专利名称：光传输系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及沿光纤链路传输数据的光传输系统。
已知光传输系统(
图1)由在各末端的终端节点A、B和位于其间的线路放大器节点C、D、E构成。仅示出3个这种线路放大器节点，但是可能提供数十个这种节点。通常，这种系统的输入由多个数据信道构成。利用每个具有不同波长(图中l1到ln所示)的信道将数据作为激光传送。
西边终端节点的发送部分1将输入信道多路复用在一起以产生波分复用(WDM)。放大多路复用信号并将其馈给第一光纤跨距2。进一步光纤跨距连接的线路放大器节点3-5使用光放大器以增强多路复用信号。东边终端节点的接收部分6将信号重新多路分解为其各自的波长。
这同样适用于由东向西的方向(7-11)。
通常使用掺铒光纤放大器(EDFA)实现光放大。对于很长的跨距(通常大于150km)，EDFA提供的光放大是不够的，还要求喇曼放大。喇曼放大通过将波长低于WDM信道的激光泵浦到光纤跨距中来工作。来自喇曼激光器的能量的一部分被传送到WDM信道，导致它们被放大。
第一光纤跨距2足够长而要求喇曼放大。图2更详细地表示西边终端A的发送部分1、第一光纤跨距2和第一线路放大器节点C的由西向东放大器3。西边终端的发送部分1由将分开的波长输入(l1到ln)组合在一起的波分复用器12构成。WDM信号由EDFA 13放大。
在线路传输系统中，通常在节点之间提供光监测信道。光监测信道在节点之间提供数据信道以允许控制和监视节点。光监测信道是光监测信道发射机14产生的波长超出输入信道(l1到ln)的范围的光信号。在耦合器15将光监测信道加入WDM信号中。WDM信号和光监测信道一起被传送到光纤跨距2。
在线路放大器节点3，喇曼泵激光器17产生通过耦合器16传送到光纤跨距中的光。这种光沿光纤跨距向放大WDM信号和光监测信道的西边终端A传播。WDM信号和光监测信道通过喇曼耦合器16向信道分接耦合器19传送，信道分接耦合器19从WDM信号中分离光监测信道。光监测信道被传送到光监测信道(OSC)接收机18并且WDM信号被传送到EDFA 20，在EDFA 20中，WDM信号被放大并被传送到下一光纤跨距。在线路放大器节点中通过光监测信道(OSC)发射机21再生光监测信道并且由加法耦合器22将其加入放大的WDM信号中。
为实现所要求的放大，喇曼泵激光器产生有效光功率(通常是500mW或更多)。如果正在此系统中工作的人观看，则存在严重的伤害眼睛的风险。为防止伤害发生，有必要确保除非喇曼泵激光器的输出被安全连接到未破损的光纤，否则不启用喇曼泵激光器。通常的做法是使用光监测信道以启用喇曼泵。
接收机18监视输入的光监测信道。如果光监测信道不存在，则假定光纤跨距2是破损的或未连接的。在这种情况下，禁用喇曼泵激光器17。如果在接收机18上出现光监测信道，则可以推断，光纤跨距2一定被连接着并且启用喇曼泵激光器17是安全的。
用于允许在光纤跨距上传输的顺序如下。首先，发送光监测信道。其次，如果正确地接收了光监测信道，则启用喇曼泵激光器。
要使这种顺序成为可能，必须能够在光纤跨距上传送光监测信道而不用借助于喇曼放大。对于低数据速率光监测信道(例如2.048兆比特/秒)，使用敏感光监测信道接收机是可能的。
存在增加光监测信道的数据速率以便为控制和网络管理数据提供更多容量的要求。155.52兆比特/秒是对光监测信道的典型要求。在较高数据速率下，所要求灵敏度的接收机不容易获得。
本发明提供用于接收沿光传输系统的光纤链路发送的光监测信道的接收机，该接收机能够以第一数据速率接收，该接收机包括响应在第一数据速率对光监测信道的接收而启用喇曼泵激光器用于将光注入光纤链路以供放大的装置，该接收机也能够接收以较高数据速率传送的、喇曼泵放大的光监测信道。
本发明也提供用于沿光传输系统的光纤链路发送光监测信道的发射机，该发射机能够以第一数据速率进行发送，该发射机也能够以较高数据率进行发送。
有利的是，接收机在低数据速率具有较高的灵敏度，使得它能够在长的光纤跨距上工作而无需喇曼放大，并且接收机在较高数据速率具有较低灵敏度，使得它要求喇曼放大以便在长跨距上工作。
光传输系统可由终端节点和线路放大器节点构成。本发明的接收机可位于线路放大器节点中和终端节点中；喇曼泵激光器可位于与启用它们的接收机相同的线路节点中。线路放大器节点可再生光监测信道。本发明的发射机可位于线路放大器节点以及终端节点中。
