CN1268078C - 波分复用光通信系统中的功率控制方法 - Google Patents

Abstract

描述了一种光通信系统(10)和一种减少系统(10)包含的光纤波导(60，70)中非线性现象的运行系统的方法。通信系统(10)包括多个节点(20，40)，通过在节点之间传导通信量承载辐射的光纤波导(60，70)耦合在一起。系统(10)还包括：衰减器及相关光放大器(110，120)，在第一节点调整通信量承载辐射的辐射功率，产生相应的输出辐射；耦合器(130)，发射输出辐射到光纤波导(60)中，传导到第二节点(70)。功率监测器(210)，配置用于测量经过波导装置传导之后、在第二节点接收到的输出辐射的辐射功率，并产生相应的功率指示数据。接收功率指示数据的功率控制器(160)作用是通过产生相应的误差数据并将误差数据传输给衰减器(110)控制衰减器(110)，将在第二节点测量到的输出辐射调整到预定值，使得在第二节点接收到的辐射功率基本稳定在预定值，在预定值上非线性减少到小于波导装置(60)中的预定阀值。

Description

波分复用光通信系统中的功率控制方法

本发明涉及一种波分复用(WDM)光通信系统中的功率控制方法；本发明还涉及根据该方法的WDM光通信系统运行。

光通信系统是已知的，包括很多空间分布的、通过光纤波导互连的节点，波导用于在节点之间传导承载信息的辐射。这种系统常常使用波分复用(WDM)技术，因此将在节点之间传递的数据量调制到一个或多个占用互不相同的波段的辐射分量上。波段常常称作信道。

当这种系统运行时，因为在软件控制下重新配置节点处的WDM增/减复用器和WDM交叉连接能够增加或减少活动信道，所以能够动态改变使用的信道数。因为，例如在维护过程期间，打乱或损坏光学部分会导致信道故障，所以也会导致动态改变。

设计系统，使工作信道中沿着系统波导传导的辐射功率保持彼此相似，使包含在其中的如掺铒抽运纤维放大器(EDFA)等光学设备不会承受突然的输入功率波动，不会在特定信道中集中过量辐射。因为EDFA本质上是非线性设备，所以输入到这种EDFA中的有关信道辐射功率的不一致会导致信道辐射功率差异的加剧。

因此传统做法是在系统的节点中包含反馈回路，监测并调整与信道相关的辐射功率，确保这些功率相互近似。此外，另一种传统做法是在从节点输出辐射时，发射尽可能大的辐射功率到相关波导中，在随后接收发射辐射的节点处加以衰减。采用这种做法是为了在系统中尽量获取尽可能高的信噪比，从而提高其通信量输送能力。另外，出于设计简单性，另一个传统做法是在每个接收机节点包含一个衰减器，调整在那里加在光检测器上的接收辐射功率；这种设计简单性使得衰减器、检测器和相关功率控制反馈回路能够共同置于接收机节点。

发明者已经意识到，当前在传统光通信系统中发射的辐射功率量足以在光纤波导互连节点中产生非线性光学效应。在长度大约为100km的长距离光纤波导路径中，由于沿着波导路径的衰减减少了远离向其中发射辐射处的路径区域的辐射功率，所以主要在最靠近向其中发射辐射处的路径区域中发生这种非线性效应。而且这种非线性效应会导致辐射分量之间的四路混合、交叉相位调制和相似的相互作用。在某些包括长度大约为100km、没有光中继器的长距离光纤波导路径的通信系统中，向其中发射的辐射可达100mW以上。发明者还意识到，非线性效应本身会限制系统的带宽。而且，当通信系统光纤波导中的发射辐射功率值超过1W时，倘若波导中出现故障，由于功率足以物理损坏波导，波导可靠性因此会下降；会出现驻波图，这导致沿着波导主要部分的大范围损坏。

发明者还意识到，在未来的高性能光通信系统中重要的是要控制发射到系统光纤波导中的混合WDM辐射的总功率；这偏离了使用输入衰减器控制接收到的过量功率的传统做法。当向波导中发射过量辐射时，这种控制对于减少因波导非线性光现象引起的相互作用和防止可靠性问题是必要的。倘若其中发生了一个或多个故障，例如其中波导分裂或局部点功率损耗，过量的功率会严重损坏波导。

