专利名称：互连的无源光网络的制作方法
技术领域：
本发明涉及在使用波分复用的光通信网络中的波长管理。
从SB Alexander等人在Journal of Lightwave Technology(Vol.11，No.5/6，May1993)上的文章“A Precompetitive Consortium on WideBand All-Optical Networks”中已知，按照分层树形结构组成一个全光网络(AON)，其中多个具有各个光终端并还已知作为无源光网络(PON)的0级ANO被连接到1级AON，而1级AON又被连接到2级AON。每个PON具有对于使用在0级的预分配波长的固定频率选择本地傍路，因此能使相同的波长被每个PON所使用。为了与在不同的PON上的终端连接，一个终端必须利用不在0级组中的波长，以达到其相关的1级AON，在该AON中波长被择径，或者到达在1级AON上的PON，或者向上到达一个相关的2级AON再到达位于不同1级AON上的PON。在后者的情况下，变频器可能要被利用。
申请号为PCT/US92/03256国际申请(国际公开号为WO 92/18890)披露了由在相反方向上传送光信号的若干对光纤的链路和节点的光网络。每个节点包括一个以可控线性分配器/组合器(LDC)组件形式的光开关，其在网络控制中心的控制下，对来自波段多路分解器的每个波段执行功率的分配和组合，从一个输入口择径信号到一个输出口。
TEStern等人在Journa of Lightwave Technology(Vol.11，No.5/6，May/June 1993)的文章“Linear Lightwave NetworksPerformance Issues”和TEStern在ConferenceRecord，IEEE Global Telecommunications Conference，(2-5 December 1990，Vol.3，pages1866-1872)的文章“Linear Lightwave NetworksHow Far Can They Go？”也都披露了使用LDC作为光开关的光节点，该光开关执行可控波段选择光信号的择径、组合、和分隔。该开关适当地包括所配置的可控功率分配器(也称为定向偶合器)，使得每个输入口可以被可控地连接到任何一个输出口。在优选配置中，存在着若干个开关，每个开关具有其连接到一个公共波段多路分解器输出端的各输入口和其连接到一个公共波段多路复用器的各输出口。以这种方式，在一个波段中的波长可被限制到大的网络的有限的区域，和该波段在该网络的其它部分被重复使用。
MS Goodman等人在IEEE Journal on Selected Areas in Communication(Vol.8No.6，August 1990)的文章“The LAMBDANET Multiwavelength NetworkArchitecture，Applications，and Demonstritions”中描述了一种多个节点，每个节点发送一个相应的波长，连接到一个星形偶合器上使得每个节点的输出被广播到每个其它节点。为了分开接收的波长组，一个节点可以使用波长可调谐的滤波器和接收机，或多个固定接收机。
SS Wagner等人在Conference Record，International Conference on Communication(14-18 June 1992，Vol.3 pages 11/3-1179)的文章“Multiwavelength Ring Networks forSwitch Consolidation and Interconnection”中披露了一种由两光纤多波长环行网络连接的多个中心局(CO)的技术。一个CO起到一个交换机的作用，及每个其它的CO在一个相应的波长上，在两个光纤上向正在交换的CO发送传输(为了保护，在环行网将被分开的情况下，一个顺时针和另一个逆时针)。正在交换的CO接收来自其它CO的所有波长，并在相应的波长重新发送到适当的目的CO，目的CO在其相关的波长上提取输入信息并利用一个专用光加上/落下滤波器在相同波长上注入输出作信息。在一种变形方案中，利用一个内部光纤对向正在交换的CO发送和一个外部光纤对从正在交换的CO接收，波长可以被预分配用于CO间的直接连接(即，不通过交换机)，这些波长在正在交换的CO从内部光纤被直接耦合到外部光纤。