参照附图，通过实例详细描述本发明，其中图1是光线路传输系统的表示，该表示描述已知系统和根据本发明的系统；图2是图1中所示的线路传输系统的一个终端节点的发射机和第一线路放大器节点的一部分的更详细表示；图3是根据本发明的用于光传输系统的光监测信道发射机的第一形式的表示；图4是根据本发明的用于光传输系统的光监测信道发射机的第二形式的表示；图5是根据本发明的用于光传输系统的光监测信道接收机的第一形式的表示；图6是根据本发明的用于光传输系统的光监测信道接收机的第二形式的表示；以及图7是根据本发明的用于光传输系统的光监测信道接收机的第三形式的表示。
参照图1和2，本发明的光传输系统具有与参照图1和2描述的已知系统一样的体系结构，因此由在各末端的终端节点A、B和它们之间的线路放大器节点C、D、E构成，通常终端节点之间有数十个这种节点。终端节点和线路放大器节点使用EDFA并且在很长跨距(通常大于150km)的情况下也使用喇曼放大。本发明涉及在那些要求喇曼放大的长光纤跨距上的发送和接收。
依照本发明，光监测信道发射机和接收机在那些要求喇曼放大的光纤跨距上是双速率。由此，图2的发射机14可以通过图3或图4中示出的发射机的第一或第二形式来实现。同样，图2的接收机18可由图5、6或7中示出的接收机的第一、第二或第三形式来实现。图1的已知线路传输系统的任何其它的光监测信道发射机或接收机(例如图2的发射机21)可以分别通过本发明的任何发射机或接收机实现，其中互连的光纤跨距要求喇曼放大。
本发明的光监测信道发射机能够以低速率或高速率进行发送，本发明的光信道接收机能够以低速率和以高速率进行接收。参照图2，下面的顺序用于启动要求喇曼放大的光纤跨距2上的传输。
光监测信道在相邻节点之间传送控制信息，在这种情况下，是在终端节点A和线路放大器节点C之间。发射机14的光监测信道以较低数据速率(小于10兆比特/秒，通常是2.048兆比特/秒)开始传输。如果接收机18正确地接收光监测信道，则启用喇曼泵激光器17，从而放大波分复用的信号信道和光监测信道。
在各节点中的控制电路(未示出)监视喇曼泵，在这种情况下，节点A和节点C中的控制电路监视喇曼泵17，以确定何时它们已启动并且在正确地工作。光监测信道接收机18会指示由于喇曼增益所增加的接收功率。在这个节点中的控制电路使用该信息以确定即将切换到较高的传输速率。使用光监测信道的节点向链接的光纤跨距(在这种情况下是光纤跨距2)的另一端的节点中的控制电路指示它即将切换到较高速率。当两个节点都准备好切换时，各个控制电路以较高光监测信道数据速率(大于50兆比特/秒，通常是155.52兆比特/秒)同时开始工作。利用喇曼放大，接收机18现在能够接收较高数据速率的光监测信道。
如果喇曼泵17位于光纤链路2的上游，在节点A中，则相同的过程适用。
现在描述双速率光监测信道发射机的两种可能的实现。将它们用于图1和图2所示的线路传输系统中以替代发射机14和21。
图3表示双速率光监测信道发射机的第一实现。该实现使用两个分离的激光器24、26以提供不同速率的光监测信道。将低速率光监测信道数据作为电信号输入到低速率激光驱动器23。这调制低速率光监测信道激光器24，以便将光监测信道数据从电格式转换为光格式。类似地，将高速率光监测信道数据作为电信号输入到高速率激光驱动器25。这调制高速率光监测信道激光器26，以便将光监测信道数据从电格式转换为光格式。光开关27用于选择光监测信道发射机的光输出是高速率还是低速率光监测信道。连接到图3所示的发射机的光纤链路(未示出)的各端上的节点中的控制电路(未示出)控制如上所述的从较低数据速率到较高数据速率的切换。
图4表示双速率光监测信道发射机的第二实现。该实现使用一个激光器30并且以电方式选择数据以提供不同速率的光监测信道。将低速率光监测信道数据和高速率光监测信道数据作为电信号输入到开关28。该开关选择哪个电信号要输入到激光驱动器29。激光驱动器29调制光监测信道激光器30，以便将光监测信道数据从电格式转换为光格式。在该实现中的激光驱动器29和光监测信道激光器30能够工作在任一数据速率。该实现具有优于图3所示实现的优点，它使用较少数量的光组件，因此是较低成本的解决方案，但是用于切换的过程是相同的。
现在描述双速率光监测信道接收机的三种可能的实现。将它们用于图1和图2所示的线路传输系统中以替代接收机18。
图5表示双速率光监测信道接收机的第一实现。提供低速率接收机32以便将低速率光监测信道从光格式转换为电格式。低速率数据恢复电路33从电信号中恢复数字光监测信道数据。类似地，提供高速率接收机34和高速率数据恢复电路35用于高速率光监测信道。光开关32用于选择正接收哪种速率。如上所述，用于切换的过程使用馈给图5所示接收机的光纤链路的各端上的节点中的控制电路，并且该过程与图6和7中示出的实施例是相同的。
