专利名称：合并光学分量的装置和方法
技术领域：
本发明在于光学传输网络的领域，并且其涉及用于在所述网络中将与一个波长关联的多个光学分量合并为与同一波长关联的光学分量的装置。
背景技术：
本申请的预期领域在于用于特别对于光学接入网和对于数据中心进行切换的光学设备。在光学网络中存在两类切换设备·在拥塞的情况下使得能够导致分组等待的电子交换机或路由器；以及
·不在分组级别处理业务、但是使得能够在两个电子交换机或路由器之间建立永久光学电路的光学交换机。为了避免在能量方面浪费的对每一分组进行电子处理，并且为了增加切换速度，在“Journal of High Speed Networks” 8:69-84，1999 中发表的 C. Qiao 等人的名为“Optical burst switching(OBS)-a new paradigm for an optical Internet，，的文献提出了按照脉冲串(burst)聚合分组并对脉冲串进行光学切换。然而，需要在脉冲串到达之前预先发送信令分组，以便配置光学交换机。该方法在资源利用方面的性能不是最佳的，因为信令分组和脉冲串之间的时间段一般不能用于切换其他脉冲串。在2001 年 3 月的 “IEEE Communications Magazine” 中发表的 Μ· O’ Mahony 等人的文献“The application of optical packet switching in future communicationnetworks”提出了光学切换方法，其中依据它们的目的地的函数并且依据服务质量约束的函数，将分组聚合在光学分组中。光学分组具有特别规定其目的地的标签。光学交换机将光学分组放置在队列中以便读取标签和配置切换表，并且它然后切换光学分组。标签被电子处理。暂时地，该方法是不成熟的，因为可用光学存储器的性能非常有限。
发明内容
本发明的目的之一是弥补现有技术的不足和/或缺陷和/或提供其改善。在第一方面中，本发明提供了一种用于将与一个波长关联的多个光学分量合并为与所述波长关联的光学分量的合并装置，对于所述多个用于合并的分量中的每一光学分量，该装置包括·光学部件，被安排为切换到用于依据阻止信号的函数来阻止所述用于合并的光学分量的阻止位置；·复制部件，被安排为复制所述用于合并的光学分量，用于发送到组合部件；·该组合部件，被安排为通过组合除了所述用于合并的光学分量之外的所述多个分量中的复制的光学分量，来获得所述阻止信号；和·合并部件，被安排为合并该光学部件所输出的光学分量。本发明基于现有全光学(all-optical)切换方法的回顾。在那个上下文中，已对于替换进行搜索，并且已标识对于一种能够将与一个波长关联的光学分量合并为与同一波长关联的光学分量的装置的需求，所述装置能够管理冲突。这里使用术语“光学分量”，来指定给定波长所携带的光学信号。第一方面的合并装置的显著之处在于，其使得能够合并与同一波长关联的多个光学分量，同时还管理冲突。在该装置的输入端口上同时存在两个光学分量的情况下，在来自该装置的输出端上存在这些光学分量中的仅一个。管理合并装置的输入端处的冲突，而不必向光学分量的每一源分配相应波长。在该合并装置中，使用当前可用的分量在光域(optical domain)中执行仅基础(elementary)操作。下述各种实施例或特性可被独立地或彼此组合地添加到第一方面的合并装置。在该装置的第一特定实施例中，该光学部件也被安排为放大光学分量，并且该复制部件连接到光学部件的输出端。 在这样的情况下，在装置的输入端处存在冲突的情况下，在该装置的输入端处存在的第一光学分量是传送的分量。在该装置的另一输入端口上随后变得存在的第二光学分量被阻止，并且只要存在第一光学分量，就继续被阻止。该第一实施例的操作基于“先来先服务(first-come, first-served)” 原理。在该装置的第二特定实施例中，光学部件还被安排为放大光学分量，并且该复制部件连接到该光学部件的输入端。在这样的情况下，在该装置的输入端处存在冲突的情况下，在来自该装置的输出端处不存在光学分量。根据特定特性，该合并装置进一步包括对于所述多个用于合并的分量中的每一光学分量，延迟部件，被安排为向所述用于合并的光学分量施加预定固定持续时间的延迟，该延迟部件连接到与所述用于合并的光学分量关联的阻止部件的输入端。这使得可能在该光学分量到达之前的适当位置中配置该光学部件。在第三特定实施例中，在阻止位置中，该光学部件将所述用于合并的光学分量转向(divert)到注入部件，该注入部件被安排为将所述光学分量重新注入到光纤中，以返回到源节点。这样的装置由此使得能够向源节点通知已发生冲突、以及作为消除对应光学分量的结果已发送的数据所以已被消除。按照该方式通知的源节点能再次传送已经受冲突的数据。该第三实施例中的合并装置由此使得能管理冲突，同时向传送源节点通知任何数据损耗。在这一点强调的是，这完全按照光学发生，并由此不利用任何信令消息，并不对光学分量执行任何电子处理。根据特定特性，控制单元形成组合部件。控制单元用于改善阻止信号的管理，并避免传送不完整的分组。第一方面的合并装置用于集成在第二方面的光学组合器中。本发明由此还提供光学信号的光学组合器，光学信号包括与多个波长分别关联的光学分量，所述光学组合器包括·解多路复用器部件，分别与输入光学信号关联，并被安排为从该输入光学信号获得多个光学分量；
