CN1084100C - 光多信道通信系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种通信网络具有灵活的双向总线结构(FBDNA)和被安排为环形结构。该网络的每个节点具有至少一个通/断节点开关，即，允许或阻断否则将沿一个环路传输的开关。如果该网络每个节点只有一个节点开关，则该节点开关开始被设置为断开，以避免通常与环路结构相联系的被放大了的自然发射的循环积累。如果出现光缆断路，则与该断路邻近的节点(或各节点)的、位于该节点的与该断路相同的一侧的节点开关(或各节点开关)就被转换为断开，和在断路前是断开的节点开关转换为导通，允许网络与以前完全一样地操作。如果该网络每个节点具有两个节点开关，在相邻的节点中互相邻近的节点的两个节点开关开始时被设置为断开，和如果出现光缆断开，在断路点两侧的节点开关被转换为断开，和开始是断开的节点开关转换为导通。该网络提供了通信业务的保护切换和以简单经济的方式解决了ASE循环积累的问题。该网络还通信波长重组，减少所要求的波长数。

Description

光多信道通信系统和方法
             发明背景
申请人的发明涉及使用光纤的电信网络。
光系统和电路对于数据通信来说，已经变得愈来愈重要。因为光纤具有大的传输容量，没有电磁干扰和接地回路等问题，所以在电信系统中光纤网络是特别有用的。
随着传输容量需求的增加，正如在宽带多媒体电信那样，存在对于多信道系统的需要。在未来的若干年中，光多信道系统将可能改变网络设计的策略。通过利用多信道技术，可能在现存的光缆的条件下实现增加传输容量和灵活性，而不需要增加调制速度或附加更复杂的控制功能。
对于通信网络来说，环路结构是通用的，当利用光缆时，环路通常具有一个在一个方向的传送额定通信量的光纤和另一个在另一个方向的传送的相同通信量的光纤，以防止由于光纤断路而丢失通信量。以这样的方式，仅利用一个光缆在两个分别的路径上可以到达网络中的每个节点，这样如果在一个方向上一个光纤出现断路，则通信量可以通过在另一个方向上另一个光纤进行传输。
通常，光纤放大器提供对信号衰减的补偿。掺铒光纤放大器(EDFA)是最常用的和迄今是最好的，但是还有另外一些可选择的放大器。在这些放大器补偿信号的衰减的同时，它们还放大它们自己的自然发射，导致在环路结构中的一些问题。具体地讲，如果没有特别的措施防止的话，来自光放大器的被放大的自然发射(ASE)在环路中进行循环累积。ASE的循环累积导致饱和、高噪声电平和振荡。这个问题的出现利用光纤是不容易解决的。
提供所希望的信号保护的一种方法描述在A.F.Elrefaie等人的文章“Fiber-amplifier Cascades in 4-Fiber Multiwavlength Interoffice RingNetworks”(Proc.IEEE LEOS 1994 Optical Networks and TheirEnabling Technologies，pp31-32，1994)中。这个系统的一个限制是循环ASE问题。
克服ASE的循环和技术被描述在前面所述的出版物中的K.Bala等人的文章“Cycles in Wavelength Routed Optical Networks”(pp.7-8)中。虽然这个系统通过阻断振荡的周期，解决了ASE的问题，但并不能提供双向总线网络的所希望的保护。
光多信道系统的可测定性、多波长、多跳光网络和各个方面被描述在C.A.Brackett等人的文章“A Scalable Multiwavelength MultihopOptical Network：A Proposal for Research on All-Optical Networks”(IEEE J.Lightwave Technol.vol.LT-11，pp.736-753，Mat/June 1993)中。这个系统着重在测定各个信道波长的数目和各个波长的重组，但不能解决循环ASE的问题。
