专利名称：具有分布式信号再生作用的光网络的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于再生光信号的依据权利要求1前序部分所述的装置、还涉及带有至少第一和第二这类装置的光信息传递网络以及再生光信号的依据权利要求13前序部分所述的方法。
在光信息网络中，由发射机将存储在光波导体内的WDM-二进制信号(“WDM”＝波分多路复用或波长多路复用)通过一个或者多个网络节点传递给接收机。在这种情况下，由噪声、串音、传播时间差等引起的干扰累加。特别是带有许多网络节点和较长光波导体距离的大型光网络尤为如此。
为补偿干扰影响使用光再生器，例如所谓的3R-再生器。在3R-再生器(Reamplyfying，Retiming，Reshaping)中，将接收的二进制光信号放大，依据脉冲和波形再制，然后继续传递。例如为此将接受的光信号先输送到光-电转换器内。将由转换器提供的电信号放大和滤波，然后继续传递到扫描装置。扫描装置判定已接受的是逻辑“1”还是逻辑“0”，并将相应的信号提供给信号整形装置。该装置在由脉冲再生器确定的时间点控制电-光转换器，从而确保由转换器发出的光信号准确发出脉冲。
3R-再生器的例子在“电信报道”1987年3月第10卷，109-114页专业为“多路复用-和线路装置”中有所介绍。
由于在3R-再生器中要求进行光-电和电-光转换，其制造成本相当高。这一点在使用带有大量端口(大量耦合的光波导体和大量多路复用的波长)的网络节点的情况下特别具有缺陷，因为在3R-再生器上使用与端口数相应的数量。此外，3R-再生器需要相当多的占位。
本发明的目的在于，提供一种再生光信号的新型装置，一种新型的光信息传递网络，以及一种再生光信号的新型方法。
此目的和其他目的由此得以实现，即提供一种再生光信号的装置，其带有一个或者多个单元用于再生多个不同的由该装置接收的光信号，其中，该装置具有测定所接收的光信号质量的单元；其中，信号再生单元只再生由质量测定单元测定的信号质量较差的那些信号。
此外，本发明通过权利要求13所述的方法以及通过权利要求15所述的光信息传递网络实现了上述和其他目的。
本发明具有优点的进一步构成在从属权利要求中予以说明。
优选的是，每个信号再生单元这样构成，使它可以在一定时间再生一定数量的由该装置接收的光信号(例如各一个光信号)。依据本发明一具有优点的构成，信号再生单元的数量小于由该装置接收的信号的数量。这一点是可能的，因为在统计方法上，接收的信号只有一部分质量较差而需要再生。
减少信号再生单元的数量可以降低制造成本和再生装置的尺寸。
下面借助多个实施例和附图对本发明作详细说明。其中
图1示出在可变波长下工作的3R-再生器的原理图；图2示出在固定波长下工作的3R-再生器的原理图；图3示出依据本发明第一实施例光信息网络的示意图；图4示出依据本发明另一实施例光信息网络的示意图；图5a示出使用图3信息网络情况下光信号再生装置的示意图；图5b示出使用图3信息网络情况下另一光信号再生装置的示意图；以及图6示出使用图4信息网络情况下光信号再生装置的示意图。
依据图1，在本发明第一实施例中使用的在可变波长下工作的第一3R-再生器1a具有光输入端4，滤光器2，电-光转换器3，信号处理装置5，调制器6，激光二极管7和光输出端8。
通过光波导体传递的脉冲光信号DC1输送到3R-再生器1a的输入端4，然后输入滤光器2。该滤光器只允许波长处于一定波长范围内的信号通过。滤光器2的通过-波长范围通过由图5a中示出的控制装置9输送的第一控制信号S1可变地调整。