根据第一方面的多个合并装置，其每一个与一个相应波长关联，并连接到所述解多路复用器部件的输出端；和·多路复用器部件，被安排为将该合并装置输出的光学分量多路复用为输出光学信号。该光学组合器由此通过在每一波长处动作以消除引起冲突的那些分组，使得可能在时域中将包括光学分量的多个光学信号多路复用为单一输出光学信号。该光学组合器是动态的，因为其不需要向每一光学信号源分配波长。这用于改善光纤的容量的利用率。该光学组合器还是动态的，因为可能合并组成光学信号的仅一些光学分量。第二方面的光学组合器对于光学切换分组的问题提供了简单和有效的解决方案。该组合器确实只组合光学信号准确地说，其不执行任何切换操作。借助于波长执行切换例如，每一输入端口处的每一波长与相应输出端口关联。切换表格由此是静态的，但是当来自多个输入接口的流在同一输出端口上会聚时，它们借助于本发明按照动态方式被组合。 在该光学组合器中，使用当前可用的分量在光域中仅执行基础操作。这也使得可能在如今大量(volume)业务上在分组级别处实现它。在分组级别处执行切换，而没有聚合分组的任何需求。这优化了光学网络资源的使用。按照与当前切换约束兼容的时间长度(即，分组的持续时间的等级(order)，即大约一微秒的持续时间)，来执行分组的光学切换。此外，不需要分组的电子处理，由此使得可能限制组合器的能耗。光学组合器不需要在传送分组之前交换信令业务。这用于改善光纤的容量的使用。此外，光学组合器不需要聚合分组，也不需要对光学分组进行排队(queue )。第二方面的光学组合器用于集成在第三方面的用于聚合光学信号的光学节点中。本发明由此提供一种用于聚合光学信号的光学节点，光学信号包括与相应多个波长关联的多个光学分量，所述节点包括 根据第二方面的光学信号的光学组合器，被安排为将从相应源光学节点接收的光学信号组合为一个光学信号；和 光学信号分发装置，被安排为将一个接收的光学信号分发到所述源节点。在第四方面中，本发明还提供一种用于将与一个波长关联的多个光学分量合并为与所述波长关联的合并光学分量的方法，该方法包括 用于复制所述多个用于合并的分量的光学分量的步骤，在该步骤期间，复制所述用于合并的光学分量；·用于获得阻止信号的步骤，其中通过组合除了用于合并的光学分量之外的所述多个分量中的复制的光学分量，来获得与所述用于合并的光学分量关联的阻止信号；·阻止步骤，在该步骤期间，依据关联的阻止信号的函数来阻止用于合并的光学分量;和·用于从未阻止的光学分量中获得与该波长关联的合并光学分量的步骤。在第五方面中，本发明还提供一种用于光学组合光学信号的方法，光学信号包括与相应多个波长关联的光学分量，所述方法包括·用于对输入光学信号进行解多路复用以便从输入光学信号获得多个光学分量的步骤；
·在解多路复用步骤中从输入光学信号获得的与一个波长关联的光学分量上实现根据第四方面的合并方法；和·将通过实现该合并方法所获得的输出光学信号多路复用为输出光学信号的步骤。
通过检查以下详细描述和附图，出现本发明的其他特性和优点，其中·图Ia是在本发明的特定实施例中的光学组合器的图；·图Ib是在本发明的另一特定实施例中的光学组合器的图；·图2是在本发明的另一特定实施例中的合并装置的图；··图3a、3b和3c示出了在本发明的特定实施例中的合并装置的三个操作状态；·图4示出了在本发明的特定实施例中的在其环境中的光学聚合节点；·图5示出了在本发明的特定实现中的合并多个光学分量的方法的步骤；·图6示出了在本发明的特定实现中的光学组合光学信号的方法的步骤；和·图7是在本发明的特定实施例中的合并装置的图。
具体实施例方式图Ia是在本发明的特定实施例中的光学组合器110的图。更精确地，光学组合器Iio使得N个输入光学信号能够组合为一个输出光学信号。在图Ia的特定示例中，组合三个光学信号。该示例作为组合数目为N的光学信号的功能可容易地调换(transposable)为其他配置。第一光学信号经由第一光纤FOl而被接收，该光纤经由第一输入端口连接到光学组合器110。第二光学信号经由第二光纤F02而被接收,该光纤经由第二输入端口连接到光学组合器110。第三光学信号经由第三光纤F03而被接收，该光纤经由第三输入端口连接到光学组合器110。输出端口上的来自光学组合器110的输出光学信号经由第四光纤F04而被传送。输入和输出光学信号中的每一个包括多个W个光学分量，每一光学分量与给定波长关联。在图Ia的特定示例中，四个光学分量组成光学信号。