CN1838576A - 采用多波长光源的波分复用传输装置 - Google Patents
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Abstract
采用多波长光源的波分复用传输装置。将连接通信站的两根光纤中的一根用于传输从多波长光源提供装置提供的多波长光，而将另一根用于采用根据所述多波长光生成的各波长的光信号进行的双向通信。另选地，仅以一根光纤就能够对多波长光进行传输并采用光信号进行双向通信。
Description
技术领域
本发明涉及一种通过采用由多波长光源提供的多波长光进行波分复用来传输光信号的装置。
背景技术
目前，随着波分复用(WDM)通信技术的商用化(例如参见下列专利文献1至9)，光通信的通信容量已经发生了巨幅增加。随着光纤铺设到客户系统的全部传输路径的展开，强烈要求通信容量进一步增加。
专利文献1：日本专利申请特开2001-197006号公报
专利文献2：日本专利申请特开平11-261532号公报
专利文献3：日本专利申请特开平04-336829号公报
专利文献4：日本专利申请特开平07-177556号公报
专利文献5：日本专利申请特开2000-277849号公报
专利文献6：日本专利申请特开2003-188821号公报
专利文献7：日本专利申请特开平11-127136号公报
专利文献8：日本专利申请特开2000-183817号公报
专利文献9：日本专利申请特开平08-023308号公报
图1A示出了这种WDM传输系统的结构。图1A所示的WDM传输系统包括终端站A、中转站B和终端站C。终端站A包括传输单元11-1至11-5、接收单元12-1至12-5、和波长复用及分离装置13-1；而终端站C包括传输单元11-16至11-20、接收单元12-16至12-20、和波长复用及分离装置13-4。中转站B包括传输单元11-6至11-15、接收单元12-6至12-15、波长复用及分离装置13-2和13-3、以及电插分装置14。
传输单元11-1至11-20中的每一个都包括特定波长的光源21和调制器22，如图1B所示以传输数据串对来自光源21的光进行调制以生成光信号。波长复用及分离装置13-1至13-4中的每一个都包括波长复用单元15、波长分离单元16、光传输放大单元17和光接收放大单元18。
由波长复用及分离装置13-1对从终端站A中包含的传输单元11-1至11-5输出的各波长的光信号进行复用，并将其作为WDM光传输到中转站B。在中转站B，由波长复用及分离装置13-2将接收到的WDM光分离为各波长的多个光信号，以由接收单元12-6至12-10将其转换成为电信号。电插分装置14对一部分接收到的信号进行分路(即，引出)或将另一传输信号串插入(即，插)到其中。
然后，以与从终端站A传输到中转站B相同的方式，将WDM光从中转站B传输到终端站C，并由终端站C中的接收单元12-16至12-20接收各波长的光信号。从终端站C到终端站A的传输过程与从终端站A到终端站C的传输过程相同。
在这种WDM传输系统中，增加波长的数量以增加系统的通信容量的方法是相对简单的。然而，波段的逐渐增加使得由于诸如光放大波段、光纤传输波段、光学装置带宽等的限制而导致不可能进行传输。这使得必需通过缩窄波长间隔而非增加波段(其受限于最大有效宽度)来增加波长数量。
常用的多波长EDFA(掺铒光纤放大器)(其对于诸如L波段、C波段和S波段的各波段，装配在光传输放大单元17和光接收放大单元18中)的增益波段约为28到32nm之间。因此，波长复用的数量随如图1C所示增益波段范围内包含的波长的多少而变化。
在这种情况下，光源对各波长的精度成为阻碍波长数量增加的因素。如果通过在如图1A和1B所示的应用传输单元中独立安装各波长的光源来生成光信号，则如图1D所示，各波长的自发振荡精度会出现误差Δλcont。
同时，诸如用作波长复用单元15和波长分离单元16的阵列波导光栅(AWG)的光学装置(即，波长滤选器)的通过特性当然会在制造中发生变化。
例如，在WDM光进入如图1E所示的波长滤选器的端口P3，并且分别从端口P1和P2输出波长为λ1和λ2的光信号的情况下，通过特性如图1F所示。在图1F中，曲线31表示从端口P3到端口P1的光损耗，而曲线32表示从端口P3到端口P2的光损耗。为了利用波长滤选器来分离这些光信号，考虑到制造差异，要求λ1和λ2的间距不小于Δλfilter。
此外，假设调制中光谱扩展了Δλmod.，要求λ1和λ2的间距Δλ满足以下条件：
Δλ＞Δλcont+Δλfilter+Δλmod.
