专利名称：一种实现光分插复用的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及光通信领域中的光分插复用(OADM)设备，尤其涉及实现高速光传输网络中的光波长业务上下路及其保护领域。
背景技术：
分复用技术(WDM)是采用光的合波/分波技术，将不同波长的光载波信号合成一路光信号在一根光纤上进行传输，从而达到充分利用光纤的带宽的一种光纤通信技术。密集波分复用(DWDM)技术目前已成为光纤通信干线的主要方式，光分插复用设备可以灵活的在各个WDM设备站点实现业务的上下路，从而使WDM系统更适合城域网的发展，同时组网方式也逐渐从点到点的链路简单组网发展到复杂环网。用OADM设备组网，可以构建各种光通道或复用段保护环，如图1所示。
OADM系统需要完成的主要功能有1.上路光通道波长指配功，下路光通道端口指配功能。这反映了OADM网络的灵活性。
2.实现复用段和通道保护倒换功能，支持各种自愈功能。
3.多业务接入。
传统的OADM系统采用纯光器件完成核心功能，具体的讲采用光开关阵列完成交叉连接的功能，同时采用光均衡器件完成光功率均衡。图2是传统的OADM设备结构框图，表示一个单方向OADM设备。线路侧的业务光进入光解复用器(ODU)，光解复用器件将不同波长的业务通过不同光口输出，需要进行选路交叉的波长进入光交叉单元，在本站点需要下路(同时不需要进行端口指配)的业务不进入光交叉单元，直接下路(如图中DROP1所示)；在本地上路需要设置端口的业务也接入光交叉单元(如图中ADD2所示)。在光交叉单元中完成端口指配功能，下路业务中需要进行端口指配的业务通过光交叉单元处理后送出(如图中DROP2所示)。本地上路不需要更改端口的业务经过光功率均衡后连接到光复用器(如图中ADD1所示)。所有需要进行传输的光信号都通过光复用器(OMU)合成一路光信号进行传输。
美国专利号6,507,682，专利名称optical switch，美国专利号6,504,963，专利名称Optical fiber protection switch，以及中国专利申请号01132239.X名称一种严格无阻塞波分多址交叉连接设备，分别公开了几种实现光分插复用的设备、装置，这些设备、装置及前文所述的系统存在着下列缺点1.采用大量纯光器件(光开关和可调光衰减器)，设备成本高。
2.光开关器件端口路数较少，当波数较多时，复杂程度高时不易实现。
3.由于采用纯光器件，业务交叉颗粒必须基于波长，灵活性较差。
4.如果需要对业务的波长进行变动时仍需要大量光电光转换(O/E/O)设备，同时在本站点上下路的业务波长需要有一一对应关系，不能灵活的实现广播等应用。
发明内容
为克服现有技术的不足，提供一种低成本，能实现波数较多时的分插复用，且具有较高灵活性的光分插复用的装置，本发明采用的技术方案是一种实现光分插复用的装置包括光解复用器件和光复用器件，还包括光电变换单元、电交叉单元、电光变换单元，经过光解复用器件得到的各波长业务信号，需要进行交叉、端口指配或者波长变换的业务通过光电变换单元变成电信号进入电交叉单元；不进行交叉、端口指配和波长变换的下路波长业务直接下路；在本站点上路需要交叉、端口指配或者波长变换的业务也通过光电变换单元后进入电交叉单元，在电交叉单元中完成业务的交叉重组、端口指定、下路设置；经过端口指配需要下路的业务从电交叉单元输出后经过电光变换单元后下路；需要传输的业务通过电光转换单元后进入光复用器件中合波，然后传输到下一个节点，本站点需要上路不需要端口指配的业务直接接入到光复用器件。
其中，所述的电光转换单元采用的接口动态调整光波长和光功率；所述的电光转换单元中下路波长业务通过直调激光器下路。
再有，若干所述的光分插复用装置可以采用信道交织方式相连；或者，两个所述的电交叉单元间通过公用交叉单元的一些端口相连。
