專利名稱：透明光自行恢復環(huán)通信網(wǎng)絡的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及用于光信號發(fā)送的透明通信網(wǎng)絡，該網(wǎng)絡具有環(huán)型結(jié)構(gòu)，包括雙通信線路和沿該線路設置的節(jié)點，用于將與一個或多個通信信道有關(guān)的信號分別加入到環(huán)和從環(huán)取下。
在網(wǎng)絡中，根據(jù)所說的波分復用技術(shù)(或WDM)，分別具有不同波長、對應于不同信道的信號通常一起沿光纖傳輸。在節(jié)點處，對應于一條信道的具有一個波長的一個信號的成分以光形式從網(wǎng)絡中取出和加入到網(wǎng)絡。網(wǎng)絡使光信號的發(fā)送不經(jīng)過中間轉(zhuǎn)換為電形式，因此對于被發(fā)送的基本信息的特定結(jié)構(gòu)來說是透明的(電信號常常為數(shù)字形式)。
在光信號發(fā)送網(wǎng)絡中交換信息的量極高。由于這個原因，一個故障能造成嚴重的后果，大量用戶可能失去該信息流。
典型的故障可以中斷光纖，例如由于所述的光纖能被操作者偶然切斷而操作者卻不意識到這種情況的發(fā)生，以及例如由于火災，電源不足或一個元件的故障造成整個節(jié)點上操作中斷。
為了在自動方式和在足夠短的期間內(nèi)處理這種情況以便不中斷信息流，已經(jīng)提出自行恢復環(huán)網(wǎng)絡。
在這些網(wǎng)絡中，不同的節(jié)點通過兩個光纖線路互相連接，兩個光纖線路本身封閉形成一個環(huán)主環(huán)線路(也稱為外環(huán)或工作環(huán))和第二環(huán)線路(也稱為內(nèi)環(huán)或保護環(huán))。在一般條件下，信號只在主線路上一個方向傳輸并根據(jù)波長從不同的節(jié)點取下和/或加入到不同的節(jié)點。
在節(jié)點故障，或上級和下級節(jié)點之間的主線路光纖中斷的情況下，在中斷的上級節(jié)點上通過使信號流從主線路改變到第二線路(根據(jù)主線路中的信號傳輸方向)和在下級節(jié)點上使信號流從第二線路改變到主線路來恢復連續(xù)性。在第二線路，信號沿與主線路相反的方向傳輸。
為了在自動方式中執(zhí)行從一個環(huán)形線路到另一個環(huán)形線路的這些改變，提供兩個所謂的方向開關(guān)2×2用于節(jié)點中，方向開關(guān)為具有兩個輸入和兩個輸出的光四向元件；在一般配置中，第一輸出光連接到第一輸入并且第二輸出光連接到第二輸入，而在切換配置中，第一輸出光連接到第二輸入并且第二輸出光連接到第一輸入。例如S.Merli，A.Mariconda，R.de Sanctis的標題為“在環(huán)中斷和信道的局內(nèi)取出一插入情況下用于具有自動再配置功能的D-WDM系統(tǒng)的透明光環(huán)的分析和度量”的文章(FOTONICA’95會議記錄，Sorrento，IT，1995年5月)描述這種類型的一個節(jié)點。在主環(huán)形線路中斷的情況下能使信號改變到第二環(huán)形線路；另外，在相同故障的情況下該節(jié)點(典型地可選擇波長的光開關(guān)，用于加入和取出具有預定波長的信道的信號)的光用戶單元被旁路，而在剩余網(wǎng)絡節(jié)點之間保留傳送。
這種類型的網(wǎng)絡需要一個中央單元，它能夠識別和定位發(fā)生的故障(例如，通過由位于故障上級、能以自調(diào)節(jié)方式執(zhí)行切換光信號到服務線路的節(jié)點發(fā)送沒有信號的通知)并將切換命令送到故障上級的節(jié)點，以便它能接收來自服務線路的信號。由于這個原因中央單元必需與每個節(jié)點通信，特別是對于通信線路出現(xiàn)故障的情況。因此必須安排連接于節(jié)點和中央單元之間的應急線路，這些線路與節(jié)點之間的通信的環(huán)形線路無關(guān)。這些應急線路(可以為光、電、或無線電線路或者其他任何類型的線路)與中央單元一起在通信網(wǎng)絡中起很重要的作用。此外，在上述類型的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)中，向中央單元發(fā)送關(guān)于發(fā)生故障的信息、由所述單元處理該信息以及向故障上級節(jié)點發(fā)送切換命令所需的時間通過方向開關(guān)增加到干預時間，建立在中斷之后恢復網(wǎng)絡功能的全部時間。全部恢復時間較方向開關(guān)的干預時間大很多，目前聲光或磁光型開關(guān)達到數(shù)毫秒數(shù)量級或者機械型開關(guān)達到數(shù)十毫秒。
在ECOC 94會議記錄，F(xiàn)lorence，IT，1994年9月25日至29日，第2卷，第873頁至875頁，由E.A/mstrom等人所著的標題為“使用WDM技術(shù)的單向自行恢復環(huán)”的文章中也描述了一種光自行恢復環(huán)網(wǎng)絡。在具有一個以上的輸入和一個以上的輸出的光開關(guān)的節(jié)點設想使用光網(wǎng)絡。網(wǎng)絡被設計為只要它們檢測到在至少一條光纖的中斷，就使節(jié)點閉合在保護光纖上的環(huán)。
