專利名稱：用于解復(fù)用/復(fù)用以不同數(shù)據(jù)率調(diào)制的光信號的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及光學(xué)系統(tǒng)，并且尤其涉及復(fù)用和解復(fù)用用不同數(shù)據(jù)率調(diào)制的光信號。
在波分復(fù)用(WDM)光學(xué)系統(tǒng)中，不同波長(信道)λi的光信號可以用不同數(shù)據(jù)率調(diào)制，如OC48和OC192數(shù)據(jù)率。但是，以較高數(shù)據(jù)率調(diào)制的光信號比以較低數(shù)據(jù)率調(diào)制的光信號需要被分配更寬的帶寬，以滿足間隔要求，防止發(fā)生于相鄰光信道間的所謂的串?dāng)_。例如，對于有效的傳輸，OC192信號可能要求100GHz的間隔，OC48信號可能要求50GHz的間隔。
這種數(shù)據(jù)率的混合不僅增加了構(gòu)成一個復(fù)用器或解復(fù)用器設(shè)備的濾波器電路的復(fù)雜性而且增加了其成本，因?yàn)槊總€這樣的濾波器必須設(shè)計成既處理各個帶寬，又處理一個特定的數(shù)據(jù)率。
當(dāng)光信號在一個光學(xué)傳輸路徑上傳輸時，由于例如交互和自相位調(diào)制引起的非線性，將展寬該光信號的光譜。這種展寬典型地導(dǎo)致光信號的“變周期(chirp)”，并且在較高比特率處比較低比特率處更嚴(yán)重。因此，一個光學(xué)濾波器典型地設(shè)計成使數(shù)據(jù)率為各個目標(biāo)信號的2.5倍的光信號通過，以捕獲可能受這種展寬影響并且進(jìn)一步增加濾波器復(fù)雜性的數(shù)據(jù)信號。
改進(jìn)了在一個光學(xué)傳輸系統(tǒng)中混合不同數(shù)據(jù)率而不導(dǎo)致前述障礙的技術(shù)，根據(jù)本發(fā)明的原理，通過使用具有一個實(shí)際方波響應(yīng)的設(shè)備，交錯著不同數(shù)據(jù)率的信號，提供給各個輸入，其中，較高數(shù)據(jù)率的信號在該交錯模式中占據(jù)第一位置，較低數(shù)據(jù)率的信號在該交錯模式中占據(jù)第二位置，或者反之亦然。
尤其，這種設(shè)備包括不對稱波長處理設(shè)備，用于在一個輸入處接收第一系列光學(xué)信道，用于在另一個輸入處接收第二系列光學(xué)信道，并且用于使該第一系列光學(xué)信道與第二系列光學(xué)信道在一個輸出處交錯，用于在一個光學(xué)傳輸路徑上傳輸。此外，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，第一系列光學(xué)信道的個別信道都傳輸?shù)谝粩?shù)據(jù)率的各個光學(xué)信號，第一系列光學(xué)信道的其它個別信道可以都傳輸?shù)诙?shù)據(jù)率的各個光學(xué)信號，并且其中每個第二系列光學(xué)信道都傳輸該第二數(shù)據(jù)率的各個光學(xué)信號。有利的是，然后，第一和第二數(shù)據(jù)率的信號可以在該不對稱波長處理設(shè)備的一個輸入處被混合。
本發(fā)明的這些及其它方面將由以下詳細(xì)描述及附圖得到認(rèn)識。
在圖中

圖1是一個示例性的光學(xué)傳輸系統(tǒng)的主要方框圖，其中可以實(shí)踐本發(fā)明的原理；圖2說明圖1的不對稱波長混合器在一個輸出處使在其各個輸入處接收的信號交錯的方式；圖3說明圖1的不對稱波長分離器使在其輸入處接收的交錯的信號解交錯的方式；圖4用于討論一個不對稱波長混合器/分離器的工作；圖5是具有所謂分插節(jié)點(diǎn)的一個光學(xué)傳輸系統(tǒng)的主要方框圖；以及圖6是根據(jù)本發(fā)明的原理排列的一個分插節(jié)點(diǎn)的主要方框圖。
