專利名稱：光閘的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光閘，特別是(但不僅僅是)涉及用于在系統(tǒng)故障的情況下(例如在光纖波導(dǎo)破裂的情況下)切斷一個(gè)或更多個(gè)通信系統(tǒng)光路的一種光閘。
背景技術(shù)：
當(dāng)今的光通信系統(tǒng)包含多個(gè)通過光纖波導(dǎo)相互鏈接的空間放置的節(jié)點(diǎn)，這些波導(dǎo)可以在節(jié)點(diǎn)之間傳送經(jīng)調(diào)制的載有信息的光輻射。該信息通常被劃分到多個(gè)信道之中，每個(gè)信道包含一個(gè)與其相關(guān)的輻射波長(zhǎng)范圍；這樣的劃分稱為波分復(fù)用(WDM)。
在上述通信系統(tǒng)中，已經(jīng)建立的習(xí)慣是將這些節(jié)點(diǎn)排列為環(huán)形組。鏈接環(huán)形組中相鄰節(jié)點(diǎn)的光纖波導(dǎo)稱為段。當(dāng)這樣的組的每一個(gè)具有幾千米數(shù)量級(jí)的直徑時(shí)，該組稱為城域環(huán)。城域環(huán)的直徑通常足夠小，以避免其中對(duì)光放大器的需要，也就是說，這些環(huán)是無源的。當(dāng)城城環(huán)更大一些時(shí)，通常在其中加入一個(gè)或更多個(gè)光放大器。諸如摻鉺光纖放大器(EDFA)的光放大器是昂貴的器件，因此只在絕對(duì)有必要確保一個(gè)可接受的系統(tǒng)光學(xué)信噪比時(shí)才會(huì)使用。傳統(tǒng)習(xí)慣上，每個(gè)光通信系統(tǒng)環(huán)使用兩個(gè)光纖環(huán)路，一個(gè)環(huán)路用于沿著環(huán)以順時(shí)針方向傳送WDM輻射，而另一個(gè)環(huán)路用于沿著環(huán)以逆時(shí)針方向傳送WDM輻射。環(huán)路的重復(fù)性有助于確保在環(huán)路之一失效時(shí)，該環(huán)中的節(jié)點(diǎn)之間的通信仍被維持。這些環(huán)路可以傳送WDM輻射，該WDM輻射經(jīng)常是來自多個(gè)調(diào)制激光源或者一個(gè)或更多個(gè)EDFA的輸出的輻射的集合；這個(gè)集合輻射通?？梢跃哂写蠹s幾十mW的功率，這對(duì)應(yīng)于級(jí)別IIIA或級(jí)別IIIB激光輻射功率。這樣的功率電平可能是危險(xiǎn)的，因此，為了安全起見，傳統(tǒng)的習(xí)慣是在檢測(cè)到一個(gè)或更多個(gè)環(huán)路破裂(例如，由于光纖波導(dǎo)的斷裂)的情況下?lián)碛幸粋€(gè)自動(dòng)切斷設(shè)備。
在光通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切斷的通常方法是這樣的當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到從某一段接收的光輻射功率有嚴(yán)重降低或損耗時(shí)，關(guān)掉向該段饋送輻射的EDFA。
在上述的城域環(huán)中，通常的習(xí)慣是在與段相關(guān)的光纖波導(dǎo)上插入無源節(jié)點(diǎn)，這樣的無源節(jié)點(diǎn)不具備光學(xué)放大。對(duì)于一般傳統(tǒng)的段切斷是對(duì)向這些段進(jìn)行饋送的EDFA操作的情況，這個(gè)切斷的結(jié)果是停止進(jìn)入這些段的輻射傳輸。而對(duì)于除了正常的工作信道之外，WDM輻射還包含一個(gè)保護(hù)信道的情況，則切斷具有使工作和保護(hù)信道都失效的效果，這樣，即使在通到無源節(jié)點(diǎn)的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)的光纖通路之一保持無損的情況下，也會(huì)使通到無源節(jié)點(diǎn)的所有通信業(yè)務(wù)失敗。因此，切斷環(huán)形組中的所有段的結(jié)果是潛在地、不必要地嚴(yán)重減少通過這些無源節(jié)點(diǎn)提供的服務(wù)。
在節(jié)點(diǎn)環(huán)形組中(包含在負(fù)責(zé)執(zhí)行自動(dòng)切斷的有源節(jié)點(diǎn)之間的段中所包括的無源節(jié)點(diǎn))，無源節(jié)點(diǎn)有可能插入足夠的輻射功率，使得有源節(jié)點(diǎn)將這種輻射功率解釋為正常工作狀態(tài)，在此情況中，即使已經(jīng)出現(xiàn)了光纖波導(dǎo)破裂，有源節(jié)點(diǎn)也將不應(yīng)用自動(dòng)切斷。在這種情況下，有源節(jié)點(diǎn)不切斷它們的光放大器，所以，危險(xiǎn)電平的輻射朝向破裂處被發(fā)射到光纖波導(dǎo)中。

