可调多波长选择路由器 【技术领域】
本发明涉及一种用于波分复用系统的波长路由器，特别涉及一种1×K型可调多波长选择路由器。
背景技术
在波分复用光网络中，波长路由采用动态可重新配置方式是未来超大容量波分复用波长路由光网络发展的主流，因此，对于实现动态波长路由光网络的关键器件—可调波长路由器(TWR)的研制一直是波分复用光网技术研究的热点之一。依据结构的不同，可调波长路由器分为声-光可调波长路由器、光纤布拉格光栅波长路由器和解复用波长路由器等多种。其中，声-光可调波长路由器以其可并行处理多波长路由、调谐范围宽、调谐速度快及可集成性等突出优点而受到人们的极大关注。
已有的可调波长路由器(TWR)包括2×2型TWR以及由其简化而成的1×2型TWR，在这里，2×2或1×2中的前一个数字表示该TWR输入端口的数量，后一个数字表示输出端口的数量。以下借助图1来简要说明1×2型TWR的结构和工作原理。如图1所示，该1×2型TWR包含一个输入端口(P)和两个输出端口(P’和Q’)，波长分别为λP1、λP2、λP3和λP4的信号通过端口P输入并经输出端口P′和Q′输出。至于波长为λP1、λP2、λP3和λP4的信号具体从哪个输出端口上输出(即波长路由)由控制系统经控制端口C施加的选定命令确定，其中被选定的波长信号交叉路由至端口Q′，未被选定的波长信号直通路由至端口P′。例如如果控制系统选定波长λP1和λP4，则在端口Q′上输出波长为λP1和λP4的信号而波长为λP2和λP3地信号在端口P′上输出。上述这种波长路由方式并不是固定不变的，即，各个输出端口上波长信号的分布和数量可以由控制系统作动态调配(此即可调的含义)。例如如果控制系统重新选定波长λP2，则在端口Q′上输出的信号变为波长为λP2的信号而在端口P′上输出变为波长为λP1、λP3和λP4的信号。
随着光通信业务的迅速发展，网络规模将不断扩大，因此在波分复用多波长光网络的实际组网过程中，需要采用具有一个输入端口和多于两个输出端口的1×K型波长路由器从而可以将一个端口上输入的多个波长信号在K个端口上输出。目前一般采用光开关实现1×K型波长路由器，但光开关不能灵活地实现输出端口上波长分布的动态调配。
【发明内容】
因此本发明的目的是提供一种能对波长信号在端口上的分布和数量进行动态调配的1×K型可调多波长选择路由器。
本发明的1×K型可调多波长选择路由器包括：
一个接收m个不同波长信号的输入端口，m为大于或等于2的整数；
由(log2K)级路由构成的等比级联路由模块，K为2的幂次方，其中，第n级路由中包含2n-1个1×2型可调多波长选择路由器，n为大于等于1并且小于等于(log2K)的整数，每级路由中各1×2型可调多波长选择路由器的输入端口和输出端口分别与上一级路由中各1×2型可调多波长选择路由器的输出端口和下一级路由中各1×2型可调多波长选择路由器的输入端口一一相连，第一级路由内的1×2型可调多波长选择路由器的输入端口与所述接收m个不同波长信号的输入端口相连；
控制模块，它与所述等比级联路由模块中的各1×2型可调多波长选择路由器的控制接口相连，用于控制所述m个波长信号在所述等比级联路由模块中的路由；以及
与所述等比级联路由模块中的第(log2K)级路由的各1×2型可调多波长选择路由器的输出端口一一相连的K个输出端口。
本发明的1×K型可调多波长选择路由器以普通的1×2型TWR作为基本路由单元，通过“等比级联结构”实现了1×K型波长路由，因此具有结构简单、性能优越和成本低廉等优点。
【附图说明】
通过以下结合附图对本发明实施例的描述，可以进一步理解本发明的各种目标、特点和优点，附图中相同或相似的单元或部分采用相同的标号表示，其中：
图1为普通1×2型可调波长路由器的示意图；
图2为按照本发明的1×K型可调多波长选择路由器的波长路由特性示意图；
图3为按照本发明较佳实施例的1×K型可调多波长选择路由器的结构框图；以及
图4为图3所示1×K型可调多波长选择路由器的系统结构图。
【具体实施方式】
以下结合附图描述本发明1×K型可调多波长选择路由器的实施例。
图2示出了本发明1×K型可调多波长选择路由器的波长路由特性。如图2所示，1×K型可调多波长选择路由器包含一个接收波长信号的输入端口P、K个输出波长信号的输出端口(分别以1、2、3、...、和K编号)以及一个接收控制指令的控制接口C。假设从端口P输入1×K型可调多波长选择路由器的信号的波长共有m种(即：λ1，λ2，...、和λm)，则节点控制系统可通过控制接口C输入节点控制命令，将输入的这m个波长信号分成K个波长组并分别从K个输出端口输出。例如，m个波长信号可分成以下K个波长组：(λ2、λ5)、(λ1、λ6、λm)、...和(λ3)，并且波长组(λ2、λ5)、(λ1、λ6、λm)、...和(λ3)分别从相应的输出端口1、2、...和K输出。上述波长组的划分可以是任意的并且节点控制系统可根据通信情况的变化，通过节点控制指令对每个波长组中所包含的波长数量以及波长分布(即波长组划分方式)作相应的改变。
