CN103001725A - 光通信网络中的噪声降低 - Google Patents

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Abstract

本发明为光通信网络中的噪声降低。DWDM添加/引出节点的添加路径包括用于组合n个信号源的n:1耦合器。组合信号经放大，然后解复用。解复用器的每个输出通过可变光衰减器(VOA)，VOA输出经复用而形成添加信号。未传送添加信号以及未用来控制添加信号的信道被衰减到零，从而消除来自那些信道的宽带噪声影响。信号源以最大功率运行，那些信道的信号被相应VOA衰减，从而控制其幅度并且优化添加信号的光信噪比。

Description

光通信网络中的噪声降低
本发明涉及光通信网络中噪声的降低，具体地说，涉及在网络节点中把信号放在网络上的添加路径中的噪声的降低。
在光通信网络中广泛使用添加/引出(add/drop)复用器来提供波长非特定的添加/引出端口。这实现了随机转发器服务提供和可调谐能力。图1说明如何使用添加/引出复用器的示例。光网络是双光纤DWDM光网络，其中一条光纤10沿东/西方向承载业务量，另一条光纤12在西/东方向承载业务量。术语“东和西”便于用来描述网络业务量移动的方向，并不对应于地理上的东和西。业务量通常是32个波长信道的多路复用。在网络节点上，从网络中取出业务量，并使用光解复用器或分路器和带通滤波器将其分到各分量信道中，以及使用光复用器和添加耦合器将业务量添加到网络中。
网络节点可以向网络光纤中任一条添加或引出业务量。希望按网络上的最短距离路由业务量，这取决于目标节点的位置。还希望在E/W或W/E路径之一出故障的情况下具有后退路径。
因此，在图1中，E/W和W/E网络光纤其中每一个包括放大级14。这是EDFA放大器，但是在较短的网络中可能将其省去。所运用的信号在2∶1耦合器16中经过分割，从而提供两条信号输出路径。直通路径18承载网络上剩余的业务量，引出路径20从网络引出信号复用形式，以便在网络节点中处理。
两条引出路径均输入到光解复用器22，它将信号分解成组成该信号的波长分量。接收转发器包括开关24，用于从两个解复用器之一选择信号输出。实际上，在32-信道节点中，这个开关从每个解复用器接收32个信道。
直通路径上剩余的信号穿过信道控制单元26，然后到达添加耦合器28，其中，来自节点转发器的发送侧的信号被添加到网络上。如果需要的话，添加耦合器的输出最后在30再次被放大。
转发器的添加侧包括放大器32和n:1添加耦合器34，其中n是网络所传送的多路复用信号中的波长数量。需要添加耦合器来添加要放到网络上的各个波长信号。采用添加耦合器的缺点是引起损耗并且导致添加功率电平需要放大。因此，添加信号经过放大。这又导致传入系统中的宽带噪声使添加信号以及那些通过光子添加/引出节点的信号的OSNR(光信噪比)降低。已知在添加放大器之后增加可调谐滤波器36能够消除添加到直通信道中的噪声。
在图中，添加耦合器被表示成复用器34。可以在东西路径上使用分开的复用器。
所产生的噪声取决于添加路径中的放大器的增益。此增益由添加路径中的最大可能损耗来确定。当添加某个信号时，逐个信道地调整源功率，以便在添加点获得所需功率。因此，当添加路径的损耗小于最大可能损耗时，信噪比最差。当路径损耗最大时，由于来自EDFA放大器的噪声遇到最大损耗，所以OSNR得到优化。
这种情况是不希望的，本发明通过改进或优化添加信道OSNR来设法克服这种情况。
在其最广义形式上，本发明通过滤除没有添加内容的信号路径上的EDFA噪声并且控制放大之后添加信号的信号幅度来克服此问题。