發(fā)明內(nèi)容
這樣，本發(fā)明人看到，存在一個(gè)如前所述的、與傳統(tǒng)自動(dòng)切斷有關(guān)的問題，特別是在將無源節(jié)點(diǎn)加入光通信系統(tǒng)的段中的情況下。
本發(fā)明人設(shè)計(jì)了一種用于解決上述問題的解決方案，該解決方案包含向插入光通信系統(tǒng)的段中的無源節(jié)點(diǎn)中加入一個(gè)或更多個(gè)光閘。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了用于具有第一和第二通信路徑的類型的通信系統(tǒng)的光閘，其中載有信息的輻射沿著所述第一和第二通信路徑以相反的方向傳播，該光閘包含測(cè)量裝置，用于監(jiān)視沿第一路徑傳播的載有信息的輻射的功率，還用于產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的輻射功率表示信號(hào)；控制裝置，用于比較該表示信號(hào)和一個(gè)閾值，以便產(chǎn)生一個(gè)控制信號(hào)；以及開關(guān)裝置，用于響應(yīng)該控制信號(hào)而有選擇地基本上傳輸或阻擋沿第二路徑傳播的輻射。
該光閘提供一個(gè)優(yōu)勢(shì)在通信系統(tǒng)中，它能夠在第一和第二路徑中的一個(gè)或更多個(gè)路徑之中發(fā)生破裂或斷裂的情況下衰減從第二路徑中輸出的輻射的危險(xiǎn)電平。
優(yōu)選地，控制裝置和開關(guān)裝置可用來在表示信號(hào)的大小降到小于閾值時(shí)阻擋沿第二路徑傳播的輻射。表示信號(hào)小于閾值的情況可以對(duì)應(yīng)于第一路徑中的破裂，因此，該光閘可以有效地防止危險(xiǎn)電平的輻射通過開關(guān)裝置朝向這樣的破裂傳遞，該破裂也有可能已經(jīng)發(fā)生在第二路徑上。
便利的是，當(dāng)構(gòu)建該光閘時(shí)，該測(cè)量裝置包含一個(gè)光耦合器和一個(gè)輻射檢測(cè)器，該耦合器可用來使載有信息的輻射的一部分轉(zhuǎn)向至檢測(cè)器，通過在其中進(jìn)行檢測(cè)來產(chǎn)生表示信號(hào)。使用這種耦合器可以提供益處，即使得只出現(xiàn)較小的、由于在第一路徑中加入光閘而引起的對(duì)沿第一路徑傳播的輻射的擾動(dòng)。
出于實(shí)際原因，該耦合器便利地包含一個(gè)或更多個(gè)熔接(fusionspliced)光纖耦合器，以及一個(gè)1×N光波導(dǎo)耦合器，用于使載有信息的輻射的一部分轉(zhuǎn)向至檢測(cè)器。這些耦合器尤其適合在光閘中使用，因?yàn)樗鼈兊脑靸r(jià)相對(duì)低廉，且插入損耗較小。
優(yōu)選地，開關(guān)裝置包含一個(gè)或更多個(gè)液晶光衰減器、一個(gè)熱控制光衰減器和一個(gè)電荷載流子色散調(diào)制器(charge carrier dispersionmodulator)，以便響應(yīng)控制信號(hào)來基本上傳輸或阻擋沿第二路徑傳播的輻射。出于實(shí)際原因，這些衰減器和調(diào)制器尤其適用于在光閘處衰減WDM輻射。
有利的是，第一和第二路徑是光纖波導(dǎo)通信環(huán)的順時(shí)針和逆時(shí)針通信路徑。在路徑之一損壞(例如，由于光纖波導(dǎo)破裂)的情況下，包含順時(shí)針和逆時(shí)針路徑的受保護(hù)的通信環(huán)提供改善的可靠性的益處。
優(yōu)選地，該通信系統(tǒng)可以以波分復(fù)用(WDM)形式傳送信息。因此，有益地，測(cè)量裝置可用來監(jiān)視沿第一路徑傳播的WDM載有信息的輻射的輻射功率，而且開關(guān)裝置可以有選擇地基本上傳輸或阻擋沿第二路徑傳播的WDM輻射。
