CN1266852C - 光传输设备、光传输系统与光终端站 - Google Patents

Abstract

在OADM系统中，OADM装置包括AOTF。此AOTF能通过改变施加的RF信号的频率来选择任意的波长。具有特定波长的光信号能由从输入端输入的波长复用光信号分出，或可使从插入口输入的波长复用光信号与直通光信号复用。但考虑到相干串音的加大，此AOTF应专供实际装置结构中的分出之用。另外，可由光耦合器用由支站选出的波长来分支分出的光信号。这样，可以由此AOTF从直通光信号中提取由此支站选出的波长。

Description

光传输设备、光传输系统与光终端站

技术领域

本发明涉及光波分复用网络。

背景技术

对于未来的多媒体网络，现在正积极地进行它所要求的超长和大容量光通信系统和采用这种系统的光波网络的研究和开发。

用来实现大容量数据通信的常规系统可以是时分复用(TDM)系统、光时分复用(OTDM)系统与波分复用(WDM)系统等。

在这些用来实现上述光波网络功能的系统中，WDM系统能够利用光纤的宽带和大容量，并能够独立于调制系统或所采用的光波长复用器/去复用器(滤波器)的速率来选择、分支和插入光的传输信号。

这就是说，这样的光波网络需要有分插复用器(ADM)用以根据需要来插入/分支信号，同时需要有用来选择传输线路的光的路由和交叉连接功能。

业已研究和开发了用来插入/分支光信号的ADM。这种ADM可以是用于插入/分支具有固定波长的光信号的固定波长型和用于插入/分支具有任选波长的光信号的任选波长型。

固定波长型的装置例如包括环行器和纤维光栅，在纤维光栅上反射所传输的光信号中具有特定波长的一个，使其通过环行器分支。在插入光信号时，所插入的光信号通过环行器临时地传送到纤维光栅上。在纤维光栅上反射特定的波长，而由通过传输线路的光信号来多路复用前述光信号。

在这种固定波长型的装置中，分插的光信号波长是在生产这种系统时就确定的。因此存在着对光波网络有许多要求不能完全满足的问题。

另一方面，由于在任选波长型装置中分插的光信号的波长即使是在系统业已生产出后也能通过远程操作改变，这样就容易满足改变插分的波长(信道)的要求。

图1例示了采用光开关的光ADM装置的构型。

具有波长λ1至λn的波长复用光由输入终端输入去复用器(DMUX)，并分支成具有各自波长的光信号。具有各波长的光信号输入为各波长设置的2×2光开关中。此2×2光开关使各个光信号通过或分出。

由此2×2光开关分出的光信号传送给支站(分路站)。通过此2×2光开关的光信号原样地输入一复用器，复用成波长复用光，然后输出。为此2×2光开关分出的光信号传送至一支站。此支站首先通过波长复用器/去复用器使分出的光信号复用，然后使已复用的光信号分支给为各信道提供的光接收机OR。虽然在图1中没有示明，但此光接收机OR设有波长选择滤波器，从由波长复用器/去复用器所分支的光信号中选择具有预定波长的光信号，然后接收此选择的信号。

这样，利用OADM装置，通过使光信号波长复用成的各个波长的信号去复用并分出各个光信号，就能分出具有特定波长的光信号。在支站的终端，可以通过从分出的光信号中选择所需的波长并接收具有特定波长的光信号来接收特定波长(信道)的光信号。特别是当分出的波长相互不同时，要是设置在光接收机OR之前的波长选择滤波器能选择可变波长，则由例如第一光接收机所接收的光信号的波长可以是可变的。

借助光接收机OR由光信号变换成的电信号通过电ADM装置(EADM)处理，从事利用电信号的分插复用。拟从支站传送的信号从EADM输出，并由光发送机变换为光信号用于输出。由图1所示支站的各光发送机OS输出的光信号的波长乃是由OADM装置所分出的波长之一，并输出给光开关。光开关变换由光发送机OS发送出的光信号的光路，同时发送一具有相应波长的光信号给执行分支处理的2×2光开关。各个用来进行分出处理的2×2光开关接收的光信号具有与来自支站的分支光信号相同的波长，并把此信号传送给复用器MUX。这样，由支站传输出的光信号便与通过OADM装置的光信号多路复用，并作为波长复用的光信号输出。

任选波长型的OADM装置通常可以是上述的应用光开关的装置，但它不能快速地工作。此外，当光网络是由采用波长数少于最大复用波长数的系统来工作时，它就有了复用器和去复用器的输出/输入口，而这是不需要的，因而就有了不必需的设备。此外，当从一开始时就装备有2×2光开关，但这是一种耗用初始投资的不必要的光开关。

在上述系统中，由于光信号由复用器分支成具有各种波长的光信号，这种复用器即具有用于具有各种波长的光信号的带通滤波器的特性。要是把具有这种带通滤波器特性串联，各通带中的小误差就会积累，导致出现整个系统的通带对于各个波长变得很窄的问题。于是，为了解决这一问题，各个光学装置的通带应严格地相互匹配，这样在系统的设计和安装作业中就需有严格的条件。

再有，由于这种光信号是调幅的，在波长的分量中就会产生边带。要是这种光信号通过具有极窄通带的系统传播，则波长就会恶化，而接收装置有可能接收不到此光信号。在最坏的情形，此系统不能传播光信号。

上述问题发生在系统设计成使得所有的波长都暂时由复用器/去复用器去复用等所致。因此，当把纤维光栅用作固定波长型的装置时，只是具有分出的波长的光信号才被除去，而对于其它波长的分量，此纤维光栅的特性曲线是平的。结果就不会有上述的通带对整个系统都很窄的问题。

于是，可以用纤维光栅设计OADM装置。但由于纤维光栅本身固定于选择好的波长，对每种波长就要求有一个纤维光栅，而在设计任选波长型的OADM装置时，对于各个纤维光栅还要有一个光开关，这样就形成了一种慢装置。

此外，由于OADM装置必须同电的ADM装置配合工作来处理信号，当起初对于各种波长设置电ADM装置，就会增加系统的成本。为此，应把此系统设计成，使得应设置的电ADM装置的成本和OADM装置的成本之和尽可能低。

根据要增加复用波长数的要求，可能要把许多小的开关相结合来构成大型开关，这是因为要求用来对于32种波长来处理波长的矩阵开关是不存在的。这样，开关的尺度就会很大，而这在考虑要减小OADM系统的设备尺寸时是不希望有的。

发明内容

为了解决上述问题，可以采用声光可调谐滤波器(AOTF)。由于AOTF是以同于纤维光栅的方式只提取具有分出波长的光，光信号的波长特性曲线是平的，因而就解决了通常对整个系统很窄的上述问题。此外，与纤维光栅不同，待分出的波长是任选的。结果就易于设计这种任选波长型的OADM装置。再由于AOTF可以用作波长选择滤波器，就能把固定传输波长型的带通滤波器代之以作为支站的波长选择滤波器。这样，AOTF便是适用于许多领域的、廉价的、适用于OADM装置中的装置。

本发明的目的在于提供能可靠地采用AOTF且可极有效地降低成本的光波长复用网络和装置。

本发明提供一种光选择设备，用于通过执行对WDM光传输设备分支出光信号和插入光信号操作中的至少一种操作而使终端站与该WDM光传输设备连接，该光选择设备包括：第一可变波长选择滤波器，被调谐到选择第一波长且具有连接到所述终端站的输出端；以及第二可变波长选择滤波器，被调谐到选择不同于第一波长的第二波长，并且具有连接到所述终端站的输出端，其中WDM光传输设备接连续不同的光波长传输光信号；且所述第一可变波长选择滤波器被调谐到的第一波长以及所述第二可变波长选择滤波器被调谐到的第二波长，是所述连续不同的波长中的相邻波长。在上述结构下，这种光传输设备应用多个可变波长选择滤波器来分支或插入所有拟插入和分支的光信号。

本发明还提供一种光传输单元，用于通过执行对WDM光传输设备分支出光信号和插入光信号操作中的至少一种操作而使终端站与该WDM光传输设备连接，该光传输单元包括：第一可变波长的可调谐滤波器，具有输入端、控制端口和第一与第二输出端，用来选择具有与施加到该控制端口的信号相对应的波长的光信号，所选出的光信号从第一输出端输出而其余的光信号则从第二输出端输出；以及第二可变波长可调谐滤波器，具有输入端、控制端口和第一与第二输出端，用来选择具有与施加到该控制端口的信号相对应的波长的光信号，所选出的光信号从第一输出端输出而其余的光信号则从第二输出端输出，该第二可变波长可调谐滤波器的输入端被连接到第一可变波长可调谐滤波器的诸输出端之一，提供给第二可变波长可调谐滤波器的控制端口的信号对应的波长相邻于但不同于由第一可变波长可调谐滤波器所选出的光信号的波长。

本发明的光终端站接收用于分支和插入拟分支和插入的光信号的光传输设备所分支的光信号，并把拟插入的光信号传递给WDM光通信系统中的光传输设备。上述光终端站包括有波长复用器/去复用器，后者用来复用所需个数的具有预定波长的光信号，并把它们作为拟增加的光信号传送给光传输设备。

本发明的光传输系统包括：用来在通过传输线路所传送来的波长复用光信号中分支具有预定波长的光信号，且用来插入具有相应波长的光信号的光传输设备；以及用来接收由此光传输设备分支的光信号并把拟插入的光信号传送给此光传输设备的光终端站。这一光传输系统还包括：根据需要用来放大由光传输设备分支的光信号的光放大器，用来将光信号分成所需个数波长的分光器；以及为此分光器的每个输出设置的滤波器。在上述结构下，此光终端站选择和接收具有预定波长的信号。

根据本发明的另一个方面，上述光传输系统是在这样的光网络中工作，此光网络包含有：用来分支来自传输线路的光信号或把光信号插入到传输线路上的光传输设备；以及用来接收由此光传输设备分支的光信号并把拟插入的光信号传输给此光传输设备的终端站。这一光传输系统执行以下顺序处理：在终端站的接收端给单波选择AOTF施加一预定的RF频率；在肯定此单波选择AOTF进入稳定态后，通过在此光传输设备中将预定的RF频率施加给分插AOTF来分支预定的光信号；在断定此预定的光信号业已为光谱监控器分支后，将此预定的RF频率施加给此终端站的单波插入AOTF；再在断定单波AOTF的工作业已成为稳定的且为光谱监控器所监控并要插入的光信号已被控制成具有预定的光波长和光功率后，即驱动此终端站的一个光传输装置。

根据本发明的另一个方面，这一光传输系统包括：光传输设备，用在传输之前调制一或多个波长传输信号的光强，并在光放大的多中继传输中传送此已调制的信号；节点，它设在光传输设备的传输线路中，具有分支和插入传输信号光的功能。在这种构型下，所述光传输系统还包括：用来调制一传输装置中传输光的光相位或光频率的装置；对于上述调制装置的线性调频参数具有正号的发送机；色散补偿装置，它设置于此发送机和传输线路之间以及此传输线路与接收机之间，用来补偿传输线路的波长色散特性。

本发明的AOTF控制装置设在AOTF所形成后的基片的表面上。AOTF根据波长复用的光信号来选择具有预定波长的光信号，并利用表面声波的功能插入或分支此选择的信号。此AOTF控制装置在AOTF附近有谐振器，能探测此谐振器的谐振频率的变化而得以测量AOTF的表面温度，根据此测量结果能控制RF信号，由此能稳定AOTF的作业。

根据本发明，能够快速地执行构成本系统一部分的电路的作业，同时可以由设在分插系统中的能通过改变施加用于选择任选波长的电信号的频率的AOTF，来实现廉价而可靠的OADM系统。

附图说明

图1例示采用光开关的光ADM(OADM)的构型；

图2示明采用AOTF的OADM装置的基本原理；

图3是框图，例示采用有效的AOTF设计的OATM装置的基本构型；

图4A与4B是框图，例示采用AOTF的广播用OADM装置的构型；

图5A与5B是框图，示明AOTF的冗余构型原理和OADM装置中的传输线路；

图6示明采用AOTF的OADM装置实际构型的第一例(1)；

图7示明采用AOTF的OADM装置的实际构型的第一例(2)；

图8示明采用AOTF的OADM装置的实际构型的第二例(1)；

图9示明采用AOTF的OADM装置的实际构型的第二例(2)；

图10示明采用AOTF的OADM装置的实际构型的第三例(1)；

图11示明采用AOTF的OADM装置的实际构型的第三例(2)；

图12示明采用AOTF的OADM装置的实际构型的第四例(1)；

图13示明采用AOTF的OADM装置的实际构型的第四例(2)；

图14示明用来提供产生增加的光信号的光的激光组件的构型和原理；

图15是示明在OADM中控制分出AOTF的方法的图表(1)；

图16是示明在OADM中控制分出AOTF的方法的图表(2)；

图17是示明在OADM中控制分出AOTF的方法的图表(3)

