專利名稱：一種基于clos交叉矩陣算法的機械式光纖配線系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及光機械配線系統，涉及一種基于CLOS交叉矩陣算法的機械式光纖配線系統。
背景技術：
近年來，光網絡技術在快速發展，新的光纖技術在不斷的進步，光網絡的傳輸能力已經達到T比特級，甚至更高。與此同時所帶來的問題是為了保證光網絡的有效傳輸，需要傳輸設備具有巨大的傳輸容量和準確的業務即時性。因此，能夠快速地、準確地、實現大容量光網絡交換的方式成為了目前迫切的需求，而能夠進行自動化交換的配線系統成為了現代運營商行業的要求之一。光交換技術是實現全光網絡的核心技術，其突出的優點是在光域內進行光信號的切換而無需進行光電光轉化，這樣傳輸網絡不僅可實現快速、透明和無阻塞的光信息交換，提高網絡系統性能，而且可以明顯節省設備成本，提供給傳輸網實現快速布置服務需要的靈活性。光傳輸設備構成了光傳輸網，所以光傳輸設備的發展則決定了光傳輸網的功能能否有效實現。目前光分叉復用器(OADM)和光交叉連接設備(OXC)是兩大重要的光傳輸設備，而OADM是OXC的一個特例。OXC主要由光交叉矩陣模塊、輸入接口、輸出接口、管理控制單元等模塊組成，其中光交叉矩陣模塊則是OXC的核心模塊。目前有許多方法來實現光交叉連接，有傳統的光機械開關、LiNb03開關、InP開關、半導體光放大器(SOA)開關等。基于LiNb03的交換矩陣，由于對波長較敏感，損耗偏高，所以也不是很理想。基于InP的集成數字光開關矩陣，對偏振狀態不敏感，可靠性好，適合于批量生產，但還需要解決插入損耗和光通道隔離度的問題。微電子機械開關(MEMS)的新型光開關被許多公司廣為應用，朗訊公司已研制了1296*1296端口的MEMS，其單端口傳送容量為1.6Tb/s ;0ΜΜ公司提出的4*4和8*8光開關，其速率小于10ms，16*16端口的交換時間增加到20ms，其4*4光開關的損耗為3db，而16*16光開關的損耗為7db。但這種新型開關很容易受到容量的限制，在一些需要超大容量的光交換中不適用。綜上所述，需要開發一種既不易受到外界環境的影響，同時還能實現大容量的光纖交換的新型的配線系統，以滿足不斷增長的傳輸容量需求。
發明內容
本發明的目的在于提出一種基于CLOS交叉矩陣算法的機械式光纖配線系統，解決了現有光纖配線系統易受外界環境的影響，受容量限制較大，不能滿足較大傳輸容量需求和大量光纖的自動配線問題。為達此目的，本發明采用以下技術方案:一種基于CLOS交叉矩陣算法的機械式光纖配線系統，包括主支架、插拔機構和控制系統以及設置于主支架上的光纖面板和位于光纖面板上的光纖收線盒，所述光纖面板可在控制系統控制下沿主支架上的導軌移動，借以調整相互之間的間隙，所述光纖面板水平整齊排列在主支架上，每兩層光纖面板之間留有間隙，所述光纖面板上下兩面分別設置有用于放置光纖的相互正交的凹槽和均勻分布的孔洞，光纖面板上下兩面的光纖線可以通過孔洞相連接；每個所述光纖面板上的凹槽末端均安裝有光纖收線盒；所述插拔機構與控制系統控制連接，包括運動導軌和設置于運動導軌上的用于插拔光纖的機械手，所述運動導軌包括:設置于主支架外側，與水平狀態的光纖面板垂直的Z向導軌；平行于光纖面板，在水平面內垂直于所述Z向導軌的Y向導軌以及平行于光纖面板，垂直于Y向導軌的X向導軌；所述Y向導軌的一端與Z向導軌上的Z滑塊連接，另一端沿光纖面板延伸，所述X向導軌一端與Y向導軌上的Y滑塊連接，另一端沿光纖面板延伸，所述X向導軌上設置有X滑塊，所述X滑塊上安裝有用于插拔光纖插頭的機械手。在前述方案的基礎上，進一步的優選方案是:上下兩層所述光線面板之間的空隙小于機械手進行操作的空間，當需要對某一光纖面板進行光纖插拔操作時，其面板的上下相鄰面板會各向外移動相應的距離，以便機械手可以進入空隙進行操作。