CN105409148A - 用于在具有用户分配带宽的光学通信系统中施加系统策略的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种系统(100)和方法，所述方法在整个系统带宽的用户分配带宽部分上，例如在光纤传输系统中，执行一个或多个策略规则。系统(100)可以包括接收相应的用户输出信号并且施加所有策略规则的一个或多个用户控制单元(120)。UCU(多个UCU)的所产生的光学输出(多个光学输出)(102)可以被提供有用于传送到接收终端(106)的光学传输路径。

Description

用于在具有用户分配带宽的光学通信系统中施加系统策略的系统和方法
技术领域
本申请涉及信息的光学传输，并且更具体地涉及用于将系统策略施加在具有用户分配带宽的光学通信系统中的系统和方法。
背景技术
为最大化光纤传输系统的传输能力，单个光纤可以用于在称为波分复用系统(在下文称为WDM系统)中载送多重光学信号。多重光学信号可以被复用以形成复用信号或WDM信号，其中每个多重信号都在单独的信道上被调制。例如根据由国际电信联盟(ITU)建立的信道计划，每个信道都可以位于定中在限定的频率网格上的相关联的波长处。可以在系统上传输的波长范围被认为是系统带宽。系统可以利用其系统带宽来载送期望数量的具有期望的调制格式、信道计划和比特率的信道。
在已知的构造中，光学系统的所有人可以持有所有的必要传输设备并且将限定量的系统容量卖给用户。例如，所有人可能以系统上的限定比特率和信道计划来卖出限定数量的信道。在这样的装置中，系统的所有人可以控制物理层的所有方面，包括，例如，系统信道计划、信道功率、调制格式、比特率等。
然而，最近，已经对下述系统产生兴趣，其中系统的所有人将系统带宽的限定部分卖给每个用户。在该构造中，每个用户都可以对物理层进行局部控制，所述物理层包括用于在其系统带宽部分中发射信号的设备的类型和构造。每个用户都还可以对在其系统带宽的部分中的某些传输特性进行控制。不同的用户，例如，可以在其系统带宽的部分中建立不同的信道计划、调制格式、比特率等。该整体系统构造给予用户对在其带宽内的添加、移除和/或重新构造维护的控制以及管理其带宽中未占用部分的载荷。
与该系统相关联的挑战是，一个用户在其系统带宽部分中进行的物理层改变可以影响由其它用户拥有的其它系统带宽部分中的传输性能。例如，用户可能提供影响其它用户的、在其分配带宽外具有宽带噪声的被污染输入光谱。并且，因为用户可以在任何时候减少或增加信道，因此尚存信道的路径平均功率、峰值功率和光学信噪比(OSNR)的对应改变可以从根本上影响其它用户的品质因数(Qfactor)性能。在接收器侧，用户的接收放大器增益和OSNR可以被其它用户的数据的存在影响。除了性能问题，如果用户接收其分配带宽外的信号，则可能出现安全问题。
附图说明
现在将参照附图通过示例描述本发明，其中类似的数字表示类似的部件：
图1A是与本发明一致的波分复用(WDM)通信系统的一个示例性实施例的简化方块图。
图1B图解地图示了用于图1图示的系统的系统带宽，示出了系统带宽的部分被分配给不同的用户。
图2是与本发明一致的终端的一个示例性实施例的简化方块图。
图3是与本发明一致的终端的另一示例性实施例的简化方块图。
图4是与本发明一致的终端的另一示例性实施例的简化方块图。
图5是与本发明一致的终端的另一示例性实施例的简化方块图。
图6是图示与本发明一致的方法的一个示例的流程图。
具体实施方式
总的来说，在与本发明一致的系统和方法中，系统带宽的不同部分被分配给多个用户中的每个，并且一个或多个预定系统策略规则通过位于系统发射和/或接收终端处的一个或多个用户控制单元被施加于系统带宽的每个用户分配部分。策略规则可以，例如，将波长范围限制到系统带宽的分配部分，设置用户在系统上发射时必须保持的光学功率的范围，和/或限制在发射过程中的功率谱密度或峰值功率水平。其它策略可以包括控制诸如OSNR的其它测量值或诸如比特误码率(BER)的性能度量。策略可以由一个或多个用户控制单元施加，所述一个或多个用户控制单元接收用于发射的相应用户信号，施加系统策略并且然后将多个用户光谱分配组合到共用光学传输路径上以传输至接收站。另外，例如如果用户的输入信号由于一些故障而缺失或劣化，则用户控制单元(多个用户控制单元)可以被构造成用于响应于系统带宽的用户分配部分的功率改变而增加发射信号的光学功率或从发射信号移除光学功率。
如本文所用，“用户”指系统带宽的一部分已经被分配给其以便使用的实体。用户可以是系统所有人的客户。系统所有人也可以是用户。在本文中，系统带宽的分配给一个用户的部分可以被称为“系统带宽的用户分配部分”或“用户分配带宽”。当在本文中使用而未指定为发射终端或接收终端时的术语“终端”指，可以用于发射和/或接收信号的终端。术语“波长选择开关”指被构造成用于将一些量的光学带宽从一个输出切换至一个或多个输出的装置或一组装置。在WDM系统中，信道可以被利用或未被利用。如本文所用，“被利用的信道”指包括信息载送信号的信道，并且“未被利用的信道”指不包括信息载送信号的信道。如本文中所用的术语“耦接”指一个系统元件所载送的信号通过其被给予“耦接”元件的任何连接、联接、链接等。该“耦接"装置不必直接彼此连接，并且可以被可以操作或改变该信号的中间部件或中间装置分隔。
图1A是与本发明一致的WDM通信系统100的一个示例性实施例的简化方块图。图1B图解地图示了用于图1A图示的系统的系统带宽，示出了系统带宽的不同部分被分配给不同的用户。
