專利名稱：基于正交調(diào)制碼型的全光虛擬專網(wǎng)的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種光纖通信技術(shù)領(lǐng)域的系統(tǒng)，具體涉及一種基于正交調(diào)制 碼型的全光虛擬專網(wǎng)的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
利用現(xiàn)有的低成本光器件，無源光網(wǎng)(PON)因其結(jié)構(gòu)簡單成本低廉，己經(jīng) 成為用戶實(shí)現(xiàn)寬帶接入的優(yōu)選方案。傳統(tǒng)上，它采用樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，光線路終端 (0LT)或者中心局通過一根長光纖向遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)(RN)傳遞服務(wù)，在遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)光 功率被分路并進(jìn)一步傳輸至許多光網(wǎng)絡(luò)單元(0NU)，每個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元可以為多個(gè) 用戶提供服務(wù)。為了進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)靈活性和可靠性，需要支持光網(wǎng)絡(luò)單元內(nèi)部 通信和組建全光虛擬專用網(wǎng)(VPN)。虛擬專網(wǎng)是近年來快速發(fā)展的新興互聯(lián)網(wǎng)業(yè) 務(wù)，它綜合利用了現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源，在低投入的情況下充分滿足了客戶組建專網(wǎng)、 私有通信的需求。在無源光網(wǎng)絡(luò)中支持全光虛擬專網(wǎng)是一種有效提高虛擬專網(wǎng)業(yè) 務(wù)吞吐量和降低吋延的有效方法，同時(shí)由于專網(wǎng)信號(hào)與非專網(wǎng)信號(hào)在物理層相隔 離，提供了比傳統(tǒng)虛擬專網(wǎng)更高的安全性。為滿足實(shí)際應(yīng)用中連接多個(gè)無源光網(wǎng) 的虛擬專用網(wǎng)的需求，使虛擬專用網(wǎng)覆蓋更廣的區(qū)域，提供更加有效的接入服務(wù)， 現(xiàn)有技術(shù)中提出了在兩個(gè)以上無源光網(wǎng)絡(luò)間實(shí)現(xiàn)全光虛擬專網(wǎng)的方法。
經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，發(fā)表在Optical Fiber Communication Conference 2007 (2007光纖通信會(huì)議)中的文章"Optical VPN Connecting ONUs in Different PONs (連接不同無源光網(wǎng)內(nèi)的光線路終端的全光虛擬專網(wǎng))"中， 提出了一種在兩個(gè)以上無源光網(wǎng)絡(luò)間實(shí)現(xiàn)全光虛擬專網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)采用 一個(gè)由兩個(gè)以上發(fā)射機(jī)和接收機(jī)以及一個(gè)多路動(dòng)態(tài)波長反射器組成的光線路終 端，經(jīng)過一根光纖，和一個(gè)與發(fā)射機(jī)個(gè)數(shù)比例的光耦合器構(gòu)成的遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)相連， 遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)輸出分別連接對(duì)應(yīng)無源光網(wǎng)，構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的第一級(jí)；在每個(gè)無源光網(wǎng)內(nèi)， 來自遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)的饋線通過一個(gè)陣列波導(dǎo)光柵(AWG)與若干個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元相連， 構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的第二級(jí)。兩級(jí)樹型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和一個(gè)多路的動(dòng)態(tài)波長反射器，第一級(jí)釆
用時(shí)分復(fù)用(TDM)，第二級(jí)采用波分復(fù)用(WDM)，第二級(jí)的所有無源光網(wǎng)全部工 作在突發(fā)模式，使上行數(shù)據(jù)和虛擬光網(wǎng)數(shù)據(jù)在時(shí)間上交織在一起。