图18是示明在OADM中控制分出AOTF的方法的图表(4)；

图19是示明在OADM中控制分出AOTF的方法的图表(5)；

图20是示明在OADM中控制分出AOTF的方法的图表(6)；

图21是示明在OADM中控制分出AOTF的方法的图表(7)；

图22示明AOTF的构型；

图23示明图22中所示AOTF的传输特性；

图24A与图24B示明当图22中所示AOTF设计成基片上3级单片AOTF时的波长选择特性，以及用具有同样频率的SAW所选择的波长；

图25示明AOTF的温度关系下所用的工艺；

图26示明谐振器的温度关系；

图27A与27B是示明此3级AOTF选择特性的波动以及消除这种波动的措施的图表(1)；

图28A与28B是示明此3级AOTF选择特性的波动以及消除这种波动的措施的图表(2)；

图29示明AOTF驱动电路一般构型的第一例；

图30示明AOTF驱动电路一般构型的第二例；

图31A与31B示明包含OADM装置的OADM的设计；

图32A与32B表明OADM装置中用于色散补偿的构型；

图33A与33B示明设在OADM装置的插入端与分出端的以及在发送装置和接收装置处的色散补偿装置例(1)；

图34A与34B示明设在OADM装置的插入端与分出端的以及在发送装置和接收装置处的色散补偿装置例(2)；

图35示明色散补偿结构的变形例(1)；

图36示明色散补偿结构的变形例(2)；

图37示明色散补偿结构的变形例(3)；

图38示明色散补偿结构的变形例(4)；

图39是示明色散补偿和波形恶化特征的曲线图(1)；

图40是示明色散补偿和波形恶化特征的曲线图(2)；

图41A与41B示明相位容限为70％或更大时的色散容差；

图42示明2-光纤BLSR中OADM节点的构型；

图43示明2-光纤BLSR中OADM节点的保护路径(1)；

图44示明2-光纤BLSR中OADM节点的保护路径(2)；

图45示明设有OADM节点的通常的2-光纤BLSR网络的构型；

图46示明设有OADM节点的2-光纤BLSR网络中当光缆断开时的构型；

图47示明4-光纤BLSR中OADM节点的构型；

图48示明设有OADM节点的通常的4-光纤BLSR网络的构型；

图49示明设有OADM节点的4-光纤BLSR网络中当光缆断开时的构型；

图50示明设有OADM节点的4-光纤BLSR网络中当节点有故障且光缆断开时的构型；

图51示明在用单个光纤进行双向传输的系统中的2-光纤BLSR中节点的构型；

图52示明当把双向OADM节点用于2-光纤BLSR网络中时的保护路径(1)；

图53示明当把双向OADM节点用于2-光纤BLSR网络中时的保护路径(2)；

图54示明设有双向OADM节点的通常的2-光纤BLSR网络的构型；

图55示明设有双向OADM节点的2-光纤BLSR网络中当光缆断开时的构型；

图56示明光1+1保护开关构型的例子；而

图57A与57B示明可把一再生器增设到光传输线路中的基本原理。

具体实施方式

下面说明最佳实施例。

图2示明采用AOTF的OADM装置的基本原理。

在图2中，具有波长λ1至λn的波长复用光信号输入到AOTF10中，同时分插有8个波。显然，插入或分出的波长数不限定于这一数值。

通过施加一相应的RF信号(电信号)给拟分出的波长，由AOTF10来选择光波长。图2中，具有λ1至λn波长的波长复用光信号输入给AOTF 10。具有对应于波长λ1至λn的频率f1至fn的8个RF信号则施加给AOTF 10。

所具波长与施加给AOTF 10的RF信号的频率相对应的光信号输出至AOTF 10的分出口。由光放大器20放大，然后输入8×1耦合器11中。此耦合器之所以设计为8×1的，是因为分出的波长数是8。此8×1耦合器11对所述波长数的分出的光信号分支。这些分支的光信号是相同的光信号，且包含具有分出的波长的所有光信号。此外，设有AOTF 13作为波长选择滤波器，而具有各种波长的光信号则传送给电ADM(光信号接收机)17。

另一方面，AOTF 10不仅分出具有预定波长的光信号，还插入具有相同波长的光信号作为分出的信号，这是由于AOTF 10具有分出一个具某个波长的光信号和可同时插入一个具相同波长的光信号作为分出的信号的功能。于是只需给AOTF 10施加一个其频率对应于具有要被分出或插入的波长的光信号的RF信号。

要被插入的光信号是由图2中左方所示的机构产生。激光二极管LD19是光源，具有要被插入的信号的波长的LD19设置了与要被插入的光信号相同的个数。由LD19输出的具有波长λ1至λ8的光暂时由一8×8耦合器18复用，然后再去复用。此去复用的光由光放大器15放大，输入到起到波长选择滤波器作用的AOTF 10。AOTF 10从波长λ1至λ8被多路复用的光中提取具有要被用于传输光信号的波长的光。此具有由AOTF 14提取出的波长的光由调制器16调制成光信号。这样形成的具有相应波长的光信号由8×1耦合器12多路复用，再由光放大器21放大后输入AOTF 10。AOTF 10便与直通光多路复用插入的光信号并输出给输出终端。

如上所述，在原理上说，只是一个AOTF 10就能实现OADM装置的功能。但由于AOFT的真实特性并不能正好是上面所说明的，因而实际上需要有各种装置。例如，由于AOTF 10串音的结果，从AOTF 10插入口输入的插入光信号便会略微输出到分出口。由于插入光所具波长与分出光相同，就会引起称作相干串音的串音，这就会显著恶化光信号。于是当在OADM装置的设计中实际上采用AOTF时，应避免相干串音。

当AOTF 10不分插波长时，光放大器21便停止工作，或是AOTF10的选择频率被抵销。要是此光放大器工作，即使未插入光信号，ASE(放大的自发发射)光也会作为噪声插入直通光信号。如果AOTF10的选择频带抵销，则ASE便会插入到直通光信号的频带之外。结果可以避免恶化此直通光信号的SN比。

图3以框图例示了采用真实的AOTF设计的OADM装置的基本结构。

图3示明了把AOTF用于分出光信号时的结构。由输入端输入的光信号经光放大器30放大来补偿传输线路的损耗，输入给第一级AOTF 31。第一级AOTF 31只分出具有要被分出的波长的光信号。通过第一级AOTF 31的光信号输入第二级AOTF 32，分出具有要被分出的其它波长的光信号。这样，分出的光信号便为耦合器35多路复用，分支成接收机OR的数目。同时在AOTF 31分出口的终端设有光衰解器38。由AOTF 32分出的光信号和由AOTF 31分出的光信号调节成具有近似的电平并输入耦合器35，而由于AOTF中有很大的损耗，通过一个AOTF和通过两个AOTF的光信号间的电平就会有很大差别。要是这些分出的信号以它们之间的电平差发送出时，即使光放大器企图在接收端或在到达接收端之前来放大低电平的光信号，也是不能成功地将其放大，这样就不能正确地接收此信号。这样，分出信号所要求的波长就由AOTF的波长选择滤波器37等选择并由接收机OR接收。

在耦合器35上插入有另一输出端，用来暂时多路复用由AOTF 31和32分出的光信号，来自此输出端的光信号输入光谱监控器39来监控分支光信号的存在以及各个光信号的波长和功率等。

通过第一与第二AOTF 31和32的光信号只包括具有波长未被分出的光信号并作为OADM装置的直通光输入给耦合器33。来自光发射机OS的具有经AM调制波长(分出光信号的波长)为耦合器36多路复用，作为插入的光信号输入耦合器33。这样，输入给耦合器33的直通光和插入光相互复用，为光放大器34放大，经传输线路输出。

在图3所示的配置例中，所有要被分出的光信号根据AOTF的波长选择特性为第一级AOTF 31和第二级AOTF 32分出。这就是说，AOTF 31在施加RF信号时有很广的波长选择特性。于是，当根据ITU-T G.692的建议计划规定为0.8nm间隔相邻的光信号分出时，就会在接收端发生串音而干扰接收。这样，由单个直框实际标明的AOTF31或32是设计成串联安装在一块基片上的三级单片式AOTF的。借助上述结构，波长选择特性可以变窄，但是并不充分。为此，设置了两级AOTF。在第一级，例如光信号的波长顺序地从一端到另一端编号，只分出具有奇或偶基数的波长。在第二级则输出在第一级未输出的具有奇或偶基数波长的光信号。在此种结构下，可以按1.6nm的波长间隔分出相邻的光信号，由此即使在AOTF的波长选择特性下也能充分地减少串音。

此外，借助图3所示的结构，可以不使用AOTF而由耦合器33直接多路复用插入的光信号。如上所述，AOTF具有插入其波长同于分出的光信号的光信号的功能。但要是AOTF具有插入和分出两重功能，则在插入侧的光就会和分出侧的光混合，产生串音。此时，由于插入光和分出光两者的波长产生相同的相干串音，由串音生成的拍分量就会变大，使分出端不能正确地接收光信号。当从直通光提取相应的波长时，就可把插入光多路复用到可资利用的栅极(光信号的波长位置)上。如图3所示，此插入光多路复用到直通光上。

图3中采用了两个AOTF来分支所有要被分出的光信号。但此AOTF的数目不限于两个，可以设置多于两个的AOTF。这样，在设置有多个AOTF时，在由一个AOTF分出的光信号中具有最接近波长值的光信号间隔便可以放大，由此能减少串音。

图4A与4B的框图例示了采用AOTF用于广播中的OADM装置的构型。

如图4A所示，λ1至λn的波长是波长复用的，从输入端发送出，由光放大器40放大并输入耦合器41。耦合器41将输入的光信号分支成两部分，一部分输入AOTF 42，另一部分分出并输入支站的耦合器46。分支的数目可以是用作分出光的光的波长数或可以是波长的总数。由于为耦合器46分支的光信号包含着波长λ1至λn的光信号，波长选择滤波器48就从其中选择和取出具有用作分出光的波长的光。

另一方面，为波长选择滤波器48从发送给AOTF 42的光信号所选择的波长再由AOTF 42所选择，再输出至选择口。此选择口不与任何单元连接，而所选择的光信号被放弃。在AOTF 42之后还设有AOTF43，使得如上面对照图2所述，一个AOTF可以分出一部分具有待分出的波长的光信号，而另一AOTF则可分出此光信号的其余波长，由此在选择好波长时能减少串音。

已通过两个AOTF 42和43的直通光输入耦合器44并与插入光多路复用。如参看图2时所述，由波长选择滤波器49从光源的各种光中选择出所要求的波长作为插入光，由调制器50调制，再输入耦合器47。由耦合器47多路复用的此插入光输入耦合器44，与直通光多路复用，经光放大器45放大，再通过传输线路输出。

上例中，由波长选择滤波器49从光源选择光然后由调制器50调制而取得插入光信号。此外，可以通过调制来自光源的光而后从此光中选择波长来产生插入的光信号。

图4示明广播功能。

假定图4A中所示OADM装置已如图4B所示经传输线路连接时，具有波长λ1的光信号由OADM1-3广播。OADM1分出波长λ1。但AOTF并不选择波长λ1或把光信号插入波长λ1的栅极上。然后，具有波长λ1的光信号通过OADM1并输入OADM2。OADM2还分出具有波长λ1的光信号，但AOTF并不选择波长λ1。这时，波长为λ1的光信号发送到OADM3。OADM3分出波长λ1。AOTF选择波长λ1。结果，由OADM3输出的光信号乃是这样的信号，其中只要没有插入波长λ1的新的光信号时，波长λ2至λn即被多路复用。

这样，根据图4A所示的结构，由于OADM1至3能够分出具有波长λ1的相同光信号，就易于实现广播通信。

图5A与5B是框图，示明OADM装置中AOTF和传输线路的冗余结构。

图5A示明OADM装置中AOTF的冗余结构。

在OADM的输入端设有1×2开关60，并为输入光信号设有两条路径，后者可以相互转换。工作AOTF与保护AOTF连接到此1×2开关60的两个输出端。在各个AOTF后设有用于多路复用插入光的波长复用器。具体地说，图5A中的上部结构是供现下使用的，而下部结构则是备用的。它们连接1×2开关61的两个输入口。此1×2开关61将来自工作AOTF的光信号变换为来自保护AOTF的光信号并且反之，使得这两个光信号的任一个可以通过传输线路输出。此1×2开关61设在OADM装置的输出端。

图5B示明不同于OADM装置的传输线路的冗余结构。

此传输线路具有双重配置，即工作和保护配置，同时在OADM的输入端设有1×2开关62。此1×2开关62选择工作传输线路或保护传输线路，并把光信号传输给AOTF。在AOTF之后设有设有用于使插入光信号多路复用的波长复用器并将其连接到1×2开关63上。此1×2开关63的输出端与工作和保护传输线路，而得以选择其中任一条传输线路来传输光信号。

在图5A和5B中，只是AOTF或是传输线路是双重的。但这两者要以同时是双重的，这种情形下在OADM装置的输入与输出端的1×2开关则由2×2开关取代，此时的工作和保护传输线路以及工作和保护AOTF连接这样的2×2开关的输入/输出端。在此，由于当2×2开关失序时不能发挥作用，这种2×2开关还应是二重的来形成更可靠的系统。这就是，对于各个工作和保护传输线路设置一1×2开关，使得能选择工作2×2开关或保护2×2开关来接收光信号。在2×2开关后还设置着1×2开关，使得能选择工作或保护2×2开关之一来接收光信号。这种结构适用于OADM装置的输入或输出端，同时此种双重结构不仅可用于AOTF和传输线路，还可用于上述开关来从工作结构变换到保护结构或者反之。

图6和7示明了采用AOTF的OADM装置的实际结构的第一例(1)。

通过传输线路输入的光信号首先输入光放大器(在线放大器：ILA)。这种光放大器有两种放大媒体(以三角形表示)。在光信号为第一放大媒体所放大时，此光信号的一部分便分支和输入光谱监控单元的开关。此光谱监控单元的开关顺序地变换输入的光信号，将光信号传输给光谱分析仪SAU，在各个点分析和监控光谱的状态。此光谱分析仪SAU由光谱分析仪控制器SAU CNT控制。光谱分析仪SAU分析顺序变换和输入的光信号，同时输出分析结果的数据，并受到光谱分析仪控制器SAU CNT的控制。控制信号的传送能使通过图6或7中未示明的控制线上各点的光谱状态最优化。不然，操作者可以去直接监控光谱的状态。