光多信道系统的其它方面和用于这种系统的部件被描述在C.M.Miller等人的文章“Passive Tunable Fiber Fabry-Perot Filters forTrnsparent Optical Networks”(Proc.3rd IEEE InternationalWorkshop on Photonics Networks，Components，and Appiications，)(Atlanda，Georgia，1993)；V.Mizrahi等人的文章“Four channel fibregrating demutiplexer”(Electroics Letters vol.30，no.10，1994)；和J.E.Baran等人的文章“Multiwavelength performance of an apodizedacousto-optic switch”(Proc.OFC′94 No TuM5的文章)中。这些出版物详细地描述了可以使用在波分复用(WDM)的光网络的节点中的各种滤波装置，即用于选择不同波长的信道。
授予Shimokawa等人的美国专利4973953描述了一种在以环路形式相链接的各节点之间传输数据的数据传输系统。每个节点包括用于同时以相反方向发送数据和帧信号的两个发送机电路，和用于检测数据传输故障和根据系统中故障的位置管理系统的数据传输的控制电路。但无论如何，Shimokawa的系统不是一个光系统，而是全电的系统，并且Shimokawa的系统不是多信道系统而仅是一个单信道(电的)系统。另外，Shimokawa的系统在每个节点上发送电信号、处理该信号、和再发送该信号。因此，Shimokawa的系统不能直接提供节点到节点的通信。
授予Haller等人的美国专利4704713描述了一种光纤环形网络，该网络如果其中一个节点出故障仍然能够工作。每个节点能够诊断它自己的主接收机或在紧相邻的上游节点的发送机的故障。在任何一种情况下，该节点从它的主接收机转换到它的备用接收机，旁路该上游节点，同时能使该环路的剩余部分继续工作。在Haller的系统中两个波长被用于发送通信业务到一个和两个下游节点。因此，Haller的专利没有按照通常可以理解的术语描述光多信道系统。再有，Haller的专利涉及解决光缆没有断路的节点故障问题。
授予Dequenne的欧洲专利公开EP 0487392披露了一种双向光复用系统，该系统利用不同波长在两个方向上沿光纤环路进行传输。各节点利用4个波长通过相同光纤进行双向通信。不管怎样，各信道是在每个节点上端接的。
                         发明概要
按照申请人的发明，提供一种具有双向总线结构的通信网络，其中每个节点至少具有一个通/断节点开关，即，允许或阻断否则将是沿着一个环路进行传输的开关。在任何给定的时间，至少一个节点开关被关断，从而避免了自然发射被循环放大的问题。如果发生光纤断路，则与该断路邻近的节点的、位于该节点的与该断路相同的一侧的节点开关(或各节点开关)被关断，和在断开前是断开的节点开关(或各节点开关)被接通。这允许该网络按照以前那样照常工作。因此，申请人的发明提供了双向总线，该总线以最简单的方式得到一个受保护的、形成一种环形结构光缆。
在申请人的发明的一个方面，一种在波分信道上传送信息的光纤通信网络，包括：一个具有两个光纤的光缆；通过该光缆连接的多个节点；和多个节点开关，每一个节点一个。各个节点波安排为环形，和各个节点和光缆形成一个双向总线。除一个节点开关外的每一个节点开关处于允许信息传送的导通位置，一个节点开关处于阻断信息传送的关断位置。该网络还包括一个用于检测光缆的断路的装置和响应断路检测，转换处于关断位置的节点开关到导通位置和转换与该断路邻近的节点的、位于该节点的与该断路相同的一侧的节点开关到关断位置的装置。
