CN1228220A - 采用光放大器和波分复用的光传输系统 - Google Patents

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Abstract

本发明使用单向及双向WDM技术提供了一种经由光链路传输较高比特速率的方法及系统。光传输的1550nm窗口空间上分隔为两个频带，“红”和“蓝”，以及这样地选择每个频带之内的信道，即各个波长提供极大的等增益倾斜。公开了根据本发明的空间分隔和波长选择所设计的光纤放大器，以及多跨段WDM网络拓扑结构。

Description

采用光放大器和波分复用的光传输系统
                      发明背景
                      发明领域
本发明针对于经由光网络传输信息的光传输系统及方法，更具体而言是针对于采用光放大器及波分复用的光传输系统及方法。
                      背景技术
标准跨段光纤的性能限制了在无色散位移或者色散位移光纤上的线路终端设备(LTE)与再生设备之间的间距为近似80km(每km衰减0.25dB，共20dB)。由于光的色散及光衰减，由发送光信号的物理恶化引起了80km的限制。应用外部调制、色散位移光纤和光放大器技术以及波分复用(WDM)技术可使这种因色散兼衰减引起的限制可达到超过80km。
当设计多频带传输系统时，三个所要考虑的主要问题是所要求的放大器数量(1)、增益倾斜(2)、以及保护(3)。
(1)光放大器是十分昂贵的设备，因此，所要求实施给定数据连接的设备的数量及类型是光纤网络一个重要的设计参数。
有三种基本的光放大器类型：连接到发射机以便增强输出功率的后置放大器、沿线路放大的线路放大器、以及改进光接收机的灵敏度的预放大器。这些不同类型的放大器提供了不同的输出功率、使用不同的输入功率电平、以及一般具有不同的噪声系数要求。
一种减少光放大器的数量的方法是使用波分复用(WDM)技术。WDM技术的使用减少了所需建立通信链路的光纤缆的绞般，以及能够提供在现存光纤链路上多倍的容量扩展。其用于路由信号的潜在优势是相当重要的。
例如，WDM滤波器执行把泵源激光波长耦合到掺饵光纤的功能。目前使用三端口WDM滤波器把多波长耦合进和耦合出传输光纤。
在美国专利No.5,452,124(Baker，公布于1995年9月19日，授权给Williams电信集团)中公布了使用单向光纤放大器用于实施双向光放大器模块的四端口WDM耦合器。
隔离器也是应用于WDM系统之内的设备，它们的功能是允许光信号在单个方向上传输。如果光隔离器应用于内部的光放大器，那么它们使放大器成为一个固有的单向设备。众所周知的是在光放大器的增益区域之内使用隔离器。美国专利No.5,280,549(Barnard et al，公布于1994年1月18日以及授权给加拿大国家研究会议)公布了频率相关的光隔离器，该隔离器允许信号只在一个方向上传输，因此对应于它们的频率能够隔离两个信号。
(2)用于多信道双向传输的掺饵光放大器(EDFA)的应用是当前的实践。其中光纤放大器的配置以及采用何种信号的波长与泵源波长相结合在网络应用中是最重要的。因为放大器增益对于全部的输入波长不是完全平坦的，所以使用的准确波长是不同的可用泵源的增益变化的函数。当设计多波段传输系统时，增益倾斜是一个所要考虑的主要问题。增益倾斜测量在放大器模块的增益实际值处每个传输信道的增益的轮廓之内的变化，该变化是就在增益的标称值处的增益轮廓而言，即放大器所设计的值。换而言之，增益倾斜函数随链路的损耗变化。该函数只依赖于在宿主光纤玻璃之内掺杂物的物理特性，而当不止一个信道或者方向的信号共享同样的光纤时，该函数是有意义的。
对于谈到的增益倾斜问题依然没有找到任何化学的解决方法。掺杂物、氟化物等等能够有助于使增益轮廓平坦，但是不能解决倾斜。电子的解决方法当前正在探讨中。
一种解决方案是“增益箝位”，这意味着在全部的闲置或者激光信道上保持增益恒定。然而，该解决方案要求使用双份的激光泵以便提供必要的额外光子。
另一种解决方案是“损耗填充”，这意味着调节每个跨段的损耗以便匹配放大器的标称值或者换而言之使链路的全部放大器工作于其标称增益。该解决方案具有要求在每个跨段之内放置衰减器的不利缺点，以及在系统之内时间和温度上损耗及光功率的偏差存在时不是很健壮。