更具体来讲，提供一种用于n信道DWDM光网络的光网络节点，所述节点包括用于把n信道波长复用信号添加到网络上的添加路径，其中n个信道中的一部分传送要添加到网络上的信号，其中添加路径包括：n信道信号组合器，用于组合n个信号信道；光放大器，用于放大信号组合器的输出；具有随信道而变化的损耗的多信道波长选择性滤波器，用于阻塞未传送要添加到网络的信号的信道，或者控制添加信号的幅度；以及添加耦合器，用于把添加路径耦合到网络。
本发明还提供一种把n信道DWDM信号添加到n信道DWDM网络上的方法，所述方法包括以下步骤：组合来自多个信号源的信号以提供n信道添加信号输出；放大组合输出；采用具有随信道而变的衰减的多信道波长选择性滤波器来选择性地阻塞未传送要添加到网络上的信号的组合信号的波长信道或者控制添加信号的幅度，以及把n信道添加信号耦合到光网络上。
在本发明的一个实施例中，波长选择性滤波器衰减传送要添加到网络上的信号的信道，以便控制其幅度。
选择性带通滤波器最好是包括具有n个输出的n信道解复用器、具有n个输入的n信道复用器以及设置在各个解复用器输出和复用器输入之间的可变光衰减器，其中任何给定信道上的可变衰减器被设置成阻塞其中没有要添中到网络的信号的信道上的信号。
通过对添加信号组合器的放大输出的信道进行解复用，可以在各信道上使用可变光衰减器，如果该信道未传送添加信号，则选择性地滤除该信道对宽带噪声的贡献。这具有可以减小添加路径中的宽带噪声的优点。
添加信号源最好是在全功率下工作，相应的VOA用于控制这些信道中的信号的功率。
这还具有进一步改善添加路径信号的OSNR的优点。
下面仅以举例方式并参照附图来描述本发明的实施例，其中：
图1是前述光网络上的已知的添加/引出节点的示意图；
图2是经修改以实施本发明的图1的节点的一部分的图示；
图3是图2的复用器/解复用器配置的更详细图示；以及
图4是实施本发明的添加/引出节点的类似于图1的图示。
图2中所示的添加路径包括32∶1组合器134，它组合32个信号信道，产生单个输出信号，该输出信号经过放大器132放大，然后传递到WDM复用器/解复用器装置140。在图3中更详细地说明此装置。装置140的输出在网络的E/W和W/E路径之一上形成添加耦合器128的添加输入。
图3更详细地说明复用/解复用装置140。该装置包括光解复用器142，用于接收多个波长输入信号并将其分解成n个单波长输出。在此示例中，n＝32，是网络所支持的信道数量。解复用器142的1到n个输出中的每一个输出通过各个可变光衰减器(VOA)144(1)......144(n)。32个可变光衰减器的输出形成光复用器146的1到32个输入，光复用器146将32个信号路径重新复用，从而输出DWDM复用信号，以便通过添加耦合器28之一重新添加到网络中。
因此，装置140是两端口装置，它提供各个信道的滤波，但是也可根据不同信道调整直通损耗。
可变光衰减器(VOA)是众所周知的，并且常用于光网络。它们可用来匹配光功率电平以及均衡不同DWDM信道之间的功率，以及用于其它应用。VOA用来均衡复用器的输出中的功率电平。在图3的实施例中，复用器和解复用器以及VOA阵列用来阻塞未被添加的信道上的噪声或用来控制被添加信道。被添加的光源在最大功率下工作，它们的输出幅度由分配给该信道的相应VOA144来控制。当添加路径损耗处于最大时，相当于在使用VOA之前获得的最佳OSNR时，最差的情况出现。随着添加路径损耗降低，装置140引入更多衰减来控制到达输出端的信号幅度。因此，信号幅度保持相同，但是EDFA噪声受到最大衰减，改善了添加信号的OSNR。
图4说明图2和3的装置如何可以结合到图1的添加引出节点中。应当理解，复用/解复用装置140插入各添加路径中的到E/W和W/E光纤路径的添加路径。在图4中，图1的参考标号增加100，元件在其它方面未变。
所述实施例的各种修改是可行的，也是本领域的技术人员会想到的。本发明不局限于任何特定光网络类型，可用于具有或没有网络放大的环网或线网。各种装置适用作光复用器和解复用器以及可变光衰减器。本发明仅受以下权利要求的范围限定。