在該通信系統(tǒng)中，還希望傳送用于監(jiān)督系統(tǒng)控制的監(jiān)督信息。為了傳送這種監(jiān)督信息，最好沿著第一路徑在測(cè)量裝置之后放置輻射分出裝置，用于使對(duì)應(yīng)于載有通信系統(tǒng)監(jiān)督信息的監(jiān)督信道的、載有信息的輻射的一部分從第一路徑轉(zhuǎn)向，該監(jiān)督信息用于控制該系統(tǒng)。相似地，最好沿著第二路徑在開關(guān)裝置之后放置輻射插入裝置，用于將對(duì)應(yīng)于載有通信系統(tǒng)監(jiān)督信息的監(jiān)督信道的輻射插入到第二路徑。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種用于WDM通信系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)通過至少第一和第二通信波導(dǎo)耦合到該系統(tǒng)的其它節(jié)點(diǎn)，其中WDM輻射沿著所述通信波導(dǎo)在節(jié)點(diǎn)之間以相反的方向傳播，該節(jié)點(diǎn)包含分/插復(fù)用裝置，用于在節(jié)點(diǎn)處插入和分出至少一個(gè)WDM信道；以及根據(jù)本發(fā)明的第一方面的耦合到第一和第二波導(dǎo)的一個(gè)或更多個(gè)光閘，該光閘或每個(gè)光閘可以監(jiān)視沿波導(dǎo)之一傳播的載有信息的輻射，還可以根據(jù)沿所述波導(dǎo)之一傳播的輻射的輻射功率是否超過一個(gè)閾值，來有選擇地基本上傳輸或阻擋沿另一波導(dǎo)傳播的輻射，從而在第一和第二波導(dǎo)中的一個(gè)或更多個(gè)之中發(fā)生一個(gè)或更多個(gè)破裂時(shí)降低正被輸出的輻射。
該節(jié)點(diǎn)能夠提供優(yōu)勢(shì)，即一個(gè)或更多個(gè)光閘可用來在第一和第二波導(dǎo)中的一個(gè)或更多個(gè)波導(dǎo)之中發(fā)生破裂的情況下，防止危險(xiǎn)電平的輻射在第一和第二波導(dǎo)的一個(gè)或更多個(gè)處輸出。
優(yōu)選地，復(fù)用裝置可用來從該第一和第二波導(dǎo)的至少一個(gè)波導(dǎo)插入和分出一個(gè)工作信道和一個(gè)保護(hù)信道。該節(jié)點(diǎn)從而可以提供到系統(tǒng)的通信接入。而且，為了改善系統(tǒng)的可靠性，當(dāng)工作信道不運(yùn)行時(shí)，該節(jié)點(diǎn)可以使用保護(hù)信道進(jìn)行通信。
有利的是，為了降低成本，該節(jié)點(diǎn)可以是無源節(jié)點(diǎn)，也就是說，該節(jié)點(diǎn)可以不具備用于放大在第一和第二波導(dǎo)中的一個(gè)或更多個(gè)波導(dǎo)之中傳播的輻射的光學(xué)放大。特別優(yōu)選的情況是，第一和第二波導(dǎo)被加入到波導(dǎo)通信環(huán)中，例如當(dāng)通信環(huán)是城域環(huán)時(shí)。


現(xiàn)在參照附圖僅通過舉例的方法對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行描述，在附圖中圖1是將通信系統(tǒng)的兩個(gè)有源節(jié)點(diǎn)相互連接起來的現(xiàn)有技術(shù)的光纖波導(dǎo)段的圖示，該段包含一個(gè)無源節(jié)點(diǎn)；圖2是圖1中的其光纖波導(dǎo)之一遭受破裂的段的圖示；圖3是圖1中的其光纖波導(dǎo)都遭受破裂的段的圖示；圖4是根據(jù)本發(fā)明的光閘的示意圖；圖5是在有源節(jié)點(diǎn)之間的段中包含的一個(gè)無源節(jié)點(diǎn)的示意圖，該無源節(jié)點(diǎn)包含兩個(gè)圖4中所示類型的光閘；以及圖6是圖5中的兩個(gè)光纖遭受破裂的段的示意圖。
具體實(shí)施例方式
為了更好地理解本發(fā)明，首先描述在光纖波導(dǎo)破裂或光放大器出現(xiàn)故障時(shí)在具有自動(dòng)切斷的已知光通信系統(tǒng)中產(chǎn)生的問題。
在圖1中，分別顯示了光通信系統(tǒng)的第一和第二有源節(jié)點(diǎn)10、20，以及在將有源節(jié)點(diǎn)10、20連接在一起的段中放置的無源節(jié)點(diǎn)30。無源節(jié)點(diǎn)30中包含第一和第二無源分/插光復(fù)用器40、50。而且，有源節(jié)點(diǎn)10、20分別包含第一和第二光放大器60、70。
在該段中有四個(gè)光纖波導(dǎo)，即第一波導(dǎo)80、第二波導(dǎo)90、第三波導(dǎo)100和第四波導(dǎo)110。第一波導(dǎo)80從第一放大器60連接到第一復(fù)用器40的光輸入端口。第二波導(dǎo)90從第一復(fù)用器40的光輸出端口連接到第二節(jié)點(diǎn)20的光輸入端口。第三波導(dǎo)100從第二放大器70的光輸出端口連接到第二復(fù)用器50的光輸入端口。第四波導(dǎo)110從第二復(fù)用器50的光輸出端口連接到有源節(jié)點(diǎn)10的光輸入端口。正如將看到的，第一和第二波導(dǎo)80、90組成從第一節(jié)點(diǎn)10到第二節(jié)點(diǎn)20的第一傳輸路徑，而第三和第四波導(dǎo)100、110組成從第二節(jié)點(diǎn)20到第一節(jié)點(diǎn)10的第二傳輸路徑。