本发明与传统的技术方案相比有如下优势1)随着ASIC工艺和设计技术的提高，大容量、多路数的电交叉器件成本急剧下降，采用电交叉器件替代纯光学器件可以降低设备制造商成本。
2)光电光转换光模块由于市场用量大、标准统一、工艺成熟，器件的价格和性能都被看好。
3)采用电交叉器件为核心的OADM设备和基于纯光器件的设备相比具有功能强大，业务配置灵活等特点。
4)电交叉单元的信号需要经过电光转换，可以通过电光转换实现各输出端口光功率均衡，节约大量的光可调衰减器，降低设备成本和设备复杂程度，同时电光接口可以实现光波长的调整。
5)设备具有较强的扩展升级能力。
6)采用基于电交叉的OADM设备可以完成光环形网络的各种保护倒换的功能。
7)通过电交叉单元需要下路(在该站点不进行WDM线路传输)的业务采用直调激光器，可以降低设备成本。
图1是OADM环形网络结构图2是传统的OADM设备结构框3是采用电交叉器件的OADM设备结构框4是激光器波长控制原理框5是激光器功率控制原理框6是采用信道交织器件完成OADM设备的升级图7是共享端口交互的电交叉OADM设备示意图具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步说明本发明。
本发明采用现在各种工艺成熟，性价比高的光电器件实现OADM系统的各种业务功能。核心功能采用高速的电交叉器件实现。
图3是采用电交叉器件的OADM设备结构框图。如图3所示线路光信号经过光解复用器件ODU分路，得到各波长的业务信号，需要进行交叉、端口指配或者波长变换的业务通过光电变换变成电信号进入电交叉单元；不进行交叉、端口指配和波长变换的下路波长业务直接下路(如图中DROP1所示)。在本站点上路需要交叉、端口指配或者波长变换的业务也通过光电变换后进入电交叉单元(如图中ADD2所示)。在电交叉单元中完成业务的交叉重组、端口指定、下路设置等功能。经过端口指配需要下路的业务从电交叉单元输出后经过电光变换后下路(如图中DROP2所示)。需要传输的业务都通过电光转换后进入光复用器件OMU中合波，然后传输到下一个节点。本站点需要上路不需要端口指配的业务直接接入到光复用器件OMU(如图中ADD1所示)。
如果本站点需要上路不需要端口指配的业务(如图3中ADD1)如果需要调整光功率，可以通过增加光可调衰减器(可以采用电控光衰减器VOA)实现调整。
对于采用电交叉为核心的OADM设备来说灵活性非常的突出。因为提高芯片的复杂程度和运行速度随着半导体工艺的改进、设计软件的发展已经不是很困难；电交叉单元可以提供各种大小颗粒业务的交叉功能、实现业务广播、数据信号整形(比如时钟数据恢复整形，信号预加重，信号均衡等)、纠错码(比如前向纠错)的功能，这些功能都可以采用数字电路逻辑实现，比如采用RS(REED-SOLOMON编码)作前向纠错的情况可以将线路的信躁比要求降低6dB，采用信号预加重和均衡可以使高速信号实现长线驱动能力，这些功能采用传统光学器件是无法实现的。随着光网络的复杂程度的提高，在骨干网的接入侧、城域网中这样的设备可以大显身手。
采用电交叉为核心的OADM设备具有较强的可配置能力，通过网络管理软件可以实现各种配置功能，如各输出端口的功率调整、可随时对于各端口业务的交叉实现配置、支持各波长业务的线速交叉、各种保护倒换等。这些功能是智能化光网络的需要，采用纯光器件无法实现这些应用。
传统网络采用光衰减器件实现功率的均衡，采用电交叉为核心的OADM设备可以采用软件的手段实现动态的波长调整，功率调整等功能。对于波长的控制具体的方法见图4所示。由激光器制冷器单元、负温度系数热敏电阻、反馈放大电路、DA电路和CPU控制单元构成激光器温度控制负反馈电路。温度控制基本原理如下图所示，当温度高于设定点，热敏电阻阻值减小，A点电位下降，通过负反馈放大，使B点电位升高，制冷器电流正相增大，使激光器温度降低。当温度低于设定点，工作过程相反。通过调节电位器或者CPU控制DA的基准电平可以使反馈电路工作在不同的平衡点，从而使激光器温度发生改变进而改变激光器波长。图5是激光器功率控制原理框图。通过背光检测二极管按一定分光比检测激光器发光功率，从而通过互阻放大器将检测电流转换成电压。将转换的电压作为负反馈参量经放大器放大后控制激光器偏置电流保持恒定，从而达到恒定激光器输出光功率的目的，可以通过AD，DA，CPU电路对于激光器控制电压进行检测和控制。所有的控制单元都通过统一的IIC控制总线实现。