根据本发明的第一方面，提供了一种波分复用(WDM)光通信系统的功率控制方法，WDM系统包括多个节点，节点由传导节点之间通信量承载辐射的光波导装置耦合在一起，辐射被波分复用到波段互不相同的信道中，方法的特征在于：在第一节点使用功率调整装置调整通信量承载辐射的功率，产生光输出辐射；通过波导装置将光输出辐射发射到系统的第二节点；测量在第二节点接收到的辐射的辐射功率，产生相应的功率指示数据；根据功率指示数据产生误差数据，将在第二节点测量的光输出辐射调整到一个预定功率值；将功率指示数据和误差数据两者中的至少一个传送给第一节点，并通过在第一节点根据误差数据控制光输出辐射的功率，将在第二节点接收到的辐射功率控制在预定值。

通过根据在第二节点接收的测量辐射功率控制从第一节点发射的WDM辐射功率，从而将接收到的辐射功率保持在预定值，这减少了波导装置中出现光非线性效应的可能性。相比之下，在已知方法中，如上所述，WDM辐射以固定功率发射，传统是以尽可能高的功率发射，从而确保尽可能高的信噪比，并且在接收节点使用接收节点输入处的衰减器调整辐射功率。当这种方法应用于以长度较短的光纤波导互连的节点时，这种高发射功率会引起光非线性效应。根据本发明的方法，WDM辐射功率的调整发生在发射节点，这确保只发射足够的功率，确保接收节点的预选功率，从而减少出现非线性光效应的可能性。

传输功率指示数据或者误差数据使产生误差数据的控制装置能够放置在第一或第二节点。

在本方法的一种形式中，调整装置和控制装置并列放置在第一节点，第二节点将功率指示数据传输到第一节点。

另一种做法是，控制装置放置在第二节点，并将误差数据传输到第一节点。

本方法优选包括在WDM管理信道中传输该数据。使用管理信道免除了提供传输该数据的替代通信路径的需要。

有利的是本方法还包括确定通信承载辐射中存在的工作的波分复用信道数。有利的一种方法包括根据工作信道数改变预定值。预定值优选是作为工作信道数的线性函数变化，使得在运行中在第二节点保持每个工作信道的辐射功率恒定。

另一种做法是，当确定输出辐射中的一个或多个信道工作时，有利的保持预定功率值恒定；在第二节点接收到的这样一个恒定的输出功率确保第一和第二节点中的掺铒纤维放大器等元件都运行在额定恒定功率。

有利的是，当确定没有信道工作时，控制装置可用于将调整装置的衰减设置为大于-20dB。该衰减减少了进入到波导装置中的光杂波。

优选是在控制装置放置在第二节点时，该方法还包括将工作信道数传输到第二节点，优选是在与承载通信量的信道相关的管理信道中。

在本方法中也是优选的是：调整装置能够独立的衰减每个信道的辐射；以及方法包括在第二个节点独立测量每个信道的辐射功率，并在第一节点控制每个信道的衰减，从而使确定为工作的信道中存在的辐射功率基本均衡。这种独立的信道控制使在第二节点接收到的辐射能够进行信道均衡，从而纠正任何可能波导装置中发生的与差频相关的衰减现象。

为了简化系统，在该方法中优选是为调整装置配置一个光放大器，其增益由误差数据控制，调整加在放大器上的光抽运功率。

根据本发明的第二方面，提供了一种波分复用(WDM)光通信系统，包括：多个节点，由传导节点之间通信量承载辐射的光波导装置耦合在一起，辐射被波分复用到多个波段互不相同的信道中，系统的特征在于：功率调整装置，在第一节点调整通信量承载辐射的辐射功率，产生相应的输出辐射；位于第一节点的发射装置，将输出辐射发射到波导装置中，传导到系统的第二节点；辐射功率测量装置，测量在第二节点接收到的辐射的辐射功率，并产生相应的功率指示数据；以及用于将功率指示数据传送到位于第一节点的控制装置的装置以产生误差数据，将在第二节点测量到的光输出辐射调整到预定值。