按照本发明的第一个方面，提供一个光通信网络，包括多个连接的无源光网络(PON)，其中各终端间的通信信道被波分复用，至少某些PON被安排为中继一个输入链路上的光信号到多个输出链路的每个链路；和连接控制装置，用于动态地分配用于从连接在第一PON的第一终端到连接在所述第一PON或在一个不同的PON的第二终端的连接的第一波长，并动态地控制在与具有第一和第二终端的PON或一些PON相连的，及与任何中间的PON相连的链路上的相应的可调谐波长滤波器装置，阻塞所述动态分配的在这种相连的链路上而不是从作为第一终端到第二终端的传输通路的一部分的一链路上的波长。
与上述现有技术相比，按照本发明的网络不采用光开关，而具有一个用于广播每个输入光信号到每个输出光纤链路的偶合配置并利用可调谐波长滤波器阻塞从一个PON到其相邻的各PON的输出传输，代替现有技术中设置在接收节点以从一组输入波长中选择所需要的波长的滤波器配置。在这种方式中，通过对滤波器的适当控制，一个波长可以在某些输出链路上被阻塞并被允许在一个或多个希望的链路上传输从而仅有期望的目的PON，或一个中间PON接收该发送波长，并因为波长被限制在与该连接相关的各PON和各链路，从而该波长被动态地重分配以与任何其不包括一个公共的PON的连接一起使用。这样一种网络在传输波长的选择(包括重复使用)和用于连接的传输通路的建立方面提供了一个相当大范围的网络控制器。
在第一方面的第一个优选的网络中，连接控制装置被动态地配置以为所述第一连接分配用于从所述第二终端到一终端的传输的第二波长，和动态地配置以控制在与具有第一和第二终端的PON或各PON或任何中间的PON相连的链路上的所述相应的可调谐波长滤波器装置，阻塞在任何这种相连的链路上的而不是从作为第二终端到第一终端的传输通路的一部分的一个链路上的所述第二动态分配的波长。
在第一方面的第二个优选的网络中，各个PON以地址顺序被串联链接，每个具有一个到相邻PON的输出链路，与在PON的地址顺序增加的方向的各链路连接的相应的可调谐滤波器装置被安排为永久性地阻塞工作时，通过连接控制装置被分配到用于至较低地址的各PON传输的终端的波长，在PON的地址减少的方向上与链路连接的相应的可调谐滤波器装置被安排为永久性地阻塞被分配到用于至较高地址的PON传输的终端的波长，只有与各自的PON到与该连接不相关的相邻PON的输出链路相连的可调谐滤波器装置被控制以阻塞相应的波长。
在这样一种第二优选网络上，最好是连接控制装置被安排以为在一个方向上传送分配被隔开的各个波长并与可为另一方向上传送而被分配的波长进行交替。
另外的情况下，连接控制装置被安排为以在第一波段范围内为在一个方向上传送分配波长，和在第二波段范围内为在相反方向上传送分配波长。
最好是，连接控制装置被安排以为各连接分配一对波长，每对由一个恒定量间隔开。
按照本发明的第二个方面，提供一种在光通信网络上的各终端之间建立通信的方法，该光通信网络包括多个光链接的无源光网络(PON)，其中各终端之间的通信信道是波分复用的且至少某些PON被安排为中继一个输入光信号到多个输出链路的每一个，该方法包括有以下步骤一个源端到一个目的端的传送动态分配第一波长，和动态控制在与具有源和目的终端的PON或各PON，和与任何中间各PON相连的链路上的相应可调谐波长滤波器装置，阻塞所述分配的波长以至于传输被限制在源和目的终端之间的传输通路，对于能使所述分配的波长将被利用于同时连接非重叠的传输通路。
最好是，包括有以下步骤第一连接，为从该目的终端到源终端的的传送动态分配第二波长，和动态的控制所述在与具有源和目的终端的PON或各PON的，和与任何中间各PON的相连的链路上的相应各可调谐波长滤波器装置，阻塞所述第二分配的波长以使得来自目的终端的传输被限制在源和目的终端之间的传输通路。
最好是，各PON被以地址顺序串联链接，并包括永久性阻塞从一个PON通向较低地址的一个PON的各链路上的通向所述第一和第二分配波长的一波长，永久性阻塞从一个PON通向较高地址的PON的各链路上的所述分配的各个波长的另一波长，选择地地阻塞在从该目的PON通向一个较高地址的PON的链路上的所述一个波长，并选择地地阻塞在从该源PON通向一个较低地址的PON的链路上的所述另一个波长。
其中可以包括以下步骤为每个具有覆盖该第一连接的传输通路的传输通路的进一步的连接动态分配一个相应不同的传输波长对。该对的较低的波长可以被一个预定的差间隔开，较高的波长被相同的差扩展开。