在圖1一個示例性光學(xué)傳輸系統(tǒng)1000中，常規(guī)的光學(xué)調(diào)制器10-1至10-n+m在節(jié)點(diǎn)100處調(diào)制數(shù)據(jù)信號D1至Dn+m，各個光學(xué)載波信號都具有一個唯一的波長λk以及多個不同數(shù)據(jù)率的其中一個。在本發(fā)明的一個示例性實(shí)施例中，這種數(shù)據(jù)率可以是，例如，OC48及OC192信號。為了簡化設(shè)計，光學(xué)載波信號λ1至λi可以設(shè)置為較高或較低數(shù)據(jù)率，而光學(xué)載波信號λ2至λy僅可以設(shè)置為較低數(shù)據(jù)率。而且，為了優(yōu)化性能，光學(xué)載波信號λ1至λi之間的間隔可以約為，例如，100GHz。光學(xué)載波信號λ2至λy可以被類似地間隔。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，光學(xué)載波信號λ1至λi(λ2至λy)在該光學(xué)傳輸光譜中被分配奇(偶)帶寬位置，其中i和y可以分別為，例如，79和80。(注意光學(xué)載波信號λ1至λi和λ2至λy在這里也將稱作“光學(xué)信道”或“信道”。)復(fù)用器20-1，可以是一個常規(guī)的波分復(fù)用器，例如一個所謂的Dragone路由器，依次將被調(diào)制的光學(xué)信號λ1至λi復(fù)用到輸出路徑21，延伸到不對稱波長混合器(AWC)130的第一輸入端口31。類似地，復(fù)用器20-2，同樣可以是一個所謂的Dragone路由器，依次將被調(diào)制的光學(xué)信號λ2至λy復(fù)用到輸出路徑22，延伸到AWC 130的第二輸入端口32。
圖1,AWC130，將在以下詳細(xì)討論，使兩組相互間隔X GHz，并且分別通過輸入端口31和32接收的Z/2個光學(xué)信道混合，并且作為一系列的Z個相互間隔X/2的交錯的信道，將結(jié)果輸出到路徑33。通過端31(32)接收的光學(xué)信道在輸出信道系列中占據(jù)奇(偶)位置。圖2說明了這種交錯的一個例子。因此，根據(jù)本發(fā)明AWC130的一個方面，使其通過輸入端口31和32接收的信道交錯，并輸出該交錯的結(jié)果到路徑33，延伸到光學(xué)放大器140的一個輸入。在一個常規(guī)方式中光學(xué)放大器140使其接收的光學(xué)信號放大并輸出該放大的結(jié)果到光學(xué)傳輸路徑145。路徑145可以由許多鏈路組成，使虛線表示的沿路徑145分布的許多光學(xué)傳輸節(jié)點(diǎn)與光學(xué)放大器150互連。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，沿路徑145分布的節(jié)點(diǎn)中的至少一個可以用于實(shí)現(xiàn)波長分插(WAD)特性，如下將要討論的。
繼續(xù)參考圖1，光學(xué)放大器150根據(jù)預(yù)定的參數(shù)類似地放大其接收的光學(xué)信號，并通過光學(xué)鏈路130-i將放大的信號提供給光學(xué)傳輸節(jié)點(diǎn)200。
在節(jié)點(diǎn)200處，光學(xué)放大器240放大其通過鏈路130-i接收的光學(xué)信號，并將放大的光學(xué)信號提供給不對稱波長分離器(AWS)230的端233，AWS230是一個不對稱波長混合器用于工作在反向模式。即，AWS230使其通過端口233接收的奇和偶光學(xué)信道解交錯。奇和偶信道系列被分別輸出到端口231和232。如圖所示，端口231和232分別連接到常規(guī)光學(xué)解復(fù)用器220-1和220-2，該光學(xué)解復(fù)用器可以是，例如，工作在解復(fù)用器模式的Dragone路由器。
