專(zhuān)利名稱：可殘存的dwdm系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新穎的方法，用于在光纖電信系統(tǒng)中的一段(span)的之前段出現(xiàn)鏈路損壞時(shí)允許在這一段中插入的業(yè)務(wù)殘存(survival)。本發(fā)明還涉及依照所述方法的裝置和使用所述方法或所述裝置提供的電信系統(tǒng)。
在具有插入/分出光學(xué)能力的WDM系統(tǒng)中，一組n個(gè)信道傳輸經(jīng)過(guò)終止于一放大位置的第n段。在這個(gè)位置，信號(hào)通過(guò)預(yù)放大器(PA)放大，并且在由諸如DCF光纖或固定的或可變的衰減器等其它組件的存在引起的衰減之后，到達(dá)插入/分出濾波器。這里，在該系統(tǒng)中，由‘d’個(gè)信道構(gòu)成的子集被提出(DROP)，由‘a(chǎn)’個(gè)信道構(gòu)成的新子集被插入(ADD)。因此，在插入/分出輸出端就具有n-d+a個(gè)信道，它們由功率放大器(后置放大器)放大并且進(jìn)入隨后的第n+1段中。
在這種系統(tǒng)中，假如出現(xiàn)鏈路破裂，比如前段光纖破裂，在一個(gè)放大位置插入的業(yè)務(wù)必然殘存。
如果發(fā)生破裂，比如在第n段光纖破裂，n個(gè)信道會(huì)丟失，并且因此，那些被去除的‘d’個(gè)信道也會(huì)丟失，但是新插入的信道必然繼續(xù)工作而不受破裂后果的影響。這個(gè)最后條件只有在如下情況中才能得到滿足即功率放大器增益保持不變，而使得插入的信道不必經(jīng)受功率變化時(shí)。
現(xiàn)有技術(shù)對(duì)這個(gè)問(wèn)題的解決方案是考慮在光纖破裂后，系統(tǒng)將具有不同配置，即不同數(shù)量的信道，因此必須依照新的配置來(lái)對(duì)系統(tǒng)中的所有插板加以重新設(shè)置。
這就需要關(guān)閉放大器PA以及在殘存信道的傳輸中涉及的全部插板的新設(shè)置的通訊。這些插板可以是一個(gè)單獨(dú)的子機(jī)架的不同插板，也可以是在其它子機(jī)架中的插板，或甚至是在其它系統(tǒng)位置中的插板。因此，為了將新的配置通知給所有的系統(tǒng)插板，并且允許給插板足夠的時(shí)間以改變它們的設(shè)置，這個(gè)過(guò)程需要花費(fèi)一些時(shí)間。
在此期間，系統(tǒng)處于一個(gè)失控的過(guò)渡狀態(tài)，由此，那些必然繼續(xù)工作的插入信道可能會(huì)受到負(fù)面的影響，并且業(yè)務(wù)遭受丟失。
如果完成該過(guò)程所需的時(shí)間比客戶要求的業(yè)務(wù)恢復(fù)時(shí)間長(zhǎng)，則這個(gè)現(xiàn)有技術(shù)解決方案是不可行的。
另一種現(xiàn)有技術(shù)解決方案涉及用于補(bǔ)償丟失的信道的功率的附加信道，但是從開(kāi)發(fā)時(shí)間和附加費(fèi)用的角度來(lái)看，這個(gè)解決方案需要昂貴的軟件和硬件開(kāi)發(fā)。
本發(fā)明總的目的是通過(guò)實(shí)現(xiàn)基于另一方法的解決方案來(lái)克服上面提到的缺點(diǎn)，在所述的另一方法中，不關(guān)閉放大器PA，相反，利用放大器PA來(lái)補(bǔ)償丟失信道的功率，同時(shí)不需要插板之間的通信和系統(tǒng)重置時(shí)間，提出的這個(gè)解決方案的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是不需要特殊、額外的硬件和軟件開(kāi)發(fā)。
出于這個(gè)目的，依照本發(fā)明尋求提供一種光纖電信系統(tǒng)中(尤其是在DWDM中)的業(yè)務(wù)殘存方法，其中包含設(shè)置在光纖段之間的、具有信道插入/分出的放大位置，并且在該光纖電信系統(tǒng)中，在該位置中的放大器中產(chǎn)生的ASE噪聲的功率被放大，以便在輸出端補(bǔ)償由于該位置輸入段的破裂而導(dǎo)致丟失的信道的功率。