復(fù)用器40、50的每一個(gè)都包含電介質(zhì)濾波器，并可以使傳播通過該段的WDM輻射中的工作信道從無源節(jié)點(diǎn)30轉(zhuǎn)向出來，還可以在對(duì)應(yīng)于工作信道的波長(zhǎng)范圍添加光輻射。而且，復(fù)用器40、50的每一個(gè)還可以使傳播通過該段的WDM輻射中的保護(hù)信道從無源節(jié)點(diǎn)30轉(zhuǎn)向出來，還可以在對(duì)應(yīng)于保護(hù)信道的波長(zhǎng)范圍添加光輻射。此外，復(fù)用器40、50的每一個(gè)還可以使WDM輻射中的監(jiān)督信道的輻射的至少一部分轉(zhuǎn)向，以便在包含于節(jié)點(diǎn)30中的監(jiān)督電路(未顯示)處接收。
在操作中，包含多個(gè)信道的WDM載有信息的輻射從第一放大器60輸出，并沿第一波導(dǎo)80傳播到分/插復(fù)用器40。該復(fù)用器40分離對(duì)應(yīng)于工作信道、對(duì)應(yīng)于保護(hù)信道和對(duì)應(yīng)于監(jiān)督信道的輻射，并在元源節(jié)點(diǎn)30輸出(即分出)該輻射。此外，復(fù)用器40接收其波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)于工作信道、保護(hù)信道和監(jiān)督信道的、輸入到無源節(jié)點(diǎn)30的輻射，然后將其插入到傳播通過復(fù)用器40的輻射，以提供輸出輻射，該輸出輻射被發(fā)射到第二波導(dǎo)90，以便傳播到第二有源節(jié)點(diǎn)20。
以相似的方式，包含多個(gè)信道的WDM載有信息的輻射從第二放大器70輸出，并沿第三波導(dǎo)100傳播到第二分/插復(fù)用器50。該復(fù)用器50分離對(duì)應(yīng)于工作信道、對(duì)應(yīng)于保護(hù)信道和對(duì)應(yīng)于監(jiān)督信道的輻射，并在無源節(jié)點(diǎn)30輸出(即分出)該輻射。此外，復(fù)用器50接收其波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)于工作信道、保護(hù)信道和監(jiān)督信道的、輸入到無源節(jié)點(diǎn)30的輻射，然后將其插入到傳播通過復(fù)用器50的輻射，以提供輸出輻射，該輸出輻射被發(fā)射到第四波導(dǎo)110，以便傳播到第一有源節(jié)點(diǎn)10。
監(jiān)督電子電路接收在無源節(jié)點(diǎn)30分出的監(jiān)督信道的輻射，并解釋其中傳送的與節(jié)點(diǎn)30的功能相關(guān)的指令。這些指令確定是否要使用保護(hù)信道，還確定對(duì)應(yīng)于工作信道或保護(hù)信道的輻射將直接地在哪個(gè)方向中，即是通過第二復(fù)用器50朝向第一有源節(jié)點(diǎn)10還是通過第一復(fù)用器朝向第二有源節(jié)點(diǎn)20。
現(xiàn)在參見圖2，節(jié)點(diǎn)10、20、30和光纖波導(dǎo)80、90、100、110與圖1所示相同，但波導(dǎo)80遭受由200表示的破裂，破裂200造成從放大器60沿波導(dǎo)80傳播到第一復(fù)用器40的輻射的中斷。作為破裂200的結(jié)果，檢測(cè)到在第二有源節(jié)點(diǎn)20接收的輻射降低，這導(dǎo)致第二有源節(jié)點(diǎn)20關(guān)閉其放大器70，而使無源節(jié)點(diǎn)30被隔離，沒有通信服務(wù)提供到該無源節(jié)點(diǎn)30。第一有源節(jié)點(diǎn)10還檢測(cè)到從放大器70接收的輻射的降低，這導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)10關(guān)閉其放大器60，從而防止危險(xiǎn)功率電平的光輻射在破裂200處輸出。