在常規(guī)方式中，解復(fù)用器220-1解復(fù)用在其輸入處接收的奇光學(xué)信道系列(λ1、λ3、λ5、λ7…等)，并依次輸出解復(fù)用的信道到光學(xué)接收器210-1至210-n。每個該光學(xué)接收器以常規(guī)方式解調(diào)其接收的光學(xué)信號，并輸出恢復(fù)的數(shù)據(jù)到一個預(yù)定的接受者。解復(fù)用器220-2類似地工作于其從圖1所示端口232接收的偶光學(xué)信道系列(λ2、λ4、λ6、λ8…等)。
圖4顯示由一系列空腔、反射鏡和傳輸元件構(gòu)成的一個示例性不對稱波長混合器/分離器的主要方框圖。尤其是，在一個不對稱分離器的情況下，每個反射鏡和空腔的反射系數(shù)被設(shè)置為傳輸各個奇波長如λ1，并反射偶信號。然后傳輸?shù)钠嫘盘柋灰粋€準(zhǔn)直器(未顯示)收集，并提供給輸出31。反射的偶信號被一個準(zhǔn)直器(未顯示)收集，并提供給輸出32。
光學(xué)傳輸系統(tǒng)典型地實(shí)現(xiàn)所謂的分插特性，其中傳輸特定信息的一個或多個光學(xué)信道在一個節(jié)點(diǎn)處被“分出”，并提供給一個預(yù)定的目標(biāo)。插入特性允許該分出的信道被重新使用，以傳輸其它信息，并插入到輸出的傳輸信號。這種系統(tǒng)的一個例子在圖5中簡要顯示，說明節(jié)點(diǎn)100-2處信道λa至λi的插入和分出，以及然后在節(jié)點(diǎn)100-3處的再次插入和分出。尤其是，復(fù)用的光學(xué)信號在節(jié)點(diǎn)100-1處被解復(fù)用，以分出選定的信道，然后與其它解復(fù)用的光學(xué)信號一起被復(fù)用，以插入光學(xué)信道λa至λi到光學(xué)信號流，光學(xué)信號流輸出到光學(xué)路徑145-i。如所述在節(jié)點(diǎn)100-3處再次執(zhí)行分插功能。
典型地，使用所謂的布喇格光柵進(jìn)行解復(fù)用和復(fù)用。一個布喇格光柵具有一定的方形響應(yīng)，并且因此，理想地作為解復(fù)用和復(fù)用光學(xué)信號的裝置使用。不利的是，布喇格光柵表現(xiàn)出所謂的包層模式，使一些光學(xué)信道，尤其是在傳輸光譜的高端具有較短波長的信道的帶寬變窄。帶寬變窄增加了光學(xué)信道的損耗，并且，在涉及級聯(lián)節(jié)點(diǎn)，每個節(jié)點(diǎn)執(zhí)行一個分插功能，如圖5所示的例子中，該損耗可能被混合。因此，現(xiàn)有系統(tǒng)在傳輸光譜的低端僅使用一個小的、固定數(shù)量的信道，以在一個光學(xué)傳輸系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)分插特性。
但是，我們已經(jīng)認(rèn)識到，一個不對稱波長分離器(如圖3)的響應(yīng)比得上一個布喇格光柵，而并不表現(xiàn)出包層模式問題的影響。因此，則，實(shí)際上該傳輸光譜內(nèi)的任意波長/信道都可以涉及一個分插功能，無論該功能是否由沿一個傳輸路徑上的許多不同節(jié)點(diǎn)執(zhí)行。
尤其是，圖6顯示根據(jù)本發(fā)明的一個方面，一個節(jié)點(diǎn)用于分出然后插入不同的信道，說明節(jié)點(diǎn)100-j的主要方框圖。通過路徑145-i接收的一個光學(xué)信號λ首先被光學(xué)放大器140-1以常規(guī)方式放大，然后提供給不對稱波長分離器230-1的端口233。假定該光學(xué)信號λ以關(guān)于圖1的上述方式構(gòu)成，然后，以上述方式，分離器230-1解交錯構(gòu)成信號λ的組合信號，提供該奇信道到與常規(guī)解復(fù)用器120-1的輸入相連的端口231，并且提供該偶信道到與常規(guī)解復(fù)用器120-2的輸入相連的端口232。