可重构光分插复用器及其操作方法技术

本申请涉及一种开放、模块化和可扩展的光线路系统，更具体涉及可重构光分插复用器及其操作方法。可重构光分插复用器(ROADM)包括多个互连的ROADM块。每个ROADM块包括入口可切换增益放大器、耦合到入口可切换增益放大器的输出的输出功率检测器以及耦合到入口可切换增益放大器的输出的波长选择开关。每个ROADM块包括耦合到多个ROADM块的波长选择开关的多个分插块。ROADM包括控制器，该控制器被配置为从输出功率检测器接收输出信号功率的指示，并且基于接收到的输出信号功率的指示来调整入口可切换增益放大器的增益和均衡参数。

【技术实现步骤摘要】
可重构光分插复用器及其操作方法分案说明本申请属于申请日为2018年1月15日的中国专利技术专利申请No.201810035895.0的分案申请。
本申请涉及一种开放、模块化和可扩展的光线路系统。
技术介绍
可重构光分插复用器(ROADM)在光线路系统中执行光信号的路由、添加、均衡和分出。ROADM可以包括用于提高光信号功率的放大器。然而，许多通用的光信号放大器具有不均匀的增益特性。例如，放大诸如波分复用信号的宽带光信号的光信号放大器可能不会均等地放大信号的所有波长。对于穿过ROADM中的多个放大器，穿过两个或更多个ROADM，或穿过两个ROADM之间的一个或多个线路放大器的光信号，不均匀放大的累积效应可以导致信号的一些波长具有过大的功率而其他波长具有过小的功率。基于信号的功率光谱密度的反馈均衡可以被应用于平坦化光信号。然而，传统上，这需要在彼此通信的终端设备之间的闭环系统并且共享通用的通信协议，这通常意味着终端设备必须与供应商一致来执行基于反馈的控制。
技术实现思路
至少一个方面涉及可重构光分插复用器(ROADM)。ROADM包括多个互连的ROADM块。每个ROADM块包括入口可切换增益放大器、耦合到入口可切换增益放大器的输出的输出功率检测器以及耦合到入口可切换增益放大器的输出的波长选择开关(wavelength-selectiveswitch)。ROADM包括耦合到多个ROADM块的波长选择开关的多个分插块。ROADM包括控制器，该控制器被配置为从输出功率检测器接收输出信号功率的指示，并且基于接收到的输出信号功率的指示来调整入口可切换增益放大器的增益和均衡参数。至少一个方面涉及操作可重构光分插复用器(ROADM)的方法。该方法包括在多个ROADM块的第一ROADM块处在光纤链路上接收波分复用(WDM)光信号。该方法包括使用入口可切换增益放大器放大WDM光信号。该方法包括使用耦合到入口可切换增益放大器的输出的输出功率检测器来检测放大的WDM光信号的输出信号功率。该方法包括由连接到第一ROADM块的控制器基于检测到的输出信号功率来调整入口可切换增益放大器的增益和均衡参数。该方法包括使用第一ROADM块的波长选择开关，将来自放大的WDM光信号的光信道信号发送到多个ROADM块的第二ROADM块。下面详细讨论这些和其他方面和实现方式。前述信息和以下详细描述包括各个方面和实现方式的说明性示例，并且提供用于理解所要求保护的方面和实现方式的本质和特征的概述或框架。附图提供了说明和对各个方面和实现方式的进一步理解，并且被结合在本说明书中并构成其一部分。附图说明附图不旨在按比例绘制。在各个附图中相似的附图标记和标号表示相似的元件。为了清楚起见，并不是每个部件都可以在每个图中被标记。在附图中：图1是根据说明性实现方式的可配置光分插复用器(ROADM)的框图；图2是根据说明性实现方式的ROADM的ROADM块的框图；图3是根据说明性实现方式的用于ROADM中的示例可切换增益放大器的示意图；图4是根据说明性实现方式的用于ROADM中的示例可切换增益放大器的示意图；图5是根据说明性实现方式的用于ROADM中的拉曼模块的框图；图6是根据说明性实现方式的用于ROADM中的波长选择开关的框图；图7是根据说明性实现方式的用于ROADM中的分插块的框图；图8是根据说明性实现方式的操作ROADM的示例方法的流程图；以及图9是示出根据说明性实现方式的可用于实现本文中所描述和示出的系统和方法的元件的计算机系统的通用架构的框图。