由光放大单元ILA的第一放大媒体所放大的光信号输入色散补偿光纤DCF来抑制传输线路的色散。然后此光信号输入第二放大媒体，而以功率光信号输入OADM装置。连接到光放大单元的第二放大媒体上的BST称之为增强器，提供了用于光放大的激光给放大媒体例如铒掺杂的光纤。

由光放大单元ILA所放大的光信号输入用于上述冗余度的开关单元PSW。后面将详述开关单元PSW1。通过了此开关单元PSW1的光信号输入可调谐滤波器模件TFM。在可调谐滤波器模件TFM的输入端设有监控器，监控器各模件是否适当地连接、探测输入光信号的功率、将探测结果通知此监控器的控制单元(未于附图中示出)。此控制单元分析监控结果，同时判定这些模件是否正确地连接以及光信号是否正常地传送。例如，当模件未能正确地连接而有强光漏泄时，就会伤及近旁的人。于是必须关掉开关或采取任何其它的安全措施。这样的光监控器还设在可调谐滤波器组合的输出端，其功能与设在此种组合输入端的基本相同。

通过了光监控器的光信号输入AOTF 1。AOTF 1根据可调谐滤波器驱动器TFD的控制器CNT的控制信号控制。具体地说，将控制器CNT的控制信号施加给用来产生RF信号的电路(图6中它包括放大器和PLL电路)，并将所产生的RF信号施加给AOTF 1的AOTF 2。在AOTF 1，例如以前所述，选择具有偶基数波长的光信号，输出给图6所示的上部口。通过AOTF 1的光信号则输入偏振模色散补偿器PMD。

如后所述，AOTF通过输入光信号的TE模光和TM模光同表面声波(SAW)的协同作用，只变换具有预定波长的光信号的波型。AOTF通常由双折射材料例如铌酸锂制成，这样就会在没有任何接收过程而通过的光信号的TE模和TM模之间造成传输速度差。这时，当AOTF的一个装置具有三级结构(见后述)时，相应的时间差约为50ps。为此，要求本实施例的OADM装置用在具有10Gbps传输速度的系统中。但是，在10Gbps的速度下，指配给1比特的时隙约为100ps。这样，由于通过AOTF所产生的偏振模色散在此会使得这两种模有约50％的时隙差，因而光信号就不能按原样接收。结果，在每次通过一个AOTF时，就要执行一次偏振色散补偿过程。补偿偏振模色散的典型方法是使一般也具有偏振模色散的PANDA(熊猫)光纤等的轴线同此AOTF的轴线连接。借助这种连接，AOTF中的快连模就会缓慢地传播过PANDA光纤，而AOTF中的慢速模则会快速地传播过PANDA光纤。取决于AOTF以及PANDA光纤等的特性，要求用来补偿偏振模色散的PANDA光纤的长度约为20m。

另一方面，波长选择的光信号即在分出端的光信号，在SAW的协同作用下，于AOTF中，当此光信号以TE模输入时变换为TM模，而以TM模输入时变换为TE模，这样，色散在TE模中发生的时间就会同色散在TM模中发生的时间相等。于是，最初以TE模和TM模输入的光在于AOTF中传播的同时即分别转变成TM模和TE模的光，从而便不会生成偏振模色散。

通过了偏振模色散补偿器PMD的光信号输入光放大单元TFA中，这一光信号由放大媒体放大。通过AOTF 1的光信号由于在AOTF中的损耗使强度降低。结果，在输入AOTF 2并于其中分出的光信号以及在AOTF 1分出的光信号之间就存在差别，而要求补偿这一差别。例如，一个AOTF中的损耗约10dB。在由光放大单元TFA放大的这些光信号中，具有指配奇数的波长的光信号分支，而其余的光信号则通过AOTF 2。

要被在AOTF 1和AOTF 2中分出和分支的光信号由2×2耦合器多路复用，再由光放大单元TFA放大，传送给支站。另一方面，从2×2耦合器1另一口输出的光信号通过光衰减器输入光谱监控单元的光谱分析仪SAU，并在此确定所分出的信号的波长或功率是否满足预定的标准。

通过AOTF 2的光信号如上所述输入偏振模色散补偿器PMD，在已补偿偏振模色散之后，通过光监控单元输入开关单元PSW2的2×2耦合器2中。同时，奇数序号的光信号则输入开关单元PSW2的2×2耦合器2中。这一奇数序号的光信号为光放大器PWA1放大，补偿从支站传输出过程中产生的损耗。此外，色散由色散补偿光纤DCF补偿，然后此光信号输入2×2耦合器2。此直通光信号和插入的光信号通过冗余开关输入光放大器PWA2，由增强器BST3和4的激励光放大，并由一耦合器分支。绝大部分光信号由此耦合器输出到传输线路上，但一部分这样的光信号则传送到光谱监控单元，用来分析具有各种波长的光信号的波长位移和功率。由光放大器PWA2放大光信号来补偿通过OADM装置所产生的损耗。

图7例示采用图6所示OADM装置的系统中的支站的结构。

由可调谐滤波器模件TEM所分出的信号通过支站的波长去复用器的波长去复用。在图7所示情形中，此光信号经波长去复用成具有波长λ1至λ32的32个波。具有各个上述波长的光信号由既有光网络的光电变换单元OE所接受，变换成电信号，进一步变换成用于此网络中的信号，例如具有波长适合于这种网络(假设此网络是1波光网络)的光信号。另一方面，在现有的光网络等的信号输出单元中，电信号由电光变换单元EO变换成图6所示的分出的波长由λ1至λ32的光信号。这些光信号由衰减器调节成相对的电平，由波长复用器波长复用，并由图6所示OADM装置作为插入光信号发送。

图6示明具有32种波长的分出光信号，并假定所有这32个波长都被用到。但当此系统起动后，则不必用到所有波长，即可以只使用它们的一部分。这时，如图6所示，由可调谐滤波器模件分出的波长数少于32。

要是波长去复用器已把光信号分支成具有图6所示各种波长的光信号，则就很难适当地改变要被接收的波长。例如，当要求在接收端来接收具有相同波长的光信号时，就必须从波长去复用器的一个口来分支一信号。但要是原有的结构不允许这一过程时，就需重新设置从一个口来分支光信号的耦合器等。

图8与9示明了采用AOTF的OADM装置实际结构的第二个例子。

图8所示的结构与图6所示的相同，这里略去其详细说明。

经传输线路输入的光信号由光放大器单元ILA放大。色散补偿光纤补偿色散，此光信号输入开关单元PSW1。开关单元PSW1设计用来提供冗余的工作和保护结构。从开关单元PSW1输出光信号通过可调谐的滤波器模件TFM。此分出的光信号是由AOTF 1和AOTF 2分出并输入2×2耦合器1。

由2×2耦合器1输出的光信号的一部分输入光谱分析仪SAU，分析其光谱。由2×2耦合器1多路复用的分出的光信号首先由光放大器放大，然后由1×4耦合器分支。图8中，波长数为4但不限于4。由1×4耦合器分支的光信号包含了所有分出的波长，而在支站中的接收单元TRB1的AOTF则提取各种波长。这一AOTF具有从1×4耦合器所接收的光信号中提取预定波长的功能。在不需改变要被输出的光信号的波长时，可以采用普通的带通滤波器。采用AOTF则可以灵活地回答这系统的用户要求。用户在操作本系统时通常需要改变要被分插的光信号的波长。支站的AOTF是波长选择滤波器，由现在示明于图8中的可调谐滤波器控制。图8中只示明有两个AOTF，但当把四个波用于分出光信号时则可以有四个AOTF。

未由AOTF 1分出的直通光在由偏振模色散补偿器PMD于偏振模色散补偿过程中处理后，输入光放大器，然后再输入AOTF 2。这样，如上所述，设有二级AOFT，由一个AOTF来分出一部分波长，例如具有偶基数波长的光信号，而由另一AOTF来分出其余波长，例如奇基数的。在这种结构下，可使AOTF波长选择特性较大半宽度所产生的串音减至最少。

在光信号已通过AOTF 2后，偏振模分散补偿器PMD补偿偏振模分数，然后光信号通过光监控器，输入开关单元PSW2的2×2耦合器CPL2并由插入的光信号多路复用。在图8所示的情形中，由于有分出光的四个波长，也就应有插入光的四个波长。在耦合器CPL4中设有一个1×8耦合器，用于未来升级的结构。但现下只使用口1至4。具有由耦合器CPL4多路复用的各个波长的插入光信号经光放大器PWA1放大。在由色散补偿光纤DCF补偿了色散之后，光信号输入开关单元PSW2的2×2耦合器CPL2。此直通光和插入光相互多路复用，在通过保护开关(用于开关电流和备用结构)。此光信号在输入光放大器PWA2后，由要被进行功率放大的激射光源BST3和4提供功率，然后经耦合器CPL输出到传输线路上。由耦合器CPL分支的光信号的一部分传送给光谱分析单元SAU来分析从OADM装置输出的光谱的状态，同时用于监控OADM装置是否正常运转。

图9示明了支站的插入光发送端。

此插入光信号发送单元包括激光器组合、光调制单元以及未于图9中示明电ADM装置(E ADM)。要被传送的数据作为电信号从此电ADM装置发送出，用作此激光器组合的光调制用的驱动信号。

此激光器组合包括多个用于输出具有不同波长的光的激光二极管。它们存储于激光二极管单元LDU#1至#4中。另有一种用于发生故障时的冗余结构。对于激光二极管单元LDU存在着现用结构(工作)和备用结构(保护)。此外，设有32个激光二极管来输出不同的波长，以使要被插入的光信号的波长能变换成此32个波长中的任何一个。由这些激光二极管输出的光通过一波长复用器多路复用，产生出其中1至32波长被多路复用的光。对于这一冗余的激光二极管单元，存在着现用的和备用的波长复用器结构。

光在从此波长复用器输出后，即为光放大单元放大。这种光放大单元也取冗余设计。这就是说，光放大单元有两种放大媒体而在其间插入有衰减器。此衰减器相对第二级放大媒质调节光强。光信号在为放大媒体放大后，它的一部分即为耦合器CPL分支而输入耦合器单元CPL3。分支的光信号输入光谱分析仪单元SAUL。此光谱分析仪单元SAUL包括光谱分析仪控制器SAU CNT以及由后者控制的光谱分析仪SAU。耦合器CPL在此系统的操作者由手动来检查激光器组合输出的光时，给光监控口输出这时所要求的光。由此光谱分析仪单元得到的分析结果发送给图9中未示明的激光二极管控制器LDC，并用来控制激光二极管。如图9中所示，光谱分析仪单元SAUL和激光二极管控制单元LDC都取冗余设计。

这样就提供了多个具有不同波长的激光二极管，同时应用其波长已多路复用的光，这是因为能改变振荡波长的激光是极不稳定的，不能有效地用于振荡波长应完全稳定的光通信中。

在由多个激光二极管输出的光已多路复用后，它们就由光放大器放大，输入耦合单元CPL3的1×8耦合器中。此1×8耦合器只分支具有用于插入光信号的波长的输入光并将其传送到光调制单元。这时由于只有待分插的光信号的四个波长，实际上连接的只是此1×8耦合器的四个口。其余的口则用来为设在反方向的传输线路上的光调制器(图9中未示明)提供光。

与上述1×8耦合器输出端连接的光纤把光传送给光调制单元，此光调制单元具有对于要被插入的光信号的各个波长设置的调制器。图9中只示明了一个调制器的结构，但实际上有四个相同结构的调制器件。对于由此激光器组合传送来的光，由在波长选择单元TFR1第一级处的AOTF选择具有用于插入光的波长的光。把所选择具有这种波长的光输入调制单元的调制器Mod。另一方面，由电ADM装置作为具有预定波长的光信号传送出的数据则为接收机OR所接收并转换成电信号。此电信号由分配器分支，通过数字触发器D-FF和电放大器施加给调制器Mod。调制器Mod接收此电信号，调制输出具有在波长选择单元第一级的AOTF所选择的波长的光信号。调制了的光信号由1×2耦合器分支，其中之一由控制器探测，检查此光信号是否已正确调制。探测的结果反馈到电放大器，进行调节，使调制器Mod可以稳定地工作。

这样，由调制器Mod调制的光信号即由光放大器POA放大，输入波长选择单元的二极AOTF，然后作为插入的光信号传送出。在此信号为光放大器POA放大后，再次通过此AOTF除去光放大器POA中产生的噪声。这一AOTF设计成来选择同于波长选择单元的前一级中AOTF所选择的相同波长。

在于激光器组合提供的光中选择要被插入的光的波长时，用到的是AOTF而不是用用来选择固定型波长的滤波器，这是由于AOTF在要被分插的光信号的波长应加以改变时易于改变所选择的波长。

在调制器Mod后一级中的光放大器POA可以是单波放大器，首先由波长选择单元前级的AOTF只选择一个用于插入的光信号的波，这样可以实现一种小型的放大器。如上所述，可以首先调制光信号，然后可以选择波长。但在这种情形下，调制器的后级中的放大器必须是用于波长复用光的光放大器。于是，放大器较大，成本也较高。

图10与11示明采用AOTF的OADM装置的实际结构的第三例。

图10示明冗余设计成工作和保护结构的传输线路。如后所述，可以按多种方式冗余地设计传输线路。例如，可以采用UPSR(单向线路开关环)或是4光纤BLSR(双向线路开关环)等。图10示明了4光纤BLSR，其中的传输线路(PB)指的是通到此4光纤BLSR反方向的传输线中OADM装置内LB开关的传输光缆。传输线路(P)指通到4光纤BLSR的反方向中传输线路内OADM装置中所设光1+1保护开关(1+1SW)的传输光缆。它们是为此冗余传输线路和OADM装置所提供的。此冗余系统将于以后描述。