如上所述，当考虑到诸如光源的波长精度、波长滤选器的制造差异等因素，可以理解将波长间距缩窄的方法是受到限制的。与此同时，正在考察的是一种通过采用喇曼放大技术来加宽光放大带宽，而不缩窄波长间距，来用于增加波长数量的方法。
此外，波长数量的增加要求相同数量的以精确不同的波长和适当的波长间隔发射的激光振荡器，这导致该部分的成本占据了系统成本的大部分。
因此，在努力使通信容量巨幅增加时，通过再考察光源结构可以有效地降低成本。正在考虑的这样一种方法是多波长光源为多个站提供多波长光的方法。
图1G是采用这种多波长光源的WDM传输系统的结构。与图1A所示的结构相比，图1G所示的WDM传输系统，用传输单元42-1至42-20取代了传输单元11-1至11-20；对站A加入波长分离器41-1，对站B加入波长分离器41-2和41-3，并且对站C加入波长分离器414；对站B加入光耦合器43；并且加入站D。
如图1H所示，传输单元42-1至42-20(被构成为与图1B所示的结构相比去除了光源21)中的每一个以传输数据串外部调制输入光，以生成光信号。包括多波长光源提供装置44的站D将包含多个波长的光的连续波(CW)光(即，多波长光)提供给站A至C。加入站B的光耦合器43将提供的多波长光分路成两部分，一部分提供给波长分离器41-1，另一部分提供给波长分离器41-3。
在站A中，波长分离器41-1将提供的多波长光分离为各波长的光，以提供给传输单元42-1至42-5。加入站B和C的波长分离器41-2至41-4中的每一个都同样地担负以下任务：将由多波长光源提供装置44提供的多波长光分离为各波长的光。
由一个多波长光源生成的多波长光，即使通过波长分离器41-2至41-4后，仍能够保持波长间隔。因此，不再需要考虑上述振荡精度误差Δλcont。而且不需要为每个传输单元都装配激光振荡器，因此能够降低整个系统光源部分的成本。
同时，近年来已经看到了光子晶体光纤(PCF)的商用化，光子晶体光纤适用于多波长同时传输，并且适用于诸如以周期性极化铌酸锂(PPLN)作为多波长转换元件为代表的多波长批量转换技术的开发。利用这些新技术的方法还属于未开发领域，并且未来市场前景广阔。
然而，上述采用多波长光源的WDM传输系统面临下述问题。图1G所示的系统需要根据站的数量加入更多的光纤，以将多波长光提供给各站，因此增加了其成本。而且，由于光源没有安装在各站中，如果从多波长光源的光提供被中断，则该站与全部通信被切断。
发明内容
本发明的第一目的是抑制加入光纤来在采用多波长光源的WDM传输系统中提供多波长光的成本。
本发明的第二目的是在采用多波长光源的WDM传输系统中，对多波长光的提供被中断的情况下，保证通信的可靠性。
根据本发明的第一传输装置(包括多波长光输出装置、多波长光分离装置、调制装置和波长复用装置)通过采用由多波长光源提供的多波长光进行波分复来传输光信号。
多波长光输出装置将由多波长光源生成的多波长光，或来自第一多波长光传输路径的入射多波长光输出到第二多波长光传输路径。多波长光分离装置将多波长光分离为各波长的光，并且调制装置通过以传输数据串对每个经分离的各波长光进行调制来生成光信号。波长复用装置对多个具有不同波长的光信号进行复用以将其输出到光信号传输路径。
根据本发明的第二传输装置(包括多波长光输出装置、转换装置、多波长光分离装置、调制装置和波长复用装置)通过采用由多波长光源提供的多波长光进行波分复用来传输光信号。
多波长光输出装置将来自多波长光源或第一传输路径的入射多波长光输出到第二传输路径。转换装置对多波长光中的各波长进行整体转换，并且多波长光分离装置将经转换的多波长光分离为各波长的光。调制装置通过以传输数据串对每个经分离的各波长光进行调制来生成光信号，而波长复用装置对多个具有不同波长的光信号进行复用以将其输出到第二传输路径。
根据本发明的第三传输装置(包括第一和第二多波长光输出装置、转换装置、第一和第二多波长光分离装置、第一和第二调制装置以及第一和第二波长复用装置)通过采用由多波长光源提供的多波长光进行波分复用来传输光信号。
第一多波长光输出装置将来自多波长光源或第一传输路径的入射第一多波长光输出到第二传输路径，而第二多波长光输出装置将来自多波长光源或第二传输路径的入射第二多波长光输出到第一传输路径。转换装置对第一和第二多波长光中的各波长进行整体转换。
第一多波长光分离装置将经转换的第一多波长光分离成各波长的光，而第二多波长光分离装置将经转换的第二多波长光分离成各波长的光。第一调制装置通过以传输数据串对每个经第一多波长光分离装置分离的各波长光进行调制来生成光信号，而第二调制装置通过以传输数据串对每个经第二多波长光分离装置分离的各波长光进行调制来生成光信号。
第一波长复用装置对多个由第一调制装置生成的具有不同波长的光信号进行复用以将其输出到第一传输路径，而第二波长复用装置对多个由第二调制装置生成的具有不同波长的光信号进行复用以将其输出到第二传输路径。
附图说明
图1A示出了采用各波长光源的WDM传输系统的结构；
图1B示出了第一传输单元的结构；
图1C示出了增益波段；
图1D示出了波长精度的变化；
图1E示出了波长滤选器；
