量儀器的廣泛使用以及在運(yùn)行期間用于監(jiān)控噪聲的SSU單元的使用是必不可少的。
(5)由于PLL多級連接結(jié)構(gòu)和由于噪聲抑制造成的、在PLL中產(chǎn)生的延長的響應(yīng)時(shí)間，網(wǎng)絡(luò)中總的響應(yīng)時(shí)間被延長。
(6)當(dāng)傳輸距離變?yōu)檩^長時(shí)，性能需求以及對抗低頻噪聲(漂移)的問題變?yōu)槊黠@。
(7)PRC單元(銫振蕩器)的成本很高，以及需要選擇GPS單元的安裝位置。
(8)當(dāng)前被使用于傳輸單元之間的時(shí)鐘質(zhì)量信息(SSMB同步狀態(tài)消息字節(jié))并不能代表質(zhì)量本身。例如，雖然SSMB預(yù)示了PRC源，但實(shí)際發(fā)送的時(shí)鐘質(zhì)量卻是未知的。
(9)在針對要求的技術(shù)條件而設(shè)計(jì)和評估PLL電路本身方面具有困難，以及在控制它的漂移方面也有困難。
(10)近年來，通過采用WDM系統(tǒng)，開始更廣泛地使用SDH系統(tǒng)。在未來的光子(photonic)系統(tǒng)(OADM/OXC)中，網(wǎng)絡(luò)同步管理將變得更重要。
所以，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種在WDM網(wǎng)絡(luò)中傳送參考時(shí)鐘而不會(huì)使其性能惡化的系統(tǒng)。
更具體地，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種在WDM網(wǎng)絡(luò)中光時(shí)鐘信號的分布系統(tǒng)，更具體地是，提供用于控制在構(gòu)成光通信網(wǎng)的光傳輸單元之間的時(shí)鐘同步的系統(tǒng)。
作為按照本發(fā)明的優(yōu)選的結(jié)構(gòu)，一種系統(tǒng)包括光時(shí)鐘產(chǎn)生器，用于把PRC(主參考時(shí)鐘)級別的時(shí)鐘信號變換成具有波長λ0的光時(shí)鐘信號；波長復(fù)用器，用于波長復(fù)用具有波長λ0的光時(shí)鐘信號與其他的光波長數(shù)據(jù)；以及在網(wǎng)絡(luò)的單元中提供的、具有波長λ0的光時(shí)鐘信號的波長解復(fù)用器。在網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)單元中，其他光波長數(shù)據(jù)通過使用具有波長λ0的波長解復(fù)用的光時(shí)鐘信號作為參考時(shí)鐘而被處理。
而且，作為采用冗余結(jié)構(gòu)的優(yōu)選實(shí)施例，一種系統(tǒng)包括第一時(shí)鐘信號源和第二時(shí)鐘信號源，用于產(chǎn)生分別具有PRC級別的第一時(shí)鐘信號和第二時(shí)鐘信號；第一光時(shí)鐘產(chǎn)生器和第二光時(shí)鐘產(chǎn)生器，用于把從第一和第二時(shí)鐘源輸出的時(shí)鐘信號分別變換成具有第一波長和第二波長的光時(shí)鐘信號；第一光傳輸線和第二光傳輸線，用于傳輸從第一和第二光時(shí)鐘產(chǎn)生器輸出的、分別具有第一和第二波長的光時(shí)鐘信號；以及波長解復(fù)用器，用于波長解復(fù)用在網(wǎng)絡(luò)的單元中提供的、具有第一和第二波長的光時(shí)鐘信號。再者，通過在網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)單元中提供時(shí)鐘信號選擇器以便選擇具有第一或第二波長的波長解復(fù)用的光時(shí)鐘信號，從而獲得光時(shí)鐘分布系統(tǒng)的冗余配置。
通過結(jié)合附圖對實(shí)施例的以下說明，將更明白本發(fā)明的進(jìn)一步的范圍和特性。
附圖簡述圖1顯示在使用高精確度的時(shí)鐘源的網(wǎng)絡(luò)中同步結(jié)構(gòu)的概念圖。
圖2顯示用于把PRC級別的參考時(shí)鐘從時(shí)鐘源傳送到傳輸單元的方法的例子。
圖3顯示在采用本發(fā)明的傳輸系統(tǒng)的概念性結(jié)構(gòu)圖。
圖4顯示本發(fā)明的實(shí)施例，說明通過在光纖線上波長復(fù)用光信號來進(jìn)行傳輸?shù)睦印?br> 圖5顯示如圖所示的光時(shí)鐘信號產(chǎn)生器的結(jié)構(gòu)例子。
圖6顯示圖4所示的光時(shí)鐘信號產(chǎn)生器中由獨(dú)立的時(shí)鐘源和電/光時(shí)鐘信號變換器的分開的結(jié)構(gòu)所組成的配置的例子。
