專利名稱：光路監(jiān)測n×m矩陣光開關(guān)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及光纖通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種光路監(jiān)測NXM矩陣光開關(guān)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
光纖通信技術(shù)的問世和發(fā)展給通信業(yè)帶來了革命性的變革，目前世界大約85%的通信業(yè)務(wù)經(jīng)光纖傳輸。自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)(ASON !automatic switched optical networks)是光纖通信系統(tǒng)的研究熱點(diǎn)，它的核心節(jié)點(diǎn)由光交叉連接(OXC:optical cross connect)設(shè)備構(gòu)成，而光開關(guān)矩陣是光交叉連接設(shè)備的重要部件。隨著光通信技術(shù)的日益發(fā)展，NXM矩陣光開關(guān)的高可靠性設(shè)計(jì)顯地越來越重要。目前，通信系統(tǒng)中使用的NXM矩陣光開關(guān)種類很多，按照生產(chǎn)工藝主要包括MEMS工藝NXM矩陣光開關(guān)，機(jī)械式NXM矩陣光開關(guān)等?，F(xiàn)有的NXM矩陣光開關(guān)在系統(tǒng)中使用時(shí)存在的主要問題是無法及時(shí)可靠反饋光開關(guān)當(dāng)前的光路狀況，從而使光纖通信系統(tǒng)的可靠性降低。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是設(shè)計(jì)一種光路監(jiān)測NXM矩陣光開關(guān)系統(tǒng)，在NXM矩陣光開關(guān)內(nèi)部集成監(jiān)測光發(fā)射部分、監(jiān)測光探測部分，對NXM矩陣光開關(guān)光路實(shí)時(shí)監(jiān)測，反饋矩陣光開關(guān)切換及保持狀態(tài)的當(dāng)前光路狀況，提高使用NXM矩陣光開關(guān)通信系統(tǒng)的可靠性。本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的光路監(jiān)測NXM矩陣光開關(guān)系統(tǒng)，包括NXM矩陣光開關(guān)模塊，還包括光發(fā)射部分、光探測部分、N路光復(fù)用裝置、M路光解復(fù)用裝置以及驅(qū)動(dòng)和接口模塊，其中:N路光復(fù)用裝置包括N個(gè)光復(fù)用器，每個(gè)光復(fù)用器包括2個(gè)輸入端和I個(gè)輸出端，2個(gè)輸入端分別為通信光信號(hào)輸入端和監(jiān)測光輸入端。M路光解復(fù)用裝置包括M個(gè)光解復(fù)用器，每個(gè)光解復(fù)用器包括I個(gè)輸入端和2個(gè)輸出端，2個(gè)輸出端分別為監(jiān)測光輸出端和通信光信號(hào)輸出端。N路通信光信號(hào)接入N路光復(fù)用裝置的N個(gè)光復(fù)用器的N個(gè)通信光信號(hào)輸入端，N路光復(fù)用裝置的N個(gè)光復(fù)用器的N個(gè)輸出端經(jīng)光路連接NXM矩陣光開關(guān)模塊的N個(gè)輸入端，NXM矩陣光開關(guān)模塊的M個(gè)輸出端連接M路光解復(fù)用裝置的M個(gè)光解復(fù)用器的M個(gè)輸入端。M路光解復(fù)用裝置的M個(gè)通信光輸出端作為整個(gè)系統(tǒng)的通信光信號(hào)輸出端。光發(fā)射部分包括激光器及I XN發(fā)射光開關(guān)，N個(gè)光開關(guān)選擇端口與N路光復(fù)用裝置的N個(gè)監(jiān)測光輸入端一一對應(yīng)連接。