解復(fù)用器120-1解復(fù)用其接收的信號，輸出個別的組合信道λ1至λi到各個輸出終端。解復(fù)用器120-2類似地工作，輸出個別的組合信道λ2至λy到各個輸出終端?？梢钥吹揭粋€數(shù)量，如四個任意選定的信道，λ1、λi、λm和λq在節(jié)點(diǎn)100-j處通過分出接收器160-1和160-2分出。由解復(fù)用器120-1和120-2輸出的其它信道如常規(guī)所做的那樣直接連接到復(fù)用器120-3和120-4的各個輸入。即，這些信號直接通過節(jié)點(diǎn)100-j。為了提高效率，分出的信道被重新使用，或插入輸出到光路145-i+1的信號流。尤其是，其它信息在各個插入發(fā)射機(jī)170-1和170-2處被插入重新使用的信道。插入發(fā)射機(jī)170-1和170-2的輸出被連接到復(fù)用器120-3和120-4的適當(dāng)?shù)妮斎攵丝?，使得重新使用的信道可以以正確的順序被“插入”到輸出信號流。根據(jù)本發(fā)明的體系結(jié)構(gòu)，復(fù)用器120-3的輸出，即，傳輸高比特率信號，或者高比特率與低比特率信號混合的信道，被提供給不對稱波長混合器130-2的端口31。解復(fù)用器120-4的輸出，即，傳輸?shù)捅忍芈市盘柕男诺?，被提供給不對稱波長混合器130-2的端口32。以上述方式，混合器130-2使其通過端口31接收的信道與其通過端口32接收的信道交錯。混合器130-2提供交錯的信道到光學(xué)放大器140-2，放大在其輸入處接收的信道，并且將放大的結(jié)果輸出到光學(xué)路徑145-i+1，所有都根據(jù)本發(fā)明的原理。
因此將要認(rèn)識到，盡管這里所述的本發(fā)明是就一個特定的示例性實(shí)施例描述的，但是，熟練的技術(shù)人員將能夠設(shè)計許多替換的裝置，盡管這些裝置在這里沒有被明確顯示或描述，但是，體現(xiàn)了本發(fā)明的原理并包括在其精神和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1．光學(xué)傳輸設(shè)備，包括第一設(shè)備，用于輸出各個波長的第一系列光學(xué)信道，第二設(shè)備，用于輸出其它各個波長的第二系列光學(xué)信道，以及不對稱波長處理設(shè)備，用于在一個輸入處接收該第一系列光學(xué)信道，用于在另一個輸入處接收該第二系列光學(xué)信道，以及用于在一個輸出處使該第一系列光學(xué)信道與第二系列光學(xué)信道交錯用于在一個光學(xué)傳輸路徑上傳輸。
2．權(quán)利要求1的光學(xué)傳輸設(shè)備，其中每個所述第一和第二設(shè)備是一個復(fù)用器。
3．權(quán)利要求1的光學(xué)設(shè)備，其中該第一系列光學(xué)信道的個別信道都傳輸?shù)谝粩?shù)據(jù)率的各個光學(xué)信號，該第一系列光學(xué)信道的其它個別信道都傳輸?shù)诙?shù)據(jù)率的各個光學(xué)信道，并且其中該第二系列光學(xué)信道的每個信道都傳輸該第二數(shù)據(jù)率的各個光學(xué)信號。
4．權(quán)利要求1的光學(xué)設(shè)備，其中所述第一系列的所述光學(xué)信道傳輸不同數(shù)據(jù)率的信號，并且其中所述第二系列的該光學(xué)信道傳輸相同數(shù)據(jù)率的信號。
5．權(quán)利要求4的光學(xué)設(shè)備，其中所述相同的數(shù)據(jù)率是所述不同的數(shù)據(jù)率中的一個。
6．權(quán)利要求1的光學(xué)設(shè)備，其中不對稱波長處理設(shè)備是一個不對稱波長混合器。
