TWI664831B - 開放、模塊化及可擴展之光線路系統 - Google Patents

開放、模塊化及可擴展之光線路系統 Download PDF

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Abstract

本發明揭示一種可重組態光加/減多工器(ROADM)，其包含複數個互連ROADM區塊。各ROADM區塊包含一入口可切換增益放大器、耦合至該入口可切換增益放大器之一輸出端的一輸出功率偵測器及耦合至入口可切換增益放大器之該輸出端的一波長選擇性開關。各ROADM區塊包含耦合至該複數個ROADM區塊之該等波長選擇性開關的複數個加/減區塊。該ROADM包含一控制器，其經組態以自該輸出功率偵測器接收一輸出信號功率之一指示且基於該輸出信號功率之該接收指示來調整該入口可切換增益放大器之增益及均衡參數。

Description

開放、模塊化及可擴展之光線路系統
可重組態光加/減多工器(ROADM)執行一光線路系統中之光信號之路由、加入、均衡及減除。ROADM可包含用於提升光信號之功率的放大器。然而，諸多共同光信號放大器具有不均勻增益特性。例如，放大一寬頻光信號(諸如一分波長多工信號)之一光信號放大器可不同等放大信號之所有波長。對於通過一ROADM中之多個放大器、通過兩個或兩個以上ROADM或通過兩個ROADM之間的一或多個線路放大器之一光信號，不均勻放大之累積效應會導致信號之一些波長具有過大功率且其他波長具有過小功率。可應用均衡以基於信號之功率頻譜密度之回饋來平整光信號。然而，此通常需要彼此通信且共用一共同通信協定之終端器件之間的一閉合迴路系統，其通常意謂終端設備必須供應商一致以執行基於回饋之控制。
至少一態樣係針對一種可重組態光加/減多工器(ROADM)。該ROADM包含複數個互連ROADM區塊。各ROADM區塊包含一入口可切換增益放大器、耦合至該入口可切換增益放大器之一輸出端的一輸出功率偵測器及耦合至該入口可切換增益放大器之該輸出端的一波長選擇性開關。該ROADM包含耦合至該複數個ROADM區塊之該等波長選擇性開關的複 數個加/減區塊。該ROADM包含一控制器，其經組態以自該輸出功率偵測器接收一輸出信號功率之一指示且基於該輸出信號功率之該接收指示來調整該入口可切換增益放大器之增益及均衡參數。
至少一態樣係針對一種操作一可重組態光加/減多工器(ROADM)之方法。該方法包含：在複數個ROADM區塊之一第一ROADM區塊處通過一光纖鏈路來接收一分波長多工(WDM)光信號。該方法包含：使用入口可切換增益放大器來放大該WDM光信號。該方法包含：使用耦合至該入口可切換增益放大器之一輸出端的一輸出功率偵測器來偵測該經放大WDM光信號之一輸出信號功率。該方法包含：由連接至該第一ROADM區塊之一控制器基於該所偵測之輸出信號功率來調整該入口可切換增益放大器之增益及均衡參數。該方法包含：使用該第一ROADM區塊之一波長選擇性開關來將來自該經放大WDM光信號之一光通道信號發送至該複數個ROADM區塊之一第二ROADM區塊。
下文將詳細討論此等及其他態樣及實施方案。以上資訊及以下詳細描述包含各種態樣及實施方案之繪示性實例，且提供理解主張態樣及實施方案之性質及特性之一概述或框架。附圖提供各種態樣及實施方案之繪示及進一步理解且併入本說明書中以構成本說明書之一部分。
100‧‧‧可重組態光加/減多工器(ROADM)
110‧‧‧ROADM區塊
110a至110c‧‧‧ROADM區塊
115‧‧‧光纖鏈路
115a至115c‧‧‧光纖鏈路
120‧‧‧加/減區塊
120a至120c‧‧‧加/減區塊
125‧‧‧光纖鏈路
125a至125c‧‧‧光纖鏈路
130‧‧‧光纖混洗面板
140‧‧‧控制器
205‧‧‧ROADM模塊
210‧‧‧線路模塊
215‧‧‧拉曼放大器模塊
220‧‧‧光纖鏈路
220a‧‧‧光纖鏈路
220b‧‧‧光纖鏈路
225‧‧‧波長選擇性開關(WSS)區塊
225a‧‧‧WSS區塊
225b‧‧‧WSS區塊
230‧‧‧多工器/解多工器(MUX)
235‧‧‧雜訊放大器
235a‧‧‧雜訊放大器
235b‧‧‧雜訊放大器
240a‧‧‧出口放大器
240b‧‧‧出口放大器
245a‧‧‧入口放大器
245b‧‧‧入口放大器
250‧‧‧MUX
255‧‧‧MUX
260‧‧‧光時域反射計(OTDR)
262‧‧‧光監控通道(OSC)
265a‧‧‧光通道監測器(OCM)
265b‧‧‧OCM
300‧‧‧可切換增益放大器
305‧‧‧輸入端
310‧‧‧輸入功率偵測器
315‧‧‧第一開關
320‧‧‧第二開關
325‧‧‧第三開關
330‧‧‧第四開關
335‧‧‧第一級低增益放大器區塊
340‧‧‧第一級高增益放大器區塊
345‧‧‧波長阻斷器
350‧‧‧可變光衰減器(VOA)
355‧‧‧第二級低增益放大器區塊
360‧‧‧第二級高增益放大器區塊
365‧‧‧輸出功率偵測器
370‧‧‧輸出端
400‧‧‧可切換增益放大器
405‧‧‧輸入端
410‧‧‧輸入功率偵測器
415‧‧‧第一開關
420‧‧‧第二開關
425‧‧‧第三開關
430‧‧‧第四開關
435‧‧‧第一級低增益放大器區塊
440‧‧‧第一級高增益放大器區塊
445‧‧‧波長阻斷器
455‧‧‧第二級低增益放大器區塊
460‧‧‧第二級高增益放大器區塊
465‧‧‧輸出功率偵測器
470‧‧‧輸出端
505‧‧‧輸入功率偵測器
510‧‧‧光源
515‧‧‧耦合器
520‧‧‧輸出功率偵測器
525‧‧‧光纖鏈路
605‧‧‧光纖鏈路
610‧‧‧輸入功率偵測器
615‧‧‧WSS
620‧‧‧輸出功率偵測器
625‧‧‧光衰減器
710a‧‧‧放大器陣列
710b‧‧‧放大器陣列
715a‧‧‧光功率偵測器
715b‧‧‧光功率偵測器
720‧‧‧多播開關
725a‧‧‧光功率偵測器
725b‧‧‧光功率偵測器
730a‧‧‧光開關
730b‧‧‧光開關
800‧‧‧方法
810‧‧‧階段
820‧‧‧階段
830‧‧‧決策區塊
840‧‧‧階段
850‧‧‧階段
860‧‧‧階段
870‧‧‧階段
880‧‧‧階段
900‧‧‧電腦系統
910‧‧‧計算系統
915‧‧‧匯流排
920‧‧‧網路介面控制器
922‧‧‧網路介面埠/網路介面
924‧‧‧網路器件
950‧‧‧處理器
970‧‧‧記憶體/記憶體器件
975‧‧‧快取記憶體/記憶體器件
980‧‧‧其他器件
附圖不意欲按比例繪製。各種圖式中之相同元件符號及名稱指示相同元件。為清楚起見，未在每一圖式中標記每一組件。在圖式中：圖1係根據一繪示性實施方案之一可重組態光加/減多工器(ROADM)之一方塊圖；圖2係根據一繪示性實施方案之一ROADM之一ROADM區塊之一方 塊圖；圖3係根據一繪示性實施方案之用於一ROADM中之一實例性可切換增益放大器之一示意圖；圖4係根據一繪示性實施方案之用於一ROADM中之一實例性可切換增益放大器之一示意圖；圖5係根據一繪示性實施方案之用於一ROADM中之一拉曼(Raman)模塊之方塊圖；圖6係根據一繪示性實施方案之用於一ROADM中之一波長選擇性開關之方塊圖；圖7係根據一繪示性實施方案之用於一ROADM中之一加/減區塊之方塊圖；圖8係根據一繪示性實施方案之操作一ROADM之一實例性方法之流程圖；及圖9係繪示根據一繪示性實施方案之一電腦系統之一通用架構的一方塊圖，該電腦系統可用於實施本文中所描述及繪示之系統及方法之元件。
本發明之系統及方法大體上係關於一種可重組態光加/減多工器(ROADM)，其具有一或多個局部回饋控制迴路。一ROADM可在波長層處切換一分波長多工(WDM)系統之訊務。例如，ROADM可加入、減除或路由載送資料之個別或多個波長且無需使所有WDM光信號通道上之信號來回轉換於光域與電子域之間。
