專利名稱：可實現(xiàn)部分波長重用的單纖雙向傳輸多波長光網(wǎng)絡系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種可實現(xiàn)部分波長重用的單纖雙向傳輸多波長光網(wǎng)絡系統(tǒng)。
背景技術：
在常規(guī)WDM(波分復用)星形網(wǎng)中，信息從源節(jié)點到目的節(jié)點的傳送過程中只通過單一信道直接連通，無須中繼節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)，即它是一種單跳多波長光網(wǎng)絡。因在同一時刻，每個通信節(jié)點都要單獨占用一個波長，所以，該網(wǎng)絡的規(guī)模受到實際可供利用的有限信道波長數(shù)的嚴重限制。此外，網(wǎng)絡中每個節(jié)點與中心星形耦合器連接要使用兩根光纖，從整體來看，網(wǎng)絡所用光纖太長。波長重用是解決常規(guī)WDM星形網(wǎng)規(guī)模受有限信道波長數(shù)限制的主要途徑。目前已有各解決方案中，主要是采用雙星結(jié)構(gòu)，但都沒有解決網(wǎng)絡所用光纖過長問題，即網(wǎng)絡中每個節(jié)點與中心星形耦合器連接仍都要使用兩根光纖。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種可實現(xiàn)部分波長重用的單纖雙向傳輸多波長光網(wǎng)絡系統(tǒng)，從而有效地克服常規(guī)WDM星形網(wǎng)系統(tǒng)所存在的網(wǎng)絡規(guī)模受到實際可供利用的有限信道波長數(shù)的嚴重限制以及使用光纖太長等問題。
本發(fā)明所提供的一種可實現(xiàn)部分波長重用的單纖雙向傳輸多波長光網(wǎng)絡系統(tǒng)，其特點是，它由一個連接/控制模塊、兩個雙向星形耦合器和2(N-1)個節(jié)點構(gòu)成，每個雙向星形耦合器分別提供一個端口并通過一根光纖與連接/控制模塊相連，兩個雙向星形耦合器之間的信息傳遞是通過連接/控制模塊進行連通的，并處于直通狀態(tài)；每個雙向星形耦合器可連接(N-1)個節(jié)點，每個節(jié)點通過一根光纖與雙向星形耦合器的一個端口相連，另外，2(N-1)個節(jié)點包含兩個節(jié)點集，通信中，各節(jié)點集分別包含兩個節(jié)點組。
上述可實現(xiàn)部分波長重用的單纖雙向傳輸多波長光網(wǎng)絡系統(tǒng)，其中，連接/控制模主要由一個雙向光放大器、兩個可調(diào)帶通濾波器、兩個1×3耦合器和一個控制器所構(gòu)成，其中兩個可調(diào)帶通濾波器，均與控制器直接相連，受其控制，各可調(diào)帶通濾波器的參數(shù)設置及其同步變化均由控制器決定。網(wǎng)絡中，設置一個固定的控制信道專用波長λK，控制信道波長采用帶外波長方式，欲發(fā)送數(shù)據(jù)的各節(jié)點向控制器發(fā)出通信請求及控制器向各節(jié)點發(fā)送同步控制指令均使用該控制信道專用波長λK；根據(jù)網(wǎng)絡中各節(jié)點的通信情況，控制器將整個數(shù)據(jù)信道波長分成λA、λB、λC三個波長組，發(fā)出同步指令，使得各可調(diào)帶通濾波器分別只允許λA、λB波長組通過；控制器根據(jù)網(wǎng)絡通信中各節(jié)點的動態(tài)通信情況決定每個節(jié)點組中節(jié)點數(shù)及其分布、每個波長組中的波長數(shù)及其分布。
上述可實現(xiàn)部分波長重用的單纖雙向傳輸多波長光網(wǎng)絡系統(tǒng)，其中，λA波長組用于兩組之間第1組節(jié)點向第2組節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)，λB波長組用于第2組節(jié)點向第1組節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)；λC波長組同時分別用于兩個節(jié)點集內(nèi)部各節(jié)點的通信，即λC波長組得到重用。
上述可實現(xiàn)部分波長重用的單纖雙向傳輸多波長光網(wǎng)絡系統(tǒng)，其中，各節(jié)點欲通信時對數(shù)據(jù)信道波長使用權(quán)只局限于本組節(jié)點內(nèi)部波長的使用權(quán)。
上述可實現(xiàn)部分波長重用的單纖雙向傳輸多波長光網(wǎng)絡系統(tǒng)，其中，雙向星形耦合器的每一個端口既可作輸入，同時又可作輸出。