再参见图1，滤光器2输出的信号输送到光-电转换器3，并由该转换器转换成电信号，输入到信号处理装置5内。在信号处理装置5中，先将电信号放大，然后扫描，从而可以判定是接收逻辑“1”还是逻辑“0”。接着，根据脉冲再生器(未示出)确定的时间从信号处理装置5向调制器6输出控制信号。调制器根据控制信号允许由激光器二极管7产生的激光射束通过，从而在输出端8上发出与光输入信号DC1相比放大了的，以及依据脉冲和波形再制的脉冲光输出信号DC1reg。
由激光器二极管7产生的激光射束具有一波长，该波长通过由控制装置9输送的第二控制信号S2可变地调整。
如图5a所示，在本发明第一实施例中使用的第一信号再生装置10a在图1所示的第一3R-再生器1a旁边具有第二3R-再生器1b，以及第三3R-再生器1c。第二和第三3R-再生器1b，1c与上述的第一3R-再生器1a结构相同。
此外，第一信号再生装置10a包括信号输送装置11，上述的控制装置9和一信号质量测定装置12。
第一信号再生装置10a为图3中示出的光信息网络13的一部分。该网络-除了第一信号再生装置10a外-，还具有第二信号再生装置10b，第三信号再生装置10c，第四信号再生装置10d，这里没有示出的其他信号再生装置，以及多个网络节点14a，14b。各网络节点14a，14b相互间在信号再生装置10a，10b，10c，10d的中间连接下通过光波导体束15a，15b，15c，15d连接。
例如，第一光波导体束15a从第一网络节点14a向第一信号再生装置10a分布，从那里第二光波导体束15b向第二信号再生装置10b分布。该装置通过第三光波导体束15c连接到第二网络节点14b上。
再参见图5a，每个光波导体束15a，15b，15c，15d具有多个(这里为三个)光波导体16a，16b，16c，16d，16e，16f。在每个光波导体16a，16b，16c，16d，16e，16f内，各自借助波长多路复用传递多个(这里为四个)不同的脉冲光信号。在这里示出的实施例中，第一光波导体16a传递四个多路复用的信号DA1，DA2，DA3，DA4，第二光波导体16b传递四个其他的多路复用的信号DB1，DB2，DB3，DB4，第三光波导体16c传递四个多路复用的信号DC1，DC2，DC3，DC4。
第一光波导体16a的四个信号DA1，DA2，DA3，DA4，以及第二光波导体16b的第一和第二信号DB1，DB2(即上述信号DA1，DA2，DA3，DA4，DB1，DB2，DB3，DB4，DC1，DC2，DC3，DC4的第一分量)-不通过信号再生装置10a进行再生-直接传递到第四和第五光波导体16d，16e，并从那里向第二信号再生装置10b和第二网络节点14b的方向继续传递。
而第二光波导体16b的第二和第三信号DB3，DB4，以及第三光波导体16c的四个信号DC1，DC2，DC3，DC4(即上述信号DA1，DA2，DA3，DA4，DB1，DB2，DB3，DB4，DC1，DC2，DC3，DC4的第二分量)输送给信号质量测定装置12。
该装置包括传统的Q-监视器(未示出)，它测定各信号DB3，DB4，DC1，DC2，DC3，DC4的各自质量。在取决于所测定的信号质量的情况下，由信号质量测定装置12选出最多三个信号(这里为两个信号DB4，DC1)由信号再生装置10a进行再生。例如，分别选出信号质量最差的三个信号，或者例如选出其质量低于预定额定值的所有信号。然后信号质量测定装置12向控制装置9发出信号选择信号Q，以便通知它要再生信号DB4，DC1。
由信号质量测定装置12接收的全部信号DB3，DB4，DC1，DC2，DC3，DC4继续传递给信号输送装置11。通过控制装置9的信号R通知该装置，哪个信号(这里为信号DC1)由第一3R-再生器1a再生，哪个信号(这里为信号DB4)由第二3R-再生器1b再生，哪个信号(这里无信号)由第三3R-再生器1c再生。信号输送装置11将所要再生的信号DC1，DB4继续传递给相应的3R-再生器1a，1b。与此相比-未再生-信号DB3直接连接到光波导体16e，信号DC2，DC3，DC4直接连接到光波导体16f，从那里将它们向第二信号再生装置10b和第二网络节点14b的方向继续传递。
