专利名称：光学分插复用器(oadm)的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于光纤环路网络中自复节点结构的一种方法或一种系统，更具体而言，涉及一种光学分插复用器(Optical Add DropMultiplexer，OADM)。
现有技术光纤环路网络是形成闭合环路的节点群，其中每个节点经过双向通讯装置连接起来。在SDH/SONET环路结构中使用的复用器件是分插复用器(ADM)，它可加入和分出局域信道并通过传输信道。自复环路是可提供冗余带宽的环路网络，这样在网络故障之后中断的服务可自动恢复。
现有技术，如在美国专利No.5,185,736中由Tyrrel等所公开的，只能提供对光纤故障的保护，而不能对节点故障提供保护。在Haller等的美国专利No.4,704,713中，给出了一种处理节点故障的方法，但不能处理光纤故障。另外，由于在每个二级节点的电光转换，这种解决办法对使用线、比特率以及编码格式不是透明的。
波分复用到目前为止集中于数据包开关网络中，如在Habbab等的美国专利No.4,979,879，Eda的4,797,879，McMahon的5,208,692中所公开的。所有这些方法都是用于局域网(LAN)，而并不是SDH/SDNET系统的竞争对手。
SDH/SONET环路的升级昂贵。如果一个子节点作了改变，如比特率升高，那么环路上的所有其他子节点也不得不进行改变。不过引入基于多波长的网络层，灵活性可大大增加。在同一光纤网络，如一个实际环路中，在不同的波长上可采用新的传输形式。
当全部传输信号流集中在同一光纤中时，环路保护的需求就增加了。一种理想的保护性能是不论错误在何时产生都可简单、快速、有效地处理。
发明概述根据本发明的第一目的，公开了一种在光学网络环路中可防止节点故障和光纤故障的子节点或子节点系统构成方法，该网络包括工作环路和备用环路，每个子节点包括监测点、选择光学滤波装置、光学2×2转换开关装置和光学放大装置，还包括步骤通过可监测监测点的监测器件装置对工作和备用环路的每个子节点的输入和输出进行监测；通过监测器件装置根据在子节点检测到的信号丢失而产生报警信号；作为对报警信号的响应，引起报警信号的子节点状态作为所产生的报警信号的函数由第一状态设置为几种可能的情况之一；根据新状态对子节点选取一种开关组合。
根据本发明的方法和系统的其他目的和步骤在从属的权利要求中说明。
附图简述本发明及其进一步的目的和优点最好一起参照下面的详述和附图来理解，在附图中
图1是根据本发明的光学自复环路的简单的结构示意图；图2是本发明中使用的光学分插复用器的结构图；图3是相应于图2的OADM的节点状态，开关组合和监测信号的对应表；图4用符号形式说明了当定为节点2和节点1的两个节点被折返时的过程；图5用相似的方式说明了被定为节点2、节点3和节点4的三个节点的线路交换过程；图6是说明WDM自复环路的折返过程的流程图；以及图7是说明WDM自复环路的线路交换的流程图。
说明性实施方案详述在图1中，说明了包括两套光纤10和11的自复环路，把许多子节点21-27连接到环路结构中，这些子节点依次连到主节点20(OXC)和DXC/HUB16。参照图1，每个子节点代表第n号光学分插复用器(OADMn)。OADM包括至少两个监测点31和32，两个选择光学滤波器33和34，一个光学2×2转换开关35，以及两个光学放大器37和38，如图2所示。如果只有一个发射器和一个接收器，如线路终端(Line TeRMinal)，可以使用两个光学无源耦合器来访问两套光纤。另外根据现有技术水平每个子节点还包括各自的处理装置(未画出)，来控制从网络来去的信号的交换。
每个节点21-27都能产生报警信号I1和I2，作为在光纤或节点破坏之后必须作出交换决定的基础。信号的一小部分在每个节点附近的两个监测点被提取。工作环路10和备用环路11都至少由一个这样的监测点监控，如图2所示。
