專利名稱：具有無源集線器的wdm光傳輸系統的制作方法
一種用于波分復用(wavelength division multiplexing，WDM)光傳輸系統的方法和設備，其中該光傳輸系統包括一個只執行光信號處理的無源集線器(passive hub)，而所關聯的電子信號處理則在這個無源集線器外執行。
光或光纖傳輸系統是眾所周知的。典型的光傳輸系統包括一個處在中央位置的稱為頭端(head-end)的物理實體，具有從此延伸的一條或多條干線。每條干線具有多條從此延伸入用戶區的支線，每個用戶通過一個線路分接頭接到支線或服務線上。在頭端與用戶區之間的距離相當長時，可以沿干線部署一些插入的分配集線器(distribution hub)來提高供給用戶的信號的強度和質量。
在整個文件中，術語波分復用(WDM)是指用單條光纖同時發送幾個通信信道，每個信道用與其他信道不同的光波長發送數據。術語密集波分復用(dense wavelength division multiplexing，DWDM)是指使用一些相互比較接近的光的波長的WDM技術。
圖1示出了一個典型的光WDM傳輸系統。圖1這個WDM傳輸系統100具有一個或多個節點105，各自接收光信號171和發送光信號111。在這個典型的WDM傳輸系統100中，每個節點105包括多個波長控制發射機110。這些波長控制發射機110的信號通過一條光纖線路發送給分配集線器120。該分配集線器120主要用來將所有的輸入光信號111組合成信號125發送給頭端140。分配集線器120通常還包括一個DWDM組件130，用來處理光信號125。頭端140包括一個密集波分解復用器(dense wavelengthdivision demultiplexer，DWDD)150，用來對信號125進行處理，再將它們傳送給接收機160作進一步處理，以得出所發送的信息。通常，對于每個信號的相應波長有一個相應的接收機160。
上述這種典型的光傳輸系統有一個問題，DWDM組件130必須放置在分配集線器120內，否則就會變得對溫度變化敏感，而這將影響DWDM的性能。在任何一個節點的溫度改變時，那個節點的波長也可改變。波長的這種改變于是可以使來自這個節點的光信號的波長與來自一個第二節點的光信號的波長重合或接近。這樣，在分配集線器處檢測經組合的光信號時將會有由于第一節點的波長疊加在第二節點的波長上而引起的非常強的噪聲(例如，差拍噪聲)。應對這個問題的一種技術是采用DWDM波長穩定技術，如在授予Schemmann等人的美國專利6,271,944中所揭示的那樣。該專利在這里列作參考予以引用。
這種典型的光傳輸系統的第二個派生的問題是系統的靈活性和容量由于上面提到的溫度影響而受到限制。
因此，所希望的是有一種這樣的光傳輸系統，在這種光傳輸系統中在一個分配集線器處執行的DWDM處理基本上與溫度變化無關。
本發明的一個特征是提供一種具有一個無源集線器即分配集線器的光傳輸系統，在這個無源集線器內信號處理實質上局限于光信號處理，而有關的電子信號處理則在別處執行。這樣產生的光傳輸系統因此能與溫度無關地工作，這有效地降低或者消除由于溫度而引起的所發送的光信號中的波長起伏。這種產生的光傳輸系統還提高了系統容量和靈活性。
在第一通用形態中，本發明提供了一種光傳輸系統，這種光傳輸系統包括多個光信號發射機，用來接收RF信號輸入和發送光信號，其中每個光信號發射機產生一些具有一個第一特征波長的光信號；耦合到所述光信號發射機上和耦合到至少一個頭端上的多條光傳輸線，所述頭端包括至少一個DWDM信號接收機；所述至少一個DWDM信號接收機具有一個第二特征波長，所述第二特征波長與光信號發射機的第一特征波長相應；一個來自所述至少一個DWDM信號接收機的輸出端；至少一個耦合到所述至少一個DWDM信號接收機的所述輸出端上的信息信號線；而其中沒有分配集線器可操作地耦合在所述多個光信號發射機與所述頭端之間。
