專利名稱：全光波長路由交叉模塊的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于光通信領域，特別涉及實現光交換、光路由的光交叉連接部件。
背景技術：
現階段，在全光網絡中實現波長重用的虛波長信道路由，必須使用光波長轉換器和光開關。目前使用較多的有光電光型波長轉換器，其缺陷是破壞了通信信道的格式透明性，而切隨著波長信道的增多，現有網絡節點電子設備處理速度跟不上，形成電子瓶頸；此外在現有的技術0水平上，光開關的集成規模有限。因此，Electronics Letters，20th，March 2003 Vol.39 No.6提出了如圖3所示的光交叉連接器，其由摻鉺光纖前置放大器1、解復用器2、單模連接光纖3、復用器或者合波器5、摻鉺光纖功率放大器8、大規模集成端口數的無阻塞光空間開關矩陣9、全波段連續可調諧波長轉換器10組成。一般來說，這種光交叉連接器對于航天、航空、宇宙探索等少數尖端領域是可行的，而用在網絡節點設備等大眾化光通信領域中既不妥當也無必要，因為全波段連續可調諧波長轉換器10需要技術難度大且價格昂貴的高精度可調諧激光光源，這不利于在網絡節點設備中推廣使用；而受其結構限制，若采用技術水平較成熟的全光固定波長轉換器，又不能實現動態的波長交換；加之，盡管采用了大規模集成端口數的無阻塞光空間開關矩陣9，對于在全光網絡中要實現密集波分復用波長路由來說，其集成規模仍嫌不夠；此外，不具有波長模塊特性，可擴展性差。大規模集成端口數的無阻塞光空間開關矩陣9和全波段連續可調諧波長轉換器10，這兩點是目前的技術難點，這兩個器件的商品化還要做較多工作。
發明內容
本實用新型提供一種全光波長路由交叉模塊，以解決現有技術中存在的全波段連續可調諧激光光源難以實現和光開關集成規模有限的問題，達到動態波長交換、實現在全光網絡中波長重用的虛波長信道路由。
本實用新型的一種全光波長路由交叉模塊，包括N個摻鉺光纖前置放大器、N個解復用器、M個復用器或者合波器、M個摻鉺光纖功率放大器，N路輸入光纖中每一路輸入光纖依次連接摻鉺光纖前置放大器、解復用器，M個復用器或者合波器各自連接摻鉺光纖功率放大器，后者連接輸出光纖形成M路輸出，其特征在于(1)所述各解復用器L路輸出分別連接L個光空間開關矩陣輸入端，N個解復用器波長相同的信號輸出端連接到同一個光空間開關矩陣各輸入端；(2)各光空間開關矩陣輸出分別連接到M個復用器或者合波器，來自L個不同光空間開關矩陣的輸出連接到同一個復用器或者合波器各輸入端；每根輸入光纖鏈路中的波分復用波長信號為λ1，λ2，…，λL，L是波長信號數目，為自然數；上述N表示輸入光纖鏈路數目，M表示輸出光纖鏈路數目，均為自然數。
所述的全光波長路由交叉模塊，當需要用于進行波長轉換時，其進一步的特征在于
(1)它還包括輸入和輸出端口數均為L×J的波長轉換選擇光空間開關矩陣和L×J個固定波長轉換器，其中每J個固定波長轉換器對應λ1，λ2，…，λL中的一個波長，共對應L個波長；(2)其中波長轉換選擇光空間開關矩陣輸入和輸出端口數均為L×J，L個光空間開關矩陣的輸入端口數各為N+J、輸出端口數各為M+J；(3)各光空間開關矩陣的J個輸出端連接波長轉換選擇光空間開關矩陣的輸入端，波長轉換選擇光空間開關矩陣的輸出端每J個為一組，依次連接待轉換波長的J個固定波長轉換器、對應波長的光空間開關矩陣輸入端；上述J表示輸出值相同的固定波長轉換器數目，1≤J≤N。
所述的全光波長路由交叉模塊，所述各解復用器和光空間開關矩陣的連接、各光空間開關矩陣和復用器或者合波器的連接可以通過單模光纖。
本實用新型與現有技術相比，具有如下主要優點其一.提供一種由商品化的無阻塞全光空間開關交換矩陣與全光固定波長轉換器組合成的離散波長轉換器，能夠實現波長轉換器可選的動態光波長交換，減低了技術難度。
其二.使用低成本的固定波長轉換器與光開關矩陣的結合，達到全波段連續可調諧波長轉換器相近的性能，并且使用的光開關的端口規模不會很大。
其三.增加鏈路中的波長數不需要改變整個光交叉連接器主體結構，可擴展性強，能實現制造低成本的全光波長路由器。
因此，有利于在網絡節點設備中推廣使用。
