CN102318243B - 用于色散补偿模块的管理的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了一种光网络，该光网络包含具有光纤布拉格光栅的色散补偿模块，其中光纤布拉格光栅后面的光电检测器检测光栅输入信号以及因此还有色散补偿模块输入信号的没有反射的其余部分。该信息用于降低花费并且避免该光网络的色散补偿子系统的配置或管理的差错。

Description

用于色散补偿模块的管理的系统和方法
技术领域
本发明涉及用于成本有效地、避免差错地配置和管理光通信网络中的色散补偿模块的元件和系统改进以及方法。
背景技术
包括光纤通信系统的光传输系统已经成为用于以高速度携带话音和数据的替代方案。在光传输系统中，尤其随着传输速度持续增加，归因于光传输介质中的色度色散的波形降级可能有问题。
光纤的色度色散源自以下事实：在诸如玻璃光波导的传输介质中，介质的折射率随着光信号的较高频率而增加。因此，光信号的较高频率分量将在介质内传播较慢，而较低的频率信号则传播较快。
在数字光通信系统中，归因于色度色散的比特延展（bit-spreading）可能尤其有问题，因为可以大大地影响波形的形状。该类型色散的影响是原始脉冲在时间上延展，使得其在已经被分配给另一比特的时隙中溢出。当溢出变得过度时，可以导致符号间干扰。这可以导致误码率的增加高达不可接受的水平。而且，光发射器（OT）与光接收器（OR）之间的最大距离受到色散补偿质量的限制。
出于该原因，尤其在长距离和高速应用中，对光通信系统中的总色度色散的控制是必要的。特别地，必要的是将总色散降低到其对信号误码率的贡献是可接受的点。
为了解决该问题，已经开发了色散补偿模块（DCM）。它们通常使用具有色散补偿材料的多根光纤。
色散补偿的量取决于通过其传输信号的光线路的光纤类型的成分。由于信号功率和所使用光纤的特性两者都取决于信号的波长，所以必须针对使用不同波长的每个发射频率来独立地补偿色散。此外，在光网络（ON）的操作期间，可以通过不同的光线路对信号进行路由，或光线路可能被污损并且因此改变它们的光特性。
所有这些情况需要不同的色散补偿量。出于该目的，也已经开发了如专利EP 1022824和UE 2002/0186929中的专用可调节色散补偿模块。在光网络内，它们必须连接至其他元件，利用色散补偿参数供给并且被配置和管理。
为了更好地理解涉及本发明的现有技术，使用以下图：
图1示出了具有DCM的光网络系统的常见拓扑。
图2示出了其中在附加阵列或单元中布置DCM的拓扑。
图3示出了其中耦合器用于检测DCM是否在使用中的拓扑。
在标准拓扑中（图1），经由DCM（OT1、2、4）路由某些OT的信号；某些其他OT直接连接至OR（OT 3、5），因为由于短的光线路（OL）距离，色散补偿可能不是必要的。
该拓扑还可以包含波长复用器和解复用器，从而将不同光线路中的两个或多个波长信道组合到一个公共光线路。而且，具有多个波长信道的此类公共光线路可以包含DCM。为了增加拓扑的清晰度，在图1中没有示出这些。
当DCM太大而不能适配在OT单元上时以及当将使用很多DCM时，将DCM分组（图2）为例如附加阵列或单元（1）是有用的。在此类系统中，每个OT可以连接至DCM（DCM 1到3）中的一个或可以不连接至DCM（OT 3、OT 5）。DCM单元（1）的其他DCM仍将不在使用中（例如,DCM 4）。然后，在每个使用的DCM内由调节器电路调整光线路所需的最佳色散补偿。
为了对整个系统进行配置，必要的是人工向网元管理单元（NEMU）通知关于哪个OT连接至哪个DCM，因为在DCM的光信号路径与NEMU之间不存在电连接。尤其是如果系统由比如在大网络结点（network knot）中的很多OT、DCM或DCM单元组成，则这在系统的线缆连接或人工配置中可能容易产生差错。如果发生此类差错，它们可能导致系统的非操作、差错搜索和重新配置的高成本。
如果NEMU具有关于哪个DCM在使用中和哪个不在使用中而且哪个DCM组具有空闲的容量以及哪个被完全使用的信息，则可以降低一些成本。为了实现此，可以在DCM与OR之间插入耦合器（CP）（图3）。它们可以引出DCM的光信号的一部分并且如果发生光信号则生成到NEMU的电信号。劣势是这些耦合器的成本和必要的空间以及如下事实：光信号的功率被减少，这将降低最大光线路距离或必须利用较高的元件花费来补偿。
发明内容
本发明的目的在于发现用于在使用DCM的光网络的安装和操作期间建立配置并且避免差错的较不昂贵的方式的解决方案。
该目的可以通过具有权利要求1的特征的光系统结合具有权利要求4的特征的方法来实现。
本发明的主要思想是：通过向DCM添加光电检测器来避免附加的耦合器，该DCM接收不被反射回到光路径中的DCM输入信号的部分；以及将该信息用于光网络的管理。
附图说明
新的解决方案和它们的优势将借助于图4到6来详细地解释：
图4示出了传统DCM。
图5示出了具有光电检测器的DCM。
图6示出了比如图3但是具有改进的DCM的拓扑。
具体实施方式
新的解决方案的开始点是比如在图4中描述的DCM。其示意性地示出了可以如何实现色散补偿。该实现包含通常由一根光纤组成的光纤布拉格光栅（FBG），借助于紫外光向该光纤写入干涉滤光器。在FBG中，其光输入信号（3）的低频部分（长波长）被反射接近光栅的输入端，并且高频部分（短波长）被反射更接近光栅的相对端。
高频部分必须跨越光栅传播的附加传播路径对由光线路中的色散引起的低频部分与高频部分之间的传播时间差进行补偿。通过各种装置，可以改变FBG的特性。
为了使用FBG，光发射器（OT）的光信号（2）耦合至三端口光环形器（CR）的第一端口。然后，信号被导向CR（3）的第二端口，在那里其穿过用于提供色散补偿的FBG。由FBG反射的经色散补偿的信号最终被导向连接至光线路（4）的环形器的第三端口，该光线路（4）通向光接收器（OR）。
本发明利用光信号在FBG光纤内的反射不完美的效应。图5示出在FBG光纤（5）的远端处可以如何检测FBG的输入信号（4）的部分，所述FBG光纤（5）的远端没有连接至环形器。该其余信号被引向光电检测器（PD），其电输出（6）将指示其输入（5）处的光信号是否存在。该光电检测器是技术上简单的并且小的，使得它们可以集成在DCM中，这与图3中的耦合器相反。此类具有光电检测器的基于FBG的DCM可以在任何光路径中用于检测光路径是否具有活动的光信号。
在图6中，示出了光电检测器的输出与NEMU连接，其然后能够检测哪个DCM或DCM卡在使用中或具有空闲的信道以及因此在系统的手工配置期间有所帮助。
在本发明的其他实施例中，光电检测器不仅能够检测是否存在信号，而且可以读取并处理其输入信号。该特征可以通过例如以下方法而用于系统的增强人工或甚至自动配置：
-如果色散补偿是必要的，则每个OT的输出线路连接至任何空闲的DCM，
-在配置的开始时，OT生成比如发射器数量或发射器类型之类的数据以标识或表征OT，
-在每个DCM中，表征数据通过CR到FBG。然后，具有其表征数据的信号的没有被反射的其余部分然后由PD读取并且被传送到NEMU，
-在配置的开始处，NEMU读取所有DCM组中的所有DCM的所有PD数据并且登记哪个OT连接至哪个DCM以及哪个DCM或DCM组仍旧没有被使用。
通过该自动化管理，因为自动检测了OT与DCM之间的分配，所以完全避免了线缆连接差错以及人工配置差错。
对光电检测器的要求是低的，因为表征数据仅需要低数据速率。而且，无需改变OT，只是它们的输入必须被表征数据充实。
参考
CP  耦合器
CR  环形器
DCM  色散补偿模块
FBG  光纤布拉格光栅
NEMU  网元管理单元
OL  光线路
ON  光网络
OR  光接收器
OT  光发射器
PD  光电检测器

