CN1507711A - 低损耗wdm插入分出节点 - Google Patents

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Abstract

在一个光纤网络中，在一个主传输光纤(1)上，在连接在此传输光纤的路径中的两个节点(A，B)之间发送双向WDM业务。在两个不同的波长信道(No.1，2)上传送一对节点之间的双向业务，每个波长信道用于一个方向。利用两－信道插入/分出滤波器(5e1－2，5w1－2)(例如，频带插入/分出滤波器)在每个节点中从环型光纤(1)中的业务中分出或插入这两个波长信道。通过这种方式，连接在此传输光纤的路径中的插入/分出滤波器的数量可以被保持为尽可能小。

Description

低损耗WDM插入分出节点
相关申请
本申请要求于2001年4月11日提交的0101300-2号瑞典专利申请和2001年5月5日提交的60/288,422号美国临时专利申请的优先权和权益，其全部教导包括在此做为参考。
技术领域
本发明涉及用于双向光通信的节点结构并涉及包括具有这种结构的节点的网络。
背景技术
波分复用(WDM)是用于在一个光纤上传送若干独立光信号的方法。WDM可用于点对点通信，其中连接两个节点，一个节点位于光纤的一端上，或WDM能用于多点对多点通信，其中若干节点共享在一个光纤或一对光纤上的传输容量。在多点对多点通信的情况中，在光纤或其它设备发生故障的情况下，为了在一对节点间具有两个不同的路径，使用的一个或多个光纤通常形成一个闭合环路，即一个环。其中端节点位于不同的位置上的总线型网络也是可行的。在公开的欧洲专利申请0905936中给出了在这样的环型或总线型WDM网络中的插入-分出(add-drop)节点的例子。
在图1中显示了WDM环型网络的示意图。两个并行的环型光纤或光纤路径1a，1b中的业务在相反的方向上传输，并且每个光纤路径仅在一个方向传输业务。在节点3中提供了波长选择的光插入和分出(“插入/分出”)滤波器(未示出)，这些滤波器允许选择的波长信道以低损耗插入到环型光纤或从环型光纤中分出，并让所有其它波长信道通过节点以低损耗穿过环型光纤。在图1中指向节点内和外的箭头41、42代表用于在环型网络中传送的信息的有效载荷部分的接口。
在图2中说明了如何利用在两个传输光纤1a、1b的每一个上使用单向通信来实现在节点A和B这一对节点间的双向通信。通常，对在两个光纤上的光信号使用相同的波长。总共需要四个连接在传输光纤1a，1b中的插入或分出滤波器。
也曾提议使用其中利用了单个光传输光纤的双向通信。在由Hitashi Obara、Hiroji Masuda和Kazuo Aida的文章“利用可重新配置的WDM插入/分出转发器的200-公里的单-光纤双向环型网络上的传输(Transmission over a 200-km single-fiber bidirectionalring network with reconfigurable WDM add/drop repeaters)”(关于集成光学器件的第11次国际会议和关于光通信I00C-ECOC97的光纤通信23欧洲会议，爱丁堡，英国，1997年9月22-25日，第9-12页)中公开了在单个光纤环型网络中的这种通信。使用双向插入/分出复用器B-ADM，使它们每个都包括两个彼此直接串联的四-端口环行器(circulator)。一个环行器从B-ADM以第一方向发射，例如向左发射，并从相同的方向接收，例如从左边接收，并且另外一个环行器从B-ADM以第二方向发射，例如向右发射，并从相同的方向接收，例如从右边接收。环行器的两个分路(branch)通过滤波器分别连接到B-ADM的插入端口和分出端口。
此外，在AT&T的由Giles发明的欧洲公开专利申请No.0 729 248中，公开了通过单个光纤在两个终端之间的双向通信。信道可在双向放大器或在插入/分出复用器中插入和分出。在这样的双向放大器中使用了两个四-端口环行器以使得每个都把第一端口连接到单光纤路径，第二和第三端口通过传统的光纤放大器彼此连接，并且第四端口通过光功率耦合器连接到插入和分出端口。在通往耦合器的分路中，连接了光栅。插入/分出复用器包括两个通过光纤路径互相连接的六-端口环行器，这两个环行器在其两个端口上包括滤波器。
发明内容
