專利名稱：光傳輸系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及沿光纖鏈路傳輸數(shù)據(jù)的光傳輸系統(tǒng)。
已知光傳輸系統(tǒng)(

圖1)由在各末端的終端節(jié)點(diǎn)A、B和位于其間的線路放大器節(jié)點(diǎn)C、D、E構(gòu)成。僅示出3個(gè)這種線路放大器節(jié)點(diǎn)，但是可能提供數(shù)十個(gè)這種節(jié)點(diǎn)。通常，這種系統(tǒng)的輸入由多個(gè)數(shù)據(jù)信道構(gòu)成。利用每個(gè)具有不同波長(zhǎng)(圖中l(wèi)1到ln所示)的信道將數(shù)據(jù)作為激光傳送。
西邊終端節(jié)點(diǎn)的發(fā)送部分1將輸入信道多路復(fù)用在一起以產(chǎn)生波分復(fù)用(WDM)。放大多路復(fù)用信號(hào)并將其饋給第一光纖跨距2。進(jìn)一步光纖跨距連接的線路放大器節(jié)點(diǎn)3-5使用光放大器以增強(qiáng)多路復(fù)用信號(hào)。東邊終端節(jié)點(diǎn)的接收部分6將信號(hào)重新多路分解為其各自的波長(zhǎng)。
這同樣適用于由東向西的方向(7-11)。
通常使用摻鉺光纖放大器(EDFA)實(shí)現(xiàn)光放大。對(duì)于很長(zhǎng)的跨距(通常大于150km)，EDFA提供的光放大是不夠的，還要求喇曼放大。喇曼放大通過將波長(zhǎng)低于WDM信道的激光泵浦到光纖跨距中來工作。來自喇曼激光器的能量的一部分被傳送到WDM信道，導(dǎo)致它們被放大。
第一光纖跨距2足夠長(zhǎng)而要求喇曼放大。圖2更詳細(xì)地表示西邊終端A的發(fā)送部分1、第一光纖跨距2和第一線路放大器節(jié)點(diǎn)C的由西向東放大器3。西邊終端的發(fā)送部分1由將分開的波長(zhǎng)輸入(l1到ln)組合在一起的波分復(fù)用器12構(gòu)成。WDM信號(hào)由EDFA 13放大。
在線路傳輸系統(tǒng)中，通常在節(jié)點(diǎn)之間提供光監(jiān)測(cè)信道。光監(jiān)測(cè)信道在節(jié)點(diǎn)之間提供數(shù)據(jù)信道以允許控制和監(jiān)視節(jié)點(diǎn)。光監(jiān)測(cè)信道是光監(jiān)測(cè)信道發(fā)射機(jī)14產(chǎn)生的波長(zhǎng)超出輸入信道(l1到ln)的范圍的光信號(hào)。在耦合器15將光監(jiān)測(cè)信道加入WDM信號(hào)中。WDM信號(hào)和光監(jiān)測(cè)信道一起被傳送到光纖跨距2。
在線路放大器節(jié)點(diǎn)3，喇曼泵激光器17產(chǎn)生通過耦合器16傳送到光纖跨距中的光。這種光沿光纖跨距向放大WDM信號(hào)和光監(jiān)測(cè)信道的西邊終端A傳播。WDM信號(hào)和光監(jiān)測(cè)信道通過喇曼耦合器16向信道分接耦合器19傳送，信道分接耦合器19從WDM信號(hào)中分離光監(jiān)測(cè)信道。光監(jiān)測(cè)信道被傳送到光監(jiān)測(cè)信道(OSC)接收機(jī)18并且WDM信號(hào)被傳送到EDFA 20，在EDFA 20中，WDM信號(hào)被放大并被傳送到下一光纖跨距。在線路放大器節(jié)點(diǎn)中通過光監(jiān)測(cè)信道(OSC)發(fā)射機(jī)21再生光監(jiān)測(cè)信道并且由加法耦合器22將其加入放大的WDM信號(hào)中。
為實(shí)現(xiàn)所要求的放大，喇曼泵激光器產(chǎn)生有效光功率(通常是500mW或更多)。如果正在此系統(tǒng)中工作的人觀看，則存在嚴(yán)重的傷害眼睛的風(fēng)險(xiǎn)。為防止傷害發(fā)生，有必要確保除非喇曼泵激光器的輸出被安全連接到未破損的光纖，否則不啟用喇曼泵激光器。通常的做法是使用光監(jiān)測(cè)信道以啟用喇曼泵。