在申请人的发明的另一个方面，一种在波分信道上传送信息的光纤通信网络，包括：具有两个光纤的光缆；通过该光缆连接的多个节点，各节点被安排为环形和各节点和光缆形成一个双向总线；和多个在每个节点的每侧的节点开关，其中第一节点具有在一侧的处于关断位置的第一开关和与第一开关在相同一侧的邻近第一节点的第二节点具有在该一侧的处于关断位置的第二开关，第一和第二开关阻断传输，其它每一个开关处于允许信息传输的导通位置。该网络还包括：用于检测光缆中断路的装置和响应于该断路的检测，转换处于关断位置的第一和第二节点开关到导通位置的和转换邻近断路点在断路点两侧的各节点开关到导通位置的装置。
在这样一些网络中，每个节点至少包括对于一个相应波分信道的两个接收机和一个发送机，和各光前置放大器。每个网络还包括用于允许重新利用波长的波长重组装置，该波长重组装置将在网络中使用的波长数目从M(M-1)/2减少到(M2-1)/4，其中M是节点的数目。波长重组装置可以包括下列组之中其中一组：一个光环行器的和法布里-珀罗标准具的加上-取下滤波器；一个光环行器和一个光纤光栅；两个三端口法布里-珀罗标准具；和一个声光传输滤波器。
在另外一方面，申请人的发明提供一种在光纤通信网络中通过波分信道传输信息的方法，该网络具有若干个节点和包括两个光纤的光缆，各节点被安排为环形，各个节点和光缆形成一个双向总线，和每个节点包括一个节点开关。该方法包括以下各个步骤：设置除一个节点开关外的每一个节点开关处于允许信息传送的导通位置；设置一个节点开关处于阻断信息的断开位置；检测光缆中的断路；和当检测到断路时，设置处于断开位置的节点开关为导通位置，和设置与该断路邻近的节点的、位于该节点的与该断路相同的一侧的节点开关为断开位置。
在另一方面，发明人的发明提供一种在光纤通信网络的波分信道上传输信息的方法，该网络具有若干个节点，和包括两个光纤的光缆，各个节点被安排为环形，和各个节点和光缆形成一个双向总线，和每个节点包括在节点的每一侧的节点开关。该方法包括以下各个步骤：设置第一节点的一侧的第一开关为断开位置和在与该第一开关相同一侧的邻近第一节点的第二节点中的第二开关为断开位置，第一和第二开关阻断信息的传输；设置每个其它节点处于允许信息传输的导通位置；检测在光缆中的断路；和当检测到断路时，设置处于断开位置的第一和第二节点开关到导通位置和设置在该断路点的两侧邻近该断路点的节点开关为断开位置。
每个方法还可以包括：重新组合在网络中的波长，允许重新使用一个波长，使在网络中的波长的数从M(M-1)/2减少到(M2-1)/4的步骤，其中M是节点数。该重组步骤可以包括加上-取下滤波的步骤，该加上-取下滤波是由一个光环行器和法布里-珀罗标准具，一个光环行器和一个光纤光栅，两个三端口法布里-珀罗标准具，和一个声光传输滤波器执行的。
                        附图简述
申请人的发明在下面参照各个仅以例子的方式给出的实施例和结合各个附图的说明将被更为详细的进行描述，其中：
图1a是按照申请人的发明的一种网络图；
图1b是按照申请人的发明的允许波长重复使用的网络的图；
图2a-2d描述按照申请人的发明的其它各种网络；
图3说明用于确定是否存在一个波分信道的装置；
图4a-4f说明用于网络的加上-取下滤波器的例子；和
图5a-5b描述三端口法布里-珀罗标准具滤波器另外一些安排；
                  详细描述
申请人的发明涉及双向网络结构(FBDNA)，该结构解决了保持环形结构时的循环ASE积累问题。该发明还提供防止由于光缆断路的传输损耗问题，与单向环路比较不浪费任何光纤或波长数(双向总线比单向环路要求的波长少)。该发明还是一种经济的解决办法，因为与其它解决办法比较，该发明要求相对少和不那么先进的部件。