借助与上面图1相关介绍的第一控制信号S1，控制装置9向第一3R-再生器1a传输由它所要再生的信号DC1的波长。第二控制信号S2的作用是确定由第一3R-再生器1a发出的再生信号DC1reg具有的波长。该波长可以与所要再生的信号DC1的波长相当，但也可以选择与该波长不同。
与第一和第二控制信号S1，S2相应的控制信号S3，S4或S5，S6也由控制装置9发送到第二和第三3R-再生器1b，1c。按照这种方式，确定由各自的3R-再生器1b，1c所要再生的信号DB4以及由各自的3R-再生器1b，1c再生的信号DB4reg具有的波长。
根据与上面图1相关介绍的方式，输入到各自3R-再生器1a，1b，1c中的信号DC1或DB4进行3R-再生，并将由各自的3R-再生器1a，1b，1c产生的再生的输出信号DC1reg，DB4reg输入到信号输送装置11内。该装置将再生的信号DB4reg继续传递到光波导体16e，并将再生的信号DC1reg继续传递到光波导体16f。
全部信号DA1，DA2，DA3，DA4，DB1，DB2，DB3，DB4reg，DC1reg，DC2，DC3，DC4然后通过相应的光波导体16d，16e，16f继续传递到第二信号再生装置10b。该装置依据图5b与第一信号再生装置10a结构类似，并具有第四3R-再生器1a｀，第五3R-再生器1b｀，第六3R-再生器1c｀，信号输送装置11｀，控制装置9｀，和信号质量测定装置12｀。第四、第五和第六3R-再生器1a｀，1b｀，1c｀与上面结合图1介绍的第一3R-再生器1a结构相同。
依据图5b，第六光波导体16f的四个信号DC1reg，DC2，DC3，DC4，以及第五光波导体16e的第三和第四信号DB3，DB4reg-不通过信号再生装置10b进行再生-直接继续传递到第三光波导体束的第七和第八光波导体16g，16h，并从那里向第二网络节点14b的方向传递。
而第五光波导体16e的第一和第二信号DB1，DB2，以及第四光波导体16d的四个信号DA1，DA2，DA3，DA4输送给信号质量测定装置12｀。
该装置与图5a所介绍的信号质量测定装置12结构相应。该装置具有传统的Q-监视器(未示出)，它测定信号DA1，DA2，DA3，DA4，DB1，DB2的质量。在取决于所测定的信号质量的情况下，由信号质量测定装置12｀选出最多三个信号(这里为三个信号DA4，DB1，DB2)，由信号再生装置10b进行再生。然后信号质量测定装置12｀向控制装置9｀发出信号选择信号Q｀，以便通知它应再生哪个信号DA4，DB1，DB2。
由信号质量测定装置12｀接收的全部信号DA1，DA2，DA3，DA4，DB1，DB2继续传递给信号输送装置11｀。通过控制装置9的信号R｀通知该装置，哪个信号(这里为信号DA4)由第四3R-再生器1a｀再生，哪个信号(这里为信号DB1)由第五3R-再生器1b｀再生，哪个信号(这里为信号DB2)由第六3R-再生器1c｀再生。信号输送装置11｀将所要再生的信号DA4，DB1，DB2继续传递给相应的3R-再生器1a｀，1b｀，1c｀。与此相比-未再生-信号DA1，DA2，DA3直接连接到光波导体16g，并从那里向第二网络节点14b的方向继续传递。
控制装置9｀与上面结合图1和图5a所介绍的控制装置9结构相应。它向第四、第五或第六3R-再生器1a｀，1b｀，1c｀各自提供控制信号S1｀，S2｀或S3｀，S4｀或S5｀，S6｀，以便确定由各自3R-再生器1a｀，1b｀，1c｀所要再生的信号DA4，DB1，DB2以及由各自3R-再生器1a｀，1b｀，1c｀再生的信号DA4reg，DB1reg，DB2reg应该具有的波长。
