[发明专利]光学网络的维护

说明书

本发明涉及光通信，尤其涉及光通信中所用的维护信号及类似信号。在本发明的一个例子中，光学网络的操作者对已经被网络的用户或客户调制过的一个或多个光载波进行调制。

光通信系统的用户通过以预定方式调制一个光载波而互相发送信号。光通信系统中除了用户通常发送和接收的信号外，还具有从光通信系统的一个位置发出到系统的另一个位置的另外信号而不与用户信号相干扰是有利的。例如，让光通信系统的操作者另外再在通信系统内的一个规定点上调制一个光载波，然后在它通过通信系统的一个或多个部分后，在另一个规定点上监测经调制的载波以识别并隔离系统中的故障。例如，见美国专利5296956和5317439所述。

为了保证现代全光学网络操作的正确和可靠，必须得连续地监控其不同节点和链路的性能，即与今天的电网络一样，在故障出现后能立即检测出并定位以利于迅速修复。理想情况下，这样的监控应该在光学网络的正常工作过程中连续进行而不中断或干扰沿网络传输的光信息信号。

而且，现代光学网络的每个链路上都用不同波长携带多个光信号。为了能让它们传输到各自指定的不同目的地(位置)，这些波分复用(wavelength-division-multiplexed)的光信息载波将在网络的某些节点上被分离及重新安排，如果必要，甚至还可能转换为不同的载波波长。这样复杂的网络需要用复杂的方案来跟踪各个不同的信息载波通过网络的正确(proper)的路由并同时监控节点和链路的性能。

前面引用的美国专利中描述了一种监控光学网络性能的方法，这种光学网络中连接网络不同节点的每条线路只携带一路光信息信号。在这种方案中，在网络的不同点中注入一个唯一且明确的光维护信号然后在网络的一个或多个中心位置上进行检测，这里光维护信号的波长可以与光载波的相同或不同。这种方法可得到网络中故障的明确检测及定位。

然而，在一个波复用的光学网络中可能不允许输入除了预定光载频以外波长上的附加光维护信号。更重要的是，由于它们不能有选择地沿着重新安排的光载波的不同路径传输，这种附加维护信号不监控不同载波的正确路由。所有进入或离开一个节点的复用的载波的幅度的共同同时调制提供了唯一的性能监控，但在每个节点上得重复很多次而且调制指数将会急速增长，最后严重妨碍信号的传输。而且，这种复用的光载波的共同调制也不允许端到端的监控以及跟踪它们通过网络的路由。

本发明提出了一种实用的方法，用于监控和跟踪多波长光学网络中的端到端的信号路由，以及用于对网络中的不同节点和链路进行连续的在线性能监控。该方法包括在不同的光信息载波进入网络和/或在网络中的第一节点上时用唯一的识别信号(即频率单音(frequency tones))单独标记它们的步骤。这通过用一个唯一识别载波光波长的频率单音来单独调制每一载波的特性如每一载波的幅度、相位、频率、偏振状态等来完成。这种低指数载波调制的频率优选位于光信息信号的信息频带外，这样当光载波离开网络时能将这种频率除去。频率单音也可以在网络的指定点上被替换或更新。

用一组经恰当选择的唯一的单音频率，例如一组正交单音，可通过用一种简单的监控检测方法简单监控低频调制信号使该方案允许对通过节点的不同载波的光波长进行明确的识别。另外，对于固定的预定的单音调制幅度，该方案同时提供了关于传输的光信息载波的相对强度及关于光信噪比的信息。这种特性在带串联光放大器的多波长光学网络中特别有用，其中放大器的增益必须调到与通过它的载波(波长)的数目相应。这有助于减少监控点的复杂度和成本。另外，单音识别符(identifiertone)的二次调制为所有通过网络的光载波的端到端信号的唯一识别创造了条件。二次调制可以是单音识别符的幅度、频率或相位的数字或模拟调制。在本发明的优选实施例中，单音识别符的频率被数字调制(频移键控)。二次调制可以携带关于通过网络的光路由(即路径，线路，节点，可选路由)的专门信息，以及另外的附加信息如信号初始位置及最终目的地。可以在网络中的任何节点，即在每一网络节点的前面、之后或可能的话甚至在每一网络节点的内部去监控单音识别符及附加信息以跟踪光信息载波的正确路由。不同的单音识别符频率为用单个监控检测电路来同时对波复用信号的不同附加信息进行检测和分离创造了条件。在网络的任一点上，单音识别符和/或它所携带的信息可用在同一单音上或在一个不同频率上的不同附加信息来替换。当信息载波的光波长被波长转换器或光频移器改变时，单音频率的这种变化是有利的。