[發明專利]彈性光聯網

在審

• 申請號: 201580049313.9
• 申請日: 2015-09-11
• 公開（公告）號: CN107005334A
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發明（設計）人: 丹尼爾·基爾佩;克倫·貝格曼;吉爾·祖思曼;貝克·比蘭德
• 申請（專利權）人: 代表亞利桑那大學的亞利桑那大學董事會;哥倫比亞大學（紐約）理事會
• 主分類號: H04J14/00
• 分類號: H04J14/00;H04J14/02;H04J14/08
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司11219
• 代理人: 魯山,孫志湧

相關申請的交叉引用

本申請要求于2014年9月11日提交的題為“Resilient Metro Optical Networking(彈性城域光連網)”的美國臨時專利申請序列號62/048,818的利益和優先權，其全部內容通過引用并入本文。本發明是通過與美國政府機構的合同——即由NSF授予的經費號EEC0812072作出的。

背景技術

商用光通信系統采用高度動態和可配置的電子交換設備，其在主要靜態的高容量光系統上運行。這種架構在過去工作良好，因為典型的數據業務流量量級為10-100Mb/s，而光信道的容量為10-100Gb/s。隨著業務需求的增加，應用業務流量的大小增加，并且互聯網的使用方式也發生了變化。人們更頻繁地使用或期望在千兆位/秒范圍內的數據流。此外，諸如涉及操縱、備份和傳輸大型數據集、按需網絡、企業數據中心和存儲網絡、視頻點播、和科學計算的大數據的趨勢都打破了常規的靜態光網絡模型。因此，對于城域網絡和其他網絡的光層中的動態和高度可配置的能力的需求不斷增長。此外，諸如自然災害和電力中斷的事件造成了巨大的變化，這也需要一種能夠減輕其影響的自適應并且由此彈性的光網絡基礎架構。

發明內容

本文描述的是具有動態和高度可重構光網絡能力的光通信系統。根據本發明的一個方面，在每個網絡節點處的光纖設施或網絡的線路側引入光空間交換機。光空間交換機允許節點之間的光纖連接被重構，同時還允許底層光系統像往常一樣執行光保護和恢復。此外，底層光系統作出的這樣的光保護和恢復可以完全獨立于該光纖設施或線路側交換來執行。此外，光功率控制，監測器和光放大器可以用于調整光纖上的增益，以便實現穩定操作所需的總功率電平。

提供本發明內容是為了以簡化的形式介紹精選的概念。在具體實施方式部分中進一步描述了這些概念。除了本發明內容描述的那些元件或步驟之外的元件或步驟是可能的，并且所述元件或步驟并非必需的。本發明內容不旨在標識所要求保護的主題的關鍵特征或必要特征，也不旨在用于幫助確定所要求保護的主題的范圍。所要求保護的主題不限于解決在本公開的任何部分中指出的任何或所有缺點的實施方式。

附圖說明

圖1圖示出了根據本文描述的主題的、可以被配置為傳輸波分復用(WDM)業務的、用于光通信或傳輸網絡的分層架構的一個示例。

圖2示出光系統節點的一個示例。

圖3A示出了具有連接到外部光纖設施的一系列光系統節點的常規光通信或傳輸系統。

圖3B示出在光系統節點和光纖設施之間并入光空間交換機的可重構光通信或傳輸系統的一個說明性實施方式。

圖4示出除了光空間交換機之外還包含功能模塊的可重構光通信系統的另一個說明性實施方式。

圖5示出了在光纖中斷之后的圖4的可重構光通信或傳輸系統。

圖6示出了包括來自不同類型網絡的光系統節點的可重構光通信系統的另一個說明性實施方式。

圖7示出了可以在WDM無源光網絡(PON)中采用的光系統節點的一個示例。

圖8示出與交換來自無源光網絡(PON)的信號的不同光系統相關聯的兩個光系統節點。

圖9示出了基于全光2D MEMs的光空間交換機的一個示例。

具體實施方式

圖1圖示了根據本文描述的主題的、用于光通信或傳輸網絡的分層架構10的一個示例，其可以被配置為傳輸波分復用(WDM)業務。根據實施方式，相較于圖1所圖示的那些光網絡和光互連，分層架構10可以包括附加的、更少的、或不同配置的光網絡和光互連。在分層架構10內，所示的最低層——層1包括一個或多個接入網絡12，每個接入網絡12可以包括一個或多個接入子網絡14-1、14-2、…14-K。每個接入子網14-N包括在環形結構、樹結構、總線結構，網狀結構、或其任何組合中經由光纖18互連的接入節點16。

一般來說，每個接入節點16通信地耦合到一個或多個接入點20，諸如遠程辦公樓、住宅區等。例如，在每個接入點20處部署一個或多個光模塊，諸如光網絡單元(ONU)。

通信地耦合到接入點20中的一個或多個接入點，接入節點16聚合那些接入點20在其上傳送上行鏈路業務的波長信道，并將聚合的波長信道放置到接入節點16形成的接入子網14-N上。類似地，接入節點16從接入子網14-N分出下行鏈路業務在其上被傳送到接入點20的波長信道。