用于网状网络节点互连的无源光纤配线盒的制作方法

专利名称：用于网状网络节点互连的无源光纤配线盒的制作方法
技术领域：
本发明涉及WDM (波分复用)光网络，尤其涉及WDM网络节点处 的光纤的组织。
背景技术：
.
在WDM系统中，具有不同波长的多个光信号共享一条光纤，其中， 每个波长定义一个特定的通信信道。这种技术在实现光通信系统方面具有 很多优势，包括增大的容量和使用无源光组件来改变沿光纤流动的部分数 据的方向以在中间节点处进行处理的能力。所以，除非术语WDM (波分 复用)被明确地陈述为是指ITU (国际电信联盟)定义的光网络(该光网 络具有特定波长通信信道的网格和信道之间的波长间隔)，否则WDM在 这里被以包括性意义用作为包括使用光波长来定义信道的任意系统，诸如 DWDM (密集波分复用)。
光网络被组织成环状和网状网络。在网状网络中，每个网络节点都通 过多条光纤被连接至其他节点，因此该网络看起来像是网状拓扑。环网络 可以被认为是网状网络的一种退化情况，其中，每个节点被连接至两个其 他节点，看起来像是环拓扑。
很多当前的WDM网络都是环网络，但是他们都正在被重新组织为网 状网络。然而，在网状网络中，交换元件到若干其他节点的大量且复杂的 互连代替了环节点中到其他节点的光纤互连的简单排列和添加及丢弃 (drop)功能，并用于网节点的添加/丢弃功能。网节点互连不仅复杂且很 可能导致误连接，而且连接的检验也很困难。当前的网络系统没有考虑在 不存在需要额外硬件的非常复杂的测试程序的情况下保证正确连接性的简 单装备。
本发明利用网络网节点的光纤配线盒(fiber organizer)至少解决了这
8些挑战中的一些，不仅降低了互连的复杂性和发生错误的可能性，而且方 便了节点连接的检验。

发明内容
在WDM光网络的网节点中，网节点具有多个光信号引导输入装置、
多个光信号引导输出装置以及用于将多个光信号引导输入装置和多个光信 号引导输出装置互连的光纤配线盒。本发明提供了一种光纤配线盒，包
括多个输入端口，每个输入端口连接至多个光信号引导输入装置中的一
个；多个输出端口，每个输出端口连接至多个光信号引导输出装置中的一 个并且对应于多个输入端口中的一个；多条光通道，每条光通道将多个输 入端口中的一个连接至多个输出端口中的一个；并且其中，光纤配线盒不 具有有源组件。另外，在一个实施例中，每条光通道将多个输入端口中的 一个连接至不与该多个输入端口中的所述一个对应的多个输出端口中的一 个，并且光纤配线盒还包括多条检验光通道，其不仅用于检验连接已经被 建立到了光纤配线盒而且用于检验该连接是适当的。
在WDM光网络的网节点中，网节点具有多个交换卡(switch card) 和互连这些交换卡的光纤配线盒，每个交换卡都连接至去往和来自至少一 个网节点方向的光纤并且包括用于有选择地将交换卡接收的光信号发送至 去往至少一个网节点方向的光纤的多个波长引导输出装置，本发明提供了 一种光纤配线盒，包括多个第一输入光分路器，每个第一输入光分路器 都连接至多个交换卡中的一个；多个输出端口，每个输出端口都连接至多 个交换卡中的一个；以及多条光通道，每条光通道都将多个第一输入光分 路器中的一个连接至多个输出端口中的一个；其中，光纤配线盒不具有有 源组件。光纤配线盒还包括多个第二输入光分路器，每个第二输入光分 路器都连接至多个第一输入光分路器中的一个并且多条光通道中的每一条 都通过第二输入光分路器将多个第一输入光分路器中的一个连接至多个输 出端口中的一个。
另外，本发明提供了一种用于WDM光网络的网节点。该网节点包 括多个光信号引导输入装置；多个光信号引导输出装置；以及将多个光信号引导输入装置和多个光信号引导输出装置互连的光纤配线盒。该光纤 配线盒进一步包括多个输入端口，每个输入端口连接至多个光信号引导 输入装置中的一个；多个输出端口，每个输出端口连接至多个光信号引导
输出装置中的一个并且与多个输入端口中的一个对应；多条光通道，每条 光通道将多个输入端口中的一个连接至多个输出端口中的一个；并且其 中，光纤配线盒不具有有源元件。每个光信号引导输入装置都可以包括诸 如1XN光分路器或1XN波长路由器之类的装置。每个光信号引导输出装 置都可以包括诸如NX1波长路由器之类的装置。多个光信号引导输入装置 和多个光信号引导输出装置位于多个交换卡上，其中，每个交换卡都通过 光纤配线盒输入和输出端口连接至光纤配线盒。


图1A是环网络中的节点的表示；图1B是网状网络中的节点的表示。 图2A是用于网节点的分布式交换结构的表示；图2B是图2A的分布
式交换结构的变形。
图3示出了根据本发明的一个实施例的图2A的分布式交换结构中的
光纤配线盒。
图4A示出了根据本发明的图3的光纤配线盒的一个实施例的细节； 图4B示出了根据本发明的图3的光纤配线盒的另一个实施例的细节；图 4C示出了根据本发明的图3的光纤配线盒的再一个实施例的细节。