圖1是本實用新型的全光波長路由交叉模塊示意圖。
圖2是本實用新型需要波長轉換器的全光波長路由交叉模塊結構示意圖。
圖3是一種常見的光交叉連接器的結構示意圖。
圖4是本實用新型和圖3所示的光交叉連接器的性能曲線。
具體實施方式
下面結合實施例及附圖對本實用新型作進一步說明。
本實用新型的一種全光波長路由交叉模塊，其結構如圖1所示包括摻鉺光纖前置放大器1、解復用器2、光空間開關矩陣4、復用器或者合波器5、摻鉺光纖功率放大器8。圖2所示的可用于波長轉換的全光波長路由交叉模塊還包括波長轉換選擇光空間開關矩陣6和固定波長轉換器7。通過單模連接光纖3，解復用器2、光空間開關矩陣4和復用器或者合波器5依次連接，光空間開關矩陣4、波長轉換選擇光空間開關矩陣6、固定波長轉換器7和4依次連接。
上述摻鉺光纖前置放大器1、解復用器2、光空間開關矩陣4、復用器或者合波器5、固定波長轉換器7、摻鉺光纖功率放大器8，可以有若干個，其數目等同或不等同。光空間開關矩陣4和波長轉換選擇光空間開關矩陣6，可采用美國生產的OMM 115-320*1-0-4-*型號系列產品，也可以采用其它型號產品。固定波長轉換器7，可采用法國生產的ALCATEL1901ICM型號產品，也可以采用其它型號產品。
圖1、圖2、圖3中A1、A2…AN表示一組來自于不同鏈路的輸入光纖(表示信號輸入端)，各光纖包含光波分復用信號。B1、B2…BM表示一組離開該交叉連接器的光纖(表示信號輸出端)，每根光纖攜帶有重新組合的光波分復用信號。N、M是自然數，分別表示輸入光纖鏈路數目、輸出光纖鏈路數目，其可以相等或不相等。
圖4中曲線1和曲線2分別對應圖2的全光波長路由交叉模塊和圖3所示光交叉連接器的性能曲線。兩條曲線對應輸入、輸出光纖鏈路數目均為N＝M＝16，每根輸入、輸出光纖鏈路中包含的波分復用信號數目均為L＝32，此條件下，橫軸表示連接占用率，豎軸表示阻塞概率。在連接占用率小于百分之五十的情況下，阻塞性能顯示本實用新型的全光波長路由交叉模塊能滿足經常情況下網絡阻塞小于百分之五十的運行狀態。
本實用新型工作原理是每根光纖鏈路中的波分復用波長信號數目為λ1，λ2，…，λL，中的若干個或者全部，因此各光纖鏈路中的波長信號數目可以相等或者不相等，所有光纖鏈路中的不同波分復用波長信號的最大數目為L，L為自然數。來自不同輸入光纖鏈路A1、A2…AN的一組波分復用信號(圖1左端)，通過摻鉺光纖前置放大器1(EDFA，數量為N)補償各自的信號衰減以后進入相應的光解復用器2(DEMUX)，光解復用器2的個數為N，把從各光纖鏈路A1、A2…AN中解復用出來的相同波長信號(λ1，λ2，…，λL)編組(符號λ結合下標表示不同的波長信號)，波長信號相同均為λi(i為從1到L的自然數)的波長信號通過單模光纖3連接輸入到同一個無阻塞光空間開關矩陣4，圖1中4左端對應輸入，右端對應輸出，其輸入端口數等于輸入的光纖鏈路數目N加J即N+J，其輸出端口數等于輸出的光纖鏈路數目M加J即M+J，J是從1到N的自然數之一；整個全光波長路由交叉模塊中這種光開關矩陣4的配置數目為系統使用的最大波長數L。在波長路由算法的電控制器的作用下，任意一個輸入端口的光信號λi可被無阻塞光空間開關矩陣4指配交換到任意輸出端口，從無阻塞光空間開關矩陣4每個輸出端口得到的光信號λi如果需要波長轉換就被連接到一個波長轉換選擇光空間開關矩陣6，(圖2中6右端對應輸入，其左端對應輸出，其輸入和輸出端口數相等且均為L×J)和多個固定波長轉換器7(圖2中右端為輸入端，左端為輸出端，輸出值相同的波長轉換器的數目為J，輸出值不同的被長轉換器組的數目為L)組成的離散型波長轉換器的輸入端，此時原來光波長信號λi中的信息通過固定波長轉換器7轉換為λk可以交換到指定的載波波長λk(k不等于i，表示不同波長之間的相互轉換，相同的波長不能相互轉換)上，實現波長交換，轉換后的波長信號λk又被重新輸入到輸入端與該波長相同并且均為λk的光開關矩陣4，以重新選擇路由；如果波長信號λi不需要波長轉換就被無阻塞光空間開關矩陣4按照路由規則指配交換到那些和復用器或者合波器5相連接的4的輸出端口，然后通過單模光纖連接到復用器或者合波器5的輸入端口，其接法是從同一個無阻塞光空間開關矩陣4輸出端口中不能有超過一個連接到復用器或者合波器5，也即是說與復用器或者合波器5輸入端相連接的單模光纖只能來自于不同的無阻塞光空間開關矩陣4輸出端。