該技術(shù)采用時(shí)分復(fù)用和波分復(fù)用相結(jié)合的兩級(jí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可以覆蓋更大的接 入范圍，在更廣大的區(qū)域?qū)崿F(xiàn)全光虛擬專用網(wǎng)的連接；通過動(dòng)態(tài)調(diào)度反射器來實(shí) 現(xiàn)虛擬專網(wǎng)通信，對(duì)調(diào)制碼型透明，靈活性高。但存在以下缺點(diǎn)由于動(dòng)態(tài)反射 器包含的兩個(gè)1: n+l耦合器和n個(gè)馬赫曾德調(diào)制器(MZM)所造成較高損耗，限 制了每個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元(0NU)所能接收到的光信號(hào)功率，導(dǎo)致其所能支持的用戶 數(shù)量有限，擴(kuò)展性較差；光網(wǎng)絡(luò)單元發(fā)射的上行數(shù)據(jù)和虛擬專網(wǎng)數(shù)據(jù)要以時(shí)分復(fù) 用的方式輪流發(fā)送，對(duì)數(shù)據(jù)以及動(dòng)態(tài)反射器的調(diào)度都比較復(fù)雜，通信效率不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于正交調(diào)制碼型的全 光虛擬專網(wǎng)的系統(tǒng)，使其通過位于光線路終端(0LT)的多個(gè)級(jí)聯(lián)的光纖布拉格 光柵(FBG)，由位于較低一級(jí)的不同的無源光網(wǎng)內(nèi)的光網(wǎng)絡(luò)單元組成全光虛擬專 網(wǎng)，每個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元的上行數(shù)據(jù)和虛擬專網(wǎng)數(shù)據(jù)可同時(shí)傳輸，通信效率高，調(diào)度 簡單，同時(shí)位于光線路終端的雙向光放大器有效地補(bǔ)償了由長途傳輸帶來的光功 率損耗，增加了所能夠支持的用戶數(shù)量，具有較高的擴(kuò)展性。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括光線路終端、饋線光纖、
遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)、陣列波導(dǎo)光柵(AWG)、分布光纖和光網(wǎng)絡(luò)單元，所述陣列波導(dǎo)光柵、 分布光纖和光網(wǎng)絡(luò)單元構(gòu)成無源光網(wǎng)，光線路終端的輸出端口通過饋線光纖和遠(yuǎn) 端節(jié)點(diǎn)輸入端相連，遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)輸出端分別連接對(duì)應(yīng)無源光網(wǎng)，構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的第一級(jí)； 遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)的輸出端通過陣列波導(dǎo)光柵、分布光纖與若干個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元的輸入輸出 端口相連，構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的第二級(jí)。
所述的光線路終端，包括第一環(huán)行器、2X1光耦合器、光纖布拉格光柵 (FBG)、雙向光放大器， 一個(gè)2X1光耦合器的第一輸入端口與第一環(huán)行器的端 口相連，2X1光耦合器的第二輸入端口與多個(gè)級(jí)聯(lián)的光纖布拉格光柵相連，2 XI光耦合器的輸出端口與一個(gè)雙向光放大器的一個(gè)端口相連，雙向光放大器的 另一個(gè)端口即為光線路終端的輸出端口。
所述光網(wǎng)絡(luò)單元，包括第二環(huán)行器、幅移鍵控/頻移鍵控發(fā)射機(jī)、第二接 收機(jī)、低通濾波器，連接關(guān)系為第二環(huán)行器的第一個(gè)端口與幅移鍵控/頻移鍵
控發(fā)射機(jī)輸出端口相連，第二環(huán)行器的第二個(gè)端口作為光網(wǎng)絡(luò)單元的輸入輸出端 口，第二環(huán)行器的第三個(gè)端口與第二接收機(jī)輸出端相連，低通濾波器輸入端與第 二接收機(jī)輸出端相連，發(fā)射至光網(wǎng)絡(luò)單元的下行數(shù)據(jù)和虛擬專網(wǎng)數(shù)據(jù)均由第二接 收機(jī)接收，其中下行數(shù)據(jù)由第二接收機(jī)解調(diào)后得到，虛擬專網(wǎng)數(shù)據(jù)先由第二接收 機(jī)解調(diào)得到的電信號(hào)再經(jīng)過一個(gè)低通濾波器得到；光網(wǎng)絡(luò)單元發(fā)射的上行數(shù)據(jù)/ 虛擬專網(wǎng)數(shù)據(jù)，由上行數(shù)據(jù)和虛擬專網(wǎng)數(shù)據(jù)同時(shí)驅(qū)動(dòng)幅移鍵控/頻移鍵控發(fā)射機(jī) 得到，再經(jīng)過第二環(huán)行器，由光網(wǎng)絡(luò)單元的輸入輸出端口發(fā)射出去。
