專利名稱：一種光交叉連接節(jié)點裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光纖通信中的波分復(fù)用WDM光網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，具體涉及光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的光交叉連接節(jié)點結(jié)構(gòu)。
近年來，由于以IP為代表的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)以6～9月翻一番的速度爆炸式發(fā)展，對傳輸帶寬產(chǎn)生了巨大的需求，密集波分復(fù)用DWDM技術(shù)的廣泛采用為網(wǎng)絡(luò)提供了豐富的帶寬資源，但同時也使得網(wǎng)絡(luò)交換節(jié)點成為網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的瓶頸。為此，眾多的設(shè)備制造商及組織提出了光交叉連接OXC節(jié)點的多種解決方案，以消除節(jié)點瓶頸，實現(xiàn)大容量、多業(yè)務(wù)融合、智能化的光傳送網(wǎng)絡(luò)。
從整個通信網(wǎng)絡(luò)需求來看，未來的OXC節(jié)點設(shè)備需要完成全光交叉連接功能，并具有任意波長上下路到指定端口功能、波長變換功能、廣播功能、波長信號電再生功能等功能。同時OXC節(jié)點設(shè)備應(yīng)具有模塊性、可擴(kuò)展性。不過，由于現(xiàn)有器件水平及其相關(guān)技術(shù)尚未完全成熟，上述功能尚無法完全實現(xiàn)，這是當(dāng)前OXC節(jié)點結(jié)構(gòu)設(shè)計所面臨的問題。
目前OXC節(jié)點結(jié)構(gòu)普遍采用的三種方案

圖1所示是一種傳統(tǒng)的OXC節(jié)點結(jié)構(gòu)，具有p個輸入/輸出鏈路，每鏈路內(nèi)傳輸n個波長，鏈路內(nèi)的波長分別由光前置放大器OPA完成全光信號放大功能和由光分波單元ODU完成分波功能，然后在核心部分采用(p+m)×(p+m)同波交換矩陣模塊和光轉(zhuǎn)發(fā)單元OTU模塊陣列，以實現(xiàn)m×n個波長的上路和m×n個波長的下路，最后由光合波單元OMU完成合波功能并由光功率放大器OBA完成全光信號放大功能。此方案不能夠?qū)崿F(xiàn)任意波長上下路到指定端口，缺乏靈活性，同時對所有波長采用OTU來實現(xiàn)波長信號電再生，存在成本昂貴、缺乏波長透明性以及難以實現(xiàn)波長變換及廣播功能等缺點。
圖2所示是另一種常用的OXC節(jié)點結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)將圖1中的光轉(zhuǎn)發(fā)單元OTU模塊換成了光可調(diào)衰減器VOA，并增加上路OTU模塊，從而具有波長的透明性，同時具有波長模塊性和可擴(kuò)展性等特點。但此方案同樣難以實現(xiàn)任意波長上下路到指定端口功能、波長變換及廣播功能，而且如何在OXC節(jié)點有效地實現(xiàn)波長信號電再生也是個問題。
圖3是另外的一種普遍采用的OXC節(jié)點實現(xiàn)方案，與圖1所示的方案相比，核心部分采用一個〔p×n+m〕×〔p×n+m〕的大型光交叉連接矩陣替換n個(p+m)×(p+m)同波交換矩陣，從而實現(xiàn)了所有波長完全交叉到指定端口，完全波長變換以及波長信號電再生功能，但是由于光交叉連接矩陣的規(guī)模太大，實現(xiàn)困難，成本高，大量的OTU進(jìn)一步增加了OXC設(shè)備成本，而且此方案缺乏波長透明性，缺少波長模塊性，不易于擴(kuò)展，難以完成有限廣播功能。
本發(fā)明的目的是為了克服上述的各方案存在的缺陷，通過對網(wǎng)絡(luò)實際業(yè)務(wù)分布的統(tǒng)計分析并基于目前器件水平，提出了一種基于分層結(jié)構(gòu)的光交叉連接節(jié)點裝置。
