用于網狀網絡節點互連的無源光纖配線盒的制作方法

專利名稱：用于網狀網絡節點互連的無源光纖配線盒的制作方法
技術領域：
本發明涉及WDM (波分復用)光網絡，尤其涉及WDM網絡節點處 的光纖的組織。
背景技術：
.
在WDM系統中，具有不同波長的多個光信號共享一條光纖，其中， 每個波長定義一個特定的通信信道。這種技術在實現光通信系統方面具有 很多優勢，包括增大的容量和使用無源光組件來改變沿光纖流動的部分數 據的方向以在中間節點處進行處理的能力。所以，除非術語WDM (波分 復用)被明確地陳述為是指ITU (國際電信聯盟)定義的光網絡(該光網 絡具有特定波長通信信道的網格和信道之間的波長間隔)，否則WDM在 這里被以包括性意義用作為包括使用光波長來定義信道的任意系統，諸如 DWDM (密集波分復用)。
光網絡被組織成環狀和網狀網絡。在網狀網絡中，每個網絡節點都通 過多條光纖被連接至其他節點，因此該網絡看起來像是網狀拓撲。環網絡 可以被認為是網狀網絡的一種退化情況，其中，每個節點被連接至兩個其 他節點，看起來像是環拓撲。
很多當前的WDM網絡都是環網絡，但是他們都正在被重新組織為網 狀網絡。然而，在網狀網絡中，交換元件到若干其他節點的大量且復雜的 互連代替了環節點中到其他節點的光纖互連的簡單排列和添加及丟棄 (drop)功能，并用于網節點的添加/丟棄功能。網節點互連不僅復雜且很 可能導致誤連接，而且連接的檢驗也很困難。當前的網絡系統沒有考慮在 不存在需要額外硬件的非常復雜的測試程序的情況下保證正確連接性的簡 單裝備。
本發明利用網絡網節點的光纖配線盒(fiber organizer)至少解決了這
8些挑戰中的一些，不僅降低了互連的復雜性和發生錯誤的可能性，而且方 便了節點連接的檢驗。

發明內容
在WDM光網絡的網節點中，網節點具有多個光信號引導輸入裝置、
多個光信號引導輸出裝置以及用于將多個光信號引導輸入裝置和多個光信 號引導輸出裝置互連的光纖配線盒。本發明提供了一種光纖配線盒，包
括多個輸入端口，每個輸入端口連接至多個光信號引導輸入裝置中的一
個；多個輸出端口，每個輸出端口連接至多個光信號引導輸出裝置中的一 個并且對應于多個輸入端口中的一個；多條光通道，每條光通道將多個輸 入端口中的一個連接至多個輸出端口中的一個；并且其中，光纖配線盒不 具有有源組件。另外，在一個實施例中，每條光通道將多個輸入端口中的 一個連接至不與該多個輸入端口中的所述一個對應的多個輸出端口中的一 個，并且光纖配線盒還包括多條檢驗光通道，其不僅用于檢驗連接已經被 建立到了光纖配線盒而且用于檢驗該連接是適當的。
在WDM光網絡的網節點中，網節點具有多個交換卡(switch card) 和互連這些交換卡的光纖配線盒，每個交換卡都連接至去往和來自至少一 個網節點方向的光纖并且包括用于有選擇地將交換卡接收的光信號發送至 去往至少一個網節點方向的光纖的多個波長引導輸出裝置，本發明提供了 一種光纖配線盒，包括多個第一輸入光分路器，每個第一輸入光分路器 都連接至多個交換卡中的一個；多個輸出端口，每個輸出端口都連接至多 個交換卡中的一個；以及多條光通道，每條光通道都將多個第一輸入光分 路器中的一個連接至多個輸出端口中的一個；其中，光纖配線盒不具有有 源組件。光纖配線盒還包括多個第二輸入光分路器，每個第二輸入光分 路器都連接至多個第一輸入光分路器中的一個并且多條光通道中的每一條 都通過第二輸入光分路器將多個第一輸入光分路器中的一個連接至多個輸 出端口中的一個。
另外，本發明提供了一種用于WDM光網絡的網節點。該網節點包 括多個光信號引導輸入裝置；多個光信號引導輸出裝置；以及將多個光信號引導輸入裝置和多個光信號引導輸出裝置互連的光纖配線盒。該光纖 配線盒進一步包括多個輸入端口，每個輸入端口連接至多個光信號引導 輸入裝置中的一個；多個輸出端口，每個輸出端口連接至多個光信號引導
輸出裝置中的一個并且與多個輸入端口中的一個對應；多條光通道，每條 光通道將多個輸入端口中的一個連接至多個輸出端口中的一個；并且其 中，光纖配線盒不具有有源元件。每個光信號引導輸入裝置都可以包括諸 如1XN光分路器或1XN波長路由器之類的裝置。每個光信號引導輸出裝 置都可以包括諸如NX1波長路由器之類的裝置。多個光信號引導輸入裝置 和多個光信號引導輸出裝置位于多個交換卡上，其中，每個交換卡都通過 光纖配線盒輸入和輸出端口連接至光纖配線盒。


圖1A是環網絡中的節點的表示；圖1B是網狀網絡中的節點的表示。 圖2A是用于網節點的分布式交換結構的表示；圖2B是圖2A的分布
式交換結構的變形。
圖3示出了根據本發明的一個實施例的圖2A的分布式交換結構中的
光纖配線盒。
圖4A示出了根據本發明的圖3的光纖配線盒的一個實施例的細節； 圖4B示出了根據本發明的圖3的光纖配線盒的另一個實施例的細節；圖 4C示出了根據本發明的圖3的光纖配線盒的再一個實施例的細節。