在圖2中，如果有足夠的輻射輸入到無源節(jié)點(diǎn)30，以至于第二節(jié)點(diǎn)20將此解釋為正常輻射電平，則有一種風(fēng)險(xiǎn)，即第二有源節(jié)點(diǎn)20未能執(zhí)行自動(dòng)切斷，其結(jié)果是危險(xiǎn)功率電平的輻射在破裂200處輸出。
現(xiàn)在參見圖3，節(jié)點(diǎn)10、20、30和光纖波導(dǎo)80、90、100、110與圖1所示相同，但波導(dǎo)80、110分別遭受第一和第二破裂300、310。第一破裂300造成從放大器60沿波導(dǎo)80傳播到第一復(fù)用器40的輻射的中斷。此外，第二破裂310造成從第二放大器70通過第二復(fù)用器50傳播到第一有源節(jié)點(diǎn)10的輻射的中斷。
當(dāng)破裂300、310發(fā)生時(shí)，第二有源節(jié)點(diǎn)20檢測(cè)到接收功率的降低，然后關(guān)閉其放大器70。相似地，第一有源節(jié)點(diǎn)10也檢測(cè)到接收功率的降低，然后關(guān)閉其放大器60。
在圖3中，如果有足夠的輻射功率在無源節(jié)點(diǎn)30處輸入，并傳送到第二有源節(jié)點(diǎn)20，則第二節(jié)點(diǎn)20可能將此輻射解釋為從放大器60產(chǎn)生。作為結(jié)果，第二節(jié)點(diǎn)20可能在其放大器70繼續(xù)輸出輻射，其結(jié)果是危險(xiǎn)電平的輻射可能在第二破裂310處輸出。
從前面參照?qǐng)D2和3的內(nèi)容可以看出，盡管波導(dǎo)中的一些仍然潛在地可用于傳送信息業(yè)務(wù)到無源節(jié)點(diǎn)30，但響應(yīng)于一個(gè)或更多個(gè)的光纖波導(dǎo)破裂的傳統(tǒng)自動(dòng)切斷可能引起到無源節(jié)點(diǎn)30的通信的丟失。此外，可能出現(xiàn)危險(xiǎn)的情況，即其中有足夠的輻射功率在無源節(jié)點(diǎn)30處輸入，而防止了自動(dòng)切斷的應(yīng)用，這會(huì)造成在光纖波導(dǎo)破裂處遭受危險(xiǎn)電平的輻射。
為了克服傳統(tǒng)自動(dòng)切斷的缺陷，本發(fā)明人設(shè)計(jì)了一種可被包含在無源節(jié)點(diǎn)30中的光閘。該光閘在圖4中統(tǒng)一用400表示。該光閘400包含一個(gè)光閘開關(guān)410、一個(gè)控制單元420、一個(gè)功率監(jiān)視器430和一個(gè)光抽頭440。此外，該光閘400還可選地包含一個(gè)監(jiān)督信道插入耦合器450和一個(gè)監(jiān)督信道分出耦合器460。
現(xiàn)在描述光閘400中的相互連接。光閘400包含第一和第二光輸入端口A1、B1以及相應(yīng)的第一和第二光輸出端口A2、B2。第一輸入端口A1耦合到光閘開關(guān)410的光輸入端口，開關(guān)410的輸出端口通過監(jiān)督信道插入耦合器450連接到第一輸出端口A2。此外，第二輸入端口B1連接到光抽頭440的光輸入端口。而且，光抽頭440的光輸出端口通過監(jiān)督信道分出耦合器460連接到第二輸出端口B2。
抽頭440的光監(jiān)視器輸出連接到功率監(jiān)視器430的光輸入。監(jiān)視器430包含一個(gè)連接到控制單元430輸入的功率監(jiān)視器輸出?？刂茊卧?30的控制輸出連接到光閘410的控制輸入。
光抽頭440、監(jiān)督信道插入耦合器450和監(jiān)督信道分出耦合器460優(yōu)選為熔接耦合器，但作為替換，也可以使用其它類型的耦合器。光閘410優(yōu)選地實(shí)現(xiàn)為液晶光閘。而且，控制單元420優(yōu)選地實(shí)施為硬件，但作為替換，也可以實(shí)施為軟件功能。此外，功率監(jiān)視器430包含一個(gè)光電檢測(cè)器和調(diào)節(jié)電路(conditioning circuit)，以便提供用于控制單元420的輸出。
現(xiàn)在參照?qǐng)D4描述光閘400的操作。在第一輸入端口A1接收的WDM通信業(yè)務(wù)調(diào)制輻射傳播通過光閘開關(guān)410，并在其中經(jīng)受約為0.5dB的衰減，然后前進(jìn)到監(jiān)督信道插入耦合器450。監(jiān)督信道輻射在耦合器450處被插入到來自光閘單元410的輻射，然后作為集合輻射傳播到第一輸出端口A2。
在第二輸入端口B1接收的輻射傳播到光抽頭440，在那里，接收的輻射的一部分(例如20％或更少)被轉(zhuǎn)向到功率監(jiān)視器430。接收的輻射的剩余部分(例如80％或更多)被發(fā)送到監(jiān)督分出耦合器460。對(duì)應(yīng)于監(jiān)督信道的、在耦合器460接收的輻射的一部分在耦合器460處被轉(zhuǎn)向，而該輻射的剩余部分傳播到第二輸出B2。