上述可實現(xiàn)部分波長重用的單纖雙向傳輸多波長光網(wǎng)絡系統(tǒng)，其中，每個節(jié)點包括光發(fā)射機、光接收機、Y形光纖耦合器，以及一個數(shù)據(jù)信道專用全頻可調(diào)收發(fā)機和一個控制信道專用固定波長收發(fā)機，其中Y形光纖耦合器，用于將光發(fā)射機的輸出信號耦合到雙向星形耦合器，并將雙向星形耦合器輸出的光信號耦合到光接收機中去，同時使光發(fā)射機和光接收機之間得到良好的隔離；上述可實現(xiàn)部分波長重用的單纖雙向傳輸多波長光網(wǎng)絡系統(tǒng)，其中，各節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)時，所述的發(fā)射機調(diào)至的波長以及接收數(shù)據(jù)的接收機采用的波長均由控制器根據(jù)網(wǎng)絡的通信情況決定。
由于采用了上述的技術解決方案，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(1)通過兩雙向星形耦合器的互連，使網(wǎng)絡所支持的節(jié)點數(shù)增加了一倍；(2)在信道波長數(shù)一定的條件下，通過波長重用，增加網(wǎng)絡吞吐量；而在節(jié)點數(shù)不變時，由此可減小節(jié)點排隊時延，緩和各通信節(jié)點對數(shù)據(jù)信道波長使用權(quán)的競爭矛盾，有效地改善網(wǎng)絡性能；(3)通過單纖雙向傳輸，在網(wǎng)絡節(jié)點數(shù)相同條件下，可節(jié)省一半光纖；(4)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)簡單，易于實施。此外，該方案還可用于雙向WDM星形單跳網(wǎng)的擴容或網(wǎng)間互連。


圖1是本發(fā)明可實現(xiàn)部分波長重用的單纖雙向傳輸多波長光網(wǎng)絡系統(tǒng)的模塊結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本發(fā)明可實現(xiàn)部分波長重用的單纖雙向傳輸多波長光網(wǎng)絡系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)圖；圖3是本發(fā)明可實現(xiàn)部分波長重用的單纖雙向傳輸多波長光網(wǎng)絡系統(tǒng)的波長重用及節(jié)點分組示意圖。
具體實施方式
圖1是本發(fā)明的模塊結(jié)構(gòu)圖。本發(fā)明，即可實現(xiàn)部分波長重用的單纖雙向傳輸多波長光網(wǎng)絡系統(tǒng)由一個連接/控制模塊1、兩個雙向星形耦合器2和若干個節(jié)點3構(gòu)成，每個雙向星形耦合器2分別通過一根光纖與連接/控制模塊1相連，兩個雙向星形耦合器2通過連接/控制模塊1相連通，彼此之間并不直接相連，它們之間的信息傳遞要途經(jīng)連接/控制模塊1進行在這種信息傳遞中，信息經(jīng)過連接/控制模塊1時處于直通狀態(tài)，無須連接/控制模塊1轉(zhuǎn)發(fā)；每個雙向星形耦合器可連接(N-1)個節(jié)點，每個節(jié)點通過一根光纖與雙向星形耦合器2的一個端口相連。
圖2是本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。它主要由一個連接/控制模塊1、兩個具有“N-輸入/輸出端口”的雙向星形耦合器2和2(N-1)個節(jié)點3構(gòu)成。其中，連接/控制模塊1包含一個雙向光放大器11、兩個可調(diào)帶通濾波器(TBPF)12、兩個1×3耦合器13和一個控制器14。每個雙向星形耦合器2均提供一個端口用于與連接/控制模塊1互連，其余(N-1)個端口用于連接節(jié)點3，每個端口通過一根光纖連接一個節(jié)點3，共可連接(N-1)個節(jié)點。整個網(wǎng)絡連接的節(jié)點數(shù)為2(N-1)?？紤]到輸入/輸出信號是在單纖中雙向傳輸，為將光發(fā)射機(T)31的輸出信號耦合到雙向星形耦合器2，并將雙向星形耦合器2輸出的光信號耦合到光接收機(R)32中去，同時使光發(fā)射機31和光接收機32之間得到良好的隔離，在每個節(jié)點處增加一個Y形光纖耦合器33。對于每個節(jié)點，配置一個數(shù)據(jù)信道專用全頻可調(diào)收發(fā)機和一個控制信道專用固定波長收發(fā)機，每個節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)時，其發(fā)射機31調(diào)至那個波長以及接收數(shù)據(jù)的接收機32采用那個波長均由控制器14根據(jù)網(wǎng)絡的通信情況決定。