通信系统100用于在从发射终端104至一个或多个远程定位接收终端106的光学路径102上传输多个光学信道。示例性系统100可以是长距离海底系统，所述长距离海底系统被构造成用于例如在5,000km或更多的距离内将信道从发射器传输到接收器。本领域的技术人员将认识到，为了便于说明，通信系统100已经被图示为非常简化的点至点单向系统。例如，发射终端104和接收终端106都可以被构造成收发器或转发器，借此每个发射终端104和接收终端106都可以被构造成用于执行发射功能和接收功能。然而，为了便于说明，在图1中仅关于发射功能或接收功能图示和描述终端。发射终端和接收终端可以包括图1A未图示的设备。发射终端104，例如，可以包括额外的光纤、波导、光学放大器、光学滤波器、色散补偿模块和耦接到光学路径并且被称为“波长终端设备”(WTE)的其它有源光学部件和无源光学部件。因而，仅通过说明性而非限制性的方法提供本文中图示的示例性实施例。
如图1B所示，整体的系统带宽可以从较短的波长λS延伸到较长的波长λL。该系统带宽的不同部分可以被分配给不同的用户，从而没有用户具有包含不同用户的用户分配带宽的任何部分的用户分配带宽。在图示的实施例中，例如，λ1和λ2之间的光学带宽已经被分配给用户1，λ2和λ3之间的带宽已经被分配给用户2，并且λn和λn+1之间的光学带宽已经被分配给用户n。在与本发明一致的系统中，系统带宽的不同部分可以分配给任意数量n的用户，并且用户可以具有相同量或不同量的例如成一个接续带或多个非接续带的形式的分配带宽。
每个用户都可以在其用户分配带宽中建立光学信道。在图示的示例性实施例中，发射终端104包括与每个用户相关联的分离的发射子系统105-1…105-n。每个子系统105-1…105-n都在对应的用户分配带宽中生成信道和载荷功率，并且将信道和载荷功率聚集至占用光谱的相关联带中。
为了便于说明，仅在图1A中具体地示出与用户1相关联的发射子系统105-1，应该理解，其它发射子系统，例如105-n，可以以相同的或不同的构造被构建。在图示的构造中，发射子系统105-1包括多个变送器TX1…TXm，所述多个变送器接收在相应的数据路径108-1…108-m上的数据，并且通过调制与用户1相关联的用户分配带宽中的相应光学载波波长λ1…λm上的数据来传输相应的光学信号。可以使用各种调制格式和数据速率在信道波长λ1…λm上调制数据。为了便于说明，以非常简化的形式示出变送器TX1…TXm。每个发射器TX1…TXm都可以包括电力部件和光学部件，所述电力部件和光学部件被构造成用于以其具有期望的振幅和调制的相关联的波长发射光学信号。
发射子系统105-1还可以包括载荷设备109，以用于生成载荷功率以控制将到达一个或多个用户控制单元(UCU)120的信号的总功率。用于载荷设备109的多个构造是已知的。由载荷设备109提供的载荷功率可以是成块的放大式自发射(ASE)噪声、信道化(削波)ASE或连续波调谐。用于载荷的额外光学功率可能在用户分配带宽中是需要的以满足与对总功率、功率谱密度和峰值功率限制相关的策略。
传输信道波长λ1...λm分别地被在多个光学路径110-1…110-m上载送至组合信道波长λ1...λm和来自载荷设备109的任何载荷功率的复用器，以在光学路径113-1上形成用户专用聚合光学信号。用于一个或多个额外用户的发射子系统，例如系统105-n，可以在与其它用户相关联的光学路径上，例如路径113-n，类似地产生用户专用聚合光学信号。然而，每个用户都可以控制其相关联的发射子系统105-1…105-n的特定构造。发射子系统105-1…105-n因此可以包括建立用于每个用户的不同传输特性的不同的硬件构造。并且，虽然图示的示例性实施例示出了定位在发射终端104中的发射子系统105-1…105-n，但是发射子系统105-1…105-n中的一个或多个可以位于与发射终端104和/或UCU(多个UCU)120分离的物理位置处。
如下文将更详细地所述，UCU(多个UCU)120组合来自每个用户的用户专用聚合信号，以便以执行系统策略的方式在光学路径102上产生组合的聚合光学信号。可以在远程接收终端106处接收发射到光学路径102上的组合的聚合光学信号。远程接收终端106包括一个或多个UCU122和与n个用户中的每个相关联的分离的接收子系统107-1…107-n。在图示的实施例中，UCU(多个UCU)122基于相关联的策略规则，例如安全策略规则，将被接收在光学路径102上的组合的聚合光学信号分解成分离的用户专用聚合光学信号。光学路径115-1…115-n将相应的用户专用聚合光学信号载送至接收子系统107-1…107-n中的相应的一个。
为了便于说明，仅在图1A中具体地示出与用户1相关联的接收子系统107-1，应该理解，其它接收子系统，例如107-n，可以以相同的或不同的构造被构建。在图示的示例性实施例中，接收子系统107-1包括分路器114，所述分路器将信道波长λ1...λm处的信号提供到相关联的路径116-1…116-m上，所述相关联的路径116-1…116-m耦接到相关联的信道接收器RX1…RXm。分路器114可以采取已知的构造，并且可以是或可以不是波长特定的装置。接收器RX1…RXm可以被构造成用于使分离信道上的光学信号解调，并且在相应的输出数据路径118-1…118-m上提供相关联的输出数据信号。接收器RX1…RXm可以采取已知构造的直接检测接收器构造或相干的接收器构造，并且为了便于说明以非常简化的形式被示出。每个接收器RX1…RXm都可以包括电力部件和光学部件，所述电力部件和光学部件被构造成用于接收并解调其相关联波长λ1…λm处的光学信号。