接收機(jī)18監(jiān)視輸入的光監(jiān)測(cè)信道。如果光監(jiān)測(cè)信道不存在，則假定光纖跨距2是破損的或未連接的。在這種情況下，禁用喇曼泵激光器17。如果在接收機(jī)18上出現(xiàn)光監(jiān)測(cè)信道，則可以推斷，光纖跨距2一定被連接著并且啟用喇曼泵激光器17是安全的。
用于允許在光纖跨距上傳輸?shù)捻樞蛉缦?。首先，發(fā)送光監(jiān)測(cè)信道。其次，如果正確地接收了光監(jiān)測(cè)信道，則啟用喇曼泵激光器。
要使這種順序成為可能，必須能夠在光纖跨距上傳送光監(jiān)測(cè)信道而不用借助于喇曼放大。對(duì)于低數(shù)據(jù)速率光監(jiān)測(cè)信道(例如2.048兆比特/秒)，使用敏感光監(jiān)測(cè)信道接收機(jī)是可能的。
存在增加光監(jiān)測(cè)信道的數(shù)據(jù)速率以便為控制和網(wǎng)絡(luò)管理數(shù)據(jù)提供更多容量的要求。155.52兆比特/秒是對(duì)光監(jiān)測(cè)信道的典型要求。在較高數(shù)據(jù)速率下，所要求靈敏度的接收機(jī)不容易獲得。
本發(fā)明提供用于接收沿光傳輸系統(tǒng)的光纖鏈路發(fā)送的光監(jiān)測(cè)信道的接收機(jī)，該接收機(jī)能夠以第一數(shù)據(jù)速率接收，該接收機(jī)包括響應(yīng)在第一數(shù)據(jù)速率對(duì)光監(jiān)測(cè)信道的接收而啟用喇曼泵激光器用于將光注入光纖鏈路以供放大的裝置，該接收機(jī)也能夠接收以較高數(shù)據(jù)速率傳送的、喇曼泵放大的光監(jiān)測(cè)信道。
本發(fā)明也提供用于沿光傳輸系統(tǒng)的光纖鏈路發(fā)送光監(jiān)測(cè)信道的發(fā)射機(jī)，該發(fā)射機(jī)能夠以第一數(shù)據(jù)速率進(jìn)行發(fā)送，該發(fā)射機(jī)也能夠以較高數(shù)據(jù)率進(jìn)行發(fā)送。
有利的是，接收機(jī)在低數(shù)據(jù)速率具有較高的靈敏度，使得它能夠在長(zhǎng)的光纖跨距上工作而無需喇曼放大，并且接收機(jī)在較高數(shù)據(jù)速率具有較低靈敏度，使得它要求喇曼放大以便在長(zhǎng)跨距上工作。
光傳輸系統(tǒng)可由終端節(jié)點(diǎn)和線路放大器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成。本發(fā)明的接收機(jī)可位于線路放大器節(jié)點(diǎn)中和終端節(jié)點(diǎn)中；喇曼泵激光器可位于與啟用它們的接收機(jī)相同的線路節(jié)點(diǎn)中。線路放大器節(jié)點(diǎn)可再生光監(jiān)測(cè)信道。本發(fā)明的發(fā)射機(jī)可位于線路放大器節(jié)點(diǎn)以及終端節(jié)點(diǎn)中。
參照附圖，通過實(shí)例詳細(xì)描述本發(fā)明，其中圖1是光線路傳輸系統(tǒng)的表示，該表示描述已知系統(tǒng)和根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)；圖2是圖1中所示的線路傳輸系統(tǒng)的一個(gè)終端節(jié)點(diǎn)的發(fā)射機(jī)和第一線路放大器節(jié)點(diǎn)的一部分的更詳細(xì)表示；圖3是根據(jù)本發(fā)明的用于光傳輸系統(tǒng)的光監(jiān)測(cè)信道發(fā)射機(jī)的第一形式的表