圖7顯示光時(shí)鐘信號產(chǎn)生器的另一個(gè)配置。
圖8顯示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中包含了由于對光時(shí)鐘信號與數(shù)據(jù)信號波長進(jìn)行波長復(fù)用，從而提供了對于鑒別光時(shí)鐘信號與數(shù)據(jù)信號的改進(jìn)。
圖9顯示了包含用于產(chǎn)生光時(shí)鐘信號的變換功能的SDH/SONET光傳輸單元的實(shí)施例。
圖10顯示采用冗余結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的應(yīng)用例子的說明圖。
圖11顯示引用另一個(gè)冗余結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的說明圖。
圖12顯示一個(gè)在其中本發(fā)明被應(yīng)用于具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)的冗余結(jié)構(gòu)。
圖13顯示引用另一個(gè)冗余結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的說明圖。
圖14顯示一個(gè)在其中如圖13所示的結(jié)構(gòu)被應(yīng)用于具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)實(shí)例。
圖15顯示由圖13所示的實(shí)施例的擴(kuò)展的結(jié)構(gòu)組成的結(jié)構(gòu)實(shí)例。
實(shí)施例下面參照附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其中相同的數(shù)字或符號是指相同的部件。
圖3顯示按照本發(fā)明的傳輸系統(tǒng)的概念性結(jié)構(gòu)圖。在這個(gè)系統(tǒng)中，從時(shí)鐘源100輸出的PRC級別時(shí)鐘從ADM(分插(add-drop)復(fù)用)單元2，4以光信號的形式被發(fā)送，而不必提供時(shí)鐘再生重復(fù)功能，這樣，網(wǎng)絡(luò)以與一個(gè)參考時(shí)鐘同步的方式運(yùn)行。
用作為網(wǎng)絡(luò)參考時(shí)鐘的PRC級別精度的時(shí)鐘源(PRC-GEN)100由銫原子振蕩器構(gòu)成。
參考時(shí)鐘借助于光時(shí)鐘信號產(chǎn)生器(OPT-GEN)1被變換成光時(shí)鐘信號。被變換成光時(shí)鐘信號的波長被規(guī)定為λ0。ADM單元接收具有波長λ0的光時(shí)鐘信號，把它規(guī)定為單元中的參考時(shí)鐘。另外，包括主信號數(shù)據(jù)的光信號從ADM單元2以波長λ1發(fā)送。
這里，具有波長λ1的輸出的光信號是在同步部分20中被同步到波長λ0的信號。這兩個(gè)波長λ0和λ1在波長復(fù)用(WDM)單元3中被光復(fù)用成通過單個(gè)光纖線被發(fā)送的光信號，以便轉(zhuǎn)發(fā)到相繼的節(jié)點(diǎn)。
在相繼的節(jié)點(diǎn)中提供的ADM單元4中，波長λ0被光濾波器(OPT-Filer)5解復(fù)用，以便作為ADM單元4中使用的參考時(shí)鐘進(jìn)行饋送。通過使用這個(gè)參考時(shí)鐘，具有波長λ0的主信號數(shù)據(jù)被加以處理。
被處理的主信號數(shù)據(jù)從ADM單元4通過使用波長λ1或λ2被發(fā)送到相繼的節(jié)點(diǎn)。這里，具有波長λ1或λ2的主信號數(shù)據(jù)在波長復(fù)用(WDM)單元6中與波長λ0的參考時(shí)鐘進(jìn)行波長復(fù)用。
這樣，按照本發(fā)明，參考時(shí)鐘可以在網(wǎng)絡(luò)中不必經(jīng)過再生性的重復(fù)而被分配。同時(shí)，節(jié)點(diǎn)中任何的ADM單元可直接面對時(shí)鐘源100，而不受中間單元的干擾。因此，有可能在不受網(wǎng)絡(luò)配置和每個(gè)單元中時(shí)鐘再生性能等影響的情況下中繼時(shí)鐘信號。
圖4顯示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中光信號被波長復(fù)用，以便在光纖線路200上傳輸。在本實(shí)施例的系統(tǒng)中，用于傳輸?shù)?0Gbps信號被光復(fù)用成32個(gè)波長。在圖上，只顯示32個(gè)波中的四個(gè)波。