在ROADM內加入局域回饋迴路將允許ROADM用作一光傳輸線路系統之一模塊化、可互換組件。光傳輸線路系統通常包含需要各組件與其他 組件通信之端對端專屬軟件控制，其一般使一光傳輸線路系統限於為來自一單一供應商之設備。此等端對端相依性使替換或升級一個別組件變得困難或不可能，除非替換實施相同控制方案(即，來自相同供應商且經設計以用於與舊版系統相容)或同時替換特定控制迴路中之所有其他組件。
ROADM局部回饋控制迴路可使總功率及/或跨WDM信號之頻寬的功率頻譜密度平整度維持於一指定範圍內。此實現光組件級處之互操作性，因為ROADM基於光信號本身之類比規格來控制各介面處之輸出。諸多特徵(其包含(但不限於)下文將闡述之特徵)實現ROADM之局部控制。無需在每個實施例中具有所有特徵。
ROADM可採用可切換增益放大器。放大器可為包含雷射放大器區塊之各種類型，諸如摻鉺光纖放大器、光纖放大器及拉曼放大器。各放大器可具有用於控制光信號之增益及輸出功率的可切換增益。可藉由使用開關將光信號導引至一低增益或高增益放大器路徑來達成可切換增益。另外或替代地，可切換增益可包含一可變增益放大器。
ROADM可採用選定節點處之雜訊負載來將一「虛設」或「空值」光信號加入至未使用通道。此產生類似於一全通道負載之一網路狀況。雜訊負載改良暫態效能，簡化節點級(局部)控制之實施，且允許在不必執行光信雜比量測之情況下更容易地監測鏈路之邊際。在其中ROADM未在雜訊負載通道與所使用通道之間提供足夠隔離之例項中，可在雜訊負載與ROADM埠之間加入一額外波長阻斷器。
ROADM可包含諸如一被動或動態增益均衡器之均衡器或信號平整器。由於一些光放大器具有跨其工作頻寬之不均勻增益分佈(使一些波長比其他波長放大更多)，所以需要不定期均衡或「平整」信號以使分波長多工 光信號之所有通道維持於一指定振幅範圍內。
ROADM可包含功率偵測器，其包含用於監測類比域中之光信號之功率的分接頭及光二極體。可裝備功率偵測器以僅辨別功率頻譜密度(各波長處之功率)或總功率。ROADM之一控制器或光通道監測器可使用光信號功率量測來調整均衡器之設定及可切換增益放大器之增益以達成ROADM之一介面之一指定總功率及平整度。
ROADM可由若干區塊組成。各區塊可包含(但不限於)一或多個放大器、開關、多工器及/或功率偵測器。可針對總功率及平整度且在區塊之間無軟體相依性之情況下局部控制ROADM之各區塊。因此，可出於控制目的而使各區塊具備監測能力，諸如，裝備先前所描述之功率偵測器。一控制器(一單一中央控制器或各區塊中之一個別控制器)可自功率偵測器接收功率量測且適當調整放大器及均衡器設定。
圖1係根據一繪示性實施方案之一可重組態光加/減多工器(ROADM)100之一方塊圖。ROADM 100包含三個ROADM區塊110a至110c(統稱為「ROADM區塊110」)。在一些實施方案中，ROADM 100可包含更多或更少ROADM區塊110。ROADM 100包含三個加/減區塊120a至120c(統稱為「加/減區塊120」)。在一些實施方案中，ROADM 100可包含更多或更少加/減區塊120。ROADM 100包含用於協調ROADM 100及其組件之操作的一控制器140。在一些實施方案中，ROADM 100可視情況包含一光纖混洗面板130。光纖混洗面板130可包含用於簡化ROADM 100之佈纜的被動光纖連接器；然而，可使電纜直接路由於ROADM區塊110及加/減區塊120之間且無需使用光纖混洗面板。
各ROADM區塊110經由光纖鏈路115a至115c(統稱為「光纖鏈路 115」)來通過一光傳輸段(OTS)連接而連接至下一跳躍網路元件。各ROADM區塊110可通過光纖鏈路115發送及接收分波長多工(WDM)光信號。各ROADM區塊110可解多工其光纖鏈路115處所接收之WDM光信號且將各個別光通道信號傳輸至適當目的地(例如另一ROADM區塊110或一加/減區塊120a)。類似地，各ROADM區塊110可自其他ROADM區塊110及加/減區塊120接收個別光通道信號，將其多工成一WDM光信號，且通過光纖鏈路115傳輸WDM光信號。
各加/減區塊120可經由光纖鏈路125a至125c(統稱為「光纖鏈路125」)來發送及接收個別加/減光通道信號。ROADM 100可將光纖鏈路125處所接收之一個別光通道信號加入至自光纖鏈路115之一者傳輸之一WDM光信號。類似地，ROADM 100可使一個別光通道信號脫離光纖鏈路115之一者處所接收之一WDM光信號且經由一光纖鏈路125傳輸該個別光通道信號。
因此，ROADM 100可執行(但不限於)以下四個基本功能：(1)一相同方向快遞功能(例如，將一光通道信號自光纖鏈路115a傳送至光纖鏈路115c)；(2)一不同方向快遞功能(例如，將一光通道信號自光纖鏈路115a傳送至光纖鏈路115b)；(3)將一光通道信號加入至一WDM光信號(加入功能)；及(4)使一個別光通道信號脫離一WDM光信號(減除功能)。ROADM 100可執行諸如光信號功率偵測、光信號放大及光信號均衡之額外功能，且可另外包含光信號總功率及功率頻譜密度之閉合迴路回饋控制。下文將相對於圖2至圖9來進一步詳細描述此等額外功能及其促進結構。
ROADM 100可為一無色-無方向-無競爭架構。無色意謂ROADM 100可在任何埠上發送或接收任何波長。無方向意謂ROADM 100可跨任何連接光纖路徑(亦稱為度)路由一波長。無競爭意謂ROADM 100可加入或減除 具有相同波長之兩個光信號(若其等去往不同光纖路徑)(即，一光信號不會阻斷具有相同波長之另一光信號)。
控制器140可協調ROADM 100及其組件之功能。在一些實施方案中，控制器140可包含一單一中央處理單元，其可監測及控制包含ROADM區塊110及加/減區塊120之ROADM 100之各模塊或區塊。在一些實施方案中，控制器140可包含分佈處理器，其等局部定位於各區塊或模塊中以執行區塊或模塊之局部監測及控制。在一些實施方案中，控制器140可包含中央組件及分佈組件之一組合。控制器140可實施於一或多個電腦系統中或包含一或多個電腦系統，諸如下文將相對於圖9更詳細描述之電腦系統900。
圖2係根據一繪示性實施方案之一ROADM 100之一ROADM區塊110之一方塊圖。ROADM區塊110包含一ROADM模塊205及一線路模塊210。ROADM區塊110可視情況包含用於放大通過光纖鏈路115所接收之一傳入WDM光信號的一拉曼放大器模塊215。ROADM區塊110可將WDM光信號解多工成個別光通道信號且通過光纖鏈路220a及220b(統稱為「光纖鏈路220」)將該等個別光通道信號發送至另一ROADM區塊110或一加/減區塊120。ROADM區塊110可將自其他ROADM區塊110或加/減區塊120通過光纖鏈路220所接收之光通道信號多工成一第二WDM光信號，且經由光纖鏈路115傳輸該第二WDM光信號。
ROADM模塊205包含一或多個波長選擇性開關(WSS)區塊225a及225b(統稱為「WSS區塊225」)。WSS區塊225可將一WDM光信號解多工成個別光通道信號。WSS區塊225可將任何個別光通道信號路由至任何埠。WSS區塊225亦可將個別光通道信號多工成一WDM光信號。在一些實施方案中，ROADM 100可處置一個以上頻帶或波長帶中之光信號。在一 些實施方案中，ROADM 100可處置C頻帶及L頻帶兩者中之光信號。ROADM模塊205可包含用於多工及解多工C頻帶光通道信號之一WSS區塊225a及用於多工及解多工L頻帶光通道信號之一WSS區塊225b。在包含多個WSS區塊225之ROADM模塊205之實施方案中，ROADM模塊205可包含一多工器/解多工器(MUX)(亦指稱一C/L頻帶分離器/組合器)230。MUX 230可多工及解多工載送不同頻帶中之光通道信號之兩個或兩個以上WDM光信號。
