[发明专利]光波长复用和去复用设备及使用该设备的光传输系统

说明书

本发明与用在波分复用(WDM)光通信网络中的光波长复用和去复用设备有关。

近年来，应用波分复用技术的光通信网被广泛地研究和开发。

图8是一个光通信系统即WDM网络系统的方框图，其中多个光波长复用和去复用设备被串联在一起。一对或多对光纤OPF用作上行和下行通信线路从而作为传输通道。

这个网络系统包括许多用于补偿光纤OPF损耗的光放大中继器REP。每个光放大中继器有两个或多个用于下行和上行线路的光放大器OAMP。

端局A到D传送许多波分复用光信号即WDM信号，每个信号的波长都不同，送到其中的一根光纤中。光波长复用和去复用设备1将WDM信号按波长分配到各传输通道以送往接收端局A至D，这些端局选择WDM信号的波长，并接收对应于所选波长的信号。

图8所示用于WDM网络的光波长复用和去复用设备通过组合其基本结构如图9所示的各光分插复用器(OADM)2而构成。

光分插复用器2去复用从WDM信号中选出的一些光波长信号(λd₁，λd₂…λ_n)，其中在主组传输光纤中传送的波长λd₁，λd₂…λ_n被复用并被送到分支组的传输光纤，如与端局B相连的传输光纤10。然后复用器2将其余的光信号和从插入组传输光纤输入的光信号复用在一起，例如，插入组传输光纤可以是从端局B向光波长复用和解复用设备1进行传输以便向主组传输光纤输出信号的传输光纤11。

一般选择去复用的光信号与被插入信号的光波长相同。具有上述特性的光分插复用器2可以利用波长复用和去复用单元来制造，波长复用和去复用单元可以是介质多层滤波器、WDM耦合器、光纤光栅和AWG或类似的装置。因此早已提出具有多种结构的波长复用和去复用单元，见题目是《使用光纤光栅的光分插复用器及其限制因素的试验》的第一篇文献(刊登在“电子、信息和通信工程师学会”的预备文件(1996年)的第747页)，以及刊登在1995年3月的“光波技术杂志”，13卷，第3册的第二篇文献《阵列波导N×N波长复用器的传输特性》。

如上所述，实际的WDM光通信系统需要使用至少一对光纤作为上行和下行线路，因此光波长复用和去复用设备1由至少两个或更多个图9所示的光分插复用器2组成。

图10是一个使用光分插复用器2的光波长复用和去复用设备1的建议结构示例。如图10所示，光波长复用和去复用设备1包括一对分别用于上行和下行方向的光分插复用器2，而且每对光分插复用器2中的每一个与光纤11相连以用于去复用，并且与光纤10相连以用于插入和复用。

在使用图10所示的光波长复用和去复用设备1的WDM光通信网络中，由于光信号的某些损耗，正常段的光信号电平方案发生变化，在某一段处切断了传输光纤时，这些光信号已通过正常段。

图11是一个简单WDM网络的框图示例，它克服了建议的系统的不足。在图11的网络中，段D、E和F分别处于端局A、B、C与光波长复用和去复用设备1之间。在段D、E和F的每一段需要中继器REP来保持预定的信号电平。

另外，假设光波长复用和去复用设备1运用了图10所示的结构，同时假设下图表1所示信号的每个波长被安排与每个终端局通信。(图表1)

端局ABλ2

端局BAλ2

端局BCλ3

端局CBλ3

端局CAλ1

端局ACλ1

因此，具有图12所示的一个波长的光信号在每个传输通道传送，进而图12中的图圈用来标志信号光纤。

在此我们考虑上述系统中段D的光缆被切断的情况。在此情况下，端局A和B或端局A和C之间的通信通道被切断，但是，端局B和C之间的一条通信通道被保留，因为段E和F是正常的。

因此，即使段D的光缆被切断，为了运行网络系统，端局B和C之间的通信最好不受影响。然而，两个波长e1和e3在正常情况下在段E的传输通道中传送。相反，若段D的光缆被切断，只有一个波长e3被传送到段E的传输通道。

依此类推，若某一段的传输通道被切断，通过另一个正常段的传输通道的大量信号就会减少。