專利名稱：識別波分復用光學網絡中故障的方法
本申請是1996年2月16日提交的題為“識別WDM光學網絡中故障的方法”在先申請60/023,665的繼續(xù)申請。
本發(fā)明總體上涉及光纖通信網絡，更具體地講，涉及監(jiān)視這種網絡中所用光纖線路性能特性的方法。
在基于透過式傳輸光學的有摻鉺光纖放大器(EDFA’s)的WDM光學網絡中，大量信號可以同時分路地進行傳輸。在這種網絡中，需要在因設備或網絡結構變化及網絡故障而導致信道增加或丟失時，確保其他工作信道不受損害。由于EDFA’s飽和度特性的緣故，需要調整EDFA的增益，以使信道的功率保持在可接受的范圍內。
設備和/或網絡結構的改變可以是增加或損失信道，但是原則上講，這些變化可以由網絡控制和管理(NC&M)系統(tǒng)預知和校正。然而，還需要檢測系統(tǒng)故障出現(xiàn)時的狀態(tài)，因為它們不能由NC&M系統(tǒng)控制或預見到。這些故障很可能是由于光學傳輸線路中的信道不足或失效所致。當出現(xiàn)這兩種問題時，要確定將被檢測的對象，以進行適合的測量。
僅監(jiān)視一個信道功率或者監(jiān)視所有信道的全部功率，不能提供足以確定進行適當校正所需的信息。上游光損耗或上游光放大器輸出功率的變化，不能從信道的減少/增加來鑒別，然而兩者又需要截然不同的校正。適合的方法是確定現(xiàn)存的信道數(shù)。一種可能性是多路復用這些信道(或在傳輸線路中或在分接頭之后)，并分別檢測各個信道的情況。但是這種方法復雜而昂貴。
根據本發(fā)明，上述缺陷將被克服，并且通過監(jiān)視信道數(shù)目變化和所有信道公共的功率變化這樣一個方法，帶來技術上的進步。
由于該系統(tǒng)傳輸?shù)男盘柟β屎捅镜谽DFA產生的放大的自發(fā)輻射(ASE)功率，在信道數(shù)目變化時表現(xiàn)得很相似，但當上游損耗變化時它們又表現(xiàn)得很不同，所以這種檢測是可行的。也就是說，如果上游損耗變化了，監(jiān)視器信道和ASE的功率變化是相反的。如果增加或減少了一或多個信道，監(jiān)視器信道和ASE的功率變化是同方向的。
本發(fā)明的上述特征與優(yōu)點，將通過結合附圖對幾個優(yōu)選實施例的說明而更為清楚，其中
圖1描述了一個示例的光學網絡，根據本發(fā)明，它采用一個第一分布反饋(DFB)激光器作為多信號信道源，并采用一個第二DFB激光器作為監(jiān)視器信道源；圖2是一個曲線圖，它描述了當信道數(shù)減少時，圖1的多個信道和示例的系統(tǒng)中放大的自發(fā)輻射(ASE)測量結果；及圖3是一個曲線圖，它描述了當信道數(shù)減少時，圖1示例的系統(tǒng)中ASE功率的測量結果。
圖1示意性地表示了用于示例的WDM光學網絡10。如圖1中所看到的，工作于1552.6nm的第一DFB激光器12用做監(jiān)視器信道源，而工作于1557.8nm的第二DFB激光器14用于模擬其他信號信道。兩個被泵浦激勵的中級放大器，即采用一對980nm泵浦源的兩級EDFA’s[16，18]，用于放大DFB激光器發(fā)出的光，以使每個信道都可以獲得適合的輸出功率值。這些輸出功率按照有八個信號信道的網絡而設定，其每一個信道在示例性EDFA20的輸入端有3.5dBm的功率，該EDFA20與兩個輸入EDFA’s結構相似。通過調節(jié)泵浦功率，EDFA20的增益定為10.5dB。當所有八個信道都存在時，總輸入功率是5.5dBm，而總輸出功率是16dBm。
10％的分接頭22被置于EDFA的輸出端，以監(jiān)視和分析其輸出功率。在圖1的示例性結構中，監(jiān)視器信道和ASE，由其后接有濾波器26，28的帶通WDM24選出。為了精確地測量ASE，使用了兩個濾波器，以便使ASE的以1525.9nm為中心大約1nm的全波半最大值(FWHM)頻帶透過去。EDFA中的中級濾波器，阻擋本區(qū)域內上游EDFA’s產生的ASE。因此，要測量的ASE功率僅僅是第二級EDFA中已經產生的那部分。
當失去多個信道時，監(jiān)視系統(tǒng)所獲得的功率是圖2所繪出的樣子。當失去一個信道時，由于放大器有更高的增益，監(jiān)視器信道中的功率和ASE信道中的功率都增加大約0.5dB。這個變化很大，足以進行實際的檢測了。如果失去的信道越多，就有越多的放大器輸出功率可被重新分布到較少的其余信道中。這意味著每個余下的信道功率增加很多，對比之下信道數(shù)目的檢測更為便利。監(jiān)視器信道中的功率變化比ASE的功率變化大，這是因為監(jiān)視器信道中的信號通過了兩級EDFA，而ASE是在第二級初次產生的。