網(wǎng)絡中，設置一個固定的控制信道專用波長(λK)，為了充分利用雙向光放大器11帶寬內(nèi)有限的數(shù)據(jù)信道波長，控制信道波長采用帶外波長方式，欲發(fā)送數(shù)據(jù)的各節(jié)點向控制器14發(fā)出通信請求及控制器14向各節(jié)點發(fā)送同步控制指令均使用這個控制信道專用波長(λK)。每個可調(diào)帶通濾波器(TBPF)12均與控制器14直接相連，受其控制。各可調(diào)帶通濾波器12的參數(shù)設置及其同步變化均由控制器14決定?？刂破?4根據(jù)網(wǎng)絡中各節(jié)點的通信情況，將整個數(shù)據(jù)信道波長分成λA、λB、λC三個波長組，發(fā)出同步指令，使得可調(diào)帶通濾波器(TBPF1#)只允許λA波長組通過，可調(diào)帶通濾波器(TBPF2#)只允許λB波長組通過；與此同時，網(wǎng)絡中各通信節(jié)點通過各自的控制信道接收機32接收到來自控制器14的控制指令，也同步地將各自的數(shù)據(jù)信道全頻可調(diào)收發(fā)機調(diào)至相應指定的波長進行通信。
圖3是本發(fā)明系統(tǒng)波長重用特性示意圖。網(wǎng)絡中，2(N-1)個節(jié)點分成2個節(jié)點集，設分別與各雙向星形耦合器2相連的兩組(N-1)個節(jié)點為第1節(jié)點集和第2節(jié)點集，如圖3所示。由于通信既可在每個節(jié)點集內(nèi)部各節(jié)點之間發(fā)生，也可在兩節(jié)點集之間的各節(jié)點之間發(fā)生，因而又將每個節(jié)點集分為2個節(jié)點組(G)，設第1節(jié)點集中，僅與第2節(jié)點集的節(jié)點發(fā)生通信的各節(jié)點為第1組節(jié)點(G1)，僅與自身第1節(jié)點集內(nèi)部其它節(jié)點發(fā)生通信的節(jié)點為第1’組節(jié)點(G1’)；同理，第2節(jié)點集中，僅與第1節(jié)點集的節(jié)點發(fā)生通信的各節(jié)點為第2組節(jié)點(G2)，僅與自身第2節(jié)點集內(nèi)部其它節(jié)點發(fā)生通信的節(jié)點為第2’組節(jié)點(G2’)。設整個網(wǎng)絡可使用的數(shù)據(jù)信道波長數(shù)為m，由于網(wǎng)絡的整個數(shù)據(jù)信道波長分成λA、λB和λC三個波長組，令其相應的波長數(shù)為a、b和c；則有m＝a+b+c，0≤a、b、c≤m。
λC波長組的重用。通信時，λA波長組用于第1組節(jié)點(G1)向第2組節(jié)點(G2)發(fā)送數(shù)據(jù)，λB波長組用于第2組節(jié)點(G2)向第1組節(jié)點((G1)發(fā)送數(shù)據(jù)；顯然，第1’組節(jié)點(G1’)內(nèi)部各節(jié)點的通信和第2’組節(jié)點(G2’)內(nèi)部各節(jié)點的通信可同時使用λC波長組，如此，λC波長組得到重用，網(wǎng)絡吞吐量增加了c，如圖3所示。這時，欲通信的某節(jié)點對數(shù)據(jù)信道波長使用權(quán)的競爭只局限于本組節(jié)點內(nèi)部波長使用權(quán)的競爭，該節(jié)點不得使用相應波長組之外的波長發(fā)送數(shù)據(jù)。需要注意的是網(wǎng)絡中各節(jié)點之間的通信情況是不斷變化的，因此，每組節(jié)點中節(jié)點的數(shù)量及具體由那些節(jié)點構(gòu)成等都是動態(tài)變化的；此外，由于網(wǎng)絡的整個數(shù)據(jù)信道波長(m)分成λA、λB和λC三個波長組，所以，每個波長組中的波長數(shù)及具體由那些波長組成也是動態(tài)變化的。但是，所有這些變化均受控制器控制，由控制器根據(jù)當時網(wǎng)絡中各節(jié)點的通信情況決定。
權(quán)利要求
1.一種可實現(xiàn)部分波長重用的單纖雙向傳輸多波長光網(wǎng)絡系統(tǒng)，其特征在于，它由一個連接/控制模塊、兩個雙向星形耦合器和2(N-1)個節(jié)點構(gòu)成，每個雙向星形耦合器分別提供一個端口并通過一根光纖與連接/控制模塊相連，兩個雙向星形耦合器之間的信息傳遞是通過連接/控制模塊進行連通的，并處于直通狀態(tài)；每個雙向星形耦合器可連接(N-1)個節(jié)點，每個節(jié)點通過一根光纖與雙向星形耦合器的一個端口相連，另外，2(N-1)個節(jié)點包含兩個節(jié)點集，通信中，各節(jié)點集分別包含兩個節(jié)點組。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可實現(xiàn)部分波長重用的單纖雙向傳輸多波長光網(wǎng)絡系統(tǒng)，其特征在于，所述的連接/控制模塊主要由一個雙向光放大器、兩個可調(diào)帶通濾波器、兩個1×3耦合器和一個控制器所構(gòu)成，其中兩個可調(diào)帶通濾波器，均與控制器直接相連，受其控制；各可調(diào)帶通濾波器的參數(shù)設置及其同步變化均由控制器決定?？