专利名称：在光通信网中功率优化的制作方法
技术领域：
本发明涉及光通信网，尤其涉及将可用来把信号发射到光通信网上的功率最大化。
光子学系统的设计需要OSNR(光信号噪声比)在最差条件下时在最长的路径上高于一个给定最小值。
诸如波分复用(WDM)系统之类的光通信系统通常在信号路径中使用光放大器。光放大器的一个局限特征是可用功率。这可能由于安全限制或者成本引起。一个放大器的最大输出功率常规来讲在传输的所有信道之中被等分。
可是，诸如10G比特/秒的高比特率信道需要一个比诸如2.5G比特/秒的低比特率信道更好的OSNR。(EP-A-0 924 888)已经建议通过沿着使用中的传输路径测量光功率来调整各个信道中的光功率。可是，这样做的处理过载相当高。
同样，(WO 02/09299)已经建议通过向一个WDM的各个信道预先增强一个由测量不失真信道的OSNR而获得的数值来补偿波长相关增益和噪声包络。
本发明目的是将可用于需要较高宽带和/或较大路径长度的信号的功率最大化。广泛来讲，这通过根据各个信道的带宽/距离需求来在这些信道之间划分可用输出功率而获得。
更具体的说，提供一种控制光通信网中的信号发射功率的方法，包括根据信号路径上的带宽和预期噪声中的至少一个的已知数值来预先失真发射功率。
本发明还提供用于控制光通信网中的信号发射功率的设备，包括发射器，用于发射信号到所述网络上；和装置，用于根据信号路径上的带宽和预期噪声中的至少一个的已知数值来预先失真所述发射功率。
这具有如下优点即，发射功率可以被节约并且重定向来把能够被传输的带宽最大化并且增加其上能够传输信号的路径长度，而不招致由于进行测量而引起的处理过载。
优选地，光通信网传送一个n信道信号多路复用，并且从一个网络节点发射多个信号。
优选实施例具有如下优点即，对于一个分插节点处可用的给定发射功率，该功率可以根据每个信道的需求在信道之中分发。这同样能够增加可以被发送的带宽以及增加能够达到的传输距离。
噪声在光放大器处产生，并且知道信号的路线，即信号将在网络中经过的光放大器的数目和类型，预期的噪声可以被确定。这将表示OSNR。已知的数值可以由光通信系统的管理系统提供，例如由网络管理器或者由层管理器提供。
同样，已知的数值可以由沿着监视通道传送的数据来提供。
在一个优选实施例中，预先失真的信号经过一个光放大器，并且使用一个比较器来把发射功率进行预先失真。对于光复用的每个信道提供一个单独的比较器，在光放大器的输出处提供一个适合的去多路复用器。比较器的一个输入是一个为任何特定信道而从光放大器的输出中导出的信号，优选地是电的信号，而另外一个输入表示对于那个信道通过网络在信号路径上的带宽和预期噪声中的至少一个的已知数值。例如，利用一个通过信道的可变光衰减器或者利用用于增加的信道的转发器，比较器的输出控制那个信道的信号到光放大器中的发射功率。
现在将参考附图仅仅举例来描述本发明的一个实施例，附图中
图1是说明本发明原理的示意图；图2是示出根据连接路径如何可以调整发射功率的示意图；和图3示出了应用到光环形网的本发明。
所述实施例根据各个带宽的要求在信道之中划分可用输出功率。比特率越高，则分配给那个信道的功率电平越高，确保所有的信道被发射以使它们以足够的OSNR被接收。
还可以根据信号要经过的网络元件的数目和类型来控制一个给定信道的功率输出。
参见图1，光放大器10放大光纤11上的一个WDM光信号。该输出在提供输出信号路径13和反馈控制路径15的耦合器12处被拆分。反馈控制路径被去复用器14去复用，去复用器14的输出每一个都具有一个被附加来把各个信道信号转换成为电信号的pin二极管16。为了简洁，图1中只示出一个二极管。电信号被放大器18放大然后传到控制器22，取决于信道是附加的还是经过的，则控制器22的输出连接到转发器20或者CCU 23(一个可变光衰减器阵列)。实际上，放大器将放大多个信道，例如高达32个信道，但是对于每个信道有一个单独的控制器22。每个控制器都充当比较器，它把光放大器输出处表示信道功率幅度的放大器18的输出与一个参考电平进行比较，所述参考电平被选择以使被馈送给CCU或转发器的比较器输出为那个信道产生期望功率的发射信号作为对光放大器的输入。