圖5A圖示了根據本發明的一個實施例的由被排列和組織的光纖配線 盒和交換卡實現的分布式交換結構，以檢驗光纖配線盒和交換卡之間的連 接；圖5B圖示了根據本發明的另一個實施例的檢驗光纖配線盒和交換卡 之間的正確連接的光纖配線盒和交換卡的另一種排列和組織；圖5C圖示 了根據本發明的一個實施例的檢驗光纖配線盒和交換卡之間的正確連接的 光纖配線盒和交換卡的再一種排列和組織；圖5D圖示了根據本發明的另 一個實施例的檢驗光纖配線盒和交換卡之間的正確連接的光纖配線盒和交 換卡的又一種排列和組織。
圖6A示出了根據本發明的用于具有光纖配線盒的網節點的另一種分布式交換結構；圖6B圖示了圖6A的結構的光纖配線盒的細節；圖6C圖 示了允許光纖配線盒和交換卡之間的正確連接的檢驗的圖6A的另一種光 纖配線盒的細節。
圖7A示出了根據本發明實施例的具有廣播功能的另一種網節點分布 式交換結構；圖7B圖示了圖7A的結構中的光纖配線盒的細節。
圖8A示出了根據本發明實施例的具有用于測試結構連接的測試接入 端口 (Test Access Port)的網節點分布式交換結構；圖8B圖示了圖8A的 結構中的光纖配線盒的細節。
圖9A示出了根據本發明的再一個實施例的元件被顛倒的網節點分布 式交換結構；以及圖9B圖示了適用于圖9A的結構的光纖配線盒的細節。
具體實施例方式
當前，很多光網絡具有環拓撲。圖1A圖示了典型的環網絡，其中， 圖1A中的節點20在兩個方向上被傳送光信號的光纖連接至環(g卩，閉環 19)中的其他節點20。箭頭示出環19具有至少兩條光纖，每條光纖圍繞 該環以相反的方向傳送信號。每個節點20都僅被連接至兩個其他節點 20。
如前面所述的，這些環網絡中的很多都在朝著網狀網絡拓撲發展。在 網狀網絡拓撲中，網絡節點一般被連接至兩個以上的其他節點。圖1B圖 示了網狀網絡中的典型節點。典型節點10在多個方向上被傳送去往和來 自該節點的光信號的光纖連接至網絡的其他節點。雙箭頭11-18表示至少 兩條光纖， 一條光纖傳送一個方向的信號。箭頭11圖示了從"西"方向 去往節點10和從節點10去往"西"方向的光信號。箭頭12圖示了從
"東"方向去往節點12和從節點12去往"東"方向的光信號。去往和來 自"北"方向的信號由箭頭13示出，并且去往和來自"南"方向的信號 由箭頭14示出。箭頭15-18分別示出"東北"、"西南"、"西北"和
"西南"方向的信號，并且還表示信號方向不限于北/南、東/西方向的廣 義網格。
所以，網狀網絡中的節點具有與交換裝置的大量復雜互連，以將來自一個方向的光纖的信號引導至另一個方向的光纖。幫助使網絡節點之間的
連接自動化的光子交叉連接(標記為PXC)為網節點提供了一個交換結 構。然而，PXC是一種大且復雜的裝置， 一般是具有數百個輸入乘數百個 輸出的開關陣列。另外，pxc是非常昂貴且復雜的裝置，并且在很多應用 中，PXC不值它的這個價錢。
分布式交換結構提供了一種比較簡單的結構，其中，在來自網絡節點 的每個網絡方向上，連接至節點的每條光纖都具有與該光纖相關聯的交換
元件。諸如波長選擇開關或波長路由器的WDM開關可以被用作為交換元 件。這些裝置可以通過波長將光信號從輸入光纖轉換至輸出光纖。這種開 關比PXC更小(一般是16X16或更少)，更便宜且更簡單。圖2A圖示了 用于網節點的分布式交換結構。僅示出了直接與本發明相關的元件。諸如 光放大器之類的其他元件被省略了。另外，在這個示例中，僅示出了四個 網絡方向，以在不過度復雜的條件下闡述到其他節點的光纖互連。
在圖2A中，四個輸入波長路由器31N、 31S、 31E和31W(每一個都 作為1X4開關工作)分別被連接至來自北、南、東和西網絡方向的光纖。 這些輸入波長路由器中的每一個被連接至來自一個方向的輸入光纖和四條 輸出光纖，其中，這四條輸出光纖中的三條作為輸入被連接到輸出波長路 由器32N、 32S、 32E禾卩32W (每一個都作為4X1開關工作)。每個輸入 波長路由器都被連接至除了其對應方向的輸出波長路由器以外的每個輸出 波長路由器。即，用于北方向的輸入波長路由器31N沒有被連接至北方向 輸出波長路由器32N;用于南方向的輸入波長路由器31S沒有被連接至南 方向輸出波長路由器32S，等等。這種連接是不必要的，因為他們表示來 自一個方向并返回同一方向的光信號。
每個輸入波長路由器31N、 31S、 31E和31W的第四條輸出光纖被連 接至四個多路分配器中的一個(僅示出了這四個多路分配器中的一個 33N)，從而使得這四個多路分配器中的每一個33N (以及未示出的 33S、 33E和33W)分別被連接至其對應的輸入波長路由器31N、 31S、 31E和31W。塊35表示轉發器(transponder)和其他到客戶端的連接，其 中，這些客戶端接收在該節點處被丟棄的信號和/或發送在這個節點處將被添加的信號。這四個多路分配器處理從四個網絡方向丟棄的信號。塊35 還被連接至四個多路復用器(這四個多路復用器中只有一個34N被示 出)，以將來自客戶端的信號添加至輸出波長路由器32N、 32S、 32E和 32W。四個多路復用器中的每一個34N (以及未示出的34S、 34E和 34W)被分別連接至其對應的輸出波長路由器32N、 32S、 32E和32W。 基于哪個多路復用器被選擇，所添加的信號被從該節點傳遞到特定的網絡 方向。