本发明的一个目的是提供具有连接在传输路径中的插入/分出节点的光网络，在这些节点中，对于经过插入/分出节点的传输路径中的业务来说，损耗是尽可能小的。
本发明另一个目的是提供用于连接在光网络的传输路径中的插入/分出节点，所述插入/分出节点具有简单的结构并且允许在节点之间进行双向通信。
因此，在光纤网络中，允许仅在一个光纤上进行两个节点之间的双向WDM通信，该光纤例如是主传输光纤或是在具有例如环型配置的网络中的光纤路径。在两个不同的波长信道上传送(carry)在一对节点之间的每个双向通信信道，在该光纤中，一个波长信道用于一个传输方向。使用一个公用的波长选择的插入/分出滤波器将两个信道的波长插入到环型光纤的业务中/从环型光纤的业务中分出，一般地，该公用的波长选择的插入/分出滤波器是一个两信道插入/分出滤波器，例如这可以是频带插入/分出滤波器，其频带覆盖了两个相邻的信道。在这种方式下，在传输光纤上的插入/分出滤波器的数量不大于在根据当前技术的WDM环上的每个传输光纤上所需要的滤波器的数量，如图2所示，并可以一般地保持在最小，即，有效地保持为尽可能小。
本发明另外的目的和优势在下面的描述中得以阐明，并将从描述中部分地变得显而易见，或可以通过本发明的实践来了解。本发明的目的和优势可以通过在所附的权利要求书中特别指出的方法、处理、工具和组合中实现和获得。
附图说明
虽然本发明新颖的特征在附加的权利要求书中得以特别阐明，但考虑到下列参照附图的对非限制性实施例的详细描述，可以获取关于本发明的构造和内容以及上面的和其它的特征的完整理解，同时将会更好地理解本发明，其中：
-图1是根据现有技术的并且具有保护的普通光WDM环型网络的方框图，
-图2是根据现有技术的并包括一对光插入/分出节点的光WDM网络的一部分的方框图，这一对光插入/分出节点被安排为用于在通过这些节点的传输光纤上进行通信，
-图3是类似于图2的方框图，这些节点被安排为用于在单个传输光纤上进行双向或双工通信，
-图4a是根据现有技术的插入/分出滤波器的示意图，说明了端口的编号，
-图4b-4d是单信道插入/分出滤波器的不同端口之间传输作为在端口之间通过的光的波长的函数(function)的示意图，
-图5a、5b是在显示为实线的主频带插入/分出滤波器中和显示为虚线的图3节点中的内部单信道分出滤波器中的两个端口即端口No.2和No.3之间的传输作为波长的函数的示意图，
-图6a-6c是三种不同类型的两-信道插入/分出滤波器的示意图，
-图6d-6f是在图6a-6c的两-信道插入/分出滤波器的两个端口即端口No.2和No.3之间传输作为波长的函数的示意图，
-图7a是环型光WDM网络的示意图，该网络具有中心(hub)或主节点并且使用单个光纤做为传输光纤或主光纤路径，允许在中心或主节点与其它的连接在传输路径中的节点之间进行双向通信，该网络具有保护，
-图7b类似于图7a的示意图，但使用两个并行光纤路径，
-图8a是环型光WDM网络的示意图，该网络具有网状的业务模式并使用一个传输光纤或主光纤路径，
-图8b是环型光WDM网络的示意图，该网络仅在相邻节点之间有业务，并且使用一个传输光纤或主光纤路径，
-图8c是环型光WDM网络的示意图，该网络具有网状的业务模式并使用两个并行的传输光纤或主光纤路径，允许在连接在传输路径中的节点之间的双向通信，该网络具有保护，
-图9a是包括布拉格(Bragg)光栅Mach-Zehnder滤波器的插入/分出节点的一部分的示意图，
-图9b是包括连接在两个光环行器之间以用在插入/分出节点中的布拉格光栅的组合滤波器的示意图，
-图10是类似于图3中的光WDM网络的一部分的方框图，这些节点被安排为在若干信道中在单个传输光纤上进行双向或双工通信，和
-图11是光WDM网络的一部分的方框图，其类似于图10的网络，包括可选结构的节点，和
-图12是光WDM网络的一部分的方框图，其类似于图10的网络，包括另一个可选结构的节点。
具体实施方式