在光抽頭440處被轉(zhuǎn)向的輻射傳播至功率監(jiān)視器430，在那里接收該輻射，并產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的輻射功率表示信號(hào)。該表示信號(hào)被傳遞到控制單元420，該控制單元420可以比較該表示信號(hào)的大小和一個(gè)功率閾值，以便確定是否已經(jīng)出現(xiàn)光纖破裂。如果認(rèn)為已經(jīng)出現(xiàn)光纖破裂，則控制單元420輸出一個(gè)控制信號(hào)到光閘開關(guān)410，以便將其從基本透明的狀態(tài)(即優(yōu)選地具有小于1dB的通過衰減)切換到非傳輸狀態(tài)(即具有大約25dB或更多的通過衰減)。
接下來參見圖5，這里顯示了被修改為包含兩個(gè)光閘500、510的無源分/插節(jié)點(diǎn)30，光閘500、510的每一個(gè)都與圖4中的光閘400相同。光閘500、510被包含在有源節(jié)點(diǎn)10、20之間的段中，也就是在無源節(jié)點(diǎn)30的兩側(cè)。如果需要，例如為了降低成本，可以選擇性地省略光閘500、510中的一個(gè)。
在圖6中描述了這樣一種情況，其中在第一和第四光纖波導(dǎo)80、110中已經(jīng)發(fā)生了第一和第二破裂600、610。第一放大器60將輻射發(fā)射到第一波導(dǎo)80，該輻射向破裂600傳播。作為破裂600的結(jié)果，在光閘500的光抽頭440處沒有輻射被接收；光閘500的功率監(jiān)視器430檢測(cè)輻射功率的不足，并將與其相關(guān)的、該光閘500的光閘開關(guān)410從基本上傳輸狀態(tài)切換到不透明的非傳輸狀態(tài)，即阻擋狀態(tài)。第一有源節(jié)點(diǎn)10檢測(cè)在其輸入端口接收的功率的降低，并繼而執(zhí)行自動(dòng)切斷程序來關(guān)閉第一放大器60。作為自動(dòng)切換程序和由光閘開關(guān)410的阻擋的結(jié)果，輻射被阻止到達(dá)破裂600、610。如果在無源節(jié)點(diǎn)30輸入足夠的輻射功率，而造成第二有源節(jié)點(diǎn)20將在當(dāng)?shù)亟邮盏墓β式忉尀槠鹪从诘谝还?jié)點(diǎn)10的放大器60，則光閘500防止從第二有源節(jié)點(diǎn)20的放大器70輸出的輻射到達(dá)第二破裂610。
在出現(xiàn)兩個(gè)破裂600、610的情況中，在第二有源節(jié)點(diǎn)20和無源節(jié)點(diǎn)30之間的通信可以通過以下方式得以維持，即確保第二節(jié)點(diǎn)20接收足夠輻射而使它的自動(dòng)切斷并不關(guān)閉放大器70，或通過從無源節(jié)點(diǎn)30經(jīng)由監(jiān)督信道向第二有源節(jié)點(diǎn)20發(fā)送指令來拒絕其自動(dòng)切斷。通過這種方法，即使在無源節(jié)點(diǎn)30一側(cè)的段由于兩個(gè)破裂600、610而失效的情況下，也可以維持到無源節(jié)點(diǎn)30的通信；而且，也可以防止危險(xiǎn)電平的輻射到達(dá)破裂600、610。
當(dāng)破裂600、610發(fā)生時(shí)，通過應(yīng)用一個(gè)特殊的重新啟動(dòng)程序來使該段重新啟動(dòng)，所述重新啟動(dòng)程序包含自動(dòng)地或在操作者控制下發(fā)送測(cè)試脈沖。該測(cè)試脈沖是通過暫時(shí)將遭受切斷的光閘開關(guān)410切換為短暫地基本透明(即具有優(yōu)選為小于1dB的通過衰減)而產(chǎn)生的。例如，當(dāng)破裂600、610已經(jīng)被修復(fù)時(shí)，可以使光閘510的光閘開關(guān)410短暫地基本透明，以便允許一個(gè)或更多個(gè)輻射脈沖通過復(fù)用器50而傳向第一有源節(jié)點(diǎn)10；第一節(jié)點(diǎn)10檢測(cè)在當(dāng)?shù)亟邮盏妮椛涿}沖，如果脈沖幅度大于閾電平，則認(rèn)為光纖波導(dǎo)110保持無損。然后，第一節(jié)點(diǎn)10向第一光纖波導(dǎo)80發(fā)送被光閘500的光抽頭440和其相關(guān)功率監(jiān)視器430和控制單元420檢測(cè)為超過閾值的輻射；光閘500的控制單元420然后將光閘開關(guān)410切換為持續(xù)地基本透明，從而重新建立從第一有源節(jié)點(diǎn)10到無源節(jié)點(diǎn)30的通信。