没有限制与组成光学信号的光学分量的数目关联。此外，可能组合组成光学信号的光学分量的子集。而且，光学信号的数目N和光学分量的数目W可彼此独立地选择。第一输入光学信号通过第一解多路复用器11被解多路复用为四个波长λ P λ2、λ 3、λ4。在来自该第一解多路复用器11的输出端处获得第一光学信号的四个光学分量λ U、λ21、λ31、λ41。第二输入光学信号通过第二解多路复用器12被解多路复用为四个波长λ” λ2、λ3、λ4。在来自该第二解多路复用器12的输出端处获得第二光学信号的四个光学分量λ 1；2> λ 2，2、λ 3，2、λ 4，2。第三输入光学信号通过第三解多路复用器13被解多路复用为四个波长λρ λ2、λ3、λ4。在来自该第三解多路复用器13的输出端处获得第三光学信号的四个光学分量λ1>3、λ2,3、λ3,3、λ4,3。第一、第二、和第三光学信号的光学分量然后按照波长λ P λ2、λ 3、入4被重新分组，并被施加到合并装置2(ν202、203、204的输入端。本发明的合并装置使得多个光学分量能够被组合为一个结果光学分量，并且按照这样的方式，避免在合并装置的输入端处的光学分量之间的冲突。仅选择生成冲突的光学分量中的一个。更精确地，将光学分量λ ia> λ lj2> λ 1>3施加到第一合并装置2(^的输入端；将光学分量λ 2,1、λ 2,2> λ 2,3施加到第二合并装置202的输入端；将光学分量λ 3jl> λ 3，2、λ 33施加到第三合并装置203的输入端；并将光学分量λ41、λ4，2、λ4 3施加到第四合并装置204的输入端。在来自该第一合并装置2(^的输出端处获得与波长X1关联的第 一光学分量λ “。在来自该第二合并装置202的输出端处获得与波长λ 2关联的第二光学分量λ2 4。在来自该第三合并装置203的输出端处获得与第三波长λ 3关联的第三光学分量λ3 4。在来自该第四合并装置204的输出端处获得与第四波长λ 4关联的第四光学分量λ4,4。在分别来自相应合并装置2(^2(^2(^2(^的输出端处的四个光学分量λ 14、λ2，4、λ 3；4> λ 4，4然后被注入到多路复用器14中，以便形成输出光学信号。图Ib示出了光学组合器110的另一实施例。更精确地，图Ib中示出的光学组合器110用于将三个输入光学信号组合为两个输出光学信号。来自光学组合器110的输出光学信号经由相应第四和第五光纤F04和F05被传送。光学组合器具有波长解多路复用器部件11、12、13以及合并装置2(ν202、203、204，与上面参考图Ia描述的那些类似。在分别来自合并装置2(^2(^的输出端处的四个光学分量中的两个λ 1>4、λ3,4然后被注入到第一多路复用器H1中，以便形成第一光学信号。在分别来自合并装置202、204的输出端处的另两个光学分量λ24、λ34然后被注入到第二多路复用器142中，以便形成第二输出光学信号。由此可能在光学组合器中将作为输入存在的N个光学信号组合为作为输出存在的M个光学信号。对于输入光学信号的数目以及输出光学信号的数目都没有附加限制。在这样的光学组合器中，还可能准备好组合与给定波长关联并在组合器的输入端口的第一集合上存在的光学分量以转到第一输出端口，以及组合在组合器的输入端口的第二集合上存在的分量以转到第二输出端口。没有限制与这些示例关联。由此可能将输入端口上的任何波长切换到输出端口中的任一个。上面，光学组合器的描述施加到具有三个信道的配置。信道的数目应依据要处理的波长的数目的函数来改变。输入端口的数目应基于要组合的源的数目来定义。下面在本发明的特定实施例中参考图2来描述用于将与同一波长关联的多个光学分量合并为与那个波长关联的一个光学分量的装置20。对于与波长λ i关联的第一光学分量λ U，合并装置20具有形成第一信道的以下部件·第一光学部件31，被安排为切换到用于依据第一阻止信号的函数来阻止该第一光学分量的位置；和·第一复制部件41,与该第一光学部件31的输出端连接,并被安排为在两个输出端口上复制该第一光学分量。
第一复制部件41的第一输出端口与具有三个输入端口和一个输出端口的合并模块70的输入端连接。合并模块70被安排为合并其输入光学分量以形成输出光学分量。第一复制光学分量由此被注入到合并模块70的输入端中。第一复制部件41的第二输出端口与第一光电子变换器51的输入端连接。第一复制光学分量由此被变换为第一电信号。对于与波长Xi关联的第二光学分量λ i,2，合并装置20具有形成第二信道的以下部件·第二光学部件32，被安排为切换到用于依据第二阻止信号的函数来阻止该第二光学分量的位置；和·第二复制部件42，连接在该第一光学部件32的输出端处，并被安排为在两个输出端口上复制该第二光学分量。 第二复制部件42的第一输出端口与合并模块70的输入端连接。复制的第二光学分量由此作为输入被注入到合并模块70。第二复制部件42的第二输出端口与第二光电子变换器52的输入端连接。复制的第二光学分量由此被变换为第二电信号。