具有分布式信號再生作用的光網絡的製作方法

2023-09-23 03:30:35 4

專利名稱：具有分布式信號再生作用的光網絡的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於再生光信號的依據權利要求1前序部分所述的裝置、還涉及帶有至少第一和第二這類裝置的光信息傳遞網絡以及再生光信號的依據權利要求13前序部分所述的方法。
在光信息網絡中，由發射機將存儲在光波導體內的WDM-二進位信號(「WDM」＝波分多路復用或波長多路復用)通過一個或者多個網絡節點傳遞給接收機。在這種情況下，由噪聲、串音、傳播時間差等引起的幹擾累加。特別是帶有許多網絡節點和較長光波導體距離的大型光網絡尤為如此。
為補償幹擾影響使用光再生器，例如所謂的3R-再生器。在3R-再生器(Reamplyfying，Retiming，Reshaping)中，將接收的二進位光信號放大，依據脈衝和波形再制，然後繼續傳遞。例如為此將接受的光信號先輸送到光-電轉換器內。將由轉換器提供的電信號放大和濾波，然後繼續傳遞到掃描裝置。掃描裝置判定已接受的是邏輯「1」還是邏輯「0」，並將相應的信號提供給信號整形裝置。該裝置在由脈衝再生器確定的時間點控制電-光轉換器，從而確保由轉換器發出的光信號準確發出脈衝。
3R-再生器的例子在「電信報導」1987年3月第10卷，109-114頁專業為「多路復用-和線路裝置」中有所介紹。
由於在3R-再生器中要求進行光-電和電-光轉換，其製造成本相當高。這一點在使用帶有大量埠(大量耦合的光波導體和大量多路復用的波長)的網絡節點的情況下特別具有缺陷，因為在3R-再生器上使用與埠數相應的數量。此外，3R-再生器需要相當多的佔位。
本發明的目的在於，提供一種再生光信號的新型裝置，一種新型的光信息傳遞網絡，以及一種再生光信號的新型方法。
此目的和其他目的由此得以實現，即提供一種再生光信號的裝置，其帶有一個或者多個單元用於再生多個不同的由該裝置接收的光信號，其中，該裝置具有測定所接收的光信號質量的單元；其中，信號再生單元只再生由質量測定單元測定的信號質量較差的那些信號。
此外，本發明通過權利要求13所述的方法以及通過權利要求15所述的光信息傳遞網絡實現了上述和其他目的。
本發明具有優點的進一步構成在從屬權利要求中予以說明。
優選的是，每個信號再生單元這樣構成，使它可以在一定時間再生一定數量的由該裝置接收的光信號(例如各一個光信號)。依據本發明一具有優點的構成，信號再生單元的數量小於由該裝置接收的信號的數量。這一點是可能的，因為在統計方法上，接收的信號只有一部分質量較差而需要再生。
減少信號再生單元的數量可以降低製造成本和再生裝置的尺寸。
下面藉助多個實施例和附圖對本發明作詳細說明。其中

圖1示出在可變波長下工作的3R-再生器的原理圖；圖2示出在固定波長下工作的3R-再生器的原理圖；圖3示出依據本發明第一實施例光信息網絡的示意圖；圖4示出依據本發明另一實施例光信息網絡的示意圖；圖5a示出使用圖3信息網絡情況下光信號再生裝置的示意圖；圖5b示出使用圖3信息網絡情況下另一光信號再生裝置的示意圖；以及圖6示出使用圖4信息網絡情況下光信號再生裝置的示意圖。
依據圖1，在本發明第一實施例中使用的在可變波長下工作的第一3R-再生器1a具有光輸入端4，濾光器2，電-光轉換器3，信號處理裝置5，調製器6，雷射二極體7和光輸出端8。
通過光波導體傳遞的脈衝光信號DC1輸送到3R-再生器1a的輸入端4，然後輸入濾光器2。該濾光器只允許波長處於一定波長範圍內的信號通過。濾光器2的通過-波長範圍通過由圖5a中示出的控制裝置9輸送的第一控制信號S1可變地調整。
