专利名称：重新配置光网络的模块与方法
在光网络中还存在一些其所特有的问题，尤其在那些采用WDM(波分多路复用)原理的光网络中。在WDM网中，时常需要增加部件即所谓的光上下复用器(OADMOptical Add Drop Multiplexers)来拆下/加上用以传输特定波长的信道，用于放大、滤波、色散补偿等。上述部件在网络中设置的顺序通常比较重要。在WDM网中进行任何重新配置的主要条件之一，就是要最少地影响从运行中的网络通过的数据，特别包括那些不是经由正在更改的信道传输的数据。
美国专利US4,927,225描述了一种设有电接收机与电发射机的预装配置中采用的2×2(即两个输入对两个输出)光开关，该开关能够将输入光多路传输给所选择的作为传输部件的输入/输出设备。该开关有两个状态工作状态与旁路状态。这种开关可与某个节点连接，用以将该节点连接到网络，或是在该节点出故障时将该节点旁路。
尽管能够以上述简单的方式操作网络的现有节点，但是这种开关并不适用于解决网络将来的升级与改进的问题。该美国专利并未描述关于在网络节点上加上新的部件或撤下现有部件，或者以一种任意的方式更改网络配置的选择方案。该专利也未提供一种有选择地调度WDM网中不同信道的可能性。
通过将所述模块接入网络上易于被更改的部分，以及选择将接入网络或从网络撤下的部件，所述的模块就能够对光网络实施重新配置或升级。
更为理想的是，所述模块可用来形成可重新配置的网络节点，这涉及到本发明的另一个方面。在这种节点中，可加上或撤下网络部件，可交换它们的位置，可让它们用于不同的WDM信道，还可进行一些其他操作。
根据本发明的优选实施例，所述部件为可连接部件，它们中的每一个可以或者被接入网络、或者被旁路。
可与所述光开关装置连接的网络部件可选自如下非详尽的部件清单放大器、滤波器、多路复用器/多路分解器(MUX-DEMUX)、OADM(光上下复用器)、延迟线、波长转换器等转换装置、色散补偿装置与附加光开关或开关矩阵等。
应指出的是，可与所述光开关连接的网络部件可以为光器件也可为电光器件。
为了最大限度地实现无瞬时中断连接，快速光开关装置应当与跟适当的延迟线串联的网络部件一起使用。
依据本发明的一特定实施例，所述多个光开关装置可包括所谓的1×2与/或2×2光旁路开关。
换一种方案或通过组合使用方式，所述光开关装置可包括至少一个n×m光开关矩阵(或所谓的光交叉连接OCC)，该开关矩阵包含用于有选择地连接至所述网络部件的多个输入端与多个输出端。
所述光开关装置中的任何一个均可连接到至少一个网络部件，并能有选择地将每个部件设于两种状态之一工作状态或旁路状态。
可连接至一个或多个光开关的部件的工作状态是这样一种状态，被连接于所述开关的触点之间的该部件被接入从开关输入端至开关输出端的光路或相反方向的光路。所述部件的旁路状态，则为该部件未被包括在光开关的输入端与输出端之间的任何光路中的状态。
根据本实施例，所述模块包括上述的多个开关，它们可以串联或并联。
另一个任选的方案是将两个光开关装置相互连接，使得其中一个跟另一个的连接方式(按照本发明的含义)就如一个网络部件跟一个光开关相连接。在本实施例中，这两个光开关装置当然均可跟其他网络部件连接。
上述的处理途径也明确提出了一种新的配置与重新配置光网络的创新方法。该方法可以有两种主要的实施方式。按照第一种方式，在需要升级时提供将所述模块接入网络的易被更改部分的步骤。
而按照第二种优选方式，预先就执行将模块接入网络的上述部分(比方说接入一个网络节点)的步骤，跟网络的建立同时进行。
换言之，所提出的配置/重新配置光网络的方法可通过如下步骤执行如上所述，将所述模块接入光网络的某个部分；根据所要求的配置选择一个或多个准备接入网络的网络部件，并将剩余的网络部件看作未被选部件；通过控制所述至少一个光开关装置在所述模块中形成连接，以根据所要求的配置，将未选用部件设于旁路状态并将选用部件设于工作状态。
上述操作使被选网络部件接入网络，并使未被选部件从网络断开。
采用快速开关、适当的延迟线与色散部件以使光拍频效应的影响降至最小，可以使被插上的与拆下的部件及其不同波长的信道提供同时连通/去连通(connectivity/de-connectivity)的特性，从而可在需要时达成无瞬时中断的切换(hitless switching)。
可选择的或另一种方式是，采用一种所谓“先合后断”开关配置来实现无瞬时中断的切换。
图2A、2B说明所述模块的另一个简化实施例，其中光部件可在邻接的1×2光开关之间连接。
