CN1863026B - 采用多波长激光器的波分复用终端设备 - Google Patents

Abstract

本发明的一种采用多波长激光器的波分复用终端设备，采用多波长激光器作为系统的信号源，所述设备包括多个多波长激光器连接总线并互为保护，一光耦合器和一分波器依次连接在所述多个多波长激光器后，一光复用器通过多个光调制器连接所述分波器，并在所述光调制器前后分别设置有功率调节装置；一光性能检测单元用于监测所述光复用器后的光信号，并向控制单元反馈；所述控制单元控制连接有光调制器前的所述功率调节装置，判断系统是否工作正常，对系统通过总线进行控制。本发明设备由于采用了以上的技术方案，因而具有以下的优点：集成度提高；有保护能力，可靠性高；有光性能调节能力，实现自动控制。

Description

采用多波长激光器的波分复用终端设备

技术领域

本发明属于一种通讯设备技术，尤其涉及的是波分复用系统中的一种采用激光器的终端设备。

背景技术

在通讯技术的密集波分复用(WDM)系统中，有多个光通道同时在一根光纤中传输，且每个光通道的中心波长不同。WDM系统的主要特征是：离散的波长形成一系列互不相关的载波，这些载波可以在互不干扰的情况下进行分离、路由和交换。

由于光检测器在包括所有的WDM信道的波长范围上总是很敏感的，因此对解复用具有不同的要求。为了防止不需要的信号进入接收通道，也就是为所用的不同波长提供好的信道隔离，解复用器必须具有窄宽谱工作的能力，或者使用波长锐截止并且非常稳定的光滤波器。

在系统的终端设备中，每个光通道对应一个光转发单元OTU，每个光转发单元会把一路客户信号转换成符合波分复用系统标准要求的光信号。由于每路光信号的中心波长不同，每一个光转发单元的规格均不相同。密集波分复用系统的光通道很多，对应的光转发单元数量也很多。

当WDM系统使用的光波长比较多的时候，例如一种160波设备，在C和L波段共有160个光通道，如果每一个光通道使用一只光转发单元，则双向传输系统中一端设备有320只光收发装置，因此减少发射机的数量、体积，提高集成度，将很有必要。多波长激光器在通讯系统中的使用正是为解决上述问题提供了可能。

激光器技术的发展，存在一种多波长的激光器，即同时发射带有多个不同波长的激光器。专利US6792215披露了一个多波长激光器的电路实现方案。这种多波长激光器在光学检测系统中已被广泛采用，但是作为通讯系统的光信号源的使用目前还没有被应用。

随着技术的发展，多波长激光器制造技术的成熟和制造成本的下降，在波分复用系统中采用多波长激光器作为光载波信号源具有可实现性。

因此，现有技术有待于改进和发展。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用多波长激光器的波分复用终端设备，在WDM通讯系统中使用多波长激光器实现通讯的波分复用终端设备，解决系统集成度的问题。

本发明的技术方案是：

一种采用多波长激光器的波分复用终端设备，其中，所述设备采用多波长激光器作为系统的信号源，所述设备包括多个多波长激光器与总线相连并互为保护，一光耦合器和一分波器依次连接在所述多个多波长激光器后，一光复用器通过多个光调制器连接所述分波器，并在所述光调制器前后分别设置有功率调节装置；一光性能检测单元连接在所述光复用器后；一控制单元连接在所述功率调节装置前、并连接在所述光性能检测单元后，所述控制单元还与总线相连；

所述多个多波长激光器用光耦合器相连，输出的光信号作为载波信号，通过分波器按照不同的波长分别输出到分波器的输出端，输出信号通过功率调节装置达到系统要求的输出功率范围；

经过功率调节装置的光信号作为载波信号与用户信息通过调制器进行调制形成光调制信号，调制后的光信号再次通过功率调节装置，并通过光复用器将多路光信号合成为待传送的复用光信号；

一光性能检测单元用于监测所述光复用器后的光信号，并向控制单元反馈；所述控制单元控制连接光调制器前的所述功率调节装置，判断系统是否工作正常，对系统通过总线进行控制。

所述的设备，其中，所述控制单元还控制连接所述光调制器后的所述功率调节装置以及所述光耦合器。

所述的设备，其中，所述多个多波长激光器设置为激光器阵列，分别连接有光耦合器和分波器，以及功率调节装置和光复用器，形成阵列实现密集的多通道客户层信号接入；所述激光器阵列由所述控制单元通过总线控制。