“增益箝位”与“损耗填充”相结合的方法将略微改进系统的健壮性，却以更加昂贵的泵激光器为代价。
一个谈到增益倾斜问题的解决方案是使用可调节的光滤波器。由机械的或者电的控制随后能够调节在不同波长之间的相对损耗。此种滤波器的最佳位置是在放大器之内。该滤波器要求在场强之内的可调节性或者更好地由测量每个波长的功率电平连续地控制。这些滤波器可以在几年之内可望有可承受的价格，尽管它们目前很昂贵以及因此不可用。
现有技术不能提供用于双向多信道光信号的放大的成本低廉的解决方法。此外，因为由滤波器、增益倾斜以及保护问题所引起的损耗，四端口WDM滤波器的有效实施很困难。现有解决方法及配置不涉及在多信道放大器之内增益倾斜的控制或者传输的保护。
(3)为了确保维持所需提供的网络连接，在通信产业之内的标准实践是实施冗余设备以便当一个单元失败时另一个单元能够快速地倒换到位。这称作保护倒换。需要保持作为替换单元的放大器的数量和类型也是很重要的。减少在网络之内设备的不同类型的数量将减少备份单元的类型的数量，而通过标准的备份统计可大大减少网络运营者必须购买以及手上的备份单元的总数量。
众所周知的四种基本类型的保护倒换是：“1+1”保护，此处一套设备是在匹配对的基础之上保护另一套设备；“1∶N”保护，此处一套设备保护N套的其它设备；“环路”保护；以及“交叉连接”保护。
保护协议能够配置为“双向倒换”以及“单向倒换”。保护协议与在光纤上传输的方向没有关系。它只是倒换协议的类型。通信业务本质上可以是双向的，例如话音电路，或者单向的，例如CATV信号。双向业务意味着当在一个方向上中断了给定电路时，具有最小的代价中断同样电路的其它方向。
单向保护开关倒换只有一个电路的方向，也就是只有恶化了一个方向，该方向才要求保护。反之，双向保护开关尝试在全部的情况下一起倒换两个方向。
具有“1+1”保护的环路拓扑结构与线性或者“1:N”的拓扑结构相比较提供了极大的优势。当有一个光纤放大器携带了不止一个波长以及一次能够保护只有一个信号时，例如在“1∶N”的系统之内，那么当该放大器失败时，将不保护该信号的某些信号。这严重地损害了在这些信号之内所传输电路的可用性。下面的方法允许具有多波长的信号通过一个有效保护的放大器。
电子的以及不久的光交叉连接能够实施上面的及更加普通的保护或者恢复的拓扑结构。然而，交叉连接一般不会与实施上面三种保护方法的传输设备一样快捷地实施保护，因此，它一般用于实施恢复而不是保护。
                   发明综述
本发明的一个目的是给多波长传输系统提供光放大器以及波分复用，这减少或者缓解了有些或者全部现有技术解决方法所碰到的缺陷。
本发明的另一个目的是给多信道传输系统的设计提供了改进的方法以便允许由同样的光放大器放大以及经由同样的光纤传输多个波长。
本发明的还有一个目的是给多波长系统提供数量减少的放大器及其它光器件，例如色散补偿模块，这允许系统容忍来自外部移植光缆的更多的损耗。
本发明的又一个目的是给多波长系统提供数量减少的光器件，这意味着要求用于保护设施的备份器件的数量减少。
因此，本发明是针对于波分复用(WDM)光放大器模块，该模块包括一个用于放大第一多信道光信号的第一外围增益区域；连接到第一个外部增益区域的第一个分离器装置，该装置用于根据波长空间上把第一个多信道光信号分离成为第一个频带的光信号以及第二个频带的光信号；用于接收第一个频带光信号和第二个频带光信号并将其分别放大的中心增益区域，以提供一个已放大的第一个频带光信号和一个已放大第二个频带的光信号；用于把已放大的第一个频带光信号与已放大的第二个频带光信号重新合并成为第二个多信道光信号的第二分离器装置；以及连接到第二个分离器装置的第二外围增益区域，该区域用于放大第二个多信道光信号。
根据另一个方面，本发明包括一个使用波分复用用于多信道通信的光双向再生器，该再生器包括用于根据波长空间上把第一个多信道光信号分离成为第一个频带光信号和第二个频带光信号的第一个分离器装置；用于接收来自和单独放大第一个分离器装置的第一个频带光信号和第二个频带光信号的双向再生器模块，该模块还提供一个已放大的第一个频带光信号和一个已放大第二个频带光信号；以及用于把已放大的第一个频带光信号与已放大的第二个频带光信号重新合并成为第二个多信道光信号的第二个分离器装置。