用于一个或多个额外用户的接收子系统，例如107-n，可以类似地产生输出数据信号。然而，每个用户都可以控制其相关联的接收子系统107-1…107-n的特定构造。接收子系统107-1…107-n因此可以包括不同的硬件构造，建立用于每个用户的不同接收器特性。并且，虽然图示的示例性实施例示出了定位在接收终端106中的接收子系统107-1…107-n，但是接收子系统107-1…107-n中的一个或多个可以位于与接收终端106和/或UCU(多个UCU)122分离的物理位置处。
接收子系统107-1…107-n中的一个或多个还可以被构造成用于报告性能测量值，诸如OSNR、BER和/或耦接到接收子系统107-1…107-n中的每个的信号中的一个或多个的品质因数，并且可以将该信息提供至UCU(多个UCU)120和/或UCU(多个UCU)122。UCU(多个UCU)120和/或UCU(多个UCU)122可以使用性能信息以确定系统策略是否已经被违反，以确定系统传输特性是否保持静态或补救任何系统策略违反。
现在参照图2，图示了与本发明一致的终端的示例性实施例104a。图示的示例性实施例104a被构造成用于双向通信，并且包括单个的UCU120a以用于在所有用户的用户分配带宽中执行系统策略。UCU120a包括发射路径201、控制器203、接收路径205、载荷功率系统208、光学信道监控器(OCM)204和功率探测器207和214-1…214-n。OCM204可以采取已知的构造。功率探测器207和214-1…214-n可以是用于检测光学功率的任何已知装置，诸如已知的宽带光检器。
UCU120a的发射路径201包括发射光学滤波元件(T-OFE)202、耦合器210和211以及可变光学衰减器(VOA)205。接收路径包括接收光学滤波元件(R-OFE)220、耦合器215和213-1…213-n以及VOA212-1…212-n。耦合器210、211、213-1…213-n和215以及VOA205和212-1…212-n可以采取已知的构造。
总的来说，位于发射子系统105-1…105-n的输出处的n个用户专用聚合光学信号作为n个输入耦接到T-OFE202，并且载荷功率系统208的输出作为另一输入耦接至T-OFE202。T-OFE202聚集了发射子系统105-1…105-n和载荷功率系统208的输出并且提供聚合信号。聚合信号通过VOA205以及耦合器210和211耦接，以在耦接到光学路径102(图1A)的路径250上提供聚合共用发射信号。耦合器210将位于T-OFE202的输出处的聚合信号的一部分耦接到OCM204。耦合器211将位于T-OFE202的输出处的聚合信号的一部分耦接到功率探测器207。
UCU120a的接收路径205从光学路径102接收在路径251上的聚合共用接收信号。R-OFE220使在路径251上提供的聚合信号分解并且提供相关联的分解信号。分解信号通过VOA212-1…212-n和耦合器213-1…213-n中的相关联的一个VOA和一个耦合器耦接到接收子系统107-1…107-n中的相关联的一个。每个耦合器213-1…213-n都将位于ROFE220的输出处的分解信号的一部分耦接到功率探测器214-1…214-n中的相关联的一个。耦合器215将聚合共用接收信号的一部分耦接到OCM204。
T-OFE202和R-OFE220可以被以多种构造设置，并且每个T-OFE202和R-OFE220都可以包括一个或多个光学滤波装置。T-OFE202和R-OFE220的滤波装置将位于其输出处的光学信号限制到每个用户的用户分配带宽。可以通过T-OFE202或R-OFE220分别地响应于来自控制器203的发射光谱控制输出和接收光谱控制输出来建立T-OFE202和R-OFE220的波长滤波光谱形状以及输送到T-OFE202和R-OFE220或从T-OFE202和R-OFE220输送的光谱的总功率或功率谱密度。
T-OFE202和R-OFE220的光学滤波装置可以利用固定光学通带来实现，和/或可以使用例如一个或多个波长选择开关(WSS)装置或可调谐薄膜滤波器而利用可重构光学滤波装置来实现。当基于WSS装置时，每个T-OFE202和R-OFE220还可以包括一个或多个衰减装置，以用于例如在整个用户分配光谱中使用增益平坦化在依赖光学频率的基础上，控制光谱的在其输出中的单独部分的功率水平。尽管本文中结合数个其它实施例描述了基于WSS的方法，但是可以以本领域的技术人员已知的其它方式执行WSS的功能。例如，阵列波导光栅和/或光纤布拉格光栅可以被构造成用于执行这些功能，并且衰减功能可以通过各种类型的衰减器中的任一个来实现。
控制器203响应于来自OCM204、功率探测器207、功率探测器214-1…214-n的输出以向T-OFE202、R-OFE220、VOA205和/或VOA212-1…212n提供控制输出，如图2中虚线所示。从OCM204至控制器203的输出可以表示T-OFE202的聚合输出和/或R-OFE220的聚合输入中的总信道功率和/或每个信道功率和/或信道构造。功率探测器207的输出可以表示路径251上的聚合输出信号中的光学功率量，并且每个功率探测器214-1…214-n的输出都可以表示在来自R-OFE220的分解信号中的相关联的一个中的光学功率量。