根据本发明的另一个方面，提供了一种波分复用WDM光通信系统，包括多个节点，通过在节点之间传导通信量承载辐射的光波导装置耦合在一起，所述辐射被波分复用到多个波段互不相同的信道中，系统的特征在于：功率调整装置用于在第一节点调整通信量承载辐射的辐射功率以产生相应的输出辐射；位于第一节点的发射装置用于发射输出辐射到波导装置中来传导到系统的第二节点；辐射功率测量装置用于测量在第二节点接收到的辐射的辐射功率和用于产生相应的功率指示数据；以及该位于第二节点的控制装置以根据功率指示数据产生误差数据；用于将该误差数据传送给位于第一节点的功率调节装置的装置来将在第二节点测量到的光输出辐射调整到预定值。

有利的是，传输该功率指示数据或者误差数据到第一节点的装置包括在WDM管理信道中传输该数据。使用管理信道免除了包含将该数据传输到第一节点的替代通信路径的需要。

有利的是第一节点包括监测装置，检测通信量承载辐射中存在的工作的波分复用信道数。在一种配置中，根据工作信道数改变预定值。控制装置优选用于按照工作信道数的线性函数改变预定值，使得每个工作信道的辐射功率在运行中保持恒定。每个工作信道这样一个恒定的辐射功率值确保在改变工作信道数时保持各个工作信道的信噪比。

另一种做法是，控制装置有利的用于在确定输出辐射中一个或多个信道工作时保持第二节点处的预定功率值恒定；该恒定的预定功率值确保节点中的光放大器等设备能够运行在额定恒定的抽运功率。

当确定没有信道工作时，控制装置优选用于将调整装置的衰减设置为大于-20dB。这个衰减减少了没有信道工作时进入到波导装置中的光杂波，因此减少了系统中发生的误码率。

有利的是，当控制装置放置在第一节点时，系统还包括将工作信道数传输到第二节点的装置，优选是在与承载通信量的信道相关的WDM管理信道中。

为了补偿波导装置中与频率相关的光衰减现象，调整装置优选用于独立调整与各个信道关联的辐射的辐射功率，监测装置用于在第二个节点独立监测各个信道的辐射功率，以及控制装置用于在第一节点分别调整各个信道的辐射功率，从而使确定是工作的信道的辐射功率彼此基本均衡。有利的是，工作信道的辐射功率相互均衡在6dB之内。

现在只通过举例的方式，参照下图来描述本发明的实施方案，其中：

图1示意说明了本发明的第一实施方案，实施方案包括两个通过相关光纤波导彼此互连的光通信系统节点；以及

图2示意说明了本发明的第二实施方案，实施方案包括两个通过相关光纤波导彼此互连的光通信系统节点。

参看图1，显示了部分光通信系统10，分别包括第一和第二节点20、40。虚线30包含第一节点20，虚线50包含第二节点40。第一节点20通过光纤波导60与第二节点40连接，将通信量从第一节点20传输到第二节点40。同样，第二节点40通过到光纤波导70与第一节点20连接，将通信量从第二节点40传输到第一节点20。节点20、40包括相同的元件，用于相互通信。

现在以概述的方式描述节点20、40之间的通信。

第一节点20接收达N个光输入辐射信号，并将它们多路复用，得到第一复合辐射。然后第一节点20放大第一复合辐射，随后衰减放大得到的第一复合辐射，最后将其加上第一监测信号，得到发射到通向第二节点40的波导60之中的第一输出辐射。第一节点20还从第二节点40接收第二输出辐射，从中提取出第二监测信号，放大第二输出辐射，然后将放大后的第二辐射进行多路分路，得到达N个输出信号。节点20使用第二监测信号调整第一复合辐射的衰减，从而得到在第二节点40接收的第一输出辐射的预定功率值。该调整还考虑波导60中存在的衰减。