從任意方向到來的光信號可以被輸入波長路由器31N、 31S、 31E和 31W轉換至輸出波長路由器32N、 32S、 32E和32W中的期望的一個或用 于丟棄所選擇的光信號的多路分配器33N、 33S、 33E和33W。輸出波長 路由器32N、 32S、 32E和32W選擇來自輸入波長路由器的光信號，以傳 遞到他們各自的輸出方向。
但是，波長路由器與無源組件裝置相比還是相對昂貴的。圖2B圖示 了其中圖2A的輸入波長路由器被光分路器替換的分布式交換結構。光分 路器簡單地將輸入光信號分離到該分路器的所有輸出光纖。在圖2B的結 構中，1:4光分路器35N、 35S、 35E和35W替換了圖2A的輸入波長路由 器31N、 31S、 31E和31W。該結構的其他元件保持不變或者這些元件的 功能保持不變，所以來自圖2A的相同的參考標號被用在了圖2B中。在其 他附圖中，延續了這個習慣。在這個結構中，輸出波長路由器32N、 32S、 32E和32W執行所有的波長選擇。每個輸出波長路由器都接收由其 連接的光分路器接收的所有輸入信號，并選擇期望的波長用于輸出。
在圖2A和2B中可以看出，輸入波長路由器和輸出波長路由器之間的 光互連復雜，并存在誤連接的機會。當然，如果該節點是在更多網絡方向 上的更多光纖的集中點，則互連的復雜性急劇上升。
本發明提供了一種組織分布式交換結構的方式，以簡化所需的復雜互 連。圖3示出了將輸入波長路由器31N、 31S、 31E和31W連接至輸出波 長路由器32N、 32S、 32E和32W的光纖配線盒40。代替獨立的光纖，每 個輸入波長路由器31N、 31S、 31E和31W的輸出端都通過帶狀電纜 (ribbon cable)被簡單的帶狀連接器(例如，MPO (多徑光)連接器或陣
13列連接器)連接至光纖配線盒40的輸入端口。類似地，帶狀電纜將光纖 配線盒40的輸出端口連接至輸出波長路由器32N、 32S、 32E和32W中的 一個。可替換地，由于光纖配線盒40的輸入和輸出端口位于對應的輸入 和輸出波長路由器附近，所以可以使用單獨的插接線。光纖配線盒40是 無源裝置，g卩，在光纖配線盒40中沒有使用有源裝置，這節省了成本并 降低了故障的可能性。
應該注意，雖然示出了圖2A的結構，但是所描述的組織同樣可以應 用于圖2B的結構。事實上，如下所述，分布式交換結構可以被組織為光 纖配線盒和包含交換和/或分離元件以及任意有源元件(諸如，光放大器) 的多個交換卡。
圖4A示出了光纖配線盒40的一種排列。圖2A和2B中所示的互連 和先前自由的光纖被結合進了光纖配線盒40中。每個輸入端口 61N、 61S、 61E和61W (優選地，以帶狀連接器或陣列連接器的形式)被光纖 連接至四個輸出端口 62N、 62S、 62E和62W (也優選地，以帶狀連接器 的形式)中的三個。例如，輸入端口 61N使其位置2被光纖連接至輸出端 口 62S的位置1、位置3被光纖連接至輸出端口 62E的位置1，并且位置4 被光纖連接至輸出端口 62W的位置1。每個輸入端口 61N、 61S、 61E和 61W被連接至其對應的輸入波長路由器31N、 31S、 31E和31W或分路器 35N、 35S、 35E和35W，并且每個輸出端口 62N、 62S、 62E和62W被連 接至其對應的輸出波長路由器32N、 32S、 32E禾B 32W，如參考圖3所描 述的。如前面所說明的，每個輸入端口 61N、 61S、 61E和61W沒有被連 接至其對應的輸出端口 62N、 62S、 62E和62W，因為這樣的路徑表示來 自一個方向并且被毫無意義地轉換回同一方向的光信號。
光纖配線盒40由金屬或塑料殼體制成，以提供用于安裝輸入和輸出 連接器并用于保護互連光纖的基座。可替換地，該殼體可以由封閉互連光 纖并且在殼體邊緣的光纖出現的地方留有用于連接器的位置的固體塑料制 成。
除了提供輸入波長路由器或分路器和輸出波長路由器之間的簡單連接 以外，光纖配線盒40可以被安排來檢測誤連接或壞連接以及檢驗合適的連接。控制線光纖與交換卡一起工作，其中，該交換卡帶有輸入波長路由
器(和分路器)和輸出波長路由器并將光纖配線盒連接器61N、 61S、 61E、和61W以及62N、 62S、 62E和62W與補償連接器接合。關于交換
卡和他們與光纖配線盒的關系的更多細節可從下面得出。
在圖4B中，由粗線示出的控制線63N、 63S、 63E和63W被添加至圖 4A的光纖配線盒40。每條控制線(光纖)對應于這些節點方向中的一個 和對應的輸入和輸出端口。控制線63N、 63S、 63E和63W在每個端口處 具有可變的位置。控制線63N將端口 61N的光纖位置1與輸出端口 62N 的光纖位置1連接；控制線63N將輸入端口 61S的位置2連接至輸出端口 62S的位置2，等等。另一方面，圖4C中的光纖配線盒具有位于相同位置