激光器與I XN發(fā)射光開關(guān)的公共端經(jīng)光路連接。光探測部分包括I XM接收光開關(guān)及其連接的光探測器。M個(gè)接收光開關(guān)選擇端口與M路光解復(fù)用裝置的M個(gè)監(jiān)測光輸出端一一對應(yīng)連接，光探測器與IXM接收光開關(guān)的公共端經(jīng)光路連接。激光器、 I XN發(fā)射光開關(guān)、I XM接收光開關(guān)、光探測器以及矩陣光開關(guān)模塊均與驅(qū)動(dòng)和接口模塊相連接，該模塊對激光器、IXN發(fā)射光開關(guān)、IXM接收光開關(guān)、光探測器以及矩陣光開關(guān)模塊進(jìn)行驅(qū)動(dòng)和控制，并實(shí)現(xiàn)對IXN發(fā)射光開關(guān)和IXM接收光開關(guān)的切換和狀態(tài)監(jiān)測，該模塊還提供外部通信接口。光發(fā)射部分的激光器發(fā)出的監(jiān)測光經(jīng)光路接入IXN發(fā)射光開關(guān)，當(dāng)IXN發(fā)射光開關(guān)的第I個(gè)光開關(guān)選擇端口接通，監(jiān)測光接入N路光復(fù)用裝置的第I個(gè)光復(fù)用器的監(jiān)測光輸入端口，與第I路通信光信號(hào)復(fù)合。同時(shí)光探測部分的I XM接收光開關(guān),對M個(gè)光解復(fù)用器逐次進(jìn)行監(jiān)測，確認(rèn)NXM矩陣光開關(guān)模塊中1-1、1_2、1-3至1-M光路的狀態(tài)；同理，激光器發(fā)出的光通過I XN發(fā)射光開關(guān)依次進(jìn)入N路光復(fù)用裝置中的2路、3路至N路，同時(shí)I XM接收光開關(guān)對M路解復(fù)用裝置逐次進(jìn)行監(jiān)測，確認(rèn)NXM矩陣光開關(guān)模塊中2-1、2-2、2-3至2-Μ，3-1、3-2、3-3至3-M光路，最終完成對N-M光路狀態(tài)的監(jiān)測。所述N、M均為小于或等于256的整數(shù)。所述光探測器為光電二極管(PIN管)。所述N路光復(fù)用裝置為波長分別為通信光波長和監(jiān)測光波長的波分復(fù)用裝置。所述激光器為波長與通信光信號(hào)波長的差大于IOOnm的激光器。所述激光器為法布里-珀羅半導(dǎo)體激光器(FP激光器)，所述波分復(fù)用裝置的監(jiān)測光輸入端工作帶寬為±20nm?；蛘?，所述激光器為分布反饋半導(dǎo)體激光器(DFB激光器)類型，所述波分復(fù)用裝置的監(jiān)測光輸入端工作帶寬為±5nm，波長隔離度彡45dB。所述I XN接收光開關(guān)、I XM發(fā)射光開關(guān)波長范圍覆蓋監(jiān)測光波長,而不覆蓋通信光信號(hào)波長，這樣可以提高監(jiān)測光路與通信光路的隔離，增強(qiáng)監(jiān)測系統(tǒng)的抗干擾能力。所述光發(fā)射部分可集成為光發(fā)射模塊，和/或光探測部分可集成為光探測模塊，和/或NXM矩陣光開關(guān)模塊、N路光復(fù)用裝置和M路光解復(fù)用裝置可以集成為矩陣光開關(guān)及光路耦合波分模塊。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型光路監(jiān)測NXM矩陣光開關(guān)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)為:1、不同于通信波長的監(jiān)測光路實(shí)現(xiàn)了對NXM矩陣光開關(guān)的光路監(jiān)測及可靠反饋；2、一體化集成的光發(fā)射模塊、光探測模塊和矩陣光開關(guān)及光路耦合波分模塊，使整體結(jié)構(gòu)更緊湊、性能更穩(wěn)定，更適合光纖通信系統(tǒng)的應(yīng)用。

