專利名稱：一種實(shí)現(xiàn)光分插復(fù)用的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光通信領(lǐng)域中的光分插復(fù)用(OADM)設(shè)備，尤其涉及實(shí)現(xiàn)高速光傳輸網(wǎng)絡(luò)中的光波長(zhǎng)業(yè)務(wù)上下路及其保護(hù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
分復(fù)用技術(shù)(WDM)是采用光的合波/分波技術(shù)，將不同波長(zhǎng)的光載波信號(hào)合成一路光信號(hào)在一根光纖上進(jìn)行傳輸，從而達(dá)到充分利用光纖的帶寬的一種光纖通信技術(shù)。密集波分復(fù)用(DWDM)技術(shù)目前已成為光纖通信干線的主要方式，光分插復(fù)用設(shè)備可以靈活的在各個(gè)WDM設(shè)備站點(diǎn)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的上下路，從而使WDM系統(tǒng)更適合城域網(wǎng)的發(fā)展，同時(shí)組網(wǎng)方式也逐漸從點(diǎn)到點(diǎn)的鏈路簡(jiǎn)單組網(wǎng)發(fā)展到復(fù)雜環(huán)網(wǎng)。用OADM設(shè)備組網(wǎng)，可以構(gòu)建各種光通道或復(fù)用段保護(hù)環(huán)，如圖1所示。
OADM系統(tǒng)需要完成的主要功能有1.上路光通道波長(zhǎng)指配功，下路光通道端口指配功能。這反映了OADM網(wǎng)絡(luò)的靈活性。
2.實(shí)現(xiàn)復(fù)用段和通道保護(hù)倒換功能，支持各種自愈功能。
3.多業(yè)務(wù)接入。
傳統(tǒng)的OADM系統(tǒng)采用純光器件完成核心功能，具體的講采用光開關(guān)陣列完成交叉連接的功能，同時(shí)采用光均衡器件完成光功率均衡。圖2是傳統(tǒng)的OADM設(shè)備結(jié)構(gòu)框圖，表示一個(gè)單方向OADM設(shè)備。線路側(cè)的業(yè)務(wù)光進(jìn)入光解復(fù)用器(ODU)，光解復(fù)用器件將不同波長(zhǎng)的業(yè)務(wù)通過(guò)不同光口輸出，需要進(jìn)行選路交叉的波長(zhǎng)進(jìn)入光交叉單元，在本站點(diǎn)需要下路(同時(shí)不需要進(jìn)行端口指配)的業(yè)務(wù)不進(jìn)入光交叉單元，直接下路(如圖中DROP1所示)；在本地上路需要設(shè)置端口的業(yè)務(wù)也接入光交叉單元(如圖中ADD2所示)。在光交叉單元中完成端口指配功能，下路業(yè)務(wù)中需要進(jìn)行端口指配的業(yè)務(wù)通過(guò)光交叉單元處理后送出(如圖中DROP2所示)。本地上路不需要更改端口的業(yè)務(wù)經(jīng)過(guò)光功率均衡后連接到光復(fù)用器(如圖中ADD1所示)。所有需要進(jìn)行傳輸?shù)墓庑盘?hào)都通過(guò)光復(fù)用器(OMU)合成一路光信號(hào)進(jìn)行傳輸。
美國(guó)專利號(hào)6,507,682，專利名稱optical switch，美國(guó)專利號(hào)6,504,963，專利名稱Optical fiber protection switch，以及中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?1132239.X名稱一種嚴(yán)格無(wú)阻塞波分多址交叉連接設(shè)備，分別公開了幾種實(shí)現(xiàn)光分插復(fù)用的設(shè)備、裝置，這些設(shè)備、裝置及前文所述的系統(tǒng)存在著下列缺點(diǎn)1.采用大量純光器件(光開關(guān)和可調(diào)光衰減器)，設(shè)備成本高。
2.光開關(guān)器件端口路數(shù)較少，當(dāng)波數(shù)較多時(shí)，復(fù)雜程度高時(shí)不易實(shí)現(xiàn)。
3.由于采用純光器件，業(yè)務(wù)交叉顆粒必須基于波長(zhǎng)，靈活性較差。
