专利名称：波长环路系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种提供故障恢复功能的波长环路系统，并涉及包含这种波长环路系统的通讯网络系统。
在传统的需要较高服务可靠性的通讯网络系统中，当产生故障时，可快速旁路故障的环路系统被用于保证通讯服务的进行。吴松壕(Tsong-Ho Wu)的“光纤网络服务持久性”(1992，Artech House)描述的一种环路系统是通过将ADM(增减多路复用器)相连而构成的，它将通道加入到光纤中或从光纤中减少通道，光纤形成一个环路。
图1示出其中使用了环路系统的通讯网络的布局。此网络包含节点1(101到110)和间隔2(201到202)。此环路系统被给定作为由节点1和间隔2所构成的闭合路径3(31到33)。在此情况下，对每个节点1(101到110)和每个间隔2(201到202)分别设置上述的ADM和光纤，以构成每个闭合路径3(31到33)。
近年来，为了增大通讯容量和获得好的成本性能，以长多路复用技术为基础，在一个光纤中设置多个波长通道。作为一种使用波长多路复用技术的波长多路复用环路系统，“双向波长路径切换环路，NEC研究和发展vol.40，No.1，1999.1.”报告了一种系统，当工作波长通道发生故障，诸如光纤断开时，设置一个备用波长通道，用于代替工作波长通道，以保证通讯服务的进行。
图2示出这种波长多路复用系统的构成。在图2中，波长多路复用系统包含光纤5和OADM(光学增减多路复用器)4，用以从光纤5中增减波长通道。这里，在每个节点1(101到110)和每个间隔2(201到202)中分别设置OADM4(41到46)和光纤5(501到508)，以构成图1中的每个闭合路径3(31到33)，从而形成环路系统。
例如，在图2中，OADM41到46分别被设置在节点101到106中。同时，也如图2中所示，对图1中的间隔201，设置了分别沿工作顺时针方向、备用顺时针方向、工作逆时针方向和备用逆时针方向的四个光纤505、506、503和504。类似地，对于间隔202，设置四个光纤501、502、507和508。因此，在每个节点1，通过OADM 4连接设置在每个间隔2中的光纤5，而整个的网络可被看成是由四个光纤环路构成。此后，此系统被称为光纤环路系统6(601)。
图3表示OADM 4的内部构成，其被设置在图2中的光纤环路系统中的每个节点1中。OADM 4包含元件开关7(701到732)、波长多路分用器8(801到804)和波长多路复用器9(901到904)。在图3中，主要针对OADM 42，并示出了所连接的光纤5。在一个光纤中被多路复用的波长数为32。对应各个波长设置元件开关701到732。它们具有作为输入的波长部分，对这种波长部分设置具有相同波长的四个光纤501到504，还具有作为输出的波长部分，对这种波长部分设置具有相同波长的四个光纤505到508。
这里，“波长部分”意味着物理链路，其中按关于相邻的OADM之间间隔上2设置的光纤5中所拥有的波长发送光信号，并通过设置在节点1处的OADM4进行连接，以便在一对节点之间设置波长通道的情况下通过。这里，为设定工作和备用波长通道所用的波长部分分别被称做工作波长部分和备用波长部分。
如图4所示，主要针对元件开关7和对于图2和图3中从光纤环路系统601获取的相同波长的工作波长部分及备用波长部分，这个相同可以按环路形式连接工作波长部分和备用波长部分的环路系统，其中的工作波长部分和备用波长部分具有在元件开关7所给定的同样波长。这特别被称为波长环路系统。实际上，图4表示波长环路系统1001主要是针对光纤环路系统6的波长(λ8)获取的。这里，元件开关751、708、753、754、755和756分别被包含在图2中的OADM41、42、43、44、45和46中。如图4中的粗实线所示，可以通过元件开关7连接所设置的工作波长部分来设置工作波长通道1410。
传统的波长环路系统10具有一个特征，即它与是否设置工作波长通道14无关，在系统中的所有相邻的元件开关之间设置工作波长部分和备用波长部分，并将同一波长共同分配给这些波长部分。