本发明也提供了一种由包括光放大器的光传输路径连接的在第一个位置与第二个位置之间传输多信道光信号的方法，该方法包括空间上把光纤放大器的增益区域分隔成为第一个增益区域和第二个增益区域的步骤；把第一个增益区域与第一个传输频带以及第二个增益区域与第二个传输频带相关联；在第一个传输频带之内传输第一个光信号；以及在第二个传输频带之内传输第二个光信号。
此外，本发明提供了一种用于在传输链路的第一个节点和第二个节点之间传输多信道的光信号的方法，该方法包括定义与第一个传输方向相关联的第一个传输频带和与第二个传输方向相关联的第二个传输频带的步骤；在光纤跨度的第一个节点和第一端点之间传输包括在第一个传输频带之内的第一个光信号S1m的第一个多信道光信号和在第二个传输频带之内的第二个光信号S2k，其中mε[1,M]以及M是整数，kε[1,K]以及K是整数；根据波长空间上在光纤跨段上沿第一个单向路线分离第一个光信号S1m和沿第二个单向路线分离第二个光信号S2k；独立地放大第一个光信号S1m和第二个光信号S2k；以及把第一个光信号和第二个光信号合并以便形成第二个多信道光信号并将其在传输链路与第二个节点之间进行传输。
根据本发明的光传输系统的主要优点是在掺饵光纤放大器(EFDA)的频带的1550nm窗口之内没有严重的增益倾斜缺陷就可以实现多个波长。这允许在网络之内能够减少不同类型设备的数量，它依次地减少了备份单元类型的数量，以及经由标准的备份统计大大地减少了网络运营者必须购买以及手头的备份单元的总数量。
例如，采用根据本发明的空间分隔和WDM波长选择的配置可以支持每方向四个信道。
根据本发明的光传输系统的另一个主要优点是所需要用于部署此种系统的减少光纤数量，当在给定路线上缺乏光纤时，这是特别重要的。当每个放大器放大不止两个波长时，结果是根据本发明的传输系统也减少了系统成本。其它光器件损耗的减少影响允许系统能够容许来自外部移植光纤的更多损耗。
                   附图简述
正如附图中所图示说明的，根据优选实施方案的下列更加详尽的描述，本发明的前述以及其它目的、特征和优点将是显而易见的，其中
图1A说明了使用三端口WDM分离器的传输系统的配置；
图1B说明了使用四端口WDM分离器的传输系统的配置；
图2A说明了当放大器模块工作于标称增益处时两个信道的增益；
图2B说明了当放大器模块工作于低于标称增益处时图1的两个信道的增益；
图2C是说明有用频带的增益变化的每dB的增益倾斜的示意图；
图3说明了使用空间分隔的光放大器的方框图；
图4是双向再生器的方框图；
图5说明了用于多信道光传输系统的波长选择的三个实例；
图6是使用公共的前置/后置WDM放大模块的多跨段光传输系统的配置；
图7A是说明在1∶1线性配置的工作及保护链路的光纤跨段之内的经济性的配对光传输系统；
图7B说明了使用WDM放大器模块的配对两栈、两光纤环路；以及
图7C是使用WDM放大器模块的配对四光纤环路配置。
优选实施方案详述
WDM耦合器或者分离器是用于根据其波长分离或者合并光信号的滤波器。例如，WDM耦合器用于把来自激光源的光耦合进入EDFA的增益区域。这些耦合器在多信道光系统之内是很有用的，然而，在WDM之内的隔离要求可能是一个严重的问题，这是由于来自分离器的不完善隔离导致了多径干扰。三端口传统WDM耦合器可以用于如图1A所示实例之内的配置中。图1A说明了在位置A和B之间的双向连接，此处波长λ1和λ2的信道使用同样的光纤1。在位置A处的WDM分离器2经由端口4和3把发射机Tx1连接到光纤1，该WDM分离器2用于在光纤1上发送波长λ1的光信号S1。WDM分离器2也把光纤1经由端口3和5连接到接收机Rx2，该WDM分离器用于把波长λ2的光信号从光纤1直达接收机Rx2。类似地，WDM分离器6采用端口7连接到光纤1以及采用端口8连接到在光纤1上发送光信号S2的发射机Tx2，同时把端口9连接接收机Rx1，该端口9用于把光信号S1从光纤1直达接收机Rx1。