最好是，每对包括相邻的波长。
所有对的较低波长可被按波长顺序分为一组，较高波长被分组为相邻的组。
下面，参照各个附图，通过例子的方式对按照本发明的通信网络予以描述，其中
图1是一个通信网络的原理图；图2是图1网络的一个PON组成部分的各个部件的原理图；图3是图1网络的一个修改部分的原理图；图4是图1网络的另一个修改部分的原理图；图5是用于本发明的网络中的一种电可调谐波长滤波器的一个实施例的原理图；和图6是图5的滤波器的另一实施例的一部分的原理图。
在图1中，按照本发明的通信网络10包括31个无源光网络(PON)，但是为了方便，仅8个PON 12-1到12-8被表示为通过光链路对14-1到14-8以环的形式连接在一起。对14-1的一个链路A从PON 12-1向PON 12-2传输信号，即，相对于PON 12-1是一个输出链路，对14-1的另一链路B在相反方向传输信号，即，相对于PON12-2是一个输出链路，和相应对于其它对14-2到14-8都是如此。
网络10对于公共通信网来说构成一个本地接入网络，等效于公知的本地交换和其本地交换线路，在本说明书中的终端28是由电话或其它的电信设备构成的，和各个终端之间的连接一般称为呼叫。
在各个PON环的中心设置的是一个波长分配数据库16，和每个PON与数据库16的通信是经由上行链路18-1到18-8和下行链路20-1到20-8，和一个无源星形偶合器22(图2)。
在每个PON12的首端内是包括接收来自其所有终端28的上行光传输的1×256偶合器26(图2)光接收装置24，和包括馈送一个光信号到下行链路至其终端28的1×256分离器32(图2)的光发送装置30。接收装置24提供一个到下行链路20和到发送装置30的输出，发送装置30本身从上行链路18接收一个输入和提供输出到适当的各链路再到各相邻的PON。
PON12通常全负荷地载有250个终端28，保留6个输入和输出备用。
现参照图2，图2表示适合用于网络10的一个PON的元件部分，偶合器26的输出馈送到1×2分离34，分离器34的一个输出端经由波长滤波器或吸收器36和链路20被连接到星形偶合器22的一个输入端，且其另一输出端被连接到波长滤波器或吸收器38。滤波器38被设计为除了第一预定波长λ1外通过所有的波长，且滤波器36被设计为仅通过第一预定波长λ1。
滤波器38的输出馈送到1×4偶合器40的一个输入端，偶合器40的输出端馈送到1×2分离器42的输入端。分离器42的一个输出馈送到分离器32的输入端，且分离器42的另一输出端经波长滤波器或吸收器46被偶合到1×2分离器44的输入端，滤波器或吸收器46被设计为除λ1和第二预定波长λ2外通过所有波长。
滤波器36和38与分离器34是整体的，而滤波器46与分离器42是整体的，虽然为了方便在图2中它们被表示为分开的。首端部件26、32、34、36、38、40、42和46在一个一体化结构48中是包含在一起的。
分离器44的两个输出端分别被连接到电可调谐波长滤波器或吸收器50和52，该滤波器被设计为在数据库16的控制下滤出，即阻塞一些波长。滤波器50和52分别连接到以相反方向延伸到在环路上相邻的PON 12的光纤14A和14B，且相应的来自那些相邻的PON的光纤14A和14B被连接到偶合器40的各个输入端，其第四输入端经链路18连接到星形偶合器22的一输出端。
每个终端28包括具有工作范围从1500nm到1530nm的可调谐发送机29且该发送机可控地产生在该范围内的200个离散的波长之一，相应于来自数据库的一个接收状态数据组内的信息来提供适当的控制信号到该发送机，控制电路(未示出)用于连续监视该控制信道(λ1检测竞争位置，和λ2接收状态数据组)窄带接收机31，和响应于来自控制电路的控制信号可控地接收任何一个发送波长的可调谐接收机33。
在另外一个实施例中，其中可调谐接收机33能够以几纳米的步长从一个接收波长步进到另一个波长，该分离的窄带接收机31被省略而它的功能由可调谐接收机33来提供。
当一个终端，比如说在PON 12-1的A，希望与该环路上的另一个终端，比如说在PON12-1的A’通信，它在波长λ1向数据库16发送一个呼叫建立请求。这个请求是短的，短于1×10-4秒，和包括用于源和目的终端的地址字段，和用于要由终端使用的发送波长的相应字段，该请求的后一些字段被初始化为空。