对于与波长Ai关联的第三光学分量Aii3，合并装置20具有形成第三信道的以下部件·第三光学部件33，被安排为切换到用于依据第三阻止信号的函数来阻止该第三光学分量的位置；和·第三复制部件43，与该第三光学部件33的输出端连接，并被安排为在两个输出端口上复制该第三光学分量。第三复制部件43的第一输出端口与合并模块70的输入端连接。复制的第三光学分量由此作为输入被注入到合并模块70中。第三复制部件43的第二输出端口与第三光电子变换器53的输入端连接。所复制的第三光学分量由此被变换为第三电信号。第一、第二、和第三光学部件31、32、和33也被设计为在不存在阻止信号的情况下、放大它们作为输入接收的光学信号。这被叫做“转移(transfer)”位置。作为示例，这可涉及半导体光学放大器S0A。没有限制与这类装置关联。在这一点可以想起的是，当存在阻止信号时，光学部件31、32、或33切换到阻止位置，以便阻止输入到所述部件中的光学信号。第一、第二、和第三复制部件41、42、和43可以是例如80 — 20耦合器。分别来自第二和第三信道的第二和第三电信号然后由第一耦合器61组合，以形成用于第一光学部件31的第一阻止信号。分别来自第一和第三信道的第一和第三电信号然后由第二I禹合器62组合，以形成用于第二光学部件32的第二阻止信号。分别来自第一和第二信道的第一和第二电信号然后由第三I禹合器63组合，以形成用于第三光学部件33的第三阻止信号。由此，对于给定光学分量，合并装置20具有组合部件，被安排为通过组合除了给定光学分量之外的用于合并的光学分量，而获得用于与给定光学分量关联的光学部件的阻止信号。在来自合并模块70的输出端处获得光学分量λ u4。在来自合并装置20的输出端处的该光学分量对应于合并向合并装置20输入的三个光学分量。由此，在该第一实施例中，当在输入端上发生多个光学分量之间的数据冲突时，在输出端上存在来自仅一个光学分量的数据。当选择任一个光学分量时，阻止其他光学分量。由此，首先变为活动(active)的光学分量是被选择来形成输出光学分量的分量。当选择的光学分量变为不活动(inactive)时，可依次选择已变为活动的另一光学分量。基于“先来先服务”机制从输入到合并装置的活动分量中选择单一光学分量，以便形成输出光学分量。下面参考图3a、3b和3c来详细描述合并装置20的操作状态。图3a对应于其中在合并装置20的任意输入端口上不存在光学分量的状态。所有三个第一、第二和第三光学部件31、32和33处于它们相应的转移位置。 图3b对应于其中在合并装置20的第一输入端上存在与波长λ j关联的第一光学分量Xiil的状态。第一复制部件41复制第一光学分量，并使得能够形成第一电信号，并由此使得能够形成第二和第三阻止信号。第二和第三阻止部件32和33然后在第二和第三阻止信号的控制下分别切换到它们的阻止位置。来自合并装置20的输出光学分量然后由第一光学分量形成。当第一光学分量变得不活动时，第一电信号不再存在，并且第二和第三阻止部件32和33返回到它们的转移位置，如图3a中示出的。图3c对应于其中在合并装置20的第二输入端上存在与波长λ i关联的第二光学分量Xi,2的状态。第二复制部件42复制第二光学分量，并使得能够形成第二电信号，并由此使得能够形成第一和第三阻止信号。第一和第三阻止部件31和33然后在第一和第三阻止信号的控制下分别切换到它们的阻止位置。合并装置20输出的光学分量然后由第二光学分量形成。当第二光学分量变得不活动时，第二电信号不再存在，并且第一和第三阻止部件31和33返回到它们的转移位置，如图3a中示出的。在图3c中示出的状态下，当在合并装置20的第三输入端上存在与波长Ai关联的第三光学分量λ i,3时，只要在该装置的输入端上存在第二分量，就将阻止该第三分量。当阻止部件31和33切换到转移位置时，可然后传送剩余光学信号。为了避免传送该剩余光学信号，可能作为选项提供单独电子门，以使得只要存在剩余输入光学信号，就将阻止部件31、32、33保持在阻止位置。这使得能够通过阻止潜在不完整分组的传送来改善装置的性能。在参考图2、3a、3b和3c描述的第一特定实施例中，复制部件41 一 43连接到光学部件31 - 33的输出端。该实施例由此呈现基于“先来先服务”原理来管理向合并装置20输入的数据冲突的优点。在第二特定实施例(未示出)中，复制部件41 - 43被放置在合并装置20的输入端处。在这样的情况下，在合并装置20的输入端处的数据冲突导致没有数据从合并装置20输出。该第二实施例由此使得能够管理冲突，但是其仍然不如先前实施例有利。在合并装置20的第一实施例的第一变型中，组合部件61、62和63组合光学信号。
在复制之后，来自第一复制部件41的第二输出端口连接到第二和第三组合部件62和63的输入端。在复制之后，来自第二复制部件42的第二输出端口连接到第一和第三组合部件61和63的输入端。在复制之后，来自第三复制部件43的第二输出端口连接到第一和第二组合部件61和62的输入端。从组合部件61输出的光学信号然后由第一光电子变换器变换为电信号，以形成