(在這個示例中為每個輸入和輸出端口的位置4)的控制線。應該注意， 光纖配線盒40中的控制線占用了否則為空的端口中的位置。所以，沒有 功能為了所添加的控制線而被犧牲。
控制線與作為將光纖配線盒連接至交換卡和波長路由器(和分路器) 的帶狀電纜的部分的光纖相匹配，如下面所描述的。交換卡上有例如LED
(發光二極管)的低成本光源和例如PD (即光電二極管)的光探測器。 交換卡一般處理至少一個方向的光信號(即，從特定方向到該節點的光信 號和從該節點到那個方向的光信號)。所以，交換卡被連接至光纖配線盒 40中的一個方向的輸入和輸出端口。如果在交換卡和光纖配線盒40之間 合適地建立連接，則交換卡上的LED在用于輸入端的控制線上生成光，并 且用于輸出端口的控制線上的PD接收來自LED的光。
圖5A-5D圖示了根據本發明的光纖配線盒和交換卡的關系，并圖示了 用于檢驗與光纖配線盒中的控制線的連接的不同技術。每個交換卡在這些 附圖中被示出兩次，位于光纖配線盒的輸入側和輸出側，并且光纖配線盒 僅被部分地示出且僅被連接至兩個交換卡，其中，每個交換卡處理去往和 來自一個網絡方向的光纖上的光信號。所以，無源光纖配線盒提供了被連 接至網絡方向光纖且帶有分布式交換結構的有源元件的可替換交換卡之間 的必要連接。
在圖5A中，兩個交換卡42和43被示出為連接至光纖配線盒41。每個交換卡由其輸入半側(例如，421)和其輸出半側(例如，430)示出。 其他交換卡和光纖配線盒41的剩余部分沒有示出。在所示出的交換卡的 輸入半側421和431中使用了 1:9光分路器51、 53，而不是輸入波長路由 器。分束比(splitting ratio)指示存在去往和來自該網絡節點的九個方向 (或者，所描述的分布式交換結構可以處理多達九個方向)。沒有示出的 是被分離用于丟棄多路分配器(drop demultiplexer)(類似于圖2A、 2B 和3中的多路分配器)的第九部分。光纖配線盒輸入端口 671、 681通過端 口 651和661被連接至交換卡輸入半側421、 431。光纖配線盒輸出端口 670、 680通過端口 650、 660被連接至交換卡輸出半側420 、 430。
交換卡42、 43上的LED 44、 46分別被連接至端口 651、 661的一個位 置處。光纖配線盒41的輸入端口 671、 681的對應位置通過控制線55、 56 連接至對應的輸出端口 670、 680。這個位置對應于交換卡端口 650、 660 中被連接至交換卡42、 43中的光電二極管45、 47的位置。當交換卡42、 43被適當地連接至光纖配線盒41時，每個LED 44、 46通過光纖配線盒控 制線55、 56將光信號發送回交換卡及其PD 45、 47。以這種方式，可以檢 測到連接的損耗，而不是到光纖配線盒41的端口的誤連接，這對于確保 交換卡和光纖配線盒之間的端口連接正確非常關鍵。
圖5B示出了與圖5A相同的排列，除了衰減器被放置于每條控制線 55、 56上以外。每個衰減器57、 58在每條控制線55、 56上提供不同的衰 減水平，以識別交換卡所連接的特定端口。連接的損耗和誤連接可以被檢 測到。然而，如果連接器不干凈，則可能會估計出端口的錯誤衰減值。
在圖5C的光纖配線盒41中找出這個問題的解決方案，其中，兩條控 制線被提供給了每個輸入和對應的輸出端口。在每個交換卡的輸入半側 421和431中，LED 44、 46通過交換卡端口 651和661將光信號提供給兩條 控制線。 一條控制線55、 57具有衰減器56、 58，該衰減器具有此光纖配 線盒的輸入和其對應的輸出端口 (例如，輸入端口 67I和輸出端口 670) 的衰減水平特性。PD45、 47分別通過控制線55、 57響應于光信號。其他 控制線55A、 57A不具有所添加的衰減，并且PD45A、 47A分別通過沒有 阻礙的控制線55A、 57A響應于光信號。假設端口連接器中的任意污物都會對每條控制線產生相同的影響，則可以從每對控制線(55， 55A)和 (57， 57A)中的信號強度的差導出衰減的正確水平，而不管任意所添加 的連接器損耗如何。
圖5D圖示了檢驗合適的端口連接的另一種方式，其中，衰減器56A 和58A被添加至圖5C的各條控制線55A和57A。每個光纖配線盒輸入端 口和對應的輸出端口的兩個衰減值被用作代碼，以更好地識別特定端口。 使端口識別對于連接交換卡和光纖配線盒的帶狀電纜上的各條光纖上的不 同插入損耗更不敏感。兩條控制線(例如，55和55A)可以被放置在端口 連接器的相反的極限位置處，以確保兩條控制線之間的光纖具有相似的插 入損耗。