同样以互逆的方式，第二节点40接收达N个光输入辐射信号，并将它们多路复用，得到第二复合辐射。然后第二节点40放大第二复合辐射，随后衰减放大得到的第二复合辐射，最后将其加上第二监测信号，得到发射到通向第一节点20的波导70之中的第二输出辐射。第二节点40还从第一节点20接收第一输出辐射，从中提取出第一监测信号，放大第一输出辐射，然后将放大后的第一输出辐射进行多路分路，得到达N个输出信号。节点40使用第一监测信号调整第二复合辐射的衰减，从而得到在第一节点20接收的第二输出辐射的预定功率。该调整还补偿波导70中存在的衰减。

第一节点20监测在该处接收到的第二输出辐射的功率，产生第一监测信号。同样，第二节点40监测在该处接收到的第一输出辐射的功率，产生第二监测信号。因此，第一节点20监测其从第二节点40接收的第二输出辐射并提供反馈到第二节点40，调整其衰减器，从而将第二辐射保持在由第一节点20监测的预定功率值。同样，以互逆的方式，第二节点40监测其从第一节点20接收的第一输出辐射并提供反馈到第一节点20，调整其衰减器，从而也将第一辐射保持在由第二节点40监测的预定功率值。由于将节点20、40中的输出辐射调整到基本防止发生波导60、70中光非线性现象的状态，因此提高了系统10的性能。

现在将更为详细的描述节点20、40的组成部分。节点20、40以相同的方式进行配置，包括相同的组成部分；因为相似，将只说明第一节点20的组成部分。第一节点20的组成部分以限定词‘a’来标识，而第二节点40的对应组成部分以限定词‘b’来标识。

第一节点20包括光多路复用器100a，光多路复用器100a包括N个光输入端口，接收达N个输入辐射信号。多路复用器100a包括一个光输出端口，通过掺铒纤维放大器(EDFA)110a，然后通过衰减器120a传输到耦合器130a的第一光输入端口。耦合器130a的第二光输入端口连接到管理信道数据插入单元140a的一个光输出端口。耦合器130a的光输出端口连接到光纤波导60，将耦合器130a的第一输出辐射耦合到第二节点40。N个输入端口也连接到功率检测器阵列150a的对应光输入端口，功率检测器阵列150a的功率监测电输出传递到功率控制器160a。控制器160a的电输出连接到衰减器120a的电控输入，控制衰减器120a提供的衰减。控制器160a的另一个电输入连接到管理信道数据提取单元170a的电输出，管理信道数据提取单元170a的光输入连接到耦合器180a的第一光输出端口。耦合器180a的第二光输出端口通过EDFA190a耦合到光多路分路器200a的光输入端口。多路分路器200a包括N个光输出端口，运行时在端口处输出N个辐射信号。耦合器180a的第二光输出端口还传输到功率监测器210a的光输入。功率监测器210a包括一个电输出，连接到数据插入单元140a的电输入。耦合器180a的光输入端口耦合到光纤波导70。

沿着光纤波导60、70传输的辐射为WDM形式，根据该形式，N个辐射信号包含在互不相同的波长范围内，每个信号占用一个对应于其相关信道的波长范围。而且，波导60、70中的辐射还包括对应一个或多个管理信道的辐射，管理信道用于在其它管理信息中间传输在控制衰减器120a中使用的辐射功率数据。为管理信道设置的波长范围不同于那些与N个辐射信号有关的波长范围。如果需要，管理信道可以占用对应于信道N+1，即单调的在用于传输通信量的信道1到N之后的信道N+1的波长范围。