作為替換，可以在監(jiān)督信道上發(fā)送測(cè)試脈沖來重新建立通信。當(dāng)監(jiān)督輻射功率被接收時(shí)，使光閘500透明。監(jiān)督功率或者通過重新建立監(jiān)督信道被檢測(cè)，或者作為在光閘500的功率監(jiān)視器430處接收的光功率被檢測(cè)。
光通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以看到，在不背離本發(fā)明范圍的條件下，可以對(duì)光閘400和包含一個(gè)或更多個(gè)光閘400的無源節(jié)點(diǎn)30進(jìn)行修改和變更。例如，雖然控制單元420被實(shí)施為硬件，但作為替換，它也可以實(shí)施為軟件功能。此外，光閘開關(guān)410被實(shí)施為液晶設(shè)備，但也可以使用其它類型的技術(shù)來實(shí)施，例如應(yīng)用了Kronig-Kramer吸收現(xiàn)象的電荷載流子色散調(diào)制器、熱驅(qū)動(dòng)衰減器、電子-機(jī)械光開關(guān)或光微電機(jī)結(jié)構(gòu)(MEMs)設(shè)備。此外，光抽頭可被實(shí)施為熔接光纖耦合器，或作為替換，實(shí)施為美國(guó)專利US4950045所描述類型的1×N光波導(dǎo)耦合器。還可以看到，可以使用美國(guó)專利US5410625所描述類型的耦合器。
本發(fā)明的光閘在下面描述的光纖環(huán)傳輸系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)中得到特殊的應(yīng)用，在此系統(tǒng)中包含將節(jié)點(diǎn)相互連接起來的第一和第二傳輸路徑(典型為兩根光纖)，其中輻射沿這兩個(gè)路徑在相反的傳播方向進(jìn)行傳送，以便在一根光纖破裂時(shí)提供保護(hù)路徑。更特別地，但不排他地，本發(fā)明尤其適合用于周長(zhǎng)(路徑長(zhǎng)度)足夠短以避免環(huán)中需要光放大器的城域環(huán)。
權(quán)利要求
1.一種光閘(400)，用于具有第一(B1、B2)和第二(A1、A2)通信路徑的類型的通信系統(tǒng)，其中載有信息的輻射沿著所述第一和第二通信路徑以相反的方向傳播，該光閘的特征在于包含測(cè)量裝置(430)，用于監(jiān)視沿第一路徑(B1、B2)傳播的載有信息的輻射的功率，還用于產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的輻射功率表示信號(hào)；控制裝置(420)，用于比較該表示信號(hào)和一個(gè)閾值，以便產(chǎn)生一個(gè)控制信號(hào)；以及開關(guān)裝置(410)，用于響應(yīng)該控制信號(hào)而有選擇地基本上傳輸或阻擋沿第二路徑(A1、A2)傳播的輻射。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光閘，其中該控制裝置(420)和開關(guān)裝置(410)可用來在該表示信號(hào)的大小下降到小于閾值時(shí)阻擋沿第二路徑傳播的輻射。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光閘，其中測(cè)量裝置(430)包含一個(gè)光耦合器(440)和一個(gè)輻射檢測(cè)器，該耦合器(440)可以使載有信息的輻射的一部分轉(zhuǎn)向至檢測(cè)器，通過在其中進(jìn)行檢測(cè)來產(chǎn)生該表示信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光閘，其中該耦合器(440)包含一個(gè)或更多個(gè)熔接的光纖耦合器，以及一個(gè)1×N光波導(dǎo)耦合器，用于使載有信息的輻射的一部分轉(zhuǎn)向至檢測(cè)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的光閘，其中開關(guān)裝置(410)包含一個(gè)或更多個(gè)液晶光衰減器、一個(gè)熱控制光衰減器、一個(gè)電荷載流子色散調(diào)制器、一個(gè)電子-機(jī)械光開關(guān)或一個(gè)光微電機(jī)光學(xué)結(jié)構(gòu)(MEMs)設(shè)備，用于響應(yīng)控制信號(hào)來基本上傳輸或阻擋沿第二路徑(A1、A2)傳播的輻射。
