CN1284804A - 通信系统 - Google Patents

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Abstract

一种使光通信系统从单个光信道(每个方向)和采用所谓“灰”激光作为光源逐步升级到支持采用稳定窄波带(所谓“染色”)激光进行多信道即波分复用(WDM)信道通信的方法。该方法包括在每个待升级的节点用多个具有互不相同波长的稳定窄带光源代替单个“灰”光源,并安装光多路解复用器用以解复用多个接收的WDM光信道。

Description

通信系统
本发明涉及光通信系统领域，且尤其涉及这种系统的升级方法。
光通信系统是通信网络的主要的且快速发展的组成部分。本文所用的术语“光通信系统”涉及任何在光学媒质上用光信号传输信息的系统。这种光学系统包括电信系统、局域网、城域网、广域网(LANs、MANs和WANs)但不限于此。在Gowar Ed.的“Optical Communcations Systems”(Prentice Hall,N.Y.)中描述了这些光学系统。目前，大部分光通讯系统都配置为具有单一的光信道。为了在该光信道上传输信号，采用了适当调制的激光，该激光发射出其光谱中心波长未精确限定的光(所谓“灰”光)。因此，该信道处于一个较宽的光谱带。光导被设定为在该较宽光谱带上具有足够低的衰减，以确保接收机处有可接受的信噪比。此处，“光导”用以指任何适当的光通信媒质，包括光纤和光波导。
在可以由环、互连环或网络等组成的通信系统的节点处，需要访问这些光导中所载的信息，以使各种信息可以传输到正确的目的地。为此，每个节点应包含开关电路。比较经济的这类节点开关电路是上线-下线多路复用器(ADM)。ADM可以低成本地接入到沿着通信链路，如光导，按时分复用传输方式传输的数据流的全部或部分中去。通过ADM的通信量，就是通过了连接着载荷线路的“线路端口”。沿着电信载荷线路传输的数据或信息由ADM中的开关电路有选择地时分复用，且选择的信息和信息部分经由所谓的分支端口传输到其目的地。同样地，加入到电信载荷线路中的数据或信息通过该分支端口提供给ADM，并由ADM开关电路时分复用进入信息流。这种开关和复用功能是在电子方式下实现的。为了实现与光通信链路的对接，节点包含光电转换器(即光检测器)和电光转换器(即激光信号发生器)。
电信操作码承载的数据通信量的迅速不断增加，导致了改进现有网络数据载荷能力需求的增加。通过提高链路分支的TDM数据速率，可以简单地对传统的TDM电信系统升级。这可能要求对电子设备进行更新，但可以保持和沿用已安装好的光纤链路，从而节约另外安装光纤的开支(可能很可观)。由于接收机的光学灵敏度所限，为了保护如维修工人等而限制可用发射功率的安全性的限制，以及在接收机的数字信号中引起“闭眼”的色散以及取决于TDM信号发送速率的其他传输损失，使得现行技术在提高TDM数据速率的作用方面受到严重制约。光通信链路通常包括光纤。双光纤线路系统(其中一条光纤用于载荷一个方向的通信量)的传输能力可以通过在每条光纤中引入“单光纤工作”而得到提高。通常，通信量仅仅沿一个方向在光纤中传输。通过在一条光纤的两端引入定向光耦合器，如熔融扭绞光纤对耦合器，可以在一条光纤的两个方向上传输信号。于是，原先通过两条光纤的通信量，可以压缩在一条光纤中，而且第二条光纤可以用作另一条独立的线路。发射组件处和光纤内部本身的后向散射，以及来自两个发射机激光器(每端一个)的信号之间的差拍，将损害该系统，而通过选择不同波长的激光器。可以改进该系统。如果选择发射的信号波长使得接收机可以设计成对“其他”波长不敏感的形式，则还可以提高性能。后一种方法从采用波长选择开始来提高光纤系统传输能力，从而导向波分复用，这在下面将加以讨论。
