專利名稱：不對(duì)稱光網(wǎng)絡(luò)話務(wù)流控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施例涉及光網(wǎng)絡(luò)，尤其涉及可配置光網(wǎng)絡(luò)，其中可以根據(jù)話務(wù)(traffic)需要?jiǎng)討B(tài)分配特殊信道的方向。
背景技術(shù)：
利用光纖、發(fā)送器、接收器、調(diào)制器和放大器通信的光通信領(lǐng)域正變得越發(fā)成熟和廉價(jià)。此外，為了管理對(duì)光纖帶寬的激增的需要，必須引入稱作波分多路復(fù)用(WDM)的技術(shù)。
WDM技術(shù)具有兩種基本形式。它們包括粗WDM(CWDM)和密WDM(DWDM)。這兩者都在光領(lǐng)域中工作，非常類似于電子領(lǐng)域中的頻分復(fù)用。代替使用單激光器(即，單色或波長(zhǎng))在光纖網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行通信，WDM使用幾種不同的波長(zhǎng)通過用不同的數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制每種顏色來(lái)增加單個(gè)光纖的容量，從而通過同時(shí)承載的顏色或信道數(shù)來(lái)增加單個(gè)光纖的容量。
通過增加單個(gè)光纖所承載的顏色數(shù)，可以增加信道數(shù)和光纖的帶寬。但是，增加容量的常規(guī)方法包括提供傳輸“對(duì)”，每對(duì)都包括用于發(fā)送的一條路徑或波長(zhǎng)和用于接收的另一條路徑或波長(zhǎng)。在某些應(yīng)用中，這是不理想的預(yù)備方案，因?yàn)槠鋵⒚總€(gè)方向上的話務(wù)限制成近似相等。
參考圖1，可以看到從左到右的信道數(shù)和從右到左的信道數(shù)是固定的并保持在分配的方向上。特別是，圖1示出了四種波長(zhǎng)(顏色)的信道通信光纖，其中兩種顏色(λ1和λ2)在第一方向上沿光纖下行(即，左到右)，且兩種顏色(λ3和λ4)在相反的第二方向上沿光纖下行(即，右到左)。
在圖1的左手側(cè)，激光器驅(qū)動(dòng)器10調(diào)制數(shù)據(jù)流12以驅(qū)動(dòng)激光器14產(chǎn)生具有波長(zhǎng)λ1的光束。按類似方式產(chǎn)生光束λ2。例如使用陣列波導(dǎo)光柵(AWG)16將光束波分多路復(fù)用，其作為被多路復(fù)用的光束在光纖18內(nèi)行進(jìn)。通信信道18的右手側(cè)上的類似AWG20將光束解調(diào)成各個(gè)波長(zhǎng)(λ1和λ2)，其中它們由各光電檢測(cè)器22接收并由它們各自的放大器24放大，以便輸出原始的數(shù)據(jù)流12。數(shù)據(jù)信道λ3和λ4按類似方式工作，區(qū)別在于僅在從右到左的相反方向上行進(jìn)。
以上設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)在于特定信道行進(jìn)的方向是固定的。這意味著除非原始網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)者預(yù)見保證不對(duì)稱的話務(wù)簡(jiǎn)介，否則正常的實(shí)現(xiàn)包括在每個(gè)方向上分配相等數(shù)量的信道(波長(zhǎng))。但是，由于局部話務(wù)條件或狀況，會(huì)期望在節(jié)點(diǎn)間提供不對(duì)稱的路徑，以使比如右到左方向能比左到右方向承載更多的話務(wù)。
通過考慮從萬(wàn)維網(wǎng)(WWW)下載音樂文件或圖片文件，就可表明期望不對(duì)稱網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際理由，在這種情況下請(qǐng)求歌曲的數(shù)據(jù)(標(biāo)題、藝術(shù)家、URL等)比下載數(shù)據(jù)本身小好幾倍。對(duì)帶寬不對(duì)稱的這種需要的影響在于網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商往往會(huì)過度提供上游路徑以滿足下游路徑的需要。
因此，需要?jiǎng)討B(tài)地允許光纖上任一方向的不對(duì)稱和可編程的帶寬。


圖1是示出在每個(gè)方向上具有固定信道分配的典型的對(duì)稱多信道光通信系統(tǒng)的框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的具有不對(duì)稱的雙向配置的多信道光通信系統(tǒng)的一側(cè)的框圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的具有不對(duì)稱的雙向配置的多信道光通信系統(tǒng)的框圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的雙向收發(fā)器模塊的框圖。
具體實(shí)施例方式