图1a、1b表示按照两个光纤5、6的环路构成的网络结构10，光纤5、6的每个环路以光学的方式形成一个用于从一个节点到一个节点传输波分信道λ1-λ6的双向总线。图1a、1b的每个表示4个节点1、2、3、4，显而易见，可能利用多一些或少一些的节点。节点1、2、3、4的每一个包含一个通/断开关装置20，和所有的这些开关之一被设置在传输(通)的位置。图1a、1b表示被放大的包括一个开关20的节点1的图。该各总线在一个阻断(断)开关的操作下启动和停止，和因此不会出现循环ASE积累的问题。开关装置20可以是一个常规的开关或一对可被导通和关断的光放大器。
每个节点还包括用于选择波分信道的装置。各选择器或滤波器可以是波分复用器(WDM)，或一个普通光纤耦合器和一个光滤波器的组合。(后者防止波长的重复使用)。
一般来说，每个节点还包括用于每个波分信道的对于每个光纤5、6的一个相应的接收机R。如图1a、1b所示，节点1具有6个接收机R和6个WDM 22、24、26、28、30、32，每个光纤5、6有三个，和可以看出，节点1可以接收6个波长λ1-λ6中的三个。所期望的信号可能仅到达一个节点的两个相同波长的接收机中的一个，因为信号可能仅存在于两个光纤5、6中的一个。
标准软件或开关可以用于选择正确的接收机，这些内容的细节对于本发明不是关键的和本说明书也将不作进一步的描述。
每个节点还包括一个或多个通过WDM或者普通的耦合器耦合到两个光纤5、6上的发送机T，能使发送机T在两个方向进行发送。正如在图1a所示，节点1具有三个通过两个光耦合器34、36耦合到光纤5、6上的发送机T。图1h表示一个具有通过耦合器34、36将6个发送机T耦合到光纤5、6上的允许波长重复使用的网络。
发送机T可以是半导体二极管激光器或其它适合的光源。发光半导体二极管(LED)一般不适合用于发送机，因为它们具有宽的频谱和因此彼此分隔是困难的。如果使用LED，仅少数信道可被发送，因为它们填充了光纤的可用频谱，和必须使用特殊类型的滤波器。适合发送机的半导体激光器包括分布反馈(DFB)激光器和分布布拉格反射器(DBF)激光器。对于窄信道间隔，激光器必须是几乎无尾音(chirp)的。防止尾音的一个好办法是使用集成的具有激光器的电光调制器。
接收机和发送机将可以是标准部件或更先进的器件，诸如在上面参考文献中已经描述的相干收发信机。相干系统的好处是可采用电调滤波。
图2a-2b表示网络10′，其中诸如节点1′的各节点包括用于补偿信号在光纤中的衰减的光前置放大器OA。(在各波长之间的小的间隔是希望的，因为一般光前置放大器的增益是随波长而变的；这保证每个信道的近乎均匀。)例如，在图2a的网络中，在每个接收机R中的主要噪声不是热噪声，而是由于各信号与ASE之间的差拍的噪声。在这种条件下，接收的信号功率的降低并不是关键的。连到每对波分信道选择器(例如，WDM22、28)的光纤输出端被耦合到相应的单个接收机R，而不是到对于每个信道的两个分别的接收机。这个实施例不要求用于选择正确接收机的开关和/或软件。
每个节点还包括用于检测电缆断路的装置。两个节点之间的电缆断路可以被作为来自一个方向进入节点的ASE的丢失或者来自一个方向的所有波分信道的丢失进行检测。取决于是否节点的控制是集中的还是局部的，这主要的两种检测电缆断路的方法被用于控制网络。图1a、1b、2a、2b描述了有些集中控制的网络。在集中控制的网络中，各个节点之间的信令是由一个网络管理电路40进行控制的。图2c和2d表示局部控制的网络。在局部控制的网络中，各节点之间的信令是由每个节点中的电子电路控制的。