第一阻止信号。从组合部件62输出的光学信号然后由第二光电子变换器变换为电信号，以形成
第二阻止信号。从组合部件63输出的光学信号然后由第三光电子变换器变换为电信号，以形成
第三阻止信号。 光学组合部件呈现无源并由此不需要电源的优点。在合并装置20的第一实施例的第二变型中，第一延迟部件连接到第一光学部件31的输入端。这些第一延迟部件被安排为向输入到合并装置20的第一光学分量λ ia施加预定固定持续时间的延迟D。作为示例，它可以是固定长度的光纤(fiber)延迟线。依据传播光学信号和配置第一光学部件31所需的时间的函数，来预先确定该固定持续时间。类似地，第二延迟部件连接到第二光学部件32的输入端，而第三延迟部件可以连接到第三光学部件33的输入端。第二和第三延迟部件与第一延迟部件类似。下面在本发明的第三特定实施例中参考图7来描述用于将与相同波长关联的多个光学分量合并为与该波长关联的光学分量的合并装置20。对于与波长λ i关联的第一光学分量λ U，合并装置20包括以下部件,形成第一信道 第一光学部件101，被安排为切换到用于依据第一阻止信号的函数来阻止该第一光学分量的状态；和 第一复制部件41，连接到第一光学部件101的第一输出端口，并被安排为在两个输出端口上复制该第一光学分量。第一复制部件41的第一输出端口连接到具有三个输入端口和一个输出端口的合并模块70。合并模块70被安排为将向其输入的光学分量合并为从其输出的光学分量。第一复制光学分量由此作为输入被注入到合并模块70中。第一复制部件41的第二输出端口作为输入连接到第一光电子变换器51。第一光学分量然后被变换为第一电信号。第一延迟部件91的输出端连接到第一光学部件101的输入端。第一延迟部件91被安排为向第一输入光学分量λ u施加预定固定持续时间的延迟D。作为示例，这可以是光纤延迟线。依据传播光学信号和配置第一光学部件101所需的时间的函数，来预先确定该固定持续时间。在第一“转移”第一位置中，第一光学部件101被安排为将第一光学分量λ ia切换到与第一复制部件41连接的第一输出端口。该转移位置对应于在不存在第一阻止信号的情况下所占据的位置。在第二位置中，与该阻止位置对应地，第一光学部件101被安排为向第二输出端口传送第一光学分量入卩。该第一光学部件101的第二输出端口连接到第一循环器71,该第一循环器71沿着与传播方向相反的方向将已经受冲突的第一光学分量λ ia重新注入回到光纤中。该第一循环器71由此被放置在合并装置20的第一输入端口处，并被安排为沿着传播方向传递第一光学分量，并沿着与传播方向相反的方向重新注入返回信号。总之，当不存在第一阻止信号时,第一光学部件101处于转移位置,用于将第一光学分量转移到第一输出端口 ；当存在第一阻止信号时，第一光学部件101处于阻止位置，用于阻止第一光学分量并将其转向到第二输出端口。这可被实现为例如“微环谐振器”类型开关。没有限制与这类装置关联。对于与波长Xi关联的第二光学分量λ i,2，合并装置20包括以下部件，形成第二信道 第二光学部件102，被安排为切换到用于依据第二阻止信号的函数来阻止该第二光学分量的状态；和
第二复制部件42，连接到第二光学部件102的第一输出端口，并被安排为在两个输出端口上复制该第二光学分量。第二复制部件42的第一输出端口连接到合并模块70的第二输入端。复制的第二光学分量由此作为输入被注入到合并模块70。第二复制部件42的第二输出端口连接到第二光电子变换器52的输入端。复制的第二光学分量由此被变换为第二电信号。第二延迟部件92的输出端连接到第二光学部件102的输入端。这些第二延迟部件92被安排为向输入到其的第二光学分量λ i,2施加预定固定持续时间的延迟D，并且它们与第一延迟部件91类似。第二光学部件102与第一光学部件101类似。当不存在第二阻止信号时，第二光学部件102处于转移位置，用于将第二光学分量λ i,2转移到与第二复制部件42相连的第一输出端口 ；当存在第二阻止信号时，第二光学部件102处于阻止位置，用于阻止第二光学分量λ i,2并将其转向到第二输出端口。第二光学部件102的第二输出端口与第二循环器72连接，第二循环器72将已经受冲突的第二光学分量λ i,2重新注入到光纤中。第二循环器72被放置在合并装置的第二输入端口处，并且它与第一循环器71类似。对于与波长Ai关联的第三光学分量Ay，合并装置20包括以下部件，形成第三信道 第三光学部件103，被安排为切换到用于依据第三阻止信号的函数来阻止该第三光学分量的状态；和 第三复制部件43，连接到第三光学部件103的第一输出端口，并被安排为在两个输出端口上复制该第三光学分量。第三复制部件43的第一输出端口连接到合并模块70的第三输入端。复制的第三光学分量由此作为输入被注入到合并模块70中。