所描述的是一種裝置和方法，其用于實(shí)現(xiàn)WDM技術(shù)，以使每個(gè)波長(zhǎng)(信道)可被動(dòng)態(tài)配置以便在網(wǎng)絡(luò)的光纖上以任一方向操作。其優(yōu)點(diǎn)在于，網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商可以根據(jù)所討論的網(wǎng)絡(luò)鏈接的話務(wù)特性供應(yīng)帶寬。此外，通過允許信道被重新分配或重新定向以承載以前由故障信道承載的話務(wù)，它可用于允許設(shè)備“備用(sparing)”度，有時(shí)稱作設(shè)備冗余。
參考圖2，對(duì)于每個(gè)信道，提供了可配置成發(fā)送或接收特定信道的可編程塊210。每個(gè)可編程塊210都包括輸入端口212和輸出端口214，以及一對(duì)放大器216和218。放大器216和218包括選擇開關(guān)219和221，它們用于根據(jù)可編程塊210處于發(fā)送模式還是接收模式來(lái)激活或禁用各放大器216或218。
當(dāng)被配置成用作數(shù)據(jù)發(fā)送器時(shí)，輸入數(shù)據(jù)流220(Data TX)提供給輸入端口212。選擇發(fā)送開關(guān)221來(lái)發(fā)送數(shù)據(jù)，且取消選定接收開關(guān)219以禁用輸出端口214。當(dāng)選擇發(fā)送開關(guān)221時(shí)，激光器222同樣能開始以特殊信道的頻率發(fā)射激光，在這種情況中，為λ1。數(shù)據(jù)流通過放大器216并提供到調(diào)制器224以調(diào)制來(lái)自激光器222的光束，λ1。
如圖所示，電吸收調(diào)制器(EAM)224用于調(diào)制光束。EAM通常包括波導(dǎo)核心和波導(dǎo)包層。響應(yīng)于基于發(fā)送的數(shù)據(jù)流220變化的施加電壓，EAM224調(diào)制激光器222發(fā)射進(jìn)入波導(dǎo)的光。當(dāng)然，這只是一種適于本申請(qǐng)的調(diào)制技術(shù)?？梢岳斫?，也可使用其它調(diào)制技術(shù)而仍在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。例如，使用陣列波導(dǎo)光柵(AWG)230將來(lái)自EAM224的調(diào)制光束與其它信道(例如，λ1-λ4)多路復(fù)用。此后，調(diào)制的信道從AWG230的輸出在網(wǎng)絡(luò)光纖232上進(jìn)行發(fā)送。
當(dāng)被配置用作接收器時(shí)，從光纖232接收信號(hào)，其可以與其它這種信道多路復(fù)用。在這種情況中，AWG230多路分解所述信道，例如λ1，并將其發(fā)送到為λ1指定的可編程塊210。在接收模式中，發(fā)送開關(guān)221被取消選定，從而禁用輸入端口212并禁用激光器222。選擇接收開關(guān)219，從而允許被多路分解的信號(hào)通過EAM224和放大器218到達(dá)輸出端口214(Data Rx)。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有可編程或“不對(duì)稱”帶寬分配的光纖網(wǎng)絡(luò)。如圖所示，多個(gè)可編程塊或節(jié)點(diǎn)210可連接于光纖232的任一側(cè)上。根據(jù)合適“Select”引腳的極性，每個(gè)塊210中的EAM224用作接收器或調(diào)制器。例如，如果Select是“1”，則可供電給調(diào)制器驅(qū)動(dòng)放大器216和激光器222，且EAM224用作調(diào)制器。如果Select是“0”，則可供電給接收器放大器218，且EAM224用作接收器，用于檢測(cè)輸入信號(hào)。通過改變選擇極性以便將每個(gè)信道從發(fā)送模式變成接收模式，可以調(diào)節(jié)或編程話務(wù)流，反之亦然。因此，可以方便地用相同信道適應(yīng)具有潮汐特征(即，左向右，隨后右向左)的網(wǎng)絡(luò)話務(wù)。
通常，有用于光對(duì)準(zhǔn)的許多精密接口，進(jìn)行該光對(duì)準(zhǔn)用以制造光收發(fā)器模塊。這些對(duì)準(zhǔn)從對(duì)作為目標(biāo)以便在六個(gè)自由度中以亞微米精度對(duì)準(zhǔn)的封裝的光纖入口開始，直到AWG，其與亞支架(sub-mount)上的其它部件一起都被類似地對(duì)準(zhǔn)。這是非常昂貴和費(fèi)時(shí)的。
減少這種對(duì)準(zhǔn)活動(dòng)的一種方法是減少對(duì)準(zhǔn)工序的數(shù)量。因此，通過按單片方式制造多個(gè)部件，例如通過將等效于期望信道數(shù)的許多調(diào)制器制成為單個(gè)部件，這可以顯著地減少光對(duì)準(zhǔn)的任務(wù)。生產(chǎn)這種單片式部件的實(shí)際方法包括磷化銦(InP)制造技術(shù)。這種技術(shù)由Ronald Kaiser等人，Optoelectronic/Photonic IntegratedCircuits onInPBetween Technological Feasibility and Commercial Success，IEICE Transactions of Electronics，Vol.E85-C，No.4，2002年4月中描述。由于與磷化銦(InP)制造有關(guān)的掩模工藝的固有配準(zhǔn)精度，可以非常經(jīng)濟(jì)地制造多信道接收器、發(fā)送器或收發(fā)器。