4.如果需要對(duì)業(yè)務(wù)的波長(zhǎng)進(jìn)行變動(dòng)時(shí)仍需要大量光電光轉(zhuǎn)換(O/E/O)設(shè)備，同時(shí)在本站點(diǎn)上下路的業(yè)務(wù)波長(zhǎng)需要有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，不能靈活的實(shí)現(xiàn)廣播等應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種低成本，能實(shí)現(xiàn)波數(shù)較多時(shí)的分插復(fù)用，且具有較高靈活性的光分插復(fù)用的裝置，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種實(shí)現(xiàn)光分插復(fù)用的裝置包括光解復(fù)用器件和光復(fù)用器件，還包括光電變換單元、電交叉單元、電光變換單元，經(jīng)過(guò)光解復(fù)用器件得到的各波長(zhǎng)業(yè)務(wù)信號(hào)，需要進(jìn)行交叉、端口指配或者波長(zhǎng)變換的業(yè)務(wù)通過(guò)光電變換單元變成電信號(hào)進(jìn)入電交叉單元；不進(jìn)行交叉、端口指配和波長(zhǎng)變換的下路波長(zhǎng)業(yè)務(wù)直接下路；在本站點(diǎn)上路需要交叉、端口指配或者波長(zhǎng)變換的業(yè)務(wù)也通過(guò)光電變換單元后進(jìn)入電交叉單元，在電交叉單元中完成業(yè)務(wù)的交叉重組、端口指定、下路設(shè)置；經(jīng)過(guò)端口指配需要下路的業(yè)務(wù)從電交叉單元輸出后經(jīng)過(guò)電光變換單元后下路；需要傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)通過(guò)電光轉(zhuǎn)換單元后進(jìn)入光復(fù)用器件中合波，然后傳輸?shù)较乱粋€(gè)節(jié)點(diǎn)，本站點(diǎn)需要上路不需要端口指配的業(yè)務(wù)直接接入到光復(fù)用器件。
其中，所述的電光轉(zhuǎn)換單元采用的接口動(dòng)態(tài)調(diào)整光波長(zhǎng)和光功率；所述的電光轉(zhuǎn)換單元中下路波長(zhǎng)業(yè)務(wù)通過(guò)直調(diào)激光器下路。
再有，若干所述的光分插復(fù)用裝置可以采用信道交織方式相連；或者，兩個(gè)所述的電交叉單元間通過(guò)公用交叉單元的一些端口相連。
本發(fā)明與傳統(tǒng)的技術(shù)方案相比有如下優(yōu)勢(shì)1)隨著ASIC工藝和設(shè)計(jì)技術(shù)的提高，大容量、多路數(shù)的電交叉器件成本急劇下降，采用電交叉器件替代純光學(xué)器件可以降低設(shè)備制造商成本。
2)光電光轉(zhuǎn)換光模塊由于市場(chǎng)用量大、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、工藝成熟，器件的價(jià)格和性能都被看好。
3)采用電交叉器件為核心的OADM設(shè)備和基于純光器件的設(shè)備相比具有功能強(qiáng)大，業(yè)務(wù)配置靈活等特點(diǎn)。
4)電交叉單元的信號(hào)需要經(jīng)過(guò)電光轉(zhuǎn)換，可以通過(guò)電光轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)各輸出端口光功率均衡，節(jié)約大量的光可調(diào)衰減器，降低設(shè)備成本和設(shè)備復(fù)雜程度，同時(shí)電光接口可以實(shí)現(xiàn)光波長(zhǎng)的調(diào)整。
5)設(shè)備具有較強(qiáng)的擴(kuò)展升級(jí)能力。
6)采用基于電交叉的OADM設(shè)備可以完成光環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的各種保護(hù)倒換的功能。
7)通過(guò)電交叉單元需要下路(在該站點(diǎn)不進(jìn)行WDM線路傳輸)的業(yè)務(wù)采用直調(diào)激光器，可以降低設(shè)備成本。