所述的光線路終端，還包括n個(gè)發(fā)射機(jī)、發(fā)射端的陣列波導(dǎo)光柵、接收端 的陣列波導(dǎo)光柵、n個(gè)第一接收機(jī)，其中n個(gè)發(fā)射機(jī)的輸出端與一個(gè)發(fā)射端的陣 列波導(dǎo)光柵相連，發(fā)射端的陣列波導(dǎo)光柵與第一環(huán)行器的端口相連，第一環(huán)行器 的端口通過一個(gè)接收端的陣列波導(dǎo)光柵與n個(gè)第一接收機(jī)相連。
所述第一環(huán)行器，包括三個(gè)端口，第一端口與發(fā)射端的陣列波導(dǎo)光柵相連， 第二端口與2X1光耦合器的第一輸入端口相連，第三端口與接收端的陣列波導(dǎo) 光柵相連。
所述第一級(jí)采用時(shí)分復(fù)用(T匿)，第二級(jí)采用波分復(fù)用(WDM)，第二級(jí)的所 有波分復(fù)用無源光網(wǎng)全部工作在突發(fā)模式。
所述遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)，由與發(fā)射機(jī)個(gè)數(shù)成比例的l:n光耦合器構(gòu)成。
所述的光線路終端，其內(nèi)部的每一個(gè)發(fā)射機(jī)對(duì)應(yīng)一個(gè)第一接收機(jī)，每一個(gè)發(fā) 射機(jī)和一個(gè)第一接收機(jī)對(duì)應(yīng)相同的波長。
所述的光網(wǎng)絡(luò)單元，每個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元分配一波長，其中的每一個(gè)第二接收機(jī)， 對(duì)應(yīng)于相應(yīng)的波長。
所述的光網(wǎng)絡(luò)單元，在同一個(gè)無源光網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元均占用不同的 波長；在不同的無源光網(wǎng)絡(luò)中，多個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元可以對(duì)應(yīng)于相同的波長。
所述的幅移鍵控/頻移鍵控發(fā)射機(jī)，由一個(gè)頻移鍵控發(fā)射機(jī)連接一個(gè)調(diào)制光 強(qiáng)的外調(diào)制器組成，頻移鍵控發(fā)射機(jī)在虛擬專網(wǎng)數(shù)據(jù)的控制下產(chǎn)生頻移鍵控信 號(hào)，頻移鍵控光信號(hào)傳輸?shù)秸{(diào)制光強(qiáng)的外調(diào)制器，頻移鍵控信號(hào)光強(qiáng)再由上行數(shù) 據(jù)控制，得到幅移鍵控/頻移鍵控正交調(diào)制碼型光信號(hào)。
所述的幅移鍵控/頻移鍵控發(fā)射機(jī)，發(fā)射出的信號(hào)頻譜的兩個(gè)峰的波長間隔 很近，它們由陣列波導(dǎo)光柵的同一個(gè)出口輸出。
連通性故障后，還要執(zhí)行相應(yīng)的處理操作，包括通知UPE切換到對(duì)應(yīng)的另一 PW上，以保證業(yè)務(wù)的正常進(jìn)行。這種對(duì)于PW的批量切換處理既可以由專 門設(shè)置的服務(wù)器來完成，也可由UPE來完成，其具體實(shí)現(xiàn)為UPE或者服 務(wù)器獲取所述UPE和所述NPE之間的全部PW;對(duì)于任一連接雙歸屬UPE 的PW執(zhí)行切換，將對(duì)應(yīng)的另一PW設(shè)置為激活PW;隨后，UPE就可以通 過激活PW發(fā)送/接收?qǐng)?bào)文，故障的PW不會(huì)對(duì)業(yè)務(wù)造成影響。而對(duì)于UPE 不是雙歸屬的情況，顯然無需也無法切換，但同樣可以采用本實(shí)施例中所提 供的故障檢測方法。
對(duì)于檢測到連通發(fā)生故障的情況，較佳的，還可以包括將所述UPE和所 述NPE之間的PW批量標(biāo)記為故障PW的步驟。
以及，在激活PW設(shè)置完成后，較佳的，還可以包括對(duì)故障PW進(jìn)行檢 測的步驟，當(dāng)檢測到故障恢復(fù)時(shí)，將該故障PW設(shè)置為就緒PW，以備該UPE 的下一次切換。