在一些實施方案中，ROADM模塊205可視情況包含一或多個雜訊放大器235a及235b(統稱為「雜訊放大器235」)。雜訊放大器235可將一「虛設」或「空值」光信號加入至WSS區塊225之一或多個未使用埠。在其中ROADM 100可處置兩個頻帶中之光信號之實施方案中，各WSS區塊225可與雜訊放大器235相關聯，雜訊放大器235可產生由WSS區塊225處置之頻帶中之一光信號。下文將相對於圖6來進一步詳細討論WSS區塊225及雜訊放大器235。
線路模塊210包含一或多個出口放大器240a及240b(統稱為「出口放大器240」)及一或多個入口放大器245a及245b(統稱為「入口放大器245」)。出口放大器240放大一傳出WDM光信號。入口放大器245放大一傳入WDM光信號。在一些實施方案中，ROADM 100可處置一個以上頻帶或波長帶中之光信號。在一些實施方案中，ROADM 100可處置C頻帶及L頻帶兩者中之光信號。線路模塊210可包含用於放大一傳出C頻帶WDM光信號之一出口放大器240a及用於放大一傳出L頻帶WDM光信號之一出口放大器240b。類似地，線路模塊210可包含用於放大一傳入C頻帶WDM光信號之一入口放大器245a及用於放大一傳入L頻帶WDM光信號之一入口 放大器240b。在包含多個出口放大器240及入口放大器245之線路模塊210之實施方案中，線路模塊210可包含一MUX 250及一MUX 255，其等用於多工及解多工載送不同頻帶中之光通道信號之兩個或兩個以上WDM光信號。出口放大器240及入口放大器245可為可切換增益放大器，諸如下文將相對於圖3及圖4進一步詳細描述之可切換增益放大器。
在一些實施方案中，線路模塊210可視情況包含一光時域反射計(OTDR)260及一光監控通道(OSC)262。OTDR 260可使用光時域反射量測法來偵測及定位沿一光通道之一不連續點，其包含ROADM 100外之一光纖鏈路上之不連續點。例如，一受損或切裂光纖將在中斷處具有一不連續折射率，其將反射在光纖中行進之一光信號之一部分。OTDR 260可偵測反射且因此偵測不連續點。OTDR 260可量測傳輸一測試信號與接收所得反射之間所逝去之時間，且基於光通過光纖之速度來計算與不連續點之距離。
OSC 262係ROADM 100中之一器件，其可使用可在ROADM 100放大器之頻寬外之一額外波長，在線路上發送及接收關於光信號之資訊且用於在一光纖鏈路之各終端處交換設備狀況。
在一些實施方案中，線路模塊210可視情況包含一或多個光通道監測器(OCM)265a及265b(統稱為「OCM 265」)。OCM 265可在無需直接查看由通道載送之位元序列的情況下量測一光通道之波長、功率及光信雜比(OSNR)。在一些實施方案中，OCM 265可自光信號功率偵測器(諸如下文將相對於圖3所描述之功率偵測器310)接收光信號功率量測。OCM 265及控制器140可使用所量測之光信號功率來判定是否對通過ROADM區塊110之一光信號採用均衡。在一些實施方案中，線路模塊210可包含用於通過線 路模塊210之各信號頻帶的一OCM 265。在一些實施方案中，OCM 265a可監測C頻帶光信號且OCM 265b可監測L頻帶光信號。
在一些實施方案中，線路模塊210可視情況包含一拉曼放大器模塊215。拉曼放大器模塊215可放大通過光纖鏈路115所接收或傳輸之信號。下文將相對於圖5來進一步詳細描述拉曼放大器模塊215。
圖3係根據一繪示性實施方案之用於一ROADM 100中之一實例性可切換增益放大器300之一示意圖。可切換增益放大器300可用作一出口放大器240、一入口放大器245或下文將相對於圖7進一步描述之加/減區塊120之放大器陣列710之一放大器。可切換增益放大器300可使用各種增益位準來放大一光信號且在一些實施方案中亦應用均衡。可切換增益放大器300包含一低增益路徑及一高增益路徑。另外，可切換增益放大器300包含一平整增益路徑及一動態增益均衡路徑。可切換增益放大器300可在各種增益模式之間切換。
可切換增益放大器300在輸入端305處包含一輸入功率偵測器310。輸入功率偵測器310可包含一分接頭及一光偵測器。分接頭可在輸入端305處使輸入光信號之一小部分分離且將其導引至光偵測器。光偵測器可包含一光二極體或其他光敏半導體、感測器或器件。在一些實施方案中，輸入功率偵測器305可辨別功率頻譜密度。即，輸入功率偵測器310可判定一WDM光信號之不同波長處之功率位準。在一些實施方案中，輸入功率偵測器310僅可辨別總功率密度。
在一些實施方案中，可切換增益放大器300可位於ROADM 100之邊緣上，即，可切換增益放大器300之輸入端305可直接連接至光纖鏈路115。在此等實施方案中，輸入功率偵測器310實際上位於ROADM 100之輸入端 處且可用於確保光纖鏈路115處之一傳入信號係在振幅及平整度之預期參數內。若傳入光信號不在該等參數內，則控制器140及/或光通道監測器265可判定ROADM 100外之某物(例如光纖鏈路115或共用光纖鏈路115之遠端設備)出現故障。OSC/OTDR 260能夠提供關於故障及其位置之額外資訊。控制器140及/或光通道監測器265可發出一警報以指示涉及光纖鏈路115或光纖鏈路115上之一鄰近網路元件之一可能問題。
可切換增益放大器300包含開關315、320、325及330。開關315、320、325及330可使光信號路由通過低增益或高增益放大器區塊且通過一均衡或非均衡衰減器。第一開關315可將光信號路由至第一級低增益放大器區塊335或高增益放大器區塊340。第二開關320可自選定第一級放大器區塊接收光信號且將其路由至波長阻斷器345或可變光衰減器(VOA)350。
波長阻斷器345可藉由選擇性地衰減一或多個波長來均衡光信號。將波長阻斷器345放置於第一增益級與第二增益級之間可相對於第二增益級之後之放置保留輸出功率。將波長阻斷器345放置於第一增益級與第二增益級之間亦可因將跨越損耗與波長阻斷器345插入損耗複合而最小化光信雜比損失。然而，在一些實施方案中，波長阻斷器345可放置於第一增益級及第二增益級之前或其之後。波長阻斷器345係具有一指定頻率解析度之一頻譜選擇性器件，其能夠提供跨一頻率範圍之一給定衰減(或甚至完全阻斷)。
第三開關325可自選定衰減器接收光信號且將其路由至第二級低增益放大器區塊355或高增益放大器區塊360。第四開關330可自選定第二級放大器區塊接收光信號且將其路由至輸出端370。可切換增益放大器300包含一輸出功率偵測器365。輸出功率偵測器365類似於輸入功率偵測器310。輸出功率偵測器365包含一分接頭及一光偵測器。分接頭可使來自輸出端 370之輸入光信號之一小部分分離且將其導引至光偵測器。光偵測器可包含一光二極體或其他光敏半導體、感測器或器件。在一些實施方案中，輸出功率偵測器365可辨別功率頻譜密度。即，輸出功率偵測器365可判定一WDM光信號之不同頻率分量之功率位準。在一些實施方案中，輸出功率偵測器365僅可辨別總功率密度。