图5A图示了根据本发明的一个实施例的由被排列和组织的光纤配线 盒和交换卡实现的分布式交换结构，以检验光纤配线盒和交换卡之间的连 接；图5B图示了根据本发明的另一个实施例的检验光纤配线盒和交换卡 之间的正确连接的光纤配线盒和交换卡的另一种排列和组织；图5C图示 了根据本发明的一个实施例的检验光纤配线盒和交换卡之间的正确连接的 光纤配线盒和交换卡的再一种排列和组织；图5D图示了根据本发明的另 一个实施例的检验光纤配线盒和交换卡之间的正确连接的光纤配线盒和交 换卡的又一种排列和组织。
图6A示出了根据本发明的用于具有光纤配线盒的网节点的另一种分布式交换结构；图6B图示了图6A的结构的光纤配线盒的细节；图6C图 示了允许光纤配线盒和交换卡之间的正确连接的检验的图6A的另一种光 纤配线盒的细节。
图7A示出了根据本发明实施例的具有广播功能的另一种网节点分布 式交换结构；图7B图示了图7A的结构中的光纤配线盒的细节。
图8A示出了根据本发明实施例的具有用于测试结构连接的测试接入 端口 (Test Access Port)的网节点分布式交换结构；图8B图示了图8A的 结构中的光纤配线盒的细节。
图9A示出了根据本发明的再一个实施例的元件被颠倒的网节点分布 式交换结构；以及图9B图示了适用于图9A的结构的光纤配线盒的细节。
具体实施例方式
当前，很多光网络具有环拓扑。图1A图示了典型的环网络，其中， 图1A中的节点20在两个方向上被传送光信号的光纤连接至环(g卩，闭环 19)中的其他节点20。箭头示出环19具有至少两条光纤，每条光纤围绕 该环以相反的方向传送信号。每个节点20都仅被连接至两个其他节点 20。
如前面所述的，这些环网络中的很多都在朝着网状网络拓扑发展。在 网状网络拓扑中，网络节点一般被连接至两个以上的其他节点。图1B图 示了网状网络中的典型节点。典型节点10在多个方向上被传送去往和来 自该节点的光信号的光纤连接至网络的其他节点。双箭头11-18表示至少 两条光纤， 一条光纤传送一个方向的信号。箭头11图示了从"西"方向 去往节点10和从节点10去往"西"方向的光信号。箭头12图示了从
"东"方向去往节点12和从节点12去往"东"方向的光信号。去往和来 自"北"方向的信号由箭头13示出，并且去往和来自"南"方向的信号 由箭头14示出。箭头15-18分别示出"东北"、"西南"、"西北"和
"西南"方向的信号，并且还表示信号方向不限于北/南、东/西方向的广 义网格。
所以，网状网络中的节点具有与交换装置的大量复杂互连，以将来自一个方向的光纤的信号引导至另一个方向的光纤。帮助使网络节点之间的
连接自动化的光子交叉连接(标记为PXC)为网节点提供了一个交换结 构。然而，PXC是一种大且复杂的装置， 一般是具有数百个输入乘数百个 输出的开关阵列。另外，pxc是非常昂贵且复杂的装置，并且在很多应用 中，PXC不值它的这个价钱。
分布式交换结构提供了一种比较简单的结构，其中，在来自网络节点 的每个网络方向上，连接至节点的每条光纤都具有与该光纤相关联的交换
元件。诸如波长选择开关或波长路由器的WDM开关可以被用作为交换元 件。这些装置可以通过波长将光信号从输入光纤转换至输出光纤。这种开 关比PXC更小(一般是16X16或更少)，更便宜且更简单。图2A图示了 用于网节点的分布式交换结构。仅示出了直接与本发明相关的元件。诸如 光放大器之类的其他元件被省略了。另外，在这个示例中，仅示出了四个 网络方向，以在不过度复杂的条件下阐述到其他节点的光纤互连。
在图2A中，四个输入波长路由器31N、 31S、 31E和31W(每一个都 作为1X4开关工作)分别被连接至来自北、南、东和西网络方向的光纤。 这些输入波长路由器中的每一个被连接至来自一个方向的输入光纤和四条 输出光纤，其中，这四条输出光纤中的三条作为输入被连接到输出波长路 由器32N、 32S、 32E禾卩32W (每一个都作为4X1开关工作)。每个输入 波长路由器都被连接至除了其对应方向的输出波长路由器以外的每个输出 波长路由器。即，用于北方向的输入波长路由器31N没有被连接至北方向 输出波长路由器32N;用于南方向的输入波长路由器31S没有被连接至南 方向输出波长路由器32S，等等。这种连接是不必要的，因为他们表示来 自一个方向并返回同一方向的光信号。
每个输入波长路由器31N、 31S、 31E和31W的第四条输出光纤被连 接至四个多路分配器中的一个(仅示出了这四个多路分配器中的一个 33N)，从而使得这四个多路分配器中的每一个33N (以及未示出的 33S、 33E和33W)分别被连接至其对应的输入波长路由器31N、 31S、 31E和31W。块35表示转发器(transponder)和其他到客户端的连接，其 中，这些客户端接收在该节点处被丢弃的信号和/或发送在这个节点处将被添加的信号。这四个多路分配器处理从四个网络方向丢弃的信号。块35 还被连接至四个多路复用器(这四个多路复用器中只有一个34N被示 出)，以将来自客户端的信号添加至输出波长路由器32N、 32S、 32E和 32W。四个多路复用器中的每一个34N (以及未示出的34S、 34E和 34W)被分别连接至其对应的输出波长路由器32N、 32S、 32E和32W。 基于哪个多路复用器被选择，所添加的信号被从该节点传递到特定的网络 方向。