呼叫建立请求经偶合器26、分离器34、并滤波器36传送到星形偶合器22，并从那里达到数据库16和所有其它终端。每个终端操作一种竞争协议，以便如果另外一个终端希望发送一个呼叫建立请求到数据库，它将等待直至当前呼叫建立请求完成。但是，如果那个另外的终端已经发送它自己的呼叫建立请求，各终端和数据库可以检测到该两个(或多个)请求同时存在于网络上。数据库将忽略重叠的请求，且各个终端将按照竞争协议在相应的随机延迟以后，重复其自己的请求，如现有技术中所知的。
当接收一个请求以后，数据库16将分配一对波长λ3和λ4，进行这些波长已经被分配用于该两个终端之间通信的登记。相同的一对波长可以被用于给另外的被提供的波长，它们的传输通路保持分开使得不存在重叠部分。
数据库16将输入该呼叫建立请求字段中的λ3和λ4的识别符并在波长λ2上发送该修改的请求到星形偶合器22。因此源终端A将知道它在波长λ3上发送，和目的终端A’将知道它在λ4上发送。
数据库16为该网络的每个PON保持除用于控制和状态数据组波长对以外的所有波长当前利用率的记录。因此，对于在PON1和PON3之间提出的呼叫，数据库将首先对第一对传输波长，比如说λ3和λ4，检查是否有用于λ3的在对应于PON1到PON3的任何位置L3-1到L3-3和λ3，存在设的置的“使用”标志。如果不存在这种标志，数据库将分配该对波长，在位置L3-1和L3-3上设置该标志。
如果位置L3-1到L3-3的任何一个包含一设置的标志，数据库应当进行处理对下一对波长执行相同的检查，以此类推。
在一般情况下，当一个呼叫正在各PONa和b的终端之间被建立，a在数值比b低，数据库将确定PONa到PONb之间的最短路由，使得最大限度重复使用λ3和λ4以用于该网络的其他潜在的呼叫。对于没有非相邻PON之间的附加链路的小的环行PON网络，比较(b－a)和(a＋n－b)值以确定较短的路径是经PONa＋1等还是经PONb＋1等将是一件简单的事情，其中N是在环在中PON的数目。例如，一个在PON3和8之间的呼叫，第一值将是5，和第二值将是3。因此较短的路由将是经PON1和2，按照PON(8＋1)处理PON1。
当一个呼叫被建立时，数据库将为通过光信号的每个PON设置使用标志。因此，对于经PON1和PON2的PON3和8之间的一个呼叫，所有这些PON将被设置它们的标志组，以便防止为包括这些PON的任何一个的任何其他的呼叫分配λ3和λ4。如果存在PON3和8之间的一个附加链路，则仅这两个PON将具有它们的标志组。对于该对波长仅仅需要有一个使用标志，但是，如果需要，也可以为λ3和λ4分别设置使用标志。
对于“本地”呼叫，即在网络10的两个终端之间，在1500nm到1530nm的窗口中的波长被使用0.15nm的间隔，200个波长可被利用，其被成对分组，比如说λ1λ2、λ3λ4、，直至λ199λ200。
使用了一种传输协议，该协议提供这样一种方式，一个分配的波长的较低者对将按数字顺序，从低网络地址终端向高网络地址终端的方向沿环路发送，也就是说，如1图所示，顺时针从PON12-1向PON12-2，但是不从PON12-1向PON12-8，并对于该对的另一波长在反方向上也是相对应的。因此，对于在PON12-1上的终端到PON12-8上的终端之间的呼叫，数据库将分配较低的波长给在PON12-8上的终端。
该协议确定所有的滤波器52可以永久地滤出波长λ3、λ5、λ7等，且所有的滤波器50可以永久地滤出除波长λ4、λ6、λ8等。因此当一终端发送到该环路上时，光信号仅能以一个方向前进，其方向取决于该对的哪个波长正在被使用。
构成本发明的连接控制装置的数据库将发送一个控制信号到在具有目的终端的PON上的相关的滤波器50或52，滤出所发送的波长和因此限制该波长到进行通信的各终端之间的传输通路中。
在进行通信的终端是在相同的PON上，例如是终端A和A’的场合，在该PON中的滤波器50被控制滤出λ3及滤波器52被控制滤出λ4，因此限制这些波长到该PON。
在这个实施例中，一对波长包括200个波长的一组的相邻的波长，使得滤波器50是可调谐的，有选择地滤出波长λ3、λ5等，且相应对于滤波器52。因此将被滤波的相邻可选择的波长被间隔开0.30nm。