圖6A示出了用于網節點的另一種分布式交換結構。在這個結構中， 圖2A的輸入波長路由器和圖2B的1:4分路器被1:2分路器37N、 37S、 37E和37W代替。g口，每個分路器37N、 37S、 37E和37W在其對應的多 路分配器33N (以及未示出的33S、 33E和33W)和光纖配線盒48的輸入 端口71N、 71S、 71E和71W之間分離他的輸入信號。如圖6B所示，光纖 配線盒48具有1:3光分路器73N、 73S、 73E和73W，它們分別通過輸入 端口 71N、 71S、 71E禾口 71W被連接至分路器37N、 37S、 37E禾P 37W的 一個輸出端。光信號被光分路器73N、 73S、 73E禾B 73W分離，并且光纖 將分離出的信號傳送至適當的輸出端口 72N、 72S、 72E和72W (以及他 們的對應的輸出波長路由器32N、 32S、 32E和32W)。
由于1:2分光器37N、 37S、 37E和37W都是無源組件，所以光纖配 線盒48的一個替代是將這些組件結合在光纖配線盒上，而不是結合在必 需進行相應修改的交換卡上。
返回圖6B，應該注意，光纖配線盒48不具有控制線。所以，連接性 檢驗是基于否定指示(negative indication)進行的。測試信號被置于光纖 配線盒48的每個輸入端口中。如果連接正確，則只有沒有接收測試信號 的輸出端口是與該輸入端口相對應的輸出端口 。
圖6C圖示了也可以用于圖6A的分布式交換結構的另一個光纖配線盒 49。交換卡到光纖配線盒的連接以及己經正確建立該些連接都可以被檢
17驗。光纖配線盒49的光分路器75N、 75S、 75E和75W具有1:4而不是 l:3的分束比，以容納所添加的控制線78N、 78S、 78E和78W(以加深的 線示出)，其中，這些控制線將每個輸入端口 71N、 71S、 71E和71W連 接至其對應的輸出端口 76N、 76S、 76E和76W。輸出端口也被擴展，以 容納所添加的控制線。每條控制線78N、 78S、 78E和78W上有具有特定 衰減值的對應的衰減器77N、 77S、 77E和77W，以允許對特定端口的識 別。
進入光纖配線盒輸入端口的任何光都出現在所有輸出端口 76N、 76S、 76E和76W處。光纖配線盒49不允許基于衰減的不同光纖配線盒輸 入端口之間的差別，因為不存在與交換卡和光纖配線盒49的輸入端口之 間的連接相關聯的額外的控制線。替代地，為了檢驗合適的連接，光在交 換卡的安裝期間被注入光纖配線盒49。來自交換卡的光源可以是諸如前置 放大器、轉發器之類的裝置，或者被連接至光纖配線盒49的使用低成本 的激光的專用測試裝置。該光源發射可由輸出波長路由器上的輸入接口的 光電二極管檢測到的測試信號。例如，這可以是足夠慢的固定的開/關 (on/off)序列，例如開和關之間的轉換為lHz，以避免干擾正常操作。
最近安裝的交換卡被連接至光纖配線盒49的端口 X，輸入和輸出端 口。然后，測試信號被注入到輸入端口 X中。測試信號應該出現在從輸入 端口 X到所有輸出端口的連接光纖上。這使得輸出波長路由器能夠報告測 試信號的出現，從而檢驗了輸入端口被適當連接(并且還估計了光纖配線 盒內的任意路徑是否被過度衰減)。然而，輸出端口 X上的信號會由于來 自輸入端口 X的路徑上的所添加的衰減器而被顯著衰減。參見圖6C。這 使得能夠檢驗到光纖配線盒49的輸入和輸出端口 X的正確的交換卡帶狀 電纜連接。
圖7A示出了圖6A的分布式交換結構的變形。在這個結構中，作出了 接收用于通過輸出波長路由器進行廣播分發的光信號的規定。除了從1:2 輸入光分路器37N、 37S、 37E和37W接收光信號外，光纖配線盒50還接 收被發送至所有輸出波長路由器32N、 32S、 32E和32W的光信號。多路 復用器39接收多個廣播源。
18圖7B圖示了圖7A的結構的光纖配線盒50的細節。類似于圖7A的 光纖配線盒42，光纖配線盒50具有附加的廣播輸入端口 71B。輸入端口 71N、 71S、 71E和71W中的每一個被分別連接至光分路器73N、 73S、 73E和73W，并且廣播輸入端口 71B被連接至光分路器73B。如上所述， 1:3光分路器73N、 73S、 73E和73W中的每一個都被連接至不與特定的光 分路器的輸入端口對應的輸出端口 79N、 79S、 79E和79W。另一方面， 1:4光分路器73B通過廣播線80N、 80S、 80E和80W (在附圖中被加深) 被連接至輸出端口 79N、 79S、 79E和79W中的每一個。為了適應廣播線 的增加，輸出端口 79N、 79S、 79E和79W中的每一個都被擴展了為接納 四條光纖。
為了測試和檢驗交換卡到光纖配線盒50的連接，廣播輸入端口 71B 被連接至輸出端口 79N、 79S、 79E禾Q 79W的未使用的光纖位置。注入到 廣播輸入端口 71B的測試信號應該在輸出端口 79N、 79S、 79E和79W處 的不同位置處被檢測，以檢驗輸入到廣播輸入端口的連接。到其他輸入端 口 71N、 71S、 71E和71W的連接的檢驗以與圖6B的光纖配線盒48相同 的檢驗方式進行。