现在参照图1详细的描述第一节点20的运行。第二节点40以相似的互逆方式运行。

第一节点20通过光纤波导70接收来自节点40的输入辐射。辐射传导到耦合器180a，在该处分离成第一和第二分量，第一分量传递到数据提取单元170a，第二分量耦合到功率检测器210a，还通过EDFA190a耦合到多路分路器200a。过滤在多路分路器200a接收到的辐射，并根据辐射波长传递给各个光输出。功率监测器210a测量来自耦合器180a第二端口的辐射输出的总功率，提供对应的功率数据，功率监测器210a将该数据传递到数据插入单元140a。单元140a将功率数据插入到存在于从第一节点20沿着光纤波导60到第二节点40的辐射输入中的管理信道；因此第二节点40确定了在第一节点20接收到的总辐射功率，其功率控制器160b将总辐射功率与预定功率值比较，接着产生一个调整其衰减器120b的误差信号，将在第一节点20测量的总功率稳定在预定功率值。来自耦合器180a的第一辐射分量传递到数据提取单元170a，从中提取管理信息，管理信息来自第二节点40，涉及在该处接收的来自第一节点20、由功率监测器210b测量的辐射总功率。总功率信息从提取单元170a传递到功率控制器160a，功率控制器160a还接收来自阵列150a的辐射功率信息；功率控制器160a使用来自阵列150a的功率信息为衰减器120a设置一个合适的衰减，例如根据多路复用器100a接收辐射并因此工作的光输入数量。功率控制器160a构成了反馈回路的一部分，产生一个调整由衰减器120a提供的衰减的误差信号，将在第二节点40接收到的辐射总功率保持在预定功率值。在第一运行状态中，假定至少有一个信道是工作的，不管工作信道数如何都能够将预定功率值保持恒定。另一种情况是，在第二运行状态中，为了保持每个工作信道的辐射功率基本恒定，例如在6dB的误差范围之内，可以使预定功率值按多路复用器100a的工作输入数的线性函数变化。

优选是在节点20、40接收的N个输入辐射信号在输入到多路复用器100a、100b之前功率是彼此相等的；这种相等对于避免EDFA 110a、110b增强某些功率相对更大的信道的辐射是必须的。如果需要，可以在节点20、40中包含光功率均衡单元并配置在多路复用器110a、110b之前。

在节点20、40的修改形式中，可以修改EDFA 110a、110b以提供一个可变的放大函数，从而消除对包含衰减器120a、120b的需要，因此简化了节点20、40；EDFA 110a、110b提供的功率能够，例如由功率控制器160a、160b通过调整加在EDFA 110a、110b上的抽运功率来控制。此外，如果多路分路器200a、200b接收了足够在其光输出端口输出足够辐射功率的辐射功率，那么可以省去EDFA 190a、190b，得到更加简化的节点20、40。

由节点20中功率控制器160a部分提供的功率控制反馈回路的时间常数相对较长，例如大于一秒。选择这种较长的时间常数是为了尽力避免在反馈回路中出现瞬时过冲。节点20、40从对方接收到的辐射功率出现的大部分改变是由于周期性，例如几分钟的时间周期，发生的环境温度改变，而不是任意插入和删除信道。因此，节点20、40对于补偿沿着光纤波导60、70发生的功率损耗变化以及EDFA 110a、110b造成的光增益波动是有效的。

如前所述，在第一运行状态中，节点20、40正常运行，将接收到的辐射功率保持在预定功率极值。另一种情况是，在第二运行状态中，对于每个节点20、40，可以使前面提到的预定值根据在节点20、40之间传输的工作信道数而变化；功率控制器160a、160b能够根据在该处接收到的分别来自检测器阵列150a、150b的功率信息确定工作信道数。如果没有将输入辐射传输到多路复用器100a、100b的工作输入，那么它们各自的功率控制器160a、160b能够用于将它们关联的衰减器120a、120b加以较高的衰减，例如处于-35dB数量级并至少大于-20dB，从而防止将衰减器120a、120b设置为最小的衰减，并因此将光杂波加入到光纤波导60、70中。第一状态确保EDFA 110a、110b运行在标称恒定的功率输出。第二状态确定与各个WDM信道相关的、通过光纤波导60、70传输的辐射具有标称恒定的功率。

本发明能够在图1显示的实施方案的替代实施方案中实现。现在参看图2，显示了由300表示的通信系统的一部分，部分300包括第一和第二节点。第一节点由310表示并包含在虚线320内。同样，第二节点由330表示并包含在虚线340内。第一节点310通过光纤波导350连接到第二节点330，光纤波导350将通信量从第一节点310传输到第二节点330。同样，第二节点330通过光纤波导360连接到第一节点310。

节点310、330包含的、用于沿着光纤波导350、360相互通信的组成部分相同，配置相似。现在描述这些部分，使用限定词‘a’表示第一节点310中的元件，限定词‘b’表示第二节点330中的元件。