图3示出了本发明1×K型可调多波长选择路由器较佳实施例的结构框图。参见图3，该较佳实施例的1×K型可调多波长选择路由器包含光放模块11、等比级联路由模块12和控制模块13，其中输入的包含m种不同波长(λ1，λ2，...、和λm)的光信号首先输入光放模块11，由其对光信号进行放大处理以补偿光信号经过等比级联路由模块12时产生的插入损耗。显而易见的是，虽然插入损耗的补偿是必须的，但是这并不意味着光放模块必须内置于本发明的1×K型可调多波长选择路由器或者插入损耗补偿处理必须在路由器内完成，实际上它还可以外置于本发明的1×K型可调多波长选择路由器外部，即，可在光信号输入路由器之前进行插入损耗补偿。在本较佳实施例中，光信号经过光放模块11的插入损耗补偿处理之后输入等比级联路由模块12，由该模块完成上述借助图2所述的m种不同波长信号的路由(即各波长信号在波长组内的分布和数量)后输出。如图3所示，控制模块13与等比级联路由模块12相连，根据节点控制命令对等比级联路由模块12的光信号路由进行控制，因此可以实现波长路由的动态调配。
图4进一步示出了图3所示1×K型可调多波长选择路由器的系统结构图。在1×K型可调多波长选择路由器中，进入选择路由器输入端口的包含m个不同波长(λ1，λ2，...、和λm)的光信号首先由光放模块11进行光放，然后再输入等比级联路由模块12进行波长路由。以下详细描述等比级联路由模块12的结构。
如图4所示，等比级联路由模块12由(log2K)级路由串接而成，这里K为2的幂次方，也是1×K型可调多波长选择路由器的输出端口数。每级路由都由数量不等的1×2型TWR构成，该数量与该级路由的级联等级具有确定的关系，即，第n级路由中1×2型可调多波长选择路由器的数量为2n-1个，这里n为大于等于1并且小于等于(log2K)的整数，因此每级路由中1×2型TWR的数量分别为1、2、4、...、从而构成递增的等比级数，并且1×2型TWR的总数为(K-1)。各级路由之间的串接关系是，每级路由中各个1×2型可调多波长选择路由器的输入端口和输出端口分别与上一级路由中各1×2型可调多波长选择路由器的输出端口和下一级路由中各1×2型可调多波长选择路由器的输入端口一一相连，第一级路由中的1×2型可调多波长选择路由器的输入端口与接收m个不同波长信号的输入端口相连，第(log2K)级路由中的各个1×2型可调多波长选择路由器的输出端口与K个输出端口一一相连。具体而言，第一级包含1个1×2型TWR 121，其输入端与光放模块的输出端连接，两个输出端分别与第二级中两个1×2型TWR 121的输入端一一相连；第二级包含两个1×2型TWR 121，它们的两个输入端分别与第一级中1×2型TWR121的两个输出端一一相连，它们所具有的4个输出端分别与第三级中的4个输入端一一相连；其它各级端口的连接依次类推；在第(log2K)级中，包含个1×2型TWR 121，它们的个输入端分别与前一级相应的输出端一一连接，它的K个输出端与整个1×K型可调多波长选择路由器的K个输出端口一一相连。此外，等比级联路由模块12中(K-1)个1×2型TWR 121的控制接口均与控制模块13相连。
控制模块13与位于1×K型可调多波长选择路由器外部的节点控制系统2相连以接收来自网络节点的控制指令。如此，控制模块13可根据控制指令对每个1×2型TWR 121的参数进行设置以完成波长在等比级联模块12中的路由控制和动态调配，即，控制和动态调配波长为λ1，λ2，...、和λm的光信号在K个输出端口上的分布和数量。例如如果要使波长为λ2的信号在输出端口1上输出，可以通过控制模块13在1×2型TWR上都不选定该波长的信号，因此该波长的信号在各级路由单元内都采取直通路由，最后到达输出端口1。又如，如果要使波长为λ2的信号在输出端口K上输出，可以通过控制模块13在1×2型TWR上都选定该波长的信号，因此该波长的信号在各级路由单元内都采取交叉路由，最后到达输出端口K。由上可见，任意一种波长的信号都可以路由至任意输出端口上输出。显而易见的是，虽然在上述1×2型TWR中被选定的波长信号取交叉路由而未被选定的波长信号取直通路由，但是也可以是被选定的波长信号取直通路由而未被选定的波长信号取交叉路由，究竟采用何种方式取决于1×2型TWR的具体结构并且都未偏离本发明通过等比级联结构实现1×K型波长路由的实质范围。
由于声-光1×2型TWR适于在电路板上集成，扩展性和升级能力较佳，因此比较好的是以其作为本发明1×K型可调多波长选择路由器中的1×2型TWR。当然，由于本发明1×K型可调多波长选择路由器中的等比级联结构并不依赖于1×2型TWR的内部结构，因此同样也可以采用电-光等其它类型的1×2型可调波长路由器进行级联。
将光放模块内置于本发明的1×K型可调多波长选择路由器可以进一步提高系统的集成性能，更符合系统模块化设计的要求，因此比较好的是将光放模块内置于本发明的1×K型可调多波长选择路由器中，在光信号输入等比级联模块之前先行对光信号进行放大，以便对等比级联路由模块的插入损耗作补偿，进而实现可调多波长选择路由器的零插入损耗。