在一些實施方案中，放大器335、340、355及360之一或多者可為諸如一摻鉺光纖放大器(EDFA)之一雷射光放大器。在一些實施方案中，放大器可包含摻雜有一過渡金屬或其他稀土元素之一介質。可切換增益放大器300可分別在低增益路徑及高增益路徑中包含具有不同增益之EDFA。EDFA及類似放大器可不具有一完全線性增益分佈。換言之，放大器可在放大具有一有限頻寬之一光信號時使光信號之一些波長比其他波長放大更多。使用多個串聯類似放大器來非均衡放大一光信號可導致通道功率之一大累積差異。因此，可在放大器處有益地執行信號之均衡。在一些實施方案中，輸出功率偵測器365可辨別功率頻譜密度。控制器140及/或OCM 265可使用功率頻譜密度資訊來判定是否期望平整或均衡光信號。將波長阻斷器345切入至電路中之決定涉及提高光信號平整度與由波長阻斷器引起之光信號衰減之間的一權衡。若控制器140及/或OCM 265判定期望光信號平整，則其可設定開關320及325以使光信號路由通過波長阻斷器345。接著，控制器140及/或OCM 265可控制波長阻斷器345對光信號施加所要波長選擇性衰減。在一些實施方案中，可控制均衡以使增益平整度跨WDM光信號之所有通道保持為1dB。若控制器140及/或OCM 265判定無需均衡，則控制器140及/或OCM 265可使光信號路由通過可變光衰減器350或繞過波長阻斷器345及VOA 350兩者。接著，控制器140及/或OCM 265可設定可變 光衰減器350以使光信號衰減所要數量(其可包含零衰減)。
控制器140及/或OCM 265可促進各種控制模式。在一些實施方案中，ROADM 100可具有一設定後遺忘(set-and-forget)控制模式，其中放大及均衡參數在安裝或初始化時設定且在ROADM 100之使用壽命期間或在一修改、升級或修理改動ROADM 100之硬體組態或回應之前保持恆定。設定後遺忘控制模式可受益於雜訊負載，如下文將相對於圖6中之雜訊負載放大器235詳細討論。在一些實施方案中，ROADM 100可具有一連續或即時控制模式。在連續控制模式中，控制器140及/或OCM 265可(例如)自各輸入功率偵測器305及輸出功率偵測器365接收兩個或兩個以上即時輸入。控制器140及/或OCM 265可監測輸入功率偵測器305且在傳入WDM光信號不在預期參數內(例如，光信號總功率過低或功率頻譜密度跨其頻寬太不均勻)時傳輸一警示或警報。控制器140及/或OCM 265可監測輸出功率偵測器365且應用回饋以藉由改動可切換增益放大器300之增益及均衡來將輸出信號功率約束於一使用者定義函數。使用者定義函數可指定所要輸出光信號功率分佈。在一些實施方案中，可將使用者函數指定為功率對波長、功率對波長之倒數、功率對波長平方或功率與波長/頻率之間的任何其他一對一映射。連續控制模式亦可受益於雜訊負載(如下文將相對於圖6中之雜訊負載放大器235詳細討論)，其可改良可切換增益放大器300之暫態回應及線性。在其中藉由與一軟體定義網路控制器互動來操作鏈路之一組態中，控制方案如下。SDN控制器將依據諸如增益、功率頻譜密度目標、待打開之頻譜槽之參數來組態鏈路(及諸如放大器、ROADM、MCS之組件)。接著，將藉由遙測技術來監測鏈路。鏈路狀況之任何劇烈變化(歸因於一光纖切斷或光纖損耗之一顯著變化)將導致沿一不同路徑重新路由通過鏈路之訊 務。接著，控制器將重新最佳化鏈路之參數設定且在重新組態之後將先前訊務切回至鏈路上。重新最佳化將依賴透過放大器之輸入及輸出功率監測器及透過任何拉曼增益信號(在該情況中，將拉曼放大用於跨越之一子集上)所推導之光纖損耗之估計。此等繼而將導致鏈路之新最佳發射功率之一推導。
放大器335、340、355及360可為固定增益放大器或可變增益放大器。使用一可變增益放大器可提供一更精確增益設定；然而，固定增益放大器可更簡單、更便宜且更高效。在一些實施方案中，固定增益低增益放大器335及355可提供約15dB之增益。在一些實施方案中，固定增益高增益放大器340及360可提供約22dB之增益。在一些實施方案中，可變增益低增益放大器335及355可提供約10dB至約18dB之增益。在一些實施方案中，可變增益高增益放大器340及360可提供約16dB至約24dB之增益。可在不背離本發明之範疇之情況下針對特定設計適當選擇其他增益值。包含可變增益放大器之可切換增益放大器300之實施方案可無需一可變光衰減器350。在此等實施方案中，可切換增益放大器可具有一簡化設計，諸如下文將相對圖4描述之可切換增益放大器400之設計。
圖4係根據一繪示性實施方案之用於一ROADM 100中之一實例性可切換增益放大器400之一示意圖。可切換增益放大器400類似於可切換增益放大器300，但不同點在於：其僅具有一波長阻斷器445，但不具有可變光衰減器。可切換增益放大器400可用作一出口放大器240、一入口放大器245或下文將相對於圖7進一步描述之放大器陣列710之一放大器。可切換增益放大器400可使用各種增益位準來放大一光信號且在一些實施方案中亦應用均衡。可切換增益放大器400可在一低增益路徑與一高增益路徑之間切 換，且包含用於對光信號執行波長選擇性衰減之一波長阻斷器445。
可切換增益放大器400包含一輸入功率偵測器410。輸入功率偵測器410可包含一分接頭及一光偵測器。分接頭可使來自輸入端405之輸入光信號之一小部分分離且將其導引至光偵測器。光偵測器可包含一光二極體或其他光敏半導體、感測器或器件。在一些實施方案中，輸入功率偵測器410可辨別功率頻譜密度。即，輸入功率偵測器410可判定一WDM光信號之不同頻率分量之功率位準。在一些實施方案中，輸入功率偵測器410僅可辨別總功率密度。
可切換增益放大器400包含開關415、420、425及430。開關415、420、425及430可使光信號路由通過低增益或高增益放大器區塊且通過波長阻斷器445。第一開關415可將光信號路由至第一級低增益放大器區塊435或高增益放大器區塊440。第二開關420可自選定第一級放大器區塊接收光信號且將其路由至波長阻斷器445。波長阻斷器445可類似於上文相對於圖3所討論之波長阻斷器345。
第三開關425可自波長阻斷器445接收光信號且將其路由至第二級低增益放大器區塊455或高增益放大器區塊460。第四開關430可自選定第二級放大器區塊接收光信號且將其路由至輸出端470。可切換增益放大器400包含一輸出功率偵測器465。輸出功率偵測器465可類似於輸入功率偵測器410。輸出功率偵測器465可包含一分接頭及一光偵測器。分接頭可使來自輸出端470之輸入光信號之一小部分分離且將其導引至光偵測器。光偵測器可包含一光二極體或其他光敏半導體、感測器或器件。在一些實施方案中，輸出功率偵測器465可辨別功率頻譜密度。即，輸出功率偵測器465可判定一WDM光信號之不同頻率分量之功率位準。可切換增益放大器400之組件 之控制可類似於上文相對於可切換增益放大器300所描述之控制，其包含增益路徑選擇、波長阻斷器445控制及ROADM 100外之故障偵測。
圖5係根據一繪示性實施方案之用於一ROADM 100中之一拉曼放大器模塊215之一方塊圖。拉曼放大器模塊215可放大光纖鏈路115上之傳入及/或傳出信號。拉曼放大器模塊215包含一輸入功率偵測器505、經由一耦合器515耦合至光纖線路之一光源510及一輸出功率偵測器520。拉曼放大器模塊215可通過光纖鏈路525將放大光信號發送至線路模塊210。
拉曼放大器模塊215可使用一光纖或其他拉曼活性介質中之受激拉曼散射來放大一光信號。光源510可依略微偏離待放大信號之波長的一特定波長發射光。光源510可為諸如一雷射之一單色或窄頻寬光源。在一些實施方案中，拉曼放大器模塊215可包含一反向泵激拉曼增益區塊。可使用耦合器515將來自光源510之光泵激至光纖鏈路115之光纖中。在一些實施方案中，耦合器515可沿一方向將泵激光導引向光纖鏈路115，其中可發生受激拉曼散射。在一些實施方案中，耦合器515可沿一方向將泵激光導引向光纖鏈路525，其中可發生受激拉曼散射。在一些實施方案中，拉曼放大器模塊215可包含與光纖鏈路115及525分離且區別之一專用長度之光纖或其他介質用於執行拉曼放大。可藉由調整光源510之波長及/或強度來控制拉曼放大器模塊215之一增益。