从任意方向到来的光信号可以被输入波长路由器31N、 31S、 31E和 31W转换至输出波长路由器32N、 32S、 32E和32W中的期望的一个或用 于丢弃所选择的光信号的多路分配器33N、 33S、 33E和33W。输出波长 路由器32N、 32S、 32E和32W选择来自输入波长路由器的光信号，以传 递到他们各自的输出方向。
但是，波长路由器与无源组件装置相比还是相对昂贵的。图2B图示 了其中图2A的输入波长路由器被光分路器替换的分布式交换结构。光分 路器简单地将输入光信号分离到该分路器的所有输出光纤。在图2B的结 构中，1:4光分路器35N、 35S、 35E和35W替换了图2A的输入波长路由 器31N、 31S、 31E和31W。该结构的其他元件保持不变或者这些元件的 功能保持不变，所以来自图2A的相同的参考标号被用在了图2B中。在其 他附图中，延续了这个习惯。在这个结构中，输出波长路由器32N、 32S、 32E和32W执行所有的波长选择。每个输出波长路由器都接收由其 连接的光分路器接收的所有输入信号，并选择期望的波长用于输出。
在图2A和2B中可以看出，输入波长路由器和输出波长路由器之间的 光互连复杂，并存在误连接的机会。当然，如果该节点是在更多网络方向 上的更多光纤的集中点，则互连的复杂性急剧上升。
本发明提供了一种组织分布式交换结构的方式，以简化所需的复杂互 连。图3示出了将输入波长路由器31N、 31S、 31E和31W连接至输出波 长路由器32N、 32S、 32E和32W的光纤配线盒40。代替独立的光纤，每 个输入波长路由器31N、 31S、 31E和31W的输出端都通过带状电缆 (ribbon cable)被简单的带状连接器(例如，MPO (多径光)连接器或阵
13列连接器)连接至光纤配线盒40的输入端口。类似地，带状电缆将光纤 配线盒40的输出端口连接至输出波长路由器32N、 32S、 32E和32W中的 一个。可替换地，由于光纤配线盒40的输入和输出端口位于对应的输入 和输出波长路由器附近，所以可以使用单独的插接线。光纤配线盒40是 无源装置，g卩，在光纤配线盒40中没有使用有源装置，这节省了成本并 降低了故障的可能性。
应该注意，虽然示出了图2A的结构，但是所描述的组织同样可以应 用于图2B的结构。事实上，如下所述，分布式交换结构可以被组织为光 纤配线盒和包含交换和/或分离元件以及任意有源元件(诸如，光放大器) 的多个交换卡。
图4A示出了光纤配线盒40的一种排列。图2A和2B中所示的互连 和先前自由的光纤被结合进了光纤配线盒40中。每个输入端口 61N、 61S、 61E和61W (优选地，以带状连接器或阵列连接器的形式)被光纤 连接至四个输出端口 62N、 62S、 62E和62W (也优选地，以带状连接器 的形式)中的三个。例如，输入端口 61N使其位置2被光纤连接至输出端 口 62S的位置1、位置3被光纤连接至输出端口 62E的位置1，并且位置4 被光纤连接至输出端口 62W的位置1。每个输入端口 61N、 61S、 61E和 61W被连接至其对应的输入波长路由器31N、 31S、 31E和31W或分路器 35N、 35S、 35E和35W，并且每个输出端口 62N、 62S、 62E和62W被连 接至其对应的输出波长路由器32N、 32S、 32E禾B 32W，如参考图3所描 述的。如前面所说明的，每个输入端口 61N、 61S、 61E和61W没有被连 接至其对应的输出端口 62N、 62S、 62E和62W，因为这样的路径表示来 自一个方向并且被毫无意义地转换回同一方向的光信号。
光纤配线盒40由金属或塑料壳体制成，以提供用于安装输入和输出 连接器并用于保护互连光纤的基座。可替换地，该壳体可以由封闭互连光 纤并且在壳体边缘的光纤出现的地方留有用于连接器的位置的固体塑料制 成。
除了提供输入波长路由器或分路器和输出波长路由器之间的简单连接 以外，光纤配线盒40可以被安排来检测误连接或坏连接以及检验合适的连接。控制线光纤与交换卡一起工作，其中，该交换卡带有输入波长路由
器(和分路器)和输出波长路由器并将光纤配线盒连接器61N、 61S、 61E、和61W以及62N、 62S、 62E和62W与补偿连接器接合。关于交换
卡和他们与光纤配线盒的关系的更多细节可从下面得出。
在图4B中，由粗线示出的控制线63N、 63S、 63E和63W被添加至图 4A的光纤配线盒40。每条控制线(光纤)对应于这些节点方向中的一个 和对应的输入和输出端口。控制线63N、 63S、 63E和63W在每个端口处 具有可变的位置。控制线63N将端口 61N的光纤位置1与输出端口 62N 的光纤位置1连接；控制线63N将输入端口 61S的位置2连接至输出端口 62S的位置2，等等。另一方面，图4C中的光纤配线盒具有位于相同位置