对于集中节点控制的网络，首先检测哪些信道被丢失，和然后确定哪个地方出现断路。接下来，断阻着的(断开)节点开关被打开(接通)，和在与电缆断路相同一侧的节点开关被关闭(关断)。正如在图1a、1b、2a和2b中所描述的那样，集中节点控制的网络在每个节点中必须包括一个两路开关。
是否一个信道的存在或不存在的一种检测方法是在信道上叠加一个导频音。如图3所示，包括一些简单的电子电路的节点通过一个简单的耦合器和检波器可以容易地提取识别信道的导频音。在图3中的检波器仅根据少部分，例如光纤上5％的光功率，检测光纤5、6之一上的光功率的不存在或者调制各信道的导频音的存在。对于检测导频音的技术描述在G.R.Hill等人的文章“Atransport Network Layer Based onOptical Network Elements”(IEEE J.Lightwave Technol.，vol.LT-11，pp.667-676，May/June 1993)中，援引于此以资参考。
代替导频音，一种隔离波长信道可以用于检测电缆的断路。隔离信道可以是一个低速率信道，以便没有光纤需要检测该信道。
检测光缆的断路的另外一种方法是检测ASE或到达一个节点的光功率。如果一个节点丢失所有信道，即，进入到开关被配置为通的节点侧的功率丢失，该开关被关断，和该节点开始在一个或多个信道上发送导频音，以便告诉原来开关被关断的节点它的开关被转换为导通。
在诸如表示在图2c和2d的那些局部开展的网络中，在每个节点上作出判决，和在进行动作时整个网络的的状态并不需要知道。图2c表示具有局部控制节点的网络，具有在每个节点中的一个开关S和配置在每个开关的前端的功率或导频音检测器D。每个检测器D的检测结果经由一个电连接线7被传送到相应的开关S。每个检测器D可以采取如图3所示的形式。
在发生断路前网络的状态是一个节点具有其开关S处于阻断(断开)的位置和所有其它开关处于传送(导通)位置。如果一个节点丢失输入到该节点的开关导通一侧的所有信道，则关断该节点中的开关。原来是关断的节点不再检测来自其导通一侧的所有信道信号，但检测来自该节点关断一侧的信道信号。因此，原来是关断的节点转换它的开关为导通。各个节点之间的连接以这种方法重新建立。
例如，参照图2c，假设在节点1′中的开关S开始是关断的，以防止ASE的循环积累。如果节点3′和4′之间发生电缆断路，节点4′中的检测器D将检测到该断路和一个信号沿连接线将被传送，使节点4′中的开关S关断。节点1′将从其导通的一侧检测来自节点2′和3′各信道和从其关断一侧检测从节点4′进行通信的信道，使节点1′中的开关S导通。
诸如图2c，2d所示的局部控制网络要求在每个节点中的双路开关S和在开关的前端的功率或导频音检测器D。这种网络将不能防止不具有检测器D的仅在光纤中的断路。为了防止单一光纤的断路，即，沿光纤5或光纤6仅一个方向上的断路，节点可以按照图2d组成，图2d表示具有每个包括两个开关S和两个功率或导频音D立场器的节点的网络，每个检测器被连接在一个相应开关的前端。
在断路发生前，第一节点具有在其右侧关断的开关和在第一节点的紧右侧的节点具有在其左侧关断的开关。所有其它开关都处于传输(导通)位置。如果一个节点从一侧丢失所有信道，即，来自该节点一侧的功率丢失，则在该节点这一侧的开关关断。因为该开关的关断断开了两个方向，在断路的另一侧的节点中的开关也将检测到功率丢失和被关断。因此，如果功率丢失，则在光缆断路的任何一侧的开关都被关断，保证仅一个光缆断路也将被注意到。
例如，参照图2d，假设开始时在节点1′的右侧的开关S和节点2′的左侧的开关S都处于关断，以防止ASE的循环积累。如果在节点3′和节点4′之间出现断路，则节点3′的左侧的检测器D和节点4′的右侧的检测器D将检测到这种断路。信号将沿连接线7传送，使节点3′的左侧的开关S和节点4′的右侧的开关S关断。然后节点3′和4′将与节点1′和2′进行联络，和通过一个或多个导频音或通过间隔波长信道，使节点1′的右侧的开关S和节点2′的左侧的开关S导通。