通过上述现用传输线路输入的光信号由光放大单元ILA放大，并由色散补偿光纤DCF补偿其色散。然后，此信号输入开关单元PSW1。开关单元PSW1包括LB开关和1+1开关。实际上，取决于用在此网络，2光纤BLSR或是4光纤BLSR，可以设置它们中之一。

在光信号通过开关单元PSW1后，由上述可调谐滤波器模件的功能分出一分出光，并将此信号输入具有1×8耦合器的耦合器单元CPL1中。此1×8耦合器将包含所有分出波长的波长复用光信号分支成8个部分，并把它们传送给支站的接收单元。此光信号在通过上述可调谐滤波器组合后，输入开关单元PSW2的2×2耦合器中。从支站输出的插入光信号由耦合器单元CPL4的1×8耦合器多路复用，并由光放大器PWA1放大。此放大光信号的色散由色散补偿光纤补偿，并通过开关单元PSW2的2×2耦合器与直通光波长复用。

在耦合器单元CPL4的1×8耦合器之前设有用于具有各个波长的各插入光信号的光监控器。此监控器是用来检查耦合器单元CPL4安装得是否正确。

此直通光和由2×2耦合器多路复用的光通过冗余设置的1+1开关以及LB开关，然后为光放大器PWA2放大用于通过传输线路传输。

图11示明图10中所示实例在支站一侧的结构。

在接收侧，设置有接收机TRB#1～#8(1)，其个数同于由OADM装置分出和分支的光信号数。为了在此作详细说明，图11中只示明了接收机TRB#1的结构。

首先，分出的光信号包含8个波。当光信号输入接收机TRB#1(1)时，即为光放大器AMP1放大。光放大器接收激光光源BST的激光。放大的光信号分支成个数同于耦合器单元CPL2的1×4耦合器分出的光信号的波长数。在此例中，它分支成4部分。然后它们输入转发器#1，用于变换光信号的波长。转发器的详细结构在此略去，共有4个转发器#1至#4，各接收一从1×4耦合器输出的光信号。

当此光信号输入转发器#1，由起到波长选择滤波器作用的AOTF选择具有一个波长的光信号，并由光接收机OR转变为电信号。此电信号由分配器分支成二，通过数字触发器D-FF和发大器施加给调制器Mod。调制器Mod接收来自发射端的激光器组合LDBK的光。由AOTF 1从此激光器组合LDBK发送出的波长中选择合适的波长，然后输出。输出的光信号由光放大器POA放大，由AOTF 2除去此放大器的噪声分量。然后将此光信号传送给另一网络，等等。这样，当把数据传输给另一网络时，所分出的光信号就不能原样地传送。结果是设置转发器来把光信号的波长变换为任选的波长。由调制器Mod的输出由1×2耦合器分支，由控制器探测并反馈来稳定调制器Mod的工作。

于是，接收端的转发器的操作基本上与图9中所示光调制单元的操作相同。

在发送侧，用于调制中的光从图11中未示明的激光器组合LDBK发送出。此光传输给发送机#1～#8(2)的耦合器单元CPL5。当此光输入，它首先通过用于监控此耦合器单元CPL5是否已成功地连接的光监控器。然后它分支成8束光，并由光放大器AMP#1～#4放大。在这8束光中，只有4束光被用来产生插入光信号，而其余的四束光则传送给接收端的转发器作为光信号的波长变换光。

在由上述激光器组合发射出的光中，用来产生插入光信号的4束光输入转发器#5的AOTF 3，选择产生插入光信号的波长并传送给调制器Mod。作为光信号由另一光网络传送的且其插入光应调制的数据，由光放大器AMP2放大，然后由1×4耦合器分支。由AOTF 5选择波长并由光接收机OR将光信号变换为电信号。由于在这一步骤后的操作与接收端的转发器的操作相同，略去其详细说明。由AOTF 4输出的光信号由1×4耦合器以转发器#6～#8类似产生的光信号多路复用，然后作为插入光信号输送给OADM装置。

图12和13示明了采用AOTF的OADM装置的实际结构的第4例。

由于图12所示的配置与图10所示的大致相同，这里略去其详细说明。在图12中，于插入端未作线路连接，但这只是在图12中的省略，实际上，支站的插入光信号发送端是应该连接的。

经传输线路输入的光信号由光放大器放大。传输线路的色散由色散补偿光纤补偿。然后，光信号输入用于开关工作和保护单元的开关单元PSW1。此开关操作取决于网络的冗余结构。在本例中，采用了4光纤BLSR。在光信号已通过开关单元PSW1后，便由可调谐滤波器模件分出一分出光。此分出的光信号由1×8耦合器传送到支站的接收端。此直通的光信号原样地输入开关单元PSW2的2×2耦合器。插入的光信号首先由2×8耦合器多路复用，同时由光放大器PWA1放大。色散则由色散补偿光纤DCF补偿。此光信号然后由2×2耦合器以直通光多路复用。上述2×2耦合器和2×8耦合器可以分别是1×2耦合器和1×8耦合器。在要监控多路复用的光信号的状态时，为方便起见，本例中采用了具有一或多个输出端的耦合器。于是，并不总是需要应用2×2耦合器和2×8耦合器的。

由与直通光信号多路复用插入光信号而取得的光信号通过用于开关工作结构和保护结构的开关(1+1开关和LB开关)，然后由光放大器PWA2放大再通过传输线路发送。

图13例示支站接收端结构的一种变型。

接收单元TRB#1涉及的是当连接到支站后的网络为单波长网络时的结构。在由OADM装置分出的分出光信号为光放大器AMP放大后，此信号便由耦合器单元CPL2的1×4耦合器分支成4个部分。分支的部分数是4是由于要为OADM装置分出的波长数确定为4的原故。为1×4耦合器分支的光信号传送给各AOTF，而选择各波长的光信号。当选择了具有λ1～λ4各波长的光信号时，即把它们原样地传输给单波长网络。要是由此单波长网络支承的光信号的波长不是光信号的分出的波长，则在连接单波长网络之前设置一用于变换波长的转发器，使得具有此受支承波长的光信号能够传送。

在此接收单元TRB#2中，连接在支站之后的网络是多波长网络。但这是一个多达4个波的波长复用系统。从OADM装置分出的分出光信号由光放大器AMP放大，为1×4耦合器分支成4部分，然后输入为1×4耦合器各个输出端设置的波长选择单元TFR#1～#4。在AOTF，只从分出的光信号中提取一个波。提取出的光信号由用于单波长的光放大器POA放大，再次输入AOTF。如前所述，在后级的AOTF是设置用来从光放大器POA除去噪声的。这样，由波长选择单元TFR#1～#4提取出的分出光信号就为2×4耦合器多路复用，然后传输给波长复用网络。要是分出的波长未受到下一波长复用网络的支承，则通过与转发器连接变换此波长。

接收单元TRB#8在连接到支承着具有4或多个波的波长复用光信号的网络上时，涉及到支站的结构。在选择分出光信号的4或多个波长时，是由与OADM装置中所用相同的两级AOTF来选择波长的。此AOTF是由可调谐滤波器驱动器TFD驱动。由OADM装置所分出的光信号会由两级AOTF所选择。于是，除噪声外，没有光信号输出到第二级AOTF的直通口的。其它的结构和操作与通过OADM装置的AOTF分出光信号时所用的相同，这里略去其详细说明。

于是，具有所选择波长的分出的光信号由2×2耦合器多路复用，然后发送给下一个波长复用网络。如上所述，要是下一个网络不支承此光信号的分出的波长或要是采用另一个光信号，则将此光信号的波长变换和传送给下一级的网络。

图14示明了用来提供产生插入光信号的光的激光器组合的结构与原理。

为了形成可选波长型的OADM系统，应该能分出具有可选波长的光信号，同时应插入具有对应可选波长的光信号。为此目的，应在支站一侧产生具有可选波长的光信号。于是要有可任意改变波长的光源。但是难以把广泛用作光源的激光二极管来改变波长，这是因为这种激光器原来是设计成在有光在两个反射镜之间传递时能由插入其间的发射介质发射出强光的。光的振荡波长依赖于此发射介质的特性以及两反射镜之间的距离。实际上，当需从同一激光器中来振荡不同的波长时，两反射镜之间的光程必须是可变的。然而并无适当的方法能做到这点。当前是通过用机械方法改变反射镜的位置来变动此光程，或是通过改变温度来调节发射介质的折射率。用机械方法移动反射镜时需要有激光器的移动单元，这要取决于反射镜的位移，从而不能稳定地发射激光。通过改变温度来改波长时由于激光器没有可移动的单元虽可稳定地发射激光，但由于升高温度只能稍稍改变波长，而此波长复用系统的整个网是不能覆盖的。

于是，本实施例中包括了多个激光二极管，每一个可以发出所用的全部可能的波长，而由这些激光二极管发出的激光合并处理成绕各种应用的激光。

上述激光器组合的结构示明于图14中。此激光器组合包括多个激光二极管139，用来发出具有从λ1至λn各种波长的波长。由此各个激光二极管发出的波长受到光谱监控器133的监控并同预定的参考波长值比较。当参考值和实际值之间有差别时，就调节产生振荡波长误差的激光二极管139的驱动电流或温度，以输出预定的振荡波长。

由各个激光二极管139发出的光信号为波长复用器138波长复用成单一的光，然后由光放大器136放大，再由分配器分支成所需个数的光信号。

在应用上述光时，采用可调谐滤波器132如AOTF等从来自激光器组合的光中调取所需的波长，或要是要被采用固定的波长时则用带通滤波器等来产生固定的选择波长。然后用外调制器135调制提取出的波长，由光放大器137放大并发送此已调制的波长。

这样就可从输出多个波长的光源中，把多种波长的光复用。具有来自这种光源的任意波长输出的波可以在通过滤波器提取后利用。特别是在波分复用通信系统中，各信道的光信号的波长受ITU-T建议的限制，在此限制之外的波长不能使用。结果可以采用上述激光器组合。

图15-21示明控制OADM装置中分出AOTF的方法。

尽管图15-21中只示明了一个AOTF，但显然可以采用两个上述这种AOTF的。

图15示明了包括OADM装置的OADM系统的初始状态。当具有例如32个波的波长复用光信号从输入端发送出时，最好使此光信号在起动此系统之前不输出到任何地方。此时，由RF信号振荡器施加一RF信号给AOTF 140，使此AOTF 140可以选择任一波长。然后，从输入端输入的所有32个波的波长分出，没有光信号输出到直通端(输出端)。于是，所有这32个波的光信号便传送到支站。支站用光耦合器142分支此传送来的光信号，并将其发送到AOTF 143来选择具有各种波长的光信号。在正常的操作中，AOTF 143选择要被分出的波长。但在初始态，输入RF信号。此RF信号具有的选择波长同具有从输入端传送到AOTF 143。这32个波的光信号分离得充分地远，使得不会发生光漏泄等。结果，AOTF 143没有从这32个波中选择任何波，没有光信号传送到光接收机144。这样，在此系统的初始态，所有的光路都是封闭的，接收不到任何光信号。

将一RF信号施加到AOTF 143上来恒定地选择一个波长。这样，即使没有光信号被选择时，也应施加RF信号而得以选择一个异于这32个波的位置的位置。结果，施加到AOTF 143上的RF信号的功率可以恒定而变而同是否选择了光信号无关，这样就能稳定AOTF 143的操作。

图16示明了当OADM装置没有分出信号时来控制AOTF的方法。

当没有光信号通过时，RF信号振荡器141产生一供施加用的RF信号，使得所选择的波长设定在不同于AOTF 140中这32个波的波长位置的位置。虽然此RF信号不选择光信号，但它包含有用于选择32个波长的32个频率。由于用于此32个波的RF信号是施加到图14中的AOTF 140，于是此具有32个频率的RF信号在施加后不会显著改变AOTF 140的特性。

这样，此具有32个波的光信号便传送到直通端(输出端)。在支站一侧没有光信号分出。于是，光信号不输入光耦合器142。但是，施加一RF信号可以选择一异于此32个波的位置的波长位置。此RF信号有一个用来只选择一个波的频率。这样，如上所述，就可将AOTF143的操作控制成不随RF信号功率的改变而改变。结果，光接收机144便探测不到光信号。

图17示明了当OADM装置不分出光信号时控制AOTF的方法，但是输入的光信号对于各个波长则可以有不同的功率。

图17中，当发生倾斜时，波长的功率依λ1至λ32的顺序增大。但当各个波长的功率相互之间颇不相同时是可以实现相一致的功能的。

这就是说，由于分出的光信号的功率依赖施加到AOTF 10的RF信号的功率，于是最好是使RF信号振荡器141分出较多的具有较大功率的波长的光信号，而分出较少的或是不分出具有较小功率的波长的光信号。结果，输出到直通端(输出端)的光信号在功率上几乎相同。另一方面，在支站一侧，分出的光的数目取决于输入到AOTF 140探测到的功率。此分出的光由光放大器放大或由光耦合器142分支。但是，通过把AOTF 143选择的波长设定成远离这32个波的波段，就不会有光信号从AOTF 143输出，于是，光接收机接收不到光信号而不从事分出操作。

这样，AOTF 140不仅用来分出波长，还用来调节波长间的光率差，由此来改进系统中的传输质量。

AOTF 140也可以设计成接收用于恒定地选择32个波长的32个频率的RF信号。AOTF 143则设计成接收具有用来只选择一个波的一个频率的RF信号。利用这种结构，可以稳定AOTF 140和AOTF 143的操作而与所选择的波长数或已否选择有波长无关。