通過上述對(duì)UPE和NPE之間PW故障的檢測處理方法的實(shí)施例，可以 看出其提供了一種實(shí)際可行的雙歸屬UPE進(jìn)行PW檢測切換的方案，通過對(duì) 隧道或者路由的連通性進(jìn)行檢測，取代對(duì)PW的分別檢測，無需逐一對(duì)PW 建立檢測會(huì)話，簡化了對(duì)UPE和NPE之間PW進(jìn)行檢測的復(fù)雜度，提高了 網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性；同時(shí)，不再逐個(gè)等待故障指示進(jìn)行相應(yīng)的PW切換，而是對(duì)連 通發(fā)生故障的設(shè)備所屬的PW批量執(zhí)行切換，簡化了切換的復(fù)雜度，也避免 了同時(shí)多個(gè)PW發(fā)生故障時(shí)產(chǎn)生切換競爭，提高了處理效率。
下面通過一個(gè)具體的實(shí)施例來描述對(duì)UPE和NPE之間的PW故障的檢 測處理方法，通過UPE完成PW切換過程。如圖5所示，包括以下步驟
步驟201、在UPE中配置VSI列表(VSI-ARRAY);
所謂UPE，是相對(duì)于列表中的VSI而言的，該P(yáng)E設(shè)備在列表中的VSI 中，都是作為UPE參與組網(wǎng)。
該VSI列表的列表元素為此UPE設(shè)備所屬的全部VSI，且每一 VSI項(xiàng) 下都有自己的PW列表，分別記錄該VSI中，以此UPE D4作為一端的PW 列表；如圖6所示VSI1中，UPE D4通過PW1與左側(cè)NPE C4連接，通過 PW2與右側(cè)NPE C5連接；VSI2中，UPE D4通過PW1與左側(cè)NPE C4連接， 通過PW2與右側(cè)NPEC5連接；則該UPED4的VSI列表中，包括兩個(gè)列表


圖l為本發(fā)明網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖2為本發(fā)明中光網(wǎng)絡(luò)單元結(jié)構(gòu)圖3為本發(fā)明實(shí)施例示意圖4為本發(fā)明實(shí)施例結(jié)果圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明:本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案 為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù) 范圍不限于下述的實(shí)施例。
如圖1或2所示，本實(shí)施例包括光線路終端1、饋線光纖2、遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)3、
陣列波導(dǎo)光柵(AWG) 5、分布光纖6和光網(wǎng)絡(luò)單元7，所述陣列波導(dǎo)光柵5、分 布光纖6和光網(wǎng)絡(luò)單元7構(gòu)成無源光網(wǎng)4，光線路終端l的輸出端口通過饋線光 纖2和遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)3輸入端相連，遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)3輸出端分別連接對(duì)應(yīng)光網(wǎng)絡(luò)單元7 的輸入輸出端口，構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的第一級(jí)；遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)3的輸出端通過陣列波導(dǎo)光柵5、 分布光纖6與若干個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元7的輸入輸出端口相連，構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的第二級(jí)。
所述的光線路終端l，包括第一環(huán)行器IO、 2X1光耦合器11、光纖布拉 格光柵14、雙向光放大器15， 一個(gè)2X1光耦合器11的第一輸入端口與第一環(huán) 行器10的端口相連，2X1光耦合器11的第二輸入端口與多個(gè)級(jí)聯(lián)的光纖布拉 格光柵(FBG) 14相連，2X1光耦合器11的輸出端口與一個(gè)雙向光放大器15 的一個(gè)端口相連，雙向光放大器15的另一個(gè)端口即為光線路終端1的輸出端口
所述光網(wǎng)絡(luò)單元7，包括第二環(huán)行器16、幅移鍵控/頻移鍵控發(fā)射機(jī)17、 第二接收機(jī)18、低通濾波器19，連接關(guān)系為第二環(huán)行器16的第一個(gè)端口與幅 移鍵控/頻移鍵控發(fā)射機(jī)17輸出端口相連，第二環(huán)行器16的第二個(gè)端口作為光 網(wǎng)絡(luò)單元7的輸入輸出端口，第二環(huán)行器16的第三個(gè)端口與第二接收機(jī)18輸出 端相連，低通濾波器19輸入端與第二接收機(jī)18輸出端相連，發(fā)射至光網(wǎng)絡(luò)單元 7的下行數(shù)據(jù)和虛擬專網(wǎng)數(shù)據(jù)均由第二接收機(jī)18接收，其中下行數(shù)據(jù)由第二接 收機(jī)18解調(diào)后得到，虛擬專網(wǎng)數(shù)據(jù)由第二接收機(jī)18解調(diào)得到的電信號(hào)再經(jīng)過一 個(gè)低通濾波器19得到；光網(wǎng)絡(luò)單元7發(fā)射的上行數(shù)據(jù)/虛擬專網(wǎng)數(shù)據(jù)，由上行數(shù) 據(jù)和虛擬專網(wǎng)數(shù)據(jù)同時(shí)驅(qū)動(dòng)幅移鍵控/頻移鍵控發(fā)射機(jī)17得到，再經(jīng)過第二環(huán)行