图1F示出了波长滤选器的通过特性；
图1G示出了采用多波长光源的WDM传输系统的结构；
图1H示出了第二传输单元的结构；
图2A示出了根据本发明的传输装置的原理；
图2B示出了以两根光纤进行的连接；
图3示出了采用多波长光源的构成；
图4示出了实现双向通信的方法；
图5示出了第一传输装置的构成；
图6示出了以一根光纤进行的连接；
图7示出了第二传输装置的构成；
图8示出了第三传输装置的构成；
图9示出了环形结构；
图10示出了背对背式的结构；以及
图11示出了用于保持波长精度的构成。
具体实施方式
下面参照附图，详细描述了本发明的优选实施例。
图2A示出了根据本发明的第一传输装置的原理。图2A所示的第一传输装置包括多波长光输出装置101、多波长光分离装置102、调制装置103和波长复用装置104，该第一传输装置通过采用由多波长光源提供的多波长光进行波分复用来传输光信号。
多波长光输出装置101将由多波长光源生成的多波长光或来自第一多波长光传输路径的入射多波长光输出到第二多波长光传输路径。多波长光分离装置102将多波长光分离为各波长的光，并且调制装置103通过以传输数据串对每个经分离的各波长光进行调制来生成光信号。波长复用装置104复用多个具有不同波长的光信号以将其输出到光信号传输路径。
多波长光输出装置101的构成使得可以将提供至第一传输装置的多波长光提供给连接至第二多波长光路径的下一传输装置。因此，这省去了一对一安装光纤来为各传输装置提供来自多波长光源的多波长光的必要。
并且多波长光分离装置102、调制装置103和波长复用装置104的构成使得通过利用提供的多波长光的各波长并对其进行调制，可以生成用于数据传输的WDM光。
例如，采用光信号传输路径作为双向通信的传输路径，使得仅通过以两个传输路径(即，多波长光传输路径和光信号传输路径)来连接相邻传输装置，就能够建立WDM传输系统，同时减少诸如光源数量、多波长光传输路径等的资源。
多波长光输出装置101对应于例如稍后描述的光放大器503、光耦合器504-1和504-2以及选择器501-2，这些均示于图5中；并且多波长光分离装置102对应于例如图5所示的波长分离单元502。调制装置103对应于例如图5所示的调制器511-1至511-4，并且波长复用装置104对应于例如图5所示的波长复用单元509-1和509-2。
根据本发明的第二传输装置包括多波长光输出装置、转换装置、多波长光分离装置、调制装置和波长复用装置，该第二传输装置通过采用由多波长光源提供的多波长光进行波分复用来传输光信号。
多波长光输出装置将来自多波长光源或第一传输路径的入射多波长光输出到第二传输路径。转换装置对多波长光的各波长进行整体转换，并且多波长光分离装置将经转换的多波长光分离为各波长的光。调制装置通过以传输数据串对每个经分离的各波长光进行调制来生成光信号，并且波长复用装置复用多个具有不同波长的光信号以将其输出到第二传输路径。
由转换装置将包含在多波长光中的各波长转换成不同波长以及采用经转换的多波长光生成用于数据通信的WDM光，使得能够通过同一第二传输路径传输多波长光和WDM光。
因此，采用第一和第二传输路径作为双向通信的传输路径使得仅通过以一个传输路径连接相邻传输装置，就能够建立WDM传输系统。
多波长光输出装置对应于例如稍后描述的波长滤选器706-1、706-2、707-1和707-2、光放大器704、光耦合器705-1和705-2以及选择器701-2，这些都示于图7中；转换装置对应于例如图7所示的波长转换器702；而多波长光分离装置对应于例如图7所示的波长分离单元703。调制装置对应于例如图7所示的调制器713-3和713-4；而波长复用装置对应于例如图7所示的波长复用单元711-2。
根据本发明的第三传输装置包括第一和第二多波长光输出装置、转换装置、第一和第二多波长光分离装置、第一和第二调制装置以及第一和第二波长复用装置，该第三传输装置通过采用由多波长光源提供的多波长光进行波分复用来传输光信号。
第一多波长光输出装置将来自多波长光源或第一传输路径的入射第一多波长光输出到第二传输路径，而第二多波长光输出装置将来自多波长光源或第二传输路径的入射第二多波长光输出到第一传输路径。转换装置对第一和第二多波长光中的各波长进行整体转换。
第一多波长光分离装置将经转换的第一多波长光分离成各波长的光，而第二多波长光分离装置将经转换的第二多波长光分离成各波长的光。第一调制装置通过以传输数据串对每个经第一多波长光分离装置分离的各波长光进行调制来生成光信号，而第二调制装置通过以传输数据串对每个经第二多波长光分离装置分离的各波长光进行调制来生成光信号。
第一波长复用装置复用多个由第一调制装置生成的具有不同波长的光信号以将其输出到第一传输路径，而第二波长复用装置复用多个由第二调制装置生成的具有不同波长的光信号以将其输出到第二传输路径。
待输出到第一传输路径的WDM光是根据来自第一传输路径的入射第一多波长光而生成的，而待输出到第二传输路径的WDM光是根据来自第二传输路径的入射第二多波长光而生成的。这使得即使由于第一传输路径的断开导致对第一多波长光的提供被中断，也可以通过采用第二多波长光在第二传输路径中继续数据传输。反之，即使由于第二传输路径的断开导致对第二多波长光的提供被中断，也可以通过采用第一多波长光在第一传输路径中继续数据传输。