按照申请人的发明，当出现光缆断路时，原来是具有阻断(断开)的开关的节点重新设置其开关为传输(导通)位置和邻近光缆断路的节点开关(或各开关)被关断，后者保证在两个方向上断开。以这样的方式，总线被设置为，取决于哪里出现光缆断路，可以改变其开始和停止点。一个很大的优点是，各个节点中没有一个由于光缆断路而隔离开，和所有的发送机和接收机可以仍然处于和断路之前一样的操作条件。
因为网络的光带宽是受到限制的，希望保持要求的波长数为最小。波形的重组允许各波长将被重新利用，因此减少了在网络中的波长数。如果当出现光缆断路时允许波长重组，则所要求的波长数从M(M-1)/2减少到(M2-1)/4，其中M是节点数。(当然，如果节点数是偶数，则所要求的波长数将从M(M-1)/2减少到M2/4)。通过重新组合波长，在不增加所要求的波长数的条件下，可以增加网络中的节点数。这允许网络大大地扩展，以为更多的用户服务。
波长的重新组合可以通过使用可调谐激光器或在节点中的额外激光器进行。可调谐激光器允许选择特定的波长作为相应特定的信息的载波，和可调滤波器，诸如在下文更为详细描述的加上-取下滤波器作为在可调谐激光器中用于选择特定波长的波长选择部件是非常有用的。在接收端，利用可调滤波器作为图1b中的选择器22-32，通过这些滤波器提供所要求的信道的同时选择和通过连接到各滤波器上的接收机提供各信道的检测。
图4a-4f表示用于上述网络的加上-取下滤波器的例子。描述在图4a-4d和图4f的加上-取下滤波器通过取下载在一个特定波长上的信息和加上载在相同波长上的不同信息，允许一个波长的重复使用。
图4a表示一个加上-取下滤波器，该滤波器包括：一个光环行器50和一个可调谐光纤法布里-珀罗标准具(FPE)52。接收机R和发送机T通过诸如光分路器54之类的适当装置耦合到光纤FPE。当然，单个的接收机和发送机也可以设置在FPE52之后。光环行器50以常规的方式从一个端口到一个端口传送波分信道，和FPE是可调谐的，选通一个选择的波分信道。在图4a中，正到达该节点的λ3信息通过调谐到波长λ3的FPE 52被选通到接收机R和由通过FPE选通被发送机T发送的发送信息λ3所代替。适合的光环行器是可以从若干家制造商购买到的，包括由JDS Fitel制造的CR1500型的光环行器。法布里-珀罗标准具可以是商品类型的，诸如由Micron Optics制造的FP-TF。法布里-珀罗标准具滤波器呈现高的稳定性水平和性能、容易调谐和锁定到给定的波长上、体积小、防震的外壳，使其对于WDM应用是理想的。上面援引的C.M.Miller等人的文章更为详尽地描述了这种环行器，援引于此以资参考。
图4b表示一种使用光纤光栅的加上-取下滤波器，其性能描述在上面援引的V.Mizrahi等人的文章中，援引在这里以资参考。该滤波器包括光环行器50、接收机R、发送机T、和以类似于表示在图4a的滤波器的方式所安排的诸如光分路器54之类的装置。代替FPE 52，三个光纤光栅56、58、60集中地起到一个简单的带通传输滤波器的作用，以便选通λ3的载波波长。各光栅56、58、60的每一个滤除一个波长，和它们一起滤除所有在节点中不用的信道。所要求的波长λ3在各截止频带的光栅之间不受影响地通过。在图4b中，正到达的信息λ3通过光纤光栅到达接收机R和由通过各光纤光栅的正在发送的信息λ3所代替和被加到信道λ1、λ2、和λ4一起。
光纤光栅是简单的，对于偏振不敏感的，具有平坦的通带，并且是与光纤相兼容的。光纤光栅还呈现突出的串音性能，这一点使其特别适合于通常要求小信道间隔的WDM光通信系统。
图4c表示加上-取下滤波器的另外一个实施例，该滤波器包括两个三端口FPE 62、64，其每个捕获从标准具返回(反射)的功率，以便第三端口起到可调谐带止或陷波滤波器的作用。