根據(jù)第一方面，本發(fā)明涉及光自行恢復環(huán)通信網(wǎng)絡，該網(wǎng)絡包括一條光通信線路，形成第一閉合光通路；至少兩個光信號加入/取出節(jié)點，它們光連接于所述的光通信線路；第二光通信線路，形成第二閉合光通路并光連接于所述的光信號加入/取出節(jié)點；其中至少一個所述的節(jié)點包括用于有選擇性地從所述的第一和第二通信線路中的一條通信線路取出所述的光信號的控制選擇裝置，其中至少一個所述的光信號加入/取出節(jié)點還包括用于同時輸入至少一個光信號到所述的第一通信線路和所述的第二通信線路的裝置。
尤其是，光環(huán)通信網(wǎng)絡中定義的是與所述的光信號加入/取出節(jié)點的位置有關(guān)的所述的光信號的第一和第二傳輸方向，所述的第一和第二方向彼此相反并且所述的網(wǎng)絡包括用于沿所述的第一通信線路以所述的第一方向以及沿所述的第二通信線路以所述的第二方向同時輸入至少一個光信號的裝置。
光環(huán)通信網(wǎng)絡最好包括一對互相光連接的光信號加入/取出節(jié)點，其中在所述的第一對節(jié)點之間發(fā)送的信號具有第一波長，并且所述的第一和第二光通路中的至少一個通路包括第二對互相光連接的光信號加入/取出節(jié)點，在所述的第二對節(jié)點之間發(fā)送的信號具有與所述的第一波長不同的第二波長。
尤其是，在根據(jù)本發(fā)明的光自行恢復環(huán)通信網(wǎng)絡中，至少一個所述的光信號節(jié)點包括一個光信號加入/取出單元，由相應的線路輸入和輸出端上串連到所述的第一光通路，還具有相應的信號加入和取出端口；第二光信號加入/取出單元，由相應的線路輸入和輸出端口串連到所述的第二光通路，還具有相應的信號加入和取出端口；可控制的光開關(guān)，具有分別連接到所述的第一和第二光信號加入/取出單元的信號取出端口的第一和第二可選擇的輸入，以及一個輸出；
一個終端線路單元，具有連接到所述的光開關(guān)的所述輸出的一個光輸入以及連接到所述的第一和第二光信號加入/取出單元的信號加入端口的兩個光輸出；在所述的第一和第二光信號加入/取出單元的所述取出端口檢測光信號出現(xiàn)的裝置，可有效地連接到所述可控制的光開關(guān)，用于選擇所述的第一和第二輸入的相應輸入。
所述的第一和第二光信號加入/取出單元最好每個都包括相應波長的所述接收的光信號的一個多路分解單元以及相應波長的一個光信號多路復用單元，并且對應于包含在所述的旁路頻帶內(nèi)的波長的所述的多路分解單元的輸出選擇性地連接到所述多路復用單元的對應輸入。
第二方面，根據(jù)本發(fā)明的光自行恢復環(huán)通信網(wǎng)絡包括如前定義的，第一和第二光自行恢復環(huán)通信網(wǎng)絡，其中所述的第一網(wǎng)絡的至少一個光節(jié)點連接到所述第二網(wǎng)絡的至少一個光節(jié)點。
另一方面，本發(fā)明涉及光通信網(wǎng)絡中的光自行恢復環(huán)通信方法，包括將來自所述網(wǎng)絡包含的第一閉合光通路中的第一加入/取出節(jié)點的至少一個光信號反饋到串連在所述的第一閉合光通路的第二加入/取出節(jié)點，其特征在于還包括步驟將來自所述第一加入/取出節(jié)點的所述光信號同時反饋到所述網(wǎng)絡所包括的所述第一閉合光通路和第二閉合光通路，所述的第二光通路包括串連的所述第二加入/取出節(jié)點，以及在所述的第二加入/取出節(jié)點中選擇性地接收來自所述的第一和第二閉合光通路的之一的所述的至少一個光信號。
尤其是，所述的光通信方法的特征在于將光信號反饋到所述的第一和第二閉合光通路的所述步驟包括根據(jù)所述的第一加入/取出節(jié)點以兩個相反方向反饋所述信號。
尤其是，在所述的第二加入/取出節(jié)點中選擇性地接收所述光信號的所述步驟包括檢測在所述第二節(jié)點的所述第一閉合光通路中的所述信號的出現(xiàn)，以及在所述的第一閉合光通路不出現(xiàn)信號時將從所述第一閉合光通路的接收有效地切換到所述第二閉合光通路。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，根據(jù)本發(fā)明的光通信方法的特征在于所述的第一和第二光信號加入/取出節(jié)點形成互相光連接的第一對節(jié)點，其中在所述的第一對節(jié)點之間發(fā)送的信號具有第一波長，并且所述的第一和第二光通路的至少一個通路包括互相光連接的第二對光信號加入/取出節(jié)點，在所述的第二對節(jié)點之間發(fā)送的信號具有與第一波長不同的第二波長。