单光纤线路系统的容量可以通过波分复用而提高。在波分复用系统(WDM)中有多个光信号，每个信号具有一个中心波长限制在一狭窄谱带内的光谱，光纤的容许通过频带被分为多个这种窄小的光谱带。通过将单信号信道系统升级或双通道WDM系统，也即用两个窄带信道代替单个“灰”信道，从而可以提高其容量。虽然，TDM的升级潜力受到了严格的限制，但是多信道WDM的使用，如通过设置8，16，32和更多信道的WDM系统，具有更大的提高数据速率的潜力。
但是，用支持许多不同信道的WDM系统代替单信道光子学系统，需要在每个节点用新的WDM设备大量地替换原设备。这较昂贵，且可能远远超过所需传输能力，考虑到在特定升级场合将传输能力翻倍就足够了。所以，需要有一种逐渐升级光通信系统中通信处理容量的方法。
本发明提供了一种对光通信系统进行升级的方法；其中该系统包括多个节点，两个节点通过一条通信光路连接起来，用于从该光路第一端的节点至该光路另一端的节点进行通信，通信光路包括单条光信道；其中每个节点包括用于使电信号上线和下线的上/下线多路复用(ADM)装置，其中该光路第一端的节点包括一个将ADM装置输出的电信号转换成沿着该光路传输的光信号的光源；且其中在光路另一端的节点包括一个光电检测器，用于转换通过光路接收的信号以将其输入到ADM装置中；该方法包括如下步骤：用多个彼此不同波长的稳定窄带光源替换在该光路第一端处的单一光源，在光路第一端安装光多路复用装置，用于将多个稳定窄带光源的输出多路复用到光路中；将该光路另一端的单一光电检测器替换成多个光电检测器；在该光路另一端安装光多路解复用装置，以解复出所接收的多个光信道信号，从而将每个光信道的信号转换成电信号并输入到ADM装置中。
本发明还提供了一种使光通信系统升级的方法；其中该系统包括通过一或多条光路连接的多个节点，每条通信线路包括一个光信道；其中每个节点包括使电信号上线和下线的上线/下线多路复用(ADM)装置，和转换装置，用于将ADM装置输出的信号在电与光形式之间转换以便通过第一光路进行传输，并用于转换经第二光路接收的信号以便输入到ADM装置中；该方法包括以下步骤：安装光多路解复用装置，用于根据波长选择经第二光路接收的信号以便输入到ADM装置中；安装一个用于将ADM装置输出的信号转换成第一稳定窄波带光信号的装置；并安装光多路复用装置，用于将第一信号引导到第一光路中，且包含允许与第一信号不同波长的一或多个进一步稳定的窄波带光信号加入到第一光路并与第一信号结合的装置。
根据一个优选实施例，本发明提供了一种在光通信系统的波长复用信道之间转换各个时分复用信息的方法，它包括以下步骤：设置转换装置，该转换装置按每个波长复用信道一个的量包含有多个上下线复用(ADM)装置；其中每个ADM装置都有分支装置，该方法包括用分支装置使ADM装置之间互相连接的步骤。
根据一个优选实施例，本发明提供了一种在多个时分复用数据流之间转换各个时分复用信息的方法；其中每个时分复用数据流包括在一个波长复用光通信系统的信道中，该方法包括以下步骤：提供一或多个节点，该节点按每个WDM信号一个的量设有多个上下线复用(ADM)装置；为每个ADM装置提供分支装置，并通过分支装置将ADM装置相互连接起来。
现在将结合附图说明本发明的实施例，其中：
图1表示了单信道光通信网络的一部分；
图2表示了根据本发明的一个实施例，部分地升级图1网络的情况；
图3表示了根据本发明的另一个实施例，对图2网络继续部分地升级的情况；
图4至9表示了根据本发明其他实施例的替代方案。
