多波长光网络中的安全的制作方法
【专利说明】多波长光网络中的安全
[0001]优先权信息
[0002]本申请要求于2012年10月3日提交的美国实用新型专利申请第13/644，121号的优先权，本文中通过引用并入了该申请全文。
【背景技术】
[0003]本发明涉及光网络的领域，并且特别地涉及保留至少一个波长明确用于安全的新技术，由此允许在光网络中容易地进行编码和解码。
[0004]通信系统已经成为如今电子社会的重要部分。一般来说，这些网络和系统提供根据期望和/或需要传递巨量信息的能力。如众所周知的，这些通信系统的示例包括互联网、以太网系统、独立系统(机动车、飞机等)内的网络、家庭网络和无线网络。而且，移动电话、20WiF1、卫星通信、IEEE 802.11等系统也被认为是其他类型的通信网络。
[0005]由于光通信的众所周知的优势，光纤通信广泛地用于各种系统中。也就是说，光通信网络和系统随着科技变得越来越先进而不断地发展。光学部件的进一步发展允许涉及光信号的新的应用和选择。系统设计者直接地具有了更多的工具供他们使用，由此给予了他们更多的选择。
[0006]作为满足对高传输容量的需求的显著增长的解决方案，波分复用(WDM)光传输技术正在兴起。WDM光传输技术可以在一根光纤中同时传输多个波长信道。例如，当一个波长信道具有lOGb/s的传输速度并且同时传输50个波长时，WDM光传输技术可以具有500Gb/s的传输速度，因此WDM光传输技术在大容量传输中非常有效。
[0007]在使用WDM光传输技术的光网络中，需要在网络节点中插入或分出波长信道，以便增加光网络的效率和变化性。通过使用固定光分插复用器(F-OADM)技术可以在预定的节点中插入/分出预定的波长信道。可重构光分插复用器(ROADM)技术对于光网络的效率和为了经济地使用网络资源来说是需要的。当使用ROADM技术时，在预定节点中可以插入/分出预定信道，因此高效的网络操作是可能的。
[0008]但是，缺少一种可集成的安全平台，其允许跨越不同协议容易地对安全信息进行编码和解码而不会导致光网络中的过度延迟和性能下降。
【发明内容】
[0009]根据本发明的一个方面，提供了一种光网络。所述光网络包括至少一个光网络节点，其接收用于传输或接收的光信号。光网络节点分析所述光信号并且应用将所述光信号光学传输到所述光网络或从所述光网络光学接收所述光信号所必需的通信协议。至少一个通信模块耦接到所述至少一个光网络节点，其通过识别至少一个波长或将至少一个波长插入所述光信号以用于安全来解码或编码所述光信号。
[0010]根据本发明的另一方面，提供了一种ROADM结构。所述ROADM结构包括接收用于传输或接收的光信号的光网络节点。光网络节点分析所述光信号并且应用将所述光信号光学传输到所述光网络或从所述光网络光学接收所述光信号所必需的通信协议。通信模块被耦接到光网络节点，其通过识别至少一个波长或将至少一个波长插入所述光信号以用于安全来对所述光信号进行解码或编码。
[0011]根据本发明的另一方面，提供了一种管理光网络的安全的方法。该方法包括利用光网络节点接收用于传输或接收的光信号。光网络节点分析所述光信号并且应用将所述光信号光学传输到所述光网络或从所述光网络光学接收所述光信号所必需的通信协议。同样地，所述方法包括利用通信模块通过识别至少一个波长或将至少一个波长插入所述光信号以用于安全来对所述光信号进行解码或编码。
【附图说明】
[0012]图1为示出了根据本发明而使用的光网络的示意图；
[0013]图2为示出了根据本发明在光通信中使用的SONET协议栈的示例的示意图；
[0014]图3为示出了根据本发明而使用的复用模块的示意图；
[0015]图4为示出了根据本发明而使用的解复用模块的示意图；和
[0016]图5A-5B为示出了根据本发明而使用的编码和解码技术的示意图。
【具体实施方式】
[0017]本发明涉及用于在光网络中提供安全的新技术。通过保留至少一个波长用于安全，该新技术允许容易地对光信号进行编码和解码，而不会产生对光通信中使用的协议或光网络的不必要的实施。