在前述方案的基礎上，進一步的優選方案為:各個所述光纖面板上均勻分布的孔洞代表不同的坐標點，所述插拔機構根據控制系統運算出的坐標點進行光纖的插拔作業；所述控制系統采用三級CLOS網絡，共有三級交換模式，每級交換模塊由多個Crossbar交換單元組成,一個NXN的三級CLOS網絡第一級輸入交換模塊由r個nXm的交換單元組成，第二級中間交換模塊由m個rXr的交換單元組成，第三級輸出交換模塊由r個mXη個交換單元組成，對應上述第一、第二和第三級交換模塊，所述光纖面板分為輸入級、中間級和輸出級；控制系統的運算數據庫中建立三級CLOS交叉矩陣，當控制系統沒有發出指令時，機械手位于光纖面板的原點位置，當控制器發出對某一級矩陣的信號時，該信號負責指出本次配線的具體面板以及孔洞的坐標點位置，控制系統根據該坐標點，控制插拔機構作業。在前述方案的基礎上，進一步的優選方式如下:控制系統控制插拔機構的作業方法是:首先Z向導軌上的Z滑塊運動到相應目標光纖面板上方，該目標光纖面板上方的一個光纖面板在控制系統控制下向外移動相應距離以便于導軌進入，之后Y向導軌上的Y滑塊運動到指定的Y坐標處，插拔機械手從光纖收線盒中拔出上端的光纖插頭，X向導軌上的X滑塊帶動機械手運動到插線坐標點的相應X坐標處的相應孔洞處，機械手插入光纖插頭至相應孔洞，最后，控制系統控制機械手放開插頭，X、Y向導軌上的X、Y滑塊移動到光纖面板原點處，目標光纖面板上方的光纖面板移動回原點處，Z向導軌上的Z滑塊運動至目標光纖面板下方，目標光纖面板下方的光纖面板自動向外移動相應距離以便導軌進入，此時，X向導軌上的X滑塊帶動機械手運動至目標光纖面板的X坐標處，機械手從光纖收線盒中拔出下端的光纖插頭，Y向導軌上的Y滑塊運動到目標光纖面板的Y坐標處，將機械手將光線插頭插入坐標點的孔洞，之后機械手放開插頭，x、Y向導軌上的x、Y滑塊移動至光纖面板原點處，目標光纖面板下方的光纖面板自動回復至原位，先后進行兩次光纖插拔，完成一次配線作業。本發明的有益效果是:該配線系統依托于CLOS交叉矩陣，搭建了可以滿足傳輸設備對交叉矩陣要求的理想結構，能夠廣泛應用于多種光傳輸設備；CL0S交叉矩陣通過使用較小交換容量的交換單元來構建大容量的交叉矩陣，具有良好的可擴展性、高度的靈活性和可靠性；擺脫了容量對光交換的限制，避免了光交換過程中的損耗，解決了一些需要超大容量場合的光交換問題。
圖1是本發明整體結構示意圖；圖2是圖1中A處的放大示意圖；圖3是機械手插拔配線操作示意圖；圖4是插拔機構折疊后示意圖；圖5是配線完成后的示意圖。圖中:1、主支架；2、光纖面板；3、插拔機構；4、光纖收線盒；5、Y向導軌；51、Y滑塊；6、X向導軌；61、X滑塊；7、Z向導軌；71、Z滑塊；8、機械手；9、光纖；10、孔洞。
具體實施例方式下面結合附圖并通過具體實施方式
來進一步說明本發明的技術方案。如圖1至圖5所示，給出了本發明的一個具體實施例。如圖1本發明整體結構示意圖，以及圖1中A處的放大2所示，，一種基于CLOS交叉矩陣算法的機械式光纖配線系統，包括主支架1、插拔機構3和控制系統以及設置于主支架I上的光纖面板2和位于光纖面板上的光纖收線盒4，若干光纖面板2水平整齊的放置在主支架I上，每兩層面板之間都留有一定的空隙，且各個光纖面板2可以通過沿主支架I上導軌的運動縮小面板之間的間隙，在主支架上設置有插拔機構3，所述光纖面板2可在控制系統控制下沿主支架I上的導軌移動，借以調整相互之間的間隙，所述插拔機構3與控制系統控制連接，包括運動導軌和設置于運動導軌上的用于插拔光纖的機械手8，所述運動導軌包括:設置于主支架I外側，與水平面垂直的Z向導軌7 ;在水平面內垂直于所述Z向導軌7的Y向導軌5以及垂直于Y向導軌5的X向導軌6 ；所述Y向導軌5的一端與Z向導軌7上的Z滑塊71連接，另一端沿光纖面板延伸，所述X向導軌6 —端與Y向導軌5上的Y滑塊51連接，另一端沿光纖面板延伸，所述X向導軌6上設置有X滑塊61，所述X滑塊61上安裝有用于插拔光纖插頭的機械手8 ;上下兩層所述光線面板之間的空隙小于機械手進行操作的空間，當需要對某一光纖面板進行光纖插拔操作時，與其上下相鄰的光纖面板會在控制系統控制下各向外移動相應的距離，以便機械手8可以進入空隙進行操作。