在图1的图中显示了典型的WDM环型网络的普通结构。光纤的两个并行的环型路径1a，1b传送在相反的方向传播的光信号。在每个光纤环中，包括信号的光称为路径中的业务。在每个光纤环中，在多个不同的波长频带或波长信道中传递信号。在环型路径中，多个节点3被连接起来，节点也称为插入/分出节点。在每个这样的节点中，信号被从在环型路径1a，1b的至少一个之中的业务中取出或分出，并且信号被提供到或插入到在环型路径的至少一个之中的业务中。对于所说明的情况，两个并行的环型路径在相反的方向传送业务，允许在节点3间进行双向通信，获得冗余或保护。因此，对于从发送节点到接收节点的传输，可以使用两个路径，第一路径为第一个光纤环的一部分，第二路径为第二光纤环的一部分，第二路径相应于或并行于没有用于第一路径的第一环的部分。通常仅使用第一和第二路径1a，1b之中的一个，另一个仅用于保护，并且因此仅当所说的那个路径发生故障时才会被用到。
在图2的示意图中说明了根据现有技术在例如图1中显示的类型的环型网络中的节点A和节点B之间的通信。用于在网络中进行传送的两个光纤1a，1b的每一个(在这里被称为传输光纤)传输仅在一个方向上传播的光信号，并且在两个光纤中的光信号的方向是彼此相反的。通常在两个传输光纤上使用相同的波长信道，如所示的波长信道No.1。总共需要四个连接在传输光纤1a，1b的路径中的插入或分出滤波器21，41以实现在两个节点A，B间的双向通信。这两个节点也包括用于信道No.1的光发射机91和光接收机111。
但是，如图3的示意图说明的，可使用单个传输光纤1实现在例如图2的节点A和B的一对节点之间的双向通信。传输光纤1被用于在两个相反的方向传送光信号。在节点A中的传输光纤1中，两-信道插入/分出滤波器5e1-2，例如频带插入/分出滤波器，被连接为用于分出在两个(优选地是邻近的(neighbouring)或相邻的(adjacent))波长信道No.1和No.2中的信号，该信号从东边到达节点A，其中假设节点B直接连接到节点A的右边或东侧，节点A和B仅通过一个未断裂的光纤部分结合起来。一般地，其波长不同于那些用于节点A和B间的双向通信的波长，即，其波长不同于用在图中例子中的信道No.1和No.2中的波长的光，以低损耗通过在传输光纤上的插入/分出节点A，B。用于分出信道No.2的内部单信道分出滤波器72被连接到两-信道插入/分出滤波器5e1-2的分路端口。它具有快速端口(expressport)，分出的信道外部的信号，即信道No.2外部的信号，传递到该快速端口，并且波长信道No.1的光信号源，光发射机91(例如节点A中的激光器)，被连接到该快速端口。用于接收信道No.2的信号的光或光接收机112被连接到单信道分出滤波器72的分路端口。
节点B具有类似于但是互补于节点A的结构。因此采用两-信道插入/分出滤波器5w1-2以便仅分路来自西边的业务，内部单信道分出滤波器71分出波长信道No.1的信号，光信号源92仅发射波长信道No.2中的光，并且采用接收机115以便接收在波长信道No.1中的信号。
节点A中的光信号源91仅在波长信道No.1中产生信号。该信号输入到节点A中的单信道分出滤波器72的快速端口。信道No.1的信号因此以低损耗通过分出滤波器72，并然后被耦合到连接在传输光纤1中的两-信道插入/分出滤波器5e1-2。由于两-信道插入/分出滤波器的分路方向，信道No.1的信号被插入到传输光纤1中的业务中，从节点A看以东为行进方向，并因此如图3所见的向右方传播直到它们到达节点B。在节点B中，信道No.1的信号在节点B中的两-信道插入/分出滤波器5w1-2中被分出，并从那里被耦合到节点B中的内部单信道分出滤波器71。波长信道No.1的所有光在内部的单信道分出滤波器中被分出，并且被传送到节点B中的接收机111。
至于在相反方向的信号，在节点B中，光信号源92仅在波长信道No.2中发射光信号。这些信号通过内部单信道分出滤波器71在相反方向以低损耗通过，被耦合到两-信道插入/分出滤波器5w1-2的分路端口或插入/分出端口，并与在相同方向的其它业务一起在传输光纤1中向西或向左传播。在节点A中，被考虑的信道No.2的信号在两-信道插入/分出滤波器5e1-2中被分出，这些信号被耦合到单信道分出滤波器72，并在那个滤波器中被分出，然后进一步耦合到节点A的接收机112。
如果两-信道插入/分出滤波器5e1-2和5w1-2是频带插入/分出型的，用于在一对节点间，即，在上述例子中的信道No.1和No.2间双向通信的波长信道，如上面所指出的，应该优选地是相邻的或邻近的，以使得因此这些滤波器5e1-2，5w1-2块尽可能和其它波长信道一样少并且最好没有。
