专利名称：一种扇出数可变的光分路器的制作方法
技术领域：
一种扇出数可变的光分路器，属于光通信技术领域，涉及一种光分路器结构，主要用于多播光交换网络和光的广播分配网络。
背景技术：
光交换是光纤通信技术向更高容量、更快速、更经济方向发展的必然趋势，也是下一代网络(NGN)中光纤传输的关键技术。光交换经历了从光波长路由(OCS)、光突发交换(OBS)到光分组交换(OPS)的发展，许多技术都得到了长足的进步并向应用迈进。当前，正高速发展的以光网络为物质基础的IP网络，已经成为网络电视、网络游戏、可视电话、远程医疗、远程教育、视频会议等业务的重要承载实体，而上述这些业务具有点到多点的多播(multicast)特征，即一个源端必须完成多个客户端的同时请求，因此从提高光网络的服务质量(QoS)和高效利用资源的角度，必然对光网络提出了光多播的应用需求，而具有多播功能的光交换核心节点是实现光多播的关键技术。当一个光信号进入多播光交换核心节点时，多播光交换网络将按照光信号的路由信息，确定其是点对点(P2P)的单播(unicast)路由传递，还是先对光信号进行分光复制后，再点对多点(P2mP)的多播路由传递，其中多点的具体数目即为光信号的多播扇出数(fan-out)。特别是，当光信号的多播扇出数等于1时，多播就成为单播；而当光信号需要对所有的输出端口进行传递时，多播就成了广播(broadcast)；但是一般情况下，多播扇出数小于输出端口总数，可以认为，单播只是多播扇出数最小的情况，广播是多播扇出数最大的情况。由此可见多播光交换的关键技术就是光信号多播扇出的产生与交换传递。
目前，在实际应用中，光信号的多播扇出主要是利用扇出数不变的光分路器来实现，如图1所示，输入光信号首先经过光放大器1放大，然后经过扇出数为n的光分路器2，被分成n路光信号；其中，光放大器1也可以置于光分路器2的各个输出支路上，按照光功率需求进行放置，其具体应用器件可是掺杂光纤放大器、非线性光放大器或者半导体光放大器等。由于扇出数不变的光分路器2具有固定的扇出数，输入光信号被分割成n个相同的输出光信号，理想情况下每个输出光信号的功率为输入信号的1/n；然而，当输入光信号所需要的分光数即多播扇出数小于该光分路器的扇出数n时，它将引入不必要的损耗，特别是多播扇出数远小于扇出数n时，使得光信号总体损耗过大，以致在后续处理中不得不对其进行放大处理，这将对后级的交换和连接造成影响，势必增加网络结构的复杂性和成本。因此为了克服扇出数不变的光分路器存在的缺点，需要设计更适合实际应用的光信号分路器。
发明内容
本发明提供一种扇出数可变的光分路器，能够根据光信号不同多播扇出的需要，实现光信号的分光，可运用于多播光交换网络和光的广播分配网络。
本发明提供的一种扇出数可变的光分路器，如图2所示，它由一只光放大器1、一只1×m光开关3、m只光分路器4和m只光合波器5组成；其特征是，所述m只光分路器4分别是一个1×2光分路器、一个1×3光分路器、一个1×4光分路器、......、一个1×(m+1)光分路器；所述m只光合波器5分别是两个m×1光合波器、一个(m-1)×1光合波器、一个(m-2)×1光合波器、一个(m-3)×1光合波器、......、一个3×1光合波器、一个2×1光合波器；输入光信号接光放大器1的输入端，光放大器1的输出端接1×m光开关3的输入端，1×m光开关3的m个输出端分别接m只光分路器4的输入端；m只光分路器4和m只光合波器5的连接关系为每个光分路器不同的输出端分别接不同的光合波器的输入端；m只光合波器5分别输出m个光输出信号，1×(m+1)光分路器的剩余一个输出端直接输出第(m+1)个光输出信号。
所述光放大器1可以是掺饵光纤放大器、非线性光放大器或者半导体光放大器；所述光分路器4与光合波器5可以是光纤熔锥型、微光器件型和波导型器件。
本发明的实质是本发明提供的一种扇出数可变的光分路器，可根据光信号多播扇出的分光需要，通过光开关，灵活地选择合适的光分路器，实现输入光信号分割成满足需要的多个输出光信号；与普通的扇出数不变的光分路器相比，消除了由于输入光信号的多播扇出数小于光分路器的扇出数而产生的不必要的损耗问题，以及不必要的分光信号对后级的交换和连接带来的影响，具有灵活地适应不同多播扇出需求的特点。
本发明的工作原理是输入的光信号首先经过光放大器进行适当放大，接着输出至1×m光开关，依据光信号多播扇出的分光信息，由1×m光开关从m个不同扇出数的光分路器中选择符合多播扇出要求的某个光分路器，进行光信号分光，最后将该光分路器的各个输出光信号，传输到相应的输出端口，完成对不同多播扇出数要求的光信号进行恰当地光分路。
利用本发明提供的扇出数可变的光分路器，与普通扇出数不变的光分路器相比具有以下优点1、在使用本发明提供的扇出数可变的光分路器进行多播分光时，消除了扇出数不变的光分路器由于输入光信号的多播扇出数小于其光分路器的扇出数而出现的不必要的损耗问题，以及不必要的分光信号对后级的交换和连接带来的影响。
2、单一的控制对象，简单方便。只需依据光信号的多播扇出要求，对光开关进行输出选择控制。
3、所构成元器件均为成熟器件，能够大大节约研发成本，对组成系统的性价比极为有利，有助于实用化。
4、总体损耗小。系统中除了必要的分光损耗外，光开关和光合波器插入损耗一般较小，通过输入光放大器的放大补偿可以满足系统对光功率的需要。