图1表示一个包含传统电子上线/下线多路复用器(ADM)1的光通信网络节点，其中该复路复用器带有两个直线端口：端口2朝东而端口3朝西；尽管通常这些端口都是双向的且每个方向占用一条单独的光纤，但为了简单起见，在此每路端口都表示为单向的(有从东向西的通信数据流)。此外ADM1具有多个连接到分支端口6的分支连接装置5。ADM还包括用于使正在通过ADM的数据流从选出的端口上线和下线的开关装置(未示出)。从西端口6的输出通过电-光接口8(如激光器)。东端口5的输入线路通过光-电转换器9(如光电二极管)。连接有ADM1的通信网络，沿着图1所述的两条光学链路(10，11)(如光纤)在依次的各节点之间传递光信号。在另一个实施例中(未示出)，每条链路成对地使用光纤，有利的是可以在网络每个节点之间直接双向通信。在节点按环路结构设置的情况下，这些成对使用的光纤还为万一某条光纤损坏时提供了保护通路。
在图2中，图1传统的电子ADM1与电/光接口8和9一起都用一个染色光学接口的上线/下线多路复用(COIADM)方块20表示。于是，至COIADM20的线路输入和输出都是光域的。重要的是，应注意COIADM中所有的开关实际上代替了传统ADM1中所用的电域开关。图2和图1装置的主要差别在于光/电接口。图1中电-光转换器8采用一种低成本的“灰”激光器，即输出中心波长处于光纤低损耗区一个较宽光谱范围的激光器，而光-电转换器COIADM20则包括一个其发射光中心波长在一个较窄光谱范围的高精度激光器。这种高精度激光器通常被称为“染色”的。因此，在通过光学链路10和11进行单信道通信时，图2的COIADM20可以简单地在图1的装置中起作用。尽管在这一阶段没有增加通信量，但是应注意，现在COIADM仅仅使用了可用光谱的，即光学链路10和11容量的一小部分。
图3表示了图2中COIADM20，它通过光多路解复用器30和光多路复用器31(如每信道有3dB插入损耗的16或32端口衍射光栅型多路复用器)而连接到光学链路10和11。光多路解复用器30的作用是根据从链路11接收到的光信号的波长将其分解，并将有适合波长的信号馈送到COIADM 20，即将信号匹配到COIADM 20的高精度激光器的特定传输频带中。光多路复用器31的作用是将输入到其中的各种波长信号在其输出端合成到一条光学链路10中。因此，如果COIADM20的激光器选择为能产生光谱中心波长为λ1的光，则光多路解复用器30将设置成使来自光学链路11其光谱中心波长为λ1的光透过到COIADM20的光电检测器上，且没有其他波长的信道。因此，COIADM20仅仅接收和发射λ1WDM信道。除了第一COIADM20之外，图3的装置还有一个平行于COIADM20连接于光多路解复用器30和光多路复用器31之间的第二COIADM21。除了COIADM21中高精度窄带激光器所发射的光处于光谱的不同部分(用λ2表示)之外，第二COIADM21与COIADM20相同。COIADM21的输入端连接到光多路解复用器30的第二输出端，该输出端提供一个来自光学链路11只有光谱中λ2部分而没有其他颜色的光。两个COIADM都设有多个分支装置5。所以，借助于与前述所用单信道相同的光纤链路10，11(图1和2的装置)，经分支装置5输入到COIADM20的信息将通过通信网络在第一WDM信道(即λ1信道)上发送，而同时经分支装置5输入到COIADM21的信息将通过通信网络在不同的WDM信道(即λ2信道)上发送。因此，可以用最少的附加硬件使光通信网络的通信载荷容量加倍。
有利的是，有了一个前面所述的保护通路，可以在如下所述避免通信业务大量中断的同时，完成如上参考图3所述的网络升级。为了对网络进行升级，首先对保护(即未使用的)通路作所述的升级，然后将通信业务迅速切换到其上，以便尽量减小通信业务的中断。然后，原有的工作通路依次升级。