用于在节点A和B中的两-信道插入/分出滤波器5e1-2，5w1-2的插入/分出波长之外或不同于该波长的波长的插入/分出滤波器可被连接在传输光纤1中，而不限制上述双向通信的功能。
节点内部的两-信道插入/分出滤波器5e1-2，5w1-2和单信道分出滤波器71，72都具有三个光纤端口。它们可以是薄膜干扰滤波器，例如E-TEK公司的产品类型为DWFI的滤波器，或Cor-ning/Oplink的滤波器。由图4a-4d说明单信道插入/分出滤波器的功能。
单信道分出滤波器具有编号为1-3的三个端口，其中端口No.2是通常的或典型的输入/输出端口，端口No.1是快速端口，端口No.3是分路或已分路端口(branched port)或插入/分出端口。在从端口No.1到端口No.2的方向，以及相反的方向，即从端口No.2到端口No.1，除分出的信道的波长之外的所有波长的信道的信号以低损耗通过，参见图4b中的作为波长的函数的传输的示意图。在从端口No.2到端口No.3，以及相反的方向，即从端口No.3到端口No.2，仅分出的信道的信号以低损耗通过，参见图4c的示意图。从端口No.1到端口No.3，以及相反的方向，即从端口No.3到端口No.1，所有波长信道的信号经历高损耗，参见图4d。
多信道和频带插入/分出滤波器的端口可以用相应于图4a中说明的方式编号。多信道插入/分出滤波器一般地仅分路至少两个信道的波长，所有其它信道在端口No.1和No.2之间以低损耗通过滤波器。频带插入/分出滤波器，在这里用到的意义中，具有与单信道分出滤波器相同的基本功能，但具有更宽的被分出的波长范围，使得分出若干信道，即，在端口No.2和No.3之间被分路，并且在端口No.1和2之间被阻塞。
在图5a和5b中分别显示了当多信道插入/分出滤波器5e1-2，5w1-2是频带插入/分出滤波器时对波长的依赖性，以及当节点A和B中的单信道分出滤波器72，71用在根据图3的示意图的节点中时对波长的依赖性，在图中显示了在滤波器的端口No.2和No.3之间的传输。实线说明了各个节点的频带插入/分出滤波器中的传输，虚线说明了单信道分出滤波器的传输。
在图6a-6c中显示了不同类型的两-信道插入/分出滤波器的例子，谱响应(即在端口No.2和No.3之间的作为波长的一个函数的传输)分别由图6d-6f中的示意图显示。在图6a中说明的两-信道频带插入/分出滤波器是薄膜干扰滤波器。滤波器插入/分出两个邻近的信道，如图6d所示。
在图6b说明的两-信道插入/分出滤波器中，中央的元件是光环行器17。在滤波器的快速端口，两个光纤布拉格光栅19N1，19N2被连接起来，每个光栅反射特定的波长信道No.N1，No.N2的波长。在图6c中说明了具有连接在快速端口的采样光纤布拉格光栅19S，以及具有如图6b的滤波器中的光环行器17的插入/分出滤波器。光栅19S反射每个第三信道的波长，这些信道在滤波器中被分出，可参见图6f的图。
使用图3所示的节点结构建立的WDM环型网络的一个例子由图7a的方框图说明，图7a仅显示了节点的两-信道插入/分出滤波器，即直接连接在环型光纤路径的滤波器。仅使用了一个传输环型光纤1。网络具有一个中心或主节点，中心节点H，该中心节点H与每个卫星节点具有直接光连接，所述的卫星节点在此例中为四个并由字母A到D表示。在中心节点H的左半部分，需要四个两-信道插入/分出滤波器5e，一个用于与卫星节点A-D的每一个进行通信，并且所有的都适于例如在相同的方向(如以逆时针或向从中心节点看的图中的西方)进行通信。需要八个波长信道，在图中为信道No.1-8。
明显地，在中心节点和每个卫星节点之间的通信不需要环型结构，而使用完整的光纤环来在网络中提供冗余或保护。因此，出于保护的目的，中心节点H被说明为具有附加的四个频带插入/分出滤波器5w、显示为灰色正方形的常规频带插入/分出滤波器和显示为黑色正方形的用于保护的频带插入/分出滤波器。为了在与常规滤波器选择的方向相反的方向，即对于中心节点H的东方或顺时针方向的一个方向，进行通信，保护频带插入/分出滤波器优选地都被连接起来，如图中所示。例如，从中心节点H到节点B的常规通信在波长信道No.3上传送，并且从节点B到中心的响应在波长信道No.4上传送。这意味着对于这种通信，在中心节点H和节点B中的两-信道插入/分出滤波器适合于分出信道No.3和No.4，在图7a中未显示的中心节点H中的内部单信道分出滤波器适合于分出信道No.4，并且未显示的节点B中的内部单信道分出滤波器适合于分出信道No.3。