根据本发明，根据每一信道的已知带宽(它的比特率)以及因为其路由的缘故根据期望加到每一信号的噪声而把每一信道的发射功率进行预先失真。
控制器22在网络管理器9的总体控制下从层管理单元24中接收估计带宽和路由所要求的网络和连接信息8，并且知道信道的功率、它的带宽和路径的OSNR，更改比较器输入处的参考以便控制信道的发射功率以便优化之。因此，例如可以确保信号不以太多功率进行发射，因为这将浪费可以放在一个更高比特率信道上的功率资源。
每个信道可以传送具有不同带宽的不同信号，因此具有不同的发射功率需求。系统管理器可以对于信号的已知带宽和路由而估计每个信号的功率需求。系统管理器能因此为控制器制订一个目标功率电平以便设置发射的功率电平。因此，可用发射功率不只是在信道中等分而是根据信道功率需求的测量(比如信号带宽和期望加入的噪声之类的，二者都是与所经过的光放大级的数目有关并且与所经过的光放大器的类型有关)而进行分发。
虽然发射功率被调整来考虑比特率和信号路由，但是对于发射功率只考虑这二者之一也是可能的。
现在转到图2，所示的电路示意地示出如何能够确定连接路径。这张图说明了把信号加到网络上的一个分插节点的一部分。
因此，分插节点的插入侧包括一个控制通过业务量的信道控制单元30和用于把信号附加给网络的一个附加耦合器32。要被插入的信号从节点转发器34的发射机中提供，节点转发器34在分开的信道(例如高达32个信道)上输出多个信号。这些信号被光复用器36多路复用在一起并且多路复用的信号被耦合器32加到网络上。
耦合器的输出被光放大器38放大并且从主网络路径中分出来的一个信号被分裂器耦合器40导出一个反馈信号。耦合器40有两个输出一个通过输出42，它是主网络路径，和一个分出路径44，从分出路径44中导出反馈信号。分出路径44传送分出的信号多路复用给去复用器46，在此，它被分裂为它的组元信道。为这些信道的每一个导出一个反馈信号，图2中只示出了其中的一个。来自去复用器46的信道的光输出被光电二极管48转换成电信号，被放大器50放大并反馈给控制器块22，在此，反馈信号与一个参考信号比较并且生成一个控制输出来调整转发器。参考信号从储存在类似于图1的块8、24和9的块(但是图2中未示出)中的信号带宽和路由信息中导出，并且如同以前一样被使用于控制器22中。
在通过路径上的信号在网络周围继续直到它达到它的目的地，于是信号被放到接收机中。在信道经过一个节点处，校平控制器块将对于当前接收的相对幅度而控制信道的幅度。取决于信号在网络上停留多长时间，信号将经过各个处理级。每一级都将把一些噪声引入到信号中。在图2的示例中，举例来说，示出信号经过三个放大级52、54、56。这每一级都将把一些噪声单元N添加到信号中。因此，总的信号噪声将取决于信号到它的目的地所采用的路由。
此信号最终被一个分离耦合器58放入接收节点，被一个带通滤波器60滤波以便隔离信号信道并且传到一个接收机Rx62，在此为用户把它转换成一个电信号。从类似于图1中的块8、24和9的块中，控制器块22已知在接收机处关于该信号的噪声，以及信号的带宽，并且块22能够相应地调整信号的发射功率。
转发器想以正好足够的功率发送信号以便超过最小OSNR从而优化功率利用。正如对于图1的前一示例那样，控制器22想分发发射功率以便对于信号的带宽和路径优化功率。
图3示意性地示出了如何经由网关节点70把网络管理器附加到一个环形网60，用来管理这些节点和其他节点71之间的业务流量。节点之间的各个放大器，比如放大器52、54和56，以一个恒定增益进行操作。因此对于网络管理器来说，确定每个放大器的噪声贡献以及确定的信号路径是可能的。因此，网络管理器可以向发射信号的分插节点转发器提供信号上可能噪声的指示。网络管理器将总是知道信号路径，例如包括这样的情况其中，由于较短路径上的一个组件故障等等，一个信号沿着两个光纤环形网上的两个路径中较长路径被发送。