結合圖5所示，每個光纖面板2上分別設置有相互正交的凹槽和均勻的孔洞10，每個孔洞10代表相應的坐標點，光纖面板2上下的光纖9可以通過孔洞相連接，所述插拔機構3根據控制系統運算出的坐標點進行光纖的插拔作業；
所述控制系統采用三級CLOS網絡，共有三級交換模式，每級交換模塊由多個Crossbar交換單元組成,一個NXN的三級CLOS網絡第一級輸入交換模塊由r個nXm的交換單元組成，第二級中間交換模塊由m個rXr的交換單元組成，第三級輸出交換模塊由r個mX η個交換單元組成，對應上述第一、第二和第三級交換模塊，所述光纖面板分為輸入級、中間級和輸出級；控制系統的運算數據庫中建立三級CLOS交叉矩陣，當控制系統沒有發出指令時，機械手位于光纖面板的原點位置，當控制器發出對某一級矩陣的信號時，該信號負責指出本次配線的具體面板以及孔洞的坐標點位置，控制系統根據該坐標點，控制插拔機構作業。如圖3所示，為插拔機構3插拔作業時示意圖，圖4所示為插拔機構3完成插拔作業后折置的不意圖，圖5為完成插拔作業后，光纖面板的不意圖，結合圖1、圖2、圖3、圖4、圖5，控制系統控制插拔機構的作業方法是:首先Z向導軌7上的Z滑塊71運動到相應目標光纖面板的上方，該目標光纖面板上方的一個光纖面板在控制系統控制下向外移動相應距離以便于導軌進入，之后Y向導軌5上的Y滑塊51運動到指定的Y坐標處，插拔機械手8從光纖收線盒中拔出上端的光纖插頭，X向導軌6上的X滑塊61帶動機械手8運動到插線坐標點的相應X坐標處的相應孔洞處，機械手8插入光纖插頭至相應孔洞，最后，控制系統控制機械手8放開插頭，Χ、Υ向導軌上的Χ、Υ滑塊移動到光纖面板原點處，目標光纖面板上方的光纖面板移動回原點處，Z向導軌7上的Z滑塊71運動至目標光纖面板下方，目標光纖面板下方的光纖面板自動向外移動相應距離以便導軌進入，此時，X向導軌6上的X滑塊61帶動機械手8運動至目標光纖面板的X坐標處，機械手從光纖收線盒中拔出下端的光纖插頭，Y向導軌上的Y滑塊運動到目標光纖面板的Y坐標處，將機械手將光線插頭插入坐標點的孔洞，之后機械手放開插頭，X、Y向導軌上的X、Y滑塊移動至光纖面板原點處，目標光纖面板下方的光纖面板自動回復至原位，先后進行兩次光纖插拔，完成一次配線作業。完成依次配線作業后，在控制系統控制下，X向導軌、Y向導軌以及相應滑塊均回到原點，以備下次配線操作，即如圖4中所示的折疊狀態。在控制系統控制下，三向導軌和相應滑塊帶動機械手進行相應坐標點光纖插頭的插拔操作，可以完成相應級別的光纖配線作業。
權利要求
1.一種基于CLOS交叉矩陣算法的機械式光纖配線系統，包括主支架、插拔機構和控制系統以及設置于主支架上的光纖面板和位于光纖面板上的光纖收線盒，所述光纖面板可在控制系統控制下沿主支架上的導軌移動，借以調整相互之間的間隙，其特征在于: 所述光纖面板水平整齊排列在主支架上，每兩層光纖面板之間留有間隙，所述光纖面板上下兩面分別設置有用于放置光纖的相互正交的凹槽和均勻分布的孔洞，光纖面板上下兩面的光纖線可以通過孔洞相連接； 每個所述光纖面板上的凹槽末端均安裝有光纖收線盒； 所述插拔機構與控制系統控制連接，包括運動導軌和設置于運動導軌上的用于插拔光纖的機械手，所述運動導軌包括:設置于主支架外側，與水平狀態的光纖面板垂直的Z向導軌；平行于光纖面板，在水平面內垂直于所述Z向導軌的Y向導軌以及平行于光纖面板，垂直于Y向導軌的X向導軌； 所述Y向導軌的一端與Z向導軌上的Z滑塊連接，另一端沿光纖面板延伸，所述X向導軌一端與Y向導軌上的Y滑塊連接，另一端沿光纖面板延伸，所述X向導軌上設置有X滑塊，所述X滑塊上安裝有用于插拔光纖插頭的機械手。