响应于OCM204和功率探测器207的输出，控制器可以向T-OFE202提供发射光谱控制输出信号，和/或向VOA205提供发射衰减控制输出。发射光谱控制输出和发射衰减控制输出被构造成用于分别地控制T-OFE202和VOA的输出，以用于动态执行针对系统设置的策略。到T-OFE202的发射光谱控制输出可以例如导致对T-OFE202的波长滤波光谱形状进行动态调节，以防止用于每个用户的相应用户分配带宽外的任何用户信道或波长被耦接到路径250上的聚合输出信号。到T-OFE202的发射光谱控制输出还可以，或可选地，动态调节T-OFE202以改变T-OFE202的聚合输出的不同部分的功率水平，以用于控制在不同用户分配带宽或其部分中的功率。到VOA的发射衰减输出可以导致对由VOA205施加给聚合输出的衰减进行动态调节，以导致对提供在路径250上的聚合共用发射信号中的总功率的调节，或导致对不同用户分配带宽或其部分中的总功率的调节。
类似地，响应于OCM204和功率探测器214-1…214-n的输出，控制器203可以向R-OFE220提供接收光谱控制输出并且向VOA212-1…212-n提供一个或多个接收衰减控制输出。接收光谱控制输出和接收衰减控制输出被构造成用于分别地控制R-OFE220和VOA212-1…212-n的输出，以用于动态执行针对系统设置的策略，以向接收子系统107-1...107-n提供与系统策略一致的分解信号。接收光谱控制输出可以例如导致对R-OFE220的波长滤波光谱形状的动态调节，以防止用于每个用户的相应用户分配带宽外的任何用户信道或波长被耦接到R-OFE的输出。至R-OFE220的接收光谱控制输出还可以，或可选地，动态调节R-OFE220以改变R-OFE202的分解输出中不同的分解输出中的功率水平。到VOA212-1…212-n的接收衰减输出可以导致对由VOA212-1…212-n中的每个施加的衰减进行动态调节，以导致对分解信号中的每个的总功率或其部分中的总功率进行调节。
控制器203还可以或可选地响应于OCM204和/或功率探测器207的输出，向载荷功率系统208提供载荷功率控制输出。响应于来自控制器203的载荷功率控制输出，载荷功率系统208可以重构从载荷功率系统208提供到T-OFE202的输入的载荷功率的光谱。可以以各种构造设置载荷功率系统208。例如，载荷功率系统208可以包括载荷电源，例如ASE源并且可以包括可重构的光学滤波器，例如WSS装置。可重构的载荷电源可以被构造成用于，在与T-OFE202的不满足针对系统设置的最小功率范围策略的聚合输出中的光谱位置对应的光谱位置中，产生宽带噪声带。
元件管理系统(EMS)206可以在控制器203中建立和编程系统策略，并且被构造成用于与控制器203、发射子系统105-1…105-n和接收子系统107-1…107-n双向通信。EMS206还可以被以已知的方式构造成监督和管理系统100(图1)中的网络元件以及与网络管理系统(NMS)通信。NMS可以被构造成用于通过与数个EMS通信来管理整个系统。EMS206可以是系统中100的数个其它EMS(未示出)中的一个并且可以与相关联的NMS(未示出)通信。这些其它的EMS可以控制用户的设备。在与本发明一致的系统中，当控制器203例如响应于OCM204和/或功率探测器207或214-1…214-n的输出而检测到违反系统策略规则时，控制器203可以例如与EMS206通信。作为响应，系统可以例如在EMS和NMS水平发出指示违反的警报，同时控制器203进行对违反的动态修正。
有利地，与本发明一致的系统可以在包括用户分配光学带宽的系统中动态执行系统策略。系统可以例如防止用于每个用户的相应用户分配带宽外的任何用户信道或波长被耦接到聚合输出信号或分解信号。系统还可以动态控制聚合输出信号或分解信号的任何部分中，例如在每个用户分配带宽中，的总输出功率。
另外，随着波长由于网络故障或通过用户在其相关联的用户分配带宽中被添加或移除，与本发明一致的系统可以动态调整载荷功率的改变。该特征允许用户进行动态配置。如所示，例如，在图2中，EMS206可以被构造成用于与发射子系统105-1…105n和接收子系统107-1…107-n通信。在一个实施例中，EMS206可以为每个用户的用户分配带宽存储多个已知的很好构造。可以例如从系统性能模拟中得到已知的良好构造。用户然后可以通过其相关联的发射子系统105-1…105-n向EMS206发送请求，指示其要求额外的容量。EMS206然后可以关于什么波长是可用的以及适当的功率设置与用户发射子系统，例如105-1，通信。EMS206然后可以例如基于已知的良好构造与发射子系统，例如105-1，协调以生成发射信号并且调节载荷功率。可以以类似方式处理用于减少容量的请求。
EMS206还可以或可选地被构造成用于使用来自接收子系统107-1…107-n处的性能测量的反馈来执行功能，所述性能测量例如为调制特性、误差修正性能、OSNR性能、数据速率等。例如，如果用户升级其发射子系统，例如105-1，以减少信道间隔，则EMS206可以被构造成用于例如使用来自相关联的接收子系统，例如107-1，处的性能测量的反馈，来确定用于该新的设备的最优波长和信道功率，以确保最优性能或执行设置最小性能的策略。为便于此，可以在接收子系统107-1…107-n之间建立链接，并且EMS206可以便于共用在接收子系统107-1…107-n处进行的性能测量。
与本发明一致的系统还可以或可选地监控传输系统特性，并且改变系统策略以补偿系统的老化。例如，随着系统老化，链接的光谱(增益)形状可能改变。于是可以有用的是调节被发射的光学功率策略以保持可接受的性能。在该情况下，EMS206可以使用来自用户提供的传输性能信息的反馈以确定多少功率调节实现优化的性能或期望的性能。并且，EMS206可以利用基于使用OCM的接收光谱测量值的其它度量。系统然后可以通过改变T-OFE202中的发射信道衰减或通过向用户发射设备传送新的策略发射值来实施新的策略。