圖1是OADM環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖2是傳統(tǒng)的OADM設(shè)備結(jié)構(gòu)框3是采用電交叉器件的OADM設(shè)備結(jié)構(gòu)框4是激光器波長(zhǎng)控制原理框5是激光器功率控制原理框6是采用信道交織器件完成OADM設(shè)備的升級(jí)圖7是共享端口交互的電交叉OADM設(shè)備示意圖具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
本發(fā)明采用現(xiàn)在各種工藝成熟，性價(jià)比高的光電器件實(shí)現(xiàn)OADM系統(tǒng)的各種業(yè)務(wù)功能。核心功能采用高速的電交叉器件實(shí)現(xiàn)。
圖3是采用電交叉器件的OADM設(shè)備結(jié)構(gòu)框圖。如圖3所示線路光信號(hào)經(jīng)過(guò)光解復(fù)用器件ODU分路，得到各波長(zhǎng)的業(yè)務(wù)信號(hào)，需要進(jìn)行交叉、端口指配或者波長(zhǎng)變換的業(yè)務(wù)通過(guò)光電變換變成電信號(hào)進(jìn)入電交叉單元；不進(jìn)行交叉、端口指配和波長(zhǎng)變換的下路波長(zhǎng)業(yè)務(wù)直接下路(如圖中DROP1所示)。在本站點(diǎn)上路需要交叉、端口指配或者波長(zhǎng)變換的業(yè)務(wù)也通過(guò)光電變換后進(jìn)入電交叉單元(如圖中ADD2所示)。在電交叉單元中完成業(yè)務(wù)的交叉重組、端口指定、下路設(shè)置等功能。經(jīng)過(guò)端口指配需要下路的業(yè)務(wù)從電交叉單元輸出后經(jīng)過(guò)電光變換后下路(如圖中DROP2所示)。需要傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)都通過(guò)電光轉(zhuǎn)換后進(jìn)入光復(fù)用器件OMU中合波，然后傳輸?shù)较乱粋€(gè)節(jié)點(diǎn)。本站點(diǎn)需要上路不需要端口指配的業(yè)務(wù)直接接入到光復(fù)用器件OMU(如圖中ADD1所示)。
如果本站點(diǎn)需要上路不需要端口指配的業(yè)務(wù)(如圖3中ADD1)如果需要調(diào)整光功率，可以通過(guò)增加光可調(diào)衰減器(可以采用電控光衰減器VOA)實(shí)現(xiàn)調(diào)整。
對(duì)于采用電交叉為核心的OADM設(shè)備來(lái)說(shuō)靈活性非常的突出。因?yàn)樘岣咝酒膹?fù)雜程度和運(yùn)行速度隨著半導(dǎo)體工藝的改進(jìn)、設(shè)計(jì)軟件的發(fā)展已經(jīng)不是很困難；電交叉單元可以提供各種大小顆粒業(yè)務(wù)的交叉功能、實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)廣播、數(shù)據(jù)信號(hào)整形(比如時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)整形，信號(hào)預(yù)加重，信號(hào)均衡等)、糾錯(cuò)碼(比如前向糾錯(cuò))的功能，這些功能都可以采用數(shù)字電路邏輯實(shí)現(xiàn)，比如采用RS(REED-SOLOMON編碼)作前向糾錯(cuò)的情況可以將線路的信躁比要求降低6dB，采用信號(hào)預(yù)加重和均衡可以使高速信號(hào)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)線驅(qū)動(dòng)能力，這些功能采用傳統(tǒng)光學(xué)器件是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。隨著光網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜程度的提高，在骨干網(wǎng)的接入側(cè)、城域網(wǎng)中這樣的設(shè)備可以大顯身手。
采用電交叉為核心的OADM設(shè)備具有較強(qiáng)的可配置能力，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)管理軟件可以實(shí)現(xiàn)各種配置功能，如各輸出端口的功率調(diào)整、可隨時(shí)對(duì)于各端口業(yè)務(wù)的交叉實(shí)現(xiàn)配置、支持各波長(zhǎng)業(yè)務(wù)的線速交叉、各種保護(hù)倒換等。這些功能是智能化光網(wǎng)絡(luò)的需要，采用純光器件無(wú)法實(shí)現(xiàn)這些應(yīng)用。
傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)采用光衰減器件實(shí)現(xiàn)功率的均衡，采用電交叉為核心的OADM設(shè)備可以采用軟件的手段實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的波長(zhǎng)調(diào)整，功率調(diào)整等功能。對(duì)于波長(zhǎng)的控制具體的方法見圖4所示。由激光器制冷器單元、負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻、反饋放大電路、DA電路和CPU控制單元構(gòu)成激光器溫度控制負(fù)反饋電路。溫度控制基本原理如下圖所示，當(dāng)溫度高于設(shè)定點(diǎn)，熱敏電阻阻值減小，A點(diǎn)電位下降，通過(guò)負(fù)反饋放大，使B點(diǎn)電位升高，制冷器電流正相增大，使激光器溫度降低。當(dāng)溫度低于設(shè)定點(diǎn)，工作過(guò)程相反。通過(guò)調(diào)節(jié)電位器或者CPU控制DA的基準(zhǔn)電平可以使反饋電路工作在不同的平衡點(diǎn)，從而使激光器溫度發(fā)生改變進(jìn)而改變激光器波長(zhǎng)。圖5是激光器功率控制原理框圖。通過(guò)背光檢測(cè)二極管按一定分光比檢測(cè)激光器發(fā)光功率，從而通過(guò)互阻放大器將檢測(cè)電流轉(zhuǎn)換成電壓。將轉(zhuǎn)換的電壓作為負(fù)反饋參量經(jīng)放大器放大后控制激光器偏置電流保持恒定，從而達(dá)到恒定激光器輸出光功率的目的，可以通過(guò)AD，DA，CPU電路對(duì)于激光器控制電壓進(jìn)行檢測(cè)和控制。所有的控制單元都通過(guò)統(tǒng)一的IIC控制總線實(shí)現(xiàn)。
圖6是采用信道交織器件完成OADM設(shè)備的升級(jí)。頻率互相間插的復(fù)用段信號(hào)經(jīng)過(guò)信道交織器件復(fù)用使信道數(shù)增加一倍、信道間隔為原來(lái)的1/2；在接收端進(jìn)行逆向處理。這樣作的優(yōu)點(diǎn)是可以在保留原有投資的情況下進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)容升級(jí)。
采用電交叉器件的OADM設(shè)備在保護(hù)上有很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，可以方便靈活的設(shè)置實(shí)現(xiàn)各種保護(hù)技術(shù)。
采用通道倒換的保護(hù)技術(shù)，不需要倒換協(xié)議，僅需在本站點(diǎn)內(nèi)部通過(guò)判據(jù)作相應(yīng)的通道切換，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的切換，這樣作的倒換速度比較快。采用兩纖雙向通道共享保護(hù)時(shí)，節(jié)點(diǎn)可以共享m個(gè)波長(zhǎng)作為通道層保護(hù)(即mn保護(hù))，環(huán)上各節(jié)點(diǎn)也共享此波長(zhǎng)進(jìn)行通道保護(hù)。采用共享部分波長(zhǎng)兩纖雙向通道層共享保護(hù)環(huán)只是減少了本地上下路通道作為保護(hù)之用，無(wú)需增加額外成本。
如果采用復(fù)用段保護(hù)，則根據(jù)具體的協(xié)議進(jìn)行保護(hù)，當(dāng)站點(diǎn)接收到保護(hù)倒換的報(bào)文作相應(yīng)的通道切換處理。
采用電交叉器件的OADM設(shè)備結(jié)構(gòu)既可以采用單一的大容量交叉線卡實(shí)現(xiàn)，也可以采用小容量交叉線卡實(shí)現(xiàn)。在采用小容量交叉時(shí)，可以通過(guò)背板連接公用交叉單元的一些端口實(shí)現(xiàn)交互作用。圖7是共享端口交互的電交叉OADM設(shè)備示意圖，在圖示設(shè)備中不同交叉線卡之間通過(guò)公用交叉單元的一些端口實(shí)現(xiàn)各種交互的功能，這些交互功能既可以用于保護(hù)倒換，也可以用于數(shù)據(jù)交叉處理等，當(dāng)初期投資比較少時(shí)可以采用這樣的方式。