三端口FPE是在一侧具有一个输入端口和一个输出端口和在另一侧具有一个输出端口或一个输入端口的标准具，正如在图5a和5b中所描述的例子那样。在图4c中的FPE 62具有两个输入端口、每一侧一个，正如图5b所示。在图4c中，三端口FPE被调谐到λ3信道和防止由发送机T正在发送的信息λ3传输到接收机R。
图4d表示加上-取下滤波器，该滤波器包括声光传输滤波器(AOTF)，该滤波器被描述在上面援引的J.E.Baran的文章中，援引在这里以资参考。AOTF起到同时和独立地控制附近的各信道的两个端口的任意一个的开关作用。AOTF通过干涉载波的偏振状态分配信道，该载波具有是施加声频频率Rf倍数的光频率。具有是施加声频频率Rf倍数的光信道被控制进入AOTF的一个端口，同时其它个信道被控制进入其它AOTF的其它端口。在图4d中，施加的声频频率Rf被假设为包含一个对应于波长λ2的频率和对应于波长λ4的频率，使得正在到达的老的信息λ2和λ4被控制到相同的输出端口和信道λ1、λ3、λ5被控制到另外的输出端口。与此同时，提供到AOTF的另外的输入端口的正要发送的新的信息λ2和λ4被控制到另外的输出端口。
AOTF是唯一适合用于WDM应用的，因为它可以基本上以随机选择的方式，同时选择许多波分信道的路由；除光频率之间的关系和所施加的声频频率外，不存在对所选择的波长的次序和邻近的限制。集成的AOTF尚没有商品化的产品，虽然AOTF可以制造成商品化的分离部件。
实现加上-取下滤波器的其它方式可以使用如图4e和4f所示的方法。加上信道到光纤的最简单的方式是使用如图4e所示普通耦合器66、68。但如图4e所示的加上-取下滤波器不允许波长的重复使用。为了能使波长重复使用，光纤光栅56、58、60被设置在两个耦合器66、68之间，如图4f所示。还将可以使用集成的马赫-曾德(Mach-Zelinder)滤波器。
重复使用波长要求高性能的加上-取下滤波器。上面描述的某些滤波器在起完全满足要求前，可能还需要进一步发展改进。
申请人的FBDNA通过一种由环形和双向总线结构优点的组合，解决了在光网络中通信业务的保护开关问题。因为FBDNA是光的双向总线，所以它也解决了循环ASE积累的问题。FBDNA要求少量和并不非常先进的部件和因此是一种好的经济通信的方案。
虽然申请人的具体的实施例已经被作了描述和说明，但是应当理解为本发明并不仅限于此。本申请试图包括落入由后附的权利要求书所限定的申请人的发明的精神和范围内的任何的和所有的修改。

Claims (18)

1.一种在波分信道上传输信息的光纤通信网络，包括：
一个具有两个光纤的光缆；
多个由该光缆连接的节点，其中各节点被安排成环形，各节点和光缆形成一个双向总线；
对于每节点，选择在每个节点中传送信息的波分信道的装置；
多个节点开关，每个节点一个，除一个节点开关外的每一个节点开关处于允许信息传输的导通位置，一个节点开关处于阻断信息传输的断开位置；
检测光缆断路的装置；
响应断路检测，转换处于断开位置的节点开关到导通位置和转换与该断路邻近的节点的、位于该节点的与该断路相同的一侧的节点开关到断开位置的装置。
2.根据权利要求1所述的网络，其特征在于，所述每个节点包括用于一个相应波分信道的至少两个接收机和一个发送机。
3.根据权利要求1所述的网络，其特征在于，所述每个节点包括用于一个相应波分信道的至少一个接收机和一个发送机。
4.根据权利要求1所述的网络，其特征在于，所述波分信道选择装置包括用于允许重复使用一个波长的波长重组装置，该波长重组装置将在网络中使用的波长的数量从M(M-2)/2减少到(M2-1)/4，其中M是节点数。