如果在过一段时间数据通信业务的增加需要对光通信网络的通信处理容量做进一步的升级，通过在需要增大通信处理容量的光通信网络之间的每个节点进一步添加COIADM，可以简单而经济地实现这种升级。这个第三COIADM(未示出)可简单地连接到多路解复用器30的第三输出端和光多路复用器31的相应输入端。当光多路解复用器30的每个输出端从光谱不同部分中选择光时，通过第三COIADM看到的信号将包括另一个不同于前面两个COIADM20和21所用的“λ1”和“λ2”WDM信道的WDM信道。第三COIADM应具有一个能发射处于不同于COIADM20和21光谱部分的窄带光高精度激光器，该窄带对应于光多路解复用器30在第三输出端口选出的谱带。
有利的是，一旦原来包括光多路解复用器30和光多路复用器31的通信网络完成升级，系统的进一步升级可以简单而经济地实现，不必担忧通信业务的中断。所需要的只是为节点之间有过量通信业务需要传输的每个切换节点提供一个新的具有相应精度激光器的COIADM，并将所述新的COIADM连接到每个多路解复用器30和多路复用器31上适合的空闲端口。
在最初的“光学”升级阶段可以安装多路解复用器32和多路复用器31，以便有多达32以上的任何数量额外连接端可用于加装的COIADM。这在最初升级时要有一些花费，但是随着适应通信业务需求增多而进一步增加COIADM，在适当时候会体现出好处。
图4(a)和(b)表示了图3所述装置的替代装置，其中省去了多路解复用器/多路复用器30，31。有利的是，根据图4(a)和(b)的实施例，提供了一种仅仅在需要额外容量时添加额外组件的“菊花链”升级过程。图4的系统支持如图3所示的单向工作，其信息从东向西传输。参考图4(a)，多路解复用器/多路复用器30，31用廉价的具有窄带选择功能的三端口无源光学组件40，41代替(如薄膜介电滤波器)。滤波器40在第一端口从光导11中接收光学输入信号。滤波器40从输入信号中选择窄带中的信号以在其第二端口输出，馈送到COIADM20东线输入端口，并经第三端口将窄带之外的输入信号馈送的未来将升级的光导13中。在图4(a)中，光导13被画成一个“死端”或尾巴，由滤波器40传来的信号被有效地抛弃。现在参见滤波器41，它与滤波器40类似，但是结构不同。滤波器41的输入包括COIADM20从其西线端口输出的窄带光信号。该信号通过滤波器41经第二输出端口进入光导10。与滤波器40相似，滤波器41具有连接到为将来升级所设的光导尾端12的第三端口。设置滤波器41的第三端口，使得从光导12接收的光信号可与来自COIADM20的窄带信号合成，且合成的信号从第二输出端口输出到光导10中。
有利的是，有了一个前面所述的保护通路，可以在避免如下所述的通信业务大量中断的同时，完成如上参考图4(a)所述的网络升级。为了对网络进行升级，首先对保护(即未使用的)通路做所述的升级，然后将通信业务迅速切换到其上，以便尽量减小通信业务的中断。然后，原有的工作通路依次升级。
现在参考图4(b)，我们看通过添加第二COIADM21升级的图4(a)系统。有利的是，这种升级是在如下所述没有中断光导10和11上任何通信业务的情况下完成的。新的COIADM21连接到滤波器42和43之间，该滤波器分别按照与上述滤波器40和41相似的方式工作。它们作用的差别仅仅是：滤波器40和41分别选择和合成处于第一WDM信道的第一波段(如λ1)中的信号；滤波器42和43分别选择和合成处于第二WDM信道的第二波段(如λ2)中的信号。与图4(a)中的滤波器40和41相似，滤波器42和43分别在其第三端口与为将来升级而设置的光导尾端15和14连接。
当通信业务需求量进一步增加而需要添加COIADM设备时，可以将更多成对的滤波器配以此附加COIADM，且可以在不中断通信业务的情况下进行安装。