圖1為本光路監(jiān)測NXM矩陣光開關(guān)系統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理圖。圖中標(biāo)號(hào):1、光發(fā)射部分:11、1X4發(fā)射光開關(guān)，12、激光器；2、光探測部分:21、1X4接收光開關(guān)，22、光探測器；3、4路光復(fù)用裝置；4、4X4矩陣光開關(guān)模塊；5、4路光解復(fù)用裝置；6、驅(qū)動(dòng)和接口模塊。
具體實(shí)施方式
本光路監(jiān)測NXM矩陣光開關(guān)系統(tǒng)實(shí)施例如圖1所示，本例N=4，M=4,即本例采用4X4矩陣光開關(guān)模塊4 ，還包括光發(fā)射部分1、光探測部分2、4路光復(fù)用裝置3、4路光解復(fù)用裝置5以及驅(qū)動(dòng)和接口模塊6。4路光復(fù)用裝置3的4個(gè)光復(fù)用器每個(gè)包括2個(gè)輸入端和I個(gè)輸出端，2個(gè)輸入端分別為通信光信號(hào)輸入端和監(jiān)測光輸入端；通信光信號(hào)輸入端對應(yīng)波長131nm和1550nm的通信光信號(hào)，監(jiān)測光輸入端對應(yīng)波長1060nm的監(jiān)測光。本例4路光復(fù)用裝置3為波長131nm、1550nm和1060nm的波分復(fù)用裝置。4路光解復(fù)用裝置5的4個(gè)光解復(fù)用器每個(gè)包括I輸入端和2個(gè)輸出端，2個(gè)輸出端分別為監(jiān)測光輸出端和通信光信號(hào)輸出端。監(jiān)測光輸出端對應(yīng)波長1060nm的監(jiān)測光，通信光信號(hào)輸出端對應(yīng)波長131nm和1550nm的通信光信號(hào)。4路通信光信號(hào)接入4路光復(fù)用裝置3的4個(gè)光復(fù)用器的4個(gè)通信光信號(hào)輸入端，4路光復(fù)用裝置3的4個(gè)光復(fù)用器的4個(gè)輸出端經(jīng)光路連接4X4矩陣光開關(guān)模塊4的4個(gè)輸入端，4X4矩陣光開關(guān)模塊4的4個(gè)輸出端連接4路光解復(fù)用裝置5的4個(gè)光解復(fù)用器4個(gè)輸入端。4個(gè)光解復(fù)用器的4個(gè)通信光輸出端作為整個(gè)系統(tǒng)的通信光信號(hào)輸出端。光發(fā)射部分I的激光器12為1060nm波長的FP激光器(即法布里-珀羅半導(dǎo)體激光器)，激光器12輸出端通過光纖熔接與1X4發(fā)射光開關(guān)11的公共端連接，1X4發(fā)射光開關(guān)11的4個(gè)光開關(guān)選擇端口分別對應(yīng)4路光復(fù)用裝置3的4個(gè)監(jiān)測光輸入端，一一對應(yīng)連接。光探測部分2包括1X4接收光開關(guān)21及光探測器22。4個(gè)接收光開關(guān)21的選擇端口與4路光解復(fù)用裝置5的4個(gè)監(jiān)測光輸出端一一對應(yīng)連接，本例光探測器22為光電二極管(PIN管)。光探測器22與1X4接收光開關(guān)21的公共端通過光纖熔接。激光器12、1X4發(fā)射光開關(guān)11、1X4接收光開關(guān)21、光探測器22以及4X4矩陣光開關(guān)模塊4均與驅(qū)動(dòng)和接口模塊6相連接，該驅(qū)動(dòng)和接口模塊6對激光器12、I XN發(fā)射光開關(guān)11、I XM接收光開關(guān)21、光探測器22以及矩陣光開關(guān)模塊5進(jìn)行驅(qū)動(dòng)和控制，并實(shí)現(xiàn)對I XN發(fā)射光開關(guān)11和I XM接收光開關(guān)21的切換和狀態(tài)監(jiān)測，該模塊還提供外部通信接口，以實(shí)現(xiàn)外部對本實(shí)施例的光路監(jiān)測4X4矩陣光開關(guān)4進(jìn)行控制。