在另外的一个实施例中，技术允许可选择的波长将被间隔开0.15nm，该协议被修改以使替代为λ1和λ2用于呼叫建立的波长，和是λ3和λ4的呼叫对等，呼叫建立对包括λ1和λ101，和呼叫对是λ1和λ102，λ3和λ103等。这意味滤波器50被控制选择λ2到λ100，并被永久地设计为滤出λ101到λ200，且滤波器52相应地被控制选择λ102到λ200和被永久地设计为滤出λ2到λ100。通过这种方式，在比如说在PON12-1上的终端与在POM12-2上的终端进行通信的情况下，具有较低网络地址的终端将知道它必须在两个分配的波长的较低的λx上进行发送和在较高的波长λ100+x上进行接收，且对于其它终端也是相对应的。数据库可以通过比如说给出一个波长的识别，比如说λx，有效地提供两个传输波长的识别，这种识别是和是否较低地址的终端将在较低的波长上发送(比如说，一个正常标志设置)，或者在呼叫包括PON12-1和PON12-8(即，最高编号的PON)之间的链路的情况下，较高的地址终端将在较低的波长进行发送(正常标志没有设置)的识别一起进行的。在另外一个实施例中，滤波器50和51或者永久地或者在数据库的控制下，分别滤出λ1和λ101，且滤波器46被省略。
在图1中，通过适当控制在相关终端中的滤波器50和52，对于终端对BB”，CC’，和DD’各个独立的呼叫存在于λ3和λ4上。但是，对于在PON12-2的终端E和在PON12-1的终端E’之间的呼叫，数据库将分配不同的波长λ5和λ6。对于在PON12-2上的终端E和在PON12-1上的终端E’之间的呼叫，PON12-1的滤波器52被控制滤出λ6(它永久地滤出λ5)，PON12-1的滤波器50永久地滤出λ6，PON12-2的滤波器52永久地滤出λ5，和PON12-2的滤波器50被控制滤出λ5(它永久地滤出λ6)。这限制了各个波长到包括在相邻PON之间的各个光链路的终端之间的所选择的传输通路。可以意识到，仅两个可调谐滤波器需要由数据库控制，一个用于传输各方向，以便停止发送信号通过目的PON一边。
对于在PON12-5上的终端D和在PON12-2上的终端D”之间的呼叫，仅PON12-5上的滤波器50被数据库16控制滤出λ3和阻止该波长达到PON12-6，和仅PON12-2上的滤波器52被数据库16控制滤出λ4和阻止该波长达到PON12-1。所有滤波器50永久地滤出λ4和所有滤波器52永久地滤出λ3。
如果，比如说在PON12-1上的各个终端和在PON12-3上的各个终端之间存在大量的通信业务，且所有可用波长都在使用。在PON12-2上的各个终端不能进行任何呼叫，但是在PON12-4到PON12-8上的终端在它们本身之间可用进行通信，因为在非重叠的通路上波长可以被复用。在这样一种状态被识别的情况下，如图3所示，一对附加光纤61被连接在PON12-1和PON12-3之间，其中分离器44被1×3分离器代替，且偶合器40被1×5偶合器41代替，然后PON12-1的分离器45通过一个光纤经滤波器62偶合到PON12-3的偶合器41，及PON12-3的分离器45同样经滤波器63偶合到PON12-1的偶合器41。
如果一个在PON12-1上的终端正在以λ7经光纤61与在PON12-3上的以λ8发送的一个终端进行通信，则在这种情况下，PON12-1和PON12-3的滤波器50被控制滤出λ7，PON12-1和PON12-3的滤波器52被控制滤出λ8。PON12-3的滤波器63滤出λ7(和将被用于PON12-1和PON12-3之间的通信的所有低波长对)和PON12-1的滤波器62滤出λ8(对应有所有较高的波长)。在经光纤61在范围1500nm到1530nm通信的场合下，在PON12-2上的各个终端可用以相同波长在它们之间进行通信，但是传输将不允许超出PON12-2及干扰在PON12-1和PON12-3上的接收。
另外一种情况下，PON12-1和PON12-3之间的直接通信是在一个单独的窗口，比如说1530nm到1565nm。对于这样一种配置，将可了解，一个附加的滤波器63将被连接到PON12-1和PON12-3的滤波器50上，滤出较低的各个波长，一个附加的滤波器62将被连接到PON12-1和PON12-3的滤波器52上，滤出较高的各个波长。
现在研究31个PON的全规模的环路，克服通过各个PON的传输损耗的一种方法将是沿着环路间隔地安置光放大器，例如，在PON3和4，7和8，11和12，16和17，21和22，26和27，30和31之间的链路上。
要求的沿环路的光放大器的数目取决于每个放大器的增益和通过各个PON的损耗。光增益愈大，各放大器之间的PON愈多。如果需要，可沿环路安排较大数目的较低增益的放大器。