5.根据权利要求4所述的网络，其特征在于，所述波长重组装置包括一个加上-取下滤波器，该加上-取下滤波器包括下列组其中一组：一个光环行器和一个法布里-珀罗标准具、一个光环行器和一个光纤光栅、两个三端口法布里-珀罗标准具、和一个声光传输滤波器组成的部件组。
6.根据权利要求1所述的网络，其特征在于，所述波分信道选择器装置包括一个加上-取下滤波器，该加上-取下滤波器包括一些光耦合器和滤波器。
7.根据权利要求1所述的网络，其特征在于，所述每个节点包括一些光前置放大器。
8.一种在光纤通信网络中的波分信道上传输信息的方法，该网络具有若干个节点和一个包括两个光纤的光缆，各节点被安排为环形，各节点和光缆形成一个双向总线，每个节点包括一个节点开关，该方法包括以下步骤：
选择在每个节点中的用于传输信息的波分信道；
设置除一个节点开关外的每个节点开关处于允许传输信息的导通位置；
设置一个节点开关处于阻断信息传输的断开位置；
检测光缆中的断路；和
当检测到断路时，设置处于断开位置的节点开关为导通位置，和设置与该断路邻近的节点的、位于该节点的与该断路相同的一侧的节点开关为断开位置。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述选择波分信道的步骤包括在网络中重组各波长，以允许重复使用波长，使在网络中的波长数量从M(M-2)/2减少到(M2-1)/4的步骤，其中M是节点数。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，重组的步骤包括加上-取下滤波的步骤，该加上-取下滤波的步骤是通过包括下列组中之一的部件执行的：一个光环行器和一个法布里-珀罗标准具；一个光环行器和一个光纤光栅；两个三端口法布里-珀罗标准具；和一个声光传输滤波器。
11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述选择波分信道的步骤包括加上-取下滤波的步骤，该加上-取下滤波步骤是由一些光耦合器和滤波器执行的。
12.一种在波分信道上传输信息的光纤通信网络，包括：
一个具有两个光纤的光缆；
多个由该光缆连接的节点，各节点被安排成环形和各节点和光缆形成一个双向总线；
对于每节点，选择在每个节点中传送信息的波分信道的装置；
多个节点开关，每个节点的每一侧一个，其中第一节点具有在一侧的处于断开位置的第一开关，与第一开关在相同一侧的、邻近该第一节点的第二节点具有在该一侧的处于断开位置的第二开关，第一和第二开关阻断传输，其它每一个开关处于允许信息传输的导通位置；
用于检测光缆断路的装置；
用于响应于断路检测而转换处于断开位置的第一和第二开关为导通位置并且转换在断路两侧邻近该断路的节点开关为断开位置的装置。
13.根据权利要求12所述的网络，其特征在于，所述每个节点包括用于相应波分信道的至少两个接收机和一个发送机。
14.根据权利要求12所述的网络，其特征在于，所述每个节点包括用于相应波分信道的至少一个接收机和一个发送机。
15.根据权利要求12所述的网络，其特征在于，所述波分信道选择装置包括用于允许重复使用一个波长的波长重组装置，该波长重组装置将在网络中使用的波长的数量从M(M-2)/2减少到(M2-1)/4，其中M是节点数。
16.根据权利要求15所述的网络，其特征在于，所述波长重组装置包括一个加上-取下滤波器，该加上-取下滤波器包括下列组之一的部件：一个光环行器和一个法布里-珀罗标准具、一个光环行器和一个光纤光栅、两个三端口法布里-珀罗标准具、和一个声光传输滤波器。
17.根据权利要求12所述的网络，其特征在于，所述波分信道选择器装置包括一个加上-取下滤波器，该加上-取下滤波器包括一些光耦合器和滤波器。
18.根据权利要求12所述的网络，其特征在于，所述每个节点包括一些光前置放大器。
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