从上述说明中应该理解，本发明的实施例具有如下优点允许根据诸如带宽和信号路径之类的信号参数来选择一个信号的发射功率。此允许根据信道需求智能地分发可用发射功率。而且，它能够启动其它信道以比可能的带宽或距离更高的带宽或更大的距离被使用。
不偏离本发明的范围，对所述实施例的各种修改是可能的并且对本领域技术人员来说将会想到。例如，代替使用网络和层管理器而提供到块8的预期路由，则此信息可以由监视信道提供，它能够记录信道已经经过的光放大器的数目和类型。在图3的情况下，要被一个从网关节点70传播到节点71的信号所经过的放大器的类型消息可以在它到节点70的路线的反向上从已经经过节点71的一个信号中提取，因为对于节点中的每一方向，光放大器常常将是完全相同的。
权利要求
1.一个在光通信网中控制信号发射功率的方法，包括根据信号路径上的带宽和预测噪声中的至少一个的已知数值来预先失真发射功率。
2.如权利要求1所述的方法，其中已知数值由光通信网的管理系统提供。
3.如权利要求2所述的方法，其中已知数值由一网络和连接信息单元提供。
4.如权利要求2所述的方法，其中已知数值由一监视信道提供。
5.如权利要求1到4中任何一个所述的方法，其中预先失真的信号经过一光放大器。
6.如权利要求5所述的方法，其中使用一个比较器对信号发射功率进行预先失真，比较器把从光放大器的输出中导出的一信号与依靠带宽和预期噪声中至少一个的已知数值而得的一参考信号进行比较。
7.如权利要求1到6中任何一个所述的方法，其中在信号路径上的预期噪声从光通信网中信号将经过的光放大器的数目和类型的知识中导出。
8.如权利要求1到7中任何一个所述的方法，其中光通信网传送一n信道多路复用，通过一光放大器的所有的发射功率被预先失真。
9.如权利要求1到8中任何一个所述的方法，其中发射功率被预先失真以便提高与具有较低带宽的信号相比具有更高的带宽的信号的信号电平。
10.如权利要求1到9中任何一个所述的方法，其中发射功率被预先失真以便提高与具有较低预期噪声的信号相比具有更高的预期噪声通过所述网络的信号的信号电平。
11.用于控制光通信网中的信号发射功率的设备，包括发射器，用于发射信号到所述网络上；和装置，用于根据信号路径上的带宽和预期噪声中的至少一个的已知数值来预先失真所述发射功率。
12.如权利要求11所述的设备，其中已知数值被提供来由光通信网的管理系统使用。
13.如权利要求12所述的设备，其中已知数值由一网络和连接信息单元提供。
14.如权利要求12所述的设备，其中已知数值由一个监视信道提供。
15.如权利要求11到14中任何一个所述的设备，包括一个光放大器，通过该放大器使用中的预先失真的信号被传送。
16.如权利要求15所述的设备，其中预先失真装置包括一个比较器，它被安排来把从光放大器的输出中导出的一个信号与依靠带宽和预期噪声中至少一个的已知数值而得的一个参考信号进行比较。
17.如权利要求11到16中任何一个所述的设备，其中在光通信网中信号将经过的光放大器的数目和类型被用来导出信号路径上的预期噪声。
18.如权利要求11到17中任何一个所述的设备，其中光通信网适用于传送一n信道多路复用，通过一光放大器的其所有的发射功率在使用中被预先失真。
19.如权利要求11到18中任何一个所述的设备，其中预先失真装置被安排来提高与具有较低带宽的信号相比具有一个更高的带宽的信号的信号电平。
20.如权利要求11到19中任何一个所述的设备，其中预先失真装置被安排来提高与具有较低预期噪声的信号相比具有一个更高的预期噪声通过所述网络的信号的信号电平。
21.如权利要求11到20中任何一个所述的设备，其中设备是一个分插节点。
全文摘要
在一个分插(add/drop)节点转发器处的信号的相对发射功率被控制以便把可用功率最大化。例如从系统管理器(24，9)中导出的信号路径(8)中的信号带宽和可能噪声的已知数值被用来控制(22)进入光放大器(11)中的发射功率(23)，以便相应地优化发射功率。
文档编号H04B10/16GK1659818SQ03813455
公开日2005年8月24日 申请日期2003年6月11日 优先权日2002年6月11日
发明者H·R·克拉林伯恩 申请人:马科尼英国知识产权有限公司