专利名称：波长路由可调谐控制器的制作方法
技术领域：
本发明属于光学传输装置类，尤其涉及光纤环网的波长路由传输装置。
背景技术：
光纤环网具有良好的可扩展性，光纤分布式数据接口(FDDI)已经在局域网中得到了应用，但其传输速率只有100Mbit/s，且只采用一个波长。美国专利第US6243512号公开了一种采用两根光纤构成环网，实现双向传输的技术，但需要两套相应的传输部件，且每个结点采用两个交换矩阵和多个光波分复用器和解波分复用器，成本极高。欧洲专利第EP1063802号公开了一种设计的光纤环网技术，其在每个网络结点采用光分插复用器(OADM)，米实现对光信号的上下路功能，OADM结构十分复杂，成本也很高。欧洲专利第EP1063803号还公开了一种在环网设计中采用光分插复用器(OADM)和光发生器阵列及接收器阵列，其结构更为复杂，成本极高。
发明内容
本发明的目的是提供一种波长路由可调谐控制器，解决上述结构复杂，成本极高的难题，以满足光纤环网中光学传输的需要。
本发明的自的是这样实现的一种波长路由可调谐控制器，包括光纤分束器、光开关和可调谐激光器。本发明将光纤分束器与光电变换模块、本地处理模块顺序连接；本地处理模块由导体与光开关相连，并经微带线与可调谐激光器相连。
由于本发明采用了以上的技术方案，因而具有以下的优点1，采用波分复用技术，在一根光纤中传输多个波长的光信号，实现了通道复用，扩展了数据传输速率。
2，采用可调谐激光器进行数据发送，可根据网络的通信状态，选择网络中当前未采用的波长进行数据传输，减小了数据传输中地址冲突的概率。
3，通过采用固定中心波长的光电变换模块电路构成的光电探测器，对特定波长光信号进行接收，降低了系统的成本。
4，装置构造极为简单，操作使用也十分方便，市场前景广阔，社会和经济效率显著。
图1是本发明的一种电路和光路的原理结构示意框图；图2是本发明的工作原理示意图。
图中1，光纤分束器 2，光开关 3，光电变换模块4，本地处理模块5，可调谐激光器6，本地输入信号 7，本地输出信号8，输入光信号9，解波分复用器10，光纤 11，波分复用器 12，输出光信号13，光纤延迟线 14，特定波长光信号15，控制信号 16，微带线具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施作如下详述在图1中，波长路由可调谐控制器，包括光纤分束器1、光开关2和可调谐激光器5。光纤分束器1与光电变换模块3、本地处理模块4顺序连接；本地处理模块4产生控制信号后由导体与光开关2相连，并经微带线16与可调谐激光器5相连。
在光纤环网传输中，波长路由可调谐控制器中的光纤分束器1的光纤输入端口与解波分复用器9的光纤输出端口连接，光开关2的输出端口和可调谐激光器5的输出端口与波分复用器11的光纤输入端口连接。光纤分束器1上的光纤输出端口，还由光纤延迟线13与光开关2的光纤输入端口连接。解波分复用器9的光纤输出端口由光纤10，与波分复用器11的光纤输入端口连接。
其中，光纤分束器1，用于将特定波长光信号14分为两部分一部分经光纤延迟线13进行缓存，然后传送到光开关2；另一部分经光电变换模块3转换为电信号，传送到本地处理模块4；其可采用普通单模熔锥型光纤发生器。
光开关2，用于控制光纤延迟线13中缓存的光信号是否发送到波分复用器11，当控制信号15把光开关2置于“开”状态时，光信号被被发送到波分复用器11；否则光信号被关断。光开关2的工作中心波长为1550nm，插入损耗为1.0dB，回波损耗＞40dB，串音损耗＞50dB。可采用美国JDS Uniphase公司的MEM-0011L1150型号。
光电变换模块3，用于把光信号转换为电信号，以便本地处理模块4进行地址提取和控制，其中心工作波长为1550nm，工作速率为2.5GHz。可采用美国JDS Uniphase公司的54RM-3G20型号。
本地处理模块4，用于把光电变换模块3输出的高速串行电信号经解时分复用转换为并行电信号进行地址提取和暂存，并根据数据包的地址信息产生控制信号15来控制光开关2的开关状态，对本地子网输入的电信号进行信道编码和控制，然后经时分复用转换为高速串行电信号，并选择可调谐激光器5的发射波长。可采用美国Agilent公司的HDMP-1022、HDMP-1024和Altera公司的EPF10K30AQP240-2现场可编程门阵列(FPGA)型号。其中的HDMP-1022用于时分复用功能，HDMP-1024用于解时分复用功能，EPF10K30AQP240-2为3万门的FPGA，工作频率可达100MHz以上，用于进行地址提取和逻辑控制。
可调谐激光器5，用于把微带线16传输的高速电信号转换为光信号，可采用美国JDS Uniphase公司的CQF474/508XXXXX型号，其中“XXXXX”代表激光器的波长，可根据网络结点的波长分配情况进行选择。该器件可调谐4个波长，相邻波长的中心频率间隔为50GHz，反射光功率为20mW。
