專(zhuān)利名稱(chēng)：一種光信號(hào)的時(shí)分復(fù)制方法及光信號(hào)時(shí)分復(fù)制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種光信號(hào)的時(shí)分復(fù)制方法及光信號(hào)時(shí)分復(fù)制器，屬于光纖通信領(lǐng)域，涉及多播光交換網(wǎng)絡(luò)。
背景技術(shù)：
光交換是光纖通信技術(shù)向更高、更快、更經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展的必然趨勢(shì)，也是下一代網(wǎng)絡(luò)(NGN)中光纖傳輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù)。光交換經(jīng)歷了從光波長(zhǎng)路由(OCS)、光突發(fā)交換(OBS)到光分組交換(OPS)的發(fā)展，許多技術(shù)都得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步并向應(yīng)用邁進(jìn)。以光網(wǎng)絡(luò)為物質(zhì)基礎(chǔ)的IP網(wǎng)絡(luò)正高速發(fā)展，已經(jīng)成為網(wǎng)絡(luò)電視、網(wǎng)絡(luò)游戲、可視電話、遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程教育、視頻會(huì)議等業(yè)務(wù)的重要承載實(shí)體，并對(duì)光網(wǎng)絡(luò)提出了光多播的應(yīng)用需求，它是提高光網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量(QoS)和效率的有力途徑，而具有多播功能的光交換核心節(jié)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)光多播的關(guān)鍵技術(shù)。當(dāng)一個(gè)光信號(hào)進(jìn)入多播光交換核心節(jié)點(diǎn)時(shí)，多播光交換網(wǎng)絡(luò)將按照光信號(hào)的路由信息，決定是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)(P2P)的路由傳遞，還是對(duì)光信號(hào)復(fù)制后進(jìn)行點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)(P2mP)的多播路由傳遞；特別是，當(dāng)光信號(hào)需要對(duì)所有的輸出端口傳遞時(shí)就成了廣播，一般情況多播端口數(shù)小于輸出端口數(shù)，此時(shí)稱(chēng)為部分多播。廣播只是多播端口數(shù)最大的情況，單播(點(diǎn)對(duì)點(diǎn))是多播端口數(shù)最小的情況。由此可見(jiàn)多播光交換的關(guān)鍵技術(shù)就是光信號(hào)的復(fù)制與交換傳遞。
目前，光信號(hào)的復(fù)制主要有兩種方法第一種是空分復(fù)制方法，如圖1所示，輸入光信號(hào)首先經(jīng)過(guò)光放大器1放大，然后經(jīng)過(guò)光分路器2后被分成n路光信號(hào)，其中光放大器1可以是摻雜光纖放大器、非線性光放大器或者半導(dǎo)體光放大器等；第二種方法是頻分復(fù)制方法，如圖2所示，輸入光信號(hào)輸入到多波長(zhǎng)變換器，經(jīng)過(guò)波長(zhǎng)變換，輸出信號(hào)為多個(gè)波長(zhǎng)的光信號(hào)，且載有相同的信息，從而實(shí)現(xiàn)了光信號(hào)的復(fù)制。采用第一種方法時(shí)，光分路器具有固定的扇出數(shù)n，輸入信號(hào)被分成n個(gè)相同的輸出信號(hào)，每個(gè)輸出信號(hào)的功率為輸入信號(hào)的1/n，由于輸出信號(hào)功率的減小，后續(xù)處理中不得不對(duì)其進(jìn)行放大處理，這勢(shì)必增加網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和成本；同時(shí)，當(dāng)輸入信號(hào)所需要的分光數(shù)小于光分路器的扇出數(shù)n時(shí)，它將引入不必要的損耗，使總體損耗過(guò)大。對(duì)于第二種方法而言，由于多波長(zhǎng)變換器尚不成熟，成本較高，離實(shí)用化還有差距。由于以上兩種方法存在的缺點(diǎn)，因此尋找更合適的光信號(hào)復(fù)制方法成了當(dāng)務(wù)之急。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種光信號(hào)的時(shí)分復(fù)制方法，并在該方法的基礎(chǔ)上提供一種光信號(hào)時(shí)分復(fù)制器，本發(fā)明可運(yùn)用于多播光交換網(wǎng)絡(luò)。