具体实施方式本公开的系统和方法一般涉及具有一个或多个本地反馈控制回路的可重构光分插复用器(ROADM)。ROADM可以在波长层切换波分复用(WDM)系统的流量。例如，ROADM可以添加、分出或路由单个或多个承载数据的波长，而无需将所有WDM光信号信道上的信号从光域转换到电子域，并返回。ROADM内的本地反馈回路的添加允许ROADM用作光传输线路系统的模块化的可互换部件。传统上，光传输线路系统包括需要每个部件与其他部件通信的端对端专有软件控制，通常将光传输线路系统限于来自单个供应商的设备。这种端到端的依赖关系使替换或升级单个部件变得困难或不可能，除非替换或者实现相同的控制方案(即来自相同的供应商并且被设计为与传统系统一起工作)或者所有其他部件在特定的控制回路中被同时替换。ROADM本地反馈控制环路可以将跨WDM信号的带宽的总功率和/或功率光谱密度平坦度保持在指定范围内。由于ROADM基于光信号本身的模拟规范控制每个接口处的输出，因此可以在光部件级别处实现互操作性。包括但不限于以下阐述的特征的若干特征使得能够对ROADM进行本地控制。在每个实施例中并不需要所有的特征。ROADM可以采用可切换增益放大器。放大器可以是各种类型，包括激光放大器块，诸如掺铒光纤放大器、光纤放大器和拉曼放大器。每个放大器可以具有可切换的增益，用于控制光信号的增益和输出功率。可切换增益可以通过使用开关将光信号引导到低增益或高增益放大器路径来实现。可切换增益可以附加地或可选地包括可变增益放大器。ROADM可以采用所选节点处的噪声加载来将“伪”或“空”光信号添加到未使用的信道。这会创建类似于全信道负载的网络条件。噪声加载提高了瞬变性能，简化了节点级(本地)控制的实现方式，并且允许更容易地监测链路余量，而不必执行光信噪比测量。在ROADM不能在噪声加载信道和使用的信道之间提供足够的隔离的情况下，可以在噪声加载和ROADM端口之间添加额外的波长阻塞器。ROADM可以包括诸如无源或动态增益均衡器的均衡器或信号平坦化器。由于一些光放大器跨其工作带宽具有不均匀的增益曲线(放大一些波长比其它波长多)，所以可能需要偶尔的信号均衡或“平坦化”以将波分复用光信号的所有信道保持在特定的幅度范围内。ROADM可以包括功率检测器，其包括用于监测模拟域中的光信号的功率的抽头和光电二极管。功率检测器可以配备为辨别功率光谱密度(每个波长的功率)或仅总功率。ROADM的控制器或光信道监控器可以使用光信号功率测量来调整均衡器的设置和可切换增益放大器的增益，以实现ROADM的接口的指定总功率和平坦度。ROADM可以由几个块组成。每个块可以包括但不限于一个或多个放大器、开关、多路复用器和/或功率检测器。ROADM的每个块可以在本地控制总功率和平坦度，而且没有块之间的软件依赖性。因此，每个块可以配备有用于控制目的的监测能力，诸如之前描述的功率检测器。控制器(单个中央控制器或每个块中的单独控制器)可以从功率检测器接收功率测量，并适当调整放大器和均衡器设置。图1是根据说明性实现方式的可重构光分插复用器(ROADM)100的框图。ROADM100包括三个ROADM块110a-110c(统称为“ROADM块110”)。在一些实现方式中，ROADM100可以包括更多或更少的ROADM块110。ROADM100包括三个分插块本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可重构光分插复用器(ROADM)，包括：/n多个互连的ROADM块，每个ROADM块包括具有低增益光纤放大器和高增益光纤放大器的入口可切换增益放大器、耦合到所述入口可切换增益放大器的输出的输出功率检测器以及耦合到所述入口可切换增益放大器的所述输出的波长选择开关；/n多个分插块，所述多个分插块耦合到所述多个互连的ROADM块的多个相应的波长选择开关；以及/n控制器，所述控制器被配置为：从所述输出功率检测器接收输出信号功率的指示，并且基于所接收到的输出信号功率的指示来调整所述入口可切换增益放大器的增益和均衡参数，其中，调整所述增益和均衡参数包括选择性地将光信号路由通过所述低增益光纤放大器或所述高增益光纤放大器。/n