7．權(quán)利要求1的光學(xué)設(shè)備，其中該第一系列光學(xué)信道占據(jù)交錯信道內(nèi)的奇位置，且該第二系列光學(xué)信道占據(jù)交錯信道內(nèi)的偶位置。
8．權(quán)利要求1的光學(xué)設(shè)備，進(jìn)一步包括不對稱波長接收設(shè)備，用于接收該交錯的信道，用于解交錯該信道，并且輸出該第一系列光學(xué)信道到第一輸出以及輸出該第二系列信道到第二輸出，第三設(shè)備，用于接收輸出的第一系列光學(xué)信道，以及解復(fù)用該第一系列光學(xué)信道到各個解復(fù)用的輸出，以及第四設(shè)備，用于接收輸出的第二系列光學(xué)信道，以及解復(fù)用該第二系列光學(xué)信道到各個其它的解復(fù)用的輸出。
9．權(quán)利要求8的光學(xué)設(shè)備，進(jìn)一步包括信道分出設(shè)備，用于接收該解復(fù)用的第一系列光學(xué)信道中的預(yù)先選定的任意一些信道，并提供該分出的信道到各個輸出。
10．權(quán)利要求8的光學(xué)設(shè)備，進(jìn)一步包括信道分出設(shè)備，用于接收該解復(fù)用的第一系列光學(xué)信道中的預(yù)先選定的任意一些信道以及該解復(fù)用的第二系列光學(xué)信道中的預(yù)先選定的任意一些信道，并提供該選定的信道到各個輸出。
11．光學(xué)設(shè)備，包括用于接收第一多個數(shù)據(jù)信號并調(diào)制該數(shù)據(jù)信號的裝置，第一組光學(xué)信號的各個信號都具有各個的波長，所述第一組光學(xué)信號每個都具有多個數(shù)據(jù)率的其中一個，用于接收第二多個數(shù)據(jù)信號并調(diào)制該數(shù)據(jù)信號的裝置，第二組光學(xué)信號的各個信號都具有各個的波長，所述第二組光學(xué)信號每個都具有相同的數(shù)據(jù)率，用于將該第一組調(diào)制的光學(xué)信號構(gòu)成第一調(diào)制信號流，以及用于將該第二組調(diào)制的信號構(gòu)成第二調(diào)制信號流的裝置，以及用于在各個輸入處接收該第一和第二調(diào)制信號流，以及在一個輸出處交錯該信號，用于在一個光學(xué)傳輸路徑上傳輸?shù)幕旌涎b置。
12．權(quán)利要求11的光學(xué)設(shè)備，其中所述相同的數(shù)據(jù)率是所述多個數(shù)據(jù)率中的一個。
13．權(quán)利要求12的光學(xué)設(shè)備，其中所述多個數(shù)據(jù)率包括OC48和OC192數(shù)據(jù)率。
14．權(quán)利要求13的光學(xué)設(shè)備，其中所述相同數(shù)據(jù)率是OC48數(shù)據(jù)率。
15．光學(xué)設(shè)備，包括用于從一個傳輸路徑接收交錯的光學(xué)信道流，以及使該光學(xué)信道流解交錯為第一和第二光學(xué)信道流的裝置，第一裝置，用于解復(fù)用該第一光學(xué)信道流到各個解復(fù)用的輸出，以及第二裝置，用于解復(fù)用該第二光學(xué)信道流到各個其它的解復(fù)用的輸出，信道分出設(shè)備，用于接收該解復(fù)用的第一光學(xué)信道流中的預(yù)先選定的任意一些信道，以及該解復(fù)用的第二光學(xué)信道流中的預(yù)先選定的任意一個信道，并且提供該分出的信道到各個預(yù)定的輸出，信道插入設(shè)備，用于接收多個不同的光學(xué)信號，用于分別提供該接收的光學(xué)信號的個別信號到第一復(fù)用裝置，代替該解復(fù)用的第一光學(xué)信道流的分出的預(yù)先選定的任意一些信道，以及分別提供該接收的光學(xué)信號的其它個別信號到第二復(fù)用裝置，代替該解復(fù)用的第二光學(xué)信道流的分出的預(yù)先選定的任意一些信道，以及其中所述第一復(fù)用裝置用于使該接收的光學(xué)信號的個別信號與該解復(fù)用的第一光學(xué)信道流的其它信道復(fù)用，以改變所述第一光學(xué)信道流，以及所述第二復(fù)用裝置用于使該接收的光學(xué)信號的其它個別信號與該解復(fù)用的第二光學(xué)信道流的其它信道復(fù)用，以改變所述第二光學(xué)信道流。