图6是采用信道交织器件完成OADM设备的升级。频率互相间插的复用段信号经过信道交织器件复用使信道数增加一倍、信道间隔为原来的1/2；在接收端进行逆向处理。这样作的优点是可以在保留原有投资的情况下进行系统扩容升级。
采用电交叉器件的OADM设备在保护上有很强的优势，可以方便灵活的设置实现各种保护技术。
采用通道倒换的保护技术，不需要倒换协议，仅需在本站点内部通过判据作相应的通道切换，实现业务的切换，这样作的倒换速度比较快。采用两纤双向通道共享保护时，节点可以共享m个波长作为通道层保护(即mn保护)，环上各节点也共享此波长进行通道保护。采用共享部分波长两纤双向通道层共享保护环只是减少了本地上下路通道作为保护之用，无需增加额外成本。
如果采用复用段保护，则根据具体的协议进行保护，当站点接收到保护倒换的报文作相应的通道切换处理。
采用电交叉器件的OADM设备结构既可以采用单一的大容量交叉线卡实现，也可以采用小容量交叉线卡实现。在采用小容量交叉时，可以通过背板连接公用交叉单元的一些端口实现交互作用。图7是共享端口交互的电交叉OADM设备示意图，在图示设备中不同交叉线卡之间通过公用交叉单元的一些端口实现各种交互的功能，这些交互功能既可以用于保护倒换，也可以用于数据交叉处理等，当初期投资比较少时可以采用这样的方式。
可以看出，在采用电交叉的方式实现的OADM设备具有比光交叉方式更好的性能，其高度的灵活性使得光网络具有更强的智能化，符合今后智能光网络的发展趋势，这样的设备也同时具有生存能力强，维护简单，高性价比，智能化等特点。
权利要求
1.一种实现光分插复用的装置包括光解复用器件和光复用器件，其特征是，还包括光电变换单元、电交叉单元、电光变换单元，经过光解复用器件得到的各波长业务信号，需要进行交叉、端口指配或者波长变换的业务通过光电变换单元变成电信号进入电交叉单元；不进行交叉、端口指配和波长变换的下路波长业务直接下路；在本站点上路需要交叉、端口指配或者波长变换的业务也通过光电变换单元后进入电交叉单元，在电交叉单元中完成业务的交叉重组、端口指定、下路设置；经过端口指配需要下路的业务从电交叉单元输出后经过电光变换单元后下路；需要传输的业务通过电光转换单元后进入光复用器件中合波，然后传输到下一个节点，本站点需要上路不需要端口指配的业务直接接入到光复用器件。
2.根据权利要求1所述的一种实现光分插复用的装置，其特征是，所述的电光转换单元采用的接口动态调整光波长和光功率。
3.根据权利要求1所述的一种实现光分插复用的装置，其特征是，所述的电光转换单元中下路波长业务通过直调激光器下路。
4.根据权利要求1所述的一种实现光分插复用的装置，其特征是，若干所述的光分插复用装置采用信道交织方式相连。
5.根据权利要求1所述的一种实现光分插复用的装置，其特征是，两个所述的电交叉单元间通过公用交叉单元的一些端口相连。
全文摘要
本发明公开了一种实现光分插复用的装置。涉及光通信领域中的光分插复用(OADM)设备，尤其涉及实现高速光传输网络中的光波长业务上下路及其保护领域。为提供一种低成本，实现波数较多时的分插复用，且具有较高灵活性的光分插复用的装置，本发明采用了电交叉单元代替传统的光交叉单元。本发明主要适用于实现各个WDM设备站点业务的上下路、多业务接入场合。
文档编号H04B10/12GK1567803SQ0313189
公开日2005年1月19日 申请日期2003年6月11日 优先权日2003年6月11日
发明者雒宏礼 申请人:中兴通讯股份有限公司