[0018]图1为示出了根据本发明而使用的光网络2的示例性实施例的示意图。光网络2包括具有光网络节点(ONN) 6的可重构光分插复用器(ROADM) 4。0NN6可以接收提供给ROADM4的光信号，并且0NN6可以格式化待传输到远程ROADM 10的光信号。注意到，0NN6执行并且格式化待由Rx/Tx模块8接收的光信号。Rx/Tx模块8包括光接收器12、光发射器14、接收器RPl和发射器TP1。光发射器12将由发射器TPl提供的电信号转换为光信号，以发送到ONN 6用于传输。0NN6接收光信号并且将信息格式化为适当的通信协议以通过可以穿过地下管路和建筑物所布线的光纤链路40、和多种光纤放大器(OFA)被发送。
[0019]ROADM 10还包括具有光接收器30的Rx/Tx模块46，以将该信号转换为电信号。传输的信息通常是由计算机、电话系统、和有线电视公司生成的数字信息。
[0020]ROADM是在光纤网络中插入、阻塞、使通过或重定向各种波长的调制红外(IR)和可见光束的装置。ROADM被用在采用波分复用(WDM)的系统中。
[0021]在光复用装置(例如R0ADM)的开发以前，光纤网络中的信号路由通过将IR或可见光束转换为电信号并且利用常规电子开关路由那些信号来实现。然后重新路由的电信号被转换回IR或可见光束。
[0022]在ROADM中，切换在没有称为插入、分出和通过的三个操作的光-电或电-光转换的情况下实现。可以生成传出的IR或可见光束(插入操作)或终止传入的光束(分出操作)。光束还可以没有改变地通过该装置(通过操作)。在结合情况下，这些功能实现了相当复杂的光信号路由。可以远程地改变系统的配置。
[0023]目前使用两个主要的ROADM技术。它们是波长阻塞(WB)和平面光波电路(PLC)。也被称为第一代ROADM技术的波长阻塞是两者中较旧的一个。当对于特定信道来说有必要改变波长时，原始波长的IR或可见光束被过滤掉并且其数据被提取。然后数据被印记到另一波长的光束上。PLC或第二代ROADM技术实际上结合了这些步骤，简化了过程并且减少了成本。
[0024]WB和PLC ROADM两者的设计都不促进真正的光分路，在光分路中任何波长的光束都可以直接路由到任何期望的端口，而不需要执行多个中间操作。光分路能力在被设计为提供高级服务(例如视频会议和视频点播(VoD))的高效、可靠、高容量的光网络的部署中是重要的。
[0025]光发射器14可以是半导体装置，例如发光二极管(LED)和激光二极管。LED和激光二极管之间的不同在于LED产生非相干光，而激光二极管产生相干光。为了在光通信中使用，半导体光发射器必须设计为小型、高效且可靠的，同时在最佳波长范围内操作，并且在高频处直接调制。
[0026]光接收器12接收来自ONN 6的相应的光信号，并且将该光信号转换为电信号。在光信号的全部波长被转换之前，Rx/Tx模块8选择至少相应的与安全相关联的波长，并且利用光接收器12将这些波长转换为待发送到接收器RPl的电信号以确定信息是否具有适当的凭证。光接收器12可以是光电检测器，其利用光电效应将光转换为电。光电检测器通常是基于半导体的光电二极管。几种类型的光电二极管包括P-η光电二极管、p-1-n光电二极管、和雪崩光电二极管。金属-半导体-金属(MSM)光电二极管由于其适合于再生器和波分复用器中的电路集成也被使用。
[0027]光-电转换器通常与跨阻放大器和限幅放大器耦接，以从传入的光信号生成电领域中的数字信号，所述光信号可能在通过信道时衰减或失真。还可以在传递数据之前应用进一步的信号处理，例如由锁相环执行的数据时钟恢复。
[0028]Rx/Tx模块8包括对由光信号提供的安全凭证进行编码和解码的能力。特别地，Rx/Tx模块8使用明确用于安全的至少一个波长。利用光发射器，Rx/Tx模块8可以出于安全目的将至少一个波长插入传出光信号，从而在另一光学ROADM处提供适当的凭证。
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