本發明的第二通用形態提供了一種用光學方法發送一個信號的方法，這種方法包括下列步驟接收多個RF信號輸入；將多個光信號從至少一個光發送源發送到多條光傳輸線上，其中每個光信號具有一個第一特征波長；將所述光傳輸線中的至少一條光傳輸線耦合到至少一個頭端上，所述頭端包括至少一個具有一個第二特征波長的DWDM信號接收機，所述第二特征波長與光信號發射機的第一特征波長相應；發送來自所述至少一個DWDM信號接收機的輸出；將至少一條信息信號線耦合到所述至少一個DWDM信號接收機的所述輸出端上；而其中沒有分配集線器可操作地耦合在所述光傳輸線中的所述至少一條光傳輸線與所述頭端之間。
在第三通用形態中，本發明提供了一種光傳輸系統，這種光傳輸系統包括多個光信號發射機，用來接收RF信號輸入和發送光信號，其中每個光信號發射機產生一些具有一個第一特征波長的光信號；多個發射機簇(cluster)，每個發射機簇包括所述光信號發射機中的至少一個光信號發射機；耦合到所述光信號發射機上和耦合到至少一個頭端上的多條光傳輸線，所述頭端包括至少一個DWDM信號接收機；所述至少一個DWDM信號接收機具有一個第二特征波長，所述第二特征波長與光信號發射機的第一特征波長相應；一個來自所述至少一個DWDM信號接收機的輸出端；至少一個耦合到所述至少一個DWDM信號接收機的所述輸出端上的信息信號線；而其中沒有分配集線器可操作地耦合在所述多個光信號發射機與所述頭端之間。
從以下對本發明的典型實施例的更為具體說明中將清楚地看出本發明的以上特征和其他一些特征。
下面將參考附圖對本發明的這些典型實施例進行詳細說明，在這些附圖中同樣的標記所標的是同樣的組成部分，其中圖1為例示有關技術的光傳輸系統的示意圖；圖2為例示作為本發明的第一實施例的光傳輸系統的示意圖；以及圖3為例示作為本發明的第二實施例的光傳輸系統的示意圖。
下面將詳細說明用于一種包括一個無源集線器的WDM光傳輸系統的方法和設備，在這個無源集線器內只執行光信號處理，因此保證了光信號不會受溫度起伏的影響。
圖2示出了作為本發明的第一實施例的WDM光傳輸系統200，且該WDM光傳輸系統200包括一個發射機220的發射機簇210、可操作地組合成單條傳輸光纖260的多條傳輸光纖212和一個包括接收機280的頭端270。接著信息從接收機280被移出作為信號281-285。
各個發射機220在標為λ1、λ2、λ3...等的特定波長上工作。每個發射機220還包括一個標為u1、u2、u3...等的上變頻組件(upconversionpackage)225，用來將信號211內的信息上變頻到一個特定的頻帶。上變頻器也可以稱為“信號再分隔器”。對于每個上變頻器來說，這個頻帶將是唯一的。也就是說，上變頻器1的輸入將上變頻到頻帶1，上變頻器12的輸入將上變頻到頻帶2，諸如此類。這些頻帶的寬度是使得在這些頻帶之間沒有交疊。
經上變頻的信號發送到光纜212上。在圖2這個實施例中，光纖線路212示為在單點235處組合，然后信號沿光纖線路260傳輸。注意，在這個實施例中不需要分配集線器。此外，個體光纖線路212可以用各種配置來組合。兩條光纖線路212可以在第一位置處組合，而另兩條光纖線路212可以在第二位置處組合。接著，這兩條組合后的光纖線路可以再在第三位置處組合。這種獨立于位置的組合光纖線路的能力提供了極大的靈活性，而且可以減少所必需的光纖線路的數量。用來組合光纖線路的裝置尤其可以是一個巳知的分路器/組合器裝置。
這種光傳輸系統的另一個特征在頭端270處非常明顯。在頭端270只需要單個接收機280。在所示的這個實施例中，接收機280具有五個輸出。接收機可以具有與發射機簇210處的發射機一樣多的輸出。可以只用單個接收機280是因為光信號已經在它們的起源處由發射機簇210的發射機220內的上變頻器225隔離。接收機可以是在該技術領域內所知類型的接收機。
波長λ1、λ2、λ3...應該相互離開足夠遠，使得不要求用諸如WDM組件之類的附加設備將它們隔離。近似為50GHz的隔離就足夠了，這相應于波長隔離為c/50GHz，其中c為光速。隔離只要足以使這些波長不致相互會聚就可以了，這意味著甚至是一個不很精細的發射機設計也便足夠了。