器16，由光網(wǎng)絡(luò)單元7的輸入輸出端口發(fā)射出去。
所述的光線路終端l，還包括n個(gè)發(fā)射機(jī)8、發(fā)射端的陣列波導(dǎo)光柵9、接 收端的陣列波導(dǎo)光柵12、 n個(gè)第一接收機(jī)13，其中n個(gè)發(fā)射機(jī)8的輸出端與一 個(gè)發(fā)射端的陣列波導(dǎo)光柵9相連，發(fā)射端的陣列波導(dǎo)光柵9與第一環(huán)行器10的 端口相連，第一環(huán)行器10的端口通過一個(gè)接收端的陣列波導(dǎo)光柵12與n個(gè)第一 接收機(jī)13相連。
所述第一環(huán)行器10，包括三個(gè)端口，第一端口與發(fā)射端的陣列波導(dǎo)光柵9 相連，第二端口與2X1光耦合器11相連，第三端口與接收端的陣列波導(dǎo)光柵 12相連。
所述第一級(jí)采用時(shí)分復(fù)用(TDM)，第二級(jí)采用波分復(fù)用(WDM)，第二級(jí)的所 有波分復(fù)用無源光網(wǎng)4全部工作在突發(fā)模式。
所述遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)3，由與發(fā)射機(jī)個(gè)數(shù)成比例的1 :n光耦合器構(gòu)成。
所述多個(gè)級(jí)聯(lián)的光纖布拉格光柵14，將攜帶虛擬專網(wǎng)數(shù)據(jù)的部分光信號(hào)反 射回光網(wǎng)絡(luò)單元7，形成連接多個(gè)無源光網(wǎng)4的全光虛擬專網(wǎng)，其反射波長對(duì)應(yīng) 于每個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元7中幅移鍵控/頻移鍵控發(fā)射機(jī)17發(fā)射出的信號(hào)頻譜中 一個(gè)波 長大的波峰，另一個(gè)波長小的波峰通過光纖布拉格光柵14。
如圖1和圖2所示，不同的無源光網(wǎng)4使用不同的時(shí)隙進(jìn)行通信,通過遠(yuǎn)端 節(jié)點(diǎn)3的1: n耦合器耦合在一起，傳輸至光線路終端l。在某個(gè)無源光網(wǎng)4中 的光網(wǎng)絡(luò)單元7 ( A J中由幅移鍵控/頻移鍵控發(fā)射機(jī)17發(fā)射攜帶上行數(shù)據(jù)和虛 擬專網(wǎng)數(shù)據(jù)的幅移鍵控/頻移鍵控正交調(diào)制碼型信號(hào)(光譜上的兩個(gè)峰，波長分 別為A/和、，且A々A/ )，經(jīng)過陣列波導(dǎo)光柵5耦合進(jìn)一根光纖，再經(jīng)過 遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)3和饋線光纖2傳輸至光線路終端1。在光線路終端1內(nèi)，光信號(hào)經(jīng)過 雙向光放大器15放大，被2X1光耦合器11分為兩部分。 一部分幅移鍵控/頻移 鍵控正交調(diào)制碼型信號(hào)經(jīng)過環(huán)行器10和接收端的陣列波導(dǎo)光柵12被相應(yīng)的第一 接收機(jī)13 ( A》接收；另一部分幅移鍵控/頻移鍵控正交調(diào)制碼型信號(hào)中波長為 入Z的光通過光纖布拉格光柵14被丟棄，而波長為、的光被光纖布拉格光柵 14 (AJ反射回來，經(jīng)過2X1光耦合器11，再次被雙向光放大器15放大，傳 輸至遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)3，然后廣播至所有無源光網(wǎng)4，被所有的波長為、的光網(wǎng)絡(luò)單 元7接收到。
如圖3所示，是本實(shí)施例光網(wǎng)絡(luò)單元7發(fā)射的上行通信和虛擬光網(wǎng)通信同時(shí) 進(jìn)行的過程和下行通信的過程。
在光網(wǎng)絡(luò)單元7發(fā)射的上行通信和虛擬光網(wǎng)通信同時(shí)進(jìn)行的過程中，以速率 625Mb/s長度為27-1的偽隨機(jī)序列非歸零碼"數(shù)據(jù)1"作為虛擬專網(wǎng)數(shù)據(jù)，以速 率5Gb/s長度為231-1的偽隨機(jī)序列非歸零碼"數(shù)據(jù)2"作為上行數(shù)據(jù)，在右下 方的光網(wǎng)絡(luò)單元7內(nèi)，幅移鍵控/頻移鍵控發(fā)射機(jī)17由一個(gè)頻移鍵控發(fā)射機(jī)23 連接一個(gè)馬赫曾德調(diào)制器24組成。頻移鍵控發(fā)射機(jī)23由兩個(gè)發(fā)射機(jī)20、 21和 一個(gè)1X2光耦合器22組成的，頻移鍵控發(fā)射機(jī)23在虛擬專網(wǎng)數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)l) 的控制下產(chǎn)生頻移鍵控信號(hào)。