【正文】 CA AC 當(dāng) BC結(jié)點間光纜被切斷 ， 兩根光纖同時被切斷 ， 與光纜切斷 點 相 鄰 的 兩 個 結(jié) 點 B 和 C 的 保 護 倒 換 開 關(guān) 將 利 用APS(Automatic Protection Switching)協(xié)議執(zhí)行環(huán)回功能 。 故障排除后 ， 倒換開關(guān)返回原來的位置 。 四纖雙向復(fù)用段倒換環(huán)的結(jié)構(gòu)如圖 ， 它由兩根業(yè)務(wù)光纖 S1與 S2(一發(fā)一收 )和兩根保護光纖 P1與 P2(一發(fā)一收 )構(gòu)成 ， 其中 S1光纖傳送順時針業(yè)務(wù)信號 ， S2光纖傳送逆時針業(yè)務(wù)信號 ， P1與 P2分別是和 S1與 S2反方向傳輸?shù)膬筛Ｗo光纖 。 正常情況下 ， 從 A結(jié)點進入環(huán)傳送至 C結(jié)點的支路信號順時針沿光纖 S1傳輸 ， 而由C結(jié)點進入環(huán)傳送至 A結(jié)點的支路信號則逆時針沿光纖 S2傳輸 ， 保護光纖 P1和 P2是空閑的 。APS協(xié)議 ， B和 C結(jié)點中各有兩個倒換開關(guān)執(zhí)行環(huán)回功能 ， 從而環(huán)工作的連續(xù)性得以維持 。 在四纖環(huán)中 ， 僅僅光纜切斷或結(jié)點失效才需要利用環(huán)回方式來保護 ， 而如果是單纖或設(shè)備故障可以使用傳統(tǒng)的復(fù)用段保護倒換方式 。 根據(jù)APS協(xié)議 ， B和 C結(jié)點中各有兩個倒換開關(guān)執(zhí)行環(huán)回功能 ， 從而環(huán)工作的連續(xù)性得以維持 。 在四纖環(huán)中 ， 僅僅光纜切斷或結(jié)點失效才需要利用環(huán)回方式來保護 ， 而如果是單纖或設(shè)備故障可以使用傳統(tǒng)的復(fù)用段保護倒換方式 。 如果利用時隙交換技術(shù) ， 可以使光纖 S1和光纖 P2上的信號都置于一根光纖 (稱S1/P2光纖 )中 ， 例如 S1/P2光纖的一半時隙用于傳送業(yè)務(wù)信號 ， 另一半時隙留給保護信號 。 這樣 S1/P2光纖上的保護信號時隙可以保護 S2/P1光纖上的業(yè)務(wù)信號 ， S2/P1光纖上的保護信號時隙可保護S1/P2光纖上的業(yè)務(wù)信號 ， 于是四纖環(huán)可以簡化為二纖環(huán) ， 如圖 。 圖 二纖雙向復(fù)用段倒換環(huán) S1/ P2ABDCA AC( a )S2/ P1S2/ P1S1/ P2S1/ P2ABDCA AC( b )S2/ P1S2/ P1S1/ P2C C倒換CA AC CA AC 前面介紹了 4種自愈環(huán)結(jié)構(gòu) ， 通常通道倒換環(huán)只工作在二纖單向方式 ， 而復(fù)用段倒換環(huán)既可以工作在二纖方式 ， 又可以工作在四纖方式 ， 既可以單向又可以雙向 。 WDM 光 網(wǎng) WDM技術(shù)極大地提高了光纖的傳輸容量 ， 隨之帶來了對電交換結(jié)點的壓力和變革的動力 。 WDM全光通信網(wǎng)是在現(xiàn)有的傳送網(wǎng)上加入光層 ， 在光上進行分插復(fù)用 (OADM)和交叉連接 (OXC)， 目的是減輕電結(jié)點的壓力 。 基于 WDM和波長選路的全光網(wǎng)絡(luò)及其與單波長網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系， 如圖 。 建議的分層方案是將光傳送網(wǎng)分成光通道層 (OCH)、 光復(fù)用段層 (OMS)和光傳輸段層 (OTS)。 由于光纖信道可以將復(fù)用后的高速數(shù)字信號經(jīng)過多個中間結(jié)點 ， 不需電的再生中繼 ， 直接傳送到目的結(jié)點 ， 因此可以省去 SDH再生段 ， 只保留復(fù)用段 ， 再生段對應(yīng)的管理功能并入到復(fù)用段結(jié)點中 。 圖 (a) SDH網(wǎng)絡(luò)； (b) WDM網(wǎng)絡(luò)； (c) 電層和光層的分解 電路層電通道層電復(fù)用段層光層物理層( 光纖)W D M 光網(wǎng)絡(luò)電路層通道層復(fù)用段層再生段層物理層( 光纖)S D H 網(wǎng)絡(luò)( a ) ( b )P D H 通道層電復(fù)用段層電路層S D H 通道層電復(fù)用段層電路層虛通道( 沒有)虛通道光通道層光復(fù)用段層光傳輸段層物理層( 光纖)光傳送網(wǎng)絡(luò)( c ) 光通道層為不同格式 (如 PDH 565 Mb/s, SDH STMN， ATM信元等 )的用戶信息提供端到端透明傳送的光信道網(wǎng)絡(luò)功能 ， 其中包括：為靈活的網(wǎng)絡(luò)選路重新安排信道連接；為保證光信道適配信息的完整性處理光信道開銷；為網(wǎng)絡(luò)層的運行和管理提供光信道監(jiān)控功能 。 