(在这个示例中为每个输入和输出端口的位置4)的控制线。应该注意， 光纤配线盒40中的控制线占用了否则为空的端口中的位置。所以，没有 功能为了所添加的控制线而被牺牲。
控制线与作为将光纤配线盒连接至交换卡和波长路由器(和分路器) 的带状电缆的部分的光纤相匹配，如下面所描述的。交换卡上有例如LED
(发光二极管)的低成本光源和例如PD (即光电二极管)的光探测器。 交换卡一般处理至少一个方向的光信号(即，从特定方向到该节点的光信 号和从该节点到那个方向的光信号)。所以，交换卡被连接至光纤配线盒 40中的一个方向的输入和输出端口。如果在交换卡和光纤配线盒40之间 合适地建立连接，则交换卡上的LED在用于输入端的控制线上生成光，并 且用于输出端口的控制线上的PD接收来自LED的光。
图5A-5D图示了根据本发明的光纤配线盒和交换卡的关系，并图示了 用于检验与光纤配线盒中的控制线的连接的不同技术。每个交换卡在这些 附图中被示出两次，位于光纤配线盒的输入侧和输出侧，并且光纤配线盒 仅被部分地示出且仅被连接至两个交换卡，其中，每个交换卡处理去往和 来自一个网络方向的光纤上的光信号。所以，无源光纤配线盒提供了被连 接至网络方向光纤且带有分布式交换结构的有源元件的可替换交换卡之间 的必要连接。
在图5A中，两个交换卡42和43被示出为连接至光纤配线盒41。每个交换卡由其输入半侧(例如，421)和其输出半侧(例如，430)示出。 其他交换卡和光纤配线盒41的剩余部分没有示出。在所示出的交换卡的 输入半侧421和431中使用了 1:9光分路器51、 53，而不是输入波长路由 器。分束比(splitting ratio)指示存在去往和来自该网络节点的九个方向 (或者，所描述的分布式交换结构可以处理多达九个方向)。没有示出的 是被分离用于丢弃多路分配器(drop demultiplexer)(类似于图2A、 2B 和3中的多路分配器)的第九部分。光纤配线盒输入端口 671、 681通过端 口 651和661被连接至交换卡输入半侧421、 431。光纤配线盒输出端口 670、 680通过端口 650、 660被连接至交换卡输出半侧420 、 430。
交换卡42、 43上的LED 44、 46分别被连接至端口 651、 661的一个位 置处。光纤配线盒41的输入端口 671、 681的对应位置通过控制线55、 56 连接至对应的输出端口 670、 680。这个位置对应于交换卡端口 650、 660 中被连接至交换卡42、 43中的光电二极管45、 47的位置。当交换卡42、 43被适当地连接至光纤配线盒41时，每个LED 44、 46通过光纤配线盒控 制线55、 56将光信号发送回交换卡及其PD 45、 47。以这种方式，可以检 测到连接的损耗，而不是到光纤配线盒41的端口的误连接，这对于确保 交换卡和光纤配线盒之间的端口连接正确非常关键。
图5B示出了与图5A相同的排列，除了衰减器被放置于每条控制线 55、 56上以外。每个衰减器57、 58在每条控制线55、 56上提供不同的衰 减水平，以识别交换卡所连接的特定端口。连接的损耗和误连接可以被检 测到。然而，如果连接器不干净，则可能会估计出端口的错误衰减值。
在图5C的光纤配线盒41中找出这个问题的解决方案，其中，两条控 制线被提供给了每个输入和对应的输出端口。在每个交换卡的输入半侧 421和431中，LED 44、 46通过交换卡端口 651和661将光信号提供给两条 控制线。 一条控制线55、 57具有衰减器56、 58，该衰减器具有此光纤配 线盒的输入和其对应的输出端口 (例如，输入端口 67I和输出端口 670) 的衰减水平特性。PD45、 47分别通过控制线55、 57响应于光信号。其他 控制线55A、 57A不具有所添加的衰减，并且PD45A、 47A分别通过没有 阻碍的控制线55A、 57A响应于光信号。假设端口连接器中的任意污物都会对每条控制线产生相同的影响，则可以从每对控制线(55， 55A)和 (57， 57A)中的信号强度的差导出衰减的正确水平，而不管任意所添加 的连接器损耗如何。
图5D图示了检验合适的端口连接的另一种方式，其中，衰减器56A 和58A被添加至图5C的各条控制线55A和57A。每个光纤配线盒输入端 口和对应的输出端口的两个衰减值被用作代码，以更好地识别特定端口。 使端口识别对于连接交换卡和光纤配线盒的带状电缆上的各条光纤上的不 同插入损耗更不敏感。两条控制线(例如，55和55A)可以被放置在端口 连接器的相反的极限位置处，以确保两条控制线之间的光纤具有相似的插 入损耗。