具體原理為發(fā)射機(jī)20和發(fā)射機(jī)21的波長分別為 1549. 36nm和1549. 49nm，邏輯互補(bǔ)的電信號(hào)數(shù)據(jù)1和數(shù)據(jù)1，分別驅(qū)動(dòng)兩個(gè)發(fā) 射機(jī)，得到兩路光強(qiáng)互補(bǔ)的光信號(hào)，經(jīng)過1 X2光耦合器22耦合成為一路頻率受 數(shù)據(jù)1控制的頻移鍵控光信號(hào)。頻移鍵控光信號(hào)傳輸?shù)今R赫曾德調(diào)制器24，頻 移鍵控信號(hào)光強(qiáng)由上行數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)2)控制，得到幅移鍵控/頻移鍵控正交調(diào)制 碼型光信號(hào)，其中馬赫曾德調(diào)制器24調(diào)制消光比控制在5dB左右。該幅移鍵控/ 頻移鍵控正交調(diào)制碼型光信號(hào)經(jīng)過12. 5km分布光纖6和陣列波導(dǎo)光柵5到達(dá)遠(yuǎn) 端節(jié)點(diǎn)3，通過一段12.5km饋線光纖2傳輸，到達(dá)光線路終端l，光信號(hào)在光線 路終端1內(nèi)部，被雙向光放大器15放大后，經(jīng)2X1光耦合器11分為兩路，一 路光信號(hào)經(jīng)過環(huán)行器10被光線路終端的第一接收機(jī)13接收;另一路光信號(hào)中波 長為1549. 36nm的部分通過光纖布拉格光柵14被丟棄，波長為1549. 49nm的部 分被光纖布拉格光柵14反射回去，再次經(jīng)過2X 1光耦合器11并被雙向光放大 器15放大，向光網(wǎng)絡(luò)單元7方向傳輸。被反射的虛擬專網(wǎng)信號(hào)(波長1549. 49nm) 在到達(dá)遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)3時(shí)，被遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)3分為多路，廣播至所有的波分復(fù)用無源光網(wǎng) 4，并被其中波長在1549. 49nm附近的光網(wǎng)絡(luò)單元7接收到,經(jīng)過第二接收機(jī)18 接收和低通濾波器19濾波，得到虛擬專網(wǎng)數(shù)據(jù)。
在下行通信時(shí)，以速率10Gb/s長度為231-1的偽隨機(jī)序列非歸零碼"數(shù)據(jù)3" 作為下行數(shù)據(jù)，光線路終端1中的發(fā)射機(jī)8由激光器25連接一個(gè)馬赫曾德調(diào)制 器26構(gòu)成，激光器25所發(fā)射的光信號(hào)(1549. 49nm)被馬赫曾德調(diào)制器26調(diào) 制，其信號(hào)強(qiáng)度由下行數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)3)控制，輸出光信號(hào)經(jīng)過環(huán)行器10、 2X1 耦合器11以及雙向光放大器15注入饋線光纖2，再經(jīng)過遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)3廣播至所有的波分復(fù)用無源光網(wǎng)4，并被其中波長在1549. 49nm附近的光網(wǎng)絡(luò)單元7接收到， 經(jīng)過第二接收機(jī)18接收，得到下行數(shù)據(jù)。
如圖4所示，是本實(shí)施例結(jié)果圖。圖4(a)為在圖3中光網(wǎng)絡(luò)單元7內(nèi)的幅 移鍵控/頻移鍵控發(fā)射機(jī)所發(fā)射的幅移鍵控/頻移鍵控正交調(diào)制碼型信號(hào)眼圖，消 光比約為5dB;圖4(b)為光線路終端1接收到的幅移鍵控/頻移鍵控正交調(diào)制碼 型信號(hào)，與(a)相比光噪聲略大，并且可以觀察到大約55ps的色散；圖4(c)為幅 移鍵控/頻移鍵控正交調(diào)制碼型光信號(hào)被光纖布拉格光柵14反射的部分光信號(hào) 眼圖，為三光平眼圖，其中下半部分為所需要的虛擬專網(wǎng)信號(hào)的眼圖，上半部分 為殘留的上行數(shù)據(jù)信號(hào)；圖4(d)為圖4(c)經(jīng)過傳輸后返回至光網(wǎng)絡(luò)單元7處， 觀察到的光信號(hào)眼圖，與(c)相比，光噪聲略大；圖4(e)為圖4(c)光信號(hào)被接收 機(jī)解調(diào)，再經(jīng)過一個(gè)650MHz的低通濾波器濾波后的電信號(hào)眼圖，可以看到經(jīng)過 濾波后由(c)中的三光平信號(hào)變?yōu)閮呻娖叫盘?hào)；圖4 (f)為圖4 (d)光信號(hào)被接收機(jī) 18解調(diào)，再經(jīng)過一個(gè)650MHz的低通濾波器19濾波后的電信號(hào)眼圖，比(e)光噪 聲略大；圖4(g)為光線路終端l所發(fā)射的下行光信號(hào)眼圖；圖4(h)為光網(wǎng)絡(luò)單 元7所接受到的下行光信號(hào)眼圖，與(g)相比可以看到由色散和光噪聲造成的眼 圖質(zhì)量劣化。圖中的所有眼圖張開度良好，均可實(shí)現(xiàn)無誤碼傳輸。