輸入功率偵測器505可用於監測通過光纖鏈路115之傳入信號是否在振幅及平整度之預期參數內。在包含拉曼放大器模塊215之ROADM 100之實施方案中，輸入功率偵測器505可監測ROADM 100之輸入及/或輸出。若由輸入功率偵測器505量測之輸入信號完全偏離預期參數，則控制器140及/或光通道監測器265可判定ROADM 100外之某物(例如光纖鏈路115或 共用光纖鏈路115之遠端設備)出現故障。OSC/OTDR 260能夠提供關於故障及其位置之額外資訊。控制器140及/或光通道監測器265可發出一警報以指示涉及光纖鏈路115或光纖鏈路115上之一鄰近網路元件之一可能問題。
輸出功率偵測器520可量測通過光纖鏈路525傳輸至線路模塊210之輸出光信號。基於由輸出功率偵測器520量測之功率，控制器140及/或光通道監測器265調整光源510以設定通過光纖鏈路525所傳輸之光信號之功率。
圖6係根據一繪示性實施方案之用於一ROADM 100中之一波長選擇性開關(WSS)區塊225之一方塊圖。WSS區塊225可將自線路模塊210通過光纖鏈路605所接收之一WDM光信號解多工成通過光纖鏈路220所傳輸之個別光通道信號。WSS區塊225可將任何個別光通道信號路由至任何埠。WSS區塊225亦可將通過光纖鏈路220所接收之光通道信號多工成通過光纖鏈路605所傳輸之一WDM光信號。WSS區塊225包含一輸入功率偵測器610、一WSS 615及輸出功率偵測器620。在圖6所展示之實施方案中，將功率偵測器610及620內建於WSS區塊225中。然而，在一些實施方案中，功率偵測器610及620係WSS區塊225外之離散單元。在一些實施方案中，WSS 615可為一1×20、1×24或1×32光開關。
WSS區塊225可包含用於使光纖鏈路605或光纖鏈路220之一或兩者上之光信號衰減的一或多個光衰減器625。光衰減器625可具有一固定或可變衰減且可藉由控制器140及/或光通道監測器265來切入或切出電路。控制器140及/或光通道監測器265可基於由功率偵測器610及620指示之光功率位準來切換或調整光衰減器625之衰減。若功率偵測器610或620之一者量測到傳入至WSS區塊225之一信號之一光學功率位準具有高於或低於一預期位準之一功率位準，則控制器140亦可提供一警示。此一偏差量測可指示 ROADM 100之另一部分中之一故障。
在一些實施方案中，各WSS區塊225可包含可連接至WSS 615之各未使用埠的雜訊負載放大器235。雜訊負載放大器235可將一「空值」或「虛設」信號注入至WSS 615之各未使用埠中。在一些實施方案中，雜訊負載放大器235可實施於每雜訊負載放大器模塊之2個、4個、8個或其他數目個雜訊負載放大器235之陣列中。各雜訊負載放大器235可耦合至WSS 615之一埠。雜訊負載可改良ROADM 100之線性及暫態回應且可有助於促進ROADM 100組件之設定後遺忘控制。
一光放大器之增益可取決於輸入信號之振幅及頻寬而變動。例如，放大一WDM光信號之一光放大器之回應可取決於是否占用WDM光信號之可能通道之全部或僅部分而改變。使用放大自發性發射(ASE)之雜訊負載可占用一傳輸鏈路之空載頻譜。此可產生滿載下之鏈路之非線性損失之一準確估計(只要雜訊匹配功率頻譜密度已達成，儘管頻譜形狀不同)。針對各ROADM區塊110，此雜訊源可與一摻鉺光纖放大器(EDFA)一起實施於開放迴路中之傳輸節點處。在每個ROADM區塊110(其中加入或減除訊務)中，可濾除ASE雜訊且在下一面向線路WSS區塊225處再次加入ASE雜訊。
由於採用雜訊負載來填充未使用通道且維持使放大器似乎滿載之一WDM光信號，所以可在光通道填滿且ROADM 100達到滿載量時之ROADM 100之使用壽命期間且回應於暫態光通道信號出現及消失而使放大器之效能保持恆定且可預測。
安裝時之ROADM 100之雜訊負載未使用光通道允許設定放大器參數，使得所要輸出光信號功率振幅及平整度可在ROADM 100之使用壽命期間保持相對恆定，儘管通道負載隨時間增加。在一些實施方案中，此可 允許設定後遺忘操作，其中放大器參數在安裝ROADM 100時設定且除非一硬體故障或其他問題需要重新校準ROADM 100，否則保持恆定。
雜訊負載亦可有助於ROADM回應於暫態光通道信號出現及消失而維持恆定且可預測之效能。就(b)而言，由於不存在雜訊負載，所以將一光通道信號加入至一WDM光信號(或自一WDM光信號移除一光通道信號)會改變WDM光信號之表觀振幅或平整度。放大WDM光信號之一光放大器之回應可因此暫態而移位，使得ROADM 100之輸出會偏離所要光功率振幅及平整度。然而，若存在雜訊負載，則一新光通道信號僅替換先前由雜訊負載放大器235維持之虛設信號，且儘管加入通道，但WDM光信號保持相同振幅及平整度。此可緩解暫態之效應且使放大器之增益及因此ROADM 100之輸出保持相對恆定(儘管通道負載發生改變)。
雜訊負載亦允許由光通道監測器265加強監測光信雜比(OSNR)。一WDM光信號之品質因數(Q)之變動可取決於所占用之通道之比例及OSNR兩者。就雜訊負載而言，WDM光信號之所有通道似乎為滿載，因此Q之任何變化將主要歸因於OSNR之一變化。因此，雜訊負載可促進依一非侵入性方式瞬時監測OSNR。監測OSNR將允許ROADM 100追蹤其個別組件(包含線路模塊210)之老化。
圖7係根據一繪示性實施方案之用於一ROADM 100中之一加/減區塊120之一方塊圖。加/減區塊120可通過光纖鏈路220接收光通道信號，放大該等光通道信號，且將其等路由至光纖鏈路125。使一個別光通道信號脫離WDM光信號可指稱減除功能。加/減區塊120可通過光纖鏈路125接收光通道信號，放大該等光通道信號，且將其等路由至光纖鏈路220。將一個別光通道信號加入至一WDM光信號可指稱加入功能。加/減區塊120可包含一或 多個放大器陣列710a及710b(統稱為「放大器陣列710」)及一或多個多播開關720。在一些實施方案中，放大器陣列710可具有一模塊化設計，其在一放大器陣列模塊上具有沿各方向之2個、4個或8個放大器。放大器陣列710之各放大器可達成高達23dB之一增益，其可支援較大數目個加/減埠及較高鮑率終端光學器件。各放大器陣列710可在各放大器之輸入端及輸出端處包含光功率偵測器715a或715b(統稱為「光功率偵測器715」)。多播開關720可在各埠處包含一光功率偵測器725。
放大器陣列710之各放大器可為上文相對於圖3或圖4所描述之一可切換增益放大器300或400。在一些實施方案中，各放大器可為可切換增益放大器300或400之一簡化版本，其包含低增益及高增益路徑，但不包含諸如波長阻斷器345之一波長阻斷器。在一些實施方案中，各放大器可包含諸如VOA 350之一可變光衰減器。在一些實施方案中，各放大器可包含可變光衰減器及僅一單一增益路徑。光功率偵測器715可量測各放大器之前及各放大器之後之光信號之功率。控制器140可調整個別放大器之增益以使通過光纖鏈路220所發送及接收之加/減信號維持所要振幅。在一些實施方案中，控制器140可使用通過光纖鏈路220之傳入光信號功率之量測來判定ROADM 100之其他位置是否存在一故障。
放大器陣列710之放大器可無需均衡，此係因為：與ROADM區塊110之出口及入口放大器不同，加/減區塊120不處置WDM光信號，而是具有相對較窄頻帶光纖鏈路125。此外，橫穿加/減區塊120之光信號可不經過會使放大器之波長相依效應複合之串接光放大器。確切而言，橫穿加/減區塊120之一光信號可在離開光線路系統之前或在進入光線路系統之後僅通過一單一放大器級。相比而言，當一WDM光信號橫穿一ROADM 100時，其可通 過兩個或兩個以上光放大器(例如，在ROADM區塊110a及ROADM區塊110c中)。若WDM光信號非均衡地橫穿多個ROADM 100，則WDM光信號之不同波長之間的功率差動可導致一個別光通道信號具有一過高或過低功率。
