专利名称：光选择路由器的制作方法
技术领域：
本发明涉及光通信领域光网络系统，尤其涉及一种光选择路由器。
背景技术：
光纤通讯技术的快速发展以及成熟和低成本化的发展趋势，使得光网络系统逐渐 普及，光纤到户随之成为现实。随着相关技术的发展和用户逐步提升的需求，具有远程控制 功能和智能化的光网络系统将成为今后光网络发展的一种趋势。为了实现光网络的上述功能，许多无源的光分离和光导器件不可或缺，如最常 见的光功率分离器，其作用是把一束光按一定的功率比例分配到不同的分支光纤上进行 传输；另如光分插复用器(Optical add and drop multiplexier，OADM)，它是波分复用 (Wavelength Division Multiplexing,WDM)光网络的关键器件之一，其功能是从传输光路 中按照光波长的不同，有选择地在本地接收终止或发送新的特定波长的光信号。但现有的光分离或光导向等光器件，并不能在同一光纤传输线路中，将所需要的 波长的光信号分离出来且不影响其他波长的光信号的传输，或者在同一光纤传输线路中， 对其中某个上行或下行通道在不依赖光发射器的情况下进行功率控制。
发明内容
本发明实施例提供一种光选择路由器，用以实现在同一光纤传输线路中，对不同 方向上传输的光信号分别进行控制。本发明实施例提供的光选择路由器，包括第一光环行器、第二光环行器和光控制 器件，其中第一光环行器的单向输入端口与第二光环行器的单向输出端口连接，形成允许光 信号经第二光环形器和第一光环形器单向通过的第一光通道；所述光控制器件的一输入端口与第一光环形器的单向输出端口连接、一输出端口 与第二光环形器的单向输入端口连接，形成允许光信号经第一光环形器、所述光控制器件、 第二光环形器单向通过的第二光通道。本发明的上述实施例，通过将2个光环形器与1个光控制器件连接，从而在光选择 路由器的内部形成第一光通道和第二光通道，其中，第一光通道经第一光环行器的单向输 入端口与第二光环行器的单向输出端口连接而形成，根据光环行器的正向顺序导通而反向 传输阻止的特性，该第一光通道为单向通道，仅允许从第二光环形器的双向输入端口输入 的光信号通过，并经第一光环形器的双向传输端口输出；第二光通道经第一光环形器的单 向输出端口与光控制器件的输入端口连接、光控制器件的输出端口为第一光环形器的单向 输入端口连接而形成，根据光环行器的正向顺序导通而反向传输阻止的特性，该第二光通 道也为单向通道，仅允许从第一光环形器的双向输入端口输入的光信号通过，并经第二光 环形器的双向传输端口输出，且经第二光通道输出的光信号是经过光控制器件处理过的光 信号，从而实现了对不同方向上传输的光信号分别进行控制。
图1为光环行器的结构及工作原理示意图；图2为光滤波器的结构及工作原理示意图；图3为本发明实施例的光选择路由器30的结构示意图；图4为本发明实施例的光选择路由器40的结构示意图；图5为本发明实施例的光选择路由器50的结构示意图；图6为本发明实施例的光选择路由器60的结构示意图；图7为本发明实施例的光选择路由器70的结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图，对本发明的实施例作详细描述。本发明实施例所涉及到的光学器件有光环行器(Circulator)和光滤波器及光通 道控制器。光环行器具有正向顺序导通而反向传输阻止的特性，可以实现正反向光的传输， 其工作原理可如图1所示。光滤波器可以将特定波长的光透射，其余波长的光反射，可以实现不同波长光的 分离，其工作原理可如图2所示。光通道控制器是一种可变光衰减器，或光纤光开关，它可以对该通道的光功率进 行控制，甚至关闭该通道。如图1所示，光环行器具有端口 1、端口 2和端口 3。其中，端口 1可接收输入光， 为单向输入端口 ；端口 3可输出光，为单向输出端口 ；端口 2可接收输入光也可输出光，为 双向传输端口。光通过光环器的行程可包括光信号从端口 1进入，从端口 2输出；光信号从端口 2进入、从端口 3输出；其他的光行程均被禁止。