图6A示出了用于网节点的另一种分布式交换结构。在这个结构中， 图2A的输入波长路由器和图2B的1:4分路器被1:2分路器37N、 37S、 37E和37W代替。g口，每个分路器37N、 37S、 37E和37W在其对应的多 路分配器33N (以及未示出的33S、 33E和33W)和光纤配线盒48的输入 端口71N、 71S、 71E和71W之间分离他的输入信号。如图6B所示，光纤 配线盒48具有1:3光分路器73N、 73S、 73E和73W，它们分别通过输入 端口 71N、 71S、 71E禾口 71W被连接至分路器37N、 37S、 37E禾P 37W的 一个输出端。光信号被光分路器73N、 73S、 73E禾B 73W分离，并且光纤 将分离出的信号传送至适当的输出端口 72N、 72S、 72E和72W (以及他 们的对应的输出波长路由器32N、 32S、 32E和32W)。
由于1:2分光器37N、 37S、 37E和37W都是无源组件，所以光纤配 线盒48的一个替代是将这些组件结合在光纤配线盒上，而不是结合在必 需进行相应修改的交换卡上。
返回图6B，应该注意，光纤配线盒48不具有控制线。所以，连接性 检验是基于否定指示(negative indication)进行的。测试信号被置于光纤 配线盒48的每个输入端口中。如果连接正确，则只有没有接收测试信号 的输出端口是与该输入端口相对应的输出端口 。
图6C图示了也可以用于图6A的分布式交换结构的另一个光纤配线盒 49。交换卡到光纤配线盒的连接以及己经正确建立该些连接都可以被检
17验。光纤配线盒49的光分路器75N、 75S、 75E和75W具有1:4而不是 l:3的分束比，以容纳所添加的控制线78N、 78S、 78E和78W(以加深的 线示出)，其中，这些控制线将每个输入端口 71N、 71S、 71E和71W连 接至其对应的输出端口 76N、 76S、 76E和76W。输出端口也被扩展，以 容纳所添加的控制线。每条控制线78N、 78S、 78E和78W上有具有特定 衰减值的对应的衰减器77N、 77S、 77E和77W，以允许对特定端口的识 别。
进入光纤配线盒输入端口的任何光都出现在所有输出端口 76N、 76S、 76E和76W处。光纤配线盒49不允许基于衰减的不同光纤配线盒输 入端口之间的差别，因为不存在与交换卡和光纤配线盒49的输入端口之 间的连接相关联的额外的控制线。替代地，为了检验合适的连接，光在交 换卡的安装期间被注入光纤配线盒49。来自交换卡的光源可以是诸如前置 放大器、转发器之类的装置，或者被连接至光纤配线盒49的使用低成本 的激光的专用测试装置。该光源发射可由输出波长路由器上的输入接口的 光电二极管检测到的测试信号。例如，这可以是足够慢的固定的开/关 (on/off)序列，例如开和关之间的转换为lHz，以避免干扰正常操作。
最近安装的交换卡被连接至光纤配线盒49的端口 X，输入和输出端 口。然后，测试信号被注入到输入端口 X中。测试信号应该出现在从输入 端口 X到所有输出端口的连接光纤上。这使得输出波长路由器能够报告测 试信号的出现，从而检验了输入端口被适当连接(并且还估计了光纤配线 盒内的任意路径是否被过度衰减)。然而，输出端口 X上的信号会由于来 自输入端口 X的路径上的所添加的衰减器而被显著衰减。参见图6C。这 使得能够检验到光纤配线盒49的输入和输出端口 X的正确的交换卡带状 电缆连接。
图7A示出了图6A的分布式交换结构的变形。在这个结构中，作出了 接收用于通过输出波长路由器进行广播分发的光信号的规定。除了从1:2 输入光分路器37N、 37S、 37E和37W接收光信号外，光纤配线盒50还接 收被发送至所有输出波长路由器32N、 32S、 32E和32W的光信号。多路 复用器39接收多个广播源。
18图7B图示了图7A的结构的光纤配线盒50的细节。类似于图7A的 光纤配线盒42，光纤配线盒50具有附加的广播输入端口 71B。输入端口 71N、 71S、 71E和71W中的每一个被分别连接至光分路器73N、 73S、 73E和73W，并且广播输入端口 71B被连接至光分路器73B。如上所述， 1:3光分路器73N、 73S、 73E和73W中的每一个都被连接至不与特定的光 分路器的输入端口对应的输出端口 79N、 79S、 79E和79W。另一方面， 1:4光分路器73B通过广播线80N、 80S、 80E和80W (在附图中被加深) 被连接至输出端口 79N、 79S、 79E和79W中的每一个。为了适应广播线 的增加，输出端口 79N、 79S、 79E和79W中的每一个都被扩展了为接纳 四条光纤。
为了测试和检验交换卡到光纤配线盒50的连接，广播输入端口 71B 被连接至输出端口 79N、 79S、 79E禾Q 79W的未使用的光纤位置。注入到 广播输入端口 71B的测试信号应该在输出端口 79N、 79S、 79E和79W处 的不同位置处被检测，以检验输入到广播输入端口的连接。到其他输入端 口 71N、 71S、 71E和71W的连接的检验以与图6B的光纤配线盒48相同 的检验方式进行。