现在说明第一节点310的组成部分及其相互连接，相似的组成部分和相互连接适合第二节点330。

第一节点310包括光多路复用器400a，光多路复用器400a包括接收达N个输入辐射信号的N个光输入端口和一个通过EDFA 410a连接到光衰减器420a的一个光输入端口的光输出。衰减器420a的光输出端口耦合到光耦合器430a的第一输入端口。耦合器430a包括耦合到数据插入单元440a的光输出端口的第二输入端口。N个输入端口不仅与多路复用器440a连接，还传输到光检测器阵列450a，每个端口在阵列450a中有对应的检测器。阵列450a的电测量输出耦合到管理信道插入单元440a的电输入。

第一节点310还包括光多路分路器460a，光多路分路器460a包括N个光输出端口和一个耦合到EDFA 470a的一个光输出端口的光输入端口。EDFA 470a包括一个连接到由480a表示的光耦合器第一输出端口的光输入端口。耦合器480a的第二输出端口耦合到功率监测器490a的光输入端口。耦合器480a的输入端口连接到光耦合器500a的第一输出端口。耦合器500a的第二输出端口耦合到数据提取单元510a的光输入端口。最后，耦合器500a的输入端口连接到光纤波导360。

第一节点310还包括功率控制器520a，连接功率控制器520a以接收来自功率监测器490a的功率监测输出数据以及来自数据提取单元510a的信号存在输出。功率控制器520a的电输出耦合到数据插入单元440a的电输入。最后，数据提取单元510a包括连接到功率控制器电输入的第一信号存在输出，还包括耦合到衰减器420a的控制输入的第二输出。

现在以概述的方式说明节点310、330的运行。

第一节点310在多路复用器400a接收达N个光辐射信号，并将它们多路复用，得到第一复合辐射，随后由EDFA 410a放大。放大后的复合辐射传导到衰减器420a，进行可控的衰减，得到对应的第一输出辐射，通过耦合器430a传递到光纤波导350。第一输出辐射传导到第二节点330，由其中的耦合器500b接收。耦合器500b将其接收的辐射的一部分送给数据提取单元510b，另一部分通过耦合器480b送给功率监测器490b和EDFA 470b。EDFA 470b放大其从耦合器480b接收的辐射，将对应的放大后辐射输出到多路分路器460b。多路分路器460b过滤其从EDFA 470b接收的辐射，从而根据它们的波长分离出辐射分量到相关的N个光输出。

在节点330通过光纤波导350接收的辐射通过耦合器480b传递到功率监测器490b，功率监测器490b测量其接收的功率，产生相应的功率指示数据。功率指示数据随后传递到功率控制器520b。功率控制器520b的作用是作为反馈回路的一部分，控制衰减器420a提供的衰减，将功率监测器490b测量的辐射功率稳定在预定值。功率控制器520b输出误差数据，调整衰减器420a提供的衰减，误差数据传递给管理信道数据插入单元440b，管理信道数据插入单元440b将误差数据插入到与由第二节点330发射到光纤波导360中的第二输出辐射相关的管理信道。第二辐射传导到第一节点310，部分辐射通过耦合器500a耦合到管理信道数据提取单元510a，管理信道数据提取单元510a分离出功率控制器520b中产生的误差数据，并将其传递到衰减器420a的控制输入。

检测器阵列450a监测输入到多路复用器400a的辐射信号的辐射功率，传递对应的辐射功率指示数据给数据插入单元400a，数据插入单元440a以合适的数字格式将功率指示数据输出到第一输出辐射，第一输出辐射传导到第二节点330，例如通过管理信道。在节点310、330中使用功率指示数据确定到多路复用器400a的N个输入中哪个是工作的。在第二节点330由数据提取单元510b获取功率指示数据；数据传递到功率控制器520b，在其中使用该数据计算合适的误差数据，用于确定由衰减器420a提供的、达到如功率监测器490b监测的预定辐射功率值的衰减。