因此，即使以一个传输路径连接相邻传输装置也可以大大保证WDM传输系统的可靠性。
第一多波长光输出装置对应于例如稍后描述的波长滤选器806-1、806-2、807-1和808-2、光放大器804-1、光耦合器805-1和805-2以及选择器801-2，这些都示于图8中。第二多波长光输出装置对应于例如波长滤选器806-1、806-2、807-2和808-1、光放大器804-2、光耦合器805-3和805-4，以及选择器801-4，这些都示于图8中。
转换装置对应于例如图8所示的波长转换器802，第一和第二波长分离单元分别对应于例如图8所示的波长分离单元803-1和803-2。第一调制装置对应于例如图8所示的调制器814-1和814-2，而第二调制装置对应于例如图8所示的调制器814-3和814-4。第一和第二波长复用单元分别对应于也示于图8的波长复用单元812-1和812-2。
本发明通过使用低成本的多波长光源而无需增加连接多波长光源和各传输装置的光纤，就实现了建立大容量的WDM传输。此外，从两个方向提供多波长光使得即使来自一个方向的多波长光被中断，也可以采用来自另一方向的多波长光继续通信。
如图2B所示，通常光通信通过以两根光纤互连相邻的通信站来实现通信。在这种情况下，每个通信方向都采用不同的光纤。如果通过采用两根光纤中的一根用于通信而另一根用于提供光来实现双向通信，则可以不增加光纤而保证提供多波长光的传输路径。
图3示例出这种WDM传输系统的构成。安装在站C中的多波长光源提供装置301通过复用向左(即，从站C到A的方向)传输的波长光和向右(即，从站A到C的方向)传输的波长光来生成基准多波长光，并通过光纤321至323提供给站A至C。站A至C通过采用所提供的多波长光，利用光纤331和332以及光耦合器311至313来实现通信。
在这种情况下，通信用光纤331和332都传播双向光，从而各站依据通信方向选择不同波长的光。例如，将基准多波长光的波段分成两个波段以对于向左和向右的光通信采用互不相同波段的光。
图4示出了通过采用光纤331实现图3所示的站A和B之间的双向通信的方法。站A和B分别包括波长滤选器401和402，以依据波长有选择地输出入射光。
波长滤选器401对于至站B的方向将至端口P11的入射波长光从端口P12输出到光纤331，并且将从光纤331到端口P12的入射光从端口P13输出。同时，波长滤选器402对于至站A的方向将至端口P21的入射波长光从端口P22输出到光纤331，并且将从光纤331到端口P22的入射光从端口P23输出。
如上所述，采用波长滤选器401和402使得能够分离开用于各方向通信的光。同样，可以实现图3所示站B和C之间的双向通信。
图5示出了安装在图3所示的各站中的传输装置的构成。图5所示的传输装置包括：选择器501-1和501-2，波长分离单元502、508-1和508-2，光放大器503，光耦合器504-1和504-2，波长滤选器505-1和505-2，接收放大器506-1和506-2，传输放大器507-1和507-2，波长复用单元509-1和509-2，接收单元510-1和510-2，以及调制器511-1至511-4。
在上述装置中，光耦合器504-1和504-2对应于图3所示的光耦合器311至313，而波长滤选器505-1和505-2对应于图4所示的波长滤选器401和402。
另外，为了简化，图5示出分别在波长分离单元508-1和508-2的输出处仅装配一个接收单元，并且分别在波长复用单元509-1和509-2的输入处仅装配两个调制器。然而实际上，将提供分别与WDM光的波长数相同数量的接收单元和调制器。
如果多波长光源提供装置301如同站A的情况安装在本地站中，光耦合器504-1将从其提供的多波长光分路成两部分，并将各部分输出给选择器501-1和501-2。
光放大器503将来自光纤521的入射多波长光放大以输出到光耦合器504-2，光耦合器504-2然后将所述多波长光分路成两部分并将各部分输出给选择器501-1和501-2。
选择器501-1或者选择来自光耦合器504-1(站A)的多波长光或者选择来自光耦合器504-2(站B和C)的多波长光以将其输出到波长分离单元502。选择器501-2或者选择来自光耦合器504-1(站A)的多波长光或者选择来自光耦合器504-2(站B和C)的多波长光以将其输出到光纤522。
波长分离单元502将来自选择器501-1的多波长光分离成光信号传输中使用的各波长，将待用于沿入射多波长光方向(即，向左)传输的光输出到调制器511-1和511-2，同时将待用于沿多波长光发出方向(即，向右)传输的光输出到调制器511-3和511-4。
调制器511-1和511-2分别通过以传输数据串对来自波长分离单元502的光进行调制来生成光信号，以将其输出到波长复用单元509-1，波长复用单元509-1又通过对来自包括调制器511-1和511-2的多个调制器的光信号进行复用来生成WDM光以将其输出到传输放大器507-1。传输放大器507-1对来自波长复用单元509-1的WDM光进行放大以将其输出到波长滤选器505-1。