本發(fā)明詳細(xì)技術(shù)方案為一種光信號(hào)的時(shí)分復(fù)制方法，如圖3所示，其特征是它是采用如下步驟實(shí)現(xiàn)步驟1對(duì)輸入光信號(hào)進(jìn)行分光處理。將輸入光信號(hào)按照一定的分光比例分成兩束輸出光，其中一路輸出光作為輸出光信號(hào)1。
步驟2將步驟1所得的另一路輸出光進(jìn)行延時(shí)處理。
步驟3將步驟2延時(shí)處理后的光信號(hào)再進(jìn)行分光處理。將步驟2延時(shí)處理后的光信號(hào)按照一定的分光比例分成兩束輸出光，其中一路輸出光作為輸出光信號(hào)2。
步驟4反復(fù)執(zhí)行步驟2和步驟3，可得到輸出光信號(hào)3、輸出光信號(hào)4……，輸出光信號(hào)n。
上述技術(shù)方案中，如圖4所示，所述步驟1對(duì)輸入光信號(hào)進(jìn)行分光處理之前可先對(duì)輸入光信號(hào)進(jìn)行開(kāi)關(guān)選擇處理，即將輸入光信號(hào)輸入到2×1光開(kāi)關(guān)的一個(gè)輸入端，經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)選擇輸出光信號(hào)再進(jìn)行分光處理；所述步驟2將步驟1所得的另一路輸出光進(jìn)行延時(shí)處理后，將輸出光返回到光開(kāi)關(guān)的另一個(gè)輸入端，進(jìn)行開(kāi)關(guān)選擇、分光、延時(shí)的循環(huán)處理，可得到多個(gè)按時(shí)序排列的輸出光信號(hào)。
上述技術(shù)方案中，可采用光分路器對(duì)光信號(hào)進(jìn)行分光處理；采用一定的光信號(hào)延遲結(jié)構(gòu)對(duì)光信號(hào)進(jìn)行延時(shí)處理。
所述光分路器可采用簡(jiǎn)單的1×2光分路器，并可以是光纖熔錐型、微光器件型和波導(dǎo)型光分路器；所述光延遲結(jié)構(gòu)可采用光纖延遲線。
由于采用光分路器對(duì)光信號(hào)進(jìn)行分光處理，所得輸出光信號(hào)與輸入光信號(hào)相比，只是光功率有所不同，而其中所含光信息是完全一樣的；同時(shí)，采用光延遲結(jié)構(gòu)對(duì)光信號(hào)進(jìn)行延時(shí)處理，所得光信號(hào)只是時(shí)間上有所延遲，而其中所含光信息也是完全一樣的。
通過(guò)上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明所述的一種光信號(hào)的時(shí)分復(fù)制方法實(shí)現(xiàn)了光信號(hào)的復(fù)制，復(fù)制所得的所有輸出光信號(hào)含有相同的信息，相鄰兩個(gè)輸出光信號(hào)間隔一定的時(shí)間。
根據(jù)上述一種光信號(hào)的時(shí)分復(fù)制方法提出的一種光信號(hào)時(shí)分復(fù)制器，如圖5所示，包括一個(gè)2×1光開(kāi)關(guān)4、一個(gè)1×2光分路器3和光延遲結(jié)構(gòu)5，其特征是，2×1光開(kāi)關(guān)4的一個(gè)輸入端接輸入光信號(hào)，其輸出端接1×2光分路器3的輸入端；1×2光分路器3的一個(gè)輸出端輸出光復(fù)制輸出信號(hào)，另一個(gè)輸出端通過(guò)光延遲結(jié)構(gòu)5接2×1光開(kāi)關(guān)4的另一個(gè)輸入端。
上述一種光信號(hào)時(shí)分復(fù)制器的工作過(guò)程可以描述如下輸入光信號(hào)首先通過(guò)光開(kāi)關(guān)到達(dá)光分路器，光分路器的輸出信號(hào)分成兩路，一路直接輸出，另一路通過(guò)光延遲結(jié)構(gòu)再次輸入到光開(kāi)關(guān)的另一個(gè)輸入端，通過(guò)控制該光開(kāi)關(guān)，使得光信號(hào)再次進(jìn)入光分路器，然后再次分光輸出，即完成了一次復(fù)制，另一部分則進(jìn)入復(fù)制支路進(jìn)行再次復(fù)制，周而復(fù)始完成時(shí)分復(fù)制功能。由于光信號(hào)每經(jīng)過(guò)一次分光，其輸出光信號(hào)的光功率將減小，通過(guò)這種光信號(hào)時(shí)分復(fù)制器所復(fù)制的輸出光信號(hào)，其功率不斷地減小。
為了獲得相同光功率的輸出光信號(hào)，上述光信號(hào)時(shí)分復(fù)制器還可以加入一個(gè)光放大器1，如圖6所示，所述光放大器1的輸入端接1×2光分路器3的另一個(gè)輸出端，其輸出端通過(guò)光延遲結(jié)構(gòu)5接2×1光開(kāi)關(guān)4的另一個(gè)輸入端。