尤其是，當通信方法包括在第一和第二加入/取出單元中加入和取出具有通信頻帶所包括的波長的光信號，其中所述的第一和第二單元包括光信號取出輸出和光信號加入輸入并且所述的加入和取出光信號的步驟包括分別接收來自所述的第一和第二閉合光通路的光信號；將包括在通信頻帶中在預定的取出頻帶內(nèi)擴展的波長的接收的光信號送到所述的取出輸出；將包括在通信頻帶內(nèi)并與所述的取出頻帶不重疊的、在預定的旁路頻帶內(nèi)擴展的波長的接收光信號分別送到所述的第一和第二閉合光通路；將包括在所述的取出頻帶內(nèi)的波長的、在所述加入輸入出現(xiàn)的光信號分別送到所述的第一和第二閉合通路。
參考附圖，通過下面的詳細描述本發(fā)明將變得更加清楚，其中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的光通信網(wǎng)的圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明沿光通信網(wǎng)絡加入/取出光信號的光節(jié)點的圖；圖3是方向耦合器的圖；圖4是方向耦合器的通帶曲線；圖5是根據(jù)本發(fā)明的沿光通信網(wǎng)絡以兩個不同波長加入/取出信號的光節(jié)點的圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的沿光通信網(wǎng)絡以不同波長加入/取出信號的可再配置節(jié)點的圖。
圖1中所示的是根據(jù)本發(fā)明的光通信網(wǎng)絡，用于在包括在稱為通信頻帶的預定頻帶之內(nèi)的波長發(fā)送光信號。在所述圖中，用于加入和取出光信號的各個節(jié)點表示為1，2，3，和4。
5，6，7，8表示主發(fā)送線路部分，用于分別從節(jié)點1，2，3，4向節(jié)點2，3，4，1、以箭頭13所示的稱為主方向的方向發(fā)送光信號，并一起形成稱為主環(huán)的閉合發(fā)送環(huán)。
9，10，11，12表示第二發(fā)送線路部分，用于分別從節(jié)點2，3，4，1向節(jié)點1，2，3，4、沿箭頭14所示的稱為第二方向的方向發(fā)送光信號，并一起形成稱為第二環(huán)的閉合發(fā)送環(huán)。
下面將詳細描述光信號加入/取出節(jié)點；發(fā)送線路部分最好由單模光纖的結(jié)構(gòu)組成。連接相同光節(jié)點的(分別為主環(huán)和第二環(huán))光纖對放置在同一個光纜中。
盡管下面的描述針對四個光信號加入/取出節(jié)點的情況，如圖所示，但是本發(fā)明不限于這個特定的數(shù)目并且可以擴展到不同數(shù)目的節(jié)點。尤其是，根據(jù)本發(fā)明的光通信網(wǎng)絡可以包括用于信號發(fā)送的與波長的數(shù)目有關(guān)的許多節(jié)點。一個波長最好連接單對的光節(jié)點，在這里完成該波長的信號的加入/取出。
圖2中所圖示的是一個將光信號加入到通信網(wǎng)絡/從通信網(wǎng)絡取出光信號的光節(jié)點，例如，用在圖1所述的通信網(wǎng)絡。
節(jié)點使用分別到/從主發(fā)送線路的一部分和到/從第二發(fā)送線路的一部分的兩個光信號加入/取出單元。在圖2中，這兩個單元也稱為OADM(光加入取出多路復用器)，分別標記為21和22。
OADM 21在其上的一個輸入23從主發(fā)送線路一部分接收光信號，沿主環(huán)以主方向循環(huán)。
OADM 22在其上的一個輸入24從第二發(fā)送線路的一部分接收光信號，沿第二環(huán)以第二方向循環(huán)。
OADMs 21和22是光器件，根據(jù)相應的波長用來分開輸入光信號以便分別發(fā)送每個節(jié)點不同的、并稱為取出頻帶的預定頻帶(包括在通信頻帶內(nèi))內(nèi)擴展的波長的信號到輸出25和26，稱為取出輸出，以及分別發(fā)送每個節(jié)點不同的并與取出頻帶不重疊的、稱為旁路頻帶的預定頻帶(包括在通信頻帶內(nèi))內(nèi)擴展的波長的光信號到輸出27和28，稱為旁路輸出。OADM 21和22也用來將包括在取出頻帶之內(nèi)的波長的并出現(xiàn)在輸入29和30的光信號分別發(fā)送到旁路輸出27，28，稱為加入輸入。
下面對于圖1所示的通信網(wǎng)絡的光節(jié)點1進行描述，其余節(jié)點的描述與此相同。
通信網(wǎng)絡能完成遙測和服務信道的光節(jié)點之間的發(fā)送。為此目的有可能使用與通信頻帶不同的頻帶內(nèi)的波長的光信號。例如，當通信頻帶對應于第三光通信窗口、波長大約為1550nm時，有可能使用包括在第二光通信窗口、波長大約為1300nm的波長的光信號完成遙測信道的發(fā)送。
如果存在遙測信道，從主發(fā)送線路部分8到達光節(jié)點的光信號可饋送給光耦合器31，而從第二發(fā)送線路部分9到達該節(jié)點的光信號被饋送給光耦合器32。光耦合器31和32為可選擇波長耦合器，用于將通信頻帶之外的預定的遙測波長的遙測信號分離到均連接到遙測接收器50的兩個輸出31a，32a，以及將通信頻帶內(nèi)的波長的信號分離到分別與OADM 21和22的輸入23和24連接的其他的輸出31b，32b。