在這個(gè)圖4上，時(shí)鐘源100連同光時(shí)鐘信號產(chǎn)生器1一起構(gòu)成光時(shí)鐘信號傳輸單元100-1。從10MHz的電時(shí)鐘構(gòu)成的參考時(shí)鐘變換成光信號的光時(shí)鐘信號通過由粗實(shí)線表示的光時(shí)鐘信號傳送路經(jīng)被傳輸，該10MHz的電時(shí)鐘是由構(gòu)成光時(shí)鐘信號產(chǎn)生單元100-1的時(shí)鐘源100產(chǎn)生的。
也就是說，參考時(shí)鐘在光時(shí)鐘信號產(chǎn)生器1中被變換成一個(gè)相應(yīng)的光時(shí)鐘信號，該信號可以不用修正地進(jìn)行分支，從而以相同的方式分配到每個(gè)單元。因此，被分配到全部單元的參考時(shí)鐘的質(zhì)量水平可保持為相等的。
在圖4上，從光時(shí)鐘信號產(chǎn)生器1輸出的、具有λ0的波長的光時(shí)鐘信號在發(fā)送側(cè)被輸入到波長復(fù)用單元3。
在發(fā)送端(A1-A4)10-13，10G的數(shù)據(jù)信號被分別變換成具有從時(shí)鐘源100輸出的電時(shí)鐘信號代表的波長λ1-λ3的光信號。
因此，在發(fā)送端的波長復(fù)用單元3通過光纖光纜200發(fā)送包含具有λ1-λ3的波長的光信號和由光時(shí)鐘信號產(chǎn)生單元100-1產(chǎn)生的具有λ0的波長的光時(shí)鐘信號的波長復(fù)用信號。
在接收端的波長復(fù)用單元4具有光濾波功能，以便按照每個(gè)波長來解復(fù)用所述波長復(fù)用的光信號，從而將其轉(zhuǎn)發(fā)到每個(gè)相應(yīng)的單元。也就是，在接收端的波長復(fù)用單元4使得具有波長λ0的光時(shí)鐘信號被分支出來，以及在光/電信號變換器7中把分支出的信號變換成電信號，輸入到ANM單元14，15。
具有波長λ3，λ4的光信號被分支出來，以便輸入到ADM單元14，15。具有波長λ3，λ4的被分支出的光信號在以具有波長λ0的光時(shí)鐘信號為參考的情況下被處理。
同時(shí)，具有波長λ0的光時(shí)鐘信號在接收端傳送通過波長復(fù)用單元4。光時(shí)鐘信號在發(fā)送端與相應(yīng)于通過ADM單元14，15而插入的數(shù)據(jù)的波長λ3，λ4波進(jìn)行波長復(fù)用，以便被轉(zhuǎn)發(fā)到相繼的節(jié)點(diǎn)。在相繼的節(jié)點(diǎn)處實(shí)行相同的處理過程。
在圖4所示的這樣的系統(tǒng)中，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)與高的精確度的光時(shí)鐘信號同步地運(yùn)行，因此，使得能夠提高作為整體的網(wǎng)絡(luò)的時(shí)鐘精確度。所以，不會(huì)產(chǎn)生在傳統(tǒng)的方法中出現(xiàn)的、由ADM單元中的各個(gè)PLL電路的噪聲積累。
另外，在圖4所示的實(shí)施例中，點(diǎn)線表示一個(gè)指示信息流，它能夠傳送報(bào)警信息，這將通過在后面描述的將附加信息插入到波長λ0的光時(shí)鐘信號中而實(shí)現(xiàn)。
在圖4所示的系統(tǒng)中，也作為本發(fā)明的特性，網(wǎng)絡(luò)中的時(shí)鐘分配從主信號通過不同的光信號被發(fā)送以便進(jìn)行分配。按照本發(fā)明，從作為時(shí)鐘源100提供的銫原子振蕩器輸出的參考時(shí)鐘不用修正地被變換成光時(shí)鐘信號，以便分配到網(wǎng)絡(luò)。
而且，當(dāng)分布時(shí)鐘時(shí)，有可能通過使用波長復(fù)用(WDM)單元來把參考時(shí)鐘復(fù)用在與主信號線相同的光纖內(nèi)。
圖5是顯示圖4所示的光時(shí)鐘信號產(chǎn)生單元100-1的結(jié)構(gòu)例子。時(shí)鐘源100是具有不低于由ITU-T規(guī)定的PRC的精度的振蕩器，例如，銫原子振蕩器等等。
光時(shí)鐘信號產(chǎn)生器1包括模擬-數(shù)字變換器1-1和電-光變換器1-2。模擬-數(shù)字變換器1-1把從高精確度時(shí)鐘源100(諸如銫原子振蕩器)輸出的模擬時(shí)鐘信號變換成數(shù)字信號，以便轉(zhuǎn)發(fā)到電-光變換器1-2。
電-光變換器1-2具有把輸入數(shù)字時(shí)鐘信號變換成具有任意波長的光的功能。在本例中，數(shù)字時(shí)鐘信號被變換成具有波長λ0的光時(shí)鐘信號。
同時(shí)，從時(shí)鐘源100輸出的電信號的參考時(shí)鐘被直接分布到終端10-13作為它的時(shí)鐘信號。