在图5和6中，表示了在单光纤(“单光纤工作”)上的双向通信装置。参考图5，它表示出与参考图4的上述“菊花链”方案一起使出的单光纤装置。与图4(b)相同的特征用相同的标号表示，且在此不再说明。无源光学组件33和34具有至少三个端口，用于将通信业务分离到光纤通路10和11的不同方向上。它们是谱带识别器件，其作用是使第一谱带光沿着一个方向通过，而使不同谱带的光沿着相反方向通过。实际上，第一谱带可以处于用来载荷多个WDM信道的13纳米(nm)波段，而第二谱带由用来载荷另外多个WDM信道的1.5纳米(nm)波段构成。光学定向耦合器(如薄膜介电滤波器)起这样的作用。现在将说明图5中系统的工作情况，其原来是一个单向系统。考虑前述的从西向东的第一通信业务流向(即箭头36的方向)：谱带识别器34在第一输入端从光学波段11接收光学输入信号。谱带识别器34从输入信号中选择处于第一宽谱带(即1.3nm段)中的信号，以在第二端口输出并馈送到滤波器40，42的输入端口。谱带识别器34允许第二宽谱带(1.5nm段)的信号在其输入端口和连接于光导17的第三端口之间通过。光导17表示为一个单向模式的尾端，经滤波器40而通向其中的信号被有效地清除了。现在参见谱带识别器33，它与谱带识别器34类似，但是结构不同。谱带识别器33的东输入端口与滤波器41，43的西输出端口连接。设置谱带识别器33，使得包含在第一宽谱带中的信号在其第一端口与其连接着光导10的第二输出端口之间通过。与谱带识别器34相似，谱带识别器33具有连接着用于双向工作的光导尾端16的第三端口。设置谱带识别器33的第三端口，使得包含在第二宽谱带中的信号在其第二和第三端口之间通过，即在光导10和16之间通过。
现在将图5系统的工作作为一个双向系统进行描述。如从单向工作模式的上述说明中所表明的，到达谱带识别器33第三西端口的第二宽谱带信号(即沿着箭头35方向)，将在该处通过并从其第二端口输出，从而进入光导16中。相似地，从光导17到达谱带识别器34第二端口的第二宽谱带信号，将在该处通过并从其第一东端口输出，从而进入光导11中。为了实现双向工作，在图5系统中的光导16和17之间加入第二“菊花链”ADM装置(如图4(b)中一样，但是未示出)。该第二ADM装置不同于表示出的连接在图5中的谱带识别器33和34之间的那个，在其中信号按相反的方向流动，即从西向东。与上述图4的系统相似，可以根据需要在任何一个“菊花链”上添加另一个COIADM。因此，有利的是，可以从一个基本的单信道单向系统创建一种全双向多信道单光纤工作的ADM系统并不断升级，而只对通信造成最小的中断。
根据本发明的替代实施例，一种薄膜或多层介电滤波器可以用于将交替的WDM信道分离成两个“梳状分布”(即一系列间隔的WDM信道)。第一梳状分布可以被用于载荷东通信业务，而另一个用于载荷西通信业务。
图6表示出一种根据本发明另一实施例的双向多信道单光纤工作的ADM系统。与图5相同的特征用相同的标号示出，且不再做说明。但是，对图6中与前面图中不同的元件结构，将在下文中作出一些额外的说明。虽然前面图画出的是单个节点(包括连接到通信链路东西光导上的一或多个COIADM，但图6表示了一个这样的连接在两个逻辑相邻节点之间的光通信链路10，一个节点包括谱带识别器34和COIADM50，另一个节点包括谱带识别器33和COIADM55。与前面COIADM所表示的不同，COIADM50和55是双向的，每个都包括电-光接口8(如激光器)和光-电转换器9(如光电二极管))。因此，在COIADM50东线端口经谱带识别器34、单根光导10和谱带识别器33到COIADM55西线端口之间显示的是双向连接。与前面相似，每个ADM50，55还包括多个连接到分支端口(未示出)的分支连接装置(未示出)，和用于对通过ADM的数据流的选定部分进行上线和下线操作的开关装置(未示出)。