參考圖4，示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的雙向“潮汐”收發(fā)器模塊。如圖所示，該模塊是緊湊的且部件作為一塊而被制造在一起，以使這些塊能作為一個(gè)單元對(duì)準(zhǔn)，從而減少了對(duì)準(zhǔn)步驟的數(shù)量。特別是，該模塊包括亞支架402上設(shè)置的多個(gè)已調(diào)諧的激光二極管400。多個(gè)電吸收調(diào)制器(EAM)404在激光器400前被對(duì)準(zhǔn)，且多個(gè)限幅放大器/調(diào)制器驅(qū)動(dòng)器(LIA)406在激光器400后被對(duì)準(zhǔn)。接合線410將LIA406連接到EAM404，以便在接收模式中將從EAM404接收的信號(hào)傳送到LIA406。陣列波導(dǎo)(AWG)408在EAM404前被對(duì)準(zhǔn)并多路復(fù)用或多路分解光纖410上的特殊信道。套圈416或其它合適的連接器可用于連接光纖418。
所有部件都被裝入具有外部引線414的外殼412。一些引線414包括用于指定每個(gè)信道方向的選擇開關(guān)219和221(圖2)。在發(fā)送模式中，LIA406用作調(diào)制器。在接收模式中，LIA406用作接收器放大器。激光器400、EAM404和LIA406可例如用磷化銦技術(shù)制成為單個(gè)塊。其中每個(gè)塊都包括與模塊處理的信道數(shù)相對(duì)應(yīng)的數(shù)量的特殊部件。這大大減少了組裝模塊所需的對(duì)準(zhǔn)步驟的數(shù)量。
這里特別說(shuō)明和/或描述了本發(fā)明的實(shí)施例。但是，可以理解，本發(fā)明的修改和變型由以上教導(dǎo)覆蓋并在所附權(quán)利要求書的范圍之內(nèi)，而不背離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種光網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器，其特征在于，包括輸入端口，用于輸入發(fā)送的數(shù)據(jù)流；輸出端口，用于輸出接收的數(shù)據(jù)流；激光器，用于產(chǎn)生發(fā)送信道；調(diào)制器，用于在發(fā)送模式中用光纖上所要發(fā)送的發(fā)送數(shù)據(jù)來(lái)調(diào)制該發(fā)送信道；接收器，用于在接收模式中接收輸入信道，所述發(fā)送信道和所述接收信道具有相同的波長(zhǎng)；以及選擇回路，用于在發(fā)送模式和接收模式之間進(jìn)行選擇。
2.如權(quán)利要求1所述的光網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器，其特征在于，電吸收調(diào)制器(EAM)包括所述調(diào)制器和所述接收器。
3.如權(quán)利要求2所述的光網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器，其特征在于，所述選擇回路包括限幅放大器/調(diào)制器驅(qū)動(dòng)器(LIA)上的選擇開關(guān)。
4.如權(quán)利要求3所述的光網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器，其特征在于，多個(gè)所述激光器被配置成一塊，且多個(gè)所述EAM被配置成一塊，且多個(gè)所述LIA被配置成一塊。
5.如權(quán)利要求4所述的光網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器，其特征在于，所述塊可以磷化銦方式形成。
6.一種不對(duì)稱光網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，包括光纖網(wǎng)絡(luò)，它具有第一端和第二端；在所述第一端處的至少一個(gè)第一收發(fā)器模塊，用于在分配的信道波長(zhǎng)下操作；在所述第二端處的至少一個(gè)第二收發(fā)器模塊，用于在相同的所述分配的信道波長(zhǎng)下操作；以及所述第一和所述第二收發(fā)器模塊中的開關(guān)，用于使得信道波長(zhǎng)在所述第一端和所述第二端之間任一方向中操作。
7.如權(quán)利要求6所述的不對(duì)稱光網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，進(jìn)一步包括所述第一端處的多個(gè)所述第一收發(fā)器模塊，每一個(gè)都在分配的波長(zhǎng)下操作；以及所述第二端處的多個(gè)所述第二收發(fā)器模塊，每一個(gè)都在與所述多個(gè)第一收發(fā)器模塊之一相對(duì)應(yīng)的分配波長(zhǎng)下操作。