在前述U.S.专利No.5,452,124(Baker)内所公布的四端口滤波器可以使用以便得到使用单向放大器的双向放大。使用此种四端口WDM分离器的双向系统的配置图示于图1B。位置A和B具有与图1A类似的配置。波长λ1的光信号S1从位置A传播到位置B，同时波长λ2的光信号S2在相反的传播方向上传播，即从位置B到位置A。在位置C处提供四端口WDM分离器10，它与单向光放大器15在一起。分离器10寻路业务以便两个信道在放大器15的增益部分之内具有同样的方向。因此，在同样的方向上分别寻路在端口11和12处所收到的信号S1和S2以便在端口13处退出，该端口13连接到光放大器15的输入端口。已放大的信号S1和S2在同样的传输方向上到达WDM滤波器10的端口14处以及根据波长λ1和λ2在光纤1的合适方向上发送上述已放大的信号S1和S2。
对于光传输系统，信道的数量和每个信道的波长是重要的设计参数。已经注意到的是当在输入处的功率与放大器所设计的标称功率不同(较低或者较高)时，光纤放大器的增益会变化。随输入功率的增益上的变化(该变化定义为增益倾斜)也依赖于信道的波长。作为实例，当放大器模块工作于标称增益时，图2A说明了信道1和2的传输增益。当增益的实际值低于标称值时，图2B说明了在信道λ1和λ2的增益变化。工作于更高的增益将产生具有相反斜率的轮廓。
当今的光放大器技术对于单个波长的放大工作较好。然而，跨越已安装的非色散光纤的1550nm通带的增益曲线是不平坦的。特别是在1530到1542nm的范围之内。图2C说明了如果在1545nm处的增益增加1dB，那么在每个波长处增益的变化。例如，对于在1545nm处的增益每增加1dB，在1532nm处的增益将增加1.8dB。这是跨段损失之内变化的1.8-1.0=0.8dB倾斜/dB。
WDM一般不用在1530-1542nm的范围之内，因为具有基于硅酸的EDFA的增益峰值将使每个信道输出功率在该区域变化极大以及当级联几个放大器时严重地影响该区域之外的信号增益。谈到该问题的现有解决方法包括有选择地改变每个信道的输入功率或者停留在平坦增益的区域之内。第一个解决方法引起各个信道的输出功率的极大减少以及使跨段的工程化变得困难。第二个解决方法没有额外的昂贵的波长适配器就会限制能够复用的信道数量以及同样地阻碍了OC-48发射机的较大嵌入基的复用。
根据本发明，大约1582nm到1560nm的光放大器增益区域分隔成为两个频带：1528到1543nm的“蓝”和1547到1560nm的“红”。两个频带空间上分隔以便放大。选择在某个频带之内的波长处于类似增益倾斜的区域或者使各个“红”或者“蓝”频带之内的增益倾斜/dB具有最小的偏差。这对“蓝”的增益区域是特别重要的，该区域在增益倾斜之内具有较大的偏差，正如图2C所示。
图3说明了双向光放大器的方框图，作为一个实例，根据本发明使用空间分隔的掺饵光放大器(EDFA)15。在此处公布的内容中，术语“有源光纤”以及“增益区域”命名为一段掺入少量地面元素以及注入了放大光信号的耦合波长的光纤。
正如图3所示，在光放大器15的中央部分之内传输的光信号分组为两个频带，在该实例中每个用于一个传输方向。在红及蓝频带之内的业务在光纤17和19之内使用第一个三端口WDM分离器21物理上是分开的。由第二个三端口分离器23随后重新合并在光纤17和19之内的信号。结果是放大器具有两个外围增益跨段25和29以及两个中心增益长度27和31。信号在增益跨段25和29之内的放大器外围处的两个方向上传播以及在中心长度27和31之内的一个方向上传播。也提供以及定向了隔离器33、35和37以便得到在频带之间的双向工作。因为“红”和“蓝”的增益长度空间上分离，所以通过增益的单独饱和和单独泵功率的控制最佳地使用每个方向的独立功率控制。也可以设计在同样方向上传输的信号的放大器模块15的实施方案，其中在此种情况下可以使用每个频带的独立或者公共控制。
该结构大大地减少了在两个频带与来自两个分离器的不完善隔离的多径干扰之间的增益倾斜的影响。通过使用在EDFA的中心区域之内的不同方向以及同样地两个空间分离的频带，在WDM分离器21和23之内的隔离要求是可实现的。此外，通过在放大器之内分隔频带以及提供分隔之外的增益等级，减少了噪声系数以及由于WDM耦合器的损失所导致的输出功率代价。
光纤显示了不同的色散特性，这依赖于传输所使用的波长。对于标准的单模光纤，有用的两个主要传输窗口是用于非色散位移光纤的1310nm和用于色散位移光纤的1550nm。当使用非色散位移光纤，发射机最好应该装备有用于减少在较高比特速率的主要传输损伤的色散补偿模块(DCM)。
