[发明专利]通讯系统

说明书

本申请是申请人马科尼通讯有限公司于2000年4月1日提交的发明名称为“通讯系统”的中国专利申请00122261.9的分案申请。

技术领域

本发明涉及通讯领域，特别是波长编码光通讯系统，更具体地是涉及光学开关装置，即插入、分出和复用或切换波长编码光通道的装置。

背景技术

光通讯系统是通讯网络基本的和迅速发展的重要组成部分。本文所公开的光通讯系统涉及任何利用光信号传输信息的系统。这种光学系统包括但不局限于电信系统，有线电视系统和局域网(LANS)。在出版的Prentice Hall，N.Y.Gowar编辑的《光通讯系统》一书中描述了光学系统。目前，多数光通讯系统被构成为经一个或多个波导管传输单波长的光通道。为了传输来自多个信号源的信息，经常使用时分多路复用(TDM)的方式。在时分多路复用方式中，将一个特定的时隙分配给每个信号源，来自一个信号源的完整信号是从自相关时隙所汇集的信号部分重新构成的。虽然对于在单个通道上传送来自多个信号源的信息这是一种有用的技术，但是其光纤色散和产生高峰值功率脉冲的要求却限制了它的容量。

在对通讯服务需求增长的同时，现有波导介质目前的容量却受到限制。虽然容量可加以扩展，例如铺设更多的光缆，但是其费用昂贵。因此，需要有一种低成本的方式来提高现有光波导的容量。

现在，使用波分复用(WDM)来提高现有光纤网络的容量。在一个WDM系统中，在单个波导上传输多个光信号通道，对每个通道进行波长编码，即向其分配不同部分的光谱。理想上每个通道被分配到一个以单波长为中心的波长带。而实际上，由于现有光源的缺点，对载波的调制造成的光谱展宽以及由于传输介质的色散和传播，每个信号通道将或多或少地扩散出该光谱的范围。下面将解释本文的波长基准。

光纤网络通过测试允许将载有承载模拟或数字信号的WDM通道(WDM信号)的光信号从一个环路、环、网孔的单元或网络线路中的一条光纤以光的形式直接传送到网络的不同的环路、环、网孔单元或网络线路，无需在网络的互连点将该信号转换成电信号形式。这些互连点或节点包括光学分插复用器OADMs或光学交叉连接OXCs.

1998年9月，西班牙马德里的欧洲光学通信学会，和1998年2月美国光纤学会的会刊，描述了几种实现光学分插复用器(或切换)和光学交叉连接开关的方法。

图1表示一种已知的光学分出插入装置。该装置具有四个外端口，分别由矩形框中的数字表示。外端口1是输入端口，用于包括一组输入通道Sin的输入信号。该组Sin可由一组直通通道St和一组转储通道Sd所组成。端口2是转储端口，其中转储信号包括转储通道引出组Sd。外端口3是直通端口，用于输出包括直通通道组St和任意加通道Sa的直通信号，端口4是插入端口，用于引入包括插入通道Sa的插入信号。对上述通道进行波长编码，(例如WDM)光通道。

根据图1的已知装置，通过将一组Sin＝St+Sd传送到第一光环行器16的第一端口1，可获得一个或更多由输入通道组Sin中选择的通道。这些通道将在一个第二端口17退出光环行器16。一串由矩形表示的可调滤光器位于光导15，依次由第一环行器16的第二端口17到第二环行器18上的第一端口19，使得输入通道组Sin中所选择的St由该串滤光器传送至第二环行器18，而输入通道组Sin中的其它Sd被反射回第一环行器16的第二端口17，在其第三端口，即分支端口2引出，以形成分支信号。

直通通道St在其第一端口19进入第二环行器18，在直通端口3引出而形成直通信号。如果希望在直通端口3将通道Sa插入直通信号，即取代那些因被某一滤光器反射的结果而分支的通道Sd，这些通道Sa可在第三端口，即第二环行器18的插入端口4插入，使得它们在第一端口19引出，并且遇到位于第一和第二光环行器之间的该串滤光器。如果插入通道Sa被分配到与分出通道S_D相同波长的一些波长中，它们将在其第一端口19被反射回第二环行器18，并与直通通道St一起在直通端口3引出。

在图1的装置中，波导15中需要一个滤光器，从每个输入通道的第一环行器到第二环行器。将滤光器配置成可由与信道的光谱宽度可比的数量来失谐或调节，从而实现转换。因此，如果使一个滤光器正规地反射转定信道，失谐则会使其通过该通道。另外，可使滤光器正规通过并失谐以反射特定通道。这个过程亦适用于从全部输入组Sin中所选择的任意子组通道。