通過對光傳送網(wǎng)需求的統(tǒng)計分析可知光傳送網(wǎng)絡(luò)并不需要在每一節(jié)點進(jìn)行完全交叉、波長變換及電再生，同時現(xiàn)有器件的水平促使我們盡可能采用較小規(guī)模的開關(guān)矩陣實現(xiàn)更大規(guī)模的交叉連接并解決OXC的任意波長上下路到指定端口功能、波長變換、廣播功能、波長信號電再生功能。為此，本發(fā)明提出的一種光交叉連接節(jié)點裝置是基于分層結(jié)構(gòu)的OXC節(jié)點裝置包括P條將信號輸入核心交換處理部分的路徑、一個核心交換處理部分、P條將信號從核心交換處理部分輸出的路徑；其中每條信號輸入路徑由一個光預(yù)放OPA，一個解復(fù)用器ODU組成，每條信號輸出路徑由一個可變光衰減器VOA陣列、一個復(fù)用器OMU和一個光功率放大器OBA組成，其特征在于所述的核心交換處理部分包括n個(p+m)×(p+m)同波交換矩陣模塊、m個2n×2n適配器和m個光轉(zhuǎn)發(fā)單元OTU組；其中n個(p+m)×(p+m)同波交換矩陣模塊分別對經(jīng)過p個解復(fù)用器ODU完成波長分路后的鏈路信號進(jìn)行各自波長的同波交換，同時將需要下路處理的波長按λ1、λ2...λn為一組分成m組，然后分別送入m個2n×2n適配器模塊，同波交換矩陣模塊并接收上路OTU組送來的m組波長上路信號以完成交叉連接，再將鏈路信號送至可變光衰減器VOA；
m個2n×2n適配器和m個光轉(zhuǎn)發(fā)單元OTU組用來完成m×n波長上下路到指定端口、部分波長變換、和波長信號電再生功能；當(dāng)完成任意波長上下路到指定端口功能時，由2n×2n適配器接收同波交換矩陣模塊的下路信號并指配至相應(yīng)的本地客戶層的設(shè)備，并將本地客戶層的設(shè)備上路信號通過OTU送至同波交換矩陣模塊來實現(xiàn)；當(dāng)完成波長信號電再生功能時，2n×2n適配器接收同波交換模塊的下路信號，然后再通過OTU送回至同波交換模塊；當(dāng)完成部分波長變換功能時，即下路波長與上路波長不一致時，則在完成波長信號電再生功能的同時以光/電/光的形式完成了部分波長變換功能。
在2n×2n適配器中增加功率分配器或采用電交叉模塊則可實現(xiàn)有限廣播功能。
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述圖1是傳統(tǒng)的OXC結(jié)構(gòu)實現(xiàn)方案一示意2是傳統(tǒng)的OXC結(jié)構(gòu)實現(xiàn)方案二示意圖；圖3是傳統(tǒng)的OXC結(jié)構(gòu)實現(xiàn)方案三示意圖；圖4是本發(fā)明的基于分層結(jié)構(gòu)的OXC節(jié)點結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5(a)、(b)是圖4的適配器具體實現(xiàn)示意圖。
圖6給出采用功率分配器實現(xiàn)有限廣播功能的原理框圖。
圖7是實現(xiàn)本發(fā)明的具體實施例示意圖。
圖1、圖2、圖3已在背景技術(shù)中做了說明。
圖4是本發(fā)明的基于分層結(jié)構(gòu)的OXC節(jié)點結(jié)構(gòu)示意圖該光交叉連接節(jié)點支持p條輸入光纖鏈路和p條輸出光纖鏈路(Line1、Line2......Line p)，輸入與輸出光纖鏈路數(shù)可以不相等；每條光纖鏈路傳送n個波長信道(λ1、λ2...λn)，各個鏈路傳輸?shù)牟ㄩL信道數(shù)可以不相等。每個同波交換模塊同時上下路最多m(m≤p)路波長(當(dāng)輸入輸出鏈路不等時，m不大于其中的較大值。)，總共有n個同波交換模塊，整個節(jié)點可以實現(xiàn)上路m×n個波長和下路m×n個波長。通過2n×2n適配器對上述m×n路波長進(jìn)行處理可很好地實現(xiàn)任意波長上下路到指定端口功能、部分波長完全變換、有限廣播功能和部分波長電再生功能。下面將對此節(jié)點結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)闡述鏈路信號首先經(jīng)過p個光預(yù)放OPA和p個解復(fù)用器ODU完成波長分路，然后進(jìn)入核心交換處理部分完成交叉連接功能，再經(jīng)過可變光衰減器VOA陣列實現(xiàn)光功率均衡，保證信道的光域透明性，最后經(jīng)過p個復(fù)用器OMU和p個光功率放大器OBA完成波長合路后進(jìn)入光纖鏈路傳輸。
與傳統(tǒng)的OXC結(jié)構(gòu)具有本質(zhì)區(qū)別的核心處理部分包括三部分n個(p+m)×(p+m)同波交換矩陣模塊、m個2n×2n適配器和m個光轉(zhuǎn)發(fā)單元OTU組(OTU1、OTU2......OTUn，其中1、2......n分別對應(yīng)波長λ1、λ2...λn)。