刂破鳎O置一個固定的控制信道專用波長λK，控制信道波長采用帶外波長方式，欲發(fā)送數(shù)據(jù)的各節(jié)點向控制器發(fā)出通信請求及控制器向各節(jié)點發(fā)送同步控制指令均使用該控制信道專用波長λK；根據(jù)網(wǎng)絡中各節(jié)點的通信情況，將整個數(shù)據(jù)信道波長分成λA、λB、λC三個波長組，發(fā)出同步指令，使得各可調(diào)帶通濾波器分別只允許λA、λB波長組通過；控制器根據(jù)網(wǎng)絡中各節(jié)點的動態(tài)通信情況決定每個節(jié)點組中的節(jié)點數(shù)及其分布、每個波長組中的波長數(shù)及其分布。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種可實現(xiàn)部分波長重用的單纖雙向傳輸多波長光網(wǎng)絡系統(tǒng)，其特征在于，λA波長組用于兩組之間第1組節(jié)點向第2組節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)，λB波長組用于第2組節(jié)點向第1組節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)；λC波長組同時分別用于兩個節(jié)點集內(nèi)部各節(jié)點的通信，即λC波長組得到重用。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可實現(xiàn)部分波長重用的單纖雙向傳輸多波長光網(wǎng)絡系統(tǒng)，其特征在于，各節(jié)點欲通信時對數(shù)據(jù)信道波長使用權(quán)只局限于本組節(jié)點內(nèi)部波長的使用權(quán)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可實現(xiàn)部分波長重用的單纖雙向傳輸多波長光網(wǎng)絡系統(tǒng)，其特征在于，所述的雙向星形耦合器的每一個端口既可作輸入，同時又可作輸出。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可實現(xiàn)部分波長重用的單纖雙向傳輸多波長光網(wǎng)絡系統(tǒng)，其特征在于，所述的每個節(jié)點包括光發(fā)射機、光接收機、Y形光纖耦合器，以及一個數(shù)據(jù)信道專用全頻可調(diào)收發(fā)機和一個控制信道專用固定波長收發(fā)機，其中Y形光纖耦合器，用于將光發(fā)射機的輸出信號耦合到雙向星形耦合器，并將雙向星形耦合器輸出的光信號耦合到光接收機中去，同時使光發(fā)射機和光接收機之間得到良好的隔離；
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種可實現(xiàn)部分波長重用的單纖雙向傳輸多波長光網(wǎng)絡系統(tǒng)，其特征在于，各節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)時，所述的發(fā)射機調(diào)至的波長以及接收數(shù)據(jù)的接收機采用的波長均由控制器根據(jù)網(wǎng)絡的通信情況決定的。
全文摘要
一種可實現(xiàn)部分波長重用的單纖雙向傳輸多波長光網(wǎng)絡系統(tǒng)，它由一個連接/控制模塊、兩個雙向星形耦合器和2(N－1)個節(jié)點構(gòu)成，每個雙向星形耦合器分別提供一個端口并通過一根光纖與連接/控制模塊相連，兩個雙向星形耦合器之間的信息傳遞是通過連接/控制模塊進行連通的，并處于直通狀態(tài)；每個雙向星形耦合器可連接(N－1)個節(jié)點，每個節(jié)點通過一根光纖與雙向星形耦合器的一個端口相連。本發(fā)明具有以下優(yōu)點通過兩雙向星形耦合器的互連，使網(wǎng)絡所支持的節(jié)點數(shù)增加了一倍；通過波長重用，增加網(wǎng)絡吞吐量；而在節(jié)點數(shù)不變時，可減小節(jié)點排隊時延，緩和各通信節(jié)點對數(shù)據(jù)信道波長使用權(quán)的競爭矛盾，改善網(wǎng)絡性能；通過單纖雙向傳輸，節(jié)省一半光纖。
文檔編號H04B10/24GK1427570SQ0113915
公開日2003年7月2日 申請日期2001年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月21日
發(fā)明者甘朝欽, 許宗幸, 孫展 申請人:上海貝爾有限公司