如上面与图1相关介绍的那样，输入到相应3R-再生器1a｀，1b｀，1c｀中的信号DA4，DB1，DB2进行3R-再生，并将由相应的3R-再生器1a｀，1b｀，1c｀产生的再生的输出信号DA4reg，DB1reg，DB2reg输入到信号输送装置11内。该装置将再生的信号DA4reg继续传递到光波导体16g，将再生信号DB1reg，DB2reg传递到光波导体16h，并从那里将信号DA4reg，DB1reg，DB2reg-与其他信号DA1，DA2，DA3，DB3，DB4reg，DC1reg，DC2，DC3，DC4相应-继续向第二网络节点14b的方向传递。
在一可选择的、这里没有示出的实施例中，使用3R-再生器，它们与图1或图5a，5b中示出的3R-再生器1a，1b，1c，1a｀，1b｀，1c｀不同的是，没有滤光器。装入3R-再生器内的滤光器的功能由装入信号输送装置内的滤光器承担，该信号输送装置的其余部分与图5a和5b介绍的信号输送装置11，11｀相当。
下面，借助图2、4和6对本发明的另一实施例进行说明。
依据图2，在这种情况下使用的，在第一固定波长λ1下工作的3R-再生器1a｀｀具有光输入端4｀｀，滤光器2｀｀，电-光转换器3｀｀，信号处理装置5｀｀，调制器6｀｀，激光二极管7｀｀和光输出端8｀｀。
通过光波导体传递的脉冲光信号DD4输送到3R-再生器1a｀｀的输入端4｀｀，然后输入滤光器2｀｀。该滤光器只允许其波长处于一定固定波长范围内的信号通过。
将由滤光器2｀｀输出的信号输送到光-电转换器3｀｀，并由其转换成电信号输入到信号处理装置5｀｀内。在信号处理装置5｀｀内，先将电信号放大，然后扫描，从而可以判定是接收了逻辑“1”还是逻辑“0”。接着，根据脉冲再生器(未示出)确定的时间从信号处理装置5｀｀向调制器6｀｀输出控制信号。调制器根据控制信号允许由激光器二极管7｀｀产生的固定波长的激光射束通过，从而在输出端8｀｀上发出与光输入信号DD4相比放大了的，以及依据脉冲和波形再制的脉冲光输出信号DD4reg。
由激光器二极管7｀｀产生的激光射束具有相当于输入信号DD4波长λ1的波长。在一可选择的这里未示出的实施例中，由激光器二极管7｀｀产生的激光射束也可以具有与输入信号DD4的波长不同的波长。
如图6所示，在本发明另一实施例中使用的第一信号再生装置10a｀｀在图2所示的3R-再生器1a｀｀旁边具有另一3R-再生器1b｀｀，它在第二固定的波长λ2下工作。该再生器与图2介绍的3R-再生器1a｀｀结构相同，除了它与滤光器2｀｀相应的滤光器只允许带有上述第二固定波长λ2的信号通过外，而且它的与激光器二极管7｀｀相应的激光器二极管产生与第二固定波长λ2相应波长的激光射束。
此外，第一信号再生装置10a｀｀与图5a和5b中示出的信号再生装置10a，10b相应，包括信号输送装置11｀｀，控制装置9｀｀和信号质量测定装置12｀｀。
第一信号再生装置10a｀｀为图4中示出的光信息网络13｀｀的一部分。
该网络-除了图6中示出的第一信号再生装置10a｀｀外-还具有第二信号再生装置10b｀｀，第三信号再生装置10c｀｀，这里没有示出的其他信号再生装置，以及多个网络节点14a｀｀，14b｀｀，14c｀｀。各网络节点14a｀｀，14b｀｀相互间通过由多个光波导体组成的光波导体束连接。信号再生装置10a｀｀，10b｀｀，10c｀｀与本发明第一实施例不同的是，直接设置在网络节点14a｀｀中，或各自为网络节点14a｀｀的一部分。