如图2所示，光滤波器一般具有3个端口 端口 C (Common端口，即共用端口)、端 口 P (Pass端口，即透射端口)和端口 R (Reflection端口，即反射端口)。设光滤波器可反 射波长为第一波长段的光信号，可透射其余波长段(表示为第二波长段)的光信号，则，第 一波长段和第二波长段的光信号均能从端口 C输入或输出，而端口 R只允许第一波长段的 光信号输入或输出，端口 P只允许第二波长段的光信号输入或输出。根据该3个端口的不 同特性，光通过光滤波器的行程可包括光信号从端口 C进入，经光滤波器进行光透射和反射后，透射光从端口 P输出，反 射光从端口 R输出。光滤波器根据生产工艺可分为薄膜滤波器(Thin-Film-Filter，TFF)和光纤布拉 格光栅反射器(Fiber Bragg Grating, FBG)。薄膜滤波器又可分为边带滤波器和宽带滤波器。边带滤波器可将设定波长以下的 光信号透射，将该设定波长以上的光信号进行反射；宽带滤波器可将设定波长段的光信号 透射，将其他波长段的光信号反射。
本发明实施例采用如上所述的2个光环形器和1个光滤波器，以及进一步使用光 通道控制器构成光选择路由器，用来从同一光纤传输线路上的光双向通道中分离出所需波 长的光信号。参见图3，为本发明实施例提供的光选择路由器30的结构示意图。如图所示，光选 择路由器30包括光环行器301、光环行器302、光滤波器303，其中光滤波器303的端口 C与光环形器301的端口 3连接，光滤波器303的端口 P与 光环形器302的端口 1连接，光环形器301的端口 1和光环形器302的端口 3连接。光环 形器301的端口 2和光环形器302的端口 2分别形成光选择路由器30的光纤端口 II和光 纤端口 I，光滤波器303的端口 R形成光选择路由器30的光纤端口 III，用于输出光选择路 由器30分离出来的特定波长的光信号。在使用光选择路由器30进行基于波长选择的光信号路由传输时，将光选择路由 器30串接到光纤传输线路中，即将光选择路由器30的光纤端口 I和光纤端口 II连接到光 纤传输线路中。光信号从光选择路由器30的光纤端口 I输入后的光路行程为光信号进入光纤端口 I后到达光环形器302的端口 2，根据光环形器302的正向 顺序导通而反向传输阻止的特性，光信号通过光环形器302后从该光环形器的端口 3输出； 随后，光信号进入到光环形器301的端口 1，根据光环形器301的正向顺序导通而反向传输 阻止的特性，光信号通过光环形器301后从该光环形器的端口 2输出，并达到光选择路由器 30的光纤端口 II。这一光路行程是单向的，并且基本没有干扰。光信号从光选择路由器30的光纤端口 II输入后的光路行程为光信号进入光纤端口 II后到达光环形器301的端口 2，根据光环形器301的正向 顺序导通而反向传输阻止的特性，光信号通过光环形器301后从该光环形器的端口 3输出； 随后，光信号进入到光滤波器303的端口 C，光信号经光滤波器303滤波处理后，透射光信号 从光滤波器303的端口 P输出，反射光信号从光滤波器303的端口 R输出；从光滤波器303 的端口 P输出的透射光信号进入光环形器302的端口 1，从光环形器302的端口 2输出到光 选择路由器30的光纤端口 I ；从光滤波器303的端口 R输出的反射光信号到达光选择路由 器30的光纤端口 III。这一光路行程是单向的，所需波长的光信号被光选择路由器30分离 出来后从其光纤端口 III输出。如果需要将波长在特定波长以上的光信号反射出来，则可选用边带滤波器作为光 选择路由器30中的光滤波器；如果需要将特定波长段(如第一波长到第二波长之间)以外 的光信号反射出来，则可选用宽带滤波器作为光选择路由器30中的光滤波器。上述的边带 滤波器和宽带滤波器都可以是薄膜滤波器。参见图4，为本发明实施例提供的光选择路由器40的结构示意图。如图所示，光选 择路由器40包括光环行器401、光环行器402、光滤波器403，其中光滤波器403的端口 C与光环形器401的端口 3连接，光滤波器403的端口 R与 光环形器402的端口 1连接，光环形器401的端口 1和光环形器402的端口 3连接。光环 形器401的端口 2和光环形器402的端口 2分别形成光选择路由器40的光纤端口 II和光 纤端口 I，光滤波器303的端口 P形成光选择路由器40的光纤端口 III，用于输出光选择路 由器40分离出来的特定波长的光信号。