波长功率差的补偿操作可以由设置一控制CPU通过软件来进行。

图18示明了当OADM装置分出光信号时控制各AOTF的方法。

本例中，只从波长λ1-λ32分出λ2和λ32。当具有32个波的光信号从输入端输入时，将一用于选择波长λ2和λ3的RF信号施加到AOTF 140。同时，在远离具有32个波的光信号波长的位置，由RF信号振荡器141产生一具有用于选择30个波的30个频率的RF信号，使得可以稳定AOTF 140的操作。结果，施加到AOTF 140的RF信号可以选择32个波，但实际分出的光信号具有的波长则只是λ2和λ32。所有其它的光信号则传输到直通端(输出端)。

分出的波长传递到支站侧，为光耦合器142分支，输入AOTF143。具有用来只选择一个波的频率的RF信号施加给AOTF 143。AOTF143之一选择波长λ2，另一则选择波长λ32。这样，光接收机144之一接收具有波长λ2的光信号而另一接收具有波长λ32的光信号。

如上所述，将相同功率的RF信号加到AOTF 140和143能稳定AOTF的操作。此外，可以抑制波长复用光信号间的功率差。

图19示明了支站一侧的所选择的波长的跟踪。

由OADM装置的AOTF 180分出的光信号分支成同于光耦合器181所分出的波长数(图19中为4个波)，而AOTF 182则选择各个波长。但是，由于温差或RF信号的频率差，在分出的光信号的波长和AOTF182选择的波长间会有差别。于是应监控AOTF 182所选择的光信号，而此光信号的波长应同AOTF 182所选的波长匹配。为了达到这一目的，所在AOTF 182之后设置10∶1的光耦合器183，由光接收机来接收绝多大数光信号，并由光电二极管PD185来探测它们一部分的功率。将其结果传送给跟踪电路186。此跟踪电路186稍稍改变着要被施加到AOTF 182的RF信号的频率，或将一低频分量叠加到要被施加到AOTF 182的RF信号的基频上，同时由光电二极管PD185探测此光信号的功率变化。这样，由光电二极管PD185所接收的光信号的功率便可控制到最大。当RF信号的频率稍有漂移在一较高的频率和一较低的频率间变化，且光电二极管PD185所接收的光信号的功率在较高频率和较低频率两侧变小了时，则可以断定由中心频率表示的光信号的接收功率为最大。跟踪电路186调节RF信号，使得能探测上述状态，由此可成功地完成此跟踪操作。

图20示明OADM系统整个AOTF的控制。

图20中，指派有与图19相同标号的单元彼此也是相同的。因此在此略去这些一致的单元的详细说明。

由OADM装置的AOTF 180分出的光信号由光耦合器194分支，通过一1×4开关输入光谱监控器192，得以在OADM装置的AOTF 180选择光信号的波长时，对于要被分出的光信号的波长是否进行了合适的操作。具体地说，当要被分出的光信号的波长不与AOTF 180的选择的波长特性匹配时，所分出的光信号的光谱就不能完全分出，从而使得此光信号的波长恶化。因此，应合适地控制要被施加到AOTF 180的RF信号的频率和功率。光谱监控器192的分析结果输入OADM装置的控制CPU193，同时输出RF信号的控制信号，使得AOTF 180可以合适地工作。

上面参看图19描述的跟踪电路186也同OADM装置的控制CPU193交换信号，以控制AOTF 182合适地工作。

在支站的插入光信号的发生端，从LD(激光二极管)组合202输出的光由光耦合器201分支，它的波长由AOTF 200选择。还要监控是否进行了适当的波长选择。为了控制AOTF 200，将光由光耦合器199分支，由PD198接收，将结果输入跟踪电路203。跟踪电路203与OADM装置的控制CPU193交换信息，依上面参看图19所述的过程执行对AOTF 200的跟踪操作。由光耦合器197调制从光耦合器199输出的光并在下一级放大，由AOTF 16选择其波长。由于要求AOTF196具有与AOTF 200相同的选择波长，OADM装置的控制CPU193便求得由跟踪电路203所取得的信息，并控制施加给AOTF 196的RF信号。结果AOTF 196就具有与AOTF 200相同的波长特性，由此就可成功地选择具有相同波长的光信号。在通过AOTF 196后，此光信号由光耦合器195作为插入光信号复用。色散通过色散补偿光纤补偿，此光信号由光耦合器190与通过AOTF 180的光信号复用。

与插入光信号复用的光信号被放大，然后由光耦合器191来检查是否正确地插入了此插入光信号。然后，由光谱监控器192通过一1×4光开关204来分析此光信号。分析的结果由OADM装置的控制CPU193用来产生一控制信号，并且通过跟踪电路203来控制AOTF180、AOTF 196或AOTF 200。

将来自OADM装置用于反向传输的或来自支站的光信号施加给1×4光开关，同时在经过依次转换后也施加给光谱监控器192，这是由于光谱监控器192大而且昂贵，因而不希望把它的高价和大型的形式设置到所需的地点。相反，光谱监控器192经设计成能同时进行光谱分析和数据传输，并在完成一个光信号的分号后同时开始分析下一个光谱而不需等待数据传输。通常，由于光谱监控器192对于光信号的光谱分析和数据传输需要同样长的时间，就不能通过在完成数据传输后开始分析下一个光信号来有效地加长处理时间。于是，控制1×4光开关204在一旦完成此光信号的光谱分析后便立即变换到下一个光信号。

OADM装置的控制CPU 193包含有ROM，存储着多个RF信号的施加状态，例如当AOTF分出光信号时将RF信号施加给AOTF 180的数据，此RF信号在其通过时的数据，等等。通过改变施加到AOTF 180的RF信号的振荡频率的设定值，可以应用ROM中的数据立即施加预定的RF频率和功率。

整个AOTF是依下述顺序控制。这就是，首先驱动AOTF 182。当此操作变得稳定的，即驱动下一AOTF 180。当AOTF 180的操作变得稳定，则由光接收机184接收分出光信号。然后驱动AOTF 196和200。当这两者的操作变得稳定，即驱动光调制器197并发送一插入的光信号。

图21表明了将RF信号施加给AOTF的方法。

当把RF信号突加到AOTF，就会立即选出和输出对应的光信号。由于AOTF中有很大的损耗，在AOTF之后通常插设光放大器。在这种结构下，当AOTF突然选择光信号时，就会有强光突然输入光放大器而发生光涌现象。为了避免这种现象，输入光放大器的光应取50-60ms作为上升时间。然后，RF信号的功率在50-60ms内渐增到全电平。这时，由于AOTF选择的光的功率一一对应于RF信号的功率，光的功率也在50-60ms内升高。这一升高RF信号的方法可以均衡地升高模要被系统中相应的信号，但是考虑到数控，将此50-60ms分成n(n为自然数)步来升高RF信号。值n设定成可以设计出最简单的可能电路来获取最佳效果。

在如上所述采用AOTF的OADM中，可以期望进行下述的提高功能的方法。

具体地说，在最初安装OADM时，固定要被插入的信道(波长)和要被分出的信道(波长)使之作为信道固定型的OADM。这种应用方式可以通过把要被插入AOTF 10的RF信号频率f1、f2、...fn加以固定来实现。由于这种分插信道固定，原则上说就不必改变RF信号频率。于是易于控制OADM。

然后，在要求可选波长型的OADM能分插任选的信道(波长)时，就可以通过只提供能改变要被施加到AOTF 10的RF信号频率f1、f2、...fn的功能来实现。例如，在图2中，当要被分出的信道改变时，要被插入到AOTF 10的RF信号频率可以根据所改变的信道(波长)来改变。此外，在改变要被插入的信道时，设置一包括激光二极管LD19和8×8耦合器的激光器组合。然后，可以由AOTF 14来调谐从8×8耦合器输出的WDM光(波长复用光)所选择的波长。在这种情形下，可以根据所选的波长来改变施加到AOTF 14的RF信号频率。

这样，几乎不用改变OADM的硬件，采用AOTF和激光组合就可以实现把固定波长型升高为可选波长型。

图22示明了AOTF的结构。

此AOTF具有在铌酸锂基本上的如图2中实线所示的光波导。在这些波导的相交处设有偏振光分束器PBS。将RF信号施加到形成类似结合的梳状件的称作IDT(叉指式变换器)的电极上。当把具有预定频率的RF信号施加到IDT，就会产生一表面声波(SAW)在基片表面上传播。此SAW传播的影响到达此基片上的光波导，周期性的改变折射率并在基片中形成类似薄波片的结构。SAW波导是涂布到基片表面上的金属膜。SAW即沿此波导传播。

由此光输入端输入的光信号包括TE模和TM模相组合的形式。它由PBS1分成TM模和TE模，它们通过各自的波导传播。要是在输入的光信号中存在着具有这种波长的光并同SAW相互作用，则由于上述薄波片的作用，此TE模便同TM模互换。于是，此波长在PBS2中的前进方向便改变，而此信号输出分出的光信号。另一方面，所具波长异于与此SAW相互作用的波长的光则随机地受到SAW的影响。结果，此TE模就不会与TM模互换，而具有这种波长的光则作为直通光输出到光输出端。

类似地，当输入图22所示的插入光信号时，它便分支成TE模和TM模并在PBS1中传输。由于插入光信号具有与分出光信号相同的波长，它就与SAW相互作用。TE模与TM模相互交换而此信号作为光输出而输出。这样便进行了光信号的插入操作。

由于铌酸锂具有双折射特性，在波导中，TE模和TM模的传输速度不同。于是，具有不造成模互换的波长的光作为具有偏振模色散的光输出而传播。另一方面，具有造成模互换的波长的光则在TE模中的传输与在TM模中的传输有近似相同的时间。

在上述的AOTF中，通过适当地选择波导的参数(长度，等等)，可以减少光的损耗或可以变窄选择特性曲线的波长宽度。变窄了选择特性曲线的波长就可减少串音。通过斜向地安排SAW波导可以减小波长选择特性曲线的旁瓣和只需RF信号较小的功率。此外，通过设计好PBS可以消除损耗对偏振的依赖性。

图23示明了图22所示AOTF的传输特性

图23示明了分出口的波长选择特性或传输特性曲线。如图23所示，产生了多个旁瓣，半宽度(FWHM)为0.65nm。这样，按图22所示的结构就难以选择这样的波长，使得在按ITU-T G.692所规定的0.8nm间隔网格布置的波长下能有较小的串音。

图24A和24B示明了当图22所示的AOTF设计成基片上的三级单片式AOTF时的波长选择特性，而此波长是用具有相同频率的SAW选择的。

图24A示明了当具有半宽度0.65的1级AOTF作为三级级联连接时的增宽的波长选择特性。图24B是放大图24A求得的，示明了0.39nm的半宽度。根据图24B，可以以高的精度选择按0.8nm间隔网格布置的光信号，并且能通过调节旁瓣的位置来适当地调节串音。

于是，用于图6-13所示OADM装置中的AOTF都是3级单片式AOTF，并且是以采用具有相同频率的SAW来进行波长选择操作的结构为基础。

图25示明了AOTF的与温度有关的操作技术。

AOTF对温度是敏感的，温度升高1℃，所选择的波长便会位移0.73nm。在WDM系统，调节信道的光信号按0.8nm间隔设置，而AOTF在温度升高1℃时选择相邻网格的波长。于是，当AOTF用于WDM系统的OADM装置中时，应把温度变化反馈给RF信号或温度控制装置。即令是设有温度控制装置使AOTF保持恒温，也难使AOTF的表面严格地保持恒温，这是由于当把Peltier元件等设置在AOTF表面以外的地方时会产生温度梯度。此表面的温度是可以直接控制的。但是难以在AOTF的表面上设置Peltier元件一类的元件来升降温度。此外，由于温度传感器必须要能精确地测量AOTF的表面温度，就难以合适地安装传统的温度传感器。但是由于SAW是在AOTF的表面上传播，因而会受到表面温度变化的显著影响，于是必需要有某种方法来精确地测定表面温度并对应于此表面温度作出合适的反馈。

为此，根据本实施例，在AOTF的表面上形成一谐振器来测量此表面的温度，因为这样谐振器的频率更敏感温度的改变。图25示明了用于这一目的的结构。

上述谐振器可以设置一IDT，此IDT具有周期A以及在此三级AOTF附近的前述基片表面上的N对电极。振荡电路240发送一信号，使得用于此谐振器的IDT可以振荡而使谐振器谐振。频率计数器241计数此谐振器在振荡电路240振荡发出的信号频率下的谐振频率，并据此频率求得AOTF的表面温度。有关此表面温度的信息反馈到驱动电路242，后者发送一RF信号给AOTF的IDT。驱动电路242根据温度变化计算选择的波长的位移，控制施加给AOTF的RF信号的频率，并进行调节使得AOTF能正确地选择具有所需波长的光信号。

图26示明此谐振器的温度关系。

图26中，当IDT的周期为20μm而电极对数为200时，频率的变化在20-70℃的广范围内可以线性地表示。图26中，谐振器的温度系数为-14.1KHz/℃。谐振器的频率可于电路中探测。假定一通常谐振器的谐振频率是180MHz而此谐振器的谐振频率是用1秒门测量时，则此温度可以按1/10000的精度测出。