權(quán)利要求
1、一種基于正交調(diào)制碼型的全光虛擬專網(wǎng)的系統(tǒng)，包括光線路終端、饋線光纖、遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)、陣列波導(dǎo)光柵、分布光纖和光網(wǎng)絡(luò)單元，所述陣列波導(dǎo)光柵、分布光纖和光網(wǎng)絡(luò)單元構(gòu)成無源光網(wǎng)，光線路終端的輸出端口通過饋線光纖和遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)輸入端相連，遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)連接對(duì)應(yīng)無源光網(wǎng)，遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)的輸出端通過陣列波導(dǎo)光柵、分布光纖與若干個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元的輸入輸出端口相連，其特征在于，所述的光線路終端，包括第一環(huán)行器、2×1光耦合器、光纖布拉格光柵、雙向光放大器，一個(gè)2×1光耦合器的第一輸入端口與第一環(huán)行器的端口相連，2×1光耦合器的第二輸入端口與多個(gè)級(jí)聯(lián)的光纖布拉格光柵相連，2×1光耦合器的輸出端口與一個(gè)雙向光放大器的一個(gè)端口相連，雙向光放大器的另一個(gè)端口即為光線路終端的輸出端口；所述光網(wǎng)絡(luò)單元，包括第二環(huán)行器、幅移鍵控/頻移鍵控發(fā)射機(jī)、第二接收機(jī)、低通濾波器，連接關(guān)系為第二環(huán)行器的第一個(gè)端口與幅移鍵控/頻移鍵控發(fā)射機(jī)輸出端口相連，第二環(huán)行器的第二個(gè)端口作為光網(wǎng)絡(luò)單元的輸入輸出端口，第二環(huán)行器的第三個(gè)端口與第二接收機(jī)輸出端相連，低通濾波器輸入端與第二接收機(jī)輸出端相連，發(fā)射至光網(wǎng)絡(luò)單元的下行數(shù)據(jù)和虛擬專網(wǎng)數(shù)據(jù)均由第二接收機(jī)接收，其中下行數(shù)據(jù)由第二接收機(jī)解調(diào)后得到，虛擬專網(wǎng)數(shù)據(jù)由第二接收機(jī)解調(diào)得到的電信號(hào)再經(jīng)過一個(gè)低通濾波器得到；光網(wǎng)絡(luò)單元發(fā)射的上行數(shù)據(jù)/虛擬專網(wǎng)數(shù)據(jù)，由上行數(shù)據(jù)和虛擬專網(wǎng)數(shù)據(jù)同時(shí)驅(qū)動(dòng)幅移鍵控/頻移鍵控發(fā)射機(jī)得到，再經(jīng)過第二環(huán)行器，由光網(wǎng)絡(luò)單元的輸入輸出端口發(fā)射出去。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于正交調(diào)制碼型的全光虛擬專網(wǎng)系統(tǒng)，其特征 是，所述的光線路終端，還包括n個(gè)發(fā)射機(jī)、發(fā)射端的陣列波導(dǎo)光柵、接收端 的陣列波導(dǎo)光柵、n個(gè)第一接收機(jī)，其中n個(gè)發(fā)射機(jī)的輸出端與一個(gè)發(fā)射端的陣 列波導(dǎo)光柵相連，發(fā)射端的陣列波導(dǎo)光柵與第一環(huán)行器的端口相連，第一環(huán)行器 的端口通過一個(gè)接收端的陣列波導(dǎo)光柵與n個(gè)第一接收機(jī)相連。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于正交調(diào)制碼型的全光虛擬專網(wǎng)系統(tǒng)，其 特征是，所述第一環(huán)行器，包括三個(gè)端口，第一端口與發(fā)射端的陣列波導(dǎo)光柵相 連，第二端口與2X1光耦合器的第一輸入端口相連，第三端口與接收端的陣列 波導(dǎo)光柵相連。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于正交調(diào)制碼型的全光虛擬專網(wǎng)系統(tǒng),其特 征是，所述的光線路終端，其內(nèi)部的每一個(gè)發(fā)射機(jī)對(duì)應(yīng)一個(gè)第一接收機(jī)，每一個(gè) 發(fā)射機(jī)和 一個(gè)第一接收機(jī)對(duì)應(yīng)相同的波長。