图4是根据本发明的空间分隔方法所构造的双向再生器的方框图。把四端口WDM分离器41插入传输双向WDM信号的光纤之内分隔了根据它们传播方向的输入信号。例如，在“蓝”频带之内的信号到达光纤1上端口11以及在“红”频带之内的信号到达光纤1上端口12。这些信号在端口13处退出以及由WDM分离器41在同样的方向上从端口13寻路到预放大器42的输入，随后到色散补偿模块43。三端口WDM分离器44根据其波长分隔信号以及寻路它们到方框40的接收机Rx1和Rx2。在执行方框40之内的再生器或者复接-分接复用单元功能之后，把信号传输到两个发射机Tx1和Tx2。从两个发射机，信号与三端口WDM分离器45相合并、如果需要通过另一个色散补偿模块46、以及随后由后置放大器47放大该信号。四端口WDM分离器41在端口14处接收已放大的信号以及把这些信号插入在合适方向上的两个光纤。
图4也说明了该配置如何补偿由WDM耦合器以及存在可用DCM所引入的损耗。
在红和蓝频带之内的波长选择对于在多信道之内用于进一步地减少增益倾斜也是极为重要的。图5说明了在某个频带之内波长选择的三个实例，这在两个方向之间得到高达八个等间隔划分的波长。在第一个实例中，选择了在“蓝”频带之内的两个信道和在“红”频带之内的两个信道。第一个“蓝”信道的波长是λ1=1533nm以及第二个“蓝”信道的波长是λ2=1541nm。第一个“红”信道的波长是λ3=1549nm以及第二个“红”信道的波长是λ4=1557nm。对于两个“蓝”信道的增益倾斜差相对地较大以及在图2C中说明为0.65，而对于两个“红”信道的增益倾斜差为0.1。0.65的增益倾斜将引起系统之内的问题。
第二个实例说明了在“蓝”频带之内的两信道和在“红”频带之内的两信道的另一个选择。“蓝”信道的波长是λ1=1528.7nm和λ2=1533.5nm，它们具有近似同样的增益倾斜1.75。“红”信道的波长是λ3=1552.5nm和λ4=1557.4nm，它们具有增益倾斜的差为0.1，因此，差异较小。这较小的增益倾斜将不会引起本实例的系统之内的问题，因为选择的信道波长具有匹配的增益倾斜。
第三个实例说明了一个具有八个信道的系统，其中具有在“蓝”频带之内的四个信道和在“红”频带之内的四个信道。“蓝”信道的波长是λ1=1528.7nm、λ2=1530.3nm、λ3=1531.9nm、λ4=1533.5nm，它们具有增益倾斜的最大差是0.1。“红”信道的波长是λ5=1550.1nm、λ6=1552.5nm、λ7=1554.9nm和λ8=1557.4nm，它们具有增益倾斜的近似是0.1。
此种传输信道的波长的选择方法允许在掺饵光放大器的蓝频带之内没有严重的增益倾斜损伤就能够放大多个波长。
此外，通过调整已发送功率以及同样地通过当成为可用时提供线内的均衡设备也可以得到在波长之间的有源均衡。
如果在单个光纤跨度上发送多个信道和在同样的单个模块或者多个模块之内放大多个信道，那么可以最小化在两个终端之间的放大器、光纤跨段、以及其它组件的数量。有几种实现在光纤跨段的此种减少以及基于符合传播方向的传输频带的空间分隔和基于信号波长的合适选择的放大器的方法。下面将给出一些实例。
接收机一般要求-5dBm的光功率和过荷为0dBm，以及一般要求发射机发射+7或者+10dBm进入外部移植光纤。这些设计参数使得设计同时工作为预放大器和后放大器的光放大器变得较困难或者不可能。此外，由于增益倾斜的存在加重了这些要求。为了得到这些功率电平，给现有的发射机提供了一个配置为后置放大器的光放大器和给接收机提供了一个配置为预放大器的光放大器。
然而，通过提供每个方向的独立功率控制和选择最小化增益倾斜的信道的波长，根据本发明的单个光放大器可以同时地工作为预放大器和后置放大器。
图6说明了一个具有工作为线路放大器和组合预放大器和后置放大器的双向放大器的配置。在此种配置中，有四个信号：在“红”频带的λ1、λ2、λ3和λ4以及在“蓝”频带的λ5。在位置A处的DCM43和WDM分离器2由预/后放大器60的增益把光缆62分隔。类似地，在位置B处的DCM45和WDM分离器6由预/后放大器61的增益把光缆跨段63分隔。这减少了这些组件在噪声和功率电平上的光损失的影响。
给光放大器60和61提供了每个方向的独立功率控制以便放大器60工作为发射机Tx1-Tx4的后置放大器和接收机Rx的预放大器。类似地，放大器61工作为接收机Rx1-Rx4的预放大器和发射机Tx的后置放大器。