图1是扇出数不变的光分路器分光示意图，其中1是光放大器、2是1×n光分路器。
图2是本发明所述的一种扇出数可变的光分路器结构示意图，其中1是光放大器、3是1×m光开关；4是1×n光分路器(n＝2、3、4、......、m+1)；5是n×1光合波器(n＝m、m、m-1、m-2、m-3、......、3、2)。
图3是本发明具体实施的一种扇出数可变的光分路器结构示意图，其中1是光放大器、3是1×4光开关；4是1×n光分路器(n＝2、3、4、5)；5是n×1光合波器(n＝4、4、3、2)。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施例子来说明本发明的内容。
图3是本发明的一个具体实施方式
的结构示意图，其中1是光放大器、3是1×4光开关；4是1×n光分路器(n＝2、3、4、5)；5是n×1光合波器(n＝4、4、3、2)。
如图3所示，一种扇出数可变的光分路器，它由一只光放大器1、一只1×4光开关3、4只光分路器4和4只光合波器5组成；所述4只光分路器4分别是一个1×2光分路器、一个1×3光分路器、一个1×4光分路器、一个1×5光分路器；所述4只光合波器5分别是两个4×1光合波器、一个3×1光合波器、一个2×1光合波器；输入光信号接光放大器1的输入端，光放大器1的输出端接1×4光开关3的输入端，1×4光开关3的4个输出端分别接4只光分路器4的输入端；4只光分路器4和4只光合波器5的连接关系为每个光分路器不同的输出端分别接不同的光合波器的输入端，即1×2光分路器两个输出端分别接各属于两个4×1光合波器的两个输入端，1×3光分路器的一个输出端接3×1光合波器的一个输入端，而其余两个输出端分别接各属于两个4×1光合波器的另外两个输入端，1×4光分路器的四个输出端分别接各属于2×1光合波器、3×1光合波器、两个4×1光合波器的四个空闲输入端，1×5光分路器的其中四个输出端分别接各属于2×1光合波器、3×1光合波器、两个4×1光合波器余下的四个输入端；4只光合波器5分别输出4个光输出信号，1×5光分路器的剩余一个输出端直接输出第5个光输出信号。
本发明的具体实施方式
的工作原理如下输入的光信号首先经过光放大器1进行适当放大，接着输出至1×4光开关，依据光信号多播扇出的分光信息，由1×4光开关从4个不同扇出数的光分路器中选择符合多播扇出要求的某个光分路器，进行光信号分光，最后将该光分路器的各个输出光信号，传输到相应的输出端口，完成对不同多播扇出数要求的光信号进行恰当地光分路。
需要说明的是上述具体实施例子中的各种光分路器，光放大器，光开关均为成熟的器件，能够大大节约研发成本，对组成系统的性价比极为有利，有助于实用化；设计的扇出数可变的光分路器，消除了扇出数不变的光分路器由于输入光信号的多播扇出数小于其光分路器的扇出数而出现的不必要的损耗问题，以及不必要的分光信号对后级的交换和连接带来的影响。
权利要求
1.一种扇出数可变的光分路器，它由一只光放大器(1)、一只1×m光开关(3)、m只光分路器(4)和m只光合波器(5)组成；其特征是，所述m只光分路器(4)分别是一个1×2光分路器、一个1×3光分路器、一个1×4光分路器、......、一个1×(m+1)光分路器；所述m只光合波器(5)分别是两个m×1光合波器、一个(m-1)×1光合波器、一个(m-2)×1光合波器、一个(m-3)×1光合波器、......、一个3×1光合波器、一个2×1光合波器；输入光信号接光放大器(1)的输入端，光放大器(1)的输出端接1×m光开关(3)的输入端，1×m光开关(3)的m个输出端分别接m只光分路器(4)的输入端；m只光分路器(4)和m只光合波器(5)的连接关系为每个光分路器不同的输出端分别接不同的光合波器的输入端；m只光合波器(5)分别输出m个光输出信号，1×(m+1)光分路器的剩余一个输出端直接输出第(m+1)个光输出信号。
2.根据权利要求1所述的一种扇出数可变的光分路器，其特征是，所述m取值为4。
3.根据权利要求1、2所述的一种一种扇出数可变的光分路器，其特征是，所述光放大器(1)可以是掺饵光纤放大器、非线性光放大器或者半导体光放大器；所述光分路器(4)与光合波器(5)可以是光纤熔锥型、微光器件型和波导型器件。
全文摘要
一种扇出数可变的光分路器，属于光通信技术领域，涉及一种光分路器结构。它由一只光放大器、一只1×m光开关、m只光分路器和m只光合波器组成。输入光信号经光放大器输至1×m光开关，然后根据光信号多播扇出的分光信息，由1×m光开关从m个不同扇出数的光分路器中选择符合多播扇出要求的某个光分路器进行光信号分光，最后将该光分路器输出光信号输出。本发明可消除扇出数不变的光分路器由于输入光信号的多播扇出数小于其光分路器的扇出数而出现的不必要的损耗问题，以及不必要的分光信号对后级的交换和连接带来的影响；只需依据光信号的多播扇出要求，对光开关进行输出选择控制；所构成元器件均为成熟器件，有助于实用化；总体损耗小。本发明可适用于多播光交换网络和光的广播分配网络。
文档编号G02B6/125GK1834707SQ200610020700
公开日2006年9月20日 申请日期2006年4月13日 优先权日2006年4月13日
发明者邱琪, 陈宣苏, 廖云 申请人:电子科技大学