CN1225095C - 用于双向单光纤波分复用系统测试的波长灵活光转发器 - Google Patents
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Abstract
一种波长灵活光转发器系统以及测试由单根光纤构成的光纤链路的方法。与光纤链路耦合的光源提供一第一波长的信号，该信号被向设置在光纤链路上的一波分复用(WDM)耦合器传播。在由一接收器接收所述光信号的基础上，利用一光交叉连接装置在将所述光信号的波长变换到第二波长中之后发送所述光信号。通过鉴定如此实现的光环回中的光信号，可以确定所述光纤链路的完整性而无需知道入射信号的波长或传输方向。
Description
技术领域
本发明涉及用于测试含有波分复用(WDM)系统的光链路的技术。更具体地，不作为任何限制，本发明以用于测试使用WDM系统的双向、单光纤光链路的波长自适应或灵活光转发器为目标。
背景技术
由于网络正面临着增加带宽的要求以及减少现存光纤设备中的光纤，网络提供商正向一种新的称作光网络的网络技术转移。光网络是一高容量的电信网络，它包含了光学和光电技术以及元件，并且除了提供信号路由、刷拭、以及波长电平上的恢复外还提供基于波长的服务。这些网络，基于所谓的完整地工作在传输网络中的光域中的光层的出现，不仅可以支持额外的容量(高达兆兆位每秒(Tbps))，而且还提供用于带宽增强应用，例如因特网，交互视频点播以及多媒体的低花费，以及先进的数字服务。
在成功发展光网络所需的几种关键启动技术中，波分复用(WDM)已成为用于方便不考虑其比特率以及光层格式的各种有效载荷的传输的决定性部分。WDM通过首先将输入的光信号分配到一指定频带(即由预定间额分开的信道)内的特定波长上，然后将生成的信号复用输出到一根光纤上来提高嵌入式光纤的容量。由于输入信号在光层上没有终止，所以接口是位速率的并且格式独立，允许服务/网络提供商将WDM技术与网络中现存的设备集成在一起。
通过使用WDM将多个光信号组合，它们可作为一组被放大并在单根光纤上传输以增加在节省成本方式下的容量。所载的各个信号可以是在不同的传输速率上(例如，光载波(OC)-3，OC-12，OC-48，等等)并且格式不同(例如，同步光网络(SONET)以及其伴随的同步数字系列(SDH)，异步传输模式(ATM)，网际协议(IP)-基于数据或多媒体，等等)。
WDM技术中的目前进展允许在使用毫微米以及次毫微米间隔的光纤上复用多个波长(密集WDM或DWDM)。例如，高达32个信道或载波可在工作于特殊传输频带内的复用光信号中被间隔为100GHZ(相当于0.8nm)。相反，一些标准化的，“粗略”波长分隔包含200GHZ间隔(1.6nm)和400GHZ间隔(3.2nm)。
在光链路的典型实现中通常在两个端点之间，例如，一个光网络单元或ONU以及一个位于端局处的头端之间配置单根光纤。光链路可操作地在一根光纤的分离传输频带内携带上行和下行信号以避免信号冲突，串扰，等等。这一做法通常被称作宽带WDM。
由石英构成的光纤具有三个位于大约850，1310和1550nm的有用的传输频带(可称之为850频带，1310频带，以及1550频带)。这三个频带的存在是光纤自身特性的作用得的一部分，包括例如在不同波长上的光纤内的光吸收及散射，并且一部分是在用于将光耦合到不同波长的光纤的合适设备，例如激光器和发光二极管的可用性上实际限制的作用。
由于将光链路与WDM传输能力配置已变得很普遍，各种用于以有效方式测试这种链路的技术正在得到发展。尽管目前用于测试光链路的几种技术很有效，但是现存的解决方案受到各种缺点和不足的困扰。
例如，几种波长特定光转发器普遍要求监测可在单根光纤上传送多波长的光链路的通路/性能完整性。另外，技术人员常常需要预先知道所使用的入射光信号的波长。
此外，目前的技术不提供相对于在当今光链路上有效的多个传输速率的自动速率匹配。一般地，使用多个设备用于测试不同传输速率的链路。另外，关于传输的方向性的现有知识是假定使用光信号的双向传输。
基于以上描述，显然急需一种用于测试光链路，特别是由涉及WDM传输的双向单光纤系统构成的链路的系统及方法，能够以有效方式克服这些以及其它缺点和不足。
发明内容
因此，本发明有利地提供了一种用于测试由双向、单光纤构成的光纤链路的波长灵活(即不可知的或与各种波长匹配的)光转发器系统和方法。与光链路耦合的光源提供第一波长的入射信号，并向设置在光链路上的波分复用(WDM)耦合器传播该信号。根据由接收器接收的光信号，利用光交叉连接装置在将光信号的波长变换到第二波长后将其发送回去。通过鉴定如此实现的光环回中的光信号来确定光链路的通路完整性而无需知道入射信号的波长或传输方向。