根据本发明，结合信道的空间分隔正确地选择波长允许多信道系统的配置的进一步简化。因此，如果在一个方向上的传输信道的数量等于在另一个相反方向的信道数量，那么通过减少保护链路的数量可以得到低廉成本的网络。
图7A、7B和7C说明了一个在两个频带内具有等信号数量的系统，此处称作双向配对。因此，对于在一个方向上的每个发射机-接收机路径，在相反的方向上具有一个发射机-接收机路径。此种配置具有极大的优势以及减少了保护链路的数量。采用合适的平坦化滤波器，能够设计如图3所示的WDM放大器模块以便支持在两个方向上的等数量波长。建议通过独立的放大器提供工作及保护组以便防止遭受单个放大器的故障。
图7A是一个说明在用于单个1∶1系统的线性配置的工作及保护链路的光跨段之内的经济的平衡双向光传输系统。配备了一组放大器52和53以便在光纤1上提供工作业务。在使用放大器54、55、56和57的路由20上实行保护业务。没有更多的放大器需要以便支持第二个1∶1的系统，因为该放大器支持两个“红”频带和两个“蓝”频带波长。可以提供另一个系统以便使用同样的光纤和放大器，假如合适的波长是可用的以及能够满足电路的预算。同不使用此种配对的系统相比，例如单向WDM系统，配对双向系统要求较少的信道以便传输及保护给定数量的数据。较少的信道意味着较少的光纤、较少的放大器、以及要求传输同样数据的较少终端电子设备。
图7B是一种使用如图3所示的WDM放大器模块的两栈两光纤环路的配置。因为放大器的双向特性，要求每个跨段只有一个光纤以便实施基系统。此后不要求更多的放大器以便实施第二个系统。能够提供另一个环路系统以便使用同样的光纤和放大器，假如使用了合适的空间分隔和配对波长选择以及满足链路预算，正如结合图2C和5所讨论的。
图7C是使用WDM放大器模块的四光纤环路的配置。四光纤环路可以转换为一个“具有跨段倒换的两光纤环路”。这不同于正常的两光纤环路，因为实施了四光纤协议，它允许诸如跨段倒换的此种特性。
尽管参照特定实例的实施方案说明了本发明，但是对于本技术领域的技术人员，在随后的权利要求的范围之内可以进行其它的修改和改进，它们均没有脱离本发明在更加广泛方面上的范畴。

Claims (30)

1．一种波分复用(WDM)光放大器模块，该模块包括：
第一外围增益区域，该第一外围增益区域用于放大第一个多信道光信号；
连接到上述第一外部增益区域的第一分离器装置，该装置用于根据波长空间上把上述第一个多信道光信号分离成为第一个频带的光信号以及第二个频带的光信号；
中心增益区域，该中心增益区域用于接收和独立放大上述第一个频带光信号和上述第二个频带光信号、并提供一个已放大的第一个频带光信号和一个已放大第二个频带的光信号；
第二分离器装置，该第二分离器装置用于把上述已放大的第一个频带光信号与上述已放大的第二个频带光信号重新合并成为第二个多信道光信号；以及
连接到上述第二分离器装置的上述第二外围增益区域，该区域用于放大上述第二个多信道光信号。
2．按照权利要求1的模块，其特征在于，其中上述中心增益区域包括：
第一个长度的光纤，该第一个长度的光纤用于寻路和放大上述第一个频带光信号；
第一激光源，该第一激光源用于把耦合的波长注入上述第一长度的光纤；
第二长度光纤，该第二长度的光纤用于寻路和放大上述第二个频带光信号；
第二激光源，该第二激光源用于把耦合的波长注入上述第二长度的光纤；以及
控制单元，该控制单元用于控制由上述第一和第二激光源所产生的耦合波的功率。
3．按照权利要求2的模块，其特征在于，其中上述第一外围区域、上述第二外围区域、上述第一长度和上述第二长度的任何之一包括一个跨段的有源光纤。
4．按照权利要求3的模块，其特征在于，其中上述控制单元包括：
第一功率监视器，该第一功率监视器用于测量上述第一个频带光信号的输入及输出功率以及据此调节用于保持上述第一个频带光信号的增益基本上恒定的上述第一激光源的注入功率；以及
第二功率监视器，该第二功率监视器用于测量上述第二个频带光信号的输入及输出功率以及据此调节用于保持上述第二个频带光信号的增益基本上恒定的上述第一激光源的注入功率。
5．按照权利要求4的模块，其特征在于，其中上述第一个功率监视器、上述第二个功率激光源以及上述第二个功率监视器的任何之一配置上述模块以便分别工作为第一和第二线路放大器。
