[发明专利]弹性光联网

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年9月11日提交的题为“Resilient Metro Optical Networking(弹性城域光连网)”的美国临时专利申请序列号62/048,818的利益和优先权，其全部内容通过引用并入本文。本发明是通过与美国政府机构的合同——即由NSF授予的经费号EEC0812072作出的。

背景技术

商用光通信系统采用高度动态和可配置的电子交换设备，其在主要静态的高容量光系统上运行。这种架构在过去工作良好，因为典型的数据业务流量量级为10-100Mb/s，而光信道的容量为10-100Gb/s。随着业务需求的增加，应用业务流量的大小增加，并且互联网的使用方式也发生了变化。人们更频繁地使用或期望在千兆位/秒范围内的数据流。此外，诸如涉及操纵、备份和传输大型数据集、按需网络、企业数据中心和存储网络、视频点播、和科学计算的大数据的趋势都打破了常规的静态光网络模型。因此，对于城域网络和其他网络的光层中的动态和高度可配置的能力的需求不断增长。此外，诸如自然灾害和电力中断的事件造成了巨大的变化，这也需要一种能够减轻其影响的自适应并且由此弹性的光网络基础架构。

发明内容

本文描述的是具有动态和高度可重构光网络能力的光通信系统。根据本发明的一个方面，在每个网络节点处的光纤设施或网络的线路侧引入光空间交换机。光空间交换机允许节点之间的光纤连接被重构，同时还允许底层光系统像往常一样执行光保护和恢复。此外，底层光系统作出的这样的光保护和恢复可以完全独立于该光纤设施或线路侧交换来执行。此外，光功率控制，监测器和光放大器可以用于调整光纤上的增益，以便实现稳定操作所需的总功率电平。

提供本发明内容是为了以简化的形式介绍精选的概念。在具体实施方式部分中进一步描述了这些概念。除了本发明内容描述的那些元件或步骤之外的元件或步骤是可能的，并且所述元件或步骤并非必需的。本发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。所要求保护的主题不限于解决在本公开的任何部分中指出的任何或所有缺点的实施方式。

附图说明

图1图示出了根据本文描述的主题的、可以被配置为传输波分复用(WDM)业务的、用于光通信或传输网络的分层架构的一个示例。

图2示出光系统节点的一个示例。

图3A示出了具有连接到外部光纤设施的一系列光系统节点的常规光通信或传输系统。

图3B示出在光系统节点和光纤设施之间并入光空间交换机的可重构光通信或传输系统的一个说明性实施方式。

图4示出除了光空间交换机之外还包含功能模块的可重构光通信系统的另一个说明性实施方式。

图5示出了在光纤中断之后的图4的可重构光通信或传输系统。

图6示出了包括来自不同类型网络的光系统节点的可重构光通信系统的另一个说明性实施方式。

图7示出了可以在WDM无源光网络(PON)中采用的光系统节点的一个示例。

图8示出与交换来自无源光网络(PON)的信号的不同光系统相关联的两个光系统节点。

图9示出了基于全光2D MEMs的光空间交换机的一个示例。

具体实施方式

图1图示了根据本文描述的主题的、用于光通信或传输网络的分层架构10的一个示例，其可以被配置为传输波分复用(WDM)业务。根据实施方式，相较于图1所图示的那些光网络和光互连，分层架构10可以包括附加的、更少的、或不同配置的光网络和光互连。在分层架构10内，所示的最低层——层1包括一个或多个接入网络12，每个接入网络12可以包括一个或多个接入子网络14-1、14-2、…14-K。每个接入子网14-N包括在环形结构、树结构、总线结构，网状结构、或其任何组合中经由光纤18互连的接入节点16。

一般来说，每个接入节点16通信地耦合到一个或多个接入点20，诸如远程办公楼、住宅区等。例如，在每个接入点20处部署一个或多个光模块，诸如光网络单元(ONU)。

通信地耦合到接入点20中的一个或多个接入点，接入节点16聚合那些接入点20在其上传送上行链路业务的波长信道，并将聚合的波长信道放置到接入节点16形成的接入子网14-N上。类似地，接入节点16从接入子网14-N分出下行链路业务在其上被传送到接入点20的波长信道。