正如從本例中看到的，通過在光時(shí)鐘信號產(chǎn)生單元100-1中提供光時(shí)鐘信號產(chǎn)生功能，有可能把時(shí)鐘直接輸入到波長復(fù)用單元3，因此使得波長復(fù)用單元3能夠容易地執(zhí)行時(shí)鐘分布。
在圖6上，顯示獨(dú)立的時(shí)鐘源100與電-光時(shí)鐘信號變換器1的互相分開的結(jié)構(gòu)。從通用參考時(shí)鐘源100輸出的模擬時(shí)鐘信號在電-光時(shí)鐘信號變換器1中被接收。
在模擬-數(shù)字變換器1-1中，來自時(shí)鐘源100的模擬時(shí)鐘信號被變換成相應(yīng)的數(shù)字信號。而且，電-光調(diào)制器1-2通過使用數(shù)字信號作為調(diào)制信號而將其變換成光信號。
在本實(shí)施例中，圖4所示的每個(gè)終端10-13接收光信號作為參考時(shí)鐘。為此，在每個(gè)終端需要光-電變換器(O/E)。
圖7顯示光時(shí)鐘信號產(chǎn)生單元100-1的另一個(gè)結(jié)構(gòu)的實(shí)例。提供了頻率變換器1-3以便用于接收從通用參考時(shí)鐘產(chǎn)生單元100輸出的模擬時(shí)鐘信號，并將其變換成在ADM單元中通用的時(shí)鐘頻率等等。
具有由頻率變換器1-3變換出的頻率的電信號在電-光調(diào)制器1-2中被變換成光時(shí)鐘信號以便輸出。
在本實(shí)施例中，如上所述，在通用時(shí)鐘源100中產(chǎn)生的模擬時(shí)鐘信號被變換成可在ADM單元等中使用的時(shí)鐘頻率，以便作為光時(shí)鐘信號進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。這樣，接收光時(shí)鐘信號的該單元可使用接收的時(shí)鐘作為單元時(shí)鐘而不用進(jìn)行頻率變換。因此，在這樣的ADM單元中不需要頻率變換電路。
圖8顯示因?yàn)榘凑毡景l(fā)明對時(shí)鐘信號與數(shù)據(jù)信號進(jìn)行波長復(fù)用，從而提供了對于鑒別數(shù)據(jù)信號與時(shí)鐘信號的改進(jìn)方案的實(shí)施例。
在本實(shí)施例中，從時(shí)鐘源100輸出的PRC級別參考時(shí)鐘是以STM幀(125μsec)多點(diǎn)廣播的情形下，提供了將指示信息(諸如用于波長鑒別的數(shù)據(jù))插入到STM幀的附加開銷(OHB)部分的功能，以便除了進(jìn)行波長管理以外還鑒別用于其他數(shù)據(jù)的波長。
另外，關(guān)于時(shí)鐘源100的故障信息被插入到這個(gè)指示信息中以進(jìn)行分布。同樣地，在數(shù)字信號的附加開銷(OUB)中，相關(guān)的波長數(shù)據(jù)被插入到SDH/SONET系統(tǒng)側(cè)。
這里，上述的指示信息可以表示用于指示同步條件的SSMB(同步狀態(tài)消息字節(jié))信息，可以表示用于分布時(shí)鐘的頻率的鑒別信息、故障信息等等。這里，作為例子，將在后面說明SSMB信息和關(guān)于分布時(shí)鐘的波長的鑒別信息被插入的情形。
被顯示為圖8的光時(shí)鐘信號產(chǎn)生器(SSU/OPT)1的功能性單元的各個(gè)部分可以通過控制程序?qū)崿F(xiàn)，該控制程序的執(zhí)行由微計(jì)算機(jī)控制。
現(xiàn)在，當(dāng)故障檢測功能部分110檢測到故障(諸如從時(shí)鐘源100輸入的參考時(shí)鐘的中止)時(shí)，被檢測到的故障通過微計(jì)算機(jī)接口(μ-COM INF)1-17被報(bào)告給一個(gè)未顯示的微計(jì)算機(jī)。
在時(shí)鐘產(chǎn)生/分頻部分1-11中，從時(shí)鐘源100輸入的參考時(shí)鐘被加以變換，以便產(chǎn)生用于STM幀的時(shí)鐘，以及被分頻成預(yù)定的頻率。然后，在幀產(chǎn)生功能部分1-12中產(chǎn)生STM幀。
在SSBM信息附加功能部分1-13中，借助于通過微計(jì)算機(jī)接口1-17的微計(jì)算機(jī)控制，SSBM信息被附加到所產(chǎn)生的STM幀附加開銷。另外，在故障信息附加功能部分1-14中，故障信息被附加到其上。而且，從任意信息輸入部分1-18輸入的任意信息被附加到任意信息附加功能部分1-15上。
附加了上述的信息的STM幀在電光(E/O)變換功能部分1-16中被變換成光時(shí)鐘信號，以便輸出到波長復(fù)用(DWDM)單元3。