在使用光选择路由器40进行基于波长选择的光信号路由传输时，将光选择路由 器40串接到光纤传输线路中。光信号从光选择路由器40的光纤端口 I输入后的光路行程为光信号进入光纤端口 I后到达光环形器402的端口 2，通过光环形器402后从该光 环形器的端口 3输出；随后，光信号进入到光环形器301的端口 1，通过光环形器401后从该 光环形器的端口 2输出，并达到光选择路由器40的光纤端口 II。这一光路行程是单向的， 并且基本没有干扰。光信号从光选择路由器40的光纤端口 II输入后的光路行程为光信号进入光纤端口 II后到达光环形器401的端口 2，通过光环形器401后从该 光环形器的端口 3输出；随后，光信号进入到光滤波器403的端口 C，光信号经光滤波器403 滤波处理后，反射光信号从光滤波器403的端口 R输出，透射光信号从光滤波器403的端口 P输出；从光滤波器403的端口 R输出的反射光信号进入光环形器402的端口 1，从光环形 器402的端口 2输出到光选择路由器40的光纤端口 I ；从光滤波器403的端口 P输出的透 射光信号到达光选择路由器40的光纤端口 III。这一光路行程是单向的，所需波长的光信 号被光选择路由器30分离出来后从其光纤端口 III输出。如果需要将波长在特定波长以下的光信号透射出来，则可选用边带滤波器作为光 选择路由器40中的光滤波器；如果需要将特定波长段(如第一波长到第二波长之间)的光 信号透射出来，则可选用宽带滤波器作为光选择路由器40中的光滤波器。上述的边带滤波 器和宽带滤波器都可以是薄膜滤波器。在光选择路由器30中增加1个光通道控制器，即可得到本发明实施例的光选择路 由器50。如图5所示，光选择路由器50包括光环行器501、光环行器502、光滤波器503和 光通道控制器504，其中光滤波器503的端口 C与光环形器501的端口 3连接，光滤波器503的端口 P与 光通道控制器504的一输入端口连接，光通道控制器504的一输出端口与光环形器502的 端口 1连接，光环形器501的端口 1和光环形器502的端口 3连接。光环形器501的端口 2和光环形器502的端口 2分别形成光选择路由器50的光纤端口 II和光纤端口 I，光滤波 器503的端口 R形成光选择路由器50的光纤端口 III，用于输出光选择路由器50分离出来 的特定波长的光信号。基于光选择路由器50的光路行程基本与基于光选择路由器30的光路行程相同， 不同之处在于在光信号从光纤端口 II输入到光选择路由器50后，从光滤波器503的端口 P输 出的透射光信号经光通道控制器504的衰减控制后，衰减后的光信号经光环形器502输出； 或者，从光滤波器503的端口 P输出的透射光信号输入到光通道控制器504后，由于光通道 控制器504关闭了该方向的光通道，即，使从光滤波器503出来的透射光到此截止，则光滤 波器503的透射光信号不会再输入到光环形器502。在光选择路由器40中增加1个光通道控制器，即可得到本发明实施例的光选择路 由器60。如图6所示，光选择路由器60包括光环行器601、光环行器602、光滤波器603和光通道控制器604，其中光滤波器603的端口 C与光环形器601的端口 3连接，光滤波器603的端口 R与 光通道控制器604的一输入端口连接，光通道控制器604的一输出端口与光环形器602的 端口 1连接，光环形器601的端口 1和光环形器602的端口 3连接。光环形器601的端口 2和光环形器602的端口 2分别形成光选择路由器60的光纤端口 II和光纤端口 I，光滤波 器603的端口 P形成光选择路由器60的光纤端口 III，用于输出光选择路由器60分离出来 的特定波长的光信号。