在光纤环型网络中，在中心节点H和每个卫星节点A-D之间有两个可能的路径，这两个路径使用环的不同的、互补的部分，参见图7a中的右边部分和左边部分，这是通过在中心节点和考虑的卫星节点处划分环而获得的，在图7a的例子中，对于普通的业务，在网络每个组成部分都在操作的情况下，从中心节点H到卫星节点A-D的业务沿着环型光纤按逆时针方向传输，而从卫星节点到中心节点的业务按相反的或顺时针方向传输，这确定了用于常规通信的两-信道插入/分出滤波器的连接方向。
如果例如连接在图7a中的节点A和B之间的光纤出现断裂，则在中心节点H和卫星节点B、C和D之间的业务不受影响，在环的左边部分中通过，而在中心节点H和卫星节点A之间的业务可以重新定向到该环的另外部分，即右边部分。这可通过利用用于保护在中心节点H和卫星节点A间的双向通信的保护两-信道插入/分出滤波器来实现。如上面所提到的，这些保护两-信道插入/分出滤波器使用与常规的滤波器相同的或相应的波长信道，但它们在相反的方向发射/接收业务。
可选择地，如果在图7a中的环型网络中不需要保护，则在卫星节点A，B，C和D和中心节点H之间的进入环的右边部分的通信路径可用于其它业务信道，从而提高该环的总容量。
有利的情况是：从一个节点发射既用于普通业务又用于保护业务的同一波长信道。原因是一些应当在频带插入/分出滤波器中完全地分出的光总是沿着环型光纤泄漏，并与在相同的节点中插入的信号混合，这是不愿得到的效果。这些不愿得到的残留的光与希望得到的信号一起传播，并最终到达在最初发射该光的相同节点中的接收机。如果希望得到的波长信道和泄漏的不愿得到的信道具有不同的波长，则在单信道分出滤波器中对不愿得到的光进行再次过滤，由此大大降低串扰效应。
如果使用两个或多个环型传输光纤或并行的光纤路径而不是仅仅一个环型传输光纤，可以减少连接在每个环型光纤中的两-信道插入/分出滤波器的数量，可参见图7b中的网络，其中提供了两个并行的环型传输光纤1a，1b。这将导致：在每个环型光纤上的光损耗可能显著降低，并因此在不使用光放大器的前提下增加环的大小，或可选择地，可以在不增加光损耗的前提下在网络中传输更多的业务信道。还应观察到，两个环中的波长是独立的。例如，图7b中的成对信道No.1/2和No.3/4可以具有相同的两个波长，因为它们在不同的光纤上传输。这有利于将不同组成部分变量的数量保持为较低，或可更好地利用由掺铒光纤放大器最有效地放大的波长范围。通常，用于在节点间进行双向通信的链路，即不管双向通信是在第一环型光纤还是第二环型光纤上传送，都应当被选择，以使得在两个环中的业务的最高损耗变得尽可能低，在通常情况下，是在两个或多个并行的传输光纤环中变得尽可能低。在实际中，这可能(例如)导致在两个或多个光纤环中连接相同数量的插入/分出滤波器。但是，也可能在第一并行的光纤路径中连接更多个插入/分出滤波器，这些滤波器用于传输距离较短并因此损耗较低的业务，并可能在另一个第二并行的光纤路径中连接更少的插入/分出滤波器，这些后面的滤波器用于传输距离更长并因此损耗更高的业务。
参照图3描述的双向通信也可用于具有在图8a的示意图中举例说明的网状业务模式的WDM网络。这里，单个环型传输光纤1在两个方向都传送所有的业务，并且没有使用保护。如果在网络中只允许邻近节点之间的业务，则这种业务被称为严格地相邻的业务，如图8b中所说明的，仅要求两个信道用于双向通信。
具有网状的业务模式并使用参照图3描述的双向通信、同时具有保护的WDM环型网络由图8c中的原理示意图举例说明。这里，每个都在两个方向上传送业务的两个环型传输光纤1a，1b被使用，以使得由每个光纤上的两-信道插入/分出滤波器的损耗导致的损耗更小。灰色正方形表示用于普通的或常规的业务的插入/分出滤波器。黑色正方形表示用于保护业务的插入/分出滤波器。可观察到，在图8c以黑体书写的在内部光纤1a中使用的信道的波长信道编号和以普通的字体书写的用在外部光纤1b中的波长信道编号可表示具有相同信道波长的信道。以相同的方式，对于图7b的网络，应当对在每个节点之间使用的双向通信的环型光纤加以选择，以使得两个环中的业务的最高损耗变得尽可能低。