多播開關720可包含一或多個光開關730a及730b(統稱為「光開關730」)及光開關730之各埠處之光功率偵測器725a或725b(統稱為「光功率偵測器725」)。在一些實施方案中，光開關730可為4×32光開關。可針對整個16×32光開關來組合多個光開關730。在一些實施方案中，具有不同數目個輸入端及輸出端之其他數目個光開關730可經組合以產生不同多播開關720組態。
在一些實施方案中，多播開關720可包含一可變光衰減器。光功率偵測器725可量測各放大器之前及各放大器之後之光信號之功率。控制器140可調整個別放大器之增益以使通過光纖鏈路125所發送及接收之加/減信號維持所要振幅。在一些實施方案中，控制器140可使用通過光纖鏈路125之傳入光信號功率之量測來判定自ROADM 100沿光纖鏈路125之下游設備是否已發生一故障。
在一些實施方案中，僅需在加/減區塊120之邊緣處具有光功率偵測器。即，僅需在與光纖鏈路220及光纖鏈路125之介面處或其鄰近處包含光功率偵測器715及725。在此組態中，控制器140可基於來自光功率偵測器715及725之量測及控制器140對光開關730之切換狀態之認知來設定各通道之增益及衰減參數。
圖8係根據一繪示性實施方案之操作一ROADM 100之一實例性方法800之流程圖。方法800包含：在一第一ROADM區塊110處接收一分波長多工(WDM)光信號(階段810)。方法800可視情況包含：使用耦合至第一 ROADM區塊之一入口可切換增益放大器之一輸入端的一輸入功率偵測器來偵測WDM光信號之一輸入信號功率(階段820)。方法800可視情況包含：由ROADM之一控制器判定輸入信號功率之指示是否在一指定功率範圍外(決策區塊830)。若輸入信號功率係在指定光功率範圍外，則方法800包含：由控制器發出一警示(階段840)。若輸入信號功率係在指定光功率範圍內，則方法800前進至階段850。方法800包含：使用入口可切換增益放大器來放大WDM光信號(階段850)。方法800包含：使用耦合至入口可切換增益放大器之一輸出端的一輸出功率偵測器來偵測經放大WDM光信號之一輸出信號功率(階段860)。方法800包含：由連接至第一ROADM區塊之一控制器基於所偵測之輸出信號功率來調整入口可切換增益放大器之增益及均衡參數(階段870)。基於階段870中之選擇，方法800包含：在階段850中設定入口可切換增益放大器之增益及均衡參數。方法800包含：使用第一ROADM區塊之一波長選擇性開關來將來自經放大WDM光信號之一光通道信號發送至複數個ROADM區塊之一第二ROADM區塊(階段880)。
方法800包含：在一第一ROADM區塊110處接收一分波長多工(WDM)光信號(階段810)。ROADM區塊110可通過一光纖鏈路115接收WDM光信號。在一些實施方案中，方法800可包含：使用耦合於ROADM區塊110與光纖鏈路115之間的一拉曼放大器來放大WDM光信號。
方法800可視情況包含：使用耦合至第一ROADM區塊之一入口可切換增益放大器之一輸入端的一輸入功率偵測器來偵測WDM光信號之一輸入信號功率(階段820)。在一些實施方案中，可在ROADM區塊110之一可切換增益放大器(諸如可切換增益放大器300或400)處接收WDM光信號。輸入功率偵測器310或410可偵測WDM光信號之光信號功率。在一些實施方 案中，方法800可包含：使用耦合於ROADM區塊110與光纖鏈路115之間的一拉曼放大器來放大WDM光信號。在包含一拉曼放大器之ROADM實施方案中，拉曼放大器模塊215可包含用於偵測WDM光信號之輸入信號功率的一輸入功率偵測器505。
方法800可包含：由ROADM之一控制器判定輸入信號功率之指示是否在一指定光功率範圍外(決策區塊830)。在一些實施方案中，一控制器140或一光通道監測器265可接收所量測之光功率位準且判定WDM光信號是否在絕對功率振幅及功率頻譜密度之可接受參數內。若輸入信號功率係在指定光功率範圍外，則方法800包含：由控制器140或光通道監測器265發出一警示(階段840)。在一些實施方案中，第二ROADM區塊110可使用一光時域反射計(OTDR)260來監測光纖鏈路115之一狀況。OTDR可監測光纖鏈路115及沿鏈路之遠端設備之一狀況且在發現一鏈路故障時提供包含故障位置之一通知。若控制器140或光通道監測器265因決策區塊830中所判定之一不合規輸入光功率而發出一警示，則警示可包含關於由OTDR 260判定之光纖鏈路之狀況的資訊。若輸入信號功率係在指定光功率範圍內，則方法800前進至階段850。
方法800包含：使用入口可切換增益放大器來放大WDM光信號(階段850)。ROADM區塊110可使用諸如可切換增益放大器300或400之一可切換增益放大器來放大WDM光信號。基於下一階段860中所偵測之一輸出光信號功率，控制器140或光通道監測器265可在下一階段870中調整可切換增益放大器300或400之增益參數(其包含選擇低增益路徑或高增益路徑)。在一些實施方案中，控制器140或光通道監測器265可調整可切換增益放大器300或400之均衡參數。
方法800包含：使用耦合至入口可切換增益放大器之一輸出端的一輸出功率偵測器來偵測經放大WDM光信號之一輸出信號功率(階段860)。ROADM區塊110之可切換增益放大器300或400可包含一輸出功率偵測器365或465。在一些實施方案中，輸出功率偵測器365或465可偵測總功率振幅或功率頻譜密度(即，各波長處之功率)。輸出功率偵測器365或465可將輸出信號功率之一指示發送至控制器140或光通道監測器265。在一些實施方案中，輸出信號功率之指示可包含關於功率頻譜密度之資訊。
方法800包含：由連接至第一ROADM區塊之一控制器基於所偵測之輸出信號功率來調整入口可切換增益放大器之增益及均衡參數(階段870)。控制器140或光通道監測器265可自輸出功率偵測器365或465接收輸出信號功率之指示。基於階段870中之選擇，方法800包含：在階段850中調整入口可切換增益放大器之增益及均衡參數。控制器140或光通道監測器265可使用資訊來選擇低增益路徑或高增益路徑用於階段850中之放大。在一些實施方案中，可切換增益放大器300或400可包含用於補償光放大器之基於波長之非線性的一波長阻斷器345。控制器140或光通道監測器265可調整波長阻斷器之均衡參數，使得其選擇性地衰減WDM光信號之特定波長。在一些實施方案中，控制器140或光通道監測器265可使用功率頻譜密度資訊來設定波長阻斷器345以對光信號應用平整或均衡以達成放大信號之一所要平整度；例如，控制器140或光通道監測器265可設定波長阻斷器345以跨信號頻寬維持1dB之一輸出信號平整度。在一些實施方案中，可切換增益放大器300或400亦可包含一可變光衰減器350。控制器140或光通道監測器265可調整可變光衰減器350以微調入口可切換增益放大器300之總增益。
方法800包含：使用第一ROADM區塊之一波長選擇性開關來將來自經放大WDM光信號之一光通道信號發送至複數個ROADM區塊之一第二ROADM區塊(階段880)。可切換增益放大器300或400可將一經放大但頻譜相對平整之WDM光信號發送至第一ROADM區塊110之一波長選擇性開關(WSS)225。WSS區塊225可解多工經放大WDM光信號且將來自經放大WDM光信號之一光通道信號發送至一第二ROADM區塊110。在一些實施方案中，第二ROADM區塊110之一第二WSS區塊225可將光通道信號多工成一第二WDM光信號。第二ROADM區塊110亦可包含放大器級，其採用類似於第一ROADM區塊110之放大器之一技術之可切換增益放大器。在一些實施方案中，由波長阻斷器345執行之均衡可緩解多個串聯放大器之累積波長相依增益非線性之效應。
