[發(fā)明專利]基于波長選擇交叉連接矩陣的ROADM系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210334583.2
• 申請日: 2012-09-12
• 公開（公告）號: CN102868476A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 游善紅;余少華;謝德權(quán);楊奇;楊鑄;沈綱祥;侯嘉
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢郵電科學(xué)研究院
• 主分類號: H04J14/02
• 分類號: H04J14/02;G02B6/293;G02B6/27
• 代理公司: 北京捷誠信通專利事務(wù)所(普通合伙) 11221
• 代理人: 魏殿紳;龐炳良

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光通信中的ROADM(Reconfigurable?Optical?Add-Drop?Multiplexer，可重構(gòu)光分插復(fù)用器)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于波長選擇交叉連接矩陣的ROADM系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著話音、數(shù)據(jù)和視頻圖像等多媒體通信業(yè)務(wù)的逐年發(fā)展，特別是數(shù)據(jù)和視頻傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)量迅速增長，對光網(wǎng)絡(luò)的傳輸容量、速率、距離和傳輸質(zhì)量的要求不斷提高，近年來對光網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的靈活性、光網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和運行維護(hù)費用的降低尤為關(guān)注。

為了滿足IP(Intemet?Protocol，網(wǎng)絡(luò)之間互連的協(xié)議)網(wǎng)絡(luò)的需求，基礎(chǔ)承載網(wǎng)的建設(shè)逐漸采用一種以ROADM為代表的光層重構(gòu)技術(shù)。具有動態(tài)配置能力的ROADM是光網(wǎng)絡(luò)“智能”實現(xiàn)的重要基礎(chǔ)。ROADM不僅能夠像傳統(tǒng)OADM(Optical?Add-Drop?Multiplexer，光分插復(fù)用器)那樣，可以從多波長鏈路信號中提取特定波長到本地，以及將本地波長插入到鏈路中去，而且這些操作完全可以通過軟件配置實現(xiàn)，從而為分布式控制操作奠定基礎(chǔ)。

當(dāng)前對下一代ROADM架構(gòu)的普遍要求為超大容量、無色(Colorless)、無方向(Directionless)、無阻塞(Contentionless)。具體來說，無色性指節(jié)點內(nèi)同一上下路端口可以重構(gòu)為不同波長的特性。無方向性，簡稱“無向”，是指節(jié)點內(nèi)同一上下路端口可以重構(gòu)到不同鏈路方向、且在某一方向上的光通道可以直通到其他不同維度或下路到某一個下路端口的特性。無阻塞性是指節(jié)點內(nèi)不同上下路端口在重構(gòu)到不同方向的相同波長時沒有沖突。同時，為更進(jìn)一步提高光纖頻譜使用效率和支持超寬帶光通道，無柵格(Gridless)的頻譜操作也成為ROADM的另一個重要特征要求，即不受制于傳統(tǒng)的ITU-T(International?Telecommunication?Union?Telecommunication?Standardization?Sector，國際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)化部門)固定柵格的頻譜限制(如50GHz間隔)，能對指定波長的光通道實施直通和上下路的操作。

近年來，為實現(xiàn)更高的網(wǎng)絡(luò)資源使用率，光網(wǎng)絡(luò)正從環(huán)結(jié)構(gòu)向網(wǎng)格結(jié)構(gòu)逐漸進(jìn)化，而作為光網(wǎng)絡(luò)中最核心的子系統(tǒng)之一，ROADM也從簡單的兩維架構(gòu)向更復(fù)雜的多維(＞2維)架構(gòu)演進(jìn)。

目前，常見的ROADM系統(tǒng)有三代：WB(Wavelength?Blocker，波長阻斷器)、PLC(Planar?Lightwave?Circuits，平面光波導(dǎo))、WSS(Wavelength?SelectiveSwitch，波長選擇開關(guān))，其中最好的是第三代波長選擇開關(guān)型ROADM。目前，波長選擇開關(guān)的核心技術(shù)是SLM(Spatial?Light?Modulator，空間光調(diào)制器)，目前主要有：MEMS(Micro?Electro?MechanicalSystems，微電子機械系統(tǒng))、LC(Liquid?Crystal，液晶)以及LCoS(Liquid?Crystal?on?Silicon，硅基液晶)技術(shù)。國外有器件供應(yīng)商最近推出增強型WSS-基于硅基液晶技術(shù)(LCoS)的可編程光處理器WaveShaper，擴大了WSS的靈活性。波長選擇開關(guān)采用自由空間光交換，可以支持更高的端口數(shù)(維數(shù)，Degree)，WSS型ROADM逐漸成為4維以上的ROADM的首選技術(shù)。

參見圖1所示，基于1×3波長選擇開關(guān)的三維ROADM系統(tǒng)包括網(wǎng)管系統(tǒng)和三個WSS模塊，三個維度分別用東、西、北方向來表示，每個WSS模塊包含多維度的光纖鏈路，每一維都有一對光纖鏈路和其它節(jié)點相連，每個WSS模塊還包括多對上下路，上、下路端口可以重構(gòu)到不同鏈路方向，靈活通行上下路信號，每一維的輸入端經(jīng)過一個帶寬可調(diào)的1×3波長選擇開關(guān)對信號進(jìn)行濾波，然后分別傳輸至不同的輸出端口；每一維的輸出端都是先通過一個光纖耦合器將節(jié)點內(nèi)各個方向的信號復(fù)合到輸出光纖中，然后傳輸至其它節(jié)點。

參見圖2所示，每個1×3波長選擇開關(guān)具有一個輸入端口和3個輸出端口，可通過網(wǎng)管系統(tǒng)進(jìn)行波長資源的動態(tài)配置，即通過選擇不同的中心波長和帶寬，對信號進(jìn)行濾波，然后分別傳輸至指定的輸出端口。

參見圖3所示，基于空間光調(diào)制器的1×N?WSS模塊包括1×N輸入/輸出光纖陣列(一個輸入端口和N個輸出端口，N為≥2的正整數(shù))、偏振分集器件、柱面鏡、準(zhǔn)直透鏡、光柵和可編程的空間光調(diào)制器，網(wǎng)管系統(tǒng)可以對所在工作波段的每個光通道的幅度和相位進(jìn)行靈活編程。