Claims (12)

1. 一种光网络节点，用于n信道密集波分复用(DWDM)光通信网络，所述节点包括：
用于把n信道波长复用添加到所述网络上的添加路径，所述添加路径包括n信道信号组合器，用于组合所述n个信号信道；
光放大器，用于放大所述信号组合器的输出；
多信道波长选择滤波器，具有根据信道而可变的衰减，用于滤出未传送要被添加到所述网络上的内容的信道上的来自所述放大器的噪声，并且用于控制要被添加到所述网络的信道中的信号的幅度；以及
添加耦合器，用于把所述添加路径耦合到所述网络上。
2. 如权利要求1所述的光网络节点，其中所述多信道波长选择滤波器包括具有n个输出的n信道解复用器、具有n个输入的n信道复用器以及被设置在各个解复用器输出和复用器输入之间的可变光衰减器，其中在任何给定信道上所述可变光衰减器被设置成在该信道上没有内容要被添加到所述网络上时就阻塞该信道上的信号。
3. 如权利要求1所述的光网络节点，所述节点适应于从在最大功率上运行用于生成n信道信号的源接收光信号。
4. 如权利要求1所述的光网络节点，其中具有根据信道而可变的衰减的所述多信道波长选择滤波器适应于在所述信道附近滤波。
5. 一种具有多个节点的密集波分复用(DWDM)光通信网络，每个节点包括：
用于把n信道波长复用添加到所述网络上的添加路径，所述添加路径包括n信道信号组合器，用于组合所述n个信号信道；
光放大器，用于放大所述信号组合器的输出；
多信道波长选择滤波器，具有根据信道而可变的衰减，用于滤出未传送要被添加到所述网络上的内容的信道上的来自所述放大器的噪声，并且用于控制要被添加到所述网络的信道中的信号的幅度；以及
添加耦合器，用于把所述添加路径耦合到所述网络上。
6. 如权利要求5所述的光通信网络，其中所述多信道波长选择滤波器包括具有n个输出的n信道解复用器、具有n个输入的n信道复用器以及被设置在各个解复用器输出和复用器输入之间的可变光衰减器，其中在任何给定信道上所述可变光衰减器被设置成在该信道上没有内容要被添加到所述网络上时就阻塞该信道上的信号。
7. 如权利要求5所述的光通信网络，其中每个节点适应于从在最大功率上运行用于生成n信道信号的源在所述添加路径上接收光信号。
8. 如权利要求5所述的光通信网络，其中具有根据信道而可变的衰减的所述多信道波长选择滤波器适应于在所述信道附近滤波。
9. 一种把n信道密集波分复用(DWDM)信号添加到n信道DWDM光网络上的方法，所述方法包括以下步骤：
组合来自多个信号源的信号，以提供n信道添加信号组合的输出信号；
放大所述组合的输出信号；
利用具有根据信道而可变的衰减的多信道波长选择滤波器来滤出未传送要被添加到所述光网络上的内容的信道上的来自所述放大步骤的噪声，并且控制要被添加到所述光网络的信道中的信号的幅度；以及
把所述n信道添加信号耦合到所述光网络上。
10. 如权利要求9所述的方法，还包括从在最大功率上运行的源接收光信号，以优化被添加到所述光网络上的信号的光信噪比。
11. 如权利要求9所述的方法，还包括：
利用n信道解复用器，对n信道添加信号进行解复用；
使得所述解复用器的各个输出信道通过可变光衰减器(VOA)；以及
对VOA输出进行复用，以形成网络添加信号。
12. 如权利要求11所述的方法，其中通过将来自所述解复用器的对应于未传送要被添加的内容的信道的输出衰减到零来阻塞所述未传送要被添加的内容的信道。
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