波长滤选器505-1将来自传输放大器507-1的WDM光输出到光纤531，并从光纤531将入射WDM光输出到接收放大器506-1，然后接收放大器506-1对来自波长滤选器505-1的WDM光进行放大以将其输出到波长分离单元508-1。波长分离单元508-1将来自接收放大器506-1的WDM光分离为各波长的光信号以将其输出到包括接收单元510-1的多个接收单元，然后接收单元将来自波长分离单元508-1的光信号转换成为电信号。
如上所述，传输装置采用多波长光实现与光纤531之间的双向通信。与光纤532之间的双向通信的操作同与光纤531的相同。
下面将说明关于提供多波长光和如图6所示通过以一根光纤互连相邻通信站来实现光通信的方法。
在这种情况下，安装在站A中的多波长光源提供装置601通过复用上行和下行方向的多波长光来生成基准多波长光，以通过光纤621至623提供给站A至C。例如，基准多波长光的各波段对向左和向右方向的光通信采用相互不同波段的光。
站A至C使得各波长转换器611至613对所提供的多波长光进行整体转换以生成不同于原波长的波长的光，接着通过采用经转换的光利用光纤622和623实现通信。因此，用于通信的WDM光的各波长总是不同于在相同光纤中自行传播的多波长光的各波长。
波长转换器611至613采用诸如PPLN的、能够对多个波长进行整体转换的非线性装置(即，波长平移装置)。采用这种波长平移装置使得可以对各通信站采用的以多波长光作为基准进行通信的光的波长进行可变管理，并且均匀地确定波长间隔。
图7示出了安装在图6所示的各站中的传输装置的构成。图7所示的传输装置包括：选择器701-1和701-2，波长转换器702，波长分离单元703、710-1和710-2，光放大器704，光耦合器705-1和705-2，接收放大器708-1和708-2，传输放大器709-1和709-2，波长复用单元711-1和711-2，接收单元712-1和712-2，以及调制器713-1至713-4。
另外，针对波长分离单元710-1和710-2的输出实际上将装配与WDM光的波长数相同数量的接收单元，并且同样针对波长复用单元711-1和711-2的输入将装配相同数量的调制器。
如果多波长光源提供装置601如同站A的情况安装在本地站，则光耦合器705-1将其提供的多波长光分路成两部分，并且将各部分输出到选择器701-1和701-2。
波长滤选器706-1将来自传输放大器709-1的WDM光输出到光纤721并将来自光纤721的入射光输出到波长滤选器707-1，然后波长滤选器707-1将来自波长滤选器706-1的光分离成多波长光和WDM光，并且将前者输出到光放大器704，而将后者输出到接收放大器708-1。
光放大器704将来自波长滤选器707-1的多波长光进行放大以将其输出到光耦合器705-2，然后光耦合器705-2将该多波长光分路成两部分以将各部分输出到选择器701-1和701-2。
选择器701-1或者选择来自光耦合器705-1(站A)的多波长光或者选择来自光耦合器705-2(站B和C)的多波长光以将其输出到波长转换器702。选择器701-2或者选择来自光耦合器705-1(站A)的多波长光或者选择来自光耦合器705-2(站B和C)的多波长光以将其输出到波长滤选器707-2。
波长转换器702对来自选择器701-1的多波长光的所有波长进行整体平移并保持波长间隔不变，并且将经平移的多波长光输出到波长分离单元703，然后波长分离单元703将经平移的多波长光分离成用于光信号传输的各波长，并且将用于向左传输的光输出到调制器713-1和713-2，而将用于向右传输的光输出到调制器713-3和713-4。
波长滤选器707-2对来自选择器701-2的多波长光和来自传输放大器709-2的WDM光进行复用以将其输出到波长滤选器706-2，然后波长滤选器706-2将来自波长滤选器707-2的光输出到光纤722，并且将从其入射的WDM光输出到接收放大器708-2。
接收放大器708、传输放大器709、波长分离单元710、波长复用单元711、接收单元712和调制器713的操作与图5的情况相同。如上所述，该传输装置通过一根光纤传输多波长光和WDM光。
另外，在图6中，如果由于故障在站间连接的光纤中的通信被断开，则因为其中对多波长光的提供被切断，所以不可能在故障点下游的站中进行通信。从而，为了即使在上述情况下也保证通信的可靠性，可以设想通过在两个方向上传输多波长光来提供双向多波长光。
图8示出了这种传输装置的构成，其被构成为将基准多波长光的波段分成两个波段，将一个波段B1的多波长光通过光纤822向右传输，并且将另一波段B2的多波长光通过光纤821向左传输；此外传输装置还被构成为通过利用来自光纤821的波段B1的入射多波长光来生成待输出到光纤821的WDM光。