如上所述，OADM 21和22將具有包括在取出頻帶內(nèi)的波長的信號發(fā)送到各個取出輸出25和26。這些輸出光連接到信號出現(xiàn)信令設備33和34，例如該設備包括光電二極管，經(jīng)相應的光耦合器光連接到各個取出輸出25，26，并由此到具有兩個輸入和一個輸出的2×1型光開關(guān)37的輸入35和36。
尤其是，光開關(guān)37具有一個輸出38，根據(jù)來自在其輸入接收的、來自信令設備33和34的信號出現(xiàn)信號的控制單元51的一個信號，輸出38光連接于輸入35和36之一。
控制單元51包括處理裝置，例如一個微處理器，用于根據(jù)給定的條件產(chǎn)生來自開關(guān)37的控制信號；這個單元可以是本技術(shù)領域中所知道的一個類型，因此不作進一步描述。
光開關(guān)37的輸出38連接到線路終端39。線路終端39包括光通信網(wǎng)絡之間的一個接口和連接于此的用戶。尤其是它包括用于從網(wǎng)絡取出通信信號的一個或多個光接收器以及一個或多個發(fā)送器，用于產(chǎn)生具有對應于從網(wǎng)絡取出的信號的波長的波長、加入該網(wǎng)絡的光信號。線路終端39可以是已知類型的，用此不作進一步描述。
從線路終端39產(chǎn)生的光信號可能經(jīng)可變衰減器49(用于均衡線路終端的發(fā)射信號的功率與由OADM單元旁通的信號的功率并再次輸入網(wǎng)絡)送到光耦合器40，用于將光輻射等分為分別連接到OADM 21和22的加入輸入29和30的兩個輸出。
作為一種替換的解決方法，取代單獨的線路終端39和連接其上的光耦合器40，一對相同的光發(fā)送器可用于完成將信號分離成兩個輸出29，30，所述的發(fā)送器之一用于產(chǎn)生被送入主環(huán)的信號而另一個發(fā)送器用于產(chǎn)生被送入第二環(huán)的相同的信號；在這種情況下可能使用具有低輸出功率的發(fā)送器并且發(fā)送器可直接連接到OADM 21和22的加入輸入29和30，并且可省去光耦合器40。
在下文中，如果可變衰減器49存在的話，線路終端39和光耦合器40，或者可替換實施例包括發(fā)射相同信號的兩個發(fā)射機，為簡單起見可稱為終端線路單元39。
OADM 21和22的旁路輸出27和28分別連接到光放大器41和42，其中光放大器可以終接到可選擇波長的耦合器43和44的輸入。后者用于組合通信頻帶之內(nèi)的波長和來自光放大器的信號與來自遙測發(fā)送器52、遙測波長的各個遙測信號。
可選擇波長耦合器43連接到主發(fā)送線路部分5?？蛇x擇波長耦合器44連接到第二發(fā)送線路部分12。
參考圖1和2所描述的通信網(wǎng)絡能通過WDM技術(shù)進行光節(jié)點對之間的通信；由節(jié)點之一產(chǎn)生的光信號(具有包括在通信頻帶內(nèi)的一個或多個波長)具有如圖2所示的配置，該節(jié)點在下面稱為開始節(jié)點，該光信號沿主環(huán)以主方向并沿第二環(huán)以第二方向在節(jié)點本身處輸入網(wǎng)絡?？赡艿闹虚g光節(jié)點能夠以這樣的方式安排，不用從環(huán)取出相同波長的信號或者將它們插入環(huán)就能保證實際信號的透明性，并利用適當?shù)墓夥糯竽苡羞x擇性地補償由于無源元件的作用而使信號發(fā)生的衰減。
當信號到達目標節(jié)點時，該節(jié)點也具有圖2所示的配置，通過出現(xiàn)在該節(jié)點的相應的OADM單元從網(wǎng)絡取出該信號。在網(wǎng)絡的正常操作條件下，來自開始節(jié)點的信號在沿相反方向經(jīng)相關(guān)環(huán)的傳輸之后出現(xiàn)在存在于該節(jié)點的兩個OADM單元的取出輸出；在這種情況下，存在于該節(jié)點的控制單元以與主環(huán)有關(guān)的OADM的輸出(圖2中的輸出25)連接到接收器的方式驅(qū)動光開關(guān)。
如果在主方向的開始和目標節(jié)點之間的延伸中沿網(wǎng)絡發(fā)生一個故障或同時發(fā)生幾個故障，例如由于主環(huán)上的中斷光纖或者不能使用中間光節(jié)點，目標節(jié)點中的控制單元51識別不存在來自與主環(huán)有關(guān)的OADM的光信號并驅(qū)動光開關(guān)從與第二環(huán)有關(guān)的OADM單元接收，在這里出現(xiàn)從開始站送出的并沿相反方向經(jīng)網(wǎng)絡，即與故障無關(guān)的部分傳輸?shù)男盘枴?br> 因此在發(fā)生故障的情況下，通過修改光開關(guān)的交換狀態(tài)，由節(jié)點本身以自調(diào)節(jié)方式能恢復網(wǎng)絡的操作，不必接收來自遙遠的中央單元的命令以及它不必在所述的中央單元和節(jié)點之間設置一個連接網(wǎng)絡。恢復網(wǎng)絡操作所必須的時間實際上與每個光開關(guān)的切換時間一致，因為與切換時間相比，檢測來自主環(huán)信號的不存在所需的時間一般是很小的，并且不需要遠端單元之間的通信。