可以以具有元件的不同布置的各种构造设置包括与本发明一致的UCU的系统。图3例如图示了与本发明一致的终端的另一实施例104b。在图示的实施例中，与n个用户相关联的分离的发射子系统105-1…105-n中的每个和接收子系统107-1…107-n中的每个都与多个UCU120b-1、…120b-n中的不同的一个相关联，所述多个UCU120b-1、…120b-n被构造成用于执行针对整体系统和/或针对相关联用户设置的策略。如所示，来自分离的发射子系统105-1…105-n中的每个的用户专用聚合发射光学信号作为输入耦接到用户专用的UCU120b-1、…120b-n中的相关联的一个，并且UCU120b-1、…120b-n中的每个的用户专用输出也作为输入耦接到不同的用户专用接收子系统107-1…107-n。
UCU120b-1…120b-n中的每个都耦接到n端口组合器325。来自UCU120b-1…120b-n中的每个的聚合发射信号350-1…350-n都由组合器325组合，从而形成将被提供在光学路径102(图1)上的共用聚合发射信号250。共用的聚合接收信号251由组合器325分开，并且作为输入352-1……352-n连接到UCU120b-1…120b-n。组合器325可以采取已知的构造，并且可以是或可以不是波长选择性的。
在图示的示例性实施例中，为了便于说明，仅与发射子系统105-1和接收子系统107-1相关联的UCU120b-1被具体地示出，应该理解，其它UCU，例如UCU120b-n，可以以相同的或不同的构造被构建。UCU120b-1的发射路径301包括T-OFE202a、VOA205和耦合器210和211。UCU120b-1的接收路径305包括R-OFE202a、VOA212和耦合器213和215。UCU120b-1还包括功率探测器207和214、OCM204a、载荷功率系统208和与EMS206连接的控制器203a。发射子系统105-1和接收子系统107-1还被构造成用于与EMS206连接，例如以便于动态配置和/或系统老化调节，如上所述。
UCU120b-1中的元件的功能可以与图2示出的UCU120a所示的元件的功能相同。然而，在图3的实施例中，T-OFE202a仅聚集与之相关联的发射子系统105-1的输出和载荷功率系统的输出，并且图3中的R-OFE220a提供包括与接收子系统107-1相关联的用户分配带宽的单个输出。并且，OCM204a可以被构造成用于检测与发射和接收子系统105-1和107-1相关联的用户分配带宽。
总的来说，每个UCU120b-1…120b-n中的控制器203a都被构造成用于向载荷功率系统208、T-OFE202a、VOA205、R-OFE220a和/或VOA212提供控制输出，以执行针对系统设置的策略，并且响应于来自OCM204a、功率探测器207和/或功率探测器214的输出将相关联用户限制到其用户分配带宽。可以响应于来自控制器203a的发射光谱控制输出通过T-OFE202a来建立波长(信道)和信道功率，和/或传递到UCU120b-1的聚合输出350-1的组合波长的总功率。还可以，或可选地，响应于来自控制器203a的发射衰减控制输出通过VOA205来建立信道功率，和/或传递到聚合输出350-1的组合波长的总功率。类似地，可以响应于来自控制器203a的接收光谱控制输出通过R-OFE220a来建立波长(信道)和信道功率，和/或传递到接收子系统107-1的组合波长的总功率。还可以，或可选地，响应于来自控制器203a的接收衰减控制输出通过VOA212来建立信道功率，和/或传递到发射子系统107-1的组合波长的总功率。
图4图示了与本发明一致的终端的另一实施例104c。在图示的实施例中，与n个用户相关联的分离的发射子系统105-1…105-n中的每个和接收子系统107-1…107-n中的每个都与多个UCU120b-1…120c-n中的不同的一个相关联，所述多个UCU120b-1…120c-n被构造成用于执行针对整体系统和/或针对相关联用户设置的策略。如所示，来自分离的发射子系统105-1…105-n中的每个的用户专用聚合发射光学信号作为输入耦接到用户专用的UCU120c-1…120c-n中的相关联的一个，并且UCU120c-1、…120c-n中的每个的用户专用输出也作为输入耦接到不同的用户专用接收子系统107-1…107-n。
UCU120c-1…120c-n中的每个耦接到n端口组合器325。来自UCU120c-1…120c-n中的每个的聚合发射信号350-1…350-n都由组合器325组合，从而形成将被提供在光学路径102(图1)上的共用聚合发射信号250。共用的聚合接收信号251由组合器325分开，并且作为输入352-1……352-n连接到UCU120c-1…120c-n。
为了便于说明，仅与发射子系统105-1和接收子系统107-1相关联的UCU120c-1被具体地示出，应该理解，其它UCU，例如UCU120c-n，可以以相同的或不同的构造被构建。UCU120c-1的发射路径401包括T-OFE202b、VOA205、耦合器210和211和放大器460和408。UCU120c-1的接收路径405包括R-OFE220a、VOA212、耦合器213和215和放大器470。UCU120c-1还包括功率探测器207和214、OCM204a和与EMS206连接的控制器203b。发射子系统105-1和接收子系统107-1还被构造成用于与EMS206连接，例如以便于动态配置和/或系统老化调节，如上所述。