依照本發(fā)明，還尋求提供一種光插入/分出放大裝置，它被設(shè)計(jì)為設(shè)置在光纖電信系統(tǒng)中的光纖段之間的一個(gè)放大位置上，并且沿著輸入端和輸出端之間的信號(hào)路徑包含一個(gè)輸入放大器、一個(gè)信道插入/分出裝置和一個(gè)輸出放大器，其特征在于輸入放大器有反饋，該反饋使放大器輸出功率實(shí)質(zhì)上穩(wěn)定于PoutPA而與輸入信號(hào)無(wú)關(guān)，以便在缺少輸入信號(hào)時(shí)將輸入到該位置的信道功率放大到功率PoutPA、將放大器中的ASE噪聲的功率放大到實(shí)質(zhì)上與Pout相等的功率PASE，以這種方式來(lái)利用ASE噪聲補(bǔ)償由于該位置輸入段破裂而導(dǎo)致丟失的信道的功率。
最后，尋求提供一種光纖電信系統(tǒng)，它包含多個(gè)具有信道插入/分出的放大位置，這些放大位置通過(guò)光纖段連接在一起，并且在該光纖電信系統(tǒng)中，至少一個(gè)位置包括一個(gè)裝置和/或應(yīng)用上述的方法。
為了清楚地解釋本發(fā)明的創(chuàng)新原理以及它與現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的優(yōu)勢(shì)，下面借助于附圖，通過(guò)應(yīng)用所述原理的非限定示例描述了可能的具體實(shí)施方式
。圖中——

圖1示出具有光纖鏈路進(jìn)入段和光纖鏈路引出段的放大位置的方塊圖，和——圖2示出本發(fā)明工作原理的說(shuō)明圖表。
參照附圖，圖1示出帶有n個(gè)具有插入/分出的放大位置之一的光纖電信系統(tǒng)，作為整體由附圖標(biāo)記20表示。前一光纖段11到達(dá)每個(gè)位置10，之后的光纖段12從每個(gè)位置引出。
位置10包括一個(gè)輸入預(yù)放大器(PA)13，該輸入預(yù)放大器(PA)13從前段接收信號(hào)，對(duì)所接收的信號(hào)進(jìn)行放大，然后將放大的信號(hào)發(fā)送到信號(hào)處理部件14(DCF光纖、固定的或可變的衰減器等等)，信號(hào)處理部件14為現(xiàn)有技術(shù)，因此這里就不再進(jìn)一步論述。然后信號(hào)到達(dá)一個(gè)插入/分出裝置或?yàn)V波器15，在這里，一定數(shù)量‘d’個(gè)信道被撤下，而由一定數(shù)量‘a(chǎn)’個(gè)信道構(gòu)成的新子集被插入系統(tǒng)。因此，在插入/分出裝置的輸出端有n-d+a個(gè)信道，這些信道被功率放大器或后置放大器16(BA)放大并被輸送到后段12。如所有有源部件一樣，光放大器也由一定程度的噪聲表征。主要的噪聲源是產(chǎn)生具有零平均值的隨機(jī)擾動(dòng)的光放大器中的有源段的自發(fā)輻射。這些噪聲在術(shù)語(yǔ)上通常被稱為放大自發(fā)輻射(ASE)噪聲。
在光放大器的制造過(guò)程中，很自然地尋求將ASE噪聲保持在一個(gè)與信號(hào)量相比可以忽略的量。在常規(guī)放大器操作中，即在有輸入信號(hào)的操作中，ASE噪聲功率比信號(hào)功率低得多。另一方面，當(dāng)放大器中沒(méi)有輸入時(shí)，該放大器在輸出端只發(fā)射ASE噪聲。通常，這種ASE噪聲是不需要的，并且在現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)放大器沒(méi)有輸入信號(hào)接收時(shí)，可通過(guò)關(guān)閉放大器來(lái)立即消除ASE噪聲。
依照本發(fā)明的新方法，當(dāng)放大器沒(méi)有接收輸入，比如由于進(jìn)入該位置的段的光纖破裂時(shí)，以具有相等功率的ASE噪聲來(lái)替代所缺少的信號(hào)功率，而不是抑制ASE噪聲。位置光放大器允許以穩(wěn)定的輸出功率工作，該穩(wěn)定的輸出功率可以通過(guò)已知的電子控制回路加以設(shè)置。激光泵浦也以已知的方式控制，以便保持輸出功率不變，而不用考慮輸入功率。
輸出放大器16(BA)被視為一個(gè)具有平坦增益的理想放大器。如果我們定義Pa＝輸入到BA的插入信道的功率，Pch＝在光纖破裂前，輸入到BA的N-D個(gè)信道的功率，Pase＝在光纖破裂后，在BA輸入端的PA的ASE噪聲功率，PoutBA＝BA輸出功率，PoutPA＝PA輸出功率，而且