示；圖4是根據(jù)本發(fā)明的用于光傳輸系統(tǒng)的光監(jiān)測(cè)信道發(fā)射機(jī)的第二形式的表示；圖5是根據(jù)本發(fā)明的用于光傳輸系統(tǒng)的光監(jiān)測(cè)信道接收機(jī)的第一形式的表示；圖6是根據(jù)本發(fā)明的用于光傳輸系統(tǒng)的光監(jiān)測(cè)信道接收機(jī)的第二形式的表示；以及圖7是根據(jù)本發(fā)明的用于光傳輸系統(tǒng)的光監(jiān)測(cè)信道接收機(jī)的第三形式的表示。
參照?qǐng)D1和2，本發(fā)明的光傳輸系統(tǒng)具有與參照?qǐng)D1和2描述的已知系統(tǒng)一樣的體系結(jié)構(gòu)，因此由在各末端的終端節(jié)點(diǎn)A、B和它們之間的線路放大器節(jié)點(diǎn)C、D、E構(gòu)成，通常終端節(jié)點(diǎn)之間有數(shù)十個(gè)這種節(jié)點(diǎn)。終端節(jié)點(diǎn)和線路放大器節(jié)點(diǎn)使用EDFA并且在很長(zhǎng)跨距(通常大于150km)的情況下也使用喇曼放大。本發(fā)明涉及在那些要求喇曼放大的長(zhǎng)光纖跨距上的發(fā)送和接收。
依照本發(fā)明，光監(jiān)測(cè)信道發(fā)射機(jī)和接收機(jī)在那些要求喇曼放大的光纖跨距上是雙速率。由此，圖2的發(fā)射機(jī)14可以通過圖3或圖4中示出的發(fā)射機(jī)的第一或第二形式來實(shí)現(xiàn)。同樣，圖2的接收機(jī)18可由圖5、6或7中示出的接收機(jī)的第一、第二或第三形式來實(shí)現(xiàn)。圖1的已知線路傳輸系統(tǒng)的任何其它的光監(jiān)測(cè)信道發(fā)射機(jī)或接收機(jī)(例如圖2的發(fā)射機(jī)21)可以分別通過本發(fā)明的任何發(fā)射機(jī)或接收機(jī)實(shí)現(xiàn)，其中互連的光纖跨距要求喇曼放大。
本發(fā)明的光監(jiān)測(cè)信道發(fā)射機(jī)能夠以低速率或高速率進(jìn)行發(fā)送，本發(fā)明的光信道接收機(jī)能夠以低速率和以高速率進(jìn)行接收。參照?qǐng)D2，下面的順序用于啟動(dòng)要求喇曼放大的光纖跨距2上的傳輸。
光監(jiān)測(cè)信道在相鄰節(jié)點(diǎn)之間傳送控制信息，在這種情況下，是在終端節(jié)點(diǎn)A和線路放大器節(jié)點(diǎn)C之間。發(fā)射機(jī)14的光監(jiān)測(cè)信道以較低數(shù)據(jù)速率(小于10兆比特/秒，通常是2.048兆比特/秒)開始傳輸。如果接收機(jī)18正確地接收光監(jiān)測(cè)信道，則啟用喇曼泵激光器17，從而放大波分復(fù)用的信號(hào)信道和光監(jiān)測(cè)信道。
在各節(jié)點(diǎn)中的控制電路(未示出)監(jiān)視喇曼泵，在這種情況下，節(jié)點(diǎn)A和節(jié)點(diǎn)C中的控制電路監(jiān)視喇曼泵17，以確定何時(shí)它們已啟動(dòng)并且在正確地工作。光監(jiān)測(cè)信道接收機(jī)18會(huì)指示由于喇曼增益所增加的接收功率。在這個(gè)節(jié)點(diǎn)中的控制電路使用該信息以確定即將切換到較高的傳輸速率。使用光監(jiān)測(cè)信道的節(jié)點(diǎn)向鏈接的光纖跨距(在這種情況下是光纖跨距2)的另一端的節(jié)點(diǎn)中的控制電路指示它即將切換到較高速率。當(dāng)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)都準(zhǔn)備好切換時(shí)，各個(gè)控制電路以較高光監(jiān)測(cè)信道數(shù)據(jù)速率(大于50兆比特/秒，通常是155.52兆比特/秒)同時(shí)開始工作。利用喇曼放大，接收機(jī)18現(xiàn)在能夠接收較高數(shù)據(jù)速率的光監(jiān)測(cè)信道。