在图8A中示出本发明的另一个变形或扩展，其中，图8A示出了具有 用于测试网节点结构的连接的端口的网节点结构。在这个实施例中，输出 波长路由器32T被添加作为连接至测试器(即，测试设备)的测试接入端 口 (Test Access Port, TAP)，用于检查连接是否被适当建立。图8B图示 了图8A的结构的光纤配线盒51的细节。测试控制线81N、 81S、 81E和 81W (被加深以更好地阐述)分别将光分路器73N、 73S、 73E和73W (他们现在都是l:4分路器)中的每一个连接至测试输出端口 79T的不同 位置，其中，该测试端口 79T被连接至波长路由器32T。从而，通过测试 控制线81N、 81S、 81E和81W以及光分路器73N、 73S、 73E和73W，波 长路由器32T可以有选择地将输入信号发送至网节点和去往TAP和与其 连接的测试设备的对应的光纤配线盒输入端口 71N、 71S、 71E和71W。
在图9A中，网节点分布式结构的元件被颠倒。在本发明的这个实施 例中，波长路由器位于该结构的输入侧，并且光分路器(但是作为光合路器工作)位于该结构的输出侧。输入波长路由器87N、 87S、 87E和87W 从各网节点方向接收输入信号。每个路由器被连接至其对应的用于丢弃该 节点处的信号的多路分配器33N (以及未示出的33S、 33E和33W)和其 对应的光纤配线盒52的输入端口。光纤配线盒52的输出端口被连接至 2:1光合路器82N、 82S、 82E和82W的一个输入端。光合路器82N、 82S、 82E和82W的其他输入端被连接至对应的用于在该节点处添加信号 的多路复用器34N (和34S、 34E和34W)。输入波长路由器87N、 87S、 87E和87W的操作将信号引导至所选择的网节点方向并用于在该节点处丢 弃。
通过图9B中示出的光纤配线盒52的细节，这些操作可以更加清楚。 输入端口 99N、 99S、 99E和99W被分别连接至输入波长路由器87N、 87S、 87E和87W，并且这些输入波长路由器87N、 87S、 87E和87W中的 每个路由器都被连接至输入端口的四个位置中的三个。未连接的位置对应 于输入波长路由器的网节点方向。输出端口 91N、 91S、 91E和91W被分 别连接至光合路器82N、 82S、 82E和82W。在光纤配线盒52中，3:1光 合路器93N、 93S、 93E和93W被分别连接至对应的输出端口 91N、 91S、 91E和91W以及四个输入端口 99N、 99S、 99E和99W中的三个。第四且 未连接的输入端口对应于光合路器的输出端口的网节点方向。例如，光分 路器93N (和其输出端口 91N)没有被连接至输入端口 99N。
所以，输入波长路由器87N、 87S、 87E和87W从其对应的网络方向 接收输入光信号，并通过将这些信号发送到路由器的对应的输入端口 99N、 99S、 99E和99W的所选择的位置来选择他们的输出网节点方向。 每个路由器还可以通过将输入信号发送给其对应的多路分配器33N、 33S、 33E和33W来丢弃这些输入信号。
本发明的其他变形和扩展都是可能的。尽管已经分别描述了本发明的 不同特征和实施例，但是他们可以被结合在一起。例如，图7A和8A的广 播和TAP特征可以被结合在一起，而不需要大量修改来适应该结合后的特 征。另外，光纤配线盒可以被重新排列，从而使得输入端口被连接至他们 的对应的输出端口。如先前所说明的，这种连接考虑了来自一个网节点方向的光信号被转换以返回该方向的可能性。从数据传输的观点看，这种转 换是毫无意义的。然而，这种光信号运动使得能够在网状网络节点处对转 换操作进行进一步测试。
又一个示例是，光纤配线盒可以通过结合用于代替输入波长路由器的
光分路器而被向前扩展。参见图2B、 5A-5D、 6和9中的交换卡上的光分 路器。通过此结合，光分路器的输入端变成了无源光纤配线盒的输入端 口，并且交换卡(除了光分路器以外)继续带有源组件。客户丢弃功能多 路分配器33N等以及客户添加功能多路复用器34N等(他们是无源装置) 也可以被包括在光纤配线盒中。
总之，本发明的无源光纤配线盒在不需要关于哪个端口需要被连接至 特定的其他端口的详细指令的情况下，将分布式交换结构的开关DWDM 装置互连。附加特征考虑到了连接性的自动检测。误连接被避免，以提供 巨大的操作效益(尤其对于高容量节点来说)。
所以，尽管以上说明提供了本发明的优选实施例的完全且完整的公 开，但是各种修改、可替换结构和等同物对于本领域技术人员将是显而易 见的。所以，本发明的范围仅受所附权利要求的界限和范围的限制。
权利要求
1. 在WDM光网络的网节点中，所述网节点具有多个光信号引导输入装置、多个光信号引导输出装置、以及用于互连所述多个光信号引导输入装置和所述多个光信号引导输出装置的光纤配线盒，所述光纤配线盒包括多个输入端口，每个输入端口连接至所述多个光信号引导输入装置中的一个；多个输出端口，每个输出端口连接至所述多个光信号引导输出装置中的一个并且对应于所述多个输入端口中的一个；多条光通道，每条光通道将所述多个输入端口中的一个连接至所述多个输出端口中的一个；并且其中，所述光纤配线盒不具有有源组件。