另外，當(dāng)在上述的故障檢測功能部分1-10中檢測到故障時(shí)，參考時(shí)鐘將被暫停從時(shí)鐘產(chǎn)生/分頻功能部分1-11輸出，暫停用于分布到每個(gè)SDH單元30。
這樣，在光時(shí)鐘信號產(chǎn)生器(SSMB信息)1中被施加了指示信息(SSU/OPT)和時(shí)鐘信號鑒別信息的光信號，將被發(fā)送到相鄰的DWDM單元3。
在接收這個(gè)光信號時(shí)，DWDM單元3從附加開銷中提取指示信息。有可能從這個(gè)光信號中提取時(shí)鐘信號鑒別信息(表示所涉及的信號是時(shí)鐘分配信號)和關(guān)系到時(shí)鐘信號的SSMB信息。因此，可能識(shí)別從時(shí)鐘源100產(chǎn)生的和輸出的參考時(shí)鐘質(zhì)量信息(PRC)。根據(jù)這些信息組，每個(gè)單元執(zhí)行時(shí)鐘提取，以便實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)同步。
接著，下面描述按照本發(fā)明的用于實(shí)現(xiàn)其中包含光時(shí)鐘信號產(chǎn)生功能的SDH/SONET光傳輸單元的實(shí)施例。
圖9上顯示本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)實(shí)例。在本實(shí)施例中，在SDH/SONET光傳輸單元10中包含了光時(shí)鐘變換功能部分1。光時(shí)鐘信號被疊加到由波長復(fù)用光發(fā)射機(jī)3從SDH發(fā)送功能部分10-1輸出的光主信號數(shù)據(jù)上。
同時(shí)，在位于接收端的SDH/SONET光傳輸單元10中，光時(shí)鐘信號的波長λ0和主信號的波長λ1波在波長復(fù)用光接收機(jī)4中被解復(fù)用，以便分別輸入到光時(shí)鐘信號接收功能部分10-2和SDH接收功能部分10-3。因此，實(shí)現(xiàn)了用于構(gòu)成光時(shí)鐘信號分布系統(tǒng)的單元。
這里，重要的是即使在出現(xiàn)故障的情形下，也要求網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)繼續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸而沒有任何中斷，以便改進(jìn)系統(tǒng)可靠性。所以，此后說明具有冗余結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的應(yīng)用實(shí)例，以便滿足上述的要求。
圖10顯示示例性系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。在光時(shí)鐘信號產(chǎn)生器1中，來自時(shí)鐘源100的PRC級別時(shí)鐘信號被變換成波長λ0的光時(shí)鐘信號。這個(gè)光時(shí)鐘信號在光耦合器8中被分支出來，這些分支出的信號被發(fā)送通過不同的光纖路徑從而形成冗余結(jié)構(gòu)。
為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)結(jié)構(gòu)，波長復(fù)用單元3包括工作單元3-1和保護(hù)單元3-2。在每個(gè)工作/保護(hù)單元3-1，3-2中，來自ADM單元的主信號波長和光時(shí)鐘信號波長以相同的方式被波長復(fù)用成如圖3所示。這可被應(yīng)用到后面描述的任何其他實(shí)施例。
而且，與以上情況相對應(yīng)，光濾波器包括用于工作一側(cè)的濾波器5-1和用于保護(hù)一側(cè)的濾波器5-2。在ADM單元中，在工作一側(cè)5-1或在保護(hù)一側(cè)5-2的光時(shí)鐘信號在時(shí)鐘信號選擇器4-1中被被選擇地接收。
圖11顯示用于實(shí)施另一個(gè)冗余結(jié)構(gòu)的實(shí)施例。與圖10所示的實(shí)施例不同，在光耦合器8中分支出的、具有波長λ0光時(shí)鐘信號的一部分被輸入到波長變換器9。被輸入到波長變換器9的、具有波長λ0的光時(shí)鐘信號被變換成不同的波長λ2。
然后，在光耦合器8中分支出的、具有波長λ0的光時(shí)鐘信號和在波長變換器9被波長變換的、具有波長λ2的光時(shí)鐘信號，在具有非冗余結(jié)構(gòu)的波長復(fù)用/解復(fù)用單元3中被波長復(fù)用，以及被輸出。
在ADM單元4中，波長λ0的光時(shí)鐘信號和波長λ2的光時(shí)鐘信號被分開地輸入，以及其中任一個(gè)光時(shí)鐘信號在時(shí)鐘信號選擇器4-1中被有選擇地接收。