如果喇曼泵17位于光纖鏈路2的上游，在節(jié)點(diǎn)A中，則相同的過程適用。
現(xiàn)在描述雙速率光監(jiān)測(cè)信道發(fā)射機(jī)的兩種可能的實(shí)現(xiàn)。將它們用于圖1和圖2所示的線路傳輸系統(tǒng)中以替代發(fā)射機(jī)14和21。
圖3表示雙速率光監(jiān)測(cè)信道發(fā)射機(jī)的第一實(shí)現(xiàn)。該實(shí)現(xiàn)使用兩個(gè)分離的激光器24、26以提供不同速率的光監(jiān)測(cè)信道。將低速率光監(jiān)測(cè)信道數(shù)據(jù)作為電信號(hào)輸入到低速率激光驅(qū)動(dòng)器23。這調(diào)制低速率光監(jiān)測(cè)信道激光器24，以便將光監(jiān)測(cè)信道數(shù)據(jù)從電格式轉(zhuǎn)換為光格式。類似地，將高速率光監(jiān)測(cè)信道數(shù)據(jù)作為電信號(hào)輸入到高速率激光驅(qū)動(dòng)器25。這調(diào)制高速率光監(jiān)測(cè)信道激光器26，以便將光監(jiān)測(cè)信道數(shù)據(jù)從電格式轉(zhuǎn)換為光格式。光開關(guān)27用于選擇光監(jiān)測(cè)信道發(fā)射機(jī)的光輸出是高速率還是低速率光監(jiān)測(cè)信道。連接到圖3所示的發(fā)射機(jī)的光纖鏈路(未示出)的各端上的節(jié)點(diǎn)中的控制電路(未示出)控制如上所述的從較低數(shù)據(jù)速率到較高數(shù)據(jù)速率的切換。
圖4表示雙速率光監(jiān)測(cè)信道發(fā)射機(jī)的第二實(shí)現(xiàn)。該實(shí)現(xiàn)使用一個(gè)激光器30并且以電方式選擇數(shù)據(jù)以提供不同速率的光監(jiān)測(cè)信道。將低速率光監(jiān)測(cè)信道數(shù)據(jù)和高速率光監(jiān)測(cè)信道數(shù)據(jù)作為電信號(hào)輸入到開關(guān)28。該開關(guān)選擇哪個(gè)電信號(hào)要輸入到激光驅(qū)動(dòng)器29。激光驅(qū)動(dòng)器29調(diào)制光監(jiān)測(cè)信道激光器30，以便將光監(jiān)測(cè)信道數(shù)據(jù)從電格式轉(zhuǎn)換為光格式。在該實(shí)現(xiàn)中的激光驅(qū)動(dòng)器29和光監(jiān)測(cè)信道激光器30能夠工作在任一數(shù)據(jù)速率。該實(shí)現(xiàn)具有優(yōu)于圖3所示實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)，它使用較少數(shù)量的光組件，因此是較低成本的解決方案，但是用于切換的過程是相同的。
現(xiàn)在描述雙速率光監(jiān)測(cè)信道接收機(jī)的三種可能的實(shí)現(xiàn)。將它們用于圖1和圖2所示的線路傳輸系統(tǒng)中以替代接收機(jī)18。
圖5表示雙速率光監(jiān)測(cè)信道接收機(jī)的第一實(shí)現(xiàn)。提供低速率接收機(jī)32以便將低速率光監(jiān)測(cè)信道從光格式轉(zhuǎn)換為電格式。低速率數(shù)據(jù)恢復(fù)電路33從電信號(hào)中恢復(fù)數(shù)字光監(jiān)測(cè)信道數(shù)據(jù)。類似地，提供高速率接收機(jī)34和高速率數(shù)據(jù)恢復(fù)電路35用于高速率光監(jiān)測(cè)信道。光開關(guān)32用于選擇正接收哪種速率。如上所述，用于切換的過程使用饋給圖5所示接收機(jī)的光纖鏈路的各端上的節(jié)點(diǎn)中的控制電路，并且該過程與圖6和7中示出的實(shí)施例是相同的。