16．權(quán)利要求15的光學(xué)設(shè)備，進(jìn)一步包括混合裝置，用于在各個第一和第二輸入處接收該改變的第一和第二光學(xué)信道流，以及用于使該第一光學(xué)信道流與該第二光學(xué)信道流交錯，并且提供該交錯的信道到一個輸出，用于在一個光學(xué)傳輸路徑上傳輸。
17．權(quán)利要求16的光學(xué)設(shè)備，其中用于解交錯的所述裝置是一個不對稱波長分離器。
18．權(quán)利要求16的光學(xué)設(shè)備，其中所述混合裝置是工作在反向模式的一個不對稱波長分離器。
19．權(quán)利要求15的光學(xué)設(shè)備，其中該第一光學(xué)信道流的個別信道都傳輸?shù)谝粩?shù)據(jù)率的各個光學(xué)信號，并且該第一光學(xué)信道流的其它個別信道都傳輸?shù)诙?shù)據(jù)率的各個光學(xué)信號，以及其中每個該第二光學(xué)信道流都傳輸該第二數(shù)據(jù)率的各個光學(xué)信號。
20．權(quán)利要求15的光學(xué)設(shè)備，其中所述第一流的所述光學(xué)信道傳輸不同數(shù)據(jù)率的光學(xué)信號，并且其中所述第二流的該光學(xué)信道傳輸具有相同數(shù)據(jù)率的光學(xué)信號。
21．權(quán)利要求20的光學(xué)設(shè)備，其中所述相同數(shù)據(jù)率是所述不同數(shù)據(jù)率中的一個。
22．權(quán)利要求15的光學(xué)設(shè)備，其中該改變的第一光學(xué)信道流占據(jù)該交錯信道內(nèi)的奇位置，并且該改變的第二光學(xué)信道流占據(jù)該交錯信道內(nèi)的偶位置。
23．光學(xué)傳輸設(shè)備，包括用于輸出各個波長的第一系列光學(xué)信道的裝置，其中該第一系列光學(xué)信道傳輸具有多個不同數(shù)據(jù)率的各個數(shù)據(jù)率的光學(xué)信號，用于輸出其它各個波長的第二系列光學(xué)信道的裝置，其中該第二系列光學(xué)信道傳輸具有多個不同數(shù)據(jù)率的同一個數(shù)據(jù)率的光學(xué)信號，以及不對稱波長處理設(shè)備，用于在一個輸入處接收該第一系列光學(xué)信道，用于在另一個輸入處接收該第二系列光學(xué)信道，以及用于在一個輸入處使該第一系列光學(xué)信道與該第二系列光學(xué)信道交錯，用于在一個光學(xué)傳輸路徑上傳輸。
全文摘要
提供一種設(shè)備,用于增強(qiáng)不同數(shù)據(jù)率的光信號,例如,OC48和OC192信號的同步傳輸。尤其是,傳輸不同數(shù)據(jù)率的信號的第一信道流以及傳輸每個都具有相同數(shù)據(jù)率的信號的第二信道流被提供給一個不對稱波長混合器的各個輸入,該波長混合器在一個輸出處使該流交錯,用于在一個光學(xué)路徑上傳輸。有利的是,該混合器固有地使其處理的信號整形,使其理想地適用于補(bǔ)償在解復(fù)用和復(fù)用該信號流時遇到的包層模式問題。
文檔編號H04Q3/52GK1319965SQ0111211
公開日2001年10月31日 申請日期2001年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月31日
發(fā)明者麥格林·斯佩克特, 劉剛毅, 林雯華, 布拉德利·A·麥基 申請人:朗迅科技公司