G1，G2＝光纖破裂前后的BA增益，由于要求BA輸出功率必須保持穩(wěn)定并且等于PoutBA，我們將得到G1(Pch+Pa)＝PoutBA (光纖破裂前) (1)G2(Pase+Pa)＝PoutBA (光纖破裂后) (2)為了確保插入信道的業(yè)務(wù)殘存，它們的功率有必要在光纖破裂后保持不變。由于系統(tǒng)有限的動(dòng)態(tài)范圍或非線性效應(yīng)，插入信道中的功率水平的變化將影響它的性能。為了保證這個(gè)條件，必須有[參見(jiàn)等式(1)和(2)]G1＝G2→Pase＝Pch(3)等式(3)表明ASE噪聲的功率必須與丟失信道的功率相等。假設(shè)N個(gè)信道的功率相等，我們可以寫(xiě)出Pch/PoutPA＝(N-D)/N代入等式(3)，變成Pase/PoutPA＝(N-D)/N (4)這個(gè)關(guān)系需要在光纖破裂前后的放大器PA的功率之間具有不同的設(shè)置，以分別控制PoutPA和Pase。這是不可行的，因?yàn)檫@需要PA有檢測(cè)鏈路中的光纖中的破裂并且改變自身設(shè)置的能力，這樣就后退到前面提到的現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。
由于這個(gè)原因建立了下面的公式Pase＝PoutPA(5)如上面所提到的，要求控制放大器以便得到與輸入功率無(wú)關(guān)的穩(wěn)定輸出功率，由于放大器控制回路，等式(5)得以自證明。換句話說(shuō)，當(dāng)沒(méi)有輸入信號(hào)時(shí)，放大器增加它的功率增益以放大內(nèi)部噪聲，直到它的自身輸出功率達(dá)到其應(yīng)該保持的預(yù)定值。
能看到，取代(4)的等式(5)能在D＜＜N時(shí)提供令人滿意的性能，并可以在D＝N時(shí)僅造成相對(duì)小的不利。這些因素最后包括一個(gè)在光纖破裂后殘存信道的功率變化，并且當(dāng)估計(jì)鏈路的靈活性時(shí)必須考慮這個(gè)變化。但是在系統(tǒng)的常規(guī)操作中，即在沒(méi)有光纖破損時(shí)，由于該系統(tǒng)的操作與常規(guī)系統(tǒng)沒(méi)有區(qū)別，所以所述的解決方案沒(méi)有增加不利之處。
輸出輔助放大器(booster amplifier)具有反饋，以便在輸入功率的合理間隔內(nèi)保持輸出功率本質(zhì)穩(wěn)定。
圖2是通過(guò)示出對(duì)有40個(gè)信道在系統(tǒng)中傳播并到達(dá)一個(gè)插入/分出位置的實(shí)例系統(tǒng)的實(shí)際測(cè)量來(lái)闡明依照本發(fā)明系統(tǒng)的操作的圖。在此位置，一個(gè)信道被提出，同時(shí)一個(gè)信道被插入。圖2中所示的譜是在光纖破裂之前和之后由于PA輸入斷開(kāi)造成的BA輸出后測(cè)量得到的。
從該譜中可以看到替換在光纖破裂后丟失的39個(gè)信道的ASE噪聲的輪廓。也可以看到殘存的信道已經(jīng)經(jīng)歷了一個(gè)可忽略的小于1dB的功率變化，這表明了這里所描述的和所要求保護(hù)的解決方案的有效性?，F(xiàn)在很清楚，通過(guò)實(shí)現(xiàn)能夠極好地將業(yè)務(wù)殘存在該破裂段后面的段中的方法、裝置和光纖電信系統(tǒng)，已經(jīng)成功地達(dá)到了預(yù)定的目的。
當(dāng)然，在一個(gè)非理想的實(shí)際系統(tǒng)中，放大器的實(shí)際行為可能會(huì)帶入一些小的缺陷，比如由于為了將ASE噪聲功率增加到能與丟失的信道的功率相比的功率而必需的強(qiáng)放大。這對(duì)于系統(tǒng)的影響取決于系統(tǒng)的強(qiáng)度、放大器設(shè)計(jì)、鏈路配置、體系結(jié)構(gòu)、信道設(shè)置等等。不過(guò)正如本領(lǐng)域的技術(shù)人員很容易想到的，合理的設(shè)計(jì)能夠?qū)⑷魏稳毕轀p到最少。另外，通過(guò)對(duì)一些現(xiàn)行系統(tǒng)的簡(jiǎn)單實(shí)際測(cè)量足以看到一些由于應(yīng)用依照本發(fā)明的解決方案而引入的、在最壞情況下的缺陷，并在計(jì)算系統(tǒng)的預(yù)算成本時(shí)，將這些帶入的缺陷考慮進(jìn)去。
所述解決方案的優(yōu)點(diǎn)在任何情況下都比那些有限的缺陷更顯著。這些有限的缺陷可以通過(guò)本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的簡(jiǎn)單的實(shí)際設(shè)計(jì)而最小化或消除。