在另外一些实施例中，在非相邻的PON之间设置一些附加的光链路58。在一个PON端接一个单独的附加链路的情况下，然后它将具有如图3所示的各个部件，链路61等效于链路58，并在它将端接两个附加链路的情况下，它将具有如图4所示的部件，图4不同于图3的配置，其中偶合器41已被1×4偶合器54所替代，偶合器45已经被1×4分离器56代替，链路58A-1经可调谐滤波器50’馈送来自分离器56的信号到一个非相邻的PONy的偶合器54，链路58B-1接收来自PON y的可调谐滤波器52’的信号，且相对应地，链路58A-z经滤波器52’传送来自分离器56的输出之一的信号到PONz，及链路58B-z馈送来自PONz的滤波器50’的信号到偶合器54。在这样一种网络中，所有滤波器50和50’是相同的，和所有滤波器52和52’也是相同的。
在另外一些实施例中，滤波器50’和52’被这样的滤波器所代替，即，在该滤波器中每个波长可选择地地被吸收或通过，代替如滤波器50和52那样，每对的一个波长被永久地吸收。
现在参照图5，图中表示一个利用整体光学制造的电可调谐波长滤波器50，其中表示出一个输入光纤64(来自分离器44)被光偶合到多路分解器66(以Fabry Perot器件形式)，该多路分解器散射输入的各个波长，使得以一个对应的角度显现来自多路分解器66的每个波长。安排在发出的各个波长的通路上的是相对应的各个可移动的反射镜68-1到68-N(仅四个被表示出)，这里N可以是200。
每个反射镜68在一个第一稳定位置和第二稳定位置之间是可移动的，在第一稳定位置上它朝着被光偶合到输出光纤14A上的复用器70反射其输入波长，在第二稳定位置它反射输入波长离开复用器70。每个反射镜具有一个相连的激励器72，该激励器响应于代表一个逻辑“1“条件(通)的电信号驱动反射镜进入第一位置，并对于逻辑”0”条件(断)进入第二位置。
数据库16利用发送逻辑信号到相应的各激励器72来控制滤波器50和52，控制哪些波长是被吸收及及哪些不被吸收。
滤波器适当地可包括许多部分(未示出)，每一部分被安排为处理用于该网络的相应的一组波长，并在这种情况下，各个部分通过相应的分离器(未示出)和偶合器(未示出)将被偶合到光纤64和14A。
在图5的滤波器中，所有的反射镜都是可调谐的。在一种变形中，为了使用于每对波长的一个波长永久地被吸收的一种网络，则对于这些被滤波的波长不需要设置任何反射镜，因为它们在任何适宜的方式下都能够被吸收。
在图6中，图中表示利用集成光学另外一种方式制造的滤波器50的一个部件，光纤64被偶合(经一个分离器，未示出)到硅器件74的输入端和光纤14A被(经一偶合器，未示出)到器件74的输出端。器件74的中心部分包括一个电光器件76，它的折射指数随着施加的电信号而变化。一个掺杂InP的光传输通路存在于从器件74的输入端通过电光器件76到器件74的输出端。器件76响应来自数据库16的一个激励电信号改变其折射指数的值并使各个波长沿相应被弯曲的通路从器件76的输入端到其输出区域，仅一个波长从器件76输出，并从器件74输出，而所有的其它波长被器件76吸收。在这种情况下，激励信号在特性上按照相反于图5的实施例所要求的数字控制信号将被模拟。
将被理解为，一个网络具有的包括从旁路一个PON到旁路许多PON(比如说，13个或甚至15个)的链路的附加链路愈多，在源和目的PON之间的存在的低弹跳(low-hop)通路的似然率愈大。另一方面，随着在输出分离器(45、56)输出端数目的增加，通过一个PON的信号损失也将增加。
在网络10是一个国内通信网络的接入网络的情况下，将有一些从网络10到下一层的级别，比如说，国内网络的核心网络的链路，且在这样一些链路上的光通信将在1530nm到1565nm的窗口中并使用掺铒光纤放大器(EDFA)以补偿从网络10到它的最近核心网络交换节点的长距离传输的信号强度的损失。在这样一种情况下，通过链路61的任何通信应当不在EDFA窗口中以保持对经核心网络的呼叫的空闲。
更为详细地讲，一个呼叫建立请求，也称为一个控制数据组，包括四个字段，第一个含有目的终端或节点的识别符(地址)(26个比特)，第二个含有对于传输由源端要求的带宽(8比特)，第三个含有源终端或节点的识别符(地址)(26比特)和第四个含有差错检查或校正信息和发送被要求的时间(40比特)。在约2Mb/s的数据传输速率情况下，其将在小于10-4秒内在数据库被发送和接收。