2. 根据权利要求1所述的光纤配线盒，其中，所述多条光通道中的每 -一条包括光纤，并且所述光纤配线盒还包括壳体，所述壳体用于提供安装 用于所述输入和输出端口的连接器的基座并且用于保护所述多条光通道光 纤。
3. 根据权利要求2所述的光纤配线盒，其中，用于所述输入端口的所 述连接器包括带状或阵列连接器。
4. 根据权利要求2所述的光纤配线盒，其中，用于所述输出端口的所 述连接器包括带状或阵列连接器。
5. 根据权利要求2所述的光纤配线盒，其中，所述壳体包括用于封闭 所述多条光通道光纤的固体塑料。
6. 根据权利要求5所述的光纤配线盒，其中，所述连接器位于所述壳 体的边缘处，以接纳所述光通道光纤。
7. 根据权利要求1所述的光纤配线盒，其中，每条光通道将所述多个 输入端口中的一个输入端口连接至所述多个输出端口中的不与所述多个输 入端口中的所述这个输入端口对应的一个输出端口 。
8. 根据权利要求7所述的光纤配线盒，还包括第一多条检验光通道，每条检验通道将所述多个输入端口中的一个连接至所述多个输出端口中的 对应的一个，从而使得所述多个输入端口中的所述一个处的所述检验通道 上的光信号出现在所述多个输出端口中的所述对应的一个处。
9. 根据权利要求8所述的光纤配线盒，其中，第一多条检验光通道的 每条包括衰减器，所述衰减器具有识别所述多个输入端口中的所述一个和 所述多个输出端口中的所述对应的一个的衰减水平。
10. 根据权利要求9所述的光纤配线盒，还包括第二多条检验光通道，第二多条检验光通道的每条与所述第一多条检验光通道中的一条并行 将所述多个输入端口中的一个连接至所述多个输出端口中的对应的一个， 从而使得所述多个输入端口中的所述一个处的所述第二多条检验光通道上 的光信号出现在所述多个输出端口中的所述对应的一个处。
11. 根据权利要求IO所述的光纤配线盒，其中，第二多条检验光通道 的每条不包括衰减器。
12. 根据权利要求IO所述的光纤配线盒，其中，第二多条检验光通道 的每条包括衰减器，所述衰减器具有与和所述第二多条检验光通道并行的 所述第一多条检验光通道的一条中的衰减器的衰减值相结合来识别所述多 个输入端口中的所述一个和所述多个输出端口中的所述对应的一个的衰减 值。
13. 根据权利要求1所述的光纤配线盒，其中所述多条光通道还包括多个光分路器；多条第一光通道，每条第一光通道连接所述多个输入端口中的一个和 所述多个光分路器中的一个；以及多条第二光通道，每条第二光通道连接至所述多个光分路器中的一个 和所述多个输出端口中的一个，从而使得每条光通道包括第一光通道、光 分路器以及第二光通道。
14. 根据权利要求13所述的光纤配线盒，其中，每条光通道将所述多 个输入端口中的一个输入端口连接至所述多个输出端口中的不与所述多个 输入端口中的所述这个输入端口对应的一个输出端口 。
15. 根据权利要求14所述的光纤配线盒，还包括多条检验通道，每条 检验通道通过连接至所述多个输入端口中的一个输入端口的所述光分路器 中的一个，将所述多个输入端口中的所述一个输入端口连接至所述多个输 出端口中的与所述多个输入端口中的所述一个输入端口对应的一个输出端 口，每条检验光通道包括衰减器。
16. 根据权利要求1所述的光纤配线盒，其中，所述多条光通道还包括多个光合路器；多条第一光通道，每条第一光通道连接至所述多个输入端口中的一个 和所述多个光合路器中的一个；以及多条第二光通道，每条第二光通道连接至所述多个光合路器中的一个 和所述多个输出端口中的一个，从而使得每条光通道包括第一光通道、光 合路器以及第二光通道。
17. 根据权利要求1所述的光纤配线盒，还包括广播输入端口和多条 广播光通道，每条广播光通道将所述广播输入端口连接至所述多个输出端 口中的各个输出端口。
18. 根据权利要求17所述的光纤配线盒，其中，所述多条光通道还包括多个光分路器；多条第一光通道，每条第一光通道连接所述多个输入端口中的一个和 所述多个光分路器中的一个；多条第二光通道，每条第二光通道连接至所述多个光分路器中的一个 和所述多个输出端口中的一个，从而使得每条光通道包括第一光通道、光 分路器和第二光通道；广播光分路器；第一广播光通道，连接至所述广播输入端口和所述广播光分路器；以及多条第二广播光通道，每条第二广播光通道将所述广播光分路器连接 至各个所述输出端口。
19. 根据权利要求1所述的光纤配线盒，还包括测试接入端口和多条 测试光通道，各条测试光通道将各个所述输入端口连接至所述测试接入端□。
20. 根据权利要求19所述的光线配线盒，其中，所述多条光通道还包括多个光分路器；多条第一光通道，每条第一光通道连接所述多个输入端口中的一个和 所述多个光分路器中的一个；多条第二光通道，每条第二光通道连接至所述多个光分路器中的一个 和所述多个输出端口中的一个，从而使得每条光通道包括第一光通道、光 分路器以及第二光通道；以及多条第二测试光通道，每条第二测试光通道将所述光分路器中的一个 连接至所述测试接入端口，从而使得每条测试光通道包括第一光通道、光 分路器以及第二测试光通道。