圖12顯示在本發(fā)明被應(yīng)用于環(huán)狀結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)的情形下的冗余結(jié)構(gòu)。
在圖12上，每個(gè)節(jié)點(diǎn)N0-N3通過雙向光傳輸線路300被連接成環(huán)狀。在光時(shí)鐘信號產(chǎn)生器1中，來自時(shí)鐘源100的PRC級別參考時(shí)鐘被變換成光時(shí)鐘信號。此后，光時(shí)鐘信號從光耦合器8沿雙向光傳輸線路300的順時(shí)鐘和逆時(shí)鐘方向被轉(zhuǎn)發(fā)。
在每個(gè)節(jié)點(diǎn)N0-N3，具有波長λ0的光時(shí)鐘信號被光濾波器5-1，5-2分支出。作為例子，在ADM單元4的時(shí)鐘選擇器41中，其中任一個(gè)光時(shí)鐘信號被分支出。因此，實(shí)現(xiàn)了能夠具有用于光時(shí)鐘信號的冗余結(jié)構(gòu)的環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
當(dāng)在環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)中的同步時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)上出現(xiàn)故障時(shí)，可以通過選擇與這時(shí)所選擇的光時(shí)鐘信號方向相反的方向傳輸?shù)墓鈺r(shí)鐘信號而保持網(wǎng)絡(luò)同步。
圖13顯示再一個(gè)冗余結(jié)構(gòu)的實(shí)施例。在本實(shí)施例與圖10所示的結(jié)構(gòu)實(shí)例不同，兩個(gè)時(shí)鐘源100，100-1被提供用于輸出PRC級別時(shí)鐘信號(主時(shí)鐘信號和次時(shí)鐘信號)，從而替代光耦合器8。借助于相應(yīng)的光時(shí)鐘信號產(chǎn)生器1，1-3，產(chǎn)生分別具有λX，λY的波長的光時(shí)鐘信號，以便進(jìn)行輸出。
具有λX，λY的波長的光時(shí)鐘信號分別通過光纖路徑300-1，300-2獨(dú)立地被傳輸。這些光時(shí)鐘信號直接從光時(shí)鐘信號產(chǎn)生器1，1-3被輸入到ADM單元3的時(shí)鐘信號選擇器3-1，或在通過光的濾波器5-1，5-2分支出以后被被輸入到ADM單元4的時(shí)鐘信號選擇器4-1，以便選擇其中任一個(gè)光時(shí)鐘信號以供接收。這樣的結(jié)構(gòu)使能提供直線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，它能夠做成具有冗余的結(jié)構(gòu)。
圖14顯示一個(gè)實(shí)例，其中圖13所示的實(shí)施例結(jié)構(gòu)被應(yīng)用于環(huán)狀結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。在圖12所示的結(jié)構(gòu)中，來自光時(shí)鐘信號產(chǎn)生器1的一個(gè)光時(shí)鐘信號借助于光耦合器8被安排成在順時(shí)鐘方向和逆時(shí)鐘方向都被分支出，以便轉(zhuǎn)發(fā)到光纖傳輸線。相反，在圖15所示的結(jié)構(gòu)中，來自獨(dú)立的光時(shí)鐘信號產(chǎn)生器1，1-3的光時(shí)鐘信號被分別轉(zhuǎn)發(fā)到兩條光纖傳輸線的任一條；一個(gè)是順時(shí)鐘方向，另一個(gè)是逆時(shí)鐘方向。
圖15顯示一個(gè)在其中擴(kuò)展了圖13所示的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)實(shí)例。如在圖13，14所示的實(shí)施例的情形下，提供了用來產(chǎn)生用于所述工作一側(cè)的和用于所述保護(hù)一側(cè)的PRC級別參考時(shí)鐘的時(shí)鐘源100，100-1，以及相應(yīng)的光時(shí)鐘信號產(chǎn)生器1，1-1。
時(shí)鐘源100和光時(shí)鐘信號產(chǎn)生器1以及時(shí)鐘源100-1和光時(shí)鐘信號產(chǎn)生器1-1分別被提供在網(wǎng)絡(luò)的兩端。光時(shí)鐘信號從網(wǎng)絡(luò)的兩端被輸入，以便發(fā)送到相反端。