节点中的两个插入/分出滤波器可被单个设备所代替，该节点用于在图7a-8c中说明的网络中普通的和保护的业务，即用于在主光纤中向从该节点看的西方和东方进行双向通信。因此在图9a的方框图中，所示的节点包括具有Mach-Zehnder干涉仪25的两个并行路径中的反射布拉格光栅23的一个4-端口插入/分出滤波器21，来代替两个两-信道插入/分出滤波器。这种插入/分出滤波器由例如ArroyoOptics公司出售，产品名为光纤滤波器AD200。
此类布拉格光栅Mach-Zehnder滤波器21具有四个端口或终端，被称为快速端口的两个端口27，用于连接主光纤路径中的组合的滤波器；以及被称为插入/分出端口的两个端口29，用于连接到节点的内部分出滤波器，71，72，也可参见图3。如图9a所示，在左侧插入/分出端口上插入/分出的信号被反射到/从连接到节点的左边的传输光纤的一部分，并且在右侧插入/分出端口上插入/分出的信号被反射到/从连接到节点的右边的传输光纤的一部分。除了两个插入/分出的信道，所有其它波长信道以低损耗从传输光纤或主光纤路径的一部分穿过组合的滤波器传输至其它部分。
图9的示意图说明了另外一个单个设备，该设备可以替换用于普通的和保护业务、或一般地来自节点的相反的方向的业务的节点中的两个插入/分出滤波器。在设备31中，光纤布拉格光栅33被连接在两个光环行器35之间。设备具有与图9a显示的布拉格光栅Mach-Zehnder滤波器大体相同的功能。
用于参照图3描述的双向通信的节点设计可以被修改，以便允许在若干信道上的双向通信，参见图10。使用一个多信道插入/分出滤波器5e1-8或5w1-8将若干信道(例如节点A中的信道No.1-4和节点B中的信道No.5-8)插入到传输光纤1中的业务中，并且使用相同的多信道插入/分出滤波器将若干信道(例如节点A中的信道No.5-8和节点B中的信道1-4)从传输光纤中的业务中分出。可以是频带插入/分出滤波器的多信道插入/分出滤波器5e1-8或5w1-8的信道包括所有使用的信道的波长，所使用的信道例如是图中所示的例子中的信道No.1-8。通过例如使一组为长波长而另外一组为短波长，就可以将插入的信道的波长从分出的信道的波长中分出来。在图3中的节点A中的内部单信道分出滤波器72可通常由多信道分出滤波器代替，例如具有合适的带宽的频带分出滤波器72-8或波段分割滤波器，在例子中，分出的信道包括信道No.5-8。图3中的节点B中的单信道分出滤波器71可类似地由多信道分出滤波器71-4代替，该多信道分出滤波器71-4例如是具有包括信道No.1-4的波长的频带的频带分出滤波器。
作为选择，通过使一组为奇数编号的信道而另一组为偶数编号的信道，就可以将在节点(图中A或B)中插入的信道的波长从那些分出的信道的波长中分出来，信道的编号是按顺序的(例如对于增加的波长)。然后代替了内部频带分割或分出滤波器75-8和71-4，使用光交织器(interleaver)滤波器使得每个第二信道通过，并每隔一个信道就分路一个信道，例如分路或偏转在节点A中的信道No.2，4，6，8和分路节点B中的信道No.1，3，5，7。
连接到内部多信道分出滤波器，即频带分割滤波器75-8或71-4(或作为替换，为光交织器滤波器)的是：光复用器131-4或135-8用于接收和组合这些插入信道；以及光分用器155-8或151-4，用于过滤掉单独的分出信道。光复用器因此被连接，以便从例如用于各个信道的发射机91，92，…的光源接收光，并把从那里发出的光组合为单个组合信号。光分用器被连接，以便将解复用的光信号发射到用于各个信道的光接收机111，112，…
图10中说明的节点结构的第一优势在于：对于在很多信道中进行通信的节点，在传输光纤1上需要更少的频带插入/分出滤波器。这意味着在传输光纤上对业务有更低的光损耗，并且因此，在传输光纤中传输的信号能到达更远的距离。
第二优势在于：可使用光交织器滤波器取代频带分割滤波器做为节点中的中间或内部滤波器。这允许在所使用的复用器和分用器中的更宽的信道间距，以及因此允许了更简单和更低成本的设备。