光傳輸段層為光信號在不同類型的光媒質(zhì) (如 , ， )上提供傳輸功能 ， 包括對光放大器的監(jiān)控功能 。 在 SDH傳送網(wǎng)中 ， 分插復(fù)用器 (ADM)的功能是對不同的數(shù)字通道進行分下 (drop)與插入 (add)操作 。 無論 ADM還是 OADM， 都是相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中的重要單元 。 特別是當(dāng)波分復(fù)用的波長數(shù)很多時 ， 光分插復(fù)用器的作用就顯得特別明顯 。 光 /電 /光型光分插復(fù)用器是一種采用 SDH光端機背靠背連接的設(shè)備 ， 在已鋪設(shè)的波分復(fù)用線路中已經(jīng)使用了這種設(shè)備 。 全光型光分插復(fù)用器是完全在光波域?qū)崿F(xiàn)分插功能 ， 具備透明性 、 靈活性 、 可擴展性和可重構(gòu)性 ， 因而完全滿足 WDM光網(wǎng)絡(luò)的要求 。 下面介紹幾種光分插復(fù)用器的實現(xiàn)方法 。 在這種結(jié)構(gòu)中 ， 可以把需要在本地結(jié)點分下的一路或多路光波長信號很方便地從多波長輸入信號中分離出來并連接到本地結(jié)點的光端機上 ， 同時將本地結(jié)點需要發(fā)送的光波長通過復(fù)用器插入到多波長輸出信號中去 ， 其它波長的光信號可以不受影響地透明通過該分插復(fù)用器 。 圖 基于解復(fù)用 /復(fù)用結(jié)構(gòu)的 OADM M U XD M U X多個波長輸入多個波長輸出A d d ?SD r o p ?S 在這種結(jié)構(gòu)中 ， 由于不需要作分插的波長不能直接地通過 ， 而解復(fù)用器和復(fù)用器的濾波特性會改變傳輸光譜的形狀 ， 因而會影響整個系統(tǒng)的傳輸性能 。 2. 基于光纖馬赫 曾德爾干涉儀加上光纖布喇格光柵結(jié)構(gòu)的 OADM 圖 所示的是基于平衡的馬赫 曾德爾干涉儀 (MZI)加上光纖布喇格光柵 (FBG)結(jié)構(gòu)的全光纖型光分插復(fù)用器 。 圖 基于光纖馬赫 曾德爾干涉儀加上光纖布喇格光柵結(jié)構(gòu)的 OADM ?1… ?n?d ro p3 d B 耦合器F B G a t ?S輸入?1… ?n輸出?ad d 而且這種結(jié)構(gòu)是左右對稱的 ， 同樣可以插入與光柵峰值波長相對應(yīng)的光波長信號 。 實現(xiàn)上述馬赫 曾德爾結(jié)構(gòu)可采用一種等效變通的方法：在雙芯光纖上連續(xù)采用熔融拉錐方法制成有一定距離的兩個 3 dB定向耦合器 ， 然后在兩個耦合器之間的光纖上一次寫入 曾德爾結(jié)構(gòu)和光柵反射路徑 ， 但是要從雙芯光纖中引出光信號需要特殊的光纖連接線 。 這種結(jié)構(gòu)是在光纖定向耦合器的腰區(qū)寫入光柵 ， 如果在入射光中某一波長的光信號與光柵的峰值波長在波長上一致 ， 就會形成選擇性反射 。 選擇適當(dāng)?shù)墓鈻懦?shù) ， 使反射模式的耦合恰好發(fā)生在入射光纖基模與另一根光纖的反方向傳輸基模之間 。 圖 基于光纖耦合器加上光纖布喇格光柵結(jié)構(gòu)的 OADM ?1… ?n?d ro p?1… ?n?ad d 4. 基于光纖光柵加上光纖環(huán)行器結(jié)構(gòu)的 OADM 圖 OADM， 采用光纖環(huán)行器和光纖光柵的結(jié)合可以實現(xiàn)多個波長的分插復(fù)用 。 在兩個環(huán)行器之間接入 m個光纖光柵 ， 在兩個環(huán)行器的端口 3分別接入解復(fù)用器和復(fù)用器 ， 這樣就可以分下和插入 m個波長信號 ， 而其它的沒有被光纖光柵反射的光信號 ， 無阻擋地從輸出端口輸出 。 最后還可以通過不同組合形式的光開關(guān) ， 從 m個波長中選取任意的分插波長 。 圖 基于光纖光柵加上光纖環(huán)行器結(jié)構(gòu)的 OADM D M U X…?1, ?2… ?mD r o p…M U X…A d d可調(diào)諧光纖光柵環(huán)行器多個波長輸入環(huán)行器多個波長輸出1 23?1, ?2… ?m132 5. 