通過在節(jié)點本身將相同波長的新信號插入網(wǎng)絡，在節(jié)點的下游可重新使用與從目標節(jié)點取出的信號有關(guān)的波長。這些信號沿主環(huán)以主方向以及沿第二環(huán)以第二方向同時輸入。在目標節(jié)點和開始節(jié)點之間沿主方向必須設置中間節(jié)點以便這些波長的信號既不從網(wǎng)絡取出也不輸入其中。這樣在目標節(jié)點和開始節(jié)點之間產(chǎn)生通信，該通信與以前出現(xiàn)的通信非常對稱，并且即使在沿網(wǎng)絡出現(xiàn)故障的情況下也能自動地保持有效；因此，總的來說在開始節(jié)點和目標節(jié)點之間存在雙向通信，保留每個雙向信道的網(wǎng)絡通信頻帶的單個波長。
此外，有可能使用與在開始和目標節(jié)點之間的通信所使用的波長不同的波長進一步完成不同節(jié)點對之間的雙向通信。
僅通過實例的方式給出所描述的可能的操作配置，因為在網(wǎng)絡中可能完成不同節(jié)點之間的信號發(fā)送，使用唯一的連接點不可能將對應一個信號的波長的信號加入網(wǎng)絡的一個節(jié)點，該信號已出現(xiàn)在該節(jié)點的(主和第二)輸出的網(wǎng)絡上，因此必須由節(jié)點本身從網(wǎng)絡取出所討論的波長的信號。
取決于要求的干預次數(shù)例如光開關(guān)37可為由FDK公司制造的型號YS-111，其最大切換時間為1ms，或者由DiCon公司制造的型號S-12-L-9，其最大切換時間為20ms。
光放大器41和42適用于放大該信號波長的輻射并補償由光纖環(huán)以及在光節(jié)點中所述信號發(fā)生的衰減，不經(jīng)中間變換成為電形式，放大器41和42最好是包括具有熒光摻雜物的光纖的類型，例如在1995年10月18日出版的屬于本申請人的專利申請EP677902中所描述的類型。
例如適用于本發(fā)明的光放大器為由本申請人制造的，型號為OLA/E-MW，該放大器在1534-1560nm波長頻帶內(nèi)工作，在存在范圍為-20dBm到-9dBm的輸入信號的總功率情況下，其輸出功率范圍為12dBm到14dBm之間。
通過已有技術(shù)可選擇沿主環(huán)和沿第二環(huán)的光放大器的個數(shù)和特性，例如取決于形成兩個環(huán)的不同光線路部分的長度，取決于用來制造它們的光纖以及由信號在加入/取出節(jié)點通過的光元件的衰減，并且采用能避免由于在每個環(huán)的閉合光通路循環(huán)的輻射產(chǎn)生的振蕩的方式。用于阻止與信號波長不同的波長的輻射的光濾波器可設置在光放大器內(nèi)，用來衰減循環(huán)自發(fā)發(fā)射。
例如使用一對可選波長的耦合器作為它們中的每一個耦合器來制成OADM單元。在圖2中作為OADM 21一部分的可選波長耦合器標記為45和46，作為OADM 22一部分的其他耦合器標記為47和48。
通過波長可選耦合器，光元件用于將出現(xiàn)在兩個輸入光纖的不同波長的光信號傳輸?shù)絾螚l的輸出光纖并根據(jù)各自的波長分別將疊加在單條輸入光纖上的信號分離到兩條光輸出光纖。在不出現(xiàn)串音的情況下，所述的可選耦合器要求具有能在兩個方向分離信號的通帶寬度。
可選耦合器45，46，47，48最好為圖3所詳細示意表示的類型，具有分別標記為101，102，103，104的四個光接入光纖(輸入或輸出部分)并在其中央部分包含一個選擇反射元件105，該元件在發(fā)送中用作帶通元件而在反射中用作帶阻元件，因此適用于通過預定通帶之內(nèi)的波長的信號而反射在這樣的頻帶之外的波長的信號。例如，在元件105的通帶之內(nèi)波長為λp的可選耦合器的光纖101的一個輸入信號，不經(jīng)過大的衰減就發(fā)送到光纖103，并且類似地，波長為λp的信號從光纖104發(fā)送到光纖102，或者對稱地，從光纖103發(fā)送到光纖101以及從光纖102發(fā)送到光纖104。相反，在這樣的頻帶之外的波長為λr的光纖101的一個輸入信號反射到光纖104，并且類似地，波長為λr的信號從光纖102前進到光纖103，并且對稱地從光纖104到光纖101及從光纖103到光纖102。
參考圖4，表示為選擇反射元件105的通帶，或者從廣義上說，表示為可選耦合器的通帶是接近發(fā)送中的最小衰減波長的波長頻帶，其中，在經(jīng)選擇反射元件105的發(fā)送中，除相應的最小衰減之外衰減不超過0.5dB。該通帶的寬度在圖4中表示為“-0.5dB BW”。
采用相同的方式，表示為選擇反射元件105的反射頻帶，或者從廣義上說，表示為可選耦合器的反射頻帶是接近反射中的最小衰減波長的波長的頻帶，其中在由選擇反射元件105進行的反射中，除相應的最小衰減之外衰減不超過0.5dB。
通過舉例的方式，下面將描述在提供四波長λ1，λ2，λ3，λ4的信號的通信網(wǎng)絡中，與具有波長λ1的信號的加入/取出節(jié)點有關(guān)的OADM單元的配置。