本发明所提供的一种采用多波长激光器的波分复用终端设备，由于采用了以上的技术方案，因而具有以下的优点：集成度提高；有保护能力，可靠性高；有光性能调节能力，实现自动控制。

附图说明

图1是本发明的采用多波长激光器作为信号源的WDM系统示意图；

图2是本发明的一种采用多波长激光器带有反馈系统的WDM通讯系统的结构示意图；

图3是本发明中功率调整的备选方案示意图；

图4是本发明中采用多个覆盖不同波段的激光器阵列作为信号源的结构示意图；

其中，各标号意义如下：1，多波长激光器T1，T2..T_N；2，光耦合器；3，分波器；4，功率调节装置；5，调制信息S1，S2...S_N；6，光调制器；7，功率调节装置；8，光复用器；9，光性能检测单元；10，控制单元；11，总线。

具体实施方式

以下结合附图将对本发明的采用多波长激光器的波分复用终端设备作如下详述：

在波分复用光通讯系统中，如图1所示的，采用多波长激光器作为系统的信号源，输出到调制单元后传输给发送单元。采用多波长激光器的WDM终端设备，如图2所示的，包括多个多波长激光器T1、T2、...、光耦合器2、分波器3、功率调节装置4、7、多个光调制器6、光复用器8、光性能检测单元9、控制单元10。

图中，S1、S2、...是从用户处送来的要调制的信号；多波长激光器T1、T2，是具有波长可调谐功能的光发生单元，用于系统载波信号的生成。

光耦合器2，其分光比为1∶1，用于将多波长激光器T1输出的光信号，和多波长激光器T2输出的光信号按照x/y的比例耦合在一起。

光复用器8，合波器或者具有复用功能的滤波器组，用于将n路光信号合成为待传送的复用光信号，合波滤波器具有的插损为aF[dB]。

C1是符合波分复用系统标准要求的光信号；光性能检测单元9，可以为一个简单的光谱检测仪，监测C1的波长和功率等光性能，并发送反馈信息与控制单元相连接。

控制电路，用于对多波长激光器和功率调节装置实现控制的电路。控制单元10，其由通信总线11与多波长激光器和所有需要控制的单元连接。

这里使用了带单向箭头的连接线表示各个硬件部分的光纤连接，用带双向箭头的连接线表示各硬件与通信总线11的连接。

图中两个多波长激光器用光耦合器相连，输出的光信号作为载波信号，通过分波器按照不同的波长分别输出到分波器的输出端，输出信号通过功率调节装置达到系统要求的输出功率范围。功率调节装置受控制总线和光性能检测单元的反馈信息控制其调节的幅度。经过功率调节装置的光信号作为载波信号与用户信息通过调制器进行调制形成光调制信号。调制后的光信号再次通过功率调节装置，并通过复用器将n路光信号合成为待传送的复用光信号。由光性能检测单元对复用光信号进行波长和功率的在线监控，并发送反馈信息给控制单元。控制单元接收光性能检测单元的反馈信息，判断系统是否工作正常，并对系统通过总线进行控制。

结合图2所示的实施例，说明本发明系统的工作原理。

将两个多波长激光器用光耦合器相连，作为光载波的信号源并受控制总线和反馈信号控制其输出信号的波长和功率。其中一个为主信号源，另一个作为系统的备份光源。通讯系统载波信号发生漂移或故障时，由控制单元控制总线部分启动备份光源，保持系统信号源的稳定性。

输出的光信号作为载波信号，通过分波器按照不同的波长分别输出到分波器的输出端，输出信号通过功率调节装置达到系统要求的输出功率范围，以不引起非线性串扰为标准。功率调节装置受控制总线和光性能检测单元的反馈信息控制其调节的幅度，以确保信号功率在系统正常运行范围内。

经功率调节装置的光信号作为载波信号与用户信息通过调制器进行调制形成符合WDM系统要求的光信号。调制后的光信号再次通过功率调节装置，使得信号的输出功率在不引起过强的非线性干扰范围内，并通过复用器将n路光信号合成为待传送的复用光信号。

在反馈保护状态下，光性能检测单元对光复用信号进行波长、功率等光特性的在线监控。光性能检测单元持续监测光复用信号的特性，并发送反馈信息给控制单元。

控制单元接收光性能检测单元的反馈信息，判断系统是否工作正常，如果发生光信号波长飘移或输出功率异常，控制单元将分别通过控制总线和控制信号控制多波长激光器或功率调节装置对光信号进行调整。控制单元持续接收光性能检测单元的反馈信号，并判断系统信号是否恢复正常；