与图4和5的系统相反，图6的系统用光多路解复用器30来分布从光学链路10(经由谱带识别器33和34之一)接收到的多个光谱分离的光信号，而该链路10在COIADM50或55(视情况而定)经链路52或54(视情况而定)与多个其他COIADM(未示出)之间。按相似的方式，图6的系统用光多路复用器31(经由谱带识别器33和34之一)将多个光谱分离的光信号汇集到光学链路10中，这些信号是从COIADM50或55(视情况而定)，以及经由链路51或53(视情况而定)从多个其他COIADM(未示出)接收的。光多路解复用器30和光多路复用器31可以与其他COIADM之一如所示那样并置，或者单独封装。根据空间限制和/或用户的地理分布，该多个COIADM可以并置或物理分离。
应注意，如果采用布喇格光栅和波导的形式，如M.Smit教导的，如参考图4的描述，定向耦合器的作用可以集成到多路复用器/多路解复用器中。
与前述的实施例相同，为了在通信业务中断较少的情况下进行升级，设备的升级可以在保护线路上进行，而不是在载荷通信业务的线路(使用中的)上进行。添加的WDM通路要在光路中引入多路复用器和多路解复用器。此时可以进行改动以达到双向工作(双向通信)。
图7表示出本发明的另一个实施例。与前面图中相同的特征给出相同的标号，且在此不再描述。谱带识别器34，84，86，88(例如薄膜介电滤波器)是相似的元件，除了每个元件选择不同光谱带传输至多路解复用器30或光波段放大器11(视情况而定)之外。谱带识别器33，83，85，87(如薄膜介电滤波器)是相似的元件，除了每个元件选择不同光谱带从多路复用器31或光波段放大器111(视情况而定)传输之外。事实上，光信道放大器110、多路解复用器30、多路复用器31和33，83，85，87所表示的均为双向器件，使得其作用取决于它们的连接方式，而非其内部结构。因此，COIADM21可以构造成让信号从东向西通过反过来也能通过(或是两者都可以)。经光学链路10和11接收的某些光谱信道在当前的节点处不能波切换(上线或下线)，但是凭借连接在多路复用器/多路解复用器30，31相关端口之间的适合光放大器110(如掺铒光纤放大器或半导体光放大器)，它们可通过该节点。如所示的，放大器110提供了WDM信道上的放大通路。经光学链路10和11接收的某些整个光谱带在当前的节点处不能多路复用/多路解复用或被切换(上线或下线)，但是借助于连接在谱带识别器33，83，85，87，34，84，86，88相关端口之间的适合光放大器111，它们可通过该节点。光放大器111可以与放大器110的类型相似，或特别设计成适用于几个WDM信道，且能设置无论其输入端的WDM信号数量如何都具有相似增益。104至106是光多路解复用器和多路复用器对。
有利的是，多路解复用器30，多路复用器31端口之间的连接(即通过COIADM连接)，不需要直接连接对应的端口，也可以如图所示通过，COIADM21间隔连接。COIADM21的电-光接口需要进行选择，以便与接到多路复用器31的相关输入端口所接受的波段相匹配。这种交错连接提供了一种信道交换或波长转换的简单而灵活的手段，从而在第一WDM信道接收的信号可以从不同的信道输出。
将光学空间开关113(例如：由K.Okamoto Tutorial ECOC’98 20 Sept.Madrid1998所描述的热驱动石英波导阵列开关)连接到多路解复用器31的多路复用端口，以便能够选择特定的COIADM及其要被送入下一个光纤段的波长。这为设备故障提供了附加保护，例如：若COIADM 23出现故障，则可以选择连接在空间开关113输出端的另一个COIADM，并用来传输通信业务。