再參見圖1，濾光器2輸出的信號輸送到光-電轉換器3，並由該轉換器轉換成電信號，輸入到信號處理裝置5內。在信號處理裝置5中，先將電信號放大，然後掃描，從而可以判定是接收邏輯「1」還是邏輯「0」。接著，根據脈衝再生器(未示出)確定的時間從信號處理裝置5向調製器6輸出控制信號。調製器根據控制信號允許由雷射器二極體7產生的雷射射束通過，從而在輸出端8上發出與光輸入信號DC1相比放大了的，以及依據脈衝和波形再制的脈衝光輸出信號DC1reg。
由雷射器二極體7產生的雷射射束具有一波長，該波長通過由控制裝置9輸送的第二控制信號S2可變地調整。
如圖5a所示，在本發明第一實施例中使用的第一信號再生裝置10a在圖1所示的第一3R-再生器1a旁邊具有第二3R-再生器1b，以及第三3R-再生器1c。第二和第三3R-再生器1b，1c與上述的第一3R-再生器1a結構相同。
此外，第一信號再生裝置10a包括信號輸送裝置11，上述的控制裝置9和一信號質量測定裝置12。
第一信號再生裝置10a為圖3中示出的光信息網絡13的一部分。該網絡-除了第一信號再生裝置10a外-，還具有第二信號再生裝置10b，第三信號再生裝置10c，第四信號再生裝置10d，這裡沒有示出的其他信號再生裝置，以及多個網絡節點14a，14b。各網絡節點14a，14b相互間在信號再生裝置10a，10b，10c，10d的中間連接下通過光波導體束15a，15b，15c，15d連接。
例如，第一光波導體束15a從第一網絡節點14a向第一信號再生裝置10a分布，從那裡第二光波導體束15b向第二信號再生裝置10b分布。該裝置通過第三光波導體束15c連接到第二網絡節點14b上。
再參見圖5a，每個光波導體束15a，15b，15c，15d具有多個(這裡為三個)光波導體16a，16b，16c，16d，16e，16f。在每個光波導體16a，16b，16c，16d，16e，16f內，各自藉助波長多路復用傳遞多個(這裡為四個)不同的脈衝光信號。在這裡示出的實施例中，第一光波導體16a傳遞四個多路復用的信號DA1，DA2，DA3，DA4，第二光波導體16b傳遞四個其他的多路復用的信號DB1，DB2，DB3，DB4，第三光波導體16c傳遞四個多路復用的信號DC1，DC2，DC3，DC4。
第一光波導體16a的四個信號DA1，DA2，DA3，DA4，以及第二光波導體16b的第一和第二信號DB1，DB2(即上述信號DA1，DA2，DA3，DA4，DB1，DB2，DB3，DB4，DC1，DC2，DC3，DC4的第一分量)-不通過信號再生裝置10a進行再生-直接傳遞到第四和第五光波導體16d，16e，並從那裡向第二信號再生裝置10b和第二網絡節點14b的方向繼續傳遞。
而第二光波導體16b的第二和第三信號DB3，DB4，以及第三光波導體16c的四個信號DC1，DC2，DC3，DC4(即上述信號DA1，DA2，DA3，DA4，DB1，DB2，DB3，DB4，DC1，DC2，DC3，DC4的第二分量)輸送給信號質量測定裝置12。
該裝置包括傳統的Q-監視器(未示出)，它測定各信號DB3，DB4，DC1，DC2，DC3，DC4的各自質量。在取決於所測定的信號質量的情況下，由信號質量測定裝置12選出最多三個信號(這裡為兩個信號DB4，DC1)由信號再生裝置10a進行再生。例如，分別選出信號質量最差的三個信號，或者例如選出其質量低於預定額定值的所有信號。然後信號質量測定裝置12向控制裝置9發出信號選擇信號Q，以便通知它要再生信號DB4，DC1。