圖6表示雙速率光監(jiān)測(cè)信道接收機(jī)的第二實(shí)現(xiàn)。分光器36將光監(jiān)測(cè)信道光信號(hào)分成兩路。每路大約具有輸入信號(hào)功率的一半。將一路饋送到將低速率光監(jiān)測(cè)信道從光格式轉(zhuǎn)換為電格式的低速率接收機(jī)37。低速率數(shù)據(jù)恢復(fù)電路38從電信號(hào)中恢復(fù)數(shù)字光監(jiān)測(cè)信道數(shù)據(jù)。類似地，為從分光器出來的另一路提供高速率接收機(jī)39和高速率數(shù)據(jù)恢復(fù)電路40。接收機(jī)37、39和數(shù)據(jù)恢復(fù)電路38、40都同時(shí)工作。當(dāng)正接收高速率光監(jiān)測(cè)信道數(shù)據(jù)時(shí)，僅有高速率數(shù)據(jù)恢復(fù)電路40會(huì)檢測(cè)有效數(shù)據(jù)，而低速率數(shù)據(jù)輸出會(huì)被禁止。相反，當(dāng)接收低速率光監(jiān)測(cè)信道數(shù)據(jù)時(shí)，僅有低速率數(shù)據(jù)恢復(fù)電路38會(huì)檢測(cè)有效數(shù)據(jù)并且高速率數(shù)據(jù)輸出會(huì)被禁止。
圖7表示第三實(shí)現(xiàn)。將光監(jiān)測(cè)信道光數(shù)據(jù)輸入到單個(gè)光接收機(jī)41。接收機(jī)輸出被以電方式分開并被饋給兩個(gè)電濾波器電路42。濾波器42是放大低速率光監(jiān)測(cè)信道信號(hào)、但不允許高速率光監(jiān)測(cè)信道信號(hào)通過的低速率濾波器和放大器。該濾波器的輸出被饋給低速率數(shù)據(jù)恢復(fù)電路43。
濾波器44是放大高速率光監(jiān)測(cè)信道信號(hào)、但不允許低速率光監(jiān)測(cè)信道信號(hào)通過的高速率濾波器和放大器。此濾波器的輸出被饋給高速率數(shù)據(jù)恢復(fù)電路45。當(dāng)正接收高速率光監(jiān)測(cè)信道數(shù)據(jù)時(shí)，僅有高速率數(shù)據(jù)恢復(fù)電路45會(huì)檢測(cè)有效數(shù)據(jù)，并且低速率數(shù)據(jù)輸出會(huì)被禁止。相反，當(dāng)接收低速率光監(jiān)測(cè)信道數(shù)據(jù)時(shí)，僅有低速率數(shù)據(jù)恢復(fù)電路43會(huì)檢測(cè)到有效數(shù)據(jù)并且高速率數(shù)據(jù)輸出會(huì)被禁止。
權(quán)利要求
1.一種用于接收沿光傳輸系統(tǒng)的光纖鏈路發(fā)送的光監(jiān)測(cè)信道的接收機(jī)，所述接收機(jī)能夠以第一數(shù)據(jù)速率進(jìn)行接收，所述接收機(jī)包括響應(yīng)以所述第一數(shù)據(jù)速率對(duì)光監(jiān)測(cè)信道的接收而啟用喇曼泵激光器用于將光注入光纖鏈路以供放大的裝置，所述接收機(jī)也能夠接收以較高數(shù)據(jù)速率發(fā)送的喇曼泵放大的光監(jiān)測(cè)信道。
2.如權(quán)利要求1所述的接收機(jī)，其特征在于，將控制電路設(shè)置為響應(yīng)所述喇曼泵放大的光監(jiān)測(cè)信道的較高功率的接收而將所述接收機(jī)切換到以較高數(shù)據(jù)速率工作。
3.如權(quán)利要求1或2所述的接收機(jī)，其特征在于，所述喇曼泵激光器包含在與所述接收機(jī)相同的節(jié)點(diǎn)中。