报警信号I1和I2由监测装置M1和M2产生，这意味着用简单的探测器来判断光纤上是否有信号，即特定光纤部分是否折断。当M1在工作环路10上检测到信号丢失，便产生和送出报警信号I1。同样当备用光纤11上有信号丢失，M2就产生报警信号I2。
节点出现在不同的状况中，以光学开关的构成方式和光纤的激活方式为特征，例如哪些输入和输出被相互连接。四种基本的节点状态是S1整个系统未受干扰，传输信号在工作环路中流动。
S2线路转换和传输信号转移到备用环路上。
S3在该节点后折返。光纤断路发生在该节点之后的某个地方(在这一节点和下一节点之间的光纤长度上)。输出的信号被送回，即到备用环路上。
S4在该节点前折返。光纤断路发生在该节点和前一节点之间的某个地方。输出的信号被向前送到工作环路上。
在通常情况下(光纤未断路，节点没有故障)，各节点在工作环路10上进行传输。监测系统还需要光纤上的信号以判断光纤是否断路。因此我们可以使用例如分支信号或光学放大器38的被放大的自发辐射，以另外的方式把它送到备用环路11上以用于监测。
图2显示了子节点更详细的结构图，该子节点具有光学滤波器33、34，监控单元以及有两个输入端和两个输出端的光学2×2交换单元35。光学交换单元由不同的有效节点状态来控制。另外，图3中的表给出了可能的节点状态S1-S4结合其相应的光学开关组合和监测信号的列表。
根据本发明如果有光纤断路可以选取以下两种方法之一a)折返环路，或b)线路交换。a)折返图1显示了自复环路的结构图。光纤断路发生在工作环路的子节点21(OADM1)和子节点22(OADM2)之间可引起以下过程节点22(OADM2)的M1检测到信号丢失(工作环路11上无信号)，发出报警信号I1到转换开关，使环路在前面折返，即使节点变到状态S4。参照图3中的表，节点22在状态S4就没有信号传输到节点21的备用环路。这使得节点21的M2检测到信号丢失，于是发出报警信号I2到节点21中的处理器卡。结果节点21向后折返，即变到状态S3。其他节点没有检测到有任何变化。图4用符号显示出该事件的过程。
如果光纤断路发生在备用环路11上，相同的过程会以相反的顺序进行。还应当注意对光学网络环路中的m个节点，子节点OADMm等于OADM0。
如果有节点故障，环路折返以和光纤断路完全相同的方式完成。在两种情况中M1或M2只对信号丢失进行简单的观测，而其丢失原因并不重要。b)线路交换如果对图2的工作环路10上子节点21和22之间的光纤断路选用另一种线路转换，产生报警信号I1给节点22。节点22通过启动备用环路11上的光学滤波器34作出反应，即，使子节点变到状态S2。在状态S2的节点22产生I1给下一个节点23，也使其变到状态S2。相似地在状态S2的该节点给出I1到下一个节点，最终也使这一节点变到状态S2，等等。其简略说明如图5所示。
在环路中其他点产生的光纤断路会以相同顺序引发相同的过程。备用环路11的光纤断路会由节点检测到并随之报告给管理系统。这种情况下不采取进一步的处理方法。
设有讨论的一种节点情况是旁路功能。当n个节点采用相同的波长，在有节点故障时这变得相当重要。如果它们其中之一出现问题其它一个仍能连通。于是光学信号可简单地通过该节点。这通过在OADM中设置光学滤波器在“全通”状态可轻易实现，参看图2。缺省值(当不加电压时)对滤波器33，34是“全通”，对转换开关是节点状态S1，参见图3表。
除了和故障有关的优点外，根据本发明的OADM结构还使现有光学网络加入或分出节点大大加以简化。
光学网络中的光学加入分出多路选换节点当然可以通过采用和此处在说明性实施方案中所指出的不同的元件以很多种方式来设计，而不脱离由所附权利要求限定的本发明方法和系统的精神、目的及其范围。