以波長λ1包括在通帶內(nèi)而波長λ2，λ3，λ4包括在反射帶之內(nèi)的方式選擇可選耦合器。
盡管已經(jīng)描述具有四條接入光纖的可選耦合器，適用于上面應用的耦合器僅具有三條接入光纖，第四條光纖(例如，標記為104的光纖)仍然未使用。
參考圖2，將描述OADM單元，這里表示為單元21的操作。該單元由兩個可選耦合器45和46組成，其連接為第一耦合器的接入光纖光連接到第二耦合器的接入光纖。相應的OADM單元22的結(jié)構(gòu)和操作是相同的。
在可選耦合器45的輸入23出現(xiàn)的波長為λ1，λ2，λ3，λ4的信號中，λ1波長信號發(fā)送到可選耦合器本身的輸出25，該輸出與OADM 21的輸出25一致。其余波長λ2，λ3，λ4的信號反射到光連接到可選耦合器46的輸入54的可選耦合器45的輸出53；然后相同的信號反射到與OADM 21的輸出27一致的相同的耦合器的輸出27。出現(xiàn)在可選耦合器46(或OADM 21)的輸入29的波長為λ1的信號反射到輸出27并與來自通信網(wǎng)絡的、其他波長的信號疊加。
如果設置在網(wǎng)絡的兩個節(jié)點包含如所描述的OADM單元，該單元具有對應于相同波長的可選耦合器，根據(jù)本發(fā)明的網(wǎng)絡通過該波長的信號完成這些節(jié)點之間的雙向通信，該通信在沿網(wǎng)絡出現(xiàn)故障的情況下也能很快恢復。其他波長用于網(wǎng)絡中不同節(jié)點之間的其他雙向連接，它們在出現(xiàn)故障情況下也是自恢復的。
作為實例，一個合適的可選耦合器為型號BWDM xTF1，該型號由位于美國、CA，San Jose，Lundy大街1885號的E-TEK DYNAMICS公司經(jīng)營，其結(jié)構(gòu)相應參考圖3描述的結(jié)構(gòu)，唯一的差異是僅出現(xiàn)三個接入光纖101，102，130。對于上面型號的可選耦合器，如前所述的其通帶寬度大約為4nm。
盡管上面的描述涉及包括反射中操作的可選波長的耦合器的優(yōu)選實施例，在本發(fā)明范圍之內(nèi)，OADM單元例如可使用平面聲光器件、平面光學中的其他器件或等效的其他器件、使用光濾波器制作。
也可以擴展描述的節(jié)點結(jié)構(gòu)以便能夠在同一個節(jié)點上的不同波長的兩個(或更多)信號的加入/取出。根據(jù)圖5所示的，通過增加類似于圖2方框60之內(nèi)所包圍的部分的一個(或多個)設備60’來修改所述范圍內(nèi)的光節(jié)點結(jié)構(gòu)足以完成這樣的操作，其中，根據(jù)被加入/取出的波長可適當?shù)剡x擇OADM單元。
帶有撇號的數(shù)字將用于標記附加設備60’的元件，它們對應于與圖2有關(guān)的描述中由不帶撇號的相同數(shù)字標記的相應元件。
可選耦合器45，47的輸出53，55光連接到可選耦合器45’，47’的輸入23’，24’并且可選耦合器46，48的輸入54，56光連接到可選耦合器46’，48’的輸出27’，28’。在該設備中，出現(xiàn)在可選耦合器45的輸出53的波長為λ2的信號由可選耦合器45’發(fā)送到輸出25’，然后以在圖2中的設備的情況下所描述的相同方式進行處理。由線路終端39’產(chǎn)生的并出現(xiàn)在可選耦合器46’的輸入29’的相同波長λ2 的信號經(jīng)同一耦合器的輸出27’又發(fā)送到可選耦合器46的輸入54。相反，其余波長λ3，λ4的信號通過包括可選耦合器45的輸出53、可選耦合器23’的輸入23、同一耦合器的輸出53’、連接到可選耦合器46’的輸入54’及其輸出27’和可選耦合器46的輸入54的光通路傳送，其中發(fā)生與其他波長的信號的疊加。連接到第二環(huán)的相應的OADM單元22，22’的信號通路全部與所述的通路對稱。
通過附加相應設備60”，60”’等將相對于單個節(jié)點的兩個不同波長的信號的信號的加入/取出的情況可推廣到不同波長的更多數(shù)量的信號。
參考圖6現(xiàn)在將描述沿光網(wǎng)絡加入/取出信號的另一個可配置的光節(jié)點，圖6示出對應于圖2的方框60的光節(jié)點的部分；關(guān)于光節(jié)點的其余部分的描述，參考結(jié)合該情況已經(jīng)作出的描述。
所示的設備一般表示為160，包括兩個可配置的OADM單元121和122。
每一個單元包括一個多路分解單元，分別表示為145和147，適用于將相關(guān)波長的輸入信號分為用于沿網(wǎng)絡發(fā)送的、等于波長個數(shù)的、多個輸出。
每個OADM單元121和122還包括一個多路復用單元146，148，適用于將沿網(wǎng)絡發(fā)送的等于波長個數(shù)的、饋送到多個相應輸入的不同波長的信號一起組合為單個的輸出。
例如通過光纖150，對應于不是從光節(jié)點取出的波長的多路分解單元145，147的輸出光連接到多路復用單元146，148的相應輸入。