由信號質量測定裝置12接收的全部信號DB3，DB4，DC1，DC2，DC3，DC4繼續傳遞給信號輸送裝置11。通過控制裝置9的信號R通知該裝置，哪個信號(這裡為信號DC1)由第一3R-再生器1a再生，哪個信號(這裡為信號DB4)由第二3R-再生器1b再生，哪個信號(這裡無信號)由第三3R-再生器1c再生。信號輸送裝置11將所要再生的信號DC1，DB4繼續傳遞給相應的3R-再生器1a，1b。與此相比-未再生-信號DB3直接連接到光波導體16e，信號DC2，DC3，DC4直接連接到光波導體16f，從那裡將它們向第二信號再生裝置10b和第二網絡節點14b的方向繼續傳遞。
藉助與上面圖1相關介紹的第一控制信號S1，控制裝置9向第一3R-再生器1a傳輸由它所要再生的信號DC1的波長。第二控制信號S2的作用是確定由第一3R-再生器1a發出的再生信號DC1reg具有的波長。該波長可以與所要再生的信號DC1的波長相當，但也可以選擇與該波長不同。
與第一和第二控制信號S1，S2相應的控制信號S3，S4或S5，S6也由控制裝置9發送到第二和第三3R-再生器1b，1c。按照這種方式，確定由各自的3R-再生器1b，1c所要再生的信號DB4以及由各自的3R-再生器1b，1c再生的信號DB4reg具有的波長。
根據與上面圖1相關介紹的方式，輸入到各自3R-再生器1a，1b，1c中的信號DC1或DB4進行3R-再生，並將由各自的3R-再生器1a，1b，1c產生的再生的輸出信號DC1reg，DB4reg輸入到信號輸送裝置11內。該裝置將再生的信號DB4reg繼續傳遞到光波導體16e，並將再生的信號DC1reg繼續傳遞到光波導體16f。
全部信號DA1，DA2，DA3，DA4，DB1，DB2，DB3，DB4reg，DC1reg，DC2，DC3，DC4然後通過相應的光波導體16d，16e，16f繼續傳遞到第二信號再生裝置10b。該裝置依據圖5b與第一信號再生裝置10a結構類似，並具有第四3R-再生器1a｀，第五3R-再生器1b｀，第六3R-再生器1c｀，信號輸送裝置11｀，控制裝置9｀，和信號質量測定裝置12｀。第四、第五和第六3R-再生器1a｀，1b｀，1c｀與上面結合圖1介紹的第一3R-再生器1a結構相同。
依據圖5b，第六光波導體16f的四個信號DC1reg，DC2，DC3，DC4，以及第五光波導體16e的第三和第四信號DB3，DB4reg-不通過信號再生裝置10b進行再生-直接繼續傳遞到第三光波導體束的第七和第八光波導體16g，16h，並從那裡向第二網絡節點14b的方向傳遞。
而第五光波導體16e的第一和第二信號DB1，DB2，以及第四光波導體16d的四個信號DA1，DA2，DA3，DA4輸送給信號質量測定裝置12｀。
該裝置與圖5a所介紹的信號質量測定裝置12結構相應。該裝置具有傳統的Q-監視器(未示出)，它測定信號DA1，DA2，DA3，DA4，DB1，DB2的質量。在取決於所測定的信號質量的情況下，由信號質量測定裝置12｀選出最多三個信號(這裡為三個信號DA4，DB1，DB2)，由信號再生裝置10b進行再生。然後信號質量測定裝置12｀向控制裝置9｀發出信號選擇信號Q｀，以便通知它應再生哪個信號DA4，DB1，DB2。
由信號質量測定裝置12｀接收的全部信號DA1，DA2，DA3，DA4，DB1，DB2繼續傳遞給信號輸送裝置11｀。通過控制裝置9的信號R｀通知該裝置，哪個信號(這裡為信號DA4)由第四3R-再生器1a｀再生，哪個信號(這裡為信號DB1)由第五3R-再生器1b｀再生，哪個信號(這裡為信號DB2)由第六3R-再生器1c｀再生。信號輸送裝置11｀將所要再生的信號DA4，DB1，DB2繼續傳遞給相應的3R-再生器1a｀，1b｀，1c｀。與此相比-未再生-信號DA1，DA2，DA3直接連接到光波導體16g，並從那裡向第二網絡節點14b的方向繼續傳遞。