图5表示图4的传统波长环路系统1001中在工作波长通道发生故障情况下进行故障恢复操作。如图5中粗实线所表示的，沿从元件开关708到754的顺时针方向设置工作波长通道1410(一起标出顺时针和逆时针方向)。如图5中粗虚线所表示的，当在元件开关708和753之间发生故障时，沿从元件开关708到754的顺时针方向设置备用波长通道1501(一起标出顺时针和逆时针方向)，同时元件开关708到754将工作波长通道1410切换成这样。
图6中示出了元件开关7的内部结构，其中以图5中的波长环路系统1001的元件开关708作为例子。元件开关7包含一个开关矩阵11，用于增减波长通道，还包含光电转换器12和电光转换器13。开关矩阵11用电信号切换输入和输出之间的连接。光电转换器12产生转换成可被开关矩阵11进行处理的电信号。电光转换器13进行从电信号到光信号的转换，其中电信号可被开关矩阵11进行处理，而光信号具有拟被对光纤5增减的波长。在图6中所进行的是转换为光信号，该光信号具有被分配给拟在元件开关708被减少的波长通道的波长λ0，而波长λ8被分配给各个波长部分。开关矩阵11中的箭头表示在开关矩阵11中的切换操作，为的是有如图5所示那样在元件开关708和753之间发生故障时将工作波长通道1410转换为备用波长通道1501。同时，在元件开关708中，存在不进行波长通道增减的接口，这是由于从接口753到接口751未设置工作波长部分。
图7表示一个内部环路连接网络，其中的光纤环路系统602、603和604分别被设置在图1中的闭合路径31、32和33上。这里，为了简化起见，只表示沿一个方向的光纤5。
如图7所示，在不属于同一闭合路径3的不同的节点107和108之间设置工作波长通道1403和1404时，每个通道需要通过关于不同闭合路径设置的多光纤环路系统6。对于节点101和106处的工作波长通道1403和节点103和104处的工作波长通道1404，连接属于互不相同的光纤环路系统6的工作波长部分。
如上所述，在现有技术的波长环路系统中，工作波长部分和备用波长部分被设置在所有相邻的元件开关之间，而不考虑到是否设置工作波长通道。另外，由于把同一个波长被分配给各个波长部分，需要包含在闭合路径上的相邻OADM之间设置的四个光纤中。结果造成在光纤中设置波长部分的浪费。例如，在图7中，当将关于节点107和108之间的不同的路线设置工作波长通道1403和1404时，没有波长被分配在间隔201和202的工作光纤中。因此，使用昂贵光纤的效率很低，且浪费了所使用的光纤资源。
于是本发明的目的在于提供一种可高效使用光纤的波长环路系统。
本发明的另的一个目的在于提供一种可高效使用光纤的通讯网络系统。
根据本发明，一种波长环路系统包括设置在每个节点中的元件开关，以构成一个闭合路径；及分别沿顺时针方向和逆时针方向被设置在闭合路径上的相邻元件开关之间的工作波长部分和备用波长部分；其中被所设定的波长部分使用的波长被单独地分配给每个波长部分，并在由所述元件开关连接所述工作波长部分形成的工作波长通道发生故障时，通过使备用波长部分与通过所述元件开关分配的所述波长联系形成备用波长通道，并且用于终止发生故障之工作波长通道的元件开关把工作波长通道转换到备用波长通道，以便从故障中恢复过来。
按照本发明的另一方面，一种通讯网络系统包括多个波长环路系统，其中每个都设置一个闭合路径，每个波长环路系统包含一个设置在每个节点中的元件开关，以形成每个闭合路径；及沿顺时针方向和逆时针方向在闭合路径上的相邻元件开关之间设置的工作波长部分和备用波长部分，其中将由所设定的波长部分使用的波长单独地分配给每个波长部分，并在由所述元件开关连接所述工作波长部分所形成的工作波长通道发生故障时，通过使备用波长部分与通过所述元件开关分配的所述波长联系形成备用波长通道，并且用于终止发生故障的工作波长通道的元件开关把工作波长通道转换到备用波长通道，以便从故障中恢复过来；其中组成一个波长环路系统的工作波长部分和备用波长部分被包含在一个共用的光纤中。