在每個(gè)ADM單元4中，被光濾波器5，5-1分離開的、向上方向和向下方向的光時(shí)鐘信號被輸入。當(dāng)出現(xiàn)故障而導(dǎo)致不能從一端發(fā)送光時(shí)鐘信號時(shí)，ADM單元4就進(jìn)行切換，以便有選擇地接收來自時(shí)鐘選擇器4-1中相反方向的光時(shí)鐘信號。因此，形成為有可能保持網(wǎng)絡(luò)同步、以及可以以與先前所述的實(shí)施例相同的方式得到能夠具有冗余結(jié)構(gòu)的直線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
工業(yè)應(yīng)用能力參照附圖描述了本發(fā)明的實(shí)施例，按照本發(fā)明，整個(gè)傳輸系統(tǒng)被同時(shí)同步到相同的光時(shí)鐘信號，因而有可能提供一個(gè)其中對于網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘的響應(yīng)能力(縮短響應(yīng)時(shí)間)加以改進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)。
在這種情形下，有可能阻止由傳統(tǒng)的、在單元之間的時(shí)鐘的多級連接造成的影響。不必要考慮裝置的抖動(dòng)/漂移傳送特性，因此可以得到時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)特性的改進(jìn)。
而且，按照本發(fā)明，通過與波分復(fù)用技術(shù)相結(jié)合，有可能通過使用與主信號網(wǎng)絡(luò)相同的光傳輸線來傳輸光時(shí)鐘信號，因此，本發(fā)明的方法能夠不用安設(shè)另一條新的光傳輸線而實(shí)施。
另外，與網(wǎng)絡(luò)相連接的每個(gè)單元都與PRC級別時(shí)鐘信號一一對應(yīng)地同步，從而導(dǎo)致改進(jìn)的時(shí)鐘精確度。通過只使用光時(shí)鐘信號網(wǎng)絡(luò)作為單一時(shí)鐘源，有可能省略光信號線(主信號線)的固有的、不必要的同步電路，換句話說，能盡可能對地減小時(shí)鐘電路的大小。
再者，通過提供冗余光時(shí)鐘信號系統(tǒng)，即使在出現(xiàn)故障的情形下，網(wǎng)絡(luò)同步也可被保持。
應(yīng)當(dāng)指出，本發(fā)明的這些實(shí)施例是為了便于理解本發(fā)明而被描述的，所以，本發(fā)明的保護(hù)的范圍不限于上述的說明。本發(fā)明的保護(hù)范圍將被包括在權(quán)利要求及其等同物的說明中。
權(quán)利要求
1.在WDM網(wǎng)絡(luò)中的光時(shí)鐘信號分布系統(tǒng)，包括先時(shí)鐘產(chǎn)生器，用于把PRC(主參考時(shí)鐘)級別的時(shí)鐘信號變換成具有波長λ0的光時(shí)鐘信號；波長復(fù)用器，用于波長復(fù)用具有波長λ0的光時(shí)鐘信號與其他的光波長數(shù)據(jù)；以及在網(wǎng)絡(luò)的單元中提供的波長解復(fù)用器，用于波長解復(fù)用所述具有波長λ0的光時(shí)鐘信號，其中所述其他光波長數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)的所述單元中通過使用具有波長λ0的所述波長解復(fù)用的光時(shí)鐘信號作為參考時(shí)鐘而被處理。
2.按照權(quán)利要求1的在WDM網(wǎng)絡(luò)中的光時(shí)鐘信號分布系統(tǒng)，還包括波長變換器，用于執(zhí)行從附加了指示信息的所述時(shí)鐘信號到具有波長λ0的所述光時(shí)鐘信號的波長變換。
3.按照權(quán)利要求1的在WDM網(wǎng)絡(luò)中的光時(shí)鐘信號分布系統(tǒng)，還包括時(shí)鐘源，用于輸出PRC(主參考時(shí)鐘)級別的所述時(shí)鐘信號以作為電模擬信號，其中所述波長變換器包括一個(gè)模擬-數(shù)字變換器，用于把來自所述時(shí)鐘源的所述電模擬信號變換成數(shù)字信號，以便通過使用在所述模擬數(shù)字變換器中得到的所述數(shù)字信號作為調(diào)制信號去調(diào)制具有波長λ0的所述光信號，從而構(gòu)成光時(shí)鐘信號。
4.按照權(quán)利要求3的在WDM網(wǎng)絡(luò)中的光時(shí)鐘信號分布系統(tǒng)，還包括在所述模擬數(shù)字變換器的接連級中設(shè)置的頻率變換電路，用于把所述模擬數(shù)字變換器的輸出變換成一個(gè)具有與所述光時(shí)鐘信號要被轉(zhuǎn)發(fā)到的分插復(fù)用(ADM)單元相對應(yīng)的頻率的信號。