現在來看圖3，圖中示出了一個擴展的光傳輸系統300。光傳輸系統300包括多個發射機簇310、410、510，分別標為簇A、簇B、直至簇I，其中I是某個自變數(independent number)。每個發射機簇310是一個邏輯簇，也就是說，一個發射機簇內的發射機320、420、520是在邏輯上編組，而不是由于它們在物理上相互鄰近。
在單個發射機簇內，例如在發射機簇310內，可以有多到n個發射機320分別與n個光波長相應，其中n為某個數，通常為4，但也可以更大。每個發射機320包括一個標為u1、u4、un等的上變頻組件315。這n個發射機320執行n個唯一的上變頻，因此提供來自發射機簇A 320的n個經上變頻的信號312。這n個經上變頻的信號于是可以在現場任何地方予以組合，且在這種光傳輸系統內任何地方都不需要DWDM組件。
類似地，發射機簇B 410提供來自n個上變頻組件415的n個經上變頻的信號412。發射機簇C 510也類似地產生來自n個上變頻組件515的n個經上變頻的信號512。每個發射簇310、410、510可以有數量不同的發射機，也就是說發射機簇A 310可以有n個發射機，而發射機簇B 410可以有m個發射機，其中n與m是不相等的。
然而，與發射機簇A 310關聯的這些波長不同于與其他發射機簇關聯的那些波長。也就是說，λ1A不同于λ1B，λ1B不同于λ1I，等等。在信號上變頻后，且而且由于這些波長是不同的，這些信號可能處在同一個頻帶內。因此，每個波長可以被組合成單個DWDM信道。這樣，鏈路的容量就增加為x倍，其中x通過對Ni求和而進行計算，這里i是從1至簇數求和，而Ni是每個簇內的發射機數。
此外，DWDM不需要是很近地間隔開的。在一個典型的傳輸系統中，如果波長全都不同，而那些波長中的每個波長都需要一個DWDM的話，現在就將需要極多的DWDM。然而，在圖3這個實施例中，實際上并不要求有DWDM。相反，在分配集線器450內示出的DWDM 451是一個任選項。正如來自單個簇410的光纖線路412如以上所述可以隨意組合那樣，來自不同簇的光纖線路436、446也可以隨意組合。
無論是否存在可選的分配集線器450，這些光信號都接著提供給頭端460，在密集波分解復用器(DWDD)461內處理該信號。在這個實施例中，DWDD用來對信號進行解復用，之后該解復用的信號被傳送給它自己的簇接收機462、463。各接收機于是以通常的方式輸出它自己的RF輸出流470、480。
在這里給出的這種光傳輸系統具有若干有利之處。首先，減少了接收機總數。第二，發射機設計可以是不很精細的，因為它不需要有精確的容差。第三，增大了整個光傳輸系統的容量。最后，改善了總體靈活性，因為有可能隨處組合信號。
盡管以上結合所列舉的這些具體實施例對本發明作了說明，顯然，對于本技術領域的技術人員來說許多替換、修改和變更都是顯而易見的。因此，上面所提出的本發明的這些典型實施例只是例示性的而不是限制性的。在不背離如以下權利要求書中所給出的本發明的精神實質和范圍的情況下各種改動都是可行的。
權利要求
1.一種光傳輸系統，所述光傳輸系統包括多個光信號發射機，用來接收RF信號輸入和發送光信號，其中每個光信號產生具有第一特征波長的光信號；耦合到所述光信號發射機上和耦合到至少一個頭端上的多條光傳輸線，所述頭端包括至少一個DWDM信號接收機；所述至少一個DWDM信號接收機具有第二特征波長，所述第二特征波長與該光信號發射機的第一特征波長相應；一個來自所述至少一個DWDM信號接收機的輸出端；耦合到所述至少一個DWDM信號接收機的所述輸出端上的至少一個信息信號線；以及其中沒有分配集線器可操作地耦合在所述多個光信號發射機與所述頭端之間。
2.權利要求1的光傳輸系統，其中所述多個光信號發射機產生多個光信號，而所述多個光信號被自由組合。
3.權利要求1的光傳輸系統，其中每個光信號發射機包括一個上變頻器。
4.權利要求3的光傳輸系統，其中每個上變頻器由一個頻帶表征，而所述頻帶對于所述上變頻器是唯一的。
5.權利要求3的光傳輸系統，其中與所述上變頻器中的每一個相應的頻帶之間沒有交疊。