第三复制部件43的第二输出端口连接到第三光电子变换器53的输入端。该第三光学分量由此被变换为第三电信号。第三延迟部件93的输出端连接到第三光学部件103的输入端。这些第三延迟部件93被安排为向输入到其的第三光学分量λα施加预定固定持续时间的延迟D，并且它们与第一延迟部件91类似。第三光学部件103与第一光学部件101类似。当不存在第三阻止信号时，第三光学部件103处于转移位置，用于将第三光学分量λ i,3转移到与第三复制部件43相连的第一输出端口 ；当存在第三阻止信号时，第三光学部件103处于阻止位置，用于阻止第三光学分量λα并将其转向到第二输出端口。第三光学部件103的第二输出端口与第三循环器73连接，第三循环器73将已经经受冲突的第三光学分量λ i,3重新注入到光纤中。第三循环器73被放置在合并装置的第三输入端口处，并且与第一循环器71类似。作为示例，第一、第二和第三复制部件41、42和43是80 — 20耦合器。分别来自第二和第三信道的第二和第三电信号然后由第一耦合器61组合，以形成用于阻止第一光学部件101的第一阻止信号。分别来自第一和第三信道的第一和第三电信号然后由第二I禹合器62组合，以形 成用于阻止第二光学部件102的第二阻止信号。分别来自第一和第二信道的第一和第二电信号然后由第三I禹合器63组合，以形成用于阻止第三光学部件103的第三阻止信号。由此，对于给定光学分量，合并装置20具有组合部件，被安排为通过组合除了给定光学分量之外的用于合并的光学分量，来获得与给定光学分量关联的光学部件的阻止信号。在来自合并模块70的输出端处获得光学分量λ U。来自合并装置20的该输出光学分量对应于合并向合并装置20输入的这三个光学分量。作为图示，下面描述与参考图3a、3b和3c描述的内容类似的示例。在第一状态中，在合并装置20的输入端处不存在输入光学分量。第一、第二和第三光学部件101、102和103处于它们相应的转移位置中。在第二状态中，在合并装置20的第一输入端处存在与波长λ j关联的第一光学分量入“。第一复制部件41复制第一光学分量并使得能够形成第二和第三阻止信号。第二和第三光学部件102和103然后在第二和第三阻止信号的控制下分别切换到它们的阻止位置。当在该装置的输入端处存在第二光学分量时，只要在该装置的输入端处存在第一分量，该第二光学分量就然后经由第二循环器72被重新注入到光纤中返回到对应源节点。当在该装置的输入端处存在第三光学分量时，只要在该装置的输入端处存在第一分量，该第三光学分量就然后经由第三循环器73被重新注入到光纤中到达对应源节点。来自合并装置20的输出光学分量然后由第一光学分量构成。当第一光学分量变得不活动时，第二和第三阻止信号不再存在，并且第二和第三光学部件102和103返回到转移位置，这对应于上面描述的第一状态。在第三状态中，在合并装置20的第二输入端处存在与波长λ j关联的第二光学分量Au。第二复制部件42复制第二光学分量，并使得能够形成第一和第三阻止信号。第一和第三光学部件101和103然后在第一和第三阻止信号的控制下分别切换到它们的阻止位置。当在合并装置20的输入端处存在与波长λ i关联的第一光学分量λ ia时，只要在该装置的输入端处存在第二分量，该第一分量就被阻止，并经由第一循环器71被重新注入到光纤中返回到对应源节点。当在该装置的第三输入端处存在与第三波长λ联的第三光学分量λ i,3时，只要在该装置的输入端处存在第二分量，该第三分量就被阻止，并经由第三循环器73被重新注入到光纤中返回对应源节点。合并装置20所输出的光学分量然后由第二光学分量形成。当第二光学分量变得不活动时，第一和第三阻止信号不再存在，并且第一和第三光学部件101和103返回到转移位置，这对应于上面描述的第一状态。由此，在该第三实施例中，按照与第一实施例类似的方式，当在多个输入光学分量之间发生数据冲突时，在输出端处存在来自仅一个光学分量的数据。当选择一个光学分量时，其他光学分量被阻止，并被合并装置20返回到发送它们的源节点。由此，选择首先变得活动的光学分量，以形成输出光学分量。当选择的光学分量变得不活动时，可依次选择已变得活动的另一光学分量。基于“先来先服务”机制，从正向合并装置输入的活动分量中选择仅一个光学分量，以便形成输出光学分量。参考第一实施例描述的第一变型也应用到第三实施例。在这些实施例的第三变型中，提供单独电子门从而将阻止部件31 — 33、101 — 103保持在阻止位置，只要在合并装置20的输入端处存在阻止的光学分量即可。如果一旦所选 择的光学分量不再存在、阻止部件31 - 33、101 - 103就切换到转移位置，则在合并装置的输入端处可仍然存在与阻止的光学分量关联的残余信号。所述单独电子门由此用于避免传送与不完整的分组对应的这样的残余信号。在这些实施例的第四变型中，作为组合部件61 — 63的替代，控制单元被安排为形成阻止信号。