在圖8A中示出本發明的另一個變形或擴展，其中，圖8A示出了具有 用于測試網節點結構的連接的端口的網節點結構。在這個實施例中，輸出 波長路由器32T被添加作為連接至測試器(即，測試設備)的測試接入端 口 (Test Access Port, TAP)，用于檢查連接是否被適當建立。圖8B圖示 了圖8A的結構的光纖配線盒51的細節。測試控制線81N、 81S、 81E和 81W (被加深以更好地闡述)分別將光分路器73N、 73S、 73E和73W (他們現在都是l:4分路器)中的每一個連接至測試輸出端口 79T的不同 位置，其中，該測試端口 79T被連接至波長路由器32T。從而，通過測試 控制線81N、 81S、 81E和81W以及光分路器73N、 73S、 73E和73W，波 長路由器32T可以有選擇地將輸入信號發送至網節點和去往TAP和與其 連接的測試設備的對應的光纖配線盒輸入端口 71N、 71S、 71E和71W。
在圖9A中，網節點分布式結構的元件被顛倒。在本發明的這個實施 例中，波長路由器位于該結構的輸入側，并且光分路器(但是作為光合路器工作)位于該結構的輸出側。輸入波長路由器87N、 87S、 87E和87W 從各網節點方向接收輸入信號。每個路由器被連接至其對應的用于丟棄該 節點處的信號的多路分配器33N (以及未示出的33S、 33E和33W)和其 對應的光纖配線盒52的輸入端口。光纖配線盒52的輸出端口被連接至 2:1光合路器82N、 82S、 82E和82W的一個輸入端。光合路器82N、 82S、 82E和82W的其他輸入端被連接至對應的用于在該節點處添加信號 的多路復用器34N (和34S、 34E和34W)。輸入波長路由器87N、 87S、 87E和87W的操作將信號引導至所選擇的網節點方向并用于在該節點處丟 棄。
通過圖9B中示出的光纖配線盒52的細節，這些操作可以更加清楚。 輸入端口 99N、 99S、 99E和99W被分別連接至輸入波長路由器87N、 87S、 87E和87W，并且這些輸入波長路由器87N、 87S、 87E和87W中的 每個路由器都被連接至輸入端口的四個位置中的三個。未連接的位置對應 于輸入波長路由器的網節點方向。輸出端口 91N、 91S、 91E和91W被分 別連接至光合路器82N、 82S、 82E和82W。在光纖配線盒52中，3:1光 合路器93N、 93S、 93E和93W被分別連接至對應的輸出端口 91N、 91S、 91E和91W以及四個輸入端口 99N、 99S、 99E和99W中的三個。第四且 未連接的輸入端口對應于光合路器的輸出端口的網節點方向。例如，光分 路器93N (和其輸出端口 91N)沒有被連接至輸入端口 99N。
所以，輸入波長路由器87N、 87S、 87E和87W從其對應的網絡方向 接收輸入光信號，并通過將這些信號發送到路由器的對應的輸入端口 99N、 99S、 99E和99W的所選擇的位置來選擇他們的輸出網節點方向。 每個路由器還可以通過將輸入信號發送給其對應的多路分配器33N、 33S、 33E和33W來丟棄這些輸入信號。
本發明的其他變形和擴展都是可能的。盡管已經分別描述了本發明的 不同特征和實施例，但是他們可以被結合在一起。例如，圖7A和8A的廣 播和TAP特征可以被結合在一起，而不需要大量修改來適應該結合后的特 征。另外，光纖配線盒可以被重新排列，從而使得輸入端口被連接至他們 的對應的輸出端口。如先前所說明的，這種連接考慮了來自一個網節點方向的光信號被轉換以返回該方向的可能性。從數據傳輸的觀點看，這種轉 換是毫無意義的。然而，這種光信號運動使得能夠在網狀網絡節點處對轉 換操作進行進一步測試。
又一個示例是，光纖配線盒可以通過結合用于代替輸入波長路由器的
光分路器而被向前擴展。參見圖2B、 5A-5D、 6和9中的交換卡上的光分 路器。通過此結合，光分路器的輸入端變成了無源光纖配線盒的輸入端 口，并且交換卡(除了光分路器以外)繼續帶有源組件。客戶丟棄功能多 路分配器33N等以及客戶添加功能多路復用器34N等(他們是無源裝置) 也可以被包括在光纖配線盒中。
總之，本發明的無源光纖配線盒在不需要關于哪個端口需要被連接至 特定的其他端口的詳細指令的情況下，將分布式交換結構的開關DWDM 裝置互連。附加特征考慮到了連接性的自動檢測。誤連接被避免，以提供 巨大的操作效益(尤其對于高容量節點來說)。
所以，盡管以上說明提供了本發明的優選實施例的完全且完整的公 開，但是各種修改、可替換結構和等同物對于本領域技術人員將是顯而易 見的。所以，本發明的范圍僅受所附權利要求的界限和范圍的限制。
權利要求
1. 在WDM光網絡的網節點中，所述網節點具有多個光信號引導輸入裝置、多個光信號引導輸出裝置、以及用于互連所述多個光信號引導輸入裝置和所述多個光信號引導輸出裝置的光纖配線盒，所述光纖配線盒包括多個輸入端口，每個輸入端口連接至所述多個光信號引導輸入裝置中的一個；多個輸出端口，每個輸出端口連接至所述多個光信號引導輸出裝置中的一個并且對應于所述多個輸入端口中的一個；多條光通道，每條光通道將所述多個輸入端口中的一個連接至所述多個輸出端口中的一個；并且其中，所述光纖配線盒不具有有源組件。