基于光选择路由器60的光路行程基本与基于光选择路由器40的光路行程相同， 不同之处在于在光信号从光纤端口 II输入到光选择路由器60后，从光滤波器603的端口 R输 出的反射光信号经光通道控制器604的衰减控制后，衰减后的光信号经光环形器602输出； 或者，从光滤波器603的端口 R输出的反射光信号输入到光通道控制器604后，由于光通道 控制器604关闭了该方向的光通道，S卩，使从光滤波器603出来的透射光到此截止，则光滤 波器603的透射光信号不会再输入到光环形器602。参见图7，为本发明另一实施例提供的光选择路由器的结构示意图。将图4所示的 光选择路由器中光滤波器替换为光通道控制器，即可得到如图7所示的光选择路由器70。其中，光信号从光选择路由器70的光纤端口 I输入后的光路行程为与图4所示 的该方向上的光路行程相同；光信号从光选择路由器70的光纤端口 II输入后的光路行程 为光信号进入光纤端口 II后经光环形器701的端口 3输出到光通道控制器703的 输入端口，经光通道控制器703的衰减控制后，衰减后的光信号经光环形器702输出；或者， 由于光通道控制器703关闭了该方向的光通道，S卩，使从光环形器701出来的光信号到光通 道控制器703被截止，不再输入到光环形器702。通过光选择路由器50和光选择路由器60可以看出，在引入光通道控制器后，利用 光通道控制器的光信号衰减或阻断功能，可以在同一光纤传输线路中，对其中某个上行或 下行通道进行控制。 将光选择路由器30或光选择路由器40的光纤端口 11连接在用户设备侧，将光纤 端口 I连接在网络设备侧，如中心局基点侧，可对于由中心局基点传向用户设备的光信号 不进行干预，对由用户设备传向中心局基点的光信号进行分离。由于光信号的波长特性可能会受到传输过程中的线路问题，如光缆破损等因素的 影响而产生变化，光网络系统的检测和诊断可通过对特定波长的探测光脉冲的反射信号监 测和分析来实现，通过对其中菲涅耳反射光信号进行分析，来对线路中问题出现的位置进 行定位，而对其余正常波长或波段的光信号，使其按原有传输路线进行传输，从而实现在不 影响正常光的传输的同时，高效、有针对性地检测光传输线路，保证光网络系统的正常运 行，提升光网络系统性能。使用光选择路由器30或光选择路由器40可对光网络系统进行 检测或故障定位，即，通过对光选择路由器30或波长选择路由选择器40分离出来的特定波 长的光信号进行分析，来检测光网络系统或故障定位。根据实际情况的不同，有时候需要有针对性地对特定波长的光信号在传输过程中 的损耗进行降低，而要在不影响其余光信号传输的情况下对该特定波长的光信号进行特殊处理，就要先将其从整束光中分离出来，而使用光选择路由器30或光选择路由器40可实现 该需求。有时候也需要对不可控光源所使用的光通道进行控制，如对其进行衰减和关闭， 把它与其它光网络隔离开来，同时光检测信号又能被分离出来，那么可控光选择路由器50 或60就能满足该需求。有时候只需要对不可控光源所使用的光通道进行控制，如对其进行衰减和关闭， 把它与其它光网络隔离开来，那么可控光选择路由器70就能满足该需求。需要说明的是，本发明实施例中的光滤波器也可以由其他具有光分离作用的光器 件代替。综上所述，本发明所提供的实施例，通过对不同波长的光进行选择滤波处理，将指 定波长或波段的光分离出来进行单独传输，实现了基于波长对光进行路由。对光的路由处 理，有利于实现在不影响该其余部分光的传输的情况下对特定波长光进行特殊处理，如，通 过对特定波长的光进行区别传输，可以使其经光滤波器后直接传输到中心局基点或指定的 设备中，避免了经由中间器件所引起的光损耗，从而有利于通过对特殊波长光的检测和分 析实现对光传输线路的检测和诊断。而光选择路由器，还可以通过控制光通道对某些不可 控光源如人为的破坏等进行控制，中断该通道把它与其它光网络隔离，这样就最大限度地 减少其对其它用户或光网络的影响，降低了运营商的维护成本。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精 神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围 之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求