UCU120c-1中的元件的功能可以与图3示出的UCU120a所示的元件的功能相同。然而，在图4的实施例中，载荷系统208被省略，并且T-OFE202b不聚集分离的输入。替代地，发射子系统105-1的输出通过放大器460耦接到T-OFE202b的输入。通过操作放大器460来将噪声载荷容量设置在图4的实施例中以提供载荷功率。
特别地，除了如上所述的分别地向T-OFE202b和R-OFE220a提供发射光谱控制输出和接收光谱控制输出以及分别地向VOA205和VOA212提供发射衰减控制输出和接收衰减控制输出之外，控制器203b还被构造成用于响应于来自OCM204a、功率探测器207和/或功率探测器214的输出，向放大器460提供输入放大器控制输出，向放大器408提供发射放大器控制输出，并且向放大器470提供接收衰减控制输出。到放大器460的输入放大器控制输出被构造成用于促使放大器以恒定输出功率或以恒定抽吸功率模式运行，从而例如在与发射子系统105-1相关联的用户分配带宽中不存在一个或多个用户信号的情况下，放大器460生成足够的ASE噪声以满足系统功率策略。另外地或可选地，控制器203b可以向放大器460提供输入放大器控制输出并且向放大器408提供发射放大器控制输出，使得聚合发射信号350-1与系统策略一致，例如聚合发射信号350-1不影响另一用户的传输性能。控制器203b还可以或可选地在接收路径405中向放大器470提供接收放大器控制输出，以保持提供到接收子系统107-1的规定信号振幅。
图5图示了与本发明一致的发射控制系统104d的又一实施例。在图示的实施例中，与n个用户相关联的分离的发射子系统105-1…105-n中的每个和接收子系统107-1…107-n中的每个都与多个UCU120-1、…120-n中的不同的一个相关联，所述多个UCU120-1、…120-n被构造成用于执行针对整体系统和/或针对相关联用户设置的策略。如所示，来自分离的发射子系统105-1…105-n中的每个的用户专用聚合发射光学信号作为输入耦接到用户专用的UCU120-1、…120-n中的相关联的一个，并且UCU120-1、…120-n中的每个的用户专用输出也作为输入耦接到不同的用户专用接收子系统107-1…107-n。
UCU120b-1…120-n中的每个都耦接到组合器325a。来自UCU120-1…120-n中的每个的聚合发射信号350-1…350-n和来自载荷功率系统208a的输出由组合器325a组合，以提供将被设置在光学路径102(图1)上的聚合发射信号250。共用的聚合接收信号251由组合器325a分开，并且作为输入352-1……352-n连接到UCU120-1…120-n。
为了简单起见，未示出UCU120-1…120-n的内部结构。UCU中的每个都可以被以与本发明一致的方式构造，例如如图3或图4所示，以用于执行针对与之相关联的每个发射系统105-1…105-n和接收子系统107-1…107-n的系统策略。并且，如上所述，发射子系统105-1…105-n和接收子系统107-1…107-n可以被构造成用于与EMS206连接，例如以便于动态配置和/或系统老化调节，如上所述。
载荷功率系统208a可以被构造成用于例如响应于来自EMS206的载荷功率控制信号以提供补充载荷功率，以补充在相应的发射子系统105-1…105-n中由用户和/或由UCU提供的载荷功率。例如，如果用户在其相关联的发射子系统105-1中使用载荷功率系统109(图1)来提供载荷功率，则可以使用载荷功率系统208(图2或图3)和/或放大器460(图4)来补偿或调节载荷功率。响应于来自EMS206的载荷功率控制信号，图5中的载荷功率系统208a可以提供用于满足系统策略的任何补充载荷功率。
图6是图示与本发明一致的方法600的流程图。操作602包括将系统带宽的多个不同部分分配到不同的相关联用户。与不同的相关联用户中的每个相关联的多个用户专用信号被接收604以用于聚合成组合发射信号。针对用户专用信号，至少一个系统策略被建立606，并且在组合发射信号中，系统策略被动态执行608。系统策略可以例如将用户专用信号中的每个限制到系统带宽的多个部分中相关联的部分和/或限制与用户专用信号相关联的功率水平。如图6中虚线所示，方法600可以可选地包括，响应于用户专用信号的改变，在组合发射信号中动态提供载荷功率610。发生改变可能例如是由于在信道分配或其用户分配带宽中的载荷方面由用户引起的改变，和/或是由于系统失效而引起。
尽管图6图示了根据实施例的多个操作，但是应该理解，对于其它实施例，不是图6图示的所有操作都是必要的。事实上，在本文中完全预期，在本发明的其它实施例中，图6图示的操作和/或本文中描述的其它操作，可以以未在任何附图中具体示出的方式组合，但是仍然与本发明完全地一致。因而，涉及未在一个附图中严格地示出的特征和/或操作的权利要求被认为位于本发明的范围和内容内。
根据本发明的一个方面，因而提供一种系统，所述系统包括多个发射子系统，所述多个发射子系统中的每个都被构造成用于发射相关联的用户专用聚合光学信号；至少一个用户控制单元(UCU)，所述至少一个用户控制单元耦接到发射子系统中的至少一个，所述至少一个UCU被构造成用于从所述发射子系统中的至少一个接收用户专用聚合光学信号中的至少一个，并且提供至少一个相关联的聚合输出信号，所述至少一个相关联的聚合输出信号包括所述用户专用聚合光学信号中的所述至少一个的至少一部分，UCU被构造成用于动态调节所述至少一个相关联的聚合输出信号以执行至少一个预定系统策略。