控制裝置9｀與上面結合圖1和圖5a所介紹的控制裝置9結構相應。它向第四、第五或第六3R-再生器1a｀，1b｀，1c｀各自提供控制信號S1｀，S2｀或S3｀，S4｀或S5｀，S6｀，以便確定由各自3R-再生器1a｀，1b｀，1c｀所要再生的信號DA4，DB1，DB2以及由各自3R-再生器1a｀，1b｀，1c｀再生的信號DA4reg，DB1reg，DB2reg應該具有的波長。
如上面與圖1相關介紹的那樣，輸入到相應3R-再生器1a｀，1b｀，1c｀中的信號DA4，DB1，DB2進行3R-再生，並將由相應的3R-再生器1a｀，1b｀，1c｀產生的再生的輸出信號DA4reg，DB1reg，DB2reg輸入到信號輸送裝置11內。該裝置將再生的信號DA4reg繼續傳遞到光波導體16g，將再生信號DB1reg，DB2reg傳遞到光波導體16h，並從那裡將信號DA4reg，DB1reg，DB2reg-與其他信號DA1，DA2，DA3，DB3，DB4reg，DC1reg，DC2，DC3，DC4相應-繼續向第二網絡節點14b的方向傳遞。
在一可選擇的、這裡沒有示出的實施例中，使用3R-再生器，它們與圖1或圖5a，5b中示出的3R-再生器1a，1b，1c，1a｀，1b｀，1c｀不同的是，沒有濾光器。裝入3R-再生器內的濾光器的功能由裝入信號輸送裝置內的濾光器承擔，該信號輸送裝置的其餘部分與圖5a和5b介紹的信號輸送裝置11，11｀相當。
下面，藉助圖2、4和6對本發明的另一實施例進行說明。
依據圖2，在這種情況下使用的，在第一固定波長λ1下工作的3R-再生器1a｀｀具有光輸入端4｀｀，濾光器2｀｀，電-光轉換器3｀｀，信號處理裝置5｀｀，調製器6｀｀，雷射二極體7｀｀和光輸出端8｀｀。
通過光波導體傳遞的脈衝光信號DD4輸送到3R-再生器1a｀｀的輸入端4｀｀，然後輸入濾光器2｀｀。該濾光器只允許其波長處於一定固定波長範圍內的信號通過。
將由濾光器2｀｀輸出的信號輸送到光-電轉換器3｀｀，並由其轉換成電信號輸入到信號處理裝置5｀｀內。在信號處理裝置5｀｀內，先將電信號放大，然後掃描，從而可以判定是接收了邏輯「1」還是邏輯「0」。接著，根據脈衝再生器(未示出)確定的時間從信號處理裝置5｀｀向調製器6｀｀輸出控制信號。調製器根據控制信號允許由雷射器二極體7｀｀產生的固定波長的雷射射束通過，從而在輸出端8｀｀上發出與光輸入信號DD4相比放大了的，以及依據脈衝和波形再制的脈衝光輸出信號DD4reg。
由雷射器二極體7｀｀產生的雷射射束具有相當於輸入信號DD4波長λ1的波長。在一可選擇的這裡未示出的實施例中，由雷射器二極體7｀｀產生的雷射射束也可以具有與輸入信號DD4的波長不同的波長。
如圖6所示，在本發明另一實施例中使用的第一信號再生裝置10a｀｀在圖2所示的3R-再生器1a｀｀旁邊具有另一3R-再生器1b｀｀，它在第二固定的波長λ2下工作。該再生器與圖2介紹的3R-再生器1a｀｀結構相同，除了它與濾光器2｀｀相應的濾光器只允許帶有上述第二固定波長λ2的信號通過外，而且它的與雷射器二極體7｀｀相應的雷射器二極體產生與第二固定波長λ2相應波長的雷射射束。
此外，第一信號再生裝置10a｀｀與圖5a和5b中示出的信號再生裝置10a，10b相應，包括信號輸送裝置11｀｀，控制裝置9｀｀和信號質量測定裝置12｀｀。
第一信號再生裝置10a｀｀為圖4中示出的光信息網絡13｀｀的一部分。
該網絡-除了圖6中示出的第一信號再生裝置10a｀｀外-還具有第二信號再生裝置10b｀｀，第三信號再生裝置10c｀｀，這裡沒有示出的其他信號再生裝置，以及多個網絡節點14a｀｀，14b｀｀，14c｀｀。各網絡節點14a｀｀，14b｀｀相互間通過由多個光波導體組成的光波導體束連接。信號再生裝置10a｀｀，10b｀｀，10c｀｀與本發明第一實施例不同的是，直接設置在網絡節點14a｀｀中，或各自為網絡節點14a｀｀的一部分。