加入光放大器后的光信號(hào)時(shí)分復(fù)制器的工作過(guò)程可以描述如下輸入光信號(hào)首先通過(guò)光開(kāi)關(guān)到達(dá)光分路器，光分路器的輸出信號(hào)分成兩路，一路直接輸出，另一路輸入到光放大器的輸入端，光信號(hào)經(jīng)過(guò)光放大器放大后輸入到光延遲結(jié)構(gòu)的輸入端，光信號(hào)經(jīng)過(guò)延遲后再輸入到光開(kāi)關(guān)的另一個(gè)輸入端，通過(guò)控制該光開(kāi)關(guān)，使得光信號(hào)再次進(jìn)入光分路器，然后再次分光輸出，即完成了一次復(fù)制，另一部分則進(jìn)入復(fù)制支路進(jìn)行再次復(fù)制，周而復(fù)始完成時(shí)分復(fù)制功能。這樣，光信號(hào)每經(jīng)過(guò)一次分光進(jìn)入光復(fù)制分路的光信號(hào)經(jīng)過(guò)光放大器放大后可以獲得相同的光功率，使得所復(fù)制的輸出光信號(hào)的光功率保持一致，如圖7所示。
需要說(shuō)明的是，1×2光分路器的分光比例應(yīng)盡量大于1，1×2光分路器的大部分輸出光直接輸出，小部分光進(jìn)入光復(fù)制支路，通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)墓夥糯笃魇沟妹看芜M(jìn)入1×2光分路器的輸入光保持相同的光功率，這樣就能保證所有光復(fù)制輸出信號(hào)具有相同的光功率。
需要說(shuō)明的是光放大器主要為光信號(hào)提供功率開(kāi)銷(xiāo)，可以是摻雜光纖放大器、非線性光放大器或者半導(dǎo)體光放大器等；光延時(shí)結(jié)構(gòu)為復(fù)制的光信號(hào)之間提供必要的間隔時(shí)間，同時(shí)可以根據(jù)具體的應(yīng)用情況調(diào)整延時(shí)的大小，可以是光纖延遲線等。
本發(fā)明采用時(shí)分復(fù)制技術(shù)實(shí)現(xiàn)了光信號(hào)的復(fù)制，復(fù)制方法簡(jiǎn)單易行。根據(jù)本發(fā)明一種光信號(hào)的時(shí)分復(fù)制方法提供的光信號(hào)時(shí)分復(fù)制器，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于控制，成本更低等優(yōu)點(diǎn)。


圖1是光空分復(fù)制光路示意圖，其中1是光放大器、2是1×n光分路器。
圖2是光頻分復(fù)制光路示意圖。
圖3是本發(fā)明所述的一種光信號(hào)的時(shí)分復(fù)制方法流程示意圖一。
圖4是本發(fā)明所述的一種光信號(hào)的時(shí)分復(fù)制方法流程示意圖二。
圖5是本發(fā)明所述的一種光信號(hào)時(shí)分復(fù)制器結(jié)構(gòu)示意圖，其中3是1×2光分路器、4是2×1光開(kāi)關(guān)、5是光延遲結(jié)構(gòu)。
圖6是本發(fā)明所述的另一種光信號(hào)時(shí)分復(fù)制器結(jié)構(gòu)示意圖，其中1是光放大器、3是1×2光分路器、4是2×1光開(kāi)關(guān)、5是光延遲結(jié)構(gòu)。
圖7是本發(fā)明所述的另一種光信號(hào)時(shí)分復(fù)制器復(fù)制的輸出光信號(hào)示意圖。
圖8是基于一種基于時(shí)分復(fù)制器的多播光交換結(jié)構(gòu)示意圖，其中6是時(shí)分復(fù)制器、7是n×n無(wú)阻塞光交換開(kāi)關(guān)、8是控制單元。
圖9是多播光交換結(jié)構(gòu)的輸入輸出信號(hào)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面，通過(guò)一個(gè)光復(fù)制器的具體應(yīng)用實(shí)例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的內(nèi)容。
圖8為由時(shí)分多播復(fù)制(TDC)技術(shù)構(gòu)成的多播光交換拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，它有n個(gè)時(shí)分復(fù)制器及一個(gè)n×n無(wú)阻塞光交換開(kāi)關(guān)構(gòu)成。其工作原理是根據(jù)輸入光信號(hào)的多播和路由信息，通過(guò)控制單元控制TDC的復(fù)制數(shù)量和光纖延遲線的延時(shí)時(shí)間，以期獲得小的阻塞率和時(shí)延，TDC結(jié)構(gòu)復(fù)制得到的光信號(hào)通過(guò)n×n光交換開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)多播光交換。在圖8中各輸入端口的光信號(hào)都可以對(duì)所有輸出端口多播，圖9為圖8多播光交換結(jié)構(gòu)的例證，圖9中所示為A1端口對(duì)B1、B2、Bn端口，A2端口對(duì)B1、Bn端口，An端口對(duì)B1、B2、Bn端口的多播光交換示意圖，圖9左邊為A1、A2、An端口輸入信號(hào)，右邊為B1、B2、Bn的輸出信號(hào)，其中AA1、AA2、AA3是對(duì)AA光信號(hào)的復(fù)制；BB1、BB2是對(duì)BB光信號(hào)的復(fù)制；CC1、CC2、CC3是對(duì)CC光信號(hào)的復(fù)制?？梢?jiàn)，本發(fā)明提出的光信號(hào)時(shí)分復(fù)制方法及光信號(hào)時(shí)分復(fù)制器，在采用適當(dāng)?shù)目刂扑惴l件下，可以應(yīng)用于多播光交換結(jié)構(gòu)中，實(shí)現(xiàn)多播光交換。