以上功能是在系统运行过程中依靠本发明的光性能检测单元和控制单元自动实施的。

本发明实现了在使用多波长激光器的WDM通讯系统中，输出信号波长和功率的保护恢复工作。其步骤是：

步骤1：在设备工作状态下，当被检测信号在系统工作状态下出现输出信号波长飘移、无光、输出弱光、输出强光时，将通过检测系统向控制系统发送报警信息。

步骤2：控制单元10获得报警后，根据报警情况对系统进行状态判断。并根据判断结果对系统进行控制调整。

步骤3：光性能检测单元再次检测输出信号，并发送信号到控制单元。控制单元判断系统是否恢复正常工作，并根据新的状态进一步调整系统，直到系统恢复正常。

本发明的所述采用多波长激光器的波分复用终端设备，如果发生光信号系统故障，控制单元将通过总线控制，启动备用的多波长激光器工作，保证信号正常产生。如果发现光信号波长飘移，控制单元将通过总线调整输出光信号的波长，达到输出稳定波长信号的功能。如果输出信号功率失常，控制单元将通过控制功率调节装置4或功率调节装置7的调节幅度，如图3所示，保证输出信号在系统要求的功率范围内。控制单元持续接收光性能检测单元的反馈信号，并判断系统信号是否恢复正常，确保系统的正常工作，提高系统的稳定性和可靠性。

控制单元10的硬件是带有通信接口的CPU最小系统电路，实现和与控制总线11相连的其他单元之间的通信，进行状态检测和控制。多波长激光器T1、T2中设有检测电路，例如可以在调制激光器外围通过电路方式获得输出光强度检测信号、激光器偏置电流检测信号、激光器管芯温度检测信号、激光器环境温度检测信号、输入光强度检测信号等，并将此检测信号用来作为判断多波长激光器是否正常工作的依据。这些检测信号通过A/D转换之后接入CPU芯片。多波长发生器单元部分是由可调谐激光器、激光器驱动电路构成的。可调谐激光器可以按照指令改变输出光的中心波长；控制电路中的CPU最小系统电路与激光器驱动电路相连接，CPU最小系统输出的控制电平可以开通或禁止激光器驱动电路工作。激光器驱动电路中设有激光器输出波长调谐端子，通过从CPU系统发出的信道调节信号来改变工作波长。本实施例中所说的多波长激光器及外围电路的工作可以按照商品激光器的使用要求来设计。在光耦合器中，光开关可以使用电压控制的光开关，由控制电平来决定光耦合器的选通状态。

图2所示的2个多波长激光器可以扩展为多波长激光器阵列，如图4所示，多波长激光器阵列可以覆盖不同的波段产生多个波长光信号，这些信号再经过分波器成为载波信号，这些不同波长的光信号可以为多个载波信号或者互为保护。

Claims (3)

1.一种采用多波长激光器的波分复用终端设备，其特征在于，所述设备采用多波长激光器作为系统的信号源，所述设备包括多个多波长激光器与总线相连并互为保护，一光耦合器和一分波器依次连接在所述多个多波长激光器后，一光复用器通过多个光调制器连接所述分波器，并在所述光调制器前后分别设置有功率调节装置；一光性能检测单元连接在所述光复用器后；一控制单元连接在所述功率调节装置前、并连接在所述光性能检测单元后，所述控制单元还与总线相连；

所述多个多波长激光器用光耦合器相连，输出的光信号作为载波信号，通过分波器按照不同的波长分别输出到分波器的输出端，输出信号通过功率调节装置达到系统要求的输出功率范围；

经过功率调节装置的光信号作为载波信号与用户信息通过调制器进行调制形成光调制信号，调制后的光信号再次通过功率调节装置，并通过光复用器将多路光信号合成为待传送的复用光信号；

一光性能检测单元用于监测所述光复用器后的光信号，并向控制单元反馈；所述控制单元控制连接光调制器前的所述功率调节装置，判断系统是否工作正常，对系统通过总线进行控制。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述控制单元还控制连接所述光调制器后的所述功率调节装置以及所述光耦合器。

3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述多个多波长激光器设置为激光器阵列，分别连接有光耦合器和分波器，以及功率调节装置和光复用器，形成阵列实现密集的多通道客户层信号接入；所述激光器阵列由所述控制单元通过总线控制。

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