在这种情况下，WDM传输系统的结构如图9或图10所示。如图9所示的环形结构使得站A安装有多波长光源提供装置901，并以一根光纤互连相邻通信站，并且站A至D形成环形传输系统。从多波长光源提供装置901输出的波段B1和B2的多波长光分别顺时针(CW)和逆时针(CCW)传播来提供给各站，以分别用于逆时针和顺时针传输光信号。
另一方面，图10所示的“背对背”结构使得端部终端A和C分别安装有分别用于波段B1和B2的多波长光源提供装置1001和1002，并且以一根光纤互连相邻通信站。从多波长光源提供装置1001输出的波段B1的多波长光向右传播以提供给各站来用于向左通信。同时，从多波长光源提供装置1002输出的波段B2的多波长光向左传播以提供给各站来用于向右通信。
根据图9或图10所示的结构，因为还从反向提供了多波长光，所以即使光纤通信被中断，通过采用所提供的多波长光仍使得各站能够继续光信号传输。因此，可以保持与对一个波长采用一个光源的传统WDM传输系统相近的可靠性。
图8所示的传输装置包括：选择器801-1至801-4，波长转换器802，波长分离单元803-1、803-2、811-1和811-2，光放大器804-1和804-2，光耦合器805-1至805-4，波长滤选器806-1、806-2、807-1、807-2、808-1和808-2，接收放大器809-1和809-2，传输放大器810-1和810-2，波长复用单元811-1和811-2，接收单元813-1和813-2，以及调制器814-1至814-4。
另外，对于波长分离单元811-1和811-2的输出实际上将装配与WDM光的波长数相同数量的接收单元，并且同样对于波长复用单元812-1和812-2的输入将装配相同数量的调制器。
如果在如图9所示的站A和图10所示的站A和C的情况下的本地站中安装多波长光源提供装置，则光耦合器805-1将从该多波长光源提供装置提供的波段B1的多波长光分路成两部分，并且将各部分输出到选择器801-1和801-2。而光耦合器805-3将从该多波长光源提供装置提供的波段B2的多波长光分路成两部分，并且将各部分输出到选择器801-3和801-4。
波长滤选器806-1将来自波长滤选器808-1的光输出到光纤821，并且将从其入射的光输出到波长滤选器807-1，然后波长滤选器807-1将来自波长滤选器806-1的光分成波段B1的多波长光和WDM光，以将前者输出到光放大器804-1并将后者输出到接收放大器809-1。
光放大器804-1将来自波长滤选器807-1的多波长光进行放大以将其输出到光耦合器805-2，然后光耦合器805-2将该多波长光分路成两部分以将各部分输出到选择器801-1和801-2。
选择器801-1或者选择来自光耦合器805-1的波段B1的多波长光或者选择来自光耦合器805-2的波段B1的多波长光以将其输出到波长转换器802。选择器801-2或者选择来自光耦合器805-1的波段B1的多波长光或者选择来自光耦合器805-2的波段B1的多波长光以将其输出到波长滤选器808-2。
波长滤选器808-2对来自选择器801-2的波段B1的多波长光和来自传输放大器810-2的WDM光进行复用，并将结果输出到波长滤选器806-2，然后波长滤选器806-2将其输出到光纤822，并且将从其入射的WDM光输出到波长滤选器807-2。
波长滤选器807-2将来自波长滤选器806-2的光分成波段B2的多波长光和WDM光，并且将前者输出到光放大器804-2，将后者输出到接收放大器809-2。
光放大器804-2将来自波长滤选器807-2的多波长光进行放大以将其输出到光耦合器805-4，而光耦合器805-4将该多波长光分路成两部分以将各部分输出选择器801-3和801-4。
选择器801-3或者选择来自光耦合器805-3的波段B2的多波长光或者选择来自光耦合器805-4的波段B2的多波长光以将其输出到波长转换器802。选择器801-4或者选择来自光耦合器805-3的波段B2的多波长光或者选择来自光耦合器805-4的波段B2的多波长光以将其输出到波长滤选器808-1。
波长滤选器808-1对来自选择器801-4的波段B2的多波长光和来自传输放大器810-1的WDM光进行复用，并将其输出到波长滤选器806-1。
另一方面，波长转换器802将来自选择器801-1的波段B1的多波长光的所有波长进行整体平移并保持波长间隔不变、将经平移的多波长光输出到波长分离单元803-1，同样地将来自选择器801-3的波段B2的多波长光的所有波长进行平移，并且将经平移的多波长光输出到波长分离单元803-2。
波长分离单元803-1将经平移的波段B1的多波长光分成光信号传输中使用的各波长以输出到调制器814-1和814-2。而且波长分离单元803-2将经平移的波段B2的多波长光分成光信号传输中使用的各波长以输出到调制器814-3和814-4。
接收放大器809、传输放大器810、波长分离单元811、波长复用单元812、接收单元813和调制器814的操作与图5的情况相同。如上所述，该传输装置通过一根光纤双向传输多波长光和WDM光。
尽管图10所示的结构使得端部的两个通信站分别安装有多波长光源提供装置，但实际的WDM传输系统可以按彼此相距适当距离安装不少于三个多波长光源提供装置。