图3A、3B、3C说明用以重新配置网络的所述模块的另一个简化实施例，所述模块包括一些并联的1×1光开关。
图4说明所述模块的另一个示意实施例，该模块包括一个光开关矩阵(光交叉连接)，用作多个光开关并能互连多个光部件。
图5示意说明所述模块中的光开关的另一种可能的互连方式。
图6示意说明本发明的一种组合模块，该模块包括多个光开关装置与多个光部件，借助控制装置它们能以不同的组合方式进行布置。
最佳实施例的详细说明
图1A所示的模块10包括将该模块连接到某网络的光输入端12与光输出端14，并包括一串各有两个输入端与两个输出端的2×2开关。在此简图中，开关SW1与SW2分别标示为16与18。每个开关可连接一个或多个光部件。例如，开关16跟A型光部件20连接，而开关18跟另一个与B型光部件24串联的A型光部件22连接。这些开关均由控制装置(CU)26控制。当开关16处于工作状态时，部件20被包括在光路内(图中以短划线表示)。在图1A中，开关18处于旁路状态，来自开关16的光信号经由开关18到达其输出端，然后再到达模块10的光输出端14(光传输段，OTS)。由此，所述模块将光部件A接入网络的光路。
图1B描述了当所述模块被可控地再构造时网络配置如何改变。本例中，开关16处于旁路状态，而开关18则处于工作状态(图中以短划线表示该连接)。由此，部件A与B被接入光路。实际上，本实施例显示了如何在保持部件A的功能性的同时引入一个新部件B，就是将A与B同时引入SW2，然后起动开关SW2同时将开关SW1释放。如果使用带适当延迟线的足够快速的开关，便可获得几乎没有瞬时中断的切换。当然，如果需要，在该光路上可装备所有现有的光部件20、22与24，为此控制装置26应将两个开关均设于工作状态。
如果两个开关均处于旁路状态，则所述模块就完全不影响光路。换言之，所述模块可被预装在网络中以备将来的升级，在需要重新配置或升级时启动该模块。
应当指出，当某一开关处于旁路状态时，借助控制装置26可将与之连接的光部件更换。图1B示出了这一选择方案，图中以虚线标示光部件21、23与25可被有选择地连接到光开关16。
图2A描述了如何用1×2光开关构成依据本发明的模块，每个1×2开关的一级为单个连接，而与其相对的级上有两个连接。该图描述了设有一个输入端与一个输出端的模块30，该模块至少包括两个1×2开关32与34。在这两个开关之间，连接有一个标示为36的光部件A，如果需要，该光部件可被标示为35的光部件B所替代。这可在所述开关位于旁路状态(图中用短划线40标示)时进行，不会因此影响通信。开关的状态以及与开关连接的光部件的组合方式均由控制装置(CU)38确定。
图2B显示了当开关32、34被设置于工作状态且连接于它们之间的光部件已由控制装置38选择时，如何重新配置光网络。应当指出，旁路连接(如图2A中40所标示)也是一种可由控制装置38选择的连接方式。
采用1×2开关的本实施例要比采用2×2开关的实施例更具经济性。但是，图2A与2B中所示的模块中的开关应当被同步，以防止数据损失。
图3A、3B与3C显示了所述模块中开关装置与光部件的另一种可选的布置方式。在本实施例中，所述模块用40标示，它包括两个1×1光开关42与44、一个分光器46、一个光耦合器48、两个作为示例的光部件A与B(分别标示为43与45)以及一个控制装置47。由于采用了快速的新式1×1开关，模块的这种布局可以提供很快的速度，尽管所述分光器与耦合器中存在一些功率损失。
图中示出了所述模块的三个状态光部件A与B分别连接到网络中，或者一起以并联方式连接到网络中。并联连接是有用的，例如可在(如在分组交换光网络中)需要并行快速处理的等同复制(identical copies)时使用。采用这种配置的另一个例子是将它作为图3A与3B所示的两个级之间的过渡级，从而实现完全无瞬时中断的“先合后断”切换。为了在耦合器48处实现无瞬时中断的过渡并避免光拍频效应，应在需要处使用适当的延迟补偿线与色散部件。
图4说明本发明模块的另一种3改型50。所述光开关装置构成光开关矩阵(n×m交叉连接)52与54，它们通过一内部光路56互相连接。所述开关矩阵可跟多个不同的光部件/非光学部件(统一标示为58)连接，连接的方式由用以控制每个开关矩阵的内部连通性的控制装置60控制。由于在所述开关矩阵的每级形成的环路，部件58可被以不同的组合方式布置。图4显示了一例配置，该配置通过在光路中插入多个部件形成；开关矩阵的内部连接以短划线标示。由此，可在模块中加上、拆下与更换部件58。如果一个网络节点包含这样的一个模块，就能方便地重新配置该节点。