于是，根据上述技术，AOTF的表面温度可高精度地测量。结果，要是RF信号的频率能根据所测量的谐振频率调节，则能高精度地控制传输特性。

如上所述，通过改变RF信号的频率可以补偿所选波长因AOTF温度的变化而变化。还能够通过控制AOTF的温度来控制所选择的波长。这时的Peltier(珀尔帖)元件则设于AOTF的表面附近，并且改变温度得以控制所选波长。在这种情形下，与采用RF信号不同，通过滑移所有的选择波长而能使波长偏移。这样，所述技术就能有效地用于因化致整个所选波长偏移的情形。

图27A、27B、28A与28B示明了AOTF选择特性的波动以及消除这种波动的方法。

在图27A、27B、28A与28B中，AOTF所选择的波长数设定为4，在用于波长选择的3级AOTF各级中产生具有相同频率分量的SAW。由于AOTF中产生的SAW不是理想的正弦波，在此频率分量中就会出现旁瓣而产生选择波长的串音。当AOTF所选择的波长相互远离，旁瓣就会很小，产生的串音可以略去。但当这些波长相互挨近，输出光信号的功率通过串音就会产生拍。此外，AOTF的SAW不是驻波，但是作为行波通过AOTF传输。于是，由于Dopplor效应使光信号产生波的移位。根据本实施例，施加给AOTF的RF信号的相位受控能将此拍等消除。

图27A和27B示明在3级AOTF的各级中产生的SAW无相差的情形。图27A示明，所产生的用来选择4信道的SAW相互间具有0°相差。

图27B(1)说明AOTF选择的波长特性曲线随时间变化的情形，此波长特性曲线的垂直轴线取线性标度。图27B(2)以分贝表示图27B(1)中的垂直轴线。水平轴线表示波长。图27B(3)和27B(4)表在线性和分贝的标度下在直通口一侧的波长选择特性。

如图27B(1)-27B(4)清楚地表明，此波长选择特性产生随时间的波动。当分出具有一与所选波长对应的波长的光信号时，上述波动就产生具有所选波长的光信号的功率波动。图27B(5)表明了所选波长随时间产生波动的状态。图27B(6)表明了分出的光波长在直通口到直通端的漏泄。

如图27(B)所示，当在3级AOTF中产生了用于波长选择的SAW时，所选择波长的功率产生波动。要是此波动增大，强度调制的光信号数就不能正常地在接收端接收。

图28A和28B表明了防止AOTF选择特性波动的方法。

如图28A所示，当于3级AOTF中选择4个信道时，用于选择各信道的SAW的相位便周期性地改变。图28B表明了此SAW在受到相位控制时的波长选择特性。如图28B(1)-28B(4)所示，波长选择特性随时间的波动已被抑制。如图27A和27B所示，图27B(1)和27B(3)表明了波长选择特性，其中的垂直轴线取线性标度。图27B(2)和27B(4)表明修改的波长选择特性随时间的变化，这里用垂直线轴以分贝表示波长选择特性。

图28B(5)表明所选波长输出到分出口的功率电平变化。图28B(5)表明，在与图27B(5)相比较时，清楚地显示出功率的波动已被抑制。这一功率电平表明离0分贝稍有衰减。这说明通过相位控制来抑制输出到分出口的光信号电平的变化产生了损耗。图28B(6)表明具有所选波长的光信号在直通口的漏泄。

这样，当把SAW加到AOTF，通过控制在3级AOTF各级产生的SAW相位，就可以抑制分出光信号的功率所引起的拍。此外，可以在直通口防止大量的光漏泄，由此可以改进波长选择特性。

如上所述，AOTF的波长选择特性不仅可以通过设计三级AOTF，而且还可通过控制RF信号的相位来改变各级产生的SAW相位使其简化。于是，在由AOTF选择波长时，通过抑制所产生的拍，就可正确地接收强度调制的光信号。

图29示明AOFT驱动电路一般结构的第一例。

在设计AOTF驱动电路时，设置了所需个数的振荡器。这些振荡器的固定振荡频率对应于RF信号的振荡频率。为了驱动AOTF 1，适当地选择振荡的RF信号来施加到AOTF上。

图29中，对信道1、2、3分别设有振荡器OSC1、OSC2、OSC3。这样，对于此波分复用系统的所有信道设置有振荡器OSC1-OSCn。

振荡器OSC 1-n是固定频率振荡器。由这些振荡器发出的信号由分离器分成三个部分(此AOTF是3级装置，在一个AOTF中存在有三个施加有RF信号的IDT)。其中之一无相位延迟地输入一耦合器。另一个设有相位延迟单元来延迟RF信号。在图29中，由一个相位延迟单元延迟的相位是120°。

来自振荡器OSC1的RF信号为分离器分支。从口1输出的RF信号发送到耦合器而无相位延迟，并提供给第一级的AOTF#1。由口2输出的RF信号相位延迟120°，输入耦合器，然后施加给第二级的AOTF#2。从口3输出的RF信号依120°二倍地延迟，即相位延迟240°，然后输入耦合器，施加给第三级的AOTF#3。

类似地，从用于选择信道2的振荡器OSC2输出的RF信号为分离器分支。从口1输出的信号输入耦合器无任何相位延迟，然后施加给AOTF#1。从口2输出的RF信号相位延迟240°，输入耦合器，施加给AOTF#2。

来自用于信道3的振荡器OSC 3的RF信号为分离器分支，然后施加给第一至三级的AOTF#1至#3，而对于口1至3的任一信号无相位延迟。

类似地，在振荡器OSC1-3重复地执行相位延迟，振荡器OSC1-n连接耦合器，然后将RF信号加给第一至三级的AOTF#1-#3中的各个。

上述相位延迟单元可以有一根长的缆线，可以设有改变用来恢复信号的位置的变换器，或可以配备有延迟线路。但当应用变换器时，阻抗就与用来恢复信号的位置有关。因而这不是可推荐的方法。此外，延迟线路则可能有损于RF信号的波长。结果，根据本实施例，用较长的电缆来实现相位延迟。在采用电缆时，在RF信号为170MHz时延迟此信号120°只需35cm长；而在延迟此信号240°时则需70cm长。能够解决有关问题的其他任何方法都是可以采用的。

图30示明了AOTF驱动电路的一般结构的第二例。

在图29中，给各个信道设置了振荡器而得以分出光信号的任意波长。这样，要是一振荡器所具有的波长不对应于分出的光信号的波长，它就不会被利用。因此，这种结构包括无效的振荡器。

由于电信号的振荡器通常用来改变振荡频率，故可以设置振荡器用于要被分出的各个波长而在此要被分出的光信号的波长改变时，可以改变此振荡器的振荡频率。图30表明了这种应用的一般结构。

假定本例中要被分出的光信号的波长数是8。这时只设置振荡器OSC1-8。由振荡器1-8的各个输出的RF信号分成要被施加到三级AOTF之一的三个部分。此3分支的RF信号由后一分离器再分支成三部分。这样，由后一分离器分成三部分的RF信号便处理成无相位延迟信号、120°延迟信号和240°延迟信号，然后输入一开关。此开关根据要被由AOTF等选择的波长数，选择要由振荡器OSC1加到AOTF#1-#3各级的相位。

图30只示明了振荡器OSC1所用的结构，但振荡器OSC2-8中任一结构都与此全同。借助这样设计的结构，由各振荡器OSC1-8所发出的RF信号可以加给AOTF#1-#3中的各级。于是，即使振荡频率有改变，也可把经过适当相位控制的RF信号施加给AOTF，由此能使具有所选波长的光信号的功率中的拍光滑化。

在以上的描述中，相位延迟设定为120°单位，但应该设定最值得推荐的相位延迟，且不限于120°。

图31A和31B示明了包括OADM装置的OADM系统的设计。

适用于WDM传输系统的光放大器可以是已投入实用并在1.5μm波段具有很广增益带宽的铒掺杂光纤放大器(EDFA)。但当1.5μm波段的信号以高速传输过世界上最普遍的，现有的1.3μm波段零色散的单模光纤(SMF)传输线路时，或是当非零色散移位光纤(NZ-DSF)传输线路用于可资利用的波段时，由于传输线路的波长色散特性或此色散特性与光纤上产生的非线性效应之间的相互作用，会使传输波形失真。由于与WDM传输系统中色散特性相互反应造成的波形恶化的非线性效应可以是：即使只有一个传输波长也会产生的自相位调节效应(SPM)，以及在有多个波长时产生的交叉相位调节效应。SPM和XPM两者都需要对传输光信号的波长线性调频脉冲。

光纤色散特性的影响是限制传输速度和传输距离的重要因素。因之应采取各种措施来抑制这种影响。

实现这种抑制的方法之一是在传输线路中插入一色散补偿器，后者的色散是传输线路中产生的色散的相反数，以减少整个传输线路中的色散。此色散补偿器可以设计成采用所具色散、特性与传输线路的色散特性相反的光纤光栅、光干涉计、光纤，等等。可以实现的其它方法是，在发送单元上施加预线性调频脉冲(在基带信号的光强调制分量之外，有目的的施加光相位或光频调制来抑制波长色散的扩展)，以及将此预线性调频脉冲与前述色散补偿器相结合。

在一实际系统中，会引起传输线路中色散值的波动，非线性因素，在传输线路中具有各种波长的输入光的功率，会显著影响非线性效应的效率。即使发生这种波动，也未必影响传输特性。在光波网络中，由于各波长分支且插入任选的节点中，传输路由就与各个波长有关。在这种情形下，必须保持传输质量。

于是，根据这一实施例，预线性调频脉冲与色散补偿器相结合，过通最优化色散补偿器的插入位置、色散补偿量以及发送单元中的预线性调频脉冲量(α参数)，解决了前述问题。

下面描述的是一些实际例子。

如图31A所示，此OADM系统连接通过传输线路的发送单元和接收单元，同时有光放大器、色散补偿单元和OADM节点连接在此传输线路上。此发送单元设有E/O装置，将各个电信号变换为具有波长λ1-λn的光信号。由上述单元发生的光信号在由复用器MUX波长复用后传送出。此波长复用的光信号由光放大器放大，由色散补偿单元补偿色散，再次由光放大器放得这样所得的信号，然后通过传输线路送出。在此假设通过用到4个跨度(span)(在两个节点例如在两个光放大器或两个OADM装置间的传输线路称作为“跨度”)而色散量为16ps/nm/km的80km的传输线路(在发送站和接收站之间有三个节点。在图31A所示情形中插入有两个组合结构，每一个包括两个光放大器和一个色散补偿单元作为节点，以及一个OADM节点)，这一传输单元的色散量例如是-700ps/nm。作为节点插入此传输线路中的色散补偿单元的色散补偿量例如是-1200ps/nm。接收单元包括在两个光放大器之间的色散补偿单元、用来对波长复用光信号进行波长去复用的去复用器DMUX、以及用来将具有去复用波长的光信号变换为电信号的O/E装置。本例中，此接收单元的色散补偿单元的色散补偿量例如是-1200ps/nm。此时，接收单元的容差是±200ps/nm。

这样，当各个色散补偿单元的色散补偿量设定后，就能在通过4个跨度传输80km的波分复用系统中进行色散补偿。

图31B示明了色散补偿单元与光放大器组合形式的变型例。

图31B所示的第一例的结构中，色散补偿单元通常表现为一种有大的损耗的非线性效应。首先，设有用来把光信号的电平放大到预定电平的第一级光放大器，用以补偿此色散补偿单元的损耗和防止其中的非线性效应。放大到预定电平的光信号输入色散的补偿单元中补偿色散，然后再传输过例如80km，再放大到所需电平而传送到下一个光中继器。

图31B中所示的第二个例子的结构是用在色散补偿单元的损耗很小的情形。

传送来的未经放大的光信号输入到色散补偿单元中，经色散补偿后由光放大器放大。在这种情形，色散补偿单元的损耗很小。于是，由于此通过色散补偿单元的光信号电平并不是足够地小，此光信号在其为光放大器放大后的最终的SN比并不太差。

图31B所示的第三例的结构中，色散补偿单元由于采用了光纤光栅而表现出小的非线性效应。

这时，光信号首先由光放大器放大，然后输入色散补偿单元。此光放大器使得光信号具有大的功率。但由于此色散补偿单元表现出小的非线性效应，就极少有可能由此非线性效应导致波形失真。于是，可在第一级设置光放大器。即然这一光放大器首先是与大损耗的色散补偿单元放大了光信号，在此光信号通过色散补偿器后就能保持可接受的SN比。

色散补偿单元通常包括色散补偿光纤。但色散补偿光纤产生很大的损耗，而且在输入的光信号的电平高于一预定值时会出现非线性效应。于是光信号在输入之前应放大到低于一预定值的电平，使此光信号能在色散补之后放大传输。于是，在把色散补偿光纤用作色散补偿单元时，建议采用图31B所示的第一种结构。

图32A与32B示明OADM装置中色散补偿器的结构。

在OADM装置中，设有色散补偿器，使得色散补偿能以同于光信号从发送单元到接收单元的方式进行，此光信号然后传送到支站。另一方面，要被插入的和要被从支站经过OADM装置传送到接收单元的光信号，则同于光信号从图31A所示发送单元传送到它的接收单元时所受到的色散补偿的影响。

在图32A，从发送端传送出的光信号是由这样的色散补偿单元进行色散补偿的，此单元具有的色散量-1200ps/nm同于图30所示传输线路中设置的色散补偿单元的，然后此光信号输入OADM装置。直通光信号则如不存在OADM装置那样地原样传播。另一方面，要被分出的光信号也接收-1200ps/nm的色散补偿，然后分出并传送到支站。这样，当它为支站接收，它就会与从图31A所示发送单元传送到接收单元后被接收的光信号相同，接受相同的色散补偿。另一方面，对于要被插入的光信号，则在插入口侧设置一色散补偿单元，它相当于图31A发送机中所设具有色散量-700ps/nm的色散补偿单元，插入之后，同于其它的光信号进行色散补偿。这样，由支站插入的光信号所接受的色散补偿同于图31A所示的从发送单元传送到接收单元的光信号在其传送到接收单元时所接受的色散补偿。