21. 在WDM光网络的网节点中，所述网节点具有多个交换卡和互连 所述交换卡的光纤配线盒，每个交换卡连接至去往和来自至少一个网节点 方向的光纤，并且包括至少一个用于有选择地将由所述交换卡接收的光信 号发送至去往所述至少一个网节点方向的光纤的波长引导输出装置，所述 光纤配线盒包括多个第一输入光分路器，每个第一输入光分路器连接至所述多个交换 卡中的一个；多个输出端口，每个输出端口连接至所述多个交换卡中的一个；以及 多条光通道，每条光通道将所述多个第一输入光分路器中的一个连接 至所述多个输出端口中的一个；其中，所述光纤配线盒不具有有源组件。
22. 根据权利要求21所述的光纤配线盒，还包括多个第二输入光分路 器，每个第二输入光分路器连接至所述多个第一输入光分路器中的一个， 所述多条光通道中的每一条通过第二输入光分路器将所述多个第一输入光 分路器中的一个连接至所述多个输出端口中的一个。
23. 根据权利要求22所述的光纤配线盒，其中，每条光通道将所述多 个第二输入光分路器中的一个连接至所述多个输出端口中的与所述多个第 一输入光分路器中的所述一个不对应的一个输出端口。
24. 根据权利要求23所述的光纤配线盒，还包括第一多条检验光通 道，每条检验通道将所述多个第二输入光分路器中的一个连接至所述多个 输出端口中的对应的一个输出端口，从而使得来自所述多个交换卡中的一 个交换卡的所述检验通道上的光信号出现在连接至所述多个交换卡中的所 述一个交换卡的所述多个输出端口中的所述一个输出端口处。
25. 根据权利要求24所述的光纤配线盒，其中，第一多条检验光通道 的每条包括衰减器，所述衰减器用于识别所述第一光分路器中的所述一 个、所连接的交换卡以及所述多个输出端口中的所述对应的一个输出端 □。
26. —种用于WDM光网络的网节点，包括 多个光信号引导输入装置； 多个光信号引导输出装置；以及光纤配线盒，所述光纤配线盒将所述多个光信号引导输入装置和所述 多个光信号引导输出装置互连，所述光纤配线盒包括多个输入端口，每个输入端口连接至所述多个光信号引导输入装 置中的一个；多个输 出端口，每个输出端口连接至所述多个光信号引导输出装 置中的一个并且与所述多个输入端口中的一个对应；多条光通道，每条光通道将所述多个输入端口中的一个连接至所 述多个输出端口中的一个；并且其中，所述光纤配线盒不具有有源元件。
27. 根据权利要求26所述的网节点，其中，所述多个光信号引导输入 装置中的每个包括1 X N光分路器。
28. 根据权利要求27所述的网节点，其中，所述多个光信号引导输入 装置中的每个包括1X2光分路器。
29. 根据权利要求26所述的网节点，其中，所述多个光信号引导输入装置中的每个包括1XN波长路由器。
30. 根据权利要求26所述的网节点，其中，所述多个光学信号引导输 入装置中的每个包括1XN波长选择开关。
31. 根据权利要求26所述的网节点，其中，所述多个光信号引导输出 装置中的每个包括NX 1光合路器。
32. 根据权利要求31所述的网节点，其中，所述多个光信号引导输出 装置中每个包括2X 1光合路器。
33. 根据权利要求26所述的网节点，其中，所述多个光信号引导输出 装置中的每个包括NX1波长路由器。
34. 根据权利要求26所述的网节点，其中，所述多个光信号引导输出 装置中的每个包括NX1波长选择开关。
35. 根据权利要求26所述的网节点，其中，所述多个光信号引导输入 装置和所述多个光信号引导输出装置处于多个交换卡上，每个交换卡通过 所述光纤配线盒输入和输出端口连接至所述光纤配线盒。
36. 根据权利要求26所述的网节点，其中，所述光纤配线盒还包括多 条检验光通道，每条检验通道将所述多个输入端口中的一个连接至所述多 个输出端口中的对应的一个，从而使得所述多个输入端口中的所述一个处 的所述检验通道上的光信号出现在所述多个输出端口中的所述对应的一个 处；并且其中，每个交换卡还包括连接至输入端口的激光二极管和连接至 所述光纤配线盒的对应的输出端口的光电二极管，从而使得来自所述激光 二极管的光信号被所述光电二极管接收。
37. 根据权利要求36所述的网节点，其中，每个交换卡管理去往和来 自所述网节点的一个网络方向的光信号。
全文摘要
网状光网络节点具有带有诸如波长路由器之类的有源组件的交换卡，以转换通过该节点的光信号的路径，并且光纤配线盒处理交换卡之间的大量光纤互连。光纤配线盒不具有有源组件并可以包括光通道，以不仅检验到光纤配线盒的交换卡连接已经建立而且检验该连接被适当建立。
文档编号H04J14/00GK101490991SQ200780027260
公开日2009年7月22日 申请日期2007年8月23日 优先权日2006年8月29日
发明者斯特凡诺·皮卡西亚, 欧南·格斯塔尔, 罗纳德·约翰逊, 莫罗·鲁弟·卡斯诺瓦 申请人:思科技术公司