图8表示出根据本发明的切换节点的一部分。在图8中，详细地表示了节点中的ADM 20，21，...，2n。尤其是，分支连接装置5被分成两个分段表示。从第一ADM20出来的第一分段311，312，313接到下一个ADM21，于是在其之间可以进行多路复用信息的交换。从该第一ADM20出来的第二分段310所起的作用同前，是与用户交换解复用的信息并将来自用户的信息输入到ADM中进行多路复用操作。
按照相似的方式，从第二ADM21出来的分段321，322，323接到第三ADM上(未示出)。如此重复下去，使得每个ADM通过分支连接装置的分段与下一个ADM相互连接起来，直至倒数第二个ADM(未示出)用分支连接装置3(n-1)1，3(n-1)2，3(n-1)3接到节点的最后一个ADM1n上。
根据所谓的“菊花链”方案，将每个ADM设置成：让通过分支连接装置从相邻ADM接收的信息通过，再提供给另一个ADM进而沿着“菊花链”一直到特定ADM处。分支连接装置是为ADM处理信道而提供的，对于经该装置接收的信息而言，ADM按照与通过传统分支输入端从用户所接收信息相似的方式，对其进行再次多路复用使之进入该信道的信息流。
因此，图8的节点使得可以用传统ADM电路将来自第一WDM信道的信息转换至电域中并解复用，并在其电子状态下解复用后传输到该开关节点的另一个选定ADM，其中在节点处用传统的ADM电路将其复用成第二WDM信道的数据流，并以该第二WDM信道的适当波段重新转换至光域中。最好可以按此方式切换ADM处理的任何规模的信息。
尽管图8的描述表示了节点ADM的“菊花链”互连情况，但是根据本发明的优选实施例，也可以采用其他的互连方案，包括环路、全网格或部分网格，“最邻近”网格等。这种互连方案可以按照以下方式用于一个节点内：在扩大规模时，如为了适应增加通信业务的需求而改进节点设备时，实现有效的互连，如在需要时在节点上添加额外的ADM。
根据图9的实施例，相关的分支装置可以通过独立的开关元件18相互连接，该元件被设计成提供所需的切换连接和传输容量。开关18还可以是能够逐步升级的，外部设备应能够管理网络管理系统内的这个新开关元件。
由于现有交换设备的空间局限，所以一个节点所有的ADM最好无需并置，因而图8或9分支装置311，312，313等的互连可以在较长的距离上进行数字数据分布。根据本发明的另一个优选实施例，利用WDM原理的光纤互连被用于ADM分支装置的互连。根据另一个实施例，当TDM速率和分支互连量增加时，开关18可提供光学矩阵开关以在互连的分支装置之间切换信息。
尽管前文参考单向光路进行了描述，但是本发明可等效地用于双向链路升级的情况，其中使用灰光的单光信道可用于每个方向。如上述参考单向的模式，链路的每个方向都可以升级。

Claims (20)

1．一种对光通信系统进行升级的方法；其中该系统包括多个节点，两个节点通过单条通信光路连接起来，用于从该光路第一端的节点至该光路另一端的节点进行通信，通信光路包括单条光信道；其中每个节点包括用于使电信号上线和下线的上/下线多路复用(ADM)装置，其中该光路第一端的节点包括单个将ADM装置输出的电信号转换成沿着该光路传输的光信号的光源；且其中在光路另一端的节点包括一个光电检测器，用于转换通过光路接收到的信号以将其输入到ADM装置中；
该方法包括如下步骤：用多个彼此不同波长的稳定窄带光源替换在该光路第一端处的单一光源；在光路的第一端安装光多路复用装置，用于将多个稳定窄带光源的输出多路复用到光路中；将该光路另一端的单一光电检测器替换成多个光电检测器；在该光路另一端安装光多路解复用装置，以解复用所接收的多个光信道的信号，从而将每个光信道的信号转换成电信号并输入到ADM装置中。
2．一种使光通信系统升级的方法；其中该系统包括通过一或多条光路连接的多个节点，每条通信光路包括单条光信道；其中每个节点包括使电信号上线和下线的上线/下线多路复用(ADM)装置，和转换装置，用于将ADM装置输出的信号在电与光形式之间转换以便其通过第一光路进行传输，并用于转换经第二光路接收的信号以便输入到ADM装置中；