在一示范实施例中，光信号的波长可操作在1310nm以及1550nm频带内。因此，当收到的信号可操作在1310频带中时，环回发送信号在1550频带被发送。类似地，从1550频带中收到的的信号被从1310频带中发送回去。最好是，使用一微处理器/微控制器用于控制波长转换，使能适合的发送器，等等，并管理各种显示(例如，接收功率电平，入射信号的波长范围，等等)，以及控制发送器输出功率电平。光转发器还是速率自适应的，用于几种传输速率，例如光载波(OC)-3，OC-12，OC-48速率的透明环回。
一方面，本发明指向用于测试光纤链路的光转发器系统。至少一个光源可操作地耦合到光纤链路用于发出第一波长的光信号。在光纤链路上设置WDM耦合器用于复用和解复用工作在多个波长的光信号。一光交叉连接部分与WDM耦合器耦合用于方便经由光环回将接收器以第一波长接收的光信号供给可操作地以第二波长发送光信号的发送器。光交叉连接部分最好使用一个或多个可操作地提供所要求波长上的接收器级发送器的光功率分路器来实现。
另一方面，本发明指向用于测试由双向单光纤构成的光链路的方法。通过设置在光链路上的光源产生可操作在第一波长的光信号。在光链路上向与光交叉连接装置耦合的WDM耦合器传播该光信号。在方便地经由光交叉连接装置的接收器接收所述光信号的基础上，根据所收到的光信号执行适合的波长转换处理。基于指定的目标还可以执行其它信号处理操作(管理(grooming)，整形，功率调整，等等)。最好是，可以采用微处理器或其它控制逻辑(例如，可编程控制器，可编程逻辑设备，等等)用于实现这些操作。此后，光信号被提供给工作在第二波长的发送器用于实现光环回。通过鉴定光环回中的光信号监测光链路的通路完整性。基于特定实施的执行目标还可以监测入射光信号的波长范围，接收电平显示，输出电平控制，等等。
附图说明
通过下面结合附图对本发明的详细说明将会获得对本发明的更为完整的理解，其中
图1描述根据本发明教导的用于测试双向、单光纤WDM系统的波长灵活光转发器的一个示范实施例；
图2描述根据本发明教导的用于测试双向、单光纤WDM系统的波长灵活光转发器的另一个示范实施例；
图3是包含于使用本发明波长灵活光转发器的一示范性通路监测方法中的步骤流程图。
具体实施方式
附图中，同样或类似的元件使用相同的参考标号，并且所描述的各种元件无需按比例描绘。现在参见图1，该图描述了根据本发明教导的用于测试双向、单光纤光链路102的波长灵活光转发器的一个示范实施例。在所描述的此实施例中，一WDM耦合器106与光链路102耦合用于复用和解复用可操作于各种传输带宽，例如1310nm和1550nm频带上的多波长的光信号。
可操作地产生不同波长的光信号的一个或多个光源(参考标号为104-1至104-N)耦合到所述光链路上作为一入射信号源。本领域的技术人员根据这里的说明可以意识到这些光源中的至少一部分在一些示范实施例中是可调的。在另外的实施例中，可用一单独的可调光源替代所述入射信号源。不考虑光源的数目以及它们所发出的入射信号的波长，这些光源最好能够工作在各种光传输速率，例如光载波(OC)-3，OC-12，OC-48速率。
继续参见图1所示的示范实施例，WDM耦合器106与可操作在第一波长(例如，可操作在大约1310nm)上的第一光通路108A以及可操作在第二波长(例如，可操作在大约1550nm)上的第二光通路108B耦合用于复用和解复用送到及来自单光纤光链路102上的光信号。最好为用于入射信号的光环回通路提供一光交叉连接部分120以实现通路的统一监控。设置在交叉连接部分120上的第一光功率分路器110A与第一光通路108A耦合用于给可操作在第一波长的接收器-发送器对提供所耦合的接收和发送端口。以同样方式，在光交叉连接部分120上设置第二光功率分路器110B用于与第二光通路108B耦合以方便另一组接收和发送端口。相应地，可于1310nm频带操作的接收器112A和发送器114A以及可于1550nm频带操作的接收器112B和发送器114B被作为光转发器系统100中的光交叉连接部分120中的例子。
光环回的功能性是通过采用交叉连接映射的方式将在某一波长的由特殊接收器接收的入射信号提供给另一波长的发送器来实现的。优选地，设置一用微处理器/微控制器或适合的可编程逻辑等等实现的控制机构122用于根据收到的入射光信号控制例如波长转换，整形，刷拭，功率调整，等等光信号的处理，连同向交叉连接发送器的信号供给。