在一些實施方案中，複數個雜訊負載放大器235可將一雜訊負載信號引入至波長選擇性開關225之各未使用埠中。波長選擇性開關225可將一第二WDM光信號發送至ROADM區塊110之一出口可切換增益放大器(諸如可切換增益放大器300或400)。出口可切換增益放大器300或400可放大第二WDM光信號。出口可切換增益放大器300或400之一輸出功率偵測器365或465可偵測經放大第二WDM光信號之一第二輸出信號功率。控制器140或光通道監測器265可基於所偵測之第二輸出信號功率來調整出口可切換增益放大器之增益及均衡參數。在不背離本發明之範疇之情況下，方法800可執行額外階段或較少階段或依不同順序執行階段。
圖9係繪示根據一繪示性實施方案之一電腦系統900之一通用架構的一方塊圖，電腦系統900可用於實施本文中所描述及繪示之系統及方法之元件。電腦系統900可用於實施操作(例如)圖1至圖8中所展示之一ROADM 100或其任何組件(其包含控制器140及其他區塊/模塊)的方法。
廣義而言，計算系統910包含用於根據指令來執行動作之至少一處理器950及用於儲存指令及資料之一或多個記憶體器件970或975。所繪示之實例性計算系統910包含經由一匯流排915與至少一網路介面控制器920(其具有連接至一或多個網路器件924之一或多個網路介面埠922)、記憶體970及任何其他器件980(例如一I/O介面)通信之一或多個處理器950。一般而言，一處理器950將執行自記憶體接收之指令。所繪示之處理器950併入或直接連接至快取記憶體975。
更詳細而言，處理器950可為處理指令(例如自記憶體970或快取記憶體975找取之指令)之任何邏輯電路。在諸多實施例中，處理器950係一微處理器單元或專用處理器。計算系統910可基於能夠如本文中所描述般操作之任何處理器或處理器組。在一些實施方案中，處理器950能夠在圖2至圖5中所展示之一存取網路交遞期間執行維持一使用者會話之方法。處理器950可為一單核或多核處理器。處理器950可為多個處理器。在一些實施方案中，處理器950可經組態以運行多執行緒操作。在一些實施方案中，處理器950可與一管理程序或容器管理器一起代管一或多個虛擬機或容器以管理虛擬機或容器之操作。在此等實施方案中，圖8中所展示之方法可實施於設置於處理器950上之虛擬化或容器化環境內。
記憶體970可為適合於儲存電腦可讀資料之任何器件。記憶體970可為具有固定儲存量之一器件或用於讀取可抽換式儲存媒體之一器件。實例包含所有形式之非揮發性記憶體、媒體及記憶體器件、半導體記憶體器件(例如EPROM、EEPROM、SDRAM及快閃記憶體器件)、磁碟、磁光碟及光碟(例如CD ROM、DVD-ROM及Blu-ray®碟)。一計算系統910可具有任何 數目個記憶體器件970。在一些實施方案中，記憶體970可包含對應於圖8中所展示之操作一可重組態光加/減多工器(ROADM)之方法的指令。在一些實施方案中，記憶體970支援可由計算系統910提供之虛擬機或容器執行環境存取之虛擬化或容器化記憶體。
快取記憶體975一般呈緊鄰處理器950放置以節約讀取時間之一電腦記憶體形式。在一些實施方案中，快取記憶體975係處理器950之部分或位於相同於處理器950之晶片上。在一些實施方案中，存在多個快取層級975，例如L2及L3快取層。
網路介面控制器920經由網路介面922(亦指稱網路介面埠)來管理資料交換。網路介面控制器920處置OSI模型之實體及資料鏈路層以用於網路通信。在一些實施方案中，網路介面控制器之一些任務由處理器950處置。在一些實施方案中，網路介面控制器920係處理器950之部分。在一些實施方案中，一計算系統910具有多個網路介面控制器920。網路介面922係實體網路鏈路之連接點。在一些實施方案中，網路介面控制器920支援無線網路連接且一介面埠922係一無線接收器/傳輸器。一般而言，一計算系統910經由至網路介面922之實體或無線鏈路來與其他網路器件924交換資料。在一些實施方案中，網路介面控制器920實施諸如乙太網路之一網路協定。
其他網路器件924經由一網路介面埠922連接至計算系統910。其他網路器件924可為同級計算器件、網路器件或具有網路功能之任何其他計算器件。例如，一第一網路器件924可為將計算系統910連接至諸如網際網路之一資料網路的一網路器件，諸如一集線器、一橋接器、一開關或一路由器。
其他器件980可包含I/O介面、外部串列器件埠及任何額外協同處理器。例如，一計算系統910可包含用於連接輸入器件(例如鍵盤、麥克風、 滑鼠或其他指標器件)、輸出器件(例如視訊顯示器、揚聲器或印表機)或額外記憶體器件(例如可攜式快閃磁碟機或外部媒體磁碟機)之一介面(諸如一通用串列匯流排(USB)介面)。在一些實施方案中，一計算系統910包含諸如一協同處理器之一額外器件980，例如，一數學協同處理器可輔助處理器950進行高精度或高度複雜計算。
本說明書中所描述之標的及操作之實施方案可實施於數位電子電路、或體現於一有形媒體、韌體或硬體上之電腦軟體(其包含本說明書中所揭示之結構及其結構等效物)或其等之一或多者之組合中。本說明書中所描述之標的之實施方案可實施為體現於一有形媒體上之一或多個電腦程式(即，電腦程式指令之一或多個模塊)，其編碼於一或多個電腦儲存媒體上以由一資料處理裝置執行或控制一資料處理裝置之操作。一電腦儲存媒體可為或包含於以下各者中：一電腦可讀儲存器件、一電腦可讀儲存基板、一隨機或串列存取記憶體陣列或器件或其等之一或多者之一組合。電腦儲存媒體亦可為或包含於一或多個單獨組件或媒體(例如多個CD、磁碟或其他儲存器件)中。電腦儲存媒體可為有形且非暫時性的。
本說明書中所描述之操作可實施為由一資料處理裝置對儲存於一或多個電腦可讀儲存器件上或自其他源接收之資料執行之操作。操作可執行於資料處理裝置之原生環境或由資料處理裝置代管之一或多個虛擬機或容器內。
一電腦程式(亦稱為程式、軟體、軟體應用程式、指令碼或程式碼)可依任何形式之程式設計語言(其包含編譯或解譯語言、宣告或程序語言)寫入，且其可依任何形式部署，包含作為一獨立程式或作為適用於一計算環境中之一模塊、組件、子常式、物件或其他單元。一電腦程式可(但無需) 對應於一檔案系統中之一檔案。一程式可儲存於保存其他程式或資料之一檔案之一部分中(例如儲存於一標記語言文件中之一或多個指令碼)，儲存於專屬於所論述程式之一單一檔案中，或儲存於多個協調檔案(例如儲存一或多個模塊、子程式或程式碼之部分之檔案)中。一電腦程式可經部署以在一個電腦上或多個電腦或一或多個虛擬機或容器(其等定位於一個位點處或跨多個位點分佈且由一通信網路互連)上執行。通信網路之實例包含一區域網路(「LAN」)及一廣域網路(「WAN」)、一全球性網路(例如網際網路)及同級間網路(例如特用同級間網路)。
本說明書中所描述之程序及邏輯流程可由執行一或多個電腦程式之一或多個可程式化處理器執行以藉由操作輸入資料且產生輸出來執行動作。程序及邏輯流程亦可由專用邏輯電路(例如一FPGA(場可程式化閘陣列)或一ASIC(專用積體電路))執行，且裝置亦可實施為該專用邏輯電路。
儘管本說明書含有諸多特定實施細節，但此等不應被解釋為對任何發明或可主張內容之範疇之限制，而是應被解釋為針對特定發明之特定實施方案之特徵描述。本說明書之單獨實施方案之內文中所描述之特定特徵亦可組合地實施於一單一實施方案中。相反地，一單一實施方案之內文中所描述之各種特徵亦可單獨或依任何適合子組合實施於多個實施方案中。此外，儘管特徵可在上文中描述為作用於特定組合中且甚至最初如此主張，但來自一主張組合之一或多個特徵可在一些情況中自該組合刪去且該主張組合可針對一子組合或一子組合之變動。