再参见图6，每个网络节点14a｀｀通过连接在它上的光波导体束接收多个(这里为八个)不同的波长多路复用的脉冲光信号DD1，DD2，DD3，DD4，DE1，DE2，DE3，DE4。其中，信号DD4和DE4以上述的第一固定波长λ1工作，信号DD3和DE3以上述第二固定波长λ2工作，信号DD2和DE2以第三固定波长λ3工作，信号DD1和DE1以第四固定波长λ4工作。
四个信号DD1，DD2，DE1，DE2(即上述信号DD1，DD2，DD3，DD4，DE1，DE2，DE3，DE4的第一分量)-不通过信号再生装置10a｀｀进行再生-直接继续向相应的其他网络节点14a｀｀，14b｀｀，14c｀｀的方向传递。
而四个信号DD3，DD4，DE3，DE4(即上述信号DD1，DD2，DD3，DD4，DE1，DE2，DE3，DE4的第二分量)输送给信号质量测定装置12｀｀。
该装置包括传统的Q-监视器(未示出)，它测定信号DD3，DD4，DE3，DE4的质量。为每个信号波长各自单独选出质量最差的信号由信号再生装置10a｀｀再生(这里信号DD4为波长λ1的信号，信号DE3为波长λ2的信号)。
信号质量测定装置12｀｀然后将信号选择信号Q｀｀发射到控制装置9｀｀，以便通知它为进行再生而选出的信号DD4，DE3。
由信号质量测定装置12｀｀接收的全部信号DD3，DD4，DE3，DE4继续传递给信号输送装置11｀｀。通过控制装置9｀｀的信号R｀｀通知该装置，哪个信号(这里为信号DD4)由3R-再生器1a｀｀再生，哪个信号(这里为信号DE3)由其他3R-再生器1b｀｀再生。信号输送装置11将所要再生的信号DD4，DE3输入相应的3R-再生器1a｀｀，1b｀｀。与此相比-未再生-信号DD3，DE4直接向相应的其他网络节点14a｀｀，14b｀｀，14c｀｀的方向继续传递。
根据与图2相关介绍的方式，输入到各自3R-再生器1a｀｀，1b｀｀中的信号DD4或DE3进行3R-再生，并将由各自的3R-再生器1a｀｀，1b｀｀产生的再生的输出信号DD4reg，DE3reg输入到信号输送装置11｀｀内。
该装置将再生的信号DD4reg，DE3reg连同其他信号DD1，DD2，DD3，DE1，DE2，DE4继续向网络节点14a｀｀，14b｀｀，14c｀｀方向传递。该装置具有与上述第一信号再生装置10a｀｀相应的信号再生装置10b｀｀，10c｀｀，然而其3R-再生器在不同于第一信号再生装置10a｀｀的固定波长下工作(例如在上述第三和第四固定波长λ3，λ4下)。因此，例如在信号再生装置10b｀｀中可以根据上述方式对信号DD2或者信号DE2和信号DD1或者信号DE1进行3R-再生。
因为每个信号再生装置10a｀｀，10b｀｀，10c｀｀只具有少量几个3R-再生器1a｀｀，1b｀｀，所以，信号再生装置10a｀｀，10b｀｀，10c｀｀的制造成本相当低。
权利要求
1.再生光信号的装置(10a)，带有一个或者多个单元(1a，1b，1c)用以再生多个不同的由该装置(10a)接收的光信号(DB3，DB4，DC1，DC2，DC3，DC4)，其特征在于，该装置具有一单元(12)用于测定所接收的光信号(DB3，DB4，DC1，DC2，DC3，DC4)的质量；信号再生单元(1a，1b，1c)只再生由质量测定单元(12)测定的信号质量差的那些信号(DC1，DB4)。
2.按权利要求1所述的装置(10a)，其中，信号再生单元(1a，1b，1c)的数量小于由该装置接收的光信号(DB3，DB4，DC1，DC2，DC3，DC4)的数量。
3.按上述权利要求之一所述的装置(10a)，其中，信号再生单元(1a，1b，1c)为3R-再生器。
4.按上述权利要求之一所述的装置(10a)，其中，每个信号再生单元(1a，1b，1c)放大和/或者依据脉冲和/或者依据波形再生输送给它的信号(DC1，DB4)。