按照本发明的再一方面，一种通讯网络系统包括多个波长环路系统，其中每个都设置一个闭合路径，每个波长环路系统包含一个设置在每个节点中的元件开关，以形成每个闭合的路径；及分别沿顺时针方向和逆时针方向被设置在闭合路径上的相邻元件开关之间的工作波长部分和备用波长部分，其中将被设定波长部分使用的波长单独地分配给每个波长部分，并在由所述元件开关连接所述工作波长部分所形成的工作波长通道发生故障时，通过使备用波长部分与通过所述元件开关分配的所述波长联系形成备用波长通道，用于终止发生故障的工作波长通道的元件开关将工作波长通道切换到备用波长通道用于从故障中恢复过来。
其中构成不同波长环路系统的工作波长部分和备用波长部分被包含在一个共同的光纤中。
按照本发明，对于在波长环路系统中的波长分配，增强了光纤使用的效率，并可降低所需光纤的长度，由拟设置的波长部分所使用的波长λ被单独地分配给每个波长部分。因此，只对为恢复所需的备用波长部分设定工作状态，并分配波长。同时，一个波长环路系统中的工作波长部分和备用波长部分被包含在一个共用的光纤中。为将处于不同的波长环路系统中的多个波长部分包含在一个共用光纤中，对其进行波长的分配。因此，仅在相邻元件开关之间进行工作波长部分和备用波长部分的设定，用以设定工作波长部分和备用波长部分的。因此，当拟包含的所所需对数或者所需的量较小时，可以包含在小数量的光纤中。
另外，通过将共用波长λ分配给每个工作波长部分和备用波长部分，可用所述波长数确认设置在闭合路径中的波长环路系统。因此，作为一个额外的效果，使波长环路系统的管理和操作变得更容易。
此外，由于波长单独地被分配给每个波长部分，属于被设置在不同闭合路径上的波长环路系统的波长部分可被包含在同一光纤中。即使在同一个波长环路系统中，工作波长部分和备用波长部分也可具有共用的光纤。
因此，在本发明中，在内部环路连接网络中包含同样需求的情况下，可使光纤的数量少于现有技术波长环路系统的光纤数。
下面将结合相应的附图对本发明进行详细的描述，其中图1为表示设置现有技术波长环路系统的通讯网络布局的示意图；图2为表示现有技术光纤环路系统的示意图；图3为表示在图2的现有技术光纤环路系统中的光学增减多路复用器(OADM)内部结构的方框图；图4为表示现有技术波长环路系统构成的示意图；图5为表示现有技术波长环路系统中的故障恢复操作的示意图；图6为表示现有技术波长环路系统中的元件开关内部构成的方框图；图7为表示通过连接现有技术波长环路系统的网络构成的示意图；图8为表示根据本发明的第一优选实施例中的波长环路系统的构成示意图；图9为表示根据本发明的第二优选实施例中的波长环路系统的构成示意图；图10为表示根据本发明的第三优选实施例中的波长环路系统的构成示意图；图11为表示图10的第三实施例中的波长环路系统中的元件开关内部结构的方框图；图12为表示根据本发明的第四优选实施例中的波长环路系统的构成示意图；图13为表示通过连接本发明的波长环路系统的网络构成的示意图。
图8示出了根据本发明的第一优选实施例的波长环路系统的构成。
与图4中的传统的波长环路系统一样，在图8中的波长环路系统1601中，在任何相邻的两个元件开关761到766之间，设置四个顺时针/逆时针的工作/备用波长部分。然而，在相邻的两个元件开关761到766之间，分配给每个波长部分的波长是不同的。同时，为了有助管理和操作，在相同的相邻元件开关之间，对每个工作和备用波长部分，将同一波长分配给顺时针和逆时针波长部分。
在元件开关762和764之间，设置工作波长通道1410(一起标出顺时针和逆时针方向)，如图中的粗实线所示。因此，通过向每个波长部分单独地分配波长数，可有效的将波长环路系统容纳到该光纤中。
图9、10和12分别示出了根据本发明的第二到第四优选实施例的波长环路系统1602、1603和1604的构成。在各实施例中，将同一个波长分配给设置在共同的相邻元件开关之间的顺时针和逆时针波长部分。因此，为了便于说明，在图9、图10和图12中只示出单向的波长部分，这不同于图4和图5中所表示的两个方向，即顺时针和逆时针方向的波长部分。