再參見圖6，每個網絡節點14a｀｀通過連接在它上的光波導體束接收多個(這裡為八個)不同的波長多路復用的脈衝光信號DD1，DD2，DD3，DD4，DE1，DE2，DE3，DE4。其中，信號DD4和DE4以上述的第一固定波長λ1工作，信號DD3和DE3以上述第二固定波長λ2工作，信號DD2和DE2以第三固定波長λ3工作，信號DD1和DE1以第四固定波長λ4工作。
四個信號DD1，DD2，DE1，DE2(即上述信號DD1，DD2，DD3，DD4，DE1，DE2，DE3，DE4的第一分量)-不通過信號再生裝置10a｀｀進行再生-直接繼續向相應的其他網絡節點14a｀｀，14b｀｀，14c｀｀的方向傳遞。
而四個信號DD3，DD4，DE3，DE4(即上述信號DD1，DD2，DD3，DD4，DE1，DE2，DE3，DE4的第二分量)輸送給信號質量測定裝置12｀｀。
該裝置包括傳統的Q-監視器(未示出)，它測定信號DD3，DD4，DE3，DE4的質量。為每個信號波長各自單獨選出質量最差的信號由信號再生裝置10a｀｀再生(這裡信號DD4為波長λ1的信號，信號DE3為波長λ2的信號)。
信號質量測定裝置12｀｀然後將信號選擇信號Q｀｀發射到控制裝置9｀｀，以便通知它為進行再生而選出的信號DD4，DE3。
由信號質量測定裝置12｀｀接收的全部信號DD3，DD4，DE3，DE4繼續傳遞給信號輸送裝置11｀｀。通過控制裝置9｀｀的信號R｀｀通知該裝置，哪個信號(這裡為信號DD4)由3R-再生器1a｀｀再生，哪個信號(這裡為信號DE3)由其他3R-再生器1b｀｀再生。信號輸送裝置11將所要再生的信號DD4，DE3輸入相應的3R-再生器1a｀｀，1b｀｀。與此相比-未再生-信號DD3，DE4直接向相應的其他網絡節點14a｀｀，14b｀｀，14c｀｀的方向繼續傳遞。
根據與圖2相關介紹的方式，輸入到各自3R-再生器1a｀｀，1b｀｀中的信號DD4或DE3進行3R-再生，並將由各自的3R-再生器1a｀｀，1b｀｀產生的再生的輸出信號DD4reg，DE3reg輸入到信號輸送裝置11｀｀內。
該裝置將再生的信號DD4reg，DE3reg連同其他信號DD1，DD2，DD3，DE1，DE2，DE4繼續向網絡節點14a｀｀，14b｀｀，14c｀｀方向傳遞。該裝置具有與上述第一信號再生裝置10a｀｀相應的信號再生裝置10b｀｀，10c｀｀，然而其3R-再生器在不同於第一信號再生裝置10a｀｀的固定波長下工作(例如在上述第三和第四固定波長λ3，λ4下)。因此，例如在信號再生裝置10b｀｀中可以根據上述方式對信號DD2或者信號DE2和信號DD1或者信號DE1進行3R-再生。
因為每個信號再生裝置10a｀｀，10b｀｀，10c｀｀只具有少量幾個3R-再生器1a｀｀，1b｀｀，所以，信號再生裝置10a｀｀，10b｀｀，10c｀｀的製造成本相當低。
權利要求
1.再生光信號的裝置(10a)，帶有一個或者多個單元(1a，1b，1c)用以再生多個不同的由該裝置(10a)接收的光信號(DB3，DB4，DC1，DC2，DC3，DC4)，其特徵在於，該裝置具有一單元(12)用於測定所接收的光信號(DB3，DB4，DC1，DC2，DC3，DC4)的質量；信號再生單元(1a，1b，1c)只再生由質量測定單元(12)測定的信號質量差的那些信號(DC1，DB4)。
2.按權利要求1所述的裝置(10a)，其中，信號再生單元(1a，1b，1c)的數量小於由該裝置接收的光信號(DB3，DB4，DC1，DC2，DC3，DC4)的數量。
3.按上述權利要求之一所述的裝置(10a)，其中，信號再生單元(1a，1b，1c)為3R-再生器。
4.按上述權利要求之一所述的裝置(10a)，其中，每個信號再生單元(1a，1b，1c)放大和/或者依據脈衝和/或者依據波形再生輸送給它的信號(DC1，DB4)。