2. 根據權利要求1所述的光纖配線盒，其中，所述多條光通道中的每 -一條包括光纖，并且所述光纖配線盒還包括殼體，所述殼體用于提供安裝 用于所述輸入和輸出端口的連接器的基座并且用于保護所述多條光通道光 纖。
3. 根據權利要求2所述的光纖配線盒，其中，用于所述輸入端口的所 述連接器包括帶狀或陣列連接器。
4. 根據權利要求2所述的光纖配線盒，其中，用于所述輸出端口的所 述連接器包括帶狀或陣列連接器。
5. 根據權利要求2所述的光纖配線盒，其中，所述殼體包括用于封閉 所述多條光通道光纖的固體塑料。
6. 根據權利要求5所述的光纖配線盒，其中，所述連接器位于所述殼 體的邊緣處，以接納所述光通道光纖。
7. 根據權利要求1所述的光纖配線盒，其中，每條光通道將所述多個 輸入端口中的一個輸入端口連接至所述多個輸出端口中的不與所述多個輸 入端口中的所述這個輸入端口對應的一個輸出端口 。
8. 根據權利要求7所述的光纖配線盒，還包括第一多條檢驗光通道，每條檢驗通道將所述多個輸入端口中的一個連接至所述多個輸出端口中的 對應的一個，從而使得所述多個輸入端口中的所述一個處的所述檢驗通道 上的光信號出現在所述多個輸出端口中的所述對應的一個處。
9. 根據權利要求8所述的光纖配線盒，其中，第一多條檢驗光通道的 每條包括衰減器，所述衰減器具有識別所述多個輸入端口中的所述一個和 所述多個輸出端口中的所述對應的一個的衰減水平。
10. 根據權利要求9所述的光纖配線盒，還包括第二多條檢驗光通道，第二多條檢驗光通道的每條與所述第一多條檢驗光通道中的一條并行 將所述多個輸入端口中的一個連接至所述多個輸出端口中的對應的一個， 從而使得所述多個輸入端口中的所述一個處的所述第二多條檢驗光通道上 的光信號出現在所述多個輸出端口中的所述對應的一個處。
11. 根據權利要求IO所述的光纖配線盒，其中，第二多條檢驗光通道 的每條不包括衰減器。
12. 根據權利要求IO所述的光纖配線盒，其中，第二多條檢驗光通道 的每條包括衰減器，所述衰減器具有與和所述第二多條檢驗光通道并行的 所述第一多條檢驗光通道的一條中的衰減器的衰減值相結合來識別所述多 個輸入端口中的所述一個和所述多個輸出端口中的所述對應的一個的衰減 值。
13. 根據權利要求1所述的光纖配線盒，其中所述多條光通道還包括多個光分路器；多條第一光通道，每條第一光通道連接所述多個輸入端口中的一個和 所述多個光分路器中的一個；以及多條第二光通道，每條第二光通道連接至所述多個光分路器中的一個 和所述多個輸出端口中的一個，從而使得每條光通道包括第一光通道、光 分路器以及第二光通道。
14. 根據權利要求13所述的光纖配線盒，其中，每條光通道將所述多 個輸入端口中的一個輸入端口連接至所述多個輸出端口中的不與所述多個 輸入端口中的所述這個輸入端口對應的一個輸出端口 。
15. 根據權利要求14所述的光纖配線盒，還包括多條檢驗通道，每條 檢驗通道通過連接至所述多個輸入端口中的一個輸入端口的所述光分路器 中的一個，將所述多個輸入端口中的所述一個輸入端口連接至所述多個輸 出端口中的與所述多個輸入端口中的所述一個輸入端口對應的一個輸出端 口，每條檢驗光通道包括衰減器。
16. 根據權利要求1所述的光纖配線盒，其中，所述多條光通道還包括多個光合路器；多條第一光通道，每條第一光通道連接至所述多個輸入端口中的一個 和所述多個光合路器中的一個；以及多條第二光通道，每條第二光通道連接至所述多個光合路器中的一個 和所述多個輸出端口中的一個，從而使得每條光通道包括第一光通道、光 合路器以及第二光通道。
17. 根據權利要求1所述的光纖配線盒，還包括廣播輸入端口和多條 廣播光通道，每條廣播光通道將所述廣播輸入端口連接至所述多個輸出端 口中的各個輸出端口。
18. 根據權利要求17所述的光纖配線盒，其中，所述多條光通道還包括多個光分路器；多條第一光通道，每條第一光通道連接所述多個輸入端口中的一個和 所述多個光分路器中的一個；多條第二光通道，每條第二光通道連接至所述多個光分路器中的一個 和所述多個輸出端口中的一個，從而使得每條光通道包括第一光通道、光 分路器和第二光通道；廣播光分路器；第一廣播光通道，連接至所述廣播輸入端口和所述廣播光分路器；以及多條第二廣播光通道，每條第二廣播光通道將所述廣播光分路器連接 至各個所述輸出端口。
19. 根據權利要求1所述的光纖配線盒，還包括測試接入端口和多條 測試光通道，各條測試光通道將各個所述輸入端口連接至所述測試接入端□。
20. 根據權利要求19所述的光線配線盒，其中，所述多條光通道還包括多個光分路器；多條第一光通道，每條第一光通道連接所述多個輸入端口中的一個和 所述多個光分路器中的一個；多條第二光通道，每條第二光通道連接至所述多個光分路器中的一個 和所述多個輸出端口中的一個，從而使得每條光通道包括第一光通道、光 分路器以及第二光通道；以及多條第二測試光通道，每條第二測試光通道將所述光分路器中的一個 連接至所述測試接入端口，從而使得每條測試光通道包括第一光通道、光 分路器以及第二測試光通道。