图5显示了所述模块的另一实施例60，该模块中有一光开关62可如同跟网络部件(标示为A)连接那样地跟光开关矩阵64连接。开关矩阵64转而连接到网络部件B、C与D(统一标示为66)，它们可被有选择地接入或断离光路。本例中，上述部件为用以有选择地将特定波长的信道接入/断开光路的光上下复用器(OADM)。光开关62与64由一控制装置(CU)68控制。图中用短划线示出一种可能的连接方式。
图6描述了一例通常的模块配置70，该模块可设有多个(比如用于网络节点的不同部分的)光输入端与光输出端。该模块包括多个光开关装置，其中有些为矩阵型开关71、72与73，有些为其他型式的开关SW1-SWN。该模块还包括三个分光器74、三个光耦合器75以及多个光部件/非光学部件A、B…H(统一标示为76)。控制装置78负责安排所需的配置，也就是负责在该模块中通过经总线传送控制信号来控制开关装置并形成分光器、耦合器、部件与开关之间的连接。
以上描述并图示的任何一个简化的实施例可至少用作网络节点的一部分，并预装在网络中以备将来该节点的升级/重新配置之用。网络部件A、B等可具有各种不同的功能。例如，在WDM网实现中，一个或多个OADM可被连接到模块的光开关上，从而保证对节点中不同信道的选择操纵。或者，可由一个特定的网络部件构成可跟其他一个或多个网络部件连接的附加光开关装置。
应当明白，在本发明概念的框架内还可提出其他的实施例及其组合，它们也将构成本发明的一部分。
权利要求
1.一种用以任意配置/重新配置光网络布局的模块，该模块包括-可与光网络连接的至少一个光开关装置，以及-多个可与所述至少一个光开关装置连接的网络部件；其中所述至少一个光开关装置可受控而有选择地将一个或多个所述部件与之连接或断开，以将它们接入或脱离所述网络。
2.如权利要求1所述的模块，其特征在于该模块为一种适合插入所述光网络的预制模块。
3.如权利要求1或2所述的模块，其特征在于所述部件均可连接至所述开关装置，使得每个所述部件能够或者被接入所述网络、或者被旁路。
4.如上述权利要求中任一项所述的模块，其特征在于可与所述至少一个光开关装置连接的所述部件选自如下的非详尽的光部件与电光部件清单放大器、滤波器、多路复用器/多路分解器(MUX-DEMUX)、OADM(光上下复用器)、延迟线、转换装置、色散补偿装置与附加光开关装置。
5.如上述权利要求中任一项所述的模块，其特征在于包括一些光开关装置，它们选自如下的非详尽清单1×2光旁路开关、2×2光旁路开关与n×m光开关矩阵；其中所述光开关装置中的任一种可跟至少一个所述网络部件连接，并可有选择地将每个所述部件设置于工作状态或旁路状态。
6.一种包括如上述权利要求中任一项所述的模块的可重新配置的网络节点。
7.一种通过下列步骤配置/重新配置光网络的方法将依据权利要求1至5中任一项所述的模块接入所述光网络的某一部分；按照要求的配置选择一个或多个所述模块的网络部件接入所述网络，并将剩余的网络部件视为非选用部件；通过控制所述至少一个光开关装置在所述模块中形成连接，以按照所述要求的配置将非选用部件设置于所述旁路状态，将选用部件设置于工作状态。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于在需要升级时提供将所述模块接入所述网络的所述步骤。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于将所述模块接入所述网络的所述步骤在所述网络建立时预先进行。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于将所述模块接入所述网络的所述步骤包括在网络节点中预先安装所述模块，从而使所述节点可重新配置。
11.如权利要求7至10中任一项所述的方法，其特征在于形成所述连接的所述步骤以一种无瞬时中断的方式进行。
全文摘要
一种用于任意配置/重新配置光纤网络布局的模块与方法,该模块包括至少一个可连接至光网络的光开关装置,以及多个可连接至该光开关装置的网络部件。所述光开关装置可被控有选择地使一个或多个网络部件与之连接或断开,以将这些部件接入或断离光网络。最好,所述模块为一种适合插入所述光网络的预制模块,并且所述部件可连接至所述开关装置,使得每个部件均可被接入所述网络或被旁路。
文档编号H04Q11/00GK1360416SQ01143848
公开日2002年7月24日 申请日期2001年12月10日 优先权日2000年12月10日
发明者M·R·扎克斯, Y·明茨 申请人:莱特司给网络股份有限公司