流程6显示了说明WDM自复环路的折返的流程图。开始所有节点都设置为S1态，并维持这一状态直到故障产生。如果故障在节点n产生，监测器M1检测到信号丢失(工作环路10上没有信号)，并发送报警信号I1到该节点的转换开关35。该开关使环路向前折返，即使节点n变到S4态。
当节点n在S4态，就没有信号传送到节点n-1的备用环路11上。这使得报警信号I2在节点n-1被触发，表示有信号丢失，于是这一报警信号I2将被传送到节点n-1的处理器卡。结果节点n-1向后折返，即变到S3态。这由图6的右边部分表示。其他节点不会检测到有变化。
如果光纤断路发生在备用环路11上，相同的过程会产生，只是顺序相反，这由图6的左边部分表示。如果有节点故障，环路折返以和光纤断路完全相同的方式来完成，在这两种情况中M1或M2对信号丢失进行简单的观测，而其丢失原因并不重要。
如果在同一光纤上有两处错误发生在环路中，如标有星号(*)的监测信号所注明，那么至少受到影响的节点n会被断开，但网络的其余部分会继续工作。优选地每个事件报告给管理系统。
最好图7显示了说明WDM自复环路的线路转换的流程图。开始所有节点都设置为S1态，并维持这一状态直到故障产生。
如果工作环路10发生断路，这把I1送到节点n。该节点通过启动备用环路11上的滤波器作出反应，即把节点变到S2态。在S2态的节点n把I1向前送到下一个节点n+1，节点n+1也变到S2态。类似地在S2态的这一节点把I1向前送到下一个节点等等。结果网络所有的节点将随之用备用环路11取代工作环路10，于是所需的折返将用工作环路10取代备用环路11。如果环路的两套光纤都检测到错误(监测器1和2)，如在监测器2处用星号(*)所示，环路将会断开。
备用环路11的光纤断路会通过检测节点而报告给管理系统。在这种情况下不采取进一步的处理方法。
权利要求
1.一种在光学网络环路中可防止节点和光纤故障的子节点构成方法，该网络包括工作环路(10)和备用环路(11)，每个子节点包括监测点(31，32)，选择光学滤波装置(33，34)、光学2×2交换装置(35)和光学放大装置(37，38)，该方法进一步包括以下步骤通过可监测监测点的监测器件装置(M1，M2)，对工作环路和备用环路(10，11)的每个子节点的输入和输出分别进行监测；根据在子节点(OADMn)对信号丢失的检测，通过监测器件装置(M1，M2)产生报警信号(I1，I2)；作为对报警信号的响应，把引起报警信号(I1，I2)的子节点(OADMn)的状态作为所产生的报警信号(I1，I2)的函数从第一态(S1)设置为n种可能的状态(S2-S4)之一；以及根据新状态(S2-S4)对该子节点(OADMn)选取一种开关组合。
2.根据权利要求1的方法，包括另外的步骤作为一种可选的方法，即当监测器件装置(M1)产生报警信号(I1)时，在所述子节点(OADMn)的前面折返环路，于是该子节点(OADMn)从第一态(S1)设置成第四态(S4)，该子节点不再在该环路的该子节点(OADMn)处接收任何信号，于是将产生报警信号(I2)到前一个子节点(OADMn-1)，该前一个子节点(OADMn-1)将从第一态(S1)转换到第三态(S3)。
3.根据权利要求1的方法，包括另外的步骤作为一种可选的方法，即当监测器件装置(M2)产生报警信号(I2)时，在所述子节点(OADMn)之后折返环路，于是该子节点(OADMn)从第一态(S1)设置成第三态(S3)，该子节点不再在该环路的该子节点(OADMn)处传送任何信号，于是将在下一个子节点(OADMn+1)产生报警信号(I1)，该下一个子节点(OADMn+1)将从第一态(S1)转换到第四态(S4)。