按照与节点20、40相似的方式，在第一运行状态中，功率控制器520a、520b能够将预定功率值保持在恒定值，不管到多路复用器400a、400b的工作输入的数量如何。另一种情况是，在第二运行状态中，预定功率值能够按检测器阵列450a、450b确定的工作输入数的线性函数而变化。第一状态确保EDFA 410a、410b运行在标定恒定的功率，而第二状态确保通过光纤波导350、360传输的每个WDM信道的辐射功率为标定恒定。当到多路复用器400a、400b的输入端口没有工作时，它们分别相关的功率控制器520b、520a能够设置它们相关的衰减器420a、420b，从而提供较高的衰减，例如处于-35dB的数量级以及至少大于-20dB，这样的高衰减防止衰减器420a、420b另外由它们的反馈回路设置，提供最小的衰减，从而导致相当大的光杂波进入光纤波导350、360。这样的光杂波会，例如，导致系统通信量的误码率增加。

从前面可以意识到，在两个节点20、40以及节点310、330中，通过反馈回路稳定接收到的辐射功率并省去输入衰减器来实现功率控制，确保只有必要的辐射功率量输出到波导60、70、350、360，从而保持在波导中出现最小的光非线性。存在一个辐射功率阀值，低于该值，系统性能不会因波导60、70、350、360的辐射功率输出的减少而提高；其它因素，例如偏振型消散或色散在阀值上开始主导系统性能。相比之下，传统做法是发射尽可能大的功率到波导中，然后在辐射接收处消耗掉过量的功率；这种方法导致产生比必然产生更大的光纤波导非线性。

技术上熟练的人员也会意识到，可以在不背离本发明范围的情况下对节点20、40、310、330进行修改。例如，一个或多个衰减器120a、120b、420a、420b可以是多信道衰减器，允许独立的调整通过其传导的辐射中存在的每个WDM信道的衰减。在此方面，可以修改一个或多个功率监测器210a、210b、490a、490b，测量在该处接收到的每个WDM信道中存在的辐射功率。这种修改使得节点20、40、310、330中提供的反馈回路不仅能够减少光纤波导60、70、350、360中的光非线性，而且能够提供功率均衡功能。功率均衡功能能够用于使工作信道中存在的功率彼此基本均衡；均衡的定义对应于工作信道之间的相互功率差小于6dB。这种功率均衡避免在EDFA 190a、190b、470a、470b中出现功率集中到某些较为突出的信道。此外，功率均衡还补偿光纤波导60、70、350、360中可能出现的任何波长相关的衰减效应。

关于N，即到多路复用器100a、100b、400a、400b的输入端口数以及多路分路器200a、200b、460a、460b的输出端口数，N优选在8到128的范围内，使节点20、40、310、330与未来的光通信系统兼容。

节点20、40、310、330可以构成光通信系统的一部分，在其中节点20、40、310、330起到互连和增/减多路复用器的作用。

Claims (24)

1.一种波分复用WDM光通信系统中的功率控制方法，WDM系统包括多个节点，通过传导节点之间的通信量承载辐射的光波导装置耦合在一起，该辐射被波分复用到多个波段互不相同的信道中，其特征在于：在第一节点使用功率调整装置调整通信量承载辐射的功率，产生光输出辐射；通过波导装置将光输出辐射发射到系统的第二节点；测量在第二节点接收到的辐射的辐射功率以产生相应的功率指示数据；根据功率指示数据产生误差数据以将在第二节点测量的光输出辐射调整到一个预定功率值；将功率指示数据和误差数据两者中的至少一个传送给第一节点，并通过在第一节点根据误差数据控制光输出辐射的功率，将在第二节点接收到的辐射功率控制在预定值。