5.按上述權利要求之一所述的裝置(10a)，其中，接收的光信號(DB3，DB4，DC1，DC2，DC3，DC4)具有不同的波長，而且每個信號再生單元(1a，1b，1c)這樣設置，使它只能再生帶有預先規定的固定波長的信號(DB3，DB4，DC1，DC2，DC3，DC4)。
6.按權利要求1-4之一所述的裝置(10a)，其中，接收的光信號(DB3，DB4，DC1，DC2，DC3，DC4)具有不同的波長，而且每個信號再生單元(1a，1b，1c)可根據不同的規定波長進行可變地調節，從而它可以再生不同波長的信號(DB3，DB4，DC1，DC2，DC3，DC4)。
7.按權利要求6所述的裝置(10a)，它還具有控制單元(9)，該控制單元將由各自信號再生單元(1a，1b，1c)要再生的信號(DC1，DB4)的波長發射到各自信號再生單元(1a，1b，1c)上。
8.按上述權利要求之一所述的裝置(10a)，其中，信號再生單元(1a，1b，1c)這樣設置，使它們可以作為波長轉換器使用。
9.按上述權利要求之一所述的裝置(10a)，其中，信號再生單元(1a，1b，1c)只再生其信號質量低於預定額定值的信號(DC1，DB4)。
10.按權利要求1-8之一所述的裝置(10a)，其中，信號再生單元(1a，1b，1c)各自再生預定數量的具有最差信號質量的信號(DC1，DB4)。
11.按上述權利要求之一所述的裝置(10a)，其中，信號再生單元(1a，1b，1c)可以調整到不同的信號數據傳送率。
12.按權利要求1-10之一所述的裝置(10a)，其中，信號再生單元(1a，1b，1c)這樣設置，使它在預定的固定信號數據傳送率下工作。
13.再生光信號的方法，包括的步驟有接收多個不同的光信號(DB3，DB4，DC1，DC2，DC3，DC4)，其特徵在於，測定所接收的光信號(DB3，DB4，DC1，DC2，DC3，DC4)的質量，並只再生具有差信號質量的信號(DC1，DB4)。
14.按權利要求13所述的方法，還包括的步驟有提供多個信號再生單元(1a，1b，1c)，它們可以各自再生所接收的光信號(DB3，DB4，DC1，DC2，DC3，DC4)之一，其中，信號再生單元(1a，1b，1c)的數量小於所接收的光信號(DB3，DB4，DC1，DC2，DC3，DC4)的數量。
15.光信息傳遞網絡，帶有依據權利要求1-12之一所述的至少第一和第二裝置(10a，10b)、用於再生光信號，其中，第一裝置(10a)接收、處理多個不同的光信號(DA1，DA2，DA3，DA4，DB1，DB2，DB3，DB4，DC1，DC2，DC3，DC4)，並繼續傳遞給第二裝置(10b)；其中，第一裝置(10a)的信號再生單元(1a，1b，1c)這樣設置，使它們再生所接收信號(DB3，DB4，DC1，DC2，DC3，DC4)的第一分量，第二裝置(10b)的信號再生單元(1a，1b，1c)這樣設置，使它們再生與第一分量不同的所接收信號(DA1，DA2，DA3，DA4，DB1，DB2)的第二分量。
全文摘要
本發明涉及再生光信號的方法和裝置(10a)，帶有一個或者多個單元(1a，1b，1c)，它們可以再生由該裝置(10a)接收的不同的光信號(DB3，DB4，DC1，DC2，DC3，DC4)，其中，該裝置具有測定所接收的光信號(DB3，DB4，DC1，DC2，DC3，DC4)質量的單元(12)；信號再生單元(1a，1b，1c)只再生由質量測定單元(12)測定的信號質量較差的信號。
文檔編號H04B10/00GK1636337SQ02806812
公開日2005年7月6日 申請日期2002年2月25日 優先權日2001年3月20日
發明者J·－P·埃伯斯, C·格林根爾 申請人:西門子公司