n個(p+m)×(p+m)同波交換矩陣模塊分別完成各自波長的同波交換，同時將需要下路處理的波長(每個波長最多m個)按λ1、λ2...λn一組分成m組分別送入m個2n×2n適配器模塊，并接收上路OTU組送來的m組波長上路信號；m個2n×2n適配器和m個光轉(zhuǎn)發(fā)單元OTU組主要完成m×n波長上下路到指定端口、部分波長變換、有限廣播功能和波長信號電再生功能任意波長上下路到指定端口功能的實現(xiàn)由2n×2n適配器接收同波交換模塊的下路信號并指配至相應(yīng)的本地客戶層的設(shè)備(如SDH、GbE設(shè)備)，并將本地客戶層的設(shè)備上路信號通過光轉(zhuǎn)發(fā)單元OTU送至同波交換模塊來實現(xiàn)。
2n×2n適配器接收同波交換模塊的下路信號，然后再通過OTU送回至同波交換模塊，則完成波長信號電再生功能；若下路波長與上路波長不一致，則在完成波長信號電再生功能的同時完成了部分波長變換功能；如果在2n×2n適配器增加功率分配器或采用電交叉模塊則可實現(xiàn)有限廣播功能。
本發(fā)明所述光交叉連接節(jié)點中的p個n路復(fù)用/解復(fù)用器、n個(p+m)×(p+m)模塊、m個2n×2n適配器和m個上路光轉(zhuǎn)發(fā)單元OTU組可以看作三維結(jié)構(gòu)中的不同層面，如果把n個(p+m)×(p+m)同波交換模塊作為水平層處理模塊，則m個2n×2n適配器和m個上路的光轉(zhuǎn)發(fā)單元OTU組可以看成是和水平層正交的垂直層處理模塊，而p個n路復(fù)用/解復(fù)用器可看成是側(cè)向?qū)犹幚砟K。傳統(tǒng)OXC節(jié)點結(jié)構(gòu)試圖在一層或二層內(nèi)部同時完成交叉連接、部分波長變換、信號再生、有限廣播功能，結(jié)果導(dǎo)致結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本過高、功能顧此失彼。而本發(fā)明所述的OXC節(jié)點技術(shù)突破了傳統(tǒng)思維的限制，采用分層處理，特別是垂直層的引入并通過水平層和垂直層的配合，在完成全光交叉連接的同時很好地實現(xiàn)了任意波長上下路到指定端口、部分波長變換、信號再生、有限廣播功能等功能，并且結(jié)構(gòu)清晰，各層功能明確，具有模塊化，便于設(shè)計制造、成本大幅度降低。
下面具體描述垂直層的實施圖5是2n×2n適配器完成任意波長上下路到指定端口、波長信號電再生、部分波長完全變換功能的一種
具體實施例方式圖5(a)所示的2n×2n光開關(guān)來完成2n×2n適配功能具體如下1)若下路的n個波長(λ1、λ2...λn)中的λ1需要波長信號再生，則波長λ1交換到對應(yīng)的上路OTU(λ1)，通過OTU實現(xiàn)波長信號電再生；2)若下路的n個波長(λ1、λ2...λn)中的波長λ1上的光信號需要變換到另外一條鏈路的n個波長(λ1、λ2...λn)中的某一個波長上(假設(shè)變換到波長λk)，則波長λ1交換到對應(yīng)的上路OTU(λk)上，實現(xiàn)波長完全變換；3)若需要完成任意波長上下路到指定端口，則通過光開關(guān)直接將指定波長與相應(yīng)客戶端設(shè)備光口連接即可。
圖5(b)所示是一個2n端口輸入，2n端口輸出的適配器和上路OTU的組合示意圖，圖中采用n個2×2光開關(guān)和一個n×n光開關(guān)來實現(xiàn)2n×2n的適配功能其除無下路指配功能外與圖5(a)完成的功能完全相同，并且可以減小光開關(guān)矩陣的規(guī)模。若需要下路指配功能，則在D1、D2...Dn處連接另外一個n×n光開關(guān)矩陣即可。
當(dāng)要實現(xiàn)有限廣播功能時，只是在附圖5(a)和(b)的光開關(guān)矩陣用電開關(guān)矩陣代替(需要光電—電光轉(zhuǎn)換)即可完成有限廣播功能。采用此方案，一個波長上的信號可以廣播到另一鏈路中的同一波長上，也可以廣播到另一鏈路中的其他波長上。
圖6給出采用功率分配器實現(xiàn)有限廣播功能的原理框圖當(dāng)從同波交換模塊來的某一下路信號或本地的某一上路信號需要實現(xiàn)廣播功能時，首先經(jīng)過2n×(2n+1)光交叉矩陣交叉的第2n+1端口，然后經(jīng)過1∶2n光功率分配器分配至2n個1×2光開關(guān)，最后由1×2光開關(guān)根據(jù)廣播連接要求將廣播信號接入的相應(yīng)的同波交換模塊上路或本地下路，從而實現(xiàn)有限廣播功能。