復用器或者合波器5的輸入端口數目均為L，模塊中所需配置的復用器或者合波器5數目為M(M為自然數，一般和N相等，也可以不相等)。經過選路的光波長信號應當都要通過均衡功率以后分別輸出到相應的復用器復用或者合波器合波，然后通過摻鉺光纖功率放大器8(數量為M)送入到光纖鏈路(B1，B2，…，BM)，向下一級光路由節點(其中可以包含相同于本實用新型的全光波長路由交叉模塊)傳送光波長信號。
簡言之，光纖通信網絡中的波長信號通過本實用新型，任意輸入鏈路端口的光波長信號可以選擇交換到任意的輸出光纖鏈路端口，并能實現按指配要求的波長交換。舉例說明N＝M＝8，L＝16，J＝1時，本實用新型所需的摻鉺光纖前置放大器1的個數為8，類型為1×8解復用器2的數目為8個，光空間開關矩陣4的數目為16個(其輸入輸出端口數均為N+1＝9)，波長轉換選擇光空間開關矩陣6的個數為1個(其輸入輸出端口數均為8)，固定波長轉換器7的個數為8個，類型為8×1復用器或者合波器5的個數為8，摻鉺光纖功率放大器8個數為8。
權利要求1.一種全光波長路由交叉模塊，包括N個摻鉺光纖前置放大器、N個解復用器、M個復用器或者合波器、M個摻鉺光纖功率放大器，N路輸入光纖中每一路輸入光纖依次連接摻鉺光纖前置放大器、解復用器，M個復用器或者合波器各自連接摻鉺光纖功率放大器，后者連接輸出光纖形成M路輸出，其特征在于(1)所述各解復用器L路輸出分別連接L個光空間開關矩陣輸入端，N個解復用器波長相同的信號輸出端連接到同一個光空間開關矩陣各輸入端；(2)各光空間開關矩陣輸出分別連接到M個復用器或者合波器，來自L個不同光空間開關矩陣的輸出連接到同一個復用器或者合波器各輸入端；每根輸入光纖鏈路中的波分復用波長信號為λ1，λ2，…，λL，L是波長信號數目，為自然數；上述N表示輸入光纖鏈路數目，M表示輸出光纖鏈路數目，均為自然數。
2.如權利要求1所述的全光波長路由交叉模塊，其特征在于(1)它還包括輸入和輸出端口數均為L×J的波長轉換選擇光空間開關矩陣和L×J個固定波長轉換器，其中每J個固定波長轉換器對應λ1，λ2，…，λL中的一個波長，共對應L個波長；(2)其中波長轉換選擇光空間開關矩陣輸入和輸出端口數均為L×J，L個光空間開關矩陣的輸入端口數各為N+J、輸出端口數各為M+J；(3)各光空間開關矩陣的J個輸出端連接波長轉換選擇光空間開關矩陣的輸入端，波長轉換選擇光空間開關矩陣的輸出端每J個為一組，依次連接待轉換波長的J個固定波長轉換器、對應波長的光空間開關矩陣輸入端；上述J表示輸出值相同的固定波長轉換器數目，1≤J≤N。
3.如權利要求1或2所述的全光波長路由交叉模塊，其特征在于所述各解復用器和光空間開關矩陣的連接、各光空間開關矩陣和復用器或者合波器的連接通過單模光纖。
專利摘要本實用新型全光波長路由交叉模塊，屬于光通信領域，解決現有技術中存在的全波段連續可調諧激光光源難以實現和光開關集成規模有限的問題，達到動態波長交換、實現在全光網絡中波長重用的虛波長信道路由。其結構包括摻鉺光纖前置放大器、解復用器、光空間開關矩陣、復用器或者合波器、摻鉺光纖功率放大器，(1)所述各解復用器L路輸出分別連接L個光空間開關矩陣輸入端，N個解復用器波長相同的信號輸出端連接到同一個光空間開關矩陣各輸入端；(2)各光空間開關矩陣輸出分別連接到M個復用器或者合波器，來自L個不同光空間開關矩陣的輸出連接到同一個復用器或者合波器各輸入端；L是波長信號數目，為自然數；N表示輸入光纖鏈路數目，M表示輸出光纖鏈路數目，均為自然數。本實用新型不但能夠實現動態光波長交換和方便波長模塊特性升級，而且可以降低成本和技術難度，從而利于在網絡節點設備中推廣使用。
文檔編號H04J14/02GK2653792SQ0325493
公開日2004年11月3日 申請日期2003年7月24日 優先權日2003年7月24日
發明者劉德明, 楊春勇, 李蔚, 何軍 申請人:華中科技大學