Claims (8)

1.一种光网络系统，包括
-光发射器(OT)，
-色散补偿模块(DCM)，
-光接收器(OR)，
-所述光发射器、所述色散补偿模块和所述光接收器之间的光线路(OL)，
-网元管理单元(NEMU)，
其中所述光发射器(OT)中的至少一个的输出端口连接至一个色散补偿模块(DCM)的输入端口，并且该色散补偿模块(DCM)的输出端口连接至在所述光网络系统中构建光路径的光接收器(OR)，
其中所述色散补偿模块(DCM)包括
-环形器，以及
-光纤布拉格光栅(FBG)，其连接至所述环形器并补偿所述光路径的色度色散，
其特征在于所述色散补偿模块(DCM)包括其连接至FBG光纤(5)的远端的光电检测器，所述FBG光纤(5)的远端没有连接至所述环形器，并且由于在所述FBG光纤内的反射不完美所述光电检测器接收光纤布拉格光栅(FBG)输入信号的部分，并且向网元管理单元(NEMU)递送信号，所述信号指示关于到所述色散补偿模块(DCM)的输入信号的信息。
2.根据权利要求1所述的光网络系统，其特征在于所述信息是到所述光纤布拉格光栅(FBG)的输入信号的内容。
3.根据权利要求1所述的光网络系统，其特征在于在阵列中或在单元中布置多个色散补偿模块(DCM)，并且所述色散补偿模块(DCM)中的每个能够连接至光路径。
4.一种用于根据权利要求1的所述光网络系统管理光网络的方法，其特征在于在光路径中任何地方的色散补偿模块(DCM)的光电检测器信号被用于检查该光路径是否具有光信号。
5.一种用于根据权利要求1的所述光网络系统管理光网络的方法，其特征在于网元管理单元(NEMU)使用光电检测器信号来检查所述色散补偿模块(DCM)中的哪些被连接至或没有连接至光路径。
6.一种根据权利要求3的所述光网络系统管理光网络的方法，其特征在于网元管理单元(NEMU)使用光电检测器信号来检查所述阵列或单元中的哪些具有空闲的色散补偿模块(DCM)。
7.一种用于根据权利要求2的所述光网络系统管理光网络的方法，其特征在于通过标识或表征数据比如发射器数量或发射器类型来增强所述光发射器的信号，并且该信息由网元管理单元(NEMU)用于登记哪个光发射器(OT)被连接至哪个色散补偿模块(DCM)或色散补偿模块阵列或单元。
8.根据权利要求7所述的用于管理光网络的方法，其特征在于该信息用于自动地配置所述光网络的色散补偿模块。
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