6.根據(jù)前面任一權(quán)利要求所述的光閘，其中第一和第二路徑是光纖波導(dǎo)通信環(huán)的順時(shí)針和逆時(shí)針通信路徑。
7.根據(jù)前面任一權(quán)利要求所述的光閘，其中測(cè)量裝置(430)可以監(jiān)視沿第一路徑傳播的波分復(fù)用(WDM)載有信息的輻射的輻射功率，而且開關(guān)裝置(410)可以有選擇地基本上傳輸或阻擋沿第二路徑傳播的WDM輻射。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光閘，其中沿著第一路徑(B1、B2)在測(cè)量裝置(430)之后是輻射分出裝置(460)，用于使對(duì)應(yīng)于載有通信系統(tǒng)監(jiān)督信息的監(jiān)督信道的、載有信息的輻射的一部分從第一路徑轉(zhuǎn)向，該監(jiān)督信息用于控制該系統(tǒng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的光閘，其中沿著第二路徑(A1、A2)在開關(guān)裝置(410)之后是輻射插入裝置(450)，用于將對(duì)應(yīng)于載有通信系統(tǒng)監(jiān)督信息的監(jiān)督信道的輻射插入到第二路徑。
10.一種用于WDM通信系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)(30)，該節(jié)點(diǎn)(30)通過至少第一(80、90)和第二(100、110)通信波導(dǎo)耦合到該系統(tǒng)的其它節(jié)點(diǎn)(10、20)，其中WDM輻射沿著所述通信波導(dǎo)在節(jié)點(diǎn)(10、20)之間以相反的方向傳播，該節(jié)點(diǎn)包含分/插復(fù)用裝置(40、50)，用于在節(jié)點(diǎn)處插入和分出至少一個(gè)WDM信道；以及根據(jù)權(quán)利要求1-9中任何一項(xiàng)的、耦合到第一和第二波導(dǎo)的一個(gè)或更多個(gè)光閘(500、510)，該光閘或每個(gè)光閘可以監(jiān)視沿波導(dǎo)之一傳播的載有信息的輻射，還可以根據(jù)沿所述波導(dǎo)之一傳播的輻射的輻射功率是否超過一個(gè)閾值，來有選擇地基本上傳輸或阻擋沿另一波導(dǎo)傳播的輻射，從而在第一和第二波導(dǎo)中的一個(gè)或更多個(gè)之中發(fā)生一個(gè)或更多個(gè)破裂時(shí)降低正被輸出的輻射。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的節(jié)點(diǎn)，其中復(fù)用裝置(40、50)可用來從第一和第二波導(dǎo)的至少一個(gè)波導(dǎo)插入和分出一個(gè)工作信道和一個(gè)保護(hù)信道。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的節(jié)點(diǎn)，其中當(dāng)工作信道不運(yùn)行時(shí)，該節(jié)點(diǎn)可使用保護(hù)信道進(jìn)行通信。
13.根據(jù)權(quán)利要求10、11或12所述的節(jié)點(diǎn)，其中該節(jié)點(diǎn)不具備用于放大在第一和第二波導(dǎo)中的一個(gè)或更多個(gè)之中傳播的輻射的光學(xué)放大。
14.根據(jù)權(quán)利要求10、11、12或13所述的節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)通過第一和第二波導(dǎo)被加入到波導(dǎo)通信環(huán)中。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的節(jié)點(diǎn)，其中通信環(huán)是城域環(huán)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于具有第一(B
文檔編號(hào)H04B10/00GK1593022SQ01822337
公開日2005年3月9日 申請(qǐng)日期2001年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月28日
發(fā)明者A·G·勞德 申請(qǐng)人:馬科尼英國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)有限公司