1.一种光选择路由器，其特征在于，包括第一光环行器、第二光环行器和光控制器件， 其中第一光环行器的单向输入端口与第二光环行器的单向输出端口连接，形成允许光信号 经第二光环形器和第一光环形器单向通过的第一光通道；所述光控制器件的一输入端口与第一光环形器的单向输出端口连接、一输出端口与第 二光环形器的单向输入端口连接，形成允许光信号经第一光环形器、所述光控制器件、第二 光环形器单向通过的第二光通道。
2.如权利要求1所述的光选择路由器，其特征在于，所述光控制器件为光分离器件；所 述光分离器件用于将输入的光信号分离为不同波长范围的光信号后分别从其第一输出端 口和第二输出端口输出；所述光分离器件的输入端口与第一光环形器的单向输出端口连接、所述光分离器件的 第一输出端口与第二光环形器的单向输入端口连接；第一光环形器的双向传输端口到其单向输出端口、所述光分离器件的输入端口到其第 一输出端口、第二光环形器的单向输入端口到其双向传输端口形成所述第二光通道；第一光环形器的双向传输端口到其单向输出端口、所述光分离器件的输入端口到其第 二输出端口形成允许光信号单向通过的第三光通道。
3.如权利要求1所述的光选择路由器，其特征在于，所述光控制器件包括光分离器件 和光通道控制器；所述光分离器件用于将输入的光信号分离为不同波长范围的光信号后分 别从其第一输出端口和第二输出端口输出；所述光通道控制器用于将输入的光信号进行衰 减后输出，或者将输入的光信号截止；所述光分离器件的输入端口与第一光环形器的单向输出端口连接、所述光分离器件的 第一输出端口与所述光通道控制器的一输入端口连接，所述光通道控制器的一输出端口与 第二光环形器的单向输入端口连接；第一光环形器的双向传输端口到其单向输出端口、所述光分离器件的输入端口到其第 一输出端口、所述光通道控制器的输入端口到其输出端口、第二光环形器的单向输入端口 到其双向传输端口形成所述第二光通道；第一光环形器的双向传输端口到其单向输出端口、所述光分离器件的输入端口到其第 二输出端口形成允许光信号单向通过的第三光通道。
4.如权利要求2或3所述的光选择路由器，其特征在于，所述光分离器件为光滤波器； 所述光分离器件的输入端口、第一输出端口、第二输出端口依次为所述光滤波器的共用端口、反射端口、透射端口 ；或者，所述光分离器件的输入端口、第一输出端口、第二输出端口依次为所述光滤波器 的共用端口、透射端口、反射端口。
5.如权利要求4所述的光选择路由器，其特征在于，所述光滤波器为薄膜滤波器或光 纤布拉格光栅反射器。
6.如权利要求5所述的光选择路由器，其特征在于，所述薄膜滤波器为边带滤波器或 宽带滤波器。
7.如权利要求1所述的光选择路由器，其特征在于，所述光控制器件为光通道控制器， 所述光通道控制器用于将输入的光信号进行衰减后输出，或者将输入的光信号截止；所述光通道控制器的输入端口与第一光环形器的单向输出端口连接、输出端口与第二 光环形器的单向输入端口连接，形成所述第二光通道。
8.如权利要求7所述的光选择路由器，其特征在于，所述光通道控制器为可变光衰减 器或光纤光开关。
全文摘要
本发明公开了一种光选择路由器，包括第一光环行器、第二光环行器和光控制器件；第一光环行器的单向输入端口与第二光环行器的单向输出端口连接，形成第一光通道；光控制器件的一输入端口与第一光环形器的单向输出端口连接、一输出端口与第二光环形器的单向输入端口连接，形成第二光通道；当第二光环形器的双向传输端口接收到光信号后，该光信号经第一光通道从第一光环形器的双向传输端口输出；当第一光环形器的双向传输端口接收到光信号后，该光信号经第二光通道从第二光环形器的双向传输端口输出，且从第二光通道输出的光信号是经过光控制器件处理后的光信号。采用本发明，可以把上下行光分离开来，并对其中的一路光信号进行控制。
文档编号H04Q11/00GK102088643SQ20091025214
公开日2011年6月8日 申请日期2009年12月3日 优先权日2009年12月3日
发明者张博山, 徐继东 申请人:中兴通讯股份有限公司