5.按照權(quán)利要求1的在WDM網(wǎng)絡(luò)中的光時(shí)鐘信號分布系統(tǒng)，還包括光耦合器，用于使所述光時(shí)鐘信號被分支成兩個(gè)分支信號；工作光傳輸線和保護(hù)光傳輸線，用于分開地傳輸由所述光耦合器產(chǎn)生的所述兩個(gè)分支光時(shí)鐘信號中的任一個(gè)信號；以及在網(wǎng)絡(luò)的所述單元中設(shè)置的時(shí)鐘信號選擇器，用于選擇在所述工作光傳輸線或所述保護(hù)光傳輸線上傳輸?shù)乃鰞蓚€(gè)分支光時(shí)鐘信號中的任一個(gè)信號，其中可以得到所述光時(shí)鐘分布系統(tǒng)的冗余結(jié)構(gòu)。
6. 按照權(quán)利要求5的在WDM網(wǎng)絡(luò)中的光時(shí)鐘信號分布系統(tǒng)，還包括波長變換器，用于波長復(fù)用所述兩個(gè)分支光時(shí)鐘信號的任一個(gè)信號；以及波長復(fù)用單元，用于對所述兩個(gè)分支光時(shí)鐘信號中的另一個(gè)信號與從所述波長變換器得到的所述波長變換的光時(shí)鐘信號進(jìn)行波長復(fù)用，其中用于工作端和保護(hù)端的光時(shí)鐘信號在一個(gè)共同的光傳輸線上傳輸，從而得到所述光時(shí)鐘分布系統(tǒng)的冗余結(jié)構(gòu)。
7.按照權(quán)利要求5的在WDM網(wǎng)絡(luò)中的光時(shí)鐘信號分布系統(tǒng)，其中所述網(wǎng)絡(luò)包括環(huán)狀結(jié)構(gòu)的雙向光傳輸線，以及其中所述兩個(gè)分支光時(shí)鐘信號在所述雙向光傳輸線上互相以相反的方向被傳輸，從而得到所述光時(shí)鐘分布系統(tǒng)的冗余結(jié)構(gòu)。
8.在WDM網(wǎng)絡(luò)中的光時(shí)鐘信號分布系統(tǒng)，包括第一光信號源和第二光信號源，用于產(chǎn)生分別具有PRC(主參考時(shí)鐘)級別的第一時(shí)鐘信號和第二時(shí)鐘信號；第一光時(shí)鐘產(chǎn)生器和第二光時(shí)鐘產(chǎn)生器，用于把從第一和第二時(shí)鐘源輸出的時(shí)鐘信號分別變換成具有第一波長和第二波長的光時(shí)鐘信號；第一光傳輸線和第二光傳輸線，用于傳輸從所述第一光時(shí)鐘產(chǎn)生器和所述第二光時(shí)鐘產(chǎn)生器輸出的、分別具有所述第一波長和所述第二波長的光時(shí)鐘信號；以及在所述網(wǎng)絡(luò)的單元中設(shè)置的波長解復(fù)用器，用于對具有所述第一波長和所述第二波長的所述光時(shí)鐘信號進(jìn)行波長解復(fù)用，其中，還通過在網(wǎng)絡(luò)的所述單元中設(shè)置的時(shí)鐘信號選擇器，以便選擇具有所述第一波長或所述第二波長的波長解復(fù)用的光時(shí)鐘信號，從而得到光時(shí)鐘分布系統(tǒng)的冗余結(jié)構(gòu)。
9.按照權(quán)利要求8的光時(shí)鐘信號分布系統(tǒng)，其中所述網(wǎng)絡(luò)包括環(huán)狀結(jié)構(gòu)的雙向光傳輸線，以及從所述第一光時(shí)鐘信號產(chǎn)生器和所述第二光時(shí)鐘信號產(chǎn)生器產(chǎn)生的、具有所述第一波長和所述第二波長的所述光時(shí)鐘信號可以在互相相反的方向被傳輸，從而得到所述光時(shí)鐘分布系統(tǒng)的冗余結(jié)構(gòu)。
10.按照權(quán)利要求8的光時(shí)鐘信號分布系統(tǒng)，其中所述第一時(shí)鐘源和所述第二時(shí)鐘源以及分別相應(yīng)于所述第一和第二時(shí)鐘源的所述第一光時(shí)鐘產(chǎn)生器和所述第二光時(shí)鐘產(chǎn)生器被設(shè)置在所述光傳輸線的兩端。
全文摘要
一種在WDM網(wǎng)絡(luò)中光時(shí)鐘信號的分布系統(tǒng)，特別是一種用于控制在構(gòu)成光通信網(wǎng)的光傳輸單元之間的時(shí)鐘同步的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括光時(shí)鐘產(chǎn)生裝置，用于把PRC級別(主參考時(shí)鐘)的時(shí)鐘信號變換成具有波長λ
文檔編號H04L7/00GK1454418SQ00819659
公開日2003年11月5日 申請日期2000年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月19日
發(fā)明者力竹宣博, 森田浩隆, 竹口恒次, 森谷隆一, 松井秀樹 申請人:富士通株式會(huì)社