圖7給出本發(fā)明支持6個鏈路/每鏈路8個波長的OXC節(jié)點結(jié)構(gòu)的具體實現(xiàn)包括OPA和OBA模塊、ODU和OMU模塊、VOA模塊、8×8同波交換矩陣模塊、上路OTU模塊和16×16適配模塊等組成，具體實現(xiàn)過程同上面對圖4的描述?？梢詫崿F(xiàn)以下功能a)具有全光交叉連接功能；b)具有6鏈路、每鏈路8波長的同波交換能力；c)具有任意波長上下路到指定端口功能，最多可上下16個波長通道；d)16個波長通道具有波長完全變換能力；e)16個波長通道具有電再生能力；f)具有波長模塊性和可擴(kuò)展性；
本發(fā)明的基于分層結(jié)構(gòu)的OXC節(jié)點裝置采用較小規(guī)模的開關(guān)矩陣，在保證完成足夠交叉連接能力、避免節(jié)點內(nèi)部損耗限制的前提下，同時實現(xiàn)了OXC中的任意波長上下路到指定端口功能、部分波長完全變換、有限廣播功能、部分波長電再生功能，并且具有波長模塊性和可擴(kuò)展性，同時保持一定波長透明性，并能夠以較低的成本解決當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)對業(yè)務(wù)調(diào)度、保護(hù)/恢復(fù)及可靠性等方面的需求。
權(quán)利要求
1.一種光交叉連接節(jié)點裝置，包括P條將信號輸入核心交換處理部分的路徑、一個核心交換處理部分、P條將信號從核心交換處理部分輸出的路徑；其中每條信號輸入路徑由一個光預(yù)放OPA，一個解復(fù)用器ODU組成，每條信號輸出路徑由一個可變光衰減器VOA陣列、一個復(fù)用器OMU和一個光功率放大器OBA組成，其特征在于所述的核心交換處理部分包括n個(p+m)×(p+m)同波交換矩陣模塊、m個2n×2n適配器和m個光轉(zhuǎn)發(fā)單元OTU組；其中n個(p+m)×(p+m)同波交換矩陣模塊分別對經(jīng)過p個解復(fù)用器ODU完成波長分路后的鏈路信號進(jìn)行各自波長的同波交換，同時將需要下路處理的波長按λ1、λ2...λn為一組分成m組，然后分別送入m個2n×2n適配器模塊，同波交換矩陣模塊并接收上路OTU組送來的m組波長上路信號以完成交叉連接，再將鏈路信號送至可變光衰減器VOA；m個2n×2n適配器和m個光轉(zhuǎn)發(fā)單元OTU組用來完成m×n波長上下路到指定端口、部分波長變換、和波長信號電再生；當(dāng)完成任意波長上下路到指定端口時，由2n×2n適配器接收同波交換矩陣模塊的下路信號并指配至相應(yīng)的本地客戶層的設(shè)備，并將本地客戶層的設(shè)備上路信號通過OTU送至同波交換矩陣模塊來實現(xiàn)；當(dāng)完成波長信號電再生時，2n×2n適配器接收同波交換模塊的下路信號，然后再通過OTU送回至同波交換模塊；當(dāng)完成部分波長變換時，即下路波長與上路波長不一致時，則在完成波長信號電再生功能的同時以光/電/光的形式完成了部分波長變換功能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光交叉連接節(jié)點裝置，其特征在于所述的2n×2n適配器在實現(xiàn)有限廣播功能時，是經(jīng)過一個2n×(2n+1)光交叉矩陣交叉的第2n+1端口，然后通過過1∶2n光功率分配器分配至2n個1×2光開關(guān)，最后由1×2光開關(guān)根據(jù)廣播連接要求將廣播信號接入的相應(yīng)的同波交換模塊上路或本地下路。
全文摘要
一種光交叉連接點裝置，涉及光網(wǎng)絡(luò)的光交叉連接點結(jié)構(gòu)，包括P條將信號輸入核心交換處理部分的路徑、一個核心交換處理部分、P條將信號從核心交換處理部分輸出的路徑；其中每條信號輸入路徑由一個光預(yù)放OPA，一個解復(fù)用器ODU組成，每條信號輸出路徑由一個可變光衰減器VOA陣列、一個復(fù)用器OMU和一個光功率放大器OBA組成；本發(fā)明實現(xiàn)了任意波長上下路到指定端口、部分波長完全變換、有限廣播、部分波長電再生等功能。
文檔編號H04Q11/00GK1394008SQ0111327
公開日2003年1月29日 申請日期2001年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月2日
發(fā)明者陳寶忠, 施社平, 趙勇, 羅來榮 申請人:深圳市中興通訊股份有限公司上海第二研究所