5.按上述权利要求之一所述的装置(10a)，其中，接收的光信号(DB3，DB4，DC1，DC2，DC3，DC4)具有不同的波长，而且每个信号再生单元(1a，1b，1c)这样设置，使它只能再生带有预先规定的固定波长的信号(DB3，DB4，DC1，DC2，DC3，DC4)。
6.按权利要求1-4之一所述的装置(10a)，其中，接收的光信号(DB3，DB4，DC1，DC2，DC3，DC4)具有不同的波长，而且每个信号再生单元(1a，1b，1c)可根据不同的规定波长进行可变地调节，从而它可以再生不同波长的信号(DB3，DB4，DC1，DC2，DC3，DC4)。
7.按权利要求6所述的装置(10a)，它还具有控制单元(9)，该控制单元将由各自信号再生单元(1a，1b，1c)要再生的信号(DC1，DB4)的波长发射到各自信号再生单元(1a，1b，1c)上。
8.按上述权利要求之一所述的装置(10a)，其中，信号再生单元(1a，1b，1c)这样设置，使它们可以作为波长转换器使用。
9.按上述权利要求之一所述的装置(10a)，其中，信号再生单元(1a，1b，1c)只再生其信号质量低于预定额定值的信号(DC1，DB4)。
10.按权利要求1-8之一所述的装置(10a)，其中，信号再生单元(1a，1b，1c)各自再生预定数量的具有最差信号质量的信号(DC1，DB4)。
11.按上述权利要求之一所述的装置(10a)，其中，信号再生单元(1a，1b，1c)可以调整到不同的信号数据传送率。
12.按权利要求1-10之一所述的装置(10a)，其中，信号再生单元(1a，1b，1c)这样设置，使它在预定的固定信号数据传送率下工作。
13.再生光信号的方法，包括的步骤有接收多个不同的光信号(DB3，DB4，DC1，DC2，DC3，DC4)，其特征在于，测定所接收的光信号(DB3，DB4，DC1，DC2，DC3，DC4)的质量，并只再生具有差信号质量的信号(DC1，DB4)。
14.按权利要求13所述的方法，还包括的步骤有提供多个信号再生单元(1a，1b，1c)，它们可以各自再生所接收的光信号(DB3，DB4，DC1，DC2，DC3，DC4)之一，其中，信号再生单元(1a，1b，1c)的数量小于所接收的光信号(DB3，DB4，DC1，DC2，DC3，DC4)的数量。
15.光信息传递网络，带有依据权利要求1-12之一所述的至少第一和第二装置(10a，10b)、用于再生光信号，其中，第一装置(10a)接收、处理多个不同的光信号(DA1，DA2，DA3，DA4，DB1，DB2，DB3，DB4，DC1，DC2，DC3，DC4)，并继续传递给第二装置(10b)；其中，第一装置(10a)的信号再生单元(1a，1b，1c)这样设置，使它们再生所接收信号(DB3，DB4，DC1，DC2，DC3，DC4)的第一分量，第二装置(10b)的信号再生单元(1a，1b，1c)这样设置，使它们再生与第一分量不同的所接收信号(DA1，DA2，DA3，DA4，DB1，DB2)的第二分量。
全文摘要
本发明涉及再生光信号的方法和装置(10a)，带有一个或者多个单元(1a，1b，1c)，它们可以再生由该装置(10a)接收的不同的光信号(DB3，DB4，DC1，DC2，DC3，DC4)，其中，该装置具有测定所接收的光信号(DB3，DB4，DC1，DC2，DC3，DC4)质量的单元(12)；信号再生单元(1a，1b，1c)只再生由质量测定单元(12)测定的信号质量较差的信号。
文档编号H04B10/00GK1636337SQ02806812
公开日2005年7月6日 申请日期2002年2月25日 优先权日2001年3月20日
发明者J·－P·埃伯斯, C·格林根尔 申请人:西门子公司