如果数据库接收一个呼叫建立请求，该请求例如是不会由于其它请求的干扰而受到损害的，它发送一个也称为状态数据组的经修改的请求，包括四个字段，第一个含有目的字段的地址，第二个含有源终端地址，第三个含有差错检查或校正信息，和第四个含有相应待用于信息传输相位(ITP)的波长的识别符，和发送状态数据组的时间。
如果由于某些原因，例如该目的终端已经在与别的终端的呼叫被占用，数据库知道该目的终端对于接收一个呼叫请求是不空闲的，它在λ2上发送一个状态数据组，其带有第一字段的源终端地址。该源终端将识别其自己的地址在源和目的字段两者中，并知道数据库在此时不能发送状态数据组到目的终端。利用一种高级呼叫程序，该状态数据组将被发送到忙的目的终端以产生例如一个呼叫等待信号。
当ITP已经完成时，源终端将发送一个呼叫停止请求或数据组到数据库，该数据库通过改变在其记录中的登记项对以下结果作出响应；该终端现在空闲和不忙，两个分配的波长对于任何未以这些波长已使用的通路都是可用的，和所有已经在数据库的控制下滤出刚好实现的呼叫的波长的一个或另一个或两个的可调谐波长滤波器，如果需要的话，现可被控制通过那些波长。
网络10的光链路对14是由无EDFA的单模光纤形成的，以经核芯网络来自网络10的呼叫，各个波长将在1530nm到1565nm的窗口内选择，但是本地呼叫，即，那些不包括核心网络的呼叫，利用使该范围以外的各个波长。
用户进行的本地呼叫被分配在波长低于1530nm的基本的2.048Mb/s信道和在波长高于1565nm的约10Mb/s信道。
在上述的实施例中，在相邻的PON之间的一个光链路上的滤波器50和52已经被设置在该光链路的发送机端。如果需要它们可用被设置在该链路的接收机端，或者在沿链路的任何方便的位置。
代替如图1所示的网络10是以环形串联连接的，它可被完全的或部分地连接成网状网络，在网网络的情况下，各个滤波器将是完全可调谐的，以便在源PON和目的PON之间的任何可能的通路可以被选择，或者它将可用是一种实际上是断开的环形的总线型网络。
在一种变形中，数据库分配用于一个源终端，即要求连接的终端和一个目的终端之间的通信的一个单一的波长，源终端使用了一种测距和同步协议(ranging andsynchronisation)用于在该两个终端之间建立两时隙时分复用通信。该协议将保证源终端接收机在从源发送机发送期间被禁止并至少直至来自目的PON的源终端的发送的反射的接收。为了目的终端使用同样的波长，目的PON和任何中间PON的滤波器52不被控制阻断从源终端发送的波长，因此从目的终端发送的相同波长将通过滤波器52并达到源终端。
在另外一种变形中，一个或多个链路包括一个相应的波长变换器。通过波长变换器转移接收的波长的量可被数据库固定或控制。在一个新的呼叫希望使用一个特定的波长或多个波长的情况下，但是对于该新的呼叫来说，在传输通路上将有波长竞争或冲突。例如在使用特定波长的多个终端之间存在有会议呼叫并在没有改变波长(多个波长)的情况下一个新的终端将要加入到会议上使用。该新附加终端在该信号已经通过传输路径的波长竞争部分以后，可被数据库控制使用被转移的波长或由另外的一些变换器转移回来的波长。
尽管所有上述各个链路是光纤链路，然而网络可以包括各个PON之间的包括有非光通路和适当的变换器的各链路，例如无线或卫星链路。
尽管上述的具体实施例和各种变形中涉及了其中终端是电话、传真机及类似物的电信网络，然而本发明的网络同样的可以用于在数据处理设备等类似物的部件之间的数据传输，这些部件例如可以是一些包括相应电光接口(光发送机和接收机)的单独的卡的形式，每个卡构成了本发明的终端。多个卡，比如说那些机架，在一个单一的PON中可以被分组，在大的设备中的多个这种PON包含着若干个被内部连接的用于连接该设备的任何两个终端的机架。这样一种安排可以用于计算机设备、数据库处理设备、和光接口(即，终端)要求选择连接到另外一个终端的任何设备，在网络上要传输的信息的特性是无形的。
权利要求
1.一种光通信网络，包括多个连接的无源光网络(PON)，其中各个终端之间的通信信道是波分复用的，至少一些PON被配置成将一输入链路上的光信号中继到多个输出链路的每个链路上；和连接控制装置，用于动态地分配第一波长用于从连接在第一PON的第一终端到连接在所述第一PON或连接在一个不同PON的第二终端的连接，并用于动态地控制在与该具有该第一和第二终端的PON或多个PON，和任何中间PON的相连的链路上的各相应可调谐波长滤波器装置，以阻塞在任何这种相连的链路上的而不是从为该第一终端到该第二终端的传输通路的一部分的链路上的所述动态分配的波长。