该方法包括以下步骤：安装光多路解复用装置，用于根据波长选择经第二光路接收的信号以便输入到ADM装置中；安装一个用于将ADM装置输出的信号转换成第一稳定窄波带光信号的装置；并安装光多路复用装置，用于将第一信号引导到第一光路中，且包含使得与第一信号不同波长的一或多个进一步稳定的窄波带光信号得以加入到第一光路并与第一信号结合的装置。
3．如权利要求2的方法，包括如下步骤：安装另一ADM装置，根据波长选择经第二光路接收的其他信号以便将其输入到该另一ADM装置中，安装用于将该另一ADM装置输出的信号转换成具有不同于第一光信号的另一窄波带光信号并将第一光信号和该另一窄波带光信号合成到第一光路的装置。
4．如权利要求1或2的方法，包括如下步骤：按一系列依次步骤解复用经第二光路接收的信号。
5．如权利要求1或2的方法，包括如下步骤：按一系列依次步骤将第一窄波带光信号与一或多个其他窄波带光信号合成。
6．如权利要求1或2的方法，包括安装光多路复用器和多路解复用器，它们都具有多个光谱分离的窄带端口，以形成一或多个通过一段光通信系统的附加光路，每个附加光路都可用于在不中断其中通信业务的情况下升级光通信系统。
7．如权利要求6的方法，包括使用光多路复用器和多路解复用器，其每个包括一个用于选择含有第一解复用信号的窄波带信道的第一端口；光多路复用器和多路解复用器都包括选择多个其他波段信道的第二端口；每个其他信道都可用于在不中断其中通信业务的情况下升级光通信系统。
8．如权利要求6和7任意一个的方法，包括经由信号放大装置连接多路复用器端口与多路解复用器端口。
9．如权利要求6的方法，包括经由空间开关装置连接多路复用器端口与多路解复用器端口。
10．如权利要求1或2的方法，包括在一或多条光路上使用单光纤工作的宽带光学定向耦合器。
11．如权利要求1或2的方法，在一或多条光路中采用单光纤工作的同时，在每个方向采用不同的波长信道进行通信。
12．如权利要求1或2的方法，采用光谱梳状分布复用装置将交替的信道分成两组，第一组用于通过光通信系统的第一方向的通信，而第二组用于通过其中的相反方向的通信。
13．如权利要求1或2的方法，其中解复用的信号包括时分复用(TDM)数据流。
14．如权利要求13的方法，其中不同的多路解复用信号包括不同速率和/或格式的TDM数据流。
15．如权利要求1或2的方法，包括利用网络管理系统控制ADM装置。
16．在一个被保护的光通信网络中，根据权利要求1或2的方法升级保护线路，然后将通信业务从工作线路切换到保护线路上，进而根据上述任意一个权利要求的方法对工作线路进行升级。
17．如权利要求1或2的方法，其中第一和第二光路是相同光路。
18．如权利要求1或2的方法，包括在多个时分复用数据流之间切换各个时分复用信息；其中每个时分复用数据流都包含在波分复用光通信系统的一条信道中，该方法包括以下步骤：在一或多个节点处按照每个WDM信号设置一个的量设置多个上线下线多路复用(ADM)装置；在每个ADM装置中设置分支装置，并通过该分支装置将ADM装置互连。
19．如权利要求1或2的方法，包括在光通信系统的波分复用信道之间切换各个时分复用信息；并包括以下步骤：按照每个波分复用信道设置一个的量，设置包含多个上线下线多路复用(ADM)装置的开关装置；其中每个ADM装置都包含分支装置，该方法还包括通过分支装置使ADM装置互连的步骤。
20．一种根据前述任意一个权利要求所述方法对波分复用光通信系统进行升级的装置。
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