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于正交調(diào)制碼型的全光虛擬專網(wǎng)系統(tǒng)，其特征 是，所述的光網(wǎng)絡(luò)單元，每個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元分配一波長，其中的每一個(gè)第二接收機(jī)， 對(duì)應(yīng)于相應(yīng)的波長。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于正交調(diào)制碼型的全光虛擬專網(wǎng)系統(tǒng)，其特征 是，所述的幅移鍵控/頻移鍵控發(fā)射機(jī)，由一個(gè)頻移鍵控發(fā)射機(jī)連接一個(gè)調(diào)制光 強(qiáng)的外調(diào)制器組成，頻移鍵控發(fā)射機(jī)在虛擬專網(wǎng)數(shù)據(jù)的控制下產(chǎn)生頻移鍵控信 號(hào)，頻移鍵控光信號(hào)傳輸?shù)秸{(diào)制光強(qiáng)的外調(diào)制器，頻移鍵控信號(hào)光強(qiáng)再由上行數(shù) 據(jù)控制，得到幅移鍵控/頻移鍵控正交調(diào)制碼型光信號(hào)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的基于正交調(diào)制碼型的全光虛擬專網(wǎng)系統(tǒng),所 述的幅移鍵控/頻移鍵控發(fā)射機(jī)，發(fā)射出的信號(hào)頻譜的兩個(gè)峰的波長間隔很近， 它們由陣列波導(dǎo)光柵的同一個(gè)出口輸出。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于正交調(diào)制碼型的全光虛擬專網(wǎng)系統(tǒng)，其特征 是，所述調(diào)制光強(qiáng)的外調(diào)制器，其輸出消光比小于等于6dB。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于正交調(diào)制碼型的全光虛擬專網(wǎng)系統(tǒng)，其特征 是，所述多個(gè)級(jí)聯(lián)的光纖布拉格光柵，將攜帶虛擬專網(wǎng)數(shù)據(jù)的部分光信號(hào)反射回 光網(wǎng)絡(luò)單元，形成連接多個(gè)無源光網(wǎng)的全光虛擬專網(wǎng)，其反射光信號(hào)分別對(duì)應(yīng)于 每個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元中幅移鍵控/頻移鍵控發(fā)射機(jī)發(fā)射出的信號(hào)頻譜中一個(gè)波長大的 波峰，另一個(gè)波長小的波峰通過光纖布拉格光柵。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于正交調(diào)制碼型的全光虛擬專網(wǎng)系統(tǒng)，其特征 是，所述反射光信號(hào)，經(jīng)過雙向光放大器放大并通過遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)廣播至所有的無源 光網(wǎng)，經(jīng)過無源光網(wǎng)中的陣列波導(dǎo)光柵，被所有波長等于反射光信號(hào)波長的光網(wǎng) 絡(luò)單元接收到，實(shí)現(xiàn)了不同無源光網(wǎng)中光網(wǎng)絡(luò)單元的全光虛擬專網(wǎng)的通信，同時(shí) 不影響其他波長。
全文摘要
一種光纖通信領(lǐng)域的基于正交調(diào)制碼型的全光虛擬專網(wǎng)系統(tǒng)，包括光線路終端、饋線光纖、遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)、陣列波導(dǎo)光柵、分布光纖和光網(wǎng)絡(luò)單元，所述的光線路終端，包括第一環(huán)行器、2×1光耦合器、光纖布拉格光柵、雙向光放大器，一個(gè)2×1光耦合器的第一輸入端口與第一環(huán)行器的端口相連，2×1光耦合器的第二輸入端口與多個(gè)級(jí)聯(lián)的光纖布拉格光柵相連，2×1光耦合器的輸出端口與一個(gè)雙向光放大器的一個(gè)端口相連，雙向光放大器的另一個(gè)端口即為光線路終端的輸出端口，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)每個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元的上行數(shù)據(jù)和虛擬專網(wǎng)數(shù)據(jù)同時(shí)傳輸，通信效率高，調(diào)度簡單；同時(shí)雙向光放大器有效補(bǔ)償了光功率損耗，增加了用戶數(shù)量。
文檔編號(hào)H04L27/32GK101106510SQ20071004470
公開日2008年1月16日 申請(qǐng)日期2007年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月9日
發(fā)明者通 葉, 玥 田, 蘇翼凱 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)