[实用新型]多路由的光信号交换与切换系统

说明书

技术领域

本实用新型是关于一种利用光纤元件所形成的光信号切换架构，特别是一种多路由的光信号交换与切换系统。

发明背景

近来高容量、可靠性佳及全光性(All optics)的分波多工(Wavelength division multiplezxing)光纤网络(Fiber opticalnetworks)广泛受到重视，1.3微米及1.55微米频带的光纤通信技术，因为有光纤放大器的使用而引起广泛研究及注意，并带来各项光通信上的进展，不同路由(Different fiber links)间有可能用同一波长(如λ_i及λ_i’)传输相同光信号且载送不同数据(Data)，在适当时机与地点作光网络间不同信息的光信号交换(Optical cross-connect)，切换(Switching)，为分波多工光网络上非常重要的功能，其具极大的频宽与快速切换速度，其可允许不同光网络系统间信息的互换、组合及弹性管理(Management)，有益于光纤网络规模的扩充，故一直在分波多工光网络中扮演重要的角色。N×N矩阵式光信号切换系统须要更佳的信号杂讯消逝品质，但是后者却可以节省更多的成本，体积更小因为可以省去N²内建光纤接续所有的1×2切换器，同时后者具备可信号塞取的功能，与同级的竞争对手数字交换系统(Digital cross-connectsystem)相比，光信号交换容许极高传输速度，没有电子式交换的速度瓶颈及少了光电/电光转换的复杂性。光信号交换亦考虑应用在高速传输网络(High-speed transportation networks)中取代数字交换系统(Digital cross-connect system)，以其全光网络的优点及其切换速度仅为奈秒时程，欲有效应用光信号交换技术，架构的设计成为极重要的考量。

参考国内外文献，传统上对两条不同路由间光信号的交换通常是利用成对的1×N解多工器(Demultiplexer)与N×1多工器(Multiplexer)以背对背(Back to back)的架构相接，中间并放置一个波长选择(Wavelength selective)空间多工切换器(Space division switch)。每个1×N解多工器可分别将上路由的多波道光信号与下路由的多波道光信号分开，空间多工切换器可将两组分开的光信号作交换，最后上下路由再分别用一个N×1多工器将交换过的光信号重新结合，再送入两个路由后继续传输，由于1×N解多工器、N×1多工器(Multiplexer)、光滤波器、光分岐器及波长选择(Wavelength selective)空间多工切换器所造成的总光损失(Optical insertion loss)很大，并需要例如配合波长可谓滤波器或声光调变器(Acoustic-optic tunable filter，AOTF)，往往需要光放大器补偿光信号的插入损失，且设计过于复杂及昂贵。至于三条以上不同路由间光信号的交换通常亦是类似的方式，不过波长选择(Wavelength selective)空间多工切换器(Space division switch)就更复杂昂贵。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种多路由的光信号交换与切换系统。

为了降低成本及插入损失，也为了减低光网络设计的复杂性，本实用新型使用可调波长的光纤光栅，光回旋器及光切换器取代N×N空间多工切换器(Space dvision switch)，因为均为被动元件的组合，在可靠度稳定度上均有一定品质特性。

我们强调在作波长交换时应慎选光纤光栅，使其波长与光纤光栅的中心反射波长精确对准(Precise alignment)，且光纤光栅的反射率宜控制在99.5％以上，如此以2.5Gb/s数字传输100km的单模光纤为例，理论上的功率偿负(Power penalty)可降低至0.2dB以下。

为达成上述目的，本实用新型的多路由的光信号交换与切换系统包含：

三条光纤，其包含：

         第一光纤，其包含第一输入端和第一输出端；

         第二光纤，其包含第二输入端和第二输出端；

         第三光纤，其包含第三输入端和第三输出端；

三个4端口的光循环器，其包含第一光循环器、第二光循环器、和第三光循环器，其中：

             所述第一光循环器包含四个连接端口，所述四个连接端