2.按照权利要求1所要求的网络，其中上述连接控制装置被动态地配置以为所述第一连接分配一个用于从第二终端到第一终端传输的第二波长，并动态地控制在与具有该第一和第二终端的PON或多个PON，和与任何中间PON相连的链路上的各相应可调谐波长滤波器装置，阻塞在任何这种相连的链路上的而不是从为该第二终端到该第一终端的传输通路的一部分的链路上的所述第二动态分配的波长。
3.按照权利要求1或2所要求的网络，其中各PON是以地址顺序串行链接的，每个具有一个输出链路到每个相邻的PON，在PON地址顺序增加的方向与各链路相连的相应的可调谐滤波器装置被配置成永久地阻塞由连接控制装置分配给各终端用于到较低地址的各PON传输的正在使用的各个波长，在PON地址减少的方向与各链路连接的相应的可调谐滤波器装置被配置成永久地阻塞分配给用于到较高地址的各PON传输的终端的波长，仅有与相应的目的PON到与该连接无关的相邻PON的外出链路相连的可调谐滤波装置被控制阻塞相应的波长。
4.按照权利要求3所要求的网络，其中连接控制装置被配置成分配在一个方向上传输的波长，使该波长与可分配用于在另外一个方向上传输的波长相间隔和交替。
5.按照权利要求3所要求的网络，其中连接控制装置被配置成分配用于在一个方向上传输的在第一波段内的波长和分配在相反的方向上传输的在第二波段内的波长。
6.按照权利要求5所要求的网络，其中连接控制装置被配置成分配用于各个连接的波长对，每一对被一个常量分隔开。
7.一种在光通信网络上的各终端之间建立通信的方法，该网络包括多个光链接的无源光网络(PON)，其中各个终端之间的通信信道是波分复用的，至少一些PON被配置将在输入光信号中继到多个外出链路的每个链路上；该方法包括有以下步骤动态分配用于从源终端到目的终端的第一连接的传输的第一波长，和动态控制在与具有源终端和目的终端的PON或多个PON的，和任何中间PON相连的链路上的相应各可调谐波长滤波器装置，阻塞所述分配的波长，使得该传输被限制在源和目的终端之间的传输通路上，因此能使所述分配的波长被用于非重叠的传输通路的同时连接。
8.按照权利要求7所要求的方法，包括有以下步骤为所述第一连接动态地分配一个用于从目的终端向源终端传输的第二波长，并动态地控制在与该具有该源和目的终端的PON或多个PON，和任何中间PON的相连的链路上的各相应可调谐波长滤波器装置，以阻塞所述第二分配的波长，使得来自目的终端的传输被限制在源和目的终端之间的传输通路上。
9.按照权利要求8所要求的方法，其中各PON是以地址顺序串行链接的，并包括永久性阻塞在从一个PON传导到较低地址的一个PON的每个链路上的所述第一和第二分配波长的一个波长，永久地阻塞在从一个PON传导到较高地址的一个PON的每个链路的所述分配波长的另一个波长，选择地地阻塞从目的PON向较高地址的一个PON传导的链路上的所述一个波长，和选择地地阻塞在从源PON向一个较低地址的PON传导的链路上的所述其它波长。
10.按照权利要求8或9所要求的方法，包括动态地分配相应的不同的一对发送波长给具有重叠于第一连接传输通路的传输通道的另外连接。
11.按照权利要求10所要求的方法，包括由预定的差间隔较低的各个波长对，和相应地由同样的预定的差间隔较高的各个波长对。
12.按照权利要求10或11所要求的方法，其中每个对包括相邻的波长。
13.按照权利要求10或11所要求的方法，包括按波长顺序将各个对的较低波长分为一组并将各个对的较高波长分为相邻的一组。
全文摘要
一种光通信网络，包括多个按PON地址顺序以环形连接的无源光网络(PON)，其中各个终端之间的通信信道是波分复用的。相邻PON之间的每个光链路包括一个可调谐波长滤波器，和一个公共波长分配数据库被动态地安排选择用于连接的波长和提供相应的控制信号到适当的滤波器，以便使分配的用于一个连接的波长仅可以通过该各终端之间的传输通路。因此同样的波长可被用于传输通路与包括那些波长的任何现存传输通路不重叠的另外的连接中重复使用。
文档编号H04B10/20GK1155966SQ9519169
公开日1997年7月30日 申请日期1995年1月18日 优先权日1994年1月18日
发明者维韦卡·坦登, 马克·威尔比 申请人:英国电讯有限公司