6.權利要求2的光傳輸系統，其中所述多個光信號用一個分路器/組合器裝置組合。
7.權利要求1的光傳輸系統，其中來自所述至少一個DWDM接收機中的第一DWDM接收機的輸出和來自所述至少一個DWDM接收機中的第二DWDM接收機的輸出是具有不同波長的信號，而所述不同波長并不會聚。
8.一種用光學方法發送一個信號的方法，所述方法包括下列步驟接收多個RF信號輸入；將多個光信號從至少一個光發送源發送到多條光傳輸線上，其中每個光信號具有第一特征波長；將所述光傳輸線中的至少一條光傳輸線耦合到至少一個頭端上，所述頭端包括至少一個具有第二特征波長的DWDM信號接收機，所述第二特征波長與光信號發射機的第一特征波長相應；發送來自所述至少一個DWDM信號接收機的輸出；將至少一條信息信號線耦合到所述至少一個DWDM信號接收機的所述輸出端上；以及其中沒有分配集線器可操作地耦合在所述光傳輸線中的所述至少一條光傳輸線與所述頭端之間。
9.權利要求8的方法，其中所述接收多個RF信號輸入的步驟包括將多個RF信號輸入接收到多個光信號發射機中。
10.權利要求8的方法，所述方法還包括在發送源與頭端之間的一個位置處將多條所述光傳輸線組合在一起的步驟。
11.權利要求8的方法，所述方法還包括在發送來自至少一個發送源的多個光信號的步驟前將該多個光信號上變頻的步驟。
12.一種光傳輸系統，所述光傳輸系統包括多個光信號發射機，用來接收RF信號輸入和發送光信號，其中每個光信號發射機產生具有第一特征波長的光信號；多個發射簇，每個發射簇包括所述光信號發射機中的至少一個光信號發射機；耦合到所述光信號發射機上和耦合到至少一個頭端上的多條光傳輸線，所述頭端包括至少一個DWDM信號接收機；所述至少一個DWDM信號接收機具有第二特征波長，所述第二特征波長與該光信號發射機的第一特征波長相應；一個來自所述至少一個DWDM信號接收機的輸出端；耦合到所述至少一個DWDM信號接收機的所述輸出端上的至少一個信息信號線；以及其中沒有分配集線器可操作地耦合在所述多個光信號發射機與所述頭端之間。
13.權利要求12的光傳輸系統，其中所述多個光信號發射機產生多個光信號，而所述多個光信號被自由組合。
14.權利要求12的光傳輸系統，其中每個光信號發射機包括一個上變頻器。
15.權利要求14的光傳輸系統，其中每個上變頻器由一個頻帶表征，而所述頻帶對于所述上變頻器是唯一的。
16.權利要求14的光傳輸系統，其中在與所述上變頻器的每一個相應的頻帶之間沒有交疊。
17.權利要求13的光傳輸系統，其中所述多個光信號用一個分路器/組合器裝置組合。
18.權利要求12的光傳輸系統，其中所述頭端包括單個接收機。
19.權利要求12的光傳輸系統，其中所述頭端包括多個接收機。
20.權利要求12的光傳輸系統，其中所述頭端包括至少一個密集波分解復用器(DWDD)裝置。
21.權利要求12的光傳輸系統，其中來自所述至少一個DWDM接收機中的第一DWDM接收機的輸出和來自所述至少一個DWDM接收機中的第二DWDM接收機的輸出是具有不同波長的信號，而所述不同波長并不會聚。
全文摘要
本發明提供了一種用于波分復用(WDM)光傳輸系統(200)的方法和設備，該光傳輸系統(200)具有一個起著無源集線器作用的光信號發射機(220)，在其中只執行光信號處理，而所關聯的電子信號處理在無源集線器外執行。無源集線器包括上變頻器裝置(225)，其將光信號頻帶放置到允許在檢測器(461)處分離出這些頻帶的頻率上。檢測器(461)因此可以同時用一個以上的波長加載。光傳輸信號用光學方法組合和/或放大后加到單條光纖上，饋給頭端裝置(270)，在那里這些光傳輸信號的波長被解復用且饋給接收機(280)。
文檔編號H04B10/207GK1623291SQ02826195
公開日2005年6月1日 申請日期2002年12月10日 優先權日2001年12月27日
發明者M·F·C·謝曼, V·G·穆塔利基 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司