可以看出，在采用電交叉的方式實(shí)現(xiàn)的OADM設(shè)備具有比光交叉方式更好的性能，其高度的靈活性使得光網(wǎng)絡(luò)具有更強(qiáng)的智能化，符合今后智能光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)，這樣的設(shè)備也同時(shí)具有生存能力強(qiáng)，維護(hù)簡(jiǎn)單，高性價(jià)比，智能化等特點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種實(shí)現(xiàn)光分插復(fù)用的裝置包括光解復(fù)用器件和光復(fù)用器件，其特征是，還包括光電變換單元、電交叉單元、電光變換單元，經(jīng)過(guò)光解復(fù)用器件得到的各波長(zhǎng)業(yè)務(wù)信號(hào)，需要進(jìn)行交叉、端口指配或者波長(zhǎng)變換的業(yè)務(wù)通過(guò)光電變換單元變成電信號(hào)進(jìn)入電交叉單元；不進(jìn)行交叉、端口指配和波長(zhǎng)變換的下路波長(zhǎng)業(yè)務(wù)直接下路；在本站點(diǎn)上路需要交叉、端口指配或者波長(zhǎng)變換的業(yè)務(wù)也通過(guò)光電變換單元后進(jìn)入電交叉單元，在電交叉單元中完成業(yè)務(wù)的交叉重組、端口指定、下路設(shè)置；經(jīng)過(guò)端口指配需要下路的業(yè)務(wù)從電交叉單元輸出后經(jīng)過(guò)電光變換單元后下路；需要傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)通過(guò)電光轉(zhuǎn)換單元后進(jìn)入光復(fù)用器件中合波，然后傳輸?shù)较乱粋€(gè)節(jié)點(diǎn)，本站點(diǎn)需要上路不需要端口指配的業(yè)務(wù)直接接入到光復(fù)用器件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)現(xiàn)光分插復(fù)用的裝置，其特征是，所述的電光轉(zhuǎn)換單元采用的接口動(dòng)態(tài)調(diào)整光波長(zhǎng)和光功率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)現(xiàn)光分插復(fù)用的裝置，其特征是，所述的電光轉(zhuǎn)換單元中下路波長(zhǎng)業(yè)務(wù)通過(guò)直調(diào)激光器下路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)現(xiàn)光分插復(fù)用的裝置，其特征是，若干所述的光分插復(fù)用裝置采用信道交織方式相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)現(xiàn)光分插復(fù)用的裝置，其特征是，兩個(gè)所述的電交叉單元間通過(guò)公用交叉單元的一些端口相連。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種實(shí)現(xiàn)光分插復(fù)用的裝置。涉及光通信領(lǐng)域中的光分插復(fù)用(OADM)設(shè)備，尤其涉及實(shí)現(xiàn)高速光傳輸網(wǎng)絡(luò)中的光波長(zhǎng)業(yè)務(wù)上下路及其保護(hù)領(lǐng)域。為提供一種低成本，實(shí)現(xiàn)波數(shù)較多時(shí)的分插復(fù)用，且具有較高靈活性的光分插復(fù)用的裝置，本發(fā)明采用了電交叉單元代替?zhèn)鹘y(tǒng)的光交叉單元。本發(fā)明主要適用于實(shí)現(xiàn)各個(gè)WDM設(shè)備站點(diǎn)業(yè)務(wù)的上下路、多業(yè)務(wù)接入場(chǎng)合。
文檔編號(hào)H04B10/12GK1567803SQ0313189
公開日2005年1月19日 申請(qǐng)日期2003年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月11日
發(fā)明者雒宏禮 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司