類似地，儘管圖式中依一特定順序描繪操作，但此不應被理解為要求依所展示之特定順序或循序順序執行此等操作或執行所有繪示操作以達成所要結果。在特定情況中，多任務及並行處理可為有利的。此外，上述實 施方案中之各種系統組件之分離不應被理解為在所有實施方案中需要此分離，而是應瞭解，所描述之程式組件及系統一般可一起整合於一單一軟體產品中或封裝至多個軟體產品中。
「或」之涉及內容可被解釋為包含性的，使得使用「或」所描述之任何項可指示一單一項、一個以上項及所有描述項之任何者。標號「第一」、「第二」、「第三」等等未必意謂指示一排序且一般僅用於區分相同或類似項目或元件。
熟習技術者可易於明白本發明中所描述之實施方案之各種修改，且在不背離本發明之精神及範疇之情況下，本文中所定義之一般原理可應用於其他實施方案。因此，申請專利範圍不意欲受限於本文中所展示之實施方案，而是應被給予與本文中所揭示之此揭示內容、原理及新穎特徵一致之最廣範疇。

Claims (20)

  1. 一種可重組態光加/減多工器(ROADM)，其包括：複數個互連ROADM區塊，各ROADM區塊包含一出口可切換增益放大器、耦合至該出口可切換增益放大器之一輸出端之一輸出功率偵測器及耦合至該出口可切換增益放大器之一輸入端之一波長選擇性開關；複數個雜訊負載放大器，各雜訊負載放大器耦合至該波長選擇性開關之一埠；複數個加/減區塊，其等耦合至該複數個ROADM區塊之該等波長選擇性開關；及一控制器，其經組態以：啟動耦合至該波長選擇性開關之一未使用埠的各雜訊負載放大器；自該輸出功率偵測器接收一輸出信號功率之一指示；及基於該輸出信號功率之該接收指示來調整該出口可切換增益放大器之增益及均衡參數。
  2. 如請求項1之ROADM，其中：該出口可切換增益放大器包含一低增益光纖放大器及一高增益光纖放大器；且調整該等增益及均衡參數包含：使一光信號選擇性地路由通過該低增益光纖放大器或該高增益光纖放大器。
  3. 如請求項1之ROADM，其中：該出口可切換增益放大器包含一可變增益光纖放大器；且調整該等增益及均衡參數包含：調整該可變增益光纖放大器之一增益。
  4. 如請求項1之ROADM，其中各ROADM區塊包括：一入口可切換增益放大器，其經組態以經由一光纖鏈路接收一分波長多工(WDM)信號；及一第二輸出功率偵測器，其耦合至該入口可切換增益放大器之一輸出端，其中該控制器經組態以：自該第二輸出功率偵測器接收一第二輸出信號功率之一指示，及基於該第二輸出信號功率之該指示來調整該入口可切換增益放大器之增益及均衡參數。
  5. 如請求項1之ROADM，其中：該輸出功率偵測器可辨別頻譜功率密度；且該出口可切換增益放大器包含用於跨該放大器之一頻率範圍平整該放大器之輸出的一均衡器。
  6. 如請求項5之ROADM，其中：該均衡器包括一波長阻斷器；且調整該等增益及均衡參數包含：基於由該輸出功率偵測器所辨別之該頻譜功率密度來選擇性地衰減通過該出口可切換增益放大器之一光信號之一或多個波長。
  7. 如請求項1之ROADM，其中：該波長選擇性開關係一C頻帶波長選擇性開關；該出口可切換增益放大器係一C頻帶入口可切換增益放大器；且各ROADM區塊包括耦合至一L頻帶出口可切換增益放大器之一L頻帶波長選擇性開關。
  8. 如請求項1之ROADM，其中各ROADM區塊包括：一輸入功率偵測器，其耦合至該出口可切換增益放大器之一輸入端，其中該控制器經組態以：自該輸入功率偵測器接收一輸入信號功率之一指示，判定該輸入信號功率之該指示係在一指定光功率範圍外，且基於該判定來發出一警示。
  9. 如請求項8之ROADM，其中各ROADM區塊包括：一光時域反射計，其用於監測耦合至該ROADM區塊之一光纖鏈路之一狀況，其中該警示包含關於該光纖鏈路之該狀況之資訊。
  10. 如請求項1之ROADM，其中各ROADM區塊包括：一拉曼(Raman)放大器，其耦合於一光纖鏈路與該ROADM區塊之間；一第二輸入功率偵測器，其耦合至該拉曼放大器之一輸入端；及一第二輸出功率偵測器，其耦合至該拉曼放大器之一輸出端。
  11. 如請求項1之ROADM，其中各加/減區塊包括：一多播開關，其耦合至複數個光纖鏈路；及一可切換增益放大器陣列，其耦合於該多播開關與該等波長選擇性開關之間，其中：該陣列之各放大器包含一第二輸出功率偵測器，且該控制器經組態以自該等第二輸出功率偵測器接收第二輸出信號功率之指示且基於該第二輸出信號功率之該等接收指示來調整該陣列之各放大器之各自增益參數。
  12. 如請求項1之ROADM，其中：該複數個ROADM區塊及該複數個加/減區塊經由一光纖混洗面板來互連。
  13. 一種操作一可重組態光加/減多工器(ROADM)之方法，其包括：使用複數個雜訊負載放大器來將一雜訊負載信號引入至複數個ROADM區塊之一ROADM區塊之一波長選擇性開關之各未使用埠中；將一分波長多工(WDM)光信號自該波長選擇性開關發送至該ROADM區塊之一出口可切換增益放大器；使用該出口可切換增益放大器來放大該WDM光信號；使用耦合至該出口可切換增益放大器之一輸出端的一輸出功率偵測器來偵測該經放大WDM光信號之一輸出信號功率；及藉由連接至該ROADM區塊之一控制器基於該所偵測之輸出信號功率來調整該出口可切換增益放大器之增益及均衡參數。
  14. 如請求項13之方法，其中：該出口可切換增益放大器包含一低增益光纖放大器及一高增益光纖放大器；且調整該等增益及均衡參數包含：使該WDM光信號選擇性地路由通過該低增益光纖放大器或該高增益光纖放大器。
  15. 如請求項13之方法，其中：該出口可切換增益放大器包含一可變增益光纖放大器；且調整該等增益及均衡參數包含：調整該可變增益光纖放大器之一增益。
  16. 如請求項13之方法，其包括：在該ROADM區塊處經由一光纖鏈路來接收一第二WDM光信號；使用一入口可切換增益放大器來放大該第二WDM光信號；使用耦合至該入口可切換增益放大器之一輸出端的一第二輸出功率偵測器來偵測該經放大第二WDM光信號之一第二輸出信號功率；由該控制器基於該所偵測之輸出信號功率來調整該入口可切換增益放大器之增益及均衡參數；及使用一波長選擇性開關來將來自該經放大第二WDM光信號之一光通道信號發送至該複數個ROADM區塊之一第二ROADM區塊。
  17. 如請求項13之方法，其中：偵測該輸出信號功率包含：辨別該經放大WDM光信號之頻譜功率密度，且調整該等增益及均衡參數包含：基於該所辨別之頻譜功率密度來選擇性地衰減通過該出口可切換增益放大器之該WDM光信號之一或多個波長。
  18. 如請求項13之方法，其包括：使用耦合至該出口可切換增益放大器之一輸入端的一輸入功率偵測器來偵測該WDM光信號之一輸入信號功率；由該控制器判定該輸入信號功率之指示係在一指定光功率範圍外；及由該控制器基於該判定來發出一警示。
  19. 如請求項18之方法，其包括：由一光時域反射計監測耦合至該ROADM區塊之一光纖鏈路之一狀況；及將關於該光纖鏈路之該狀況的資訊包含於該警示中。
  20. 如請求項12之方法，其包括：使用複數個第二輸出功率偵測器來偵測複數個第二輸出信號功率，其中各第二輸出功率偵測器耦合至一可切換增益放大器陣列之一放大器，該可切換增益放大器陣列耦合於一多播開關與該波長選擇性開關之間；及基於該所偵測之複數個第二輸出信號功率來調整該陣列之各放大器之各自增益參數。
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