對應于光節(jié)點中從網(wǎng)絡取出的信號的多路分解單元145，147的其余輸出連接到各個光開關(guān)37a，37b，37c，每個光開關(guān)都連接到線路終端39a，39b，39c，又用于發(fā)射由耦合器40a，40b，40c輸入到多路復用單元146，147的各個輸入的取出信號的波長的光信號。
通過修改一對或多對多路分解單元145，147的輸出與多路復用單元146，148的相應輸入的連接，在不中斷其操作的情況下，可以重新配置該類型的光節(jié)點。
在這種方式下，通過在多路分解單元145，147的相應輸出和多路復用單元146，148的相應輸入之間連接一個開關(guān)37，一個線路終端39和耦合器40，可能將光節(jié)點變換為特定波長的加入/取出單元。
同樣地，通過光連接多路分解單元145，147的相應輸出與多路復用單元146的相應輸入，可以將光節(jié)點變換為給定波長的旁路單元。
在不停止節(jié)點本身操作的情況下可進行具有這類型的光節(jié)點的網(wǎng)絡的重新配置。
此外，有可能使用參考圖2，5和6描述的光節(jié)點進行一個或多個信號的加入/取出到和從與所描述的類型的第一網(wǎng)絡無關(guān)的、根據(jù)本發(fā)明的第二環(huán)通信網(wǎng)絡。這種情況下的第二網(wǎng)絡可具有與第一通信網(wǎng)絡類似的光節(jié)點。
在兩個網(wǎng)絡中的每一個網(wǎng)絡都保留一個或多個波長，用于兩個網(wǎng)絡之間的信號交換；沿第一網(wǎng)絡從一個節(jié)點取出的一個或多個光信號在該節(jié)點加入第二網(wǎng)絡，并且經(jīng)過相同的光節(jié)點、相同波長的信號從第二光網(wǎng)絡取出并加入第一光網(wǎng)絡。
通過在相應的OADM單元之間的光連接可進行兩個網(wǎng)絡的兩個光節(jié)點之間的信號交換；沿第一網(wǎng)絡的主環(huán)設置的OADM的輸入和輸出分別連接到沿第二網(wǎng)絡的主環(huán)設置的OADM的輸入和輸出，而沿第一網(wǎng)絡的第二環(huán)設置的OADM的輸出和輸入分別連接到沿第二網(wǎng)絡的第二環(huán)設置的OADM的輸入和輸出。
在這種方式中，在兩個網(wǎng)絡之間交換的信號的波長下，形成包括兩個連接網(wǎng)的光環(huán)型超級網(wǎng)絡并且通過在第一網(wǎng)絡的任何節(jié)點和第二網(wǎng)絡的任何節(jié)點之間沿兩個網(wǎng)絡循環(huán)的適當波長的信號能建立雙向通信。在兩個網(wǎng)絡之間不通用的其余波長下，兩個網(wǎng)絡如描述的互相獨立地操作。
在兩個連接網(wǎng)絡的任一個網(wǎng)絡發(fā)生故障的情況下通過連接形成的超級網(wǎng)絡也能自行恢復并且也在這種情況下中央單元不必進行控制就能從故障恢復正常。
權(quán)利要求
1.一種光自行恢復環(huán)通信網(wǎng)絡，包括形成第一閉合光通路的第一光通信線路；至少兩個光信號加入/取出節(jié)點，沿所述的光通信線路光連接；形成第二閉合光通路的第二光通信線路并光連接到所述的光信號加入/取出節(jié)點；其中所述節(jié)點的至少一個節(jié)點包括用于選擇性地從所述的第一和第二通信線路之一取出所述光信號的受控選擇裝置，其特征在于所述的光信號加入/取出節(jié)點的至少一個節(jié)點還包括用于同時輸入至少一個光信號到所述的第一通信線路和所述的第二通信線路的裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光自行恢復環(huán)通信網(wǎng)絡，其特征在于所定義的是與所述的光信號加入/取出節(jié)點的位置有關(guān)的所述光信號的第一和第二傳輸方向，所述的第一和第二方向彼此相反，并且在于所述的網(wǎng)絡包括沿所述的第一通信線路以所述的第一方向及沿所述的第二通信線路以所述的第二方向同時輸入至少一個光信號的裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光自行恢復環(huán)通信網(wǎng)絡，其特征在于包括一對光信號加入/取出節(jié)點，它們互相光連接，其中在所述的第一對節(jié)點之間發(fā)送的信號具有第一波長，而所述的第一和第二光通路中的至少一個通路包括第二對互相光連接的光信號加入/取出節(jié)點，在所述的第二對節(jié)點之間發(fā)送的信號具有與第一波長不同的第二波長。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光自行恢復環(huán)通信網(wǎng)絡，其特征在于所述的光信號加入/取出節(jié)點中的至少一個節(jié)點包括第一光信號加入/取出單元，通過各個線路輸入和輸出端口串聯(lián)到所述的第一光通路，還具有相應信號的加入和取出端口；第二光信號加入/取出單元，通過各個線路輸入和輸出端口串聯(lián)到所述的第二光通路，還具有各自信號的加入和取出端口；一個可控制光開關(guān)，它具有分別連接到所述的第一和第二光信號加入/取出單元的信號取出端口的第一和第二可選擇輸入端，及一個輸出端；一個終端線路單元，具有連接到所述光開關(guān)的所述輸出端的一個光輸入端及連接到所述的第一和第二光信號加入/取出單元的信號加入端口的兩個光輸出端；用于檢測在所述的第一和第二光信號加入/取出單元的所述取出端口的光信號出現(xiàn)的裝置，該裝置可有效地連接到所述可控制光開關(guān)，用于選擇所述的第一和第二輸入端的相應輸入。