于是在网络中设置了补偿单元，使得通过OADM装置的光信号以及要被插入和分出的光信号，能够在其传送到各自的终端站时以相同的方式补偿色散。

图32B示明了OADM装置的另一种构型。

此OADM装置包括：分支电路如AOTF等，用来分出光信号；以及插入电路如光耦合器、AOTF、波长复用器，等等。如前面参看图32B所述，要被插入和分出的光信号与从发送单元传送到接收单元的光信号相同，进行了色散补偿。于是，在OADM装置之前设置一具有补偿量为-1200ps/nm的色散补偿单元，同时在插入端设有一补偿量为-700ps/nm的色散补偿单元。图32B中所示的结构包括一专用于分出信号的AOTF，同时由光耦合器进行插入操作，这实际上相当于图6-13所示的OADM装置。

图33A至34B例示了设在发送单元、接收单元与OADM装置插入和分出端的色散补偿单元结构，在发送单元、接收单元与OADM装置的插入和分出端，这种补偿量最好能在进行恢复因时间和损伤造成恶化的过程中调节。因此，需把色散补单元设计成能改变色散量。

图33A所示的结构中，设有具备不同补偿量的色散补偿单元1-n以应用光耦合器来均衡地分支光信号，对于各个色散补偿单元设有光开关以便能够选择任一色散补偿单元。于是，可以通过具有不同补偿量的色散补偿单元1-n中的任何一个来输出光信号。这样，通过选择最佳的色散补偿单元，可以接受传输线路中传输特性的改变。

图33B所示的结构中设有具备不同补偿量的色散补偿单元1-n，并在输出侧设有一个1×n的开关。借助这种结构，就不需为各个色散补偿单元1-n来设置光开关。输入的光信号由光耦合器分支，均衡地输入用于色散补偿的所有色散补偿单元中。这时可以选取经最佳色散补偿信号并用1×n光开关输出。

图34A示明的结构中在输入端设有1×n光开关，光信号输入到色散补偿单元1-n的可以最佳补偿色散的任何一个之中。光信号分派给由此1×n光开关所选择的光路中，通过一相应的色散补偿单元，经光耦合器输出。

图34B例示了取代光耦合器的1×n光开关。

输入光信号的光路由1×n开关确定，光信号输入色散补偿单元1-n中之一。输出端的1×n开关开关着光路，使得来自已输入光信号的色散补偿单元的光信号能通过这些光路然后输出。

图34A和34B所示的配置与图33A和33B所示的配置相比，能减少光信号的功率减小。这就是说，在图33A与33B中，输入的光信号是均匀分支的而与其是否输入到色散补偿单元无关。于是，功率就因这种分支而减小。但在图34A和34B所示的结构中，此1×n开关将输入信号的全部功率传送到色散补偿单元1-n中之一。于是没有可能分支光信号的功率把它传送到实际不用的光路中。

图35-38例示了色散补偿结构的变型。

图35示明了采用光开关或光耦合器340的例子。在此结构中，具有相同或不同色散量的例如色散补偿光纤之类的色散补偿单元串联到一起，光信号可以使其通过选定个数的色散补偿单元而让它的色散补偿最佳化。尽管输入的光信号通过色散补偿单元，但光路则可由设在各色散补偿单元之后的光开关341改变。然后，光信号传送到光开关或光耦合器340后输出。光信号所通过的色散补偿单元的个数取决于用什么样的开关变换光路，由此而改变待补偿的色散量。

图36示明了用来改变光信号所通过的色散补偿单元的个数与类型。输入的光信号通过光开关350变换：或是通过色散补偿单元或是绕过下一个色散补偿单元。光开关350设在各个串联的色散补偿单元之前，确定此光信号是否要通过设在各光开关之后的色散补偿单元。利用图36所示结构，形成了旁路。因此，光信号在其通过第二级的色散补偿单元时不需通过第一级处的色散补偿单元。结果，可以任意地设定色散补偿单元的色散补偿量。

图37例示了图35表明的结构的一种变型。在各色散补偿单元之后设有光耦合器，使光信号可以分支。在这种结构中，由所有类型的可能的色散补偿量进行了色散补偿的所有信号传送到各个光开关360。当光开关360之一打开时，经最佳色散补偿的光信号便可传输至光开关或光耦合器361。这样，所选出的最佳色散补偿的光信号就能从光开关或光耦合器361传送出。但在这种结构下，光信号由光耦合器362分支而不论此光信号是否传送到该光开关或光耦合器361。结果，光信号的功率随着此信号传送到较后级的色散补偿单元而变小。

图38例示了图37所示结构的一种变型。在各个色散补偿单元之后设有光耦合器370，通过各色散补偿单元补偿的光信号输入光开关371。此光开关从进行过各色散补偿操作的光信号中选出最佳色散补偿的光信号。在这种情形下，光信号在其依序通过色散补偿单元的同时，由于为后级的光耦合器370分支而使功率减小。

图39与40示明这种色散补偿和波形恶化的特性曲线。

图39示明当一光信号是8波长复用光信号通过4个跨度以10Gbps的传输速度传输80km时的波形恶化。输入此传输线路(单模光纤：SMF)的功率平均为每信道+10dBm。在发送侧以α参数＝-1进行了预线性调频。此发送端并未采用色散补偿光纤，而中继器与接收端则采用具有相同色散补偿量的色散光纤进行色散补偿。

ISI恶化量是指因符号间干扰而恶化的量，同时表明一信号在放大方向的恶化程度。建议此ISI恶化量应接近0％。相位容变是指一信号在相位方向的恶化量，例如在一光信号的通/断的时间方向中的位移量。建议此相位容变接近100％。

假定一光信号的恶化量容差在ISI恶化量中为10％，在相位容变中为70％。在图39中，于ISI恶化量为10％处下凸部分的宽度对各个信道是从约1000至约1200ps/nm/单元。另一方面，在相位容变为70％处上凸部分的宽度则是从约1150至1300ps/nm/单元。

上述两凸出部分的重叠部则指色散补偿量的容差。容差宽度最好较宽，但图39表示的是很窄的宽度。

图40表明发送台与接收台有相同的色散补偿量。中继器的色散补偿量是发送台或接收台的两倍。发射台按α参数＝+1进行线性预调频。

图40中，容差的宽度不易掌握。但在发送侧，进行了色散补偿而此α参数从事了正的预线性调频，因此延伸了此色散容差。

图40表明了一种较平缓的曲线。

图41A和41B表明了当相位容变≥70％时的色散容差。

图41A表明以α参数＝+1在发送侧的预线性调频。图41B表明了以α参数＝-1在发送侧的预线性调频。

在图41A与41B所示的情形中，是在发送侧进行预线性调频。在图41A和41B中，光信号是采用16波长复用信号以10Gbps的传输速度通过4个跨度传送的。在图41A和41B中，70％的相位容变的上限指出在曲线图的上部，而下限则指出在曲线图的下部。此上限与下限间的范围即是色散容差。如图41B所示，当在发送侧进行负预线性调频时，前述上限几乎等于下限，这样就只有极小的容差。另一方面，当如图41A所示于发送侧进行正的线性调频时，则在此上下限之间就有很大的范围。大的色散容差说明光信号可以恒定的传输特性传送而与传输线路的跨度无关，虽然中继器(在线放大器)的色散补偿量保持不变。这表明很大的容差而不必要改变在线放大器的色散补偿量，即使当传输线路因分支和插入光信号与进行恢复处理而改变了它的跨度长度时，以及当光信号的光路由于传输线路的恶化变长而传输线路的长度仍然相同时。这是在实际设计系统时的优点。

下面说明在用OADM装置设计一网络时所需的冗余结构的例子。

图42表明2光纤BLSR的OADM节点的结构。

下面参看图42说明用于复用32波的波分复用系统例。在此BLSR中，一半的波长信道供现用(工作)，另一半则供备用(保护)，以形成具有上行传输线路和下行传输线路的2光纤冗余结构。例如在图42中，从西到东的通信中设定了现用的波长λ1-λ16，而在从东到西的通信中设定了备用的波长λ17-λ32。

一般，来自西方的光信号从一1×2耦合器410通过，经由一光环回开关411，输入采用现用波长λ1-λ16的波长分插单元412。从波长分插单元412输出的光信号则通过光环回开关413和一1×2耦合器414传送到传输线上。类似地，当一光信号从东传送到西时，它从1×2耦合器419输出，通过光环回开关418到达波长分插单元417。此波长分插单元417把波长λ17-λ32供当现用。来自波长分插单元417的光信号通过光环回开关416和1×2耦合器415输出到西端。波长λ1-λ16恒定地载有与波长λ17-λ32所载的相同的信息。

如图43所示，要是在西端出现了光缆中断，而光信号不能传送到西端或是西端不能接收到光信号时，就由波长分插单元412的现用器件处理从东开始的具有波长λ1-λ16的备用线路，同时由波长分插单元417的现用器件处理具有波长λ17-λ32的现用线路。这就是说，从东端发送出的光信号是从1×2耦合器419发送到光环回开关418以及光环回开关411的。光环回开关411中断了始于西端的光路而从1×2耦合器419将光信号传送给波长分插单元412。波分插单元412于现用的器件中处理具有波长λ1-λ16的光信号，并把它通过光环回开关413和1×2耦合器414传送到东端。另一来自1×2耦合器419的光信号通过光环回开关418输入波长分插单元417，同时由现用器件处理和输出具有波长λ17-λ32的光学信号。从波长分插单元417输出的光信号的光路通过光环回开关416开关，而把光信号从1×2耦合器输送到东端。

如图44所示，当光缆在东端中断时，即执行上述过程。但是，光环回开关418执行光环回开关416的操作，光环回开关413执行光环回开关411的操作。

如图44所示，为波长分插单元412所用的当前和备用的波长即为波长分插单元417所用，而以现用的和备用的相互交换，使得在光缆中断而应环回光信号时不必变换光信号的波长。于是可以简化装置的结构，进而能降低整个系统的成本。

图44所示装置的结构以名词BLSR(双向线路开关环)表述，并应用于环形网络(示明于图45和46中)。

图45示明通常操作中的环形网络。OADM节点A、B、C、D处于与图42所示的OADM节点相同的状态下。图46示明了此环形网络的结构中光缆在OADM节点A的西端断开。这时如图43所示，光环回开关411与416进行OADM节点A的开关。在OADM节点D中，光环回开关413与418相互交换，如图44所示。

图47示明4光纤BLSR的OADM节点的结构。

在此4光纤BLSR中，将波长分插单元也设计成复式结构。在从西到东的线路中，设有现用的波长分插单元423和备用波长分插单元424。在从东到西的线路中，则设有现用的波长分插单元431和备有波长分插单元432。在此4光纤BLSR中，传输线路同样具有现用和备用结构。例如，32信道并不分支成现用和备用的，但是用到了所有32波。

在1+1保护中，是把同样的信息通过现用传输线路和备用传输线路传输的。在正常操作中，从西端输入的光信号通过光环回开关426和427输入光1+1保护开关425中。光1+1保护开关425开关电流和备用电路。通常，通过高SN比传送的光信号输入现用波长分插单元423。从光1+1保护开关425输出的光信号输入现用波长分插单元423或备用波长分插单元424，在此被处理然后输入光1+1保护开关422。此光1+1保护开关422开关电流和备用结构，并将输出的光信号通过光环回开关420和421传送到东端。

从东传送到西的现用和备用的光信号通过光环回开关434和435以及1+1保护开关，分别输入现用波长分插单元431和备用波长分插单元432，然后处理。从现用波长分插单元431和432输出的光信号通过光1+1保护开关430和光环回开关428与429传送到西端。

图48例示采用图47所示OADM节点的环形网络的结构。

当由于例如断裂使图47所示节点西方的全部光缆都不能使用时，则由此节点进行环回转送(参看图49)。从东现用线路输入的光信号原样地输入现用波长分插单元431。由现用波长分插单元431输出的光信号通过光1+1保护开关420输入光环回开关428。但它不传送到西端而是通过备用线路传送到东端。另一方面，从东端的备用线路输入的光信号则通过光环回开关345，转送到例如西端的光缆断裂处之后的光环回开关426。光环回开关426将此转送的光信号通过光1+1保护开关输入现用波长分插单元423。当此光信号从现用波长分插单元423输出，它便应用现用的路线通过光1+1保护开关422和光环回开关传送到东端。

以上所述的是图49所示OADM节点A的操作。

当东端所有的光缆都不能使用时便执行上述操作。但是，光环回开关428的操作是用光环回开关420进行，而光环回开关435和426的操作是由光1+1保护开关427和434进行。

以上所述的是图49所示的OADM节点D的操作。

在4光纤BLSR中，即使现用的波长分插单元故障且同时发明传输线路的断开，也能运转。例如假定如图50所示，现用波长分插单元423出现故障，同时现用线路在朝向西端处断开。

此时，由光1+1保护开关430，通过现用波长分插单元431，将从东端起的现用线路输入光信号的线路变换为备有线路，然后通过光环回开关429传送到西端。另一方面，从西侧现用线路输入的光信号则由1+1保护开关425传送给备用波长分插单元424。从波长分插单元424输出的信号则通过光1+1保护开关传送至光环回开关420，然后用现行线路输出到东端。