下面将说明有关保持多波长光源的波长精度的方法。在WDM传输系统中，控制优选地对如图1C至1E所示的通信中使用的各振荡波长的峰值进行优化。因此，该控制是从多波长光源提供的波长中选择一个或多个波长用于调节，并且通过使用该波长控制波长复用/分离单元以消除各通信站所包括的波长复用/分离单元的通过波长特性间的相互偏移。
可以通过在波长复用/分离单元的波长间隔边缘附近选择这些用于调节的波长来敏感地调节内部滤波器。
同时，在以这种方式控制各波长复用/分离单元的情况下，使得多波长光源的波长间隔和绝对值始终保持适当的偏移。在这种情况下，通过各站将有关调节波长的监控信息通知给多波长光源提供装置以及通过整体控制所提供的多波长光，来改善由波长误差带来的限制。
图11示出了用于执行图6和7中所示的WDM传输系统中的这种控制的安装在各站的传输装置以及多波长光源提供装置的示例构成。图11所示的波长滤选器单元1101对应于图7中所示的波长滤选器706-1和707-1、光放大器704以及光耦合器705-2。
在该示例中，传输装置还包括温度控制单元1102和1106、频谱监控单元1103、光耦合器1104-1和1104-2、光探测器(PD)1105-1和1105-2以及与多波长光源提供装置601(包括多波长光源单元1111、调节单元1112和接口1113)的接口1107，作为其组件。
在图11中，仅示出了光纤721侧的构成。光纤722侧的构成与之相同。
波长复用单元711-1和波长分离单元710-1的通过波长特性随波长方向上的温度而变化。因此，可以通过分别由温度控制单元1102和1106控制波长复用单元711-1和波长分离单元710-1的温度来调节通过波长特性。
由波长转换器702从经平移的多个波长中选择两个波长，即第一波长和第二波长，用于波长调节。第二波长优选地选为尽可能远离第一波长。连接使得这些所选波长的光通过接收站到达下一站。
因此，波长分离单元710-1将来自接收放大器708-1的光分离成各波长的光，接着分别将第一波长和第二波长的光输出到光耦合器1104-1和1104-2。光耦合器1104-1和1104-2分别将分别从波长分离单元710-1接收的光分路成两部分，并且将一部分输出到另一侧的波长复用单元711-1，而将另一部分分别输出到光探测器1105-1和1105-2。
将输出到波长复用单元711-2的光通过光纤722传输到下一站。因此，如上所述将第一波长和第二波长的光从一个站传输到下一站而不携带任何数据。
如果在如图6所示的站A的情况的本地站中安装有多波长光源提供装置601，则从多波长光源单元1111输出的多波长光进入传输装置，在这种情况下波长分离单元703将来自波长转换器702的多波长光分离成各波长的光，并且将第一波长和第二波长的光不通过调制器就输出到波长复用单元711-1。
光探测器1105-1和1105-2分别探测接收到的第一波长光和第二波长光的功率电平，以将其输出到温度控制单元1106，然后温度控制单元1106调节波长分离单元710-1的温度，使得从光探测器1105-1输出的第一波长的功率电平指示为最大。
频谱监控单元1103监控从传输放大器709-1输出的光的频谱，并将监控信息输出到温度控制单元1102，然后温度控制单元1102调节波长复用单元711-1的温度，使得由频谱监控单元1103监控的第一波长的峰值指示为最大。
通过由温度控制单元1102和1106执行的调节来补偿所有站都包括的波长复用及分离单元中的通过波长绝对值偏移。在这种情况下，必需确认所选第一波长通过所有站都包括的波长复用及分离单元的特定端口。
温度控制单元1102通过接口1107将监控信息从频谱监控单元1103传输到多波长光源提供装置601，而温度控制单元1106通过接口1107将第一和第二波长的功率电平传输到多波长光源提供装置601。
如果在本地站中没有安装多波长光源提供装置601，则通过光纤722将上述多条信息传送到波长滤选器单元1101，接着将其传送到安装有多波长光源提供装置601的站中。
在多波长光源提供装置601中，将在接口1113接收到的信息传送到调节单元1112，然后调节单元1112调节多波长光源单元1111的温度，以使得通过各站都包括的波长复用及分离单元的根据所传送信息指示为最小的第一和第二波长光的光损耗最小化。由此，改变多波长光源单元1111内的波长滤选器的通过波长特性，从而调节多波长光的振荡波长间隔以及各波长的绝对值。此外在这种情况下，必需确认所选第一波长通过所有站都包括的波长复用及分离单元的特定端口。
接口1113根据需要，接收通过监控控制信号线等远程采集的信息，并且多波长光源单元1111根据接收的信息受到控制。通常的方法是通过与WDM光进行复用来接收远离WDM光波段的波长的光信号。
而且安装在各站中的传输装置确认第一波长是否通过特定端口并自动执行对波长复用及分离单元的控制，同时令频谱监控单元1103、光探测器1105-1和1105-2监控第一波长光。
考虑到波长间隔的变化，优选地根据输出特性和波长的稳定性对第一波长进行选择。具体地，优选为选择当多波长光源单元1111实现多波长振荡时的基波长(base wavelength)。