控制单元被安排为形成和传送·在存在第一电信号的情况下分别去往第二和第三光学部件的第二和第三阻止信号;·在存在第二电信号的情况下分别去往第一和第三光学部件的第一和第三阻止信号；以及·在存在第三电信号的情况下分别去往第一和第二光学部件的第一和第二阻止信号。只要在合并装置的输入端处存在与阻止的光学分量对应的残余信号，就将传送的阻止信号维持预定持续时间(等于分组的持续时间)。由此，只要在输入端处存在残余信号，与阻止的光学分量关联的光学部件就保持在阻止位置。结果，在来自合并装置20的输出端处仅存在完整分组。该变型也用于组合一些较大数目的光学分量。此外，这还使得可能通过在第二实施例的合并装置的输入端处存在冲突的情况下避免输出数据的任何不存在，来改善合并装置的性能。参考图4，跟随用于聚合光学信号的光学聚合节点100的描述。这样的聚合节点用于将从光学节点131-135接收的光学信号聚合为光学信号，并按照全光学的方式将该光学信号传送到通信网络I (例如，因特网)的目的地，并且还向光学节点131 - 135分发从通信网络I接收的光学信号。这些光学节点可属于例如局域网(LAN)。光学信号由第一光学节点131经由第一光纤FO1J传送到聚合节点100。光学信号经由第二光纤FOu2从聚合节点100传送到第一光学节点131。类似地，第二光学节点132经由两根光纤FC^pFOy连接到聚合节点100 ;第三节点133通过两根光纤FO3YFC^2连接；第四节点134通过两根光纤FOy、FO4j2连接；并且第五节点135通过两根光纤F0。、FO5,2连接。光学信号由聚合节点100经由第一光纤FO6il传送到通信网络I。光学信号由通信网络I经由第二光纤FO6,2传送到聚合节点100。聚合节点100包括上面描述的并被安排为将从光学节点131 - 135接收的相应光学信号组合为单一光学信号的光学信号的光学组合器110、以及用于分发光学信号并被安排为将一个接收的光学信号分发到光学节点131 - 135的分发装置120。特别在该配置中，光学组合器110包括用于光学信号的四个输入端口。在这一点强调的是，通过合并装置消除引起冲突的数据，如上面描述的那样。在参考图2描述的第一和第二实施例中，在时间延迟已期满之后，已消除的该数据可由源节点再发送一次。还可能准备该聚合节点借助于显式信令消息来对发送已消除的该数据的源节点进行通知。在参考图7描述的第三实施例中，源节点接收作为冲突结果还没有传送的返回的光学信号。所以不需要等待时间延迟期满，甚至不需要实现特定信令以向源节点通知已消·除了数据。一旦接收到返回的光学信号，源节点可再一次发送消除的数据。被安排为与第三实施例的合并装置合作的这样的源节点特别包括 可调整发射器； 光学循环器；和 光电二极管。光学循环器将可调整发射器所发射的光学信号传送到其目的地，并使得从光纤接收的返回光学信号能够被转向到光电二极管。光电二极管使得从合并装置20接收的返回光学信号能够被变换为电信号。该电信号由此用于向源节点通知已发生冲突。这一点要强调的是，源节点不需要处理由返回光学信号输送(convey)的数据。当源节点和包括合并装置的第一设备之间的传播时间比分组的持续时间短时，在冲突发生的情况下，源节点仅需要重传正在传送的分组。这样的重传可以是立即发生的，或者它可发生在预定持续时间已期满之后。否则，即，当源节点和包括合并装置的第一设备之间的传播时间比分组的持续时间长时，源节点然后依据传播时间的函数来确定哪个分组已经受冲突。该传播时间可使用在本领域的情形下已知的方法来预先确定。为了使得光学节点131 - 135能够彼此通信，特定波长专用于本地业务。在这样的情况下，第一光学组合器110可以负责合并与用于通信网络I的业务关联的波长，并且第二光学组合器可以负责合并向本地业务分配的波长。还可能设想准备单一光学组合器，诸如参考图Ib所描述的。分发装置120然后被安排为·合并来自第二光学组合器的输出光学信号和来自通信网络I的光学信号；和·分发由合并产生的光学信号。在使得具有多个聚合级别的多个光学接入网互相连接的更一般的上下文中，可向每一光学接入网分配一组波长。数据业务然后依据所分配的这组波长的函数在每一聚合节点中被组合、路由、和广播。下面参考图5,其中不出了将与一个波长关联的多个光学分量合并为与那个波长关联的合并光学分量的方法的步骤，这些步骤有利地借助于图2的合并装置20来执行。该合并方法包括步骤E1，用于复制用于合并的光学分量，在该步骤期间，复制所述用于合并的光学分量。在该合并方法的步骤E2中，获得阻止信号。阻止信号与用于合并的光学分量关联，并用于控制诸如上述的光学部件31、32、33。通过组合除了用于合并的光学分量之外的多个复制的光学分量，而获得与所述用于合并的光学分量关联的阻止信号。其后，在步骤E3，依据得到的关联的阻止信号的函数，来阻止或不阻止用于合并的光学分量。然后在步骤E4从未阻止的光学分量获得与波长关联的合并的光学分量。在特定实现中，在步骤E3，只要存在阻止信号，所阻止的用于合并的光学分量就还是返回光学分量。下面参考图6，其中示出了光学地组合光学信号的方法的步骤，光学信号具有与多个波长分别关联的光学分量，这些步骤有利地借助于图Ia的光学组合器110来执行。 光学组合方法包括步骤Fl，用于对输入光学信号进行解多路复用，以便从输入光学信号获得多个光学分量。然后实现上面描述的合并步骤，用于与在解多路复用步骤期间从输入光学信号获得的波长之一关联的光学分量。每一波长按照该方式来处理。光学组合方法然后包括步骤F2，用于将通过实现合并方法已获得的输出光学分量多路复用为输出光学信号。