解波分复用器9、波分复用器11，用于把波分复用光信号分解为多路单波长光信号，或把多路单波长光信号合并为一路波分复用光信号，可采用美国JDS Uniphase公司的ADM-1F XXX 101型号，其中“XXX”表示波长代号，各网络结点根据要接收的特定波长值来确定器件的波长代号值。该器件可用于光通信的L或C波段，通带0.1nm，可用于通道间隔为50GHz的密集波分复用系统在图2中，采用可调谐激光器，和固定波长的光电变换模块3电路构成的光电探测器，设计的可实现波分复用光纤环网。环网由n个结点构成。每个结点采用解波分复用器9选择接收一个具有固定波长的光信号14，该光信号被光纤分束器1分为两部分一部分送往光纤延迟线13进行缓存；另一部分经光电变换模块3接收转换为电信号，经本地处理模块4进行地址提取，如果数据包属于本地子网，则接收该信号；否则把光纤延迟线13中缓存的数据发送到下一网络结点。本地子网中待发送的数据经本地处理模块4分配一个波长，由可调谐激光器5发送出去。
图中，网络结点的工作过程如下1，将接收到的输入光信号8经解波分复用器9变为多个单波长信号一个特定波长光信号14被接收；其它波长的光信号经光纤10被直接传送到波分复用器11。
2，特定波长光信号14被光纤分束器1分为两部分一部分经光纤延迟线13进行缓存，然后传送到光开关2；另一部分经光电变换模块3转换为电信号，传送到本地处理模块4。
3，本地处理模块4对接收数据包信号进行地址提取、判断，如果该数据包属于与该结点相连的本地子网，则把数据包经本地输出信号7传送到本地子网，同时经控制信号15关闭光开关2；否则经控制信号15打开光开关2，把光纤延迟线13中缓存的光信号传送到波分复用器11。
4，本地输入信号6经本地处理模块4进行信道编码和控制，并经时分复用转换为高速串行电信号，经微带线16传送到可调谐激光器5，在可调谐激光器5中选择一个当前网络中空闲的波长发送到光波分复用器11。
5，光波分复用器11把所有输入光信号经波分复用后经输出光信号12发送到下一网络结点。
6，光纤延迟线13的缓存时间要大于或等于本地处理模块4对数据包进行处理的时间。
7，网络结点可以接收多个特定波长的光信号以增加网络数据传输的灵活性，但须增加相应的光纤分束器1、光电变换模块3、光纤延迟线13、光开关2。
8，为减小数据包在网络中的通信延迟，在网络结点中采用流水线的数据传输方式。
9，网络带宽由环网中的波长数量和每个波长的数据传输速率决定，以8波长为例，如果每个波长传输速率为1.25Gbit/s，则总带宽为10Gbit/s；如果每个波长传输速率为2.5Gbit/s，则总带宽可达到20Gbit/s。
10，为了提高网络的可靠性，可采用双环结构，其中一环为传输环，另一环作为备份。当传输环出现故障时，启动备用环进行数据传输。
由上所述，本发明具有1，采用可调谐激光器5在光纤环网的网络结点发送数据。
2，利用解波分复用器9和具有固定中心波长的光电变换模块3接收特定波长光信号14。
3，每个网络结点只采用一个光电变换模块3和一个可调谐激光器5。
4，利用波分复用技术在单根光纤中传输多个波长的输出光信号12。
5，在网络结点采用光纤延迟线13进行数据缓存，用光开关2对光信号的传输路径进行控制。
6，在网络中采用流水线传输方式，以减小数据包在网络中传输的通信延迟。
本发明可用于高性能计算机局域网，提供超过10Gbit/s的通信带宽；并可用于城域网，根据网络的规模灵活选择网络中采用的波长数量；此外，还可用于大规模并行处理系统，作为其高速数据传输网络。由于本发明的网络结构的带宽可灵活选择，同时具有良好的可扩展性，因而可适用于各种不同规模的局域网、城域网和并行处理系统的光互连网络。
权利要求
1.一种波长路由可调谐控制器，包括光纤分束器、光开关和可调谐激光器，其特征在于，光纤分束器与光电变换模块、本地处理模块顺序连接；本地处理模块由导体与光开关连接，并经微带线与可调谐激光器连接。
2.根据权利要求1所述的一种波长路由可调谐控制器，其特征在于，光纤分束器上的输出端口，由光纤延迟线与光开关的输入端口连接。
3.根据权利要求1所述的一种波长路由可调谐控制器，其特征在于，光纤分束器的输入端口由光纤与解波分复用器的输出端口连接，光开关的输出端口由光纤与波分复用器的输入端口连接。
4.根据权利要求1所述的一种波长路由可调谐控制器，其特征在于，可调谐激光器的输出端口由光纤与波分复用器的输入端口连接。
全文摘要
波长路由可调谐控制器，包括光纤分束器、光开关和可调谐激光器。本发明将光纤分束器与光电变换模块、本地处理模块顺序连接；本地处理模块由导体与光开关相连，并经微带线与可调谐激光器相连。由此具有1.采用波分复用技术，在一根光纤中传输多个波长的光信号，实现了通道复用，扩展了数据传输速率。2.采用可调谐激光器进行数据发送，可根据网络的通信状态，选择网络中当前未采用的波长进行数据传输，减小了数据传输中地址冲突的概率。3.通过采用固定中心波长的光电变换模块电路构成的光电探测器，对特定波长光信号进行接收，降低了系统的成本。4.装置构造极为简单，操作使用也十分方便，市场前景广阔，社会和经济效率显著。
文档编号H04B10/12GK1391364SQ0212148
公开日2003年1月15日 申请日期2002年6月26日 优先权日2002年6月26日
发明者井文才, 张以谟, 周革, 李朝辉, 贾大功, 张红霞 申请人:天津大学