2.根據權利要求1所述的一種基于CLOS交叉矩陣算法的機械式光纖配線系統，其特征在于:上下兩層所述光線面板之間的空隙小于機械手進行操作的空間，當需要對某一光纖面板進行光纖插拔操作時，其面板的上下相鄰面板會各向外移動相應的距離，以便機械手可以進入空隙進行操作。
3.根據權利要求2所述的一種基于CLOS交叉矩陣算法的機械式光纖配線系統，其特征在于: 各 個所述光纖面板上均勻分布的孔洞代表不同的坐標點，所述插拔機構根據控制系統運算出的坐標點進行光纖的插拔作業； 所述控制系統采用三級CLOS網絡，共有三級交換模式，每級交換模塊由多個Crossbar交換單元組成，一個NXN的三級CLOS網絡第一級輸入交換模塊由！■個nXm的交換單元組成，第二級中間交換模塊由m個rXr的交換單元組成，第三級輸出交換模塊由r個mXn個交換單元組成，對應上述第一、第二和第三級交換模塊，所述光纖面板分為輸入級、中間級和輸出級； 控制系統的運算數據庫中建立三級CLOS交叉矩陣，當控制系統沒有發出指令時，機械手位于光纖面板的原點位置，當控制器發出對某一級矩陣的信號時，該信號負責指出本次配線的具體面板以及孔洞的坐標點位置，控制系統根據該坐標點，控制插拔機構作業。
4.根據權利要求3所述的一種基于CLOS交叉矩陣算法的機械式光纖配線系統，其特征在于: 控制系統控制插拔機構的作業方法如下: 首先Z向導軌上的滑塊運動到相應目標光纖面板上方,該目標光纖面板上方的一個光纖面板在控制系統控制下向外移動相應距離以便于導軌進入，之后Y向導軌上的Y滑塊運動到指定的Y坐標處，插拔機械手從光纖收線盒中拔出上端的光纖插頭，X向導軌上的X滑塊帶動機械手運動到插線坐標點的相應X坐標處的相應孔洞處，機械手插入光纖插頭至相應孔洞，最后，控制系統控制機械手放開插頭，X、Y向導軌上的X、Y滑塊移動到光纖面板原點處，目標光纖面板上方的光纖面板移動回原點處，Z向導軌上的Z滑塊運動至目標光纖面板下方，目標光纖面板下方的光纖面板自動向外移動相應距離以便導軌進入，此時，X向導軌上的X滑塊帶動機械手運動至目標光纖面板的X坐標處，機械手從光纖收線盒中拔出下端的光纖插頭，Y向導軌上的Y滑塊運動到目標光纖面板的Y坐標處，將機械手將光線插頭插入坐標點的孔洞，之后機械手放開插頭，X、Y向導軌上的X、Y滑塊移動至光纖面板原點處，目標光纖面板下方的光纖面板自動回復至原位，先后進行兩次光纖插拔，完成一次配線 作業。
全文摘要
一種基于CLOS交叉矩陣算法的機械式光纖配線系統，包括主支架、插拔機構和控制系統以及設置于主支架上的光纖面板和位于光纖面板上的光纖收線盒，所述光纖面板可在控制系統控制下沿主支架上的導軌移動，所述插拔機構與控制系統控制連接，包括水平面內相互垂直的兩根導軌以及垂直于水平方向的一根導軌，各所述導軌上設置有相應的滑塊，并在一根水平面內橫向的X導軌的X滑塊處配備插拔機械手。本發明搭建了可以滿足傳輸設備對交叉矩陣要求的理想結構，能夠廣泛應用于多種光傳輸設備；具有良好的可擴展性、高度的靈活性和可靠性；擺脫了容量對光交換的限制，避免了光交換過程中的損耗，解決了一些需要超大容量場合的光交換問題。
文檔編號H04Q1/14GK103118304SQ201310030260
公開日2013年5月22日 申請日期2013年1月25日 優先權日2013年1月25日
發明者魏世民, 廖啟征, 郭磊, 石俊峰, 胡澤巖 申請人:北京郵電大學