图9中示出本发明第二实施例的波长环路系统1602，工作波长通道1405被设置在元件开关772和774之间，因此只在为设置通道所需的元件开关772和773之间及元件开关773和774之间设置工作波长部分。这里，对波长部分分别分配波长数λ9和λ10。而且，在设定备用波长部分时，当工作波长通道1405发生故障的情况下，在所述路径上设置备用波长通道，以通过元件开关772、771、776、775和774。通过转换到备用波长通道，可使其被恢复。因此，如图9中的虚线所示，只在上述路径上设值备用波长部分。
在此情况下，对备用波长部分分别分配波长数λ16、λ21、λ20和λ19。因此，与传统的波长环路系统10不同，只在需要设置波长通道的相邻的元件开关之间设定波长部分。因此，可有效的利用波长资源。
图10中示出本发明的第三实施例的波长环路系统1603，分别按从元件开关782到元件开关784的逆时针方向和从元件开关786到元件开关785的顺时针方向设置工作波长通道1406到1407。因此，同一波长λ8被同时分配给所述设定的两种工作波长部分。如图10中的虚线所示，将备用波长部分设定在任何相邻的元件开关之间，从而当工作波长通道1406和1407发生故障时可以被恢复。被分配到这些备用波长部分的所有的波长数为λ16。
在同一波长环路系统中，当工作或备用波长部分使用共用波长时，波长数可被用于确认波长环路系统。因此可使管理和操作更容易。
图11中示出图10的波长环路系统的元件开关的构成的实例。在图11中，分配给波长数λ8和λ16，并且沿从元件开关782到元件开关783的逆时针方向设定的工作波长部分和备用波长部分被包含在同一个光纤511和514中。
元件开关782具有作为从光纤511和512输入的波长部分，它们是被波长多路分用器851和852多路分用的，还具有作为光纤513和514输出的波长部分，它们是被波长多路复用器951和952所多路复用的。元件开关782包含开关矩阵11、光电转换器12和电光转换器13。电光转换器13产生被分配给各个波长部分的光信号。这里，通过元件开关782，对从元件开关783到元件开关782的顺时针方向和从元件开关782到元件开关783的逆时针方向分别将工作波长部分和备用波长部分容纳在光纤511和514中，所述工作波长部分提供设置在元件开关782和784之间的工作波长通道146，而所述备用波长部分在工作波长通道1406发生故障时提供所用的备用波长通道。另外，由图11中的箭头表示当发生故障时，将所设置工作波长通道1406转换到备用波长通道。
图12示出了本发明第四实施例的波长环路系统1604。在图12中，工作波长通道1408和1409分别被设置在元件开关792和794之间和元件开关796和795之间。只在为设置波长通道所需的相邻元件开关之间设置工作波长部分。而且，当工作波长通道1408和1409发生故障时，只在为设置备用波长通道所需的元件开关之间设置备用波长部分。对工作和备用波长通道，分配相同的波长λ8。这个波长数可被用于确认波长环路系统，因此可使管理和操作更容易。
图13中示出了内部环路连接网络，本发明的波长环路系统1605、1606和1607分别被设置到闭合路径31、32和33。图13中的波长数λ8、λ16、和λ8被共同分配给设置在各波长环路系统中的备用波长部分。于是，光纤510包含属于波长环路系统1605和1606的备用波长部分，而光纤511包含属于波长环路系统1606和1607的备用波长部分。为了设置工作波长通道1401和1402，将波长数λ16、λ8和λ16被分配给设置在波长环路系统1605、1606和1607中的工作波长部分。在波长环路系统1605、1606和1607中，工作波长部分和备用波长部分分别以共用的方式具有光纤515、516和517。
通过上面的对光纤的共享，可减少波长通道所需要的光纤数。
在本发明中，只在拟设置工作波长部分和备用波长部分的相邻的元件开关之间设置工作波长部分和备用波长部分。当拟包含的所需对数量或者所需求的量较小时，可以包含在较小数量的光纤中。另外，当将一个共同的波长分配给每个工作波长部分和备用波长部分时，可用波长数确定设置在闭合路径中的波长环路系统。因此，可使对波长环路系统的管理和操作更为容易。例如，当分配给工作部分和备用部分的波长彼此大大的不同时，可将成对的波长分配给工作部分和备用部分。当所述波长相同时，可用波长确认波长环路系统。