【技术特征摘要】
20170313 US 15/457,5201.一种可重构光分插复用器(ROADM)，包括：
多个互连的ROADM块，每个ROADM块包括具有低增益光纤放大器和高增益光纤放大器的入口可切换增益放大器、耦合到所述入口可切换增益放大器的输出的输出功率检测器以及耦合到所述入口可切换增益放大器的所述输出的波长选择开关；
多个分插块，所述多个分插块耦合到所述多个互连的ROADM块的多个相应的波长选择开关；以及
控制器，所述控制器被配置为：从所述输出功率检测器接收输出信号功率的指示，并且基于所接收到的输出信号功率的指示来调整所述入口可切换增益放大器的增益和均衡参数，其中，调整所述增益和均衡参数包括选择性地将光信号路由通过所述低增益光纤放大器或所述高增益光纤放大器。


2.根据权利要求1所述的可重构光分插复用器，其中，每个ROADM块包括：
出口可切换增益放大器，其中，所述出口可切换增益放大器的输入耦合到所述波长选择开关；
第二输出功率检测器，所述第二输出功率检测器耦合到所述出口可切换增益放大器的输出；以及
多个噪声加载放大器，每个噪声加载放大器耦合到所述波长选择开关的端口，其中所述控制器被配置为：
激活耦合到所述波长选择开关的未使用端口的每个噪声加载放大器；
接收来自所述第二输出功率检测器的第二输出信号功率的指示，并且
基于所述第二输出信号功率的指示来调整所述入口可切换增益放大器的增益和均衡参数。


3.根据权利要求1所述的可重构光分插复用器，其中：
所述输出功率检测器被配置为辨别光谱功率密度；以及
所述入口可切换增益放大器包括用于跨所述入口可切换增益放大器的频率范围使所述入口可切换增益放大器的输出平坦的均衡器。


4.根据权利要求3所述的可重构光分插复用器，其中：
所述均衡器包括波长阻塞器；以及
调整所述增益和均衡参数包括基于由所述输出功率检测器辨别的光谱功率密度来选择性地衰减穿过所述入口可切换增益放大器的光信号的一个或多个波长。


5.根据权利要求1所述的可重构光分插复用器，其中：
所述波长选择开关是C波段波长选择开关，
所述入口可切换增益放大器是C波段入口可切换增益放大器；以及
每个ROADM块包括耦合到L波段入口可切换增益放大器的L波段波长选择开关。


6.根据权利要求1所述的可重构光分插复用器，其中，每个ROADM块包括：
输入功率检测器，所述输入功率检测器耦合到所述入口可切换增益放大器的输入，其中所述控制器被配置为从所述输入功率检测器接收输入信号功率的指示，确定所述输入信号功率的指示在指定光功率范围之外，并且基于所述确定发出警报。


7.根据权利要求6所述的可重构光分插复用器，其中，每个ROADM块包括：
光时域反射仪，所述光时域反射仪用于监测耦合到所述ROADM块的光纤链路的状况，其中所述警报包括关于所述光纤链路的状况的信息。


8.根据权利要求1所述的可重构光分插复用器，其中，每个ROADM块包括：
拉曼放大器，所述拉曼放大器耦合在光纤链路和所述ROADM块之间；
第二输入功率检测器，所述第二输入功率检测器耦合到所述拉曼放大器的输入；以及
第二输出功率检测器，所述第二输出功率检测器耦合到所述拉曼放大器的输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：维纳雅克·丹桂，维贾亚南德·武西利卡拉，马修·纽兰，
申请(专利权)人：谷歌有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US