4.根据权利要求1的方法，包括另外的步骤作为另一种可选的方法，即把工作环路(10)进行线路转换到所述子节点(OADMn)和前一个子节点(OADMn-1)之间的断路光纤上，于是备用环路(11)上的滤波器被启动，该子节点(OADMn)从第一态(S1)转换到第二态(S2)，并依次将前一个子节点(OADMn-1)和下一个子节点(OADMn+1)从第一态(S1)转换到第二态(S2)，因此用备用环路作为一个旁路。
5.根据权利要求1的方法，包括另外的步骤，即对每个子节点(OADMn)设置缺省值，对光学滤波器(33，34)是“全通”，并设置该节点在第一节点态S1，以使光学信号经过。
6.一种在光学网络环路中其结构可防止节点和光纤故障的子节点系统，该网络包括工作环路(10)和备用环路(11)，每个子节点包括监测点(31，32)，选择光学滤波装置(33，34)、光学2×2交换装置(35)和光学放大装置(37，38)，该系统进一步包括以下步骤通过可监测监测点的监测器件装置(M1，M2)，对工作环路和备用环路(10，11)的每个子节点的输入和输出分别进行监测；根据在子节点(OADMn)对信号丢失的检测，通过监测器件装置(M1，M2)产生报警信号(I1，I2)；作为对报警信号的响应，把引起报警信号(I1，I2)的子节点(OADMn)的状态随所产生的报警信号(I1，I2)从第一态(S1)设置为几种可能的状态(S2-S4)之一；以及根据新状态(S2-S4)对该子节点(OADMn)选取一种开关组合。
7.根据权利要求6的系统，包括另外的步骤作为一种可选的方法，即当监测器件装置(M1)产生报警信号(I1)时，在所述子节点(OADMn)的前面折返环路，于是该子节点(OADMn)以第一态(S1)设置成第四态(S4)，该子节点不再在该环路的该子节点(OADMn)处接收任何信号，于是将产生报警信号(I2)到前一个子节点(OADMn-1)，该前一个子节点(OADMn-1)将从第一态(S1)转换到第三态(S3)。
8.根据权利要求6的系统，包括另外的步骤作为一种可选的方法，即当监测器件装置(M2)产生报警信号(I2)时，在所述子节点(OADMn)之后折返环路，于是该子节点(OADMn)从第一态(S1)设置成第三态(S3)，该子节点不再在该环路的该子节点(OADMn)处传送任何信号，于是将在下一个子节点(OADMn+1)产生报警信号(I1)，该下一个子节点(OADMn+1)将从第一态(S1)转换到第四态(S4)。
9.根据权利要求6的系统，包括另外的步骤作为另一种可选的方法，即把工作环路(10)进行线路转换到所述子节点(OADMn)和前一个子节点(OADMn-1)之间的断路光纤上，于是备用环路(11)上的滤波器被启动，该子节点(OADMn)从第一态转换到第二态(S2)，并依次将前一个子节点(OADMn-1)和下一个子节点(OADMn+1)从第一态(S1)转换到第二态(S2)，因此用备用环路作为一个旁路。
10.根据权利要求6的系统，包括另外的步骤，即对每个子节点(OADMn)设置缺省值，对光学滤波器(33，34)是“全通”，并设置该节点在第一节点态S1，以使光学信号经过。
全文摘要
本发明公开了一种在光学网络环路中通过OADM,即光学分插复用器来防止节点故障和光纤故障的子节点或子节点系统的构成方法。该网络包括工作环路和备用环路,每个子节点包括选择光学滤波装置、光学2×2转换开关装置和光学放大装置。该方法和系统还包括步骤:通过监测器件装置对工作环路和备用环路的每个子节点的输入和输出进行监测,根据在子节点检测到信号丢失而产生报警信号。作为对报警信号的响应,引起报警信号的子节点状态作为所产生的报警信号的函数由第一状态转换到几种可能的情况之一,于是根据新状态对子节点选取一种开关组合以清除检测到的错误。
文档编号H04B10/20GK1170485SQ95196920
公开日1998年1月14日 申请日期1995年12月11日 优先权日1994年12月21日
发明者E·阿姆斯特罗姆 申请人:艾利森电话股份有限公司