另外，在本发明中，当在内部环路连接网络中含有相同的需求量时，与现有技术的波长环路系统相比，可使光纤数减少。例如，当在图1中的节点108和107之间设置两个工作波长通道时，在图7中由连接光纤环路形成的现有技术网络中，对于两个方向所需的光纤数为4×4×3＝48。与此相对比，在图13中使用本发明的通讯网络系统中，所需要的光纤数为20，这小于前者的一半。这是因为波长被单独地分配给每个波长部分，因此属于设在不同闭合路径上的波长环路系统的波长部分可被包含在同一个光纤中。即使在相同的波长环路系统中，工作波长部分和备用波长部分也可以共用的方式有一个共同的光纤。
虽然已经结合具体实施例对本发明进行了完全的和清楚的描述，但所附各权利要求并不受此限制，对于那些熟悉本领域的人员可以发生各种改型和其它的结构作为具体实施的结构，这些都将落入前述设定的基本教导内。
权利要求
1.一种波长环路系统，其特征在于包含设置在每个节点中的元件开关，用以构成一个闭合路径；及分别沿顺时针方向和逆时针方向的工作波长部分和备用波长部分，它们被设置在所述闭合路径上的相邻元件开关之间；其特征在于拟由所述设置的波长部分使用的波长被单独地分配给所述每个波长部分，并在由所述元件开关连接所述工作波长部分所形成的工作波长通道发生故障时，通过使备用波长部分与通过所述元件开关分配的所述波长联系形成备用波长通道，并且用于终止发生故障的工作波长通道的元件开关将工作波长通道转换到所述备用波长通道，用以从故障中恢复过来。
2.根据权利要求1所述的波长环路系统，其特征在于在设置所述波长部分时，只设置用以设置至少一个工作波长通道所需的工作波长部分，并且只对为了恢复所述每个被设定的工作波长通道的故障所需备用波长通道设置备用波长部分。
3.根据权利要求1所述的波长环路系统，其特征在于被分配给所述每个设置的工作波长部分的波长和被分配给所述每个备用波长部分的波长各自是相同的。
4.根据权利要求1所述的波长环路系统，其特征在于被分配给所述每个设置工作波长部分的波长和被分配给所述每个备用波长部分的波长相同。
5.一种通讯网络系统，它包括多个波长环路系统，其中每个都被设置在一个闭合路径上，所述每个波长环路系统包含一个设置在每个节点中的元件开关，以形成所述每个闭合路径；还包括分别沿顺时针方向和逆时针方向被设置在所述闭合路径上的相邻元件开关之间的工作波长部分和备用波长部分，其特征在于将由所述被设置的波长部分使用的波长单独地分配给所述每个波长部分，并且在由所述元件开关连接所述工作波长部分所形成的工作波长通道发生故障时，使备用波长部分与通过所述元件开关被分配的所述波长联系而形成备用波长通道，并且用于终止发生故障的工作波长通道的元件开关把工作波长通道转换到所述备用波长通道，用以从故障中恢复过来；其中构成一个波长环路系统的工作波长部分和备用波长部分被包含在一个共用的光纤中。
6.一种通讯网络系统，它包括多个波长环路系统，其中每个都设置一个闭合路径，所述每个波长环路系统包含一个设置在每个节点中的元件开关，以形成所述每个闭合的路径；还包括分别沿顺时针方向和逆时针方向被设置在所述闭合路径上的相邻元件开关之间的工作波长部分和备用波长部分，其特征在于将由所述被设置的波长部分使用的波长单独地分配给所述每个波长部分，并且在由所述元件开关连接所述工作波长部分所形成的工作波长通道发生故障时，使备用波长部分与通过所述元件开关被分配的所述波长联系而形成备用波长通道，并且用于终止发生故障的工作波长通道的元件开关把工作波长通道转换到所述备用波长通道，用以从故障中恢复过来；其中构成不同波长环路系统的工作波长部分和备用波长部分被包含在一个共用的光纤中。
全文摘要
一种波长环路系统,包括设在每个节点元件开关,用以形成闭合路径;和分别沿顺时针和逆时针方向设在闭合路径上相邻的元件开关之间的工作波长部分和备用波长部分。将所设置的波长部分使用的波长单独地分配给每个波长部分,当工作波长通道发生故障时,形成备用波长通道,并将工作波长通道转换到备用波长通道,以从故障中恢复。
文档编号H04B10/02GK1274209SQ0010739
公开日2000年11月22日 申请日期2000年5月12日 优先权日1999年5月12日
发明者宫尾泰宽 申请人:日本电气株式会社