根据本发明的另一方面，提供一种系统，所述系统包括：多个发射子系统，所述多个发射子系统中的每个都被构造成用于在不同的用户分配带宽中发射相关联的用户专用聚合光学信号；至少一个用户控制单元(UCU)，所述至少一个用户控制单元耦接到发射子系统中的至少一个，UCU包括：发射光学滤波元件，所述发射光学滤波元件被构造成用于从所述发射子系统的所述至少一个接收所述用户专用聚合光学信号中的至少一个，并且提供相关联的聚合输出信号，所述相关联的聚合输出信号包括所述用户专用聚合光学信号的所述至少一个的至少一部分，和控制器，所述控制器被构造成用于向发射光学滤波元件提供发射光谱控制输出，以用于动态调节发射光学滤波元件的滤波光谱，以将相关联的聚合输出信号限制到与所述用户专用聚合光学信号中的所述至少一个相关联的用户分配带宽。
根据本发明的另一方面，提供一种方法，所述方法包括：将系统带宽的多个不同部分分配到不同的相关联用户；接收与不同的相关联用户中的每个相关联的多个用户专用信号，以用于聚合成组合发射信号；建立用于用户专用信号的至少一个系统策略；并且在组合发射信号中动态执行系统策略。
可以使用处理器、控制器、服务器和/或其它可编程装置，诸如控制器203，来执行本文中描述的方法的实施例。为此目的，可以在非暂时性有形计算机可读存储介质上执行本文中描述的方法，所述非暂时性有形计算机可读存储介质具有存储其上的指令，当被一个或多个处理器执行时，所述指令执行所述方法。因而，例如，发射器和/或接收器可以包括存储介质(未示出)以(在，例如，固件或软件中)存储指令，以执行本文中描述的操作。存储介质可以包括任何类型的非暂时性有形介质，例如，任何类型的盘，包括软盘、光盘、紧凑式磁盘只读存储器(CD-ROM)、紧凑式磁盘可再写装置(CD-RW)和磁光盘，半导体装置，诸如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)(诸如动态RAM和静态RAM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、闪烁存储器、磁卡或光卡，或适合于存储电子指令的任何类型的媒介。
本领域的技术人员将认识到，本文中的任何方框示意图表示表现本发明原理的说明性电路和/或光学部件的概念视图。类似地，将认识到，无论计算机或处理器是否被明确地示出，任何流程图、流程示意图、状态过渡示意图、伪代码等表示可以在计算机可读介质中被大致表示并且被这种计算机或处理器如此执行的各种方法。软件模块，或暗指是软件的简单模块，在本文中可以表示为指示文本描述和/或过程步骤的性能的流程图元件或其它元件的任何组合。可以通过明确或隐含地示出的硬件来执行这样的模块。
可以通过使用专用硬件以及能够执行与适当软件关联的软件的硬件来提供图中示出的包括任何功能方框的各种元件的功能。当由处理器、控制器或服务器提供时，功能可以由单个专用处理器，由单个共用处理器或由多个单独的处理器提供，上述处理器中的一些可以被共用。此外，术语"处理器"、"控制器"或“服务器”的明确使用应该不被理解为专门地表示能够执行软件的硬件，并且可以隐含地包括，但是不限于，数字信号处理器(DSP)硬件、网络处理器、专用集成电路(ASIC)、场可编程门阵列(FPGA)、用于存储软件的只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和非易失性存储器。还可以包括其它常规的和/或定制的硬件。

Claims (15)

1.一种系统，包括：
多个发射子系统(105-1…105-n)，所述多个发射子系统(105-1…105-n)中的每个都被构造成用于发射相关联的用户专用聚合光学信号(113-1…113-n)；
至少一个用户控制单元(UCU)(120,120a,120b-1…120b-n,120c-1…120c-n,120-1…120-n)，所述至少一个用户控制单元耦接到所述发射子系统(105-1…105-n)中的至少一个，所述至少一个UCU(120,120a,120b-1…120b-n,120c-1…120c-n,120-1…120-n)被构造成用于从所述发射子系统(105-1…105-n)中的所述至少一个接收所述用户专用聚合光学信号(113-1…113-n)中的至少一个用户专用聚合光学信号，并且提供至少一个相关联的聚合输出信号，所述至少一个相关联的聚合输出信号包括所述用户专用聚合光学信号中的所述至少一个用户专用聚合光学信号的至少一部分，所述UCU(120,120a,120b-1…120b-n,120c-1…120c-n,120-1…120-n)被构造成用于动态调节所述至少一个相关联的聚合输出信号以执行至少一个预定系统策略。
2.根据权利要求1所述的系统，所述系统包括所述UCU(120、120a)中的单个UCU，所述UCU被构造成用于从所述多个发射子系统(105-1…105-n)中的每个接收所述相关联的用户专用聚合光学信号中的每个，所述UCU(120、120a)被构造成用于提供包括所述用户专用聚合光学信号中的每个用户专用聚合光学信号的至少一部分的所述相关联的聚合输出信号中的单个聚合输出信号，并且被构造成动态调节所述相关联的聚合输出信号中的所述单个聚合输出信号，以执行所述至少一个预定系统策略。