基于介質(zhì)膜濾波器加上光纖環(huán)行器結(jié)構(gòu)的 OADM 圖 OADM， 其中使用了多層介質(zhì)膜 (Multi layer Dielectric Film)濾波器 ， 2 ２光開關(guān)和光纖環(huán)行器等 。 多波長光信號從輸入端經(jīng)環(huán)行器到達濾波器 ， 由于介質(zhì)膜濾波器屬于帶通濾波器 ， 因此只有位于通帶內(nèi)的波長才可以通過濾波器 ， 其它波長則被反射回環(huán)行器 。 從左面濾波器反射回左面環(huán)行器的光從端口 2到端口 3再進入下面環(huán)行器的端口 1， 重復(fù)以上過程 ， 每經(jīng)過一個環(huán)行器和濾波器組合后 ， 其余波長則繼續(xù)往下走 。 圖 基于介質(zhì)膜濾波器加上光纖環(huán)行器結(jié)構(gòu)的 OADM ?1Ad d ?1?1D r o p ?121323?2Ad d ?2?2D r o p ?2232?3Ad d ?3?3D r o p ?3232?4Ad d ?4?4D r o p ?4232111131313多個波長輸入環(huán)行器帶通介質(zhì)膜濾波器2 2S O A開關(guān)帶通介質(zhì)膜濾波器環(huán)行器多個波長輸出可變衰減器 光交叉連接器 (OXC: Optical Crossconnect)是光波網(wǎng)絡(luò)中的一個重要網(wǎng)絡(luò)單元 ， 其功能可以與時分復(fù)用網(wǎng)絡(luò)中的交換機類比 ， 主要用來完成多波長環(huán)網(wǎng)間的交叉連接 ， 作為網(wǎng)格狀光網(wǎng)絡(luò)的結(jié)點 ， 目的是實現(xiàn)光波網(wǎng)的自動配置 、 保護 /恢復(fù)和重構(gòu) 。 光纖交叉連接器連接的是多路輸入輸出光纖 ， 如圖 所示 ， 每根光纖中可以是多波長光信號 。 這種交叉連接器在 WDM光網(wǎng)絡(luò)中不能發(fā)揮多波長通道的靈活性 ， 不能實現(xiàn)波長選路 ， 因而很少在 WDM網(wǎng)絡(luò)結(jié)點中單獨使用 。 光纖 1光纖 2?光纖 MM M 開關(guān)光纖 1光纖 2?光纖 M圖 光纖交叉連接 圖 波長固定交叉連接 DMUXM M 開關(guān)?1 MUXDMUXM M 開關(guān)?2 MUXDMUXM M 開關(guān)?N MUX? ? ???????????1?2?N?1?2?N?1?2?N光纖 2光纖 1光纖 M?光纖 2光纖 1光纖 M?? 在這種結(jié)構(gòu)中由于不同光纖中的相同波長之間可以進行交換 ， 因而可以較靈活地對波長進行交叉連接 ， 但是這種結(jié)構(gòu)無法處理兩根以上光纖中的相同波長光信號進入同一根輸出光纖問題 ， 即存在波長阻塞問題 。 3. 在波長可變交叉連接器中 ， 使用波長變換器 (Wavelength Converter)對光信號進行波長變換 ， 因而各路光信號可以實現(xiàn)完全靈活的交叉連接 ， 不會產(chǎn)生波長阻塞 。 圖 (WIXC： With dedicated Wavelength Converters)結(jié)構(gòu) 。 設(shè)輸入輸出光纖數(shù)為 M， 每根光纖中波長數(shù)為 N， 若要實現(xiàn)交叉連接則共需要 MN個波長變換器 。 但是在一般情況下并不是所有波長都需要進行波長變換 ， 因而這種結(jié)構(gòu)的波長變換器的利用率不高 ， 很不經(jīng)濟 。 需要進行變換的波長由光開關(guān)交換后進入共用的波長變換器 ， 經(jīng)過變換的波長再次進入光開關(guān)與其它波長一起交換到所要輸出的光纖中去 。 當(dāng)業(yè)務(wù)量很大時 ， 多路光纖上的信號直接進行光纖交叉連接(FXC)， 并不需要對每根光纖的波長進行解復(fù)用與復(fù)用 。 在 FXC層 ， 輸入光纖中有需要作波長級交叉連接的光纖經(jīng) FXC交叉連接后到上一層交叉連接端口 ， 再作波長交叉連接 。 FXC: 光纖交叉連接 。 MONET是 “ 多波長光網(wǎng)絡(luò) ” 的簡稱 ， 該項目是由 ATT、 Bellcore和朗訊科技發(fā)起的 ， 參加單位有 Bell亞特蘭大 、 南 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