6．按照权利要求4的模块，其特征在于，其中上述第一个功率监视器配置上述模块以便工作为预放大器，以及上述第二个功率监视器配置上述模块以便工作为后置放大器。
7．一种用于使用波分复用的多信道通信的光双向再生器，该再生器包括：
第一分离器装置，该第一分离器装置用于根据波长空间上把第一个多信道光信号分离成为第一个频带光信号和第二个频带光信号；
双向再生器模块，该双向再生器模块用于接收来自上述第一分离器装置的上述第一个频带光信号和上述第二个频带光信号、独立地同样放大、以及提供一个已放大的第一个频带光信号和一个已放大第二个频带光信号；以及
第二分离器装置，该第二分离器装置用于把上述已放大的第一个频带光信号与上述已放大的第二个频带光信号重新合并成为第二个多信道光信号。
8．按照权利要求7的再生器，其特征在于，其中上述双向再生器包括一个用于放大上述第一个频带光信号的第一再生器和一个用于放大上述第二个频带光信号的第二再生器。
9．按照权利要求7的再生器，其特征在于，进一步地包括：
连接到上述第一分离器装置，该装置用于预放大上述第一个多信道光信号的第一单向光放大器；以及
连接到上述第二分离器装置，该装置用于预放大上述第二个多信道光信号的第二单向光放大器。
10．按照权利要求7的再生器，其特征在于，进一步地包括一个连接到光纤传输链路用于把双向输入信号重新配置成为上述第一个多信道光信号以及用于把上述第二个多信道光信号重新配置成为双向输出信号的WDM路由器，该双向输出信号是一种上述双向输入信号的已放大形式。
11．按照权利要求9的模块，其特征在于，进一步地包括：
在上述第一双向光放大器与上述第一WDM之间连接的第一色散补偿模块(DCM)；以及
在上述第二双向光放大器与上述第一WDM之间连接的第二DCM。
12．一个使用光放大和波分复用的光多信道通信系统，该系统包括：
(K个)在第一个位置处的第一个频带发射机，其中kε[2,K]以及K是整数的发射机Tk用于发射在与传输方向相关的第一个传输频带之内所选择的波长的相关第一个光信号S1k；
(M个)在上述第一个位置处的第二个频带接收机，其中mε[2,M]以及M是整数的接收机Rm用于接收在与相反的传输方向相关的第二个传输频带之内所选择的波长的相关第二个光信号S2m；
第一分离器装置，该装置用于根据波长在光传输路径、上述第一个频带发射机Tk和上述第二个频带接收机Rm之间寻路上述(K个)第一个光信号S1k和上述(M个)第二个光信号S2m；
(M个)在第二个位置处的第二个频带的发射机，该发射机Tm用于发射上述相关的第二个光信号S2m；
(K个)在上述第二个位置处的第一个频带的接收机，该接收机Rk用于接收上述相关的第二个光信号S1k；以及
第二个分离器装置，该装置用于根据波长在上述光传输路径、上述(K个)第一个频带接收机和上述(M个)第二个频带发射机之间寻路上述(K个)第一个光信号S1k和上述(M个)第二个光信号S2m。
13．按照权利要求12的系统，其特征在于，其中上述光传输路径包括在工作的光纤(W)之上相连接的多个WDM光放大器模块序列，该模块序列用于放大上述(K个)第一个光信号和上述(M个)第二个光信号。
14．按照权利要求13的系统，其特征在于，其中每个上述WDM光放大器模块包括：
第一外围增益区域，该第一外围增益区域用于放大上述第一个多信道光信号；
连接到上述第一个外部增益区域的第一个三端口分离器，该分离器用于根据波长空间上把上述第一个多信道光信号分隔成为上述第一个频带的光信号以及上述第二个频带的光信号；
中心增益区域，该中心增益区域用于接收上述第一个频带光信号和上述第二个频带光信号、单独地同样放大、以及提供一个已放大的第一个频带光信号和一个已放大第二个频带的光信号；
第二三端口分离器，该第二三端口分离器用于把上述已放大的第一个频带光信号与上述已放大的第二个频带光信号重新合并成为第二个多信道光信号；以及
连接到上述第二个三端口分离器的上述第二外围增益区域，该区域用于放大上述第二个多信道光信号。
15．按照权利要求12的系统，其特征在于，进一步地包括：
在上述第一个分离器装置之间与上述光传输路径之间连接的第一个色散补偿装置；以及
在上述光传输路径与上述第二个分离器装置之间连接的第二个色散补偿装置。