2.根据权利要求1的方法，包括在WDM管理信道中传输该功率指示数据和误差数据。

3.根据前面任一个权利要求的方法，包括确定通信量承载辐射中存在的工作的波分复用信道数。

4.根据权利要求3的方法，包括根据工作信道数改变预定值。

5.根据权利要求4的方法，包括按照工作信道数的线性函数改变预定值，使得运行时每个工作信道的辐射功率在第二节点保持恒定。

6.根据权利要求3的方法，包括在确定输出辐射中一个或多个信道工作时将功率值保持在一个恒定的值上。

7.根据权利要求3的方法，包括当确定没有信道工作时将调整装置衰减设置为大于-20dB。

8.根据权利要求3的方法，包括将工作信道数传输到第二节点。

9.根据权利要求8的方法，包括在与承载通信量的信道相关的管理信道中传输工作信道数。

10.根据权利要求1或者2的方法，其中调整装置用于独立衰减各个信道的辐射；以及包括分别测量在第二节点接收到的各个信道中的辐射功率并在第一节点独立控制各个信道的衰减，从而均衡工作信道中存在的辐射功率。

11.根据权利要求1或者2的方法，其中为调整装置配置了一个光放大器，其增益由调整加在放大器上的光抽运功率的误差数据控制。

12.一种波分复用WDM光通信系统(10)，包括多个节点(20，40)，通过在节点之间传导通信量承载辐射的光波导装置(60，70)耦合在一起，所述辐射被波分复用到多个波段互不相同的信道中，所述系统的特征在于：功率调整装置(120)，在第一节点(20)调整通信量承载辐射的辐射功率以产生相应的输出辐射；位于第一节点的发射装置以发射输出辐射到波导装置中，传导到系统的第二节点(40)；辐射功率测量装置(210)用于测量在第二节点接收到的辐射的辐射功率以产生相应的功率指示数据；以及用于将该功率指示数据传送给位于第一节点的控制装置(160)的装置(140)以产生误差数据来将在第二节点测量到的光输出辐射调整到预定值。

13.一种波分复用WDM光通信系统(300)，包括多个节点(310，330)，通过在节点之间传导通信量承载辐射的光波导装置(350，360)耦合在一起，所述辐射被波分复用到多个波段互不相同的信道中，系统的特征在于：功率调整装置(420)用于在第一节点(310)调整通信量承载辐射的辐射功率以产生相应的输出辐射；位于第一节点的发射装置用于发射输出辐射到波导装置中来传导到系统的第二节点(330)；辐射功率测量装置(490)用于测量在第二节点(330)接收到的辐射的辐射功率和用于产生相应的功率指示数据；以及位于第二节点的控制装置(520)用于根据功率指示数据产生误差数据；用于将该误差数据传送给位于第一节点的功率调节装置(420)的装置(440)来将在第二节点测量到的光输出辐射调整到预定值。

14.根据权利要求12或者13的系统，包括在WDM管理信道中传输该功率指示数据和误差数据。

15.根据权利要求12的系统，其中第一节点(20)包括监测装置(150)，用于确定通信量承载辐射中存在的工作的波分复用信道数。

16.根据权利要求13的系统，其中第一节点(310)包括监测装置(450)，用于确定通信量承载辐射中存在的工作的波分复用信道数。

17.根据权利要求15或者16的系统，还包括根据工作信道数改变预定值。

18.根据权利要求17的系统，其中所述位于第一节点的控制装置和位于第二节点的控制装置(160：520)用于按照工作信道数的线性函数改变预定值，使得运行时每个工作信道的辐射功率在第二节点保持恒定。

19.根据权利要求15或者16的系统，其中控制装置(160：520)用于在确定输出辐射中的一个或多个信道工作时保持预定功率值恒定。

20.根据权利要求15或者16的系统，其中所述控制装置(160：520)用于在确定没有信道工作时将调整装置(120：420)的衰减设置为大于-20dB。

21.根据权利要求16的系统，其中该控制装置(520)位于在第二节点(330)，还包括将工作信道数传输到第二节点(330)的装置(440)。

22.根据权利要求21的系统，其中工作信道数在与承载通信量的信道相关的WDM管理信道中传输到第二节点。

23.根据权利要求12或者13的系统，其中调整装置(120：420)用于独立调整与各个信道关联的辐射的辐射功率，辐射功率测量装置(210：490)用于在第二节点独立监测各个信道的辐射功率，以及其中所述控制装置(160：520)用于在第一节点分别调整各个信道的辐射功率，从而使工作信道的辐射功率彼此均衡。

24.根据权利要求23的系统，其中工作信道的辐射功率相互均衡在6dB之内。

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