图6表示双速率光监测信道接收机的第二实现。分光器36将光监测信道光信号分成两路。每路大约具有输入信号功率的一半。将一路馈送到将低速率光监测信道从光格式转换为电格式的低速率接收机37。低速率数据恢复电路38从电信号中恢复数字光监测信道数据。类似地，为从分光器出来的另一路提供高速率接收机39和高速率数据恢复电路40。接收机37、39和数据恢复电路38、40都同时工作。当正接收高速率光监测信道数据时，仅有高速率数据恢复电路40会检测有效数据，而低速率数据输出会被禁止。相反，当接收低速率光监测信道数据时，仅有低速率数据恢复电路38会检测有效数据并且高速率数据输出会被禁止。
图7表示第三实现。将光监测信道光数据输入到单个光接收机41。接收机输出被以电方式分开并被馈给两个电滤波器电路42。滤波器42是放大低速率光监测信道信号、但不允许高速率光监测信道信号通过的低速率滤波器和放大器。该滤波器的输出被馈给低速率数据恢复电路43。
滤波器44是放大高速率光监测信道信号、但不允许低速率光监测信道信号通过的高速率滤波器和放大器。此滤波器的输出被馈给高速率数据恢复电路45。当正接收高速率光监测信道数据时，仅有高速率数据恢复电路45会检测有效数据，并且低速率数据输出会被禁止。相反，当接收低速率光监测信道数据时，仅有低速率数据恢复电路43会检测到有效数据并且高速率数据输出会被禁止。
权利要求
1.一种用于接收沿光传输系统的光纤链路发送的光监测信道的接收机，所述接收机能够以第一数据速率进行接收，所述接收机包括响应以所述第一数据速率对光监测信道的接收而启用喇曼泵激光器用于将光注入光纤链路以供放大的装置，所述接收机也能够接收以较高数据速率发送的喇曼泵放大的光监测信道。
2.如权利要求1所述的接收机，其特征在于，将控制电路设置为响应所述喇曼泵放大的光监测信道的较高功率的接收而将所述接收机切换到以较高数据速率工作。
3.如权利要求1或2所述的接收机，其特征在于，所述喇曼泵激光器包含在与所述接收机相同的节点中。
4.如权利要求1到3中任一项所述的接收机，其特征在于，所述较高数据速率是所述第一数据速率的至少两倍。
5.如权利要求4所述的接收机，其特征在于，所述较高数据速率是所述较低数据速率的至少五倍。
6.如权利要求5所述的接收机，其特征在于，所述较高数据速率是所述较低数据速率的至少十倍。
7.如权利要求1到6中任一项所述的接收机，其特征在于，所述接收机包括用于以两种数据速率接收光监测信道的单个光接收机，输出被馈给电滤波器电路，用于检测相应的数据。
8.如权利要求1到6中任一项所述的接收机，其特征在于，包括用于将所述光监测信道连接到低速率或高速率数据恢复电路的光开关。
9.如权利要求1到6中任一项所述的接收机，其特征在于，包括用于将所述光监测信道馈给低和高速率数据恢复电路的分光器。
10.一种用于沿光传输系统的光纤链路发送光监测信道的发射机，所述发射机能够以第一数据速率进行发送，所述发射机也能够以较高数据速率发送。
11.如权利要求10所述的发射机，其特征在于，将所述发射机设置为响应在所述光纤链路中开始的喇曼放大而以较高速率进行发送。
12.如权利要求10或11所述的发射机，其特征在于，所述较高数据速率是所述第一数据速率的至少两倍。
13.如权利要求12所述的发射机，其特征在于，所述较高数据速率是所述较低数据速率的至少五倍。
14.如权利要求13所述的发射机，其特征在于，所述较高数据速率是所述较低数据速率的至少十倍。
15.如权利要求10到14中任一项所述的发射机，其特征在于，包括以任一数据速率发送所述光监测信道的单个激光器。
16.如权利要求10到14中任一项所述的发射机，其特征在于，包括以各个数据速率进行发送的激光器以及用于选择所需激光的光开关。
全文摘要
在沿光纤链路(2)传输数据的光传输系统中，用于光监测信道的接收机(18)能够检测较低速率的数据，在该较低速率启用(35)喇曼泵(17)，也能够检测较高速率的数据，该较高速率当已接收到喇曼放大信号的较高功率时开始。
文档编号H04B10/00GK1751461SQ200480004170
公开日2006年3月22日 申请日期2004年1月29日 优先权日2003年2月14日
发明者S·比德米德, S·阿莱斯顿, A·沃尔什 申请人:马科尼英国知识产权有限公司