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光自行恢復環(huán)通信網(wǎng)絡，其特征在于每個所述的第一和第二光信號加入/取出單元包括所述的在各個波長接收的光信號的多路分解單元和在各個波長的光信號的多路復用單元，其中對應于包括在所述的旁路頻帶內(nèi)的波長的所述多路分解單元的輸出選擇性地連接到所述多路復用單元的相應輸入。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的包括第一和第二光自行恢復環(huán)通信網(wǎng)絡的光自行恢復環(huán)通信網(wǎng)絡，其特征在于所述的第一網(wǎng)絡的至少一個光節(jié)點光連接到所述第二網(wǎng)絡的至少一個光節(jié)點。
7.一種光通信網(wǎng)絡的光自行恢復環(huán)通信方法，包括將來自所述網(wǎng)絡之內(nèi)的第一閉合光通路內(nèi)的第一加入/取出節(jié)點的至少一個光信號饋送到串聯(lián)在所述第一閉合光通路的第二加入/取出節(jié)點，其特征在于還包括步驟將來自所述的第一加入/取出節(jié)點的所述光信號同時饋送到包括在所述網(wǎng)絡中的所述第一閉合光通路和第二閉合光通路，所述的第二光通路包括串聯(lián)的的所述第二加入/取出節(jié)點，以及在所述的第二加入/取出節(jié)點選擇性地接收來自所述的第一和第二閉合光通路之一的所述至少一個光信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光通信方法，其特征在于所述的將光信號饋送到所述的第一和第二閉合光通路的步驟包括根據(jù)所述的第一加入/取出節(jié)點在兩個相反的方向饋送所述信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光通信方法，其特征在于在所述的第二加入/取出節(jié)點選擇性地接收所述光信號的所述的步驟包括在所述的第二節(jié)點的所述第一閉合光通路檢測所述信號的出現(xiàn)，以及在所述的第一閉合光通路不出現(xiàn)信號的情況下將從所述的第一閉合光通路的接收可有效地切換到所述第二閉合光通路。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光通信方法，其特征在于所述的第一和第二光信號加入/取出節(jié)點形成互相光連接的一對節(jié)點，其中在所述的第一對節(jié)點之間發(fā)送的信號具有第一波長，并且所述的第一和第二光通路的至少一個通路包括互相光連接的第二對光信號加入/取出節(jié)點，在所述的第二對節(jié)點之間發(fā)送的信號具有與第一波長不同的第二波長。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光通信方法，其特征在于包括具有包含在第一和第二加入/取出單元的通信頻帶內(nèi)的波長的加入和取出光信號，其中所述的第一和第二單元包括光信號的取出輸出和光信號的加入輸入并且所述的加入和取出光信號的步驟包括分別接收來自所述的第一和第二閉合光通路的光信號；發(fā)送波長包括在通信頻帶之內(nèi)的預定的取出頻帶的接收的光信號到所述的取出輸出；分別發(fā)送波長包括在通信頻帶之內(nèi)的預定的旁路頻帶中并與所述的取出頻帶不重疊的接收的光信號到所述的第一和第二封閉光通路；將出現(xiàn)在所述加入輸入，具有包括在所述的取出頻帶之內(nèi)的波長的光信號分別發(fā)送到所述的第一和第二閉合光通路。
全文摘要
一種光自行恢復環(huán)通信網(wǎng)絡，包括第一光通信線路，形成一個閉合的光通路；沿線路光連接的至少兩個光信號的加入/取出節(jié)點；形成一閉合的光通路并光連接到所述的光信號加入/取出節(jié)點的第二光通信線路。網(wǎng)絡中所定義的是關(guān)于光信號加入/取出節(jié)點的位置的光信號的第一和第二相反的傳輸方向。所述節(jié)點的至少一個節(jié)點還包括選擇裝置，由光信號控制，用于選擇性地取出來自通信線路之一的光信號。
文檔編號H04B10/00GK1153432SQ9611928
公開日1997年7月2日 申請日期1996年10月17日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月17日
發(fā)明者富爾維奧·阿勒考, 佛斯托·邁利, 馬科斯·安托尼奧·布蘭多·桑切斯 申請人:皮雷利·卡維有限公司