交叉连接部分的信号通路116在微处理器122的控制下可操作地提供用于向发送器114B传递所接收的1310nm频带上的光信号的通道。类似地，信号通路118同样在微处理器122的控制下可操作地提供用于向发送器114A传递所接收的1550nm频带上的光信号的通道。光转发器的其他功能性包括，举例来说，监测和显示接收信号功率电平，发送器输出电平的可选择控制，显示入射信号的波长范围，等等。设置一合适的总线125用于将各种光电元件，例如显示器124以及输出电平控制126连接起来。
在当前的优选示范实施例中，采用了一个或多个3dB功率分路器以根据设置在光交叉连接装置中的接收器及发送器提供用于相应的用于接收器及发送器的访问端口。尽管只描述了两个分路器-耦合器，但是应意识到使用互补分路器元件可以实现更为完善的交叉连接映射结构以适应两个以上的波长。用于适当信道对的波长转换在控制机构122的控制下被继续，控制机构122监测接收器的动作并在其互补波长接收器检测到有效信号时随即启用适当的发送器。通过在任何互补波长的选定对上实现光环回，借助于适当的手段鉴定入射信号及反射信号来监控光链路102的完整性。
现在参见图2，该图描述了根据本发明教导的用于测试双向、单光纤WDM系统的波长灵活光转发器系统的另一个示范实施例。本领域的技术人员显然可认识到转发器系统200与上面详细描述的转发器系统100在很多方面都相似。因此，下面只描述转发器系统200的突出特征。
与嵌入式WDM耦合器106耦合的光交叉连接构件202包括一波长交叉映射电路206，其中多波长通道203A和203B被交叉映射以传输可与WDM耦合器操作的所有波长。每个多波长通道可以以接收模式或是发送模式操作，并与适合的波长分路器/耦合器耦合以实现多路接收或发送端口。相应地，接收和发送级被在一交叉连接以实现环回功能的接收器和发送器组之间分开。
在图2所描述的示范实施例中，通道203A可操作作为接收通路并且波长分路器/耦合器与之耦合以方便两个接收端口。接收器208A被设置在可在某一波长上操作(例如，在1310频带中)，而接收器208B可操作于另一波长(例如，在1550频带中)。以类似方式，通道203B被设置为发送通路并且波长分路器/耦合器204B与之耦合以方便两个发送端口。发送器210A可操作在大约1310nm而发送器210B可操作在大约1550nm。用于光环回功能的交叉连接通道是采用与上述图1所描述的转发器实施例100类似的方式通过在控制机构122控制下的信号通路212和214来实现的。
本领域的技术人员显然可认识到所述波长交叉映射电路206也可以用各种公知的光器件，诸如循环器，滤波器，分路器，等等来实现，用于将特定波长的直接辐射指向指定通路。通路216A和218A可操作在1310频带内分别作为接收和发送通路。类似地，通路216B和218B被分别设置作为接收和发送通路，在1550频带内。
图3是包含于用于测试使用本发明波长灵活光转发器的由单根光纤构成的光链路的示范性方法中的步骤流程图。在用光源产生一第一波长的光信号(步骤302)的基础之上，该光信号通过适合的光信道在链路上传播至设置在光链路上的WDM耦合器(步骤304)。WDM耦合器将入射信号解复用，由此，设置在光交叉连接装置内的接收器接收该信号以用于进一步的处理(步骤306)。最好在一适合的控制机构的控制下根据收到的信号执行波长转换(步骤308)。波长被转换了的光信号被提供给工作在第二波长上的互补发送器(步骤310)实现在光链路上的环回。通过监测信号功率电平，强度以及其它参数来测试关于具有工作波长的辐射的链路的通路完整性(步骤312)。还可以提供其它功能，诸如监测和显示接收功率电平，转发器输入波长，发送器输出电平的可选择控制，指示入射信号的波长范围，等等。
基于以上详细描述，显而易见本发明提供了一种创新的光转发器解决方案，该方案有利地克服了测试基于WDM的光链路的常规技术中的缺点和不足。通过使用嵌入式波长解复用器将辐射输入直接接到适合的接收器，通过智能监控而使能互补发送器用于波长转换，避免了需要多个转发器(每个转发器工作在一预定波长)。此外，本发明的解决方案允许操作者使用单一测试设备测试单独的双向光链路而无需知道入射信号的波长和/或传输方向。并且还提供了为适应多个载波传输速率的自动速率匹配。
另外，可以认为从以上的详细描述中本发明的工作及结构已很清楚。同时附图所示及所描述的方法和装置是作为优选实例，显然可作出各种变化和修改而不脱离本发明下述权利要求所提出的范围。
Claims (29)
1.一种用于测试光纤链路的光转发器系统，包括：
至少一个可操作地耦合到所述光纤链路的光源，用于发出一第一波长的光信号；