图3、9和10所示的WDM传输系统能够进行控制以保持如图11情况下的多波长光的波长精度。在如图9所示的环形结构中，用于调节波长的光到达的最后站与初始站A相同，而在图10所示的背对背结构中，最后站不同于初始站。
如上所述，本实施例示出了构成WDM传输系统的三个或四个通信站的结构，然而，实际上可以由更大数量的站来构成该系统。
另外，可以将基准多波长光分成多个波段而不是两个，并将一些波段组合为一组而将其余的组合为另一组。在这种情况下，这两组将分别用于向左和向右的光信号传输。
Claims (8)
1、一种传输装置，通过采用从多波长光源提供的多波长光进行波分复用来传输光信号，所述传输装置包括：
多波长光输出装置，用于将由所述多波长光源生成的多波长光和来自第一多波长光传输路径的入射多波长光中的一个输出到第二多波长光传输路径；
多波长光分离装置，用于将所述多波长光分离为各波长的光；
调制装置，用于通过以传输数据串对每个经分离的各波长的光进行调制来生成光信号；以及
波长复用装置，用于对多个光信号进行复用以将其输出到光信号传输路径。
2、根据权利要求1所述的传输装置，还包括：
波长分离装置，用于将波分复用光分离为各波长的光，以及
波长滤选器装置，用于将从所述波长复用装置输出的波分复用光输出到所述光信号传输路径，并将来自光信号传输路径的入射波分复用光输出到所述波长分离装置。
3、一种传输装置，用于通过采用从多波长光源提供的多波长光进行波分复用来传输光信号，所述传输装置包括：
多波长光输出装置，用于将来自所述多波长光源和第一传输路径中的一个的入射多波长光输出到第二传输路径；
转换装置，用于对多波长光的各波长进行整体转换；
多波长光分离装置，用于将经转换的多波长光分离为各波长的光；
调制装置，用于通过以传输数据串对每个经分离的各波长的光进行调制来生成光信号；以及
波长复用装置，用于对多个具有不同波长的光信号进行复用以将其输出到所述第二传输路径。
4、根据权利要求3所述的传输装置，还包括：
波长分离装置，用于将波分复用光分离为各波长的光，以及
波长滤选器装置，用于将从所述波长复用装置输出的波分复用光输出到所述第二传输路径，并将来自所述第二传输路径的入射波分复用光输出到所述波长分离装置。
5、根据权利要求4所述的传输装置，还包括：
监控装置，用于当根据所述多波长光生成的调节波长的光通过所述波长复用装置和波长分离装置中的一个时，对通过后的调节波长的光进行监控，以及
控制装置，用于控制所述波长复用装置和波长分离装置中的所述一个的特性以使得调节波长的光的监控值变为最大。
6、一种传输装置，用于通过采用从多波长光源提供的多波长光进行波分复用来传输光信号，所述传输装置包括：
第一多波长光输出装置，用于将来自所述多波长光源和第一传输路径中的一个的入射第一多波长光输出到第二传输路径；
第二多波长光输出装置，用于将来自所述多波长光源和第二传输路径中的一个的入射第二多波长光输出到所述第一传输路径；
转换装置，用于对所述第一多波长光和第二多波长光的各波长进行整体转换；
第一多波长光分离装置，用于将经转换的第一多波长光分离为各波长的光；
第二多波长光分离装置，用于将经转换的第二多波长光分离为各波长的光；
第一调制装置，用于通过以传输数据串对每个经所述第一多波长光分离装置分离的各波长的分离光进行调制来生成光信号；
第二调制装置，用于通过以传输数据串对每个经所述第二多波长光分离装置分离的各波长的分离光进行调制来生成光信号；
第一波长复用装置，用于对多个已由所述第一调制装置生成的具有不同波长的光信号进行复用，以将其输出到所述第一传输路径；以及
第二波长复用装置，用于对多个已由所述第二调制装置生成的具有不同波长的光信号进行复用，以将其输出到所述第二传输路径。
7、根据权利要求6所述的传输装置，还包括：
第一波长分离装置，用于将波分复用光分离成各波长的光；
第二波长分离装置，用于将波分复用光分离成各波长的光；
第一波长滤选器装置，用于将从所述第一波长复用装置输出的波分复用光输出到所述第一传输路径，并将来自所述第一传输路径的入射波分复用光输出到所述第一波长分离装置；以及
第二波长滤选器装置，用于将从所述第二波长复用装置输出的波分复用光输出到所述第二传输路径，并将来自所述第二传输路径的入射波分复用光输出到所述第二波长分离装置。
8、根据权利要求7所述的传输装置，还包括：
第一监控装置，用于当根据所述第一多波长光生成的调节波长的光通过所述第一波长复用装置和第一波长分离装置中的一个时，对通过后的调节波长的光进行监控；
第一控制装置，用于控制所述第一波长复用装置和第一波长分离装置中的一个的特性以使得调节波长的光的监控值最大；
第二监控装置，用于当根据所述第二多波长光生成的调节波长的光通过所述第二波长复用装置和第二波长分离装置中的一个时，对通过后的调节波长的光进行监控；以及
第二控制装置，用于控制所述第二波长复用装置和第二波长分离装置中的一个的特性以使得调节波长的光的监控值最大。
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20060927 |