權(quán)利要求
1.一種光信號(hào)的時(shí)分復(fù)制方法，其特征是它是采用如下步驟實(shí)現(xiàn)步驟1 對(duì)輸入光信號(hào)進(jìn)行分光處理，將輸入光信號(hào)按照一定的分光比例分成兩束輸出光，其中一路輸出光作為輸出光信號(hào)1；步驟2 將步驟1所得的另一路輸出光進(jìn)行延時(shí)處理；步驟3 將步驟2延時(shí)處理后的光信號(hào)再進(jìn)行分光處理，將步驟2延時(shí)處理后的光信號(hào)按照一定的分光比例分成兩束輸出光，其中一路輸出光作為輸出光信號(hào)2；步驟4 反復(fù)執(zhí)行步驟2和步驟3，可得到輸出光信號(hào)3、輸出光信號(hào)4……，輸出光信號(hào)n。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光信號(hào)的時(shí)分復(fù)制方法，其特征是，可采用光分路器對(duì)光信號(hào)進(jìn)行分光處理；采用一定的光信號(hào)延遲結(jié)構(gòu)對(duì)光信號(hào)進(jìn)行延時(shí)處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種光信號(hào)的時(shí)分復(fù)制方法，其特征是，所述光分路器可采用簡(jiǎn)單的1×2光分路器；所述光延遲結(jié)構(gòu)可采用光纖延遲線。
4.一種光信號(hào)時(shí)分復(fù)制器，包括一個(gè)2×1光開(kāi)關(guān)(4)、一個(gè)1×2光分路器(3)和光延遲結(jié)構(gòu)(5)，其特征是，2×1光開(kāi)關(guān)(4)的一個(gè)輸入端接輸入光信號(hào)，其輸出端接1×2光分路器(3)的輸入端；1×2光分路器(3)的一個(gè)輸出端輸出光復(fù)制輸出信號(hào)，另一個(gè)輸出端通過(guò)光延遲結(jié)構(gòu)(5)接2×1光開(kāi)關(guān)(4)的另一個(gè)輸入端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種光信號(hào)時(shí)分復(fù)制器，其特征是，它還可以包括一個(gè)光放大器(1)，所述光放大器(1)的輸入端接1×2光分路器(3)的另一個(gè)輸出端，其輸出端通過(guò)光延遲結(jié)構(gòu)(5)接2×1光開(kāi)關(guān)(4)的另一個(gè)輸入端。
6.根據(jù)權(quán)利要求4、5所述的一種光信號(hào)時(shí)分復(fù)制器，其特征是，所述光延時(shí)結(jié)構(gòu)(5)可以是光纖延遲線。
7.根據(jù)權(quán)利要求4、5所述的一種光信號(hào)時(shí)分復(fù)制器，其特征是，所述光放大器(1)可以是摻鉺光纖放大器、非線性光放大器或者半導(dǎo)體光放大器。
全文摘要
一種光信號(hào)的時(shí)分復(fù)制方法及光信號(hào)時(shí)分復(fù)制器，屬于光纖通信領(lǐng)域，涉及多播光交換網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)對(duì)光信號(hào)反復(fù)操作的分光和延時(shí)處理，可以獲得時(shí)分復(fù)制的光信號(hào)。采用簡(jiǎn)單的光開(kāi)關(guān)、光分路器、光放大器和光延時(shí)結(jié)構(gòu)等現(xiàn)有器件就可以組成光信號(hào)時(shí)分復(fù)制器。本發(fā)明的光信號(hào)時(shí)分復(fù)制方法簡(jiǎn)單易行。光信號(hào)時(shí)分復(fù)制器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于控制、成本更低。本發(fā)明可以應(yīng)用于多播光交換結(jié)構(gòu)中，實(shí)現(xiàn)多播光交換。
文檔編號(hào)H04Q11/00GK1835428SQ200610020699
公開(kāi)日2006年9月20日 申請(qǐng)日期2006年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月13日
發(fā)明者邱琪, 許都, 史雙瑾, 廖云 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)