在圖1的示例性結構中，如上所述其中采用了兩個帶通濾波器，所以被測的ASE功率比實際系統(tǒng)中有的小。但是這個功率被認為夠大了，足以說明本發(fā)明的方法。例如，采用單一一個窄帶通濾波器，預計ASE功率將改善至少3dB，該帶通濾波器的中心波長位于被兩級EDFA的中級濾波器所阻擋的波長區(qū)內。
圖3表示了當總的輸入功率減少時監(jiān)視系統(tǒng)所得到的功率。當上游損耗增加時，由于輸入功率比較低而使監(jiān)視器信道的功率減少，同時由于較低的飽和度及其較大的增益而使ASE功率增加。如果這種損耗增加3dB，監(jiān)視器信道的功率將減小約0.5dB，而ASE信道功率將增加2dB以上。于是這種監(jiān)視器信道和ASE功率的變化截然相反的情況，能夠與兩者變化相同時的信道數(shù)減少的情況區(qū)分開。
如本領域普通技術人員所能迅速理解的，本文所討論的本發(fā)明的方法意味著存在一個適合的監(jiān)視器信道。在一些光學網絡中，有一個信道是由NC&M內部使用的。在這種網絡中，這個信道永遠存在，用它作為監(jiān)視器信道是一個理想的選擇。當然對于沒有這樣的優(yōu)選信道存在的網絡而言，可以選擇一個信號信道作為監(jiān)視器信道。萬一原來的監(jiān)視器信號信道丟失了，監(jiān)視器信道必須被轉換到一個存在的信道中。
上游損耗和信號信道的五種情況被列于表1中。
表1
本領域的普通技術人員從前文可以迅速地了解到，本發(fā)明的方法允許網絡維護人員在WDM網絡的任何一個放大器處監(jiān)視所存在的信道數(shù)目。為了優(yōu)化工作信道的性能，這種監(jiān)視可以有效地調節(jié)該放大器的增益，比如通過調節(jié)第二級泵浦功率。
從前文所述，應該清楚地可知，本發(fā)明不局限于上述僅僅作為舉例而存在的實施例，而且可以是包括在所附權利要求書限定的保護范圍內的各種方式的改進。
權利要求
1.一種運行光通信網絡的方法，該網絡包括一個具有一上游端和一下游端的光通信線路，及至少一個沿著該通信線路的光放大器，其方法包含在所述上游端與下游端之間傳輸一波分復用光信號，所述的波分復用光信號具有一組光信道；在所述的至少一個光放大器處接收所述的波分復用光信號；在第一監(jiān)視步驟中，監(jiān)視所述一組光信道中第一信道的信號功率；以及在第二監(jiān)視步驟中，監(jiān)視所述至少一個光放大器產生的放大的自發(fā)輻射(ASE)功率變化。
2.權利要求1的方法，其中光放大器是一個摻鉺光纖放大器。
3.權利要求1的方法，還包含調整所述至少一個光放大器增益的步驟，所述的增益調整步驟是響應于所述第一光信道功率和所述至少一個光放大器產生的ASE功率的增加而進行的。
4.權利要求1的方法，其中所述的第二監(jiān)視步驟是通過對光信號實行帶通濾波而實現(xiàn)的。
5.權利要求1的方法，其中所述一組光信道中的至少一個是用數(shù)字數(shù)據調制的。
6.權利要求5的方法，還包含在所述下游端接收所述多路復用光信號的步驟。
7.一種監(jiān)視光放大器中所存在的光信道數(shù)目的方法，該光放大器沿著通信網絡的光通信線路設置，所述的通信線路具有一個上游端和一個下游端，該方法包括在第一監(jiān)視步驟，監(jiān)視波分復用光信號中一組光信道之中的一個信道內信號功率的改變；以及在第二監(jiān)視步驟，監(jiān)視光放大器產生的放大的自發(fā)輻射(ASE)功率變化。
全文摘要
在采用了光放大器的WDM網絡中，一種檢測摻鉺光纖放大器(EDFA)中信道數(shù)目變化的方法，其中這種信道數(shù)目的變化是由于故障或系統(tǒng)結構引起的。根據本發(fā)明的技術，一個信號信道的功率和由本地EDFA’s產生的放大的自發(fā)輻射功率都受到監(jiān)視。
文檔編號H04J14/02GK1165444SQ9710219
公開日1997年11月19日 申請日期1997年2月13日 優(yōu)先權日1996年2月16日
發(fā)明者約翰·列赫爾·茲肯德 申請人:朗迅科技公司