所述解決方案允許在具有多種配置的帶有插入/分出的DWDM系統(tǒng)里的插入信道得以殘存，該系統(tǒng)無(wú)需附加的硬、軟件開(kāi)發(fā)就能實(shí)際生產(chǎn)。
這使插入/分出特征可以以有限的成本、短期內(nèi)在大量系統(tǒng)配置中得到應(yīng)用。
當(dāng)然，以上對(duì)于應(yīng)用本發(fā)明的創(chuàng)新原理的具體實(shí)施例的描述，是通過(guò)在所要求的專(zhuān)有權(quán)范圍內(nèi)、應(yīng)用所述原理的非限定示例的方式給出的。
例如，放大位置的具體結(jié)構(gòu)可以與圖解法示出的不同，甚至包含為了特別處理在段鏈路和插入/分出鏈路中的輸入、輸出信號(hào)的附加部件。
權(quán)利要求
1.在光纖電信系統(tǒng)中、尤其是在DWDM中的業(yè)務(wù)殘存方法，該方法具有信道插入/分出并被設(shè)置在光纖段之間的放大位置，其中對(duì)在該位置中的放大器中產(chǎn)生的ASE噪聲功率加以放大，以便在輸出端上補(bǔ)償由于該位置輸入段破裂而導(dǎo)致丟失的信道的功率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中通過(guò)如下手段獲得噪聲功率放大要求在該位置中設(shè)置于信道插入/分出上游的至少一個(gè)放大器具有反饋，以便將它自己的輸出功率實(shí)質(zhì)上穩(wěn)定保持在一個(gè)預(yù)定值PoutPA而與輸入信號(hào)無(wú)關(guān)，以這種方式來(lái)在沒(méi)有輸入信號(hào)時(shí)將輸入到該位置的信道功率放大到功率PoutPA，并將它自己的內(nèi)部ASE噪聲的功率放大到實(shí)質(zhì)上與PoutPA相等的功率Pase。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中控制該位置的輸出輔助放大器，以便將它自己的輸出功率在預(yù)定輸入功率范圍內(nèi)保持實(shí)質(zhì)穩(wěn)定。
4.光插入/分出放大裝置，該光插入/分出放大裝置被設(shè)計(jì)成放置于一個(gè)位于光纖電信系統(tǒng)中的光纖段之間的放大位置中，并且沿著輸入端和輸出端之間的信號(hào)路徑包括一個(gè)輸入放大器、一個(gè)信道插入/分出裝置和一個(gè)輸出放大器，其特征在于輸入放大器有反饋，該反饋將放大器輸出功率保持實(shí)質(zhì)穩(wěn)定于PoutPA而與輸入信號(hào)無(wú)關(guān)，以便在缺少輸入信號(hào)時(shí)將輸入到該位置的信道功率放大到功率PoutPA，并且將放大器內(nèi)的ASE噪聲的功率放大到實(shí)質(zhì)上與Pout相等的功率Pase，以這種方式來(lái)利用輸出ASE噪聲補(bǔ)償由于該位置輸入段破裂而導(dǎo)致丟失的信道的功率。
5.光纖電信系統(tǒng)，包括多個(gè)具有信道插入/分出的放大位置，這些放大位置通過(guò)光纖段連接在一起，其中至少一個(gè)位置包括一個(gè)裝置和/或應(yīng)用了依照上述任一權(quán)利要求的方法。
全文摘要
本發(fā)明描述并請(qǐng)求保護(hù)一種光纖電信系統(tǒng)中(尤其是在DWDM中)的業(yè)務(wù)殘存方法，該方法包含具有信道插入/分出的放大位置(10)，這些放大位置被設(shè)置在光纖段之間。依照該方法，在該位置的放大器(13)中產(chǎn)生的ASE噪聲被功率放大，以便在輸出端補(bǔ)償由于該位置輸入段破裂而導(dǎo)致丟失的信道(11)的功率。同時(shí)也描述和請(qǐng)求保護(hù)了一種包含插入/分出的放大裝置和一種具有該放大裝置的電信系統(tǒng)。
文檔編號(hào)H04B10/296GK1500321SQ02807742
公開(kāi)日2004年5月26日 申請(qǐng)日期2002年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月30日
發(fā)明者G·卡普里諾, G 卡普里諾, R·馬格里, 窶 , A·里沃爾塔, 侄 申請(qǐng)人:馬科尼通訊有限公司