16．按照权利要求13的系统，其特征在于，其中K=M。
17．按照权利要求16的系统，其特征在于，进一步地包括一个用于保护业务以及用于上述第一和第二频带信号的1∶1传输及保护的的第二光传输路径(P)。
18．按照权利要求16的系统，其特征在于，进一步地包括一个用于保护业务以及用于两光纤倒换环路配置的第二光传输路径(P)，其中在相反的方向上沿着上述第一和第二光传输路径传输上述第一和第二光信号。
19．按照权利要求16的系统，其特征在于，进一步地包括多(N)个光传输路径(W)和一个用于上述第一和第二频带信号的1∶N传输及保护的第二光传输路径(P)。
20．按照权利要求16的系统，其特征在于，进一步地包括一个第二光传输路径(W)以及用于四光纤倒换环路配置的两光传输路径(P)。
21．一种用于在第一个位置和由包括光放大器的光传输路径所连接的第二位置之间传输多信道光信号的方法，该方法包括的步骤：
定义第一个和第二个传输频带；
测量上述放大器随着输入功率及波长的增益的偏差；
在上述第一个频带之内选择第一个波长以及在上述第二个频带之内选择第二个波长，其特征在于无论输入功率如何，上述第一个波长的增益基本上与上述第二个波长的增益相近似；以及
把第一个传输信道与上述第一个波长相关联以及把第二个传输信道与上述第二个波长相关联。
22．一种用于在第一个位置和由包括光放大器的光传输路径所连接的第二位置之间传输多信道光信号的方法，该方法包括的步骤：
空间上把上述光放大器的增益区域分隔成为第一个增益区域和第二个增益区域；
把第一个增益区域与第一个传输频带相关联以及把第二个增益区域与第二个传输频带相关联；
在上述第一个传输频带之内传输第一个光信号；以及
在上述第二个传输频带之内传输第二个光信号。
23．一种在传输链路的第一个节点和第二个节点之间传输多个信道光信号的方法，该方法包括的步骤：
定义与第一个传输方向相关联的第一传输频带及定义与相反的传输方向相关联的第二个传输频带；
在上述第一个节点和光纤跨度的第一端点之间传输包括在上述第一个传输频带之内的第一个光信号S1m的第一个多信道光信号和在上述第二个传输频带之内的第二个光信号S2k，其中mε[1,M]以及M是整数，kε[1,K]以及K是整数；
根据波长空间上在上述光纤跨段上沿上述第一个单向路线分离上述第一个光信号S1m和沿上述第二个单向路线分离上述第二个光信号S2k；
独立地放大上述第一个光信号S1m和上述第二个光信号S2k；以及
把上述第一个光信号和上述第二个光信号合并以便形成第二个多信道光信号并将其在上述传输链路与上述第二个节点之间进行传输。
24．按照权利要求23的方法，其特征在于，其中定义的上述步骤包括在频谱的蓝带区域之内选择上述第一个频带以及在频谱的红带区域之内选择上述第二个频带。
25．按照权利要求23的方法，其特征在于，其中定义的上述步骤包括在上述第一个频带之内选择第一个子频带以及在上述第二个频带之内选择上述第二个子频带，每个子频带特征在于基本上恒定的增益倾斜/dB。
26．按照权利要求25的方法，其特征在于，其中在上述第一个子频带之内选择上述第一个光信号以及在上述的第二个子频带之内选择上述又一个第一光信号。
27．按照权利要求23的方法，其特征在于，其中定义上述第一个传输频带处于1528和1543nm之间以及定义上述第二个传输频带处于1547和1560nm之间。
28．按照权利要求23的方法，其特征在于，其中定义上述第一个子频带处于1528和1534nm之间以及定义上述第二个子频带处于1550和1558.5nm之间。
29．按照权利要求23的方法，其特征在于，其中放大的上述步骤进一步地包括独立地控制上述第一个光信号和上述第二个光信号的增益。
30．按照权利要求29的方法，其特征在于，其中控制的上述步骤包括：
在上述第一个频带之内测量第一个光信号的输入及输出功率；
在上述第二个频带之内测量第二个光信号的输入及输出功率；
调整第一个发射机的传输功率，其中第一个发射机产生用于保持上述第一个频带传输信道的功率基本恒定的上述第一个光信号；以及
调整第二个发射机的传输功率，其中第二个发射机产生用于保持上述第二个频带传输信道的功率基本恒定的上述第二个光信号。
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