权利要求
1.一种用于将与一个波长关联的多个光学分量合并为与所述波长关联的光学分量的合并装置(20)，对于所述多个用于合并的分量中的每一光学分量，该装置包括 光学部件(31 - 33 ；101 - 103)，被安排为切换到用于依据阻止信号的函数来阻止所述用于合并的光学分量的阻止位置； 复制部件(41 - 43)，被安排为复制所述用于合并的光学分量，用于发送到组合部件(61 - 63)； 该组合部件，被安排为通过组合除了所述用于合并的光学分量之外的所述多个分量中的复制的光学分量，来获得所述阻止信号；和 合并部件(70)，被安排为合并该光学部件所输出的光学分量。
2.根据权利要求I的合并装置，其中该光学部件还被安排为放大该光学分量，并且该复制部件连接到该光学部件的输出端。
3.根据权利要求I的合并装置，其中该光学部件还被安排为放大该光学分量，并且该复制部件连接到该光学部件的输入端。
4.根据权利要求I的合并装置，进一步包括延迟部件，对于所述多个用于合并的分量中的每一光学分量，被安排为向所述用于合并的光学分量施加预定固定持续时间的延迟，该延迟部件连接到与所述用于合并的光学分量关联的阻止部件的输入端。
5.根据权利要求I或权利要求4的合并装置，其中在该阻止位置中，该光学部件将所述用于合并的光学分量转向到注入部件(71 - 73)，所述注入部件(71 - 73)被安排为将所述光学分量重新注入到光纤中，以返回到源节点。
6.根据任一前述权利要求的合并装置，其中控制单元形成该组合部件。
7.一种光学信号的光学组合器，光学信号包括与多个波长分别关联的光学分量，所述光学组合器包括 解多路复用器部件(11 - 13)，分别与输入光学信号关联，并被安排为从输入光学信号获得多个光学分量； 根据权利要求I的多个合并装置(201 - 204)，其每一个与一个相应波长关联，并连接到所述解多路复用器部件的输出端；和 多路复用器部件(14)，被安排为将该合并装置输出的光学分量多路复用为输出光学信号。
8.一种用于聚合光学信号的光学节点(100)，光学信号包括与相应多个波长关联的多个光学分量，所述节点包括 根据权利要求7的光学信号的光学组合器，被安排为将从相应源光学节点接收的光学信号组合为一个光学信号；和 光学信号分发装置，被安排为将一个接收的光学信号分发到所述源节点。
9.一种用于将与一个波长关联的多个光学分量合并为与所述波长关联的合并光学分量的方法，该方法包括 步骤(E1)，用于复制所述多个用于合并的分量的光学分量，在该步骤期间，复制所述用于合并的光学分量； 步骤(E2)，用于获得阻止信号，其中通过组合除了用于合并的光学分量之外的所述多个分量中的复制的光学分量，来获得与所述用于合并的光学分量关联的阻止信号。 步骤(E3)，在该步骤期间，依据关联的阻止信号的函数来阻止用于合并的光学分量；和 步骤(E4)，用于从未阻止的光学分量中获得与该波长关联的合并光学分量。
10.一种用于光学地组合光学信号的方法，光学信号包括与相应多个波长关联的光学分量，所述方法包括 用于对输入光学信号进行解多路复用、以便从输入光学信号获得多个光学分量的步骤； 对于在解多路复用步骤中从输入光学信号获得的与一个波长关联的光学分量实现根据权利要求9的合并方法；和 将通过实现该合并方法所获得的输出光学信号多路复用为输出光学信号的步骤。
全文摘要
本发明涉及一种用于将与一个波长关联的多个光学分量合并为与所述波长关联的光学分量的合并装置(20)。对于所述多个用于合并的分量中的每一光学分量，该合并装置包括光学部件(31－33)，被安排为切换到用于依据阻止信号的函数来阻止所述用于合并的光学分量的阻止位置；复制部件(41－43)，被安排为复制所述用于合并的光学分量，用于发送到组合部件(61－63)；该组合部件，被安排为通过组合除了所述用于合并的光学分量之外的所述多个分量中的复制的光学分量，来获得所述阻止信号；和合并部件(70)，被安排为合并该光学部件所输出的光学分量。该合并装置用于集成在光学信号的光学组合器中。
文档编号H04Q11/00GK102892051SQ201210254899
公开日2013年1月23日 申请日期2012年7月23日 优先权日2011年7月21日
发明者R-M.因德雷, T.伯纳尔德, D.库达 申请人:法国电信公司