3.根据权利要求1所述的系统，所述系统包括多个所述UCU(120、120b-1…120b-n、120c-1…120c-n、120-1…120-n)，所述多个UCU(120、120b-1…120b-n、120c-1…120c-n、120-1…120-n)中的每个都被构造成用于从所述多个发射子系统(105-1…105-n)中的相关联的一个接收所述用户专用聚合光学信号中的相关联的一个，所述多个UCU(120、120b-1…120b-n、120c-1…120c-n、120-1…120-n)中的每个都被构造成用于提供相关联的聚合输出信号，所述相关联的聚合输出信号包括由此接收的所述用户专用聚合光学信号的至少一部分，所述多个UCU(120、120b-1…120b-n、120c-1…120c-n、120-1…120-n)中的每个都被构造成用于动态调节所述相关联的聚合输出信号以执行所述至少一个预定系统策略。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个UCU(120、120a、120b-1…120b-n、120c-1…120c-n、120-1…120-n)包括至少一个发射光学滤波元件(220、220a)和控制器(203、203a)，所述控制器(203、203a)被构造成用于提供发射光谱控制信号以用于动态改变所述发射光学滤波元件的滤波光谱，以用于执行所述至少一个预定系统策略。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器(203、203a)被构造成用于响应于光学信道监控器(204、204a)的输出来提供所述发射光谱控制信号，所述光学信道监控器被耦接以用于接收至少一个相关联的聚合输出信号。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个UCU(120、120a、120b-1…120b-n、120c-1…120c-n、120-1…120-n)包括至少一个可变光学衰减器(205、205a)和控制器(203、203a)，所述控制器(203、203a)被构造成用于提供发射衰减光谱控制信号以用于改变所述可变光学衰减器(205、205a)的衰减水平，以用于执行所述至少一个预定系统策略。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个UCU(120c-1…120c-n)包括至少一个放大器(408)和控制器(203b)，所述控制器(203b)被构造成用于提供发射放大器控制信号以用于改变所述放大器(408)的放大水平，以用于执行所述至少一个预定系统策略。
8.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个UCU(120a、120b-1…120b-n)包括至少一个载荷功率系统(208、208a)和控制器(203、203a)，所述控制器(203、203a)被构造成用于提供载荷功率控制信号以用于向所述至少一个用户专用聚合光学信号添加载荷功率，以用于执行所述至少一个预定系统策略。
9.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个UCU(120c-1…120c-n)包括输入放大器(460)和控制器(203b)，所述控制器(203b)被构造成用于提供输入放大器控制信号，以用于向所述至少一个用户专用聚合光学信号添加载荷功率，以用于执行所述至少一个预定系统策略。
10.根据权利要求1所述的系统，所述系统进一步包括：
多个接收子系统(107-1…107-n)；
所述至少一个UCU(122、120a、120b-1…120b-n、120c-1…120c-n、120-1…120-n)，所述至少一个UCU被构造成用于接收至少一个用户专用聚合接收信号并且向所述接收子系统中的至少一个提供至少一个用户专用分解光学信号，所述至少一个用户专用分解光学信号包括所述用户专用聚合接收信号中的至少一部分，所述UCU(122、120a、120b-1…120b-n、120c-1…120c-n、120-1…120-n)被构造成用于动态调节所述至少一个用户专用分解光学信号以执行所述至少一个预定系统策略。
11.根据权利要求15所述的系统，其中所述至少一个UCU(120a、120b-1…120b-n、120c-1…120c-n)包括至少一个接收光学滤波元件(220、220a)和控制器(203、203a、203b)，所述控制器(203、203a、203b)被构造成用于提供接收光谱控制信号以用于动态改变所述接收光学滤波元件的滤波光谱，以用于执行所述至少一个预定系统策略。
12.根据权利要求16所述的系统，其中所述控制器(203、203a、203b)被构造成用于响应于光学信道监控器(204、204a)的输出来提供所述接收光谱控制信号，所述光学信道监控器被耦接以用于接收至少一个用户专用聚合接收信号。
13.一种方法，包括：
将系统带宽的多个不同部分分配给不同的相关联用户；
接收与所述不同的相关联用户中的每个相关联的多个用户专用信号，以用于聚合成组合发射信号；
建立用于所述用户专用信号的至少一个系统策略；并且
在所述组合发射信号中动态执行系统策略。
14.根据权利要求18所述的方法，其中所述至少一个系统策略将所述用户专用信号中的每个都限制到所述系统带宽的所述部分的相关联的一个部分。
15.根据权利要求18所述的方法，所述方法进一步包括：响应于所述用户专用信号的改变，在所述组合发射信号中动态提供载荷功率。
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