另外一种修改参照图3描述的节点结构以允许在多于一个信道上双向通信的方式由图11的图说明。此结构可视为图3中说明的节点结构的扩展或通用化。在图11中所示的节点结构中，两个双向信道在传输光纤1上的多信道插入/分出滤波器5e1-4和5w1-4中被插入/分出，这些插入/分出滤波器因此对所有使用的波长进行分路，如在上述其它节点结构所示。代替了节点内的单信道分出滤波器，使用两-信道滤波器71-2和73-4，例如频带分出滤波器，来分出两个信道，例如在图中的例子中分别用于节点A和节点B的信道No.1和2以及信道No.3和4。两-信道分出滤波器分别连接到类似于如图3所示的节点的内部结构的结构，即连接到如下的一种结构，该结构具有连接到在此图中说明的例子中的节点A中的光接收机112，114和光信号源91，93的单信道分出滤波器7’1，7”3。
在图11中说明的节点的结构可以被简单地加以扩展，以便覆盖多于两个的双工信道。
在图11中说明的节点结构相比于参照图10描述的节点结构的优势在于：其通信要求多个WDM信道的节点将在传输光纤上引入最小的快速损耗。
还有一种修改参照图3描述的节点结构以便允许在多于一个信道上进行双向通信的方式，该方式在图12中示出。如图11中的结构，两个双向链路在连接在传输光纤1中的多信道插入/分出滤波器5e1-4和5w1-4中被插入/分出。单信道分出滤波器71和73在节点内连接到各个多信道插入/分出滤波器的插入/分出端口。单信道分出滤波器的分出端口连接到用于被分出的信道的接收机111，113。这些分出滤波器的快速端口被连接到第二单信道分出滤波器7′2，7′4，所述的分出滤波器7′2，7′4把它们的插入/分出端口连接到用于在这些滤波器中分出的信道的接收机112，114。第二分出滤波器的快速端口被连接到从节点A中的光发射机93，94和节点B的91和92中接收光信号的组合器或插入滤波器35。
此外，图12中说明的节点的结构可被简单地加以扩展，以便用于在多于两个的逻辑或波长信道上进行双向通信。
在上述所有例子中，未用于一个光纤路径双向连接的任何波长信道都可用于其它的一个光纤路径双向连接，或用于标准的单向WDM连接。
在上述所有情况中，WDM发射机可以是例如与客户设备集成的激光器的WDM发射机，或是发射端WDM转发器的一部分，该转发器接收从客户设备光学输入的它的信号。
在上述所有情况中，WDM接收机可以是与客户设备集成的接收机，或是接收端WDM转发器的一部分，该转发器从WDM网络接收光信号并把它光学地重新发送到客户设备。
虽然已经在这里对本发明的特定实施例进行了说明和描述，但可以意识到，对于本领域技术人员，将很容易发现许多其它的优势、修改和变化。因此，从更广泛的方面地说，本发明不限于这里所显示并描述的特定细节、典型设备和所说明的例子。因此，在不偏离如附加的权利要求和其等价物所述的本发明的精神或一般发明概念的范围的条件下，可以对本发明进行各种修改。因此需要理解，附加的权利要求意在包括在所有属于本发明真正的精神和范围内的这种修改和变化。

Claims (19)

1.一种光插入/分出节点，用于在光WDM网络中在单个光纤路径上的双向通信，其特征在于：用于单个光纤路径上的连接的两个主端口，以及一个连接在所述两个主端口之间的波长选择插入/分出滤波器，所述插入/分出滤波器将到达所述两个主端口之一上的节点并具有第一WDM信道波长的光分路或偏转至未连接在所述单个光纤路径中的内部笫一分出滤波器，所述内部第一分出滤波器被连接，以便将光分路或偏转到至少一个接收机和接收来自至少一个源的光，并且使所述光传到所述插入/分出滤波器，以便通过所述插入/分出滤波器而到达所述两个主端口之中的所述一个主端口，从而在该节点被连接在光WDM网络中时，从所述一个主端口将该光发送到所述单个光纤路径。
2.根据权利要求1的光插入/分出节点，其特征在于，所述内部第一分出滤波器被安排为将被包括在第一WDM信道中的至少一个第二WDM信道的波长的光分路或偏转至所述至少一个接收机，并且从所述至少一个源中接收具有被包括在第一信道中但不包括至少一个第二信道的至少一个第三WDM信道的波长的光。
3.根据权利要求1的光插入/分出节点，其特征在于，所述插入/分出滤波器包括一个频带插入/分出滤波器，和/或所述内部第一分出滤波器包括一个频带分出滤波器。
4.根据权利要求1的光插入/分出节点，其特征在于，所述插入/分出滤波器包括一个具有第一频带的频带插入/分出滤波器，并且所述内部第一分出滤波器包括一个具有第二频带的频带分出滤波器，所述内部第一分出滤波器将具有波长在第二频带内的光偏转至所述至少一个接收机，并从所述至少一个源中接收具有波长在第二频带之外但在第一频带之内的光。