8.如權(quán)利要求7所述的不對(duì)稱光網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，進(jìn)一步包括所述光纖和所述多個(gè)第一收發(fā)器模塊之間的第一陣列波導(dǎo)光柵(AWG)；以及所述光纖和所述多個(gè)第二收發(fā)器模塊之間的第二AWG。
9.如權(quán)利要求8所述的不對(duì)稱光網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，進(jìn)一步包括每個(gè)所述收發(fā)器模塊中的電吸收調(diào)制器(EAM)。
10.如權(quán)利要求9所述的不對(duì)稱光網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，所述EAM包括調(diào)制器和接收器。
11.如權(quán)利要求7所述的不對(duì)稱光網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，所述開關(guān)包括每個(gè)所述收發(fā)器模塊中的限幅放大器/調(diào)制器驅(qū)動(dòng)器(LIA)上的選擇開關(guān)。
12.如權(quán)利要求7所述的不對(duì)稱光網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，每個(gè)所述收發(fā)器模塊包括激光器，用于產(chǎn)生所述分配的信道波長(zhǎng)；電吸收調(diào)制器(EAM)，用于在發(fā)送模式中用在光纖上所要發(fā)送的數(shù)據(jù)來(lái)調(diào)制分配的信道波長(zhǎng)，并在接收模式中接收輸入信道。
13.如權(quán)利要求12所述的不對(duì)稱光網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，多個(gè)所述激光器被配置成一塊，且多個(gè)所述EAM被配置成一塊，且多個(gè)所述LIA被配置成一塊。
14.如權(quán)利要求13所述的不對(duì)稱光網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，所述塊可以磷化銦方式形成。
15.一種調(diào)整光網(wǎng)絡(luò)中話務(wù)流方向的方法，其特征在于，包括提供在特殊信道波長(zhǎng)下運(yùn)作的收發(fā)器模塊；在發(fā)送模式中取消選定輸出端口；選擇輸入端口來(lái)輸入數(shù)據(jù)流；在所述特殊信道波長(zhǎng)上調(diào)制所述數(shù)據(jù)流；以及在光纖上發(fā)送所述調(diào)制的信道波長(zhǎng)；在接收模式中取消選定所述輸入端口；解調(diào)所述特殊波長(zhǎng)上調(diào)制的來(lái)自所述光纖的接收信號(hào)，以形成接收的數(shù)據(jù)流；選擇所述輸出端口；以及輸出所述接收的數(shù)據(jù)流。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述調(diào)制和所述解調(diào)由電吸收調(diào)制器(EAM)進(jìn)行。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括在所述光纖的第一端上提供第一多個(gè)所述收發(fā)器模塊，每一個(gè)都以不同的信道波長(zhǎng)進(jìn)行操作；在所述光纖的第二端上提供第二多個(gè)所述收發(fā)器模塊，每一個(gè)都以相應(yīng)的信道波長(zhǎng)進(jìn)行操作；以及切換相應(yīng)的收發(fā)器模塊到發(fā)送模式或接收模式，以調(diào)整所述光纖上在每個(gè)方向上操作的多個(gè)信道波長(zhǎng)。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括在通過所述光纖傳送之前，多路復(fù)用多個(gè)所述調(diào)制的信道波長(zhǎng)；以及在解調(diào)前，多路分解所述接收的信號(hào)。
19.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括將多個(gè)收發(fā)器模塊中的類似部件制成為塊。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述塊可以磷化銦(InP)方式形成。
全文摘要
可動(dòng)態(tài)配置光網(wǎng)絡(luò)，以使給定的信道波長(zhǎng)可在網(wǎng)絡(luò)中的光纖上以任一方向運(yùn)作。因此，網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商可根據(jù)所述網(wǎng)絡(luò)鏈接的話務(wù)特性提供帶寬。根據(jù)信道的期望方向，光纖任一側(cè)處的多個(gè)收發(fā)器模塊可從發(fā)送模式切換到接收模式。
文檔編號(hào)H04L5/14GK1742447SQ200480002746
公開日2006年3月1日 申請(qǐng)日期2004年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月28日
發(fā)明者D·布雷姆納, H·芬恩, J·艾溫 申請(qǐng)人:英特爾公司