本例光發(fā)射部分I集成為光發(fā)射模塊、光探測部分2集成為光探測模塊，4X4矩陣光開關(guān)模塊4、4路光復(fù)用裝置3和4路光解復(fù)用裝置5集成為矩陣光開關(guān)及光路耦合波分模塊。本實(shí)施例工作時(shí)，激光器12發(fā)出的光通過1X4發(fā)射光開關(guān)11的第I個(gè)光開關(guān)選擇端口、進(jìn)入4路光復(fù)用裝置3中的第I路光復(fù)用器的監(jiān)測光輸入端，同時(shí)I X4接收光開關(guān)21對4個(gè)光解復(fù)用器逐次進(jìn)行監(jiān)測，確認(rèn)光路由1-1、1-2、1-3、1-4狀態(tài)；同理激光器12發(fā)出的光通過1X4發(fā)射光開關(guān)依次進(jìn)入4路光復(fù)用裝置3中的第2路、第3路、第4路光復(fù)用器的監(jiān)測光輸入端，同時(shí)I X 4接收光開關(guān)21對4路光解復(fù)用裝置5逐次進(jìn)行監(jiān)測，確認(rèn)光路由 2-1、2-2、2-3、2-4、3-1、3-2、3-3、3-4、4-1、4-2、4-3、4-4 的狀態(tài)。上述實(shí)施例，僅為對本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)一步詳細(xì)說明的具體個(gè)例，本實(shí)用新型并非限定于此。凡在本實(shí)用新型的公開的范圍之內(nèi)所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.光路監(jiān)測NXM矩陣光開關(guān)系統(tǒng)，包括NXM矩陣光開關(guān)模塊，其特征在于: 還包括光發(fā)射部分(I)、光探測部分(2)、N路光復(fù)用裝置(3)、M路光解復(fù)用裝置(5)以及驅(qū)動(dòng)和接口模塊(6)，其中: N路光復(fù)用裝置(3)包括N個(gè)光復(fù)用器，每個(gè)光復(fù)用器包括2個(gè)輸入端和I個(gè)輸出端，2個(gè)輸入端分別為通信光信號(hào)輸入端和監(jiān)測光輸入端； M路光解復(fù)用裝置(5)包括M個(gè)光解復(fù)用器，每個(gè)光解復(fù)用器包括I個(gè)輸入端和2個(gè)輸出端，2個(gè)輸出端分別為監(jiān)測光輸出端和通信光信號(hào)輸出端； N路通信光信號(hào)接入N路光復(fù)用裝置(3)的N個(gè)光復(fù)用器的N個(gè)通信光信號(hào)輸入端，N路光復(fù)用裝置(3)的N個(gè)光復(fù)用器的N個(gè)輸出端經(jīng)光路連接NXM矩陣光開關(guān)模塊(4)的N個(gè)輸入端，NXM矩陣光開關(guān)模塊(4)的M個(gè)輸出端連接M路光解復(fù)用裝置(5)的M個(gè)光解復(fù)用器M個(gè)輸入端；M路光解復(fù)用裝置(5 )的M個(gè)通信光輸出端為整個(gè)系統(tǒng)的通信光信號(hào)輸出端； 光發(fā)射部分(I)包括激光器(12 )及其連接的I X N發(fā)射光開關(guān)(11 )，N個(gè)光開關(guān)選擇端口與N路光復(fù)用裝置(3 )的N個(gè)監(jiān)測光輸入端——對應(yīng)連接，激光器(12 )與I X N發(fā)射光開關(guān)(11)的公共端經(jīng)光路連接； 光探測部分2包括I XM接收光開關(guān)(21)及其連接的光探測器(22)，M個(gè)接收光開關(guān)選擇端口與M路光解復(fù)用裝置(5 )的M個(gè)監(jiān)測光輸出端——對應(yīng)連接，光探測器(22 )與I X M接收光開關(guān)(21)的公共端經(jīng)光路連接； 激光器(12)、1 XN發(fā)射光開關(guān)(Il)UXM接收光開關(guān)(21)、光探測器(22)以及矩陣光開關(guān)模塊(4 )均與驅(qū)動(dòng)和接口模塊(6 )相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光路監(jiān)測NXM矩陣光開關(guān)系統(tǒng)，其特征在于: 所述N、M均為小于或等于256的整數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光路監(jiān)測NXM矩陣光開關(guān)系統(tǒng)，其特征在于: 所述光探測器(22)為光電二極管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光路監(jiān)測NXM矩陣光開關(guān)系統(tǒng)，其特征在于: 所述激光器(12)為波長與通信光信號(hào)波長的差大于IOOnm的激光器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的光路監(jiān)測NXM矩陣光開關(guān)系統(tǒng)，其特征在于: 所述N路光復(fù)用裝置(3)為波長分別為通信光波長和監(jiān)測光波長的波分復(fù)用裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光路監(jiān)測NXM矩陣光開關(guān)系統(tǒng)，其特征在于: 所述激光器(12)為法布里-珀羅半導(dǎo)體激光器，所述波分復(fù)用裝置的監(jiān)測光輸入端工作帶寬為±20nm。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光路監(jiān)測NXM矩陣光開關(guān)系統(tǒng)，其特征在于: 所述激光器(12)為分布反饋半導(dǎo)體激光器類型，所述波分復(fù)用裝置的監(jiān)測光輸入端工作帶寬為±5nm,波長隔尚度> 45dB。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的光路監(jiān)測NXM矩陣光開關(guān)系統(tǒng)，其特征在于: 所述光發(fā)射部分(I)集成為光發(fā)射模塊，和/或光探測部分(2)集成為光探測模塊，和/或NXM矩陣光開關(guān)模塊(4)、N路光復(fù)用裝置(3)和M路光解復(fù)用裝置(5)集成為矩陣光開關(guān)及光路耦合波分模塊。
專利摘要本實(shí)用新型為光路監(jiān)測N×M矩陣光開關(guān)系統(tǒng)，N路光復(fù)用裝置的N個(gè)光復(fù)用器各有通信光信號(hào)和監(jiān)測光2個(gè)輸入端，M路光解復(fù)用裝置的M個(gè)光解復(fù)用器各有監(jiān)測光和通信光信號(hào)2個(gè)輸出端。1×N發(fā)射光開關(guān)的N個(gè)選擇端口與N路光復(fù)用裝置的N個(gè)監(jiān)測光輸入端一一對接、公共端接激光器。1×M接收光開關(guān)的M個(gè)選擇端口與M路光解復(fù)用裝置的M個(gè)監(jiān)測光輸出端一一對接、公共端接光探測器，M個(gè)通信光輸出端為系統(tǒng)的通信光信號(hào)輸出端。激光器發(fā)出監(jiān)測光經(jīng)發(fā)射光開關(guān)依次接入N個(gè)光復(fù)用器的監(jiān)測光輸入端口，光探測器經(jīng)接收光開關(guān)對M個(gè)光解復(fù)用器的輸出端逐次進(jìn)行監(jiān)測。實(shí)現(xiàn)對N×M矩陣光開關(guān)的光路監(jiān)測及可靠反饋；整體結(jié)構(gòu)更緊湊、性能更穩(wěn)定。
文檔編號(hào)H04B10/07GK203014816SQ20122073647
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月27日
發(fā)明者李棟, 劉武, 李云燕, 黃涌, 辛耀平, 鐘昌錦 申請人:中國電子科技集團(tuán)公司第三十四研究所