4.如權(quán)利要求1到3中任一項(xiàng)所述的接收機(jī)，其特征在于，所述較高數(shù)據(jù)速率是所述第一數(shù)據(jù)速率的至少兩倍。
5.如權(quán)利要求4所述的接收機(jī)，其特征在于，所述較高數(shù)據(jù)速率是所述較低數(shù)據(jù)速率的至少五倍。
6.如權(quán)利要求5所述的接收機(jī)，其特征在于，所述較高數(shù)據(jù)速率是所述較低數(shù)據(jù)速率的至少十倍。
7.如權(quán)利要求1到6中任一項(xiàng)所述的接收機(jī)，其特征在于，所述接收機(jī)包括用于以兩種數(shù)據(jù)速率接收光監(jiān)測(cè)信道的單個(gè)光接收機(jī)，輸出被饋給電濾波器電路，用于檢測(cè)相應(yīng)的數(shù)據(jù)。
8.如權(quán)利要求1到6中任一項(xiàng)所述的接收機(jī)，其特征在于，包括用于將所述光監(jiān)測(cè)信道連接到低速率或高速率數(shù)據(jù)恢復(fù)電路的光開關(guān)。
9.如權(quán)利要求1到6中任一項(xiàng)所述的接收機(jī)，其特征在于，包括用于將所述光監(jiān)測(cè)信道饋給低和高速率數(shù)據(jù)恢復(fù)電路的分光器。
10.一種用于沿光傳輸系統(tǒng)的光纖鏈路發(fā)送光監(jiān)測(cè)信道的發(fā)射機(jī)，所述發(fā)射機(jī)能夠以第一數(shù)據(jù)速率進(jìn)行發(fā)送，所述發(fā)射機(jī)也能夠以較高數(shù)據(jù)速率發(fā)送。
11.如權(quán)利要求10所述的發(fā)射機(jī)，其特征在于，將所述發(fā)射機(jī)設(shè)置為響應(yīng)在所述光纖鏈路中開始的喇曼放大而以較高速率進(jìn)行發(fā)送。
12.如權(quán)利要求10或11所述的發(fā)射機(jī)，其特征在于，所述較高數(shù)據(jù)速率是所述第一數(shù)據(jù)速率的至少兩倍。
13.如權(quán)利要求12所述的發(fā)射機(jī)，其特征在于，所述較高數(shù)據(jù)速率是所述較低數(shù)據(jù)速率的至少五倍。
14.如權(quán)利要求13所述的發(fā)射機(jī)，其特征在于，所述較高數(shù)據(jù)速率是所述較低數(shù)據(jù)速率的至少十倍。
15.如權(quán)利要求10到14中任一項(xiàng)所述的發(fā)射機(jī)，其特征在于，包括以任一數(shù)據(jù)速率發(fā)送所述光監(jiān)測(cè)信道的單個(gè)激光器。
16.如權(quán)利要求10到14中任一項(xiàng)所述的發(fā)射機(jī)，其特征在于，包括以各個(gè)數(shù)據(jù)速率進(jìn)行發(fā)送的激光器以及用于選擇所需激光的光開關(guān)。
全文摘要
在沿光纖鏈路(2)傳輸數(shù)據(jù)的光傳輸系統(tǒng)中，用于光監(jiān)測(cè)信道的接收機(jī)(18)能夠檢測(cè)較低速率的數(shù)據(jù)，在該較低速率啟用(35)喇曼泵(17)，也能夠檢測(cè)較高速率的數(shù)據(jù)，該較高速率當(dāng)已接收到喇曼放大信號(hào)的較高功率時(shí)開始。
文檔編號(hào)H04B10/00GK1751461SQ200480004170
公開日2006年3月22日 申請(qǐng)日期2004年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月14日
發(fā)明者S·比德米德, S·阿萊斯頓, A·沃爾什 申請(qǐng)人:馬科尼英國知識(shí)產(chǎn)權(quán)有限公司