设置在所述光纤链路上的波分复用(WDM)耦合器，所述WDM耦合器用于复用和解复用工作在多个波长的光信号；以及
耦合到所述WDM耦合器的光交叉连接部分，所述交叉连接部分用于将由接收器接收的所述第一波长的所述光信号提供给可操作地将所述光信号以第二波长发送的发送器，由此实现用于监测所述光纤链路的完整性的光环回。
2.如权利要求1所述的用于测试光纤链路的光转发器系统，其特征是所述光交叉连接部分由多个光功率分路器组成。
3.如权利要求2所述的用于测试光纤链路的光转发器系统，其特征是所述光功率分路器是可操作地提供接收器及发送器端口的3dB分路器。
4.如权利要求2所述的用于测试光纤链路的光转发器系统，还包含一个用于至少相对于所述光信号控制波长转换的处理器。
5.如权利要求2所述的用于测试光纤链路的光转发器系统，还包含接收功率电平显示。
6.如权利要求2所述的用于测试光纤链路的光转发器系统，还包括一显示器用于所述光信号的波长的显示。
7.如权利要求2所述的用于测试光纤链路的光转发器系统，其特征是所述第一波长可操作在1310nm频带内。
8.如权利要求2所述的用于测试光纤链路的光转发器系统，其特征是所述第一波长可操作在1550nm频带内。
9.如权利要求2所述的用于测试光纤链路的光转发器系统，其特征是所述第二波长可操作在1310nm频带内。
10.如权利要求2所述的用于测试光纤链路的光转发器系统，其特征是所述第二波长可操作在1550nm频带内。
11.如权利要求2所述的用于测试光纤链路的光转发器系统，还包括一控制器用于控制发送器输出电平。
12.如权利要求2所述的用于测试光纤链路的光转发器系统，其特征是所述的至少一个光源可操作地以光载波(OC)-3传输速率发送所述光信号。
13.如权利要求2所述的用于测试光纤链路的光转发器系统，其特征是所述的至少一个光源可操作地以光载波-12传输速率发送所述光信号。
14.如权利要求2所述的用于测试光纤链路的光转发器系统，其特征是所述的至少一个光源可操作地以光载波-48传输速率发送所述光信号。
15.一种测试由单根光纤构成的光链路的方法，包括以下步骤：
通过没置在所述光链路上的一个光源产生一第一波长的光信号；
在所述光链路上向设置在所述光链路上的波分复用(WDM)耦合器传播所述光信号；
通过设置在一与所述WDM耦合器耦合的光交叉连接装置内的接收器接收所述光信号；
相对于所述接收的光信号执行波长转换；
将所述光信号提供给工作在第二波长的发送器用于实现一光环回；以及
通过评价所述光环回中的所述光信号监测所述光链路的完整性。
16.如权利要求15所述的测试由单根光纤构成的光链路的方法，其特征是所述光源可操作在多个波长。
17.如权利要求15所述的测试由单根光纤构成的光链路的方法，其特征是所述第一波长可操作在1310nm频带内。
18.如权利要求15所述的测试由单根光纤构成的光链路的方法，其特征是所述第一波长可操作在1550nm频带内。
19.如权利要求15所述的测试由单根光纤构成的光链路的方法，其特征是所述第二波长可操作在1310nm频带内。
20.如权利要求15所述的测试由单根光纤构成的光链路的方法，其特征是所述第二波长可操作在1550nm频带内。
21.如权利要求15所述的测试由单根光纤构成的光链路的方法，其特征是所述光源可操作地以光载波(OC)-3传输速率发送所述光信号。
22.如权利要求15所述的测试由单根光纤构成的光链路的方法，其特征是所述光源可操作地以光载波-12传输速率发送所述光信号。
23.如权利要求15所述的测试由单根光纤构成的光链路的方法，其特征是所述光源可操作地以光载波-48传输速率发送所述光信号。
24.如权利要求15所述的测试由单根光纤构成的光链路的方法，其特征是所述执行波长转换的步骤由一微处理器控制。
25.如权利要求15所述的测试由单根光纤构成的光链路的方法，还包含显示与所述光信号相关的接收功率电平的步骤。
26.如权利要求15所述的测试由单根光纤构成的光链路的方法，还包含控制与所述光信号相关的发送器输出电平的步骤。
27.如权利要求15所述的测试由单根光纤构成的光链路的方法，还包含显示与由所述接收器接收的所述光信号相关的波长范围的步骤。
28.如权利要求15所述的测试由单根光纤构成的光链路的方法，其特征是所述光交叉连接装置是利用至少一个光功率分路器来实现的。
29.如权利要求28所述的测试由单根光纤构成的光链路的方法，其特征是所述至少一个光功率分路器包括一个可操作地提供接收器及发送器端口的3dB分路器。
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