5.根据权利要求1的光插入/分出节点，其特征在于，所述至少一个源包括多个连接至一个光复用器的光源，并且所述至少一个接收机包括多个连接至一个光分用器的光接收机。
6.根据权利要求1的光插入/分出节点，其特征在于，所述至少一个源和/或所述至少一个接收机包括一个连接到至少一个接收机和连接到至少一个源的内部第二分出滤波器。
7.根据权利要求1的光插入/分出节点，其特征在于，两个具有第一频带的频带插入/分出滤波器被连接在所述两个主端口之间，第一个频带插入/分出滤波器对到达所述两个主端口之中的第一个主端口上的节点的光进行分路或偏转，而第二个频带插入/分出滤波器对到达所述两个主端口中的第二个主端口上的节点的光进行分路或偏转。
8.根据权利要求7的光插入/分出节点，其特征在于，所述两个频带插入/分出滤波器被包括在一个单个布拉格光栅Mach-Zehnder干涉式滤波器中。
9.根据权利要求7的光插入/分出节点，其特征在于，所述两个频带插入/分出滤波器被包括在一个单个设备中，所述单个设备包括一个连接在两个光环行器之间的布拉格光栅。
10.一种光WDM网络，其特征在于，多个插入/分出节点，通过两个或多个并行光纤路径连接这多个插入/分出节点；双向通信信道，被安排在作为两个或多个光纤路径之一的一部分的链路上的节点对之间；在两个不同的WDM波长信道上传送的每个所述节点对的节点之间的双向通信信道，每个方向使用一个不同的WDM波长信道。
11.根据权利要求10的光WDM网络，其特征在于，用于每个所述节点对的节点之间的双向通信信道的两个波长信道的波长在每个节点中通过一个波长选择插入/分出滤波器被插入/分出，尤其是通过一个频带插入/分出滤波器被插入/分出。
12.根据权利要求11的光WDM网络，其特征在于，光纤路径形成一个闭合的环，并且链路被选择为适合的光纤路径的一部分，以使得在两个或多个环中的业务的最高损耗变得尽可能低。
13.根据权利要求10的光WDM网络，其特征在于，多个插入/分出节点包括一个主节点和多个卫星节点，在两个或多个并行光纤路径中的至少一个上在所述主节点和每个卫星节点之间安排双向通信信道，在所述主节点和每个卫星节点之间的双向通信信道在两个不同的WDM波长信道上被传送，由一个卫星节点使用的两个不同的WDM波长信道和在同一光纤路径上与所述主节点通信的任何其它的卫星节点所使用的两个不同的WDM波长信道分开。(图7b)
14.根据权利要求13的光WDM网络，其特征在于，所述主节点被连接至两个或多个并行光纤路径中的每个光纤路径的两端，从而形成可在所述主节点处被中断的环，每一个卫星节点被安排为仅在两个或多个并行光纤路径之一上、以及在所述光纤路径之一的两个互补分段的每一个上与所述主节点进行双向通信，其中光纤路径被卫星节点和所述主节点分隔开。
15.根据权利要求14的光WDM网络，其特征在于，所述卫星节点被安排为：对于在第一分段上的双向通信，使用两个不同的WDM波长信道，这两个不同的WDM波长信道与在第二个不同的一个分段上的双向通信相同。
16.根据权利要求10的光WDM网络，其特征在于，由在两个或多个并行光纤路径之一上互相通信的第一对节点使用的两个不同的WDM波长信道和由在这两个或多个并行光纤路径中的同一个并行光纤路径上互相通信的至少第二个另一对节点使用的两个不同的WDM波长信道分隔开。(图8c)
17.根据权利要求10的光WDM网络，其特征在于，这两个或多个并行光纤路径的每一个并行光纤路径被连接以形成一个闭合环，一对节点被安排为在这两个或多个并行光纤路径之一上、以及在所述两个或多个并行光纤路径之中的所述一个并行光纤路径的两个互补分段的每一个互补分段上相互进行双向通信，其中所述路径被所述节点对分隔开。
18.根据权利要求17的光WDM网络，其特征在于，所述节点对中的节点被安排为：对于在两个互补分段上的双向通信，使用相同的两个不同的WDM波长信道。
19.根据权利要求10的光WDM网络，其特征在于，用于第一节点对的节点之间的双向通信的两个或多个并行光纤路径之一的部分和用于第二节点对的节点之间的双向通信信道的两个或多个并行光纤路径中相同的一个并行光纤路径的部分没有共用的部分，用于第一对节点之间的双向通信信道的两个不同WDM波长信道也用于第二对节点之间的双向通信信道。
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