21. 在WDM光網絡的網節點中，所述網節點具有多個交換卡和互連 所述交換卡的光纖配線盒，每個交換卡連接至去往和來自至少一個網節點 方向的光纖，并且包括至少一個用于有選擇地將由所述交換卡接收的光信 號發送至去往所述至少一個網節點方向的光纖的波長引導輸出裝置，所述 光纖配線盒包括多個第一輸入光分路器，每個第一輸入光分路器連接至所述多個交換 卡中的一個；多個輸出端口，每個輸出端口連接至所述多個交換卡中的一個；以及 多條光通道，每條光通道將所述多個第一輸入光分路器中的一個連接 至所述多個輸出端口中的一個；其中，所述光纖配線盒不具有有源組件。
22. 根據權利要求21所述的光纖配線盒，還包括多個第二輸入光分路 器，每個第二輸入光分路器連接至所述多個第一輸入光分路器中的一個， 所述多條光通道中的每一條通過第二輸入光分路器將所述多個第一輸入光 分路器中的一個連接至所述多個輸出端口中的一個。
23. 根據權利要求22所述的光纖配線盒，其中，每條光通道將所述多 個第二輸入光分路器中的一個連接至所述多個輸出端口中的與所述多個第 一輸入光分路器中的所述一個不對應的一個輸出端口。
24. 根據權利要求23所述的光纖配線盒，還包括第一多條檢驗光通 道，每條檢驗通道將所述多個第二輸入光分路器中的一個連接至所述多個 輸出端口中的對應的一個輸出端口，從而使得來自所述多個交換卡中的一 個交換卡的所述檢驗通道上的光信號出現在連接至所述多個交換卡中的所 述一個交換卡的所述多個輸出端口中的所述一個輸出端口處。
25. 根據權利要求24所述的光纖配線盒，其中，第一多條檢驗光通道 的每條包括衰減器，所述衰減器用于識別所述第一光分路器中的所述一 個、所連接的交換卡以及所述多個輸出端口中的所述對應的一個輸出端 □。
26. —種用于WDM光網絡的網節點，包括 多個光信號引導輸入裝置； 多個光信號引導輸出裝置；以及光纖配線盒，所述光纖配線盒將所述多個光信號引導輸入裝置和所述 多個光信號引導輸出裝置互連，所述光纖配線盒包括多個輸入端口，每個輸入端口連接至所述多個光信號引導輸入裝 置中的一個；多個輸 出端口，每個輸出端口連接至所述多個光信號引導輸出裝 置中的一個并且與所述多個輸入端口中的一個對應；多條光通道，每條光通道將所述多個輸入端口中的一個連接至所 述多個輸出端口中的一個；并且其中，所述光纖配線盒不具有有源元件。
27. 根據權利要求26所述的網節點，其中，所述多個光信號引導輸入 裝置中的每個包括1 X N光分路器。
28. 根據權利要求27所述的網節點，其中，所述多個光信號引導輸入 裝置中的每個包括1X2光分路器。
29. 根據權利要求26所述的網節點，其中，所述多個光信號引導輸入裝置中的每個包括1XN波長路由器。
30. 根據權利要求26所述的網節點，其中，所述多個光學信號引導輸 入裝置中的每個包括1XN波長選擇開關。
31. 根據權利要求26所述的網節點，其中，所述多個光信號引導輸出 裝置中的每個包括NX 1光合路器。
32. 根據權利要求31所述的網節點，其中，所述多個光信號引導輸出 裝置中每個包括2X 1光合路器。
33. 根據權利要求26所述的網節點，其中，所述多個光信號引導輸出 裝置中的每個包括NX1波長路由器。
34. 根據權利要求26所述的網節點，其中，所述多個光信號引導輸出 裝置中的每個包括NX1波長選擇開關。
35. 根據權利要求26所述的網節點，其中，所述多個光信號引導輸入 裝置和所述多個光信號引導輸出裝置處于多個交換卡上，每個交換卡通過 所述光纖配線盒輸入和輸出端口連接至所述光纖配線盒。
36. 根據權利要求26所述的網節點，其中，所述光纖配線盒還包括多 條檢驗光通道，每條檢驗通道將所述多個輸入端口中的一個連接至所述多 個輸出端口中的對應的一個，從而使得所述多個輸入端口中的所述一個處 的所述檢驗通道上的光信號出現在所述多個輸出端口中的所述對應的一個 處；并且其中，每個交換卡還包括連接至輸入端口的激光二極管和連接至 所述光纖配線盒的對應的輸出端口的光電二極管，從而使得來自所述激光 二極管的光信號被所述光電二極管接收。
37. 根據權利要求36所述的網節點，其中，每個交換卡管理去往和來 自所述網節點的一個網絡方向的光信號。
全文摘要
網狀光網絡節點具有帶有諸如波長路由器之類的有源組件的交換卡，以轉換通過該節點的光信號的路徑，并且光纖配線盒處理交換卡之間的大量光纖互連。光纖配線盒不具有有源組件并可以包括光通道，以不僅檢驗到光纖配線盒的交換卡連接已經建立而且檢驗該連接被適當建立。
文檔編號H04J14/00GK101490991SQ200780027260
公開日2009年7月22日 申請日期2007年8月23日 優先權日2006年8月29日
發明者斯特凡諾·皮卡西亞, 歐南·格斯塔爾, 羅納德·約翰遜, 莫羅·魯弟·卡斯諾瓦 申請人:思科技術公司