这样，当传输线路的现用线路不能利用时，或是当现用波长分插单元不能利用时，前述光1+1保护开关430便变换线路和备用结构来克服故障。

图51表明了利用单根光纤进行双向传输的系统中的2光纤BLSR节点的结构。

在图51所示的结构下，从现用线路东端输入的光信号由BD-WDM耦合器440分支，输入用于处理波长λ17-λ32(假定波分复用数是32)的波长分插单元444。在本例中，BD-WDM耦合器指双向WDM耦合器。由装置444输出的光信号通过光环回开关446输入BD-WDM耦合器447，然后用现用线路输送到西端。另一方面，具有波长λ1-λ16且从西端用现用线路输入的光信号，则通过光环回开关445输入用来在现用波长分插单元中处理波长λ1-λ16的装置443中。从装置443中输出的光信号与借助BD-WDM耦合器440通过光环回开关441向西端的光信号复用，然后通过现用线路传向东端。

这样，在用单根光纤进行双向传输时，用到了不同的波长而不增大与反向传播的光信号的干扰。例如在图51中，假定一从西传向东的信号具波长λ1～λ16，而假定一从东到西的信号具有波长λ17-λ32。

在正常操作中的备用结构的工作与现用结构中的相同。但是，此备用的与现用的结构在所利用的波长方面则相互不同。这就是说，从西到东的光信号的波长是λ17-λ32，而从东到西的光信号的波长是λ1-λ16。

假定如图52所示，在OADM节点西端的现用和备用两种传输线路都不能使用。具有波长λ1-λ16的光信号就利用备用线路从东端输入到BD-WDM耦合器448，然后通过光环回开关450转送到光环回开关445。光环回开关445把此转送来的信号输入在现用波长分插单元中用来处理波长λ1-λ16的装置443中。由装置443输出的光信号通过光环回开关441输入BD-WDM耦合器440，然后用现用电路传送到东端。

另一方面，使用现用线路从东端输入BD-WDM耦合器440的具有波长λ17-λ32的光信号，则应用现用线路通过光环回开关442输入装置444，然后处理。从装置444输出的光信号则通过光环回开关446转送到光环回开关449，然后用备用电路通过BD-WDM耦合器448传送到东端。

此外，如图53所示，当OADM节点东端的现用和备用两种传输线路都不能使用时，则可以进行与上述相同的操作。只是光环回开关450的操作是由光环回开关453执行，而光环回开关446和449的操作由光环回开关441与453执行。

图54示明了应用图15所示OADM节点的环形网络的结构。图55例示了光缆在OADM节点A两端断开的情形，这时在OADM节点A中，光环回开关445、446、449与450与图52所示情形相同地工作。光环回开关441、442、453与454在OADM节点D中进行的工作与图53所示的情形相同。

通过参看图42-54所描述的具有波长λ1-λ32的光信号所具的帧结构与北美SONET OC-192或OC-48、OC-12中的相当。

图56例示了光1+1保护开关。

OADM节点设计成具有采用光1+1保护开关的冗余结构。当此光1+1保护开关有故障时，这种冗余结构并不能成功地起作用。因此，这一光1+1保护开关本身也应取冗余设计。

从输入端输入的光信号由2×1耦合器460和461进行双分支，然后输入门开关462-465。通过门开关462-465的光信号从2×1耦合器466和467输出到输出端。当2×1耦合器466与467中之一出现故障，则一组门开关462和463或一组门开关464和465保持敞开而其它一组保持闭合以传输光信号。若是2×1耦合器460和461中之一出现故障，则门开关462和464以及门开关463和465中的一组保持敞开而另一组保持闭合以传输光信号。

这样，通过开关门开关462-465就能进行合适的操作来在2×1耦合器460、461、466与467中的任何一个出现故障时，排除故障。

图57A与57B示明在光传输系统中应插入再生器时的原理。

如图57A所示，在光传输线路上设有光放大器470-1～470-4。在连接上预定个数的光放大器470-1～470-4后，再生器471再生一光信号。

图57B示明通过光放大器470-1～470-4传送的光信号的电平变化和SN比的恶化。如图57B所示，光信号的电平由光放大器470-1～470-4放大，并随此信号通过传输传播而衰减。这样，要是仅仅考虑光信号的电平，则于传输线路上按适当间隔设置光放大器。但如图57B所示SN比的曲线图表明，称作为ASE(放大的自发发射)的噪声积累于光放大器的光信号上。这样，SN比便逐渐降低。随着这种恶化的继续，SN比恶化的速度放慢。但在这种状态下，光信号的信息不能正确地读出。结果应在SN比出现了严重值之前用再生器471再生此光信号。再生器471将所接收的波长复用光信号去复用成各个波长，用光接收机OR接收各个波长的光，在3R过程中产生一电信号，用光发送机OS将此电信号变换为光信号，然后传送这样形成的信号。将对各个波长再生的光信号相互复用而作为波长复用光信号通过传输线路再次传送。

上述提供再生器471的方法是把再生器471设于线性网络上，使此再生器接收通过了预定个数光放大器的光信号。但在具有冗余结构的环形网络中，再生器的位置需作最佳确定，以便其在有备用线路可资利用时也能接收通过预定个数光放大器的光信号。通常，要是在少于5个例如3个放大器之后设有一个再生器，则备用线路可能不会成功地起作用。在这样的结构下虽可较早地再生光信号，但在网络中需设置多个价昂和复杂的再生器。于是应在考虑网络的性能与成本上作最优化设计。

本发明实现了设计简单和价廉的OADM装置以及可选波长型的系统。

Claims (26)

1.一种光选择设备，用于通过执行从WDM光传输设备分支出光信号和对其插入光信号操作中的至少一种操作而使终端站与该WDM光传输设备连接，该光选择设备包括：

第一可变波长选择滤波器，被调谐到选择第一波长且具有连接到所述终端站的输出端；以及

第二可变波长选择滤波器，被调谐到选择不同于第一波长的第二波长，并且具有连接到所述终端站的输出端，

其中WDM光传输设备按连续不同的光波长传输光信号；且

所述第一可变波长选择滤波器被调谐到的第一波长以及所述第二可变波长选择滤波器被调谐到的第二波长，是所述连续不同的波长中的相邻波长。

2.权利要求1所述的设备，其中所述第一和第二可变波长选择滤波器的每一个包括一个AOTF或多个级联AOTF。

3.权利要求1所述的设备，其中所述第一和第二可变波长选择滤波器让其未被调谐到的波长通过；

该第一与第二波长被从所述WDM光传输设备分支到终端站，使所述第一与第二可变波长选择滤波器只起到分支光信号的作用；及

该设备还包括光波长复用器，通过将一来自终端站的光信号与已通过所述第一和第二可变波长选择滤波器的光信号波长复用，插入来自终端站的光信号。

4.权利要求3所述的设备，还包括：将此第一和第二可变波长选择滤波器的输出端与终端设备连接的分支波长复用器，用来使具有第一波长的光信号与具有第二波长的光信号复用。

5.权利要求4所述的设备，还包括可变光衰减器，它设在所述第一可变波长选择滤波器的输出端和所述分支波长复用器之间，用来将具有第一波长的光信号的功率调节到所似地等于具有第二波长的光信号的功率。

6.权利要求4所述的设备，其中：一光谱监控器与所述分支波长复用器的输出端口连接，用来监控由该分支波长复用器所复用的光信号的存在性、波长和功率。

7.权利要求1所述的设备，其中所述第一和第二可变波长选择滤波器对一直通口输出光信号，这类光信号所具的波长是该第一和第二可变波长选择滤波器未被调谐到的；

所述设备还包括有设在所述第一和第二可变波长选择滤波器的直通口下游的偏振色散消除器。

8.权利要求2所述的设备，其中所述第一和第二可变波长选择滤波器让其分别未被调谐到的波长通过；及

分别通过所述第一和第二可变波长选择滤波器的光信号的功率，可通过调节输入到所述第一和第二可变波长选择滤波器的RF信号的功率来调节。

9.权利要求3所述的设备，其中：

输入传输线路将光信号提供给第一可变波长选择滤波器；

所述光波长复用器将光信号提供给输出传输线路；且

该设备还包括分别设在该输入传输线路和第一可变波长选择滤波器之间以及所述光波长复用器和所述输出传输线路之间的光放大器，用来补偿在上述传输线路和所述光选择设备中的信号损耗。

10.权利要求9所述的设备，其中所述输入传输线路和第一可变波长选择滤波器之间的光放大器是由第一放大器装置、用来补偿输入传输线路中造成光信号色散的色散补偿器、以及用来补偿上述色散补偿器中信号损耗的第二放大器装置组成。

11.权利要求9所述的设备，还包括：

设在所述输入传输线路和所述第一光放大器之间或是设在所述第二光放大器和所述输出路线之间的用来使光分支的耦合器，以及

用来监控由所述耦合器分支的光的存在性、波长和功率的监控器。

12.权利要求3所述的设备，其中：

所述第一可变波长选择滤波器从输入传输线路接收光信号；

去复用器，设在所述第一可变波长选择滤波器和该输入传输线路之间，

从所述去复用器发送出的一部分光信号被分支，所分支的光信号被传送到接收终端站；

所述第一和第二可变波长选择滤波器使光信号通至输出传输线路，该光信号具有该第一和第二可变波长选择滤波器未被调谐到的波长；

该第一和第二波长未被传送到该输出传输线路上。

13.权利要求9所述的设备，其中具有第一和第二波长的信号被所述第一和第二可变波长选择滤波器分支，即使当通过所述波长复用器要被插入的光信号未被接收到。

14.权利要求2所述的设备，其中：

将RF信号输入AOTF以把所述第一和第二可变波长选择滤波器调谐到对应于该RF信号的波长；

该设备还包括设在所述第一和第二可变波长选择滤波器下游的光谱监控器，用来监控具有第一和第二波长的光信号的光频率和光功率；

通过改变用于驱动AOTF的RF信号的频率和功率，将具有第一和第二波长的光信号反馈控制成具有最佳光波长和光功率。

15.权利要求14所述的设备，还包括：

温度控制电路，用来控制所述第一和第二可变波长选择滤波器的AOTF的温度，其中

所述温度控制电路基于上述光谱监控器的监控进行反馈控制，使得具有第一和第二波长的光信号具有最佳光波长和光功率。

16.权利要求14所述的设备，其中在所述光谱监控器的输入端设有光开关，使得该光谱监控器能被切换到监控至少是第一和第二可变波长选择滤波器下游的光信号以及第一和第二可变波长选择滤波器上游的光信号。

17.权利要求1所述的设备，其中所述设备包括工作和保护选择装置，每个装置各有第一和第二可变波长选择滤波器，该设备还包括分别位于所述工作和保护选择装置各侧的一对1×2光开关，各1×2光开关的一个端口与工作选择装置连接而另一个端口与保护选择装置连接，所述1×2光开关通常与工作选择装置连接，但在此工作选择装置出现故障时则切换到保护选择装置。

18.权利要求1所述的设备，它还包括分别位于所述第一和第二可变波长选择滤波器各侧的一对1×2光开关以及光波长复用器，这两个1×2光开关有一个与工作传输线路连接的端口和一个与保护传输线路连接的端口，所述1×2光开关通常使第一和第二可变波长选择滤波器连接到工作传输线路上，而在工作传输线路出现故障时使第一和第二可变波长选择滤波器与保护传输线路连接。

19.权利要求2所述的设备，其中将RF信号施加给第一和第二可变波长选择滤波器的AOTF以分别选择具有第一和第二波长的光信号，此设备还包括：

光耦合器，设在该第一和第二可变波长选择滤波器的至少一个的输出端以分支出所选择的光信号一部分；

光电探测器，与上述光耦合器连接以监控由此分支出的信号的光功率，改变施加到至少一个选择滤波器的AOTF的RF信号的频率或功率，使所述光电探测器监控的光功率最大，并处理至少一个选择滤波器的AOTF中的特性波动。

20.权利要求7所述的设备，其中所述第一和第二偏振色散消除器分别设在第一和第二可变波长选择滤波器的直通口的下游。

21.权利要求20所述的设备，其中所述第一和第二偏振色散消除器各包括PANDA光纤。

22.权利要求19所述的设备，其中将一低频信号叠加到施加给至少一个选择滤波器的RF信号上，以根据光电探测器所接收到的光信号，确定光波长的中心位置或确定最佳的RF功率。

23.一种光传输单元，用于通过执行从WDM光传输设备分支出光信号和对其插入光信号操作中的至少一种操作而使终端站与该WDM光传输设备连接，该光传输单元包括：

第一可变波长的可调谐滤波器，具有输入端、控制端口和第一与第二输出端，用来选择具有与施加到该控制端口的信号相对应的波长的光信号，所选出的光信号从第一输出端输出而其余的光信号则从第二输出端输出；以及

第二可变波长可调谐滤波器，具有输入端、控制端口和第一与第二输出端，用来选择具有与施加到该控制端口的信号相对应的波长的光信号，所选出的光信号从第一输出端输出而其余的光信号则从第二输出端输出，该第二可变波长可调谐滤波器的输入端被连接到第一可变波长可调谐滤波器的诸输出端之一，提供给第二可变波长可调谐滤波器的控制端口的信号对应的波长相邻于但不同于由第一可变波长可调谐滤波器所选出的光信号的波长。

24.权利要求23所述的光传输单元，其中所述第一和第二可变波长可调谐滤波器是声光可调谐滤波器。

25.权利要求23所述的光传输单元，其中所述第二可变波长可调谐滤波器与第一可变波长可调谐滤波器的第二输出端相连。

26.权利要求23所述的光传输单元，还包括波长复用器，以组合从第一和第二可变波长可调谐滤波器的第一输出端输出的光信号。

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