光通信系统

本发明涉及光通信系统，特别涉及沿着例如光纤的光导传输高强 度光的这类系统。假如在光导中发生断路，或在发送器和接收器之间 的在线元件损坏，就必须要进行修理。过去，沿光导传输的光强度往 往相当低，因此对修理的人员伤害风险低。然而，随着光强度的增加， 例如在由大量大功率激光器产生的光沿公共光导传输的WDM(波分 复用)光通信系统中，受伤害的风险明显提高。万一检测到光通路中 断，光传输停止，而要使系统复位，使得光传输可以安全地恢复，不 花费非常多的停机时间是困难的。

本发明设法提供一种改进的光通信系统。

依照本发明，一种光通信系统包括：由光导连接的发送器和接收 器；用来沿所述光导发送承载通信业务的光信道和监控光信道的装 置；因为光导中故障而用来停止承载通信业务的光信道的传输的装 置；以及使用监控光信道以决定光导何时可重新使用于通信目的装 置，其中，监控光信道耦合到所述发送器中用来放大承载通信业务的 光信道的激光放大器的下游所述光导中。

因为监控光信道是单光信道，它可以处在对维修光导中断或损坏 的人员安全的限度内，但最好它运行在低于每个承载通信业务的光信 道的功率上。在检测到故障以后，监控光信道最好工作在脉冲方式下。 这减小其平均功率至较低的安全值。

所述光导最好是光纤。这种光纤极易受到损坏或折断、引起妨碍 数据通信业务正常传输的故障。

将监控光信道耦合到放大承载通信业务的光信道至其要求值的 功率放大器下游的光纤中，这极大地提高监控光信道的可靠性，因为 它不会受到大功率光放大器的故障的影响。

使用两根光导，每根光导有与其相关的发送器和接收器，可以在 两点之间双向发送数据通信业务。然而，假如单根光导用于双向工作， 那么，监控光信道最好在遇有光导故障时载有标识符信号，该标识符 对于两个传输方向是不同的。在光导局部损坏时，从一端发送的光会 部分地从损坏位置反射回发送端，同时从光导另一端发送的光可以通 过局部损坏而部分地发送。在监控光信道上使用不同标识符信号，使 得有可能区分反射和发送信号。

下面参考示意地图解说明本发明光通信系统的一部分的附图，进 一步举例叙述本发明。

图1举例说明根据本发明的光通信系统的一部分。

参阅图1，图中所示光通信系统有二个交换单元1和2，每个交 换单元可以包括光引入/引出(add/drop)多路复用器或交叉连接开关 3，4。交换单元1和2由采用光纤5和6形式的两个光导连接，实 际上单元1和2可以相距几公里。然而，相反中继器或简单的引入/引 出单元可以位于所示链路的一端或两端。单元1和2构成更大网络的 一部分，实际上所述更大网络可以包含许多路由节点，每个节点可以 包含交换单元或引入/引出单元。开关3通过未单独示出的光多路复用 器产生具有不同光载波波长的若干分开的光信道，每个光信道载有语 音和/或数据通信业务。这些光信道以波分复用(WDM)形式沿公共光导 7送往光放大器8，光放大器8通过大功率激光器将光信号放大到高 功率电平，以便供通过光纤5送向远距的交换单元2。

在包括激光源的监控插入单元9产生较小功率的监控信道信号， 监控信道信号通过光耦合器30加入光纤5，对于每个承载通信业务的 光信道，监控信号具有不同的载波长。监控光信道具有比每个承载通 信业务的光信道低得多的光功率。在正常运行时，监控光信道载有较 低频率(例如2M bit)通路和路由信息以及帧对准信号，并且仅从一个节 点传向下一个节点，在下一节点它被再生，反之承载通信业务的光信 道载有高频信号，并且在数据通信业务被再生之前可以通过几个节 点。

在交换单元2，监控光信道由光耦合器31取出，并且被输送到提 提取单元10，而承载通信业务的光信道被输送到放大器11，放大器 11补偿由于光纤5衰减引起的光信号电平的任何减小。经放大的信号 输送到与开关3类似的开关4，在开关4按需要对光信道进行多路分 解，转换和路由选择。光耦合器31是频率选择的，并且用来将监控光 信道导向提取单元10。

光纤5载有从交换单元1至交换单元2的单向信号。相同的光纤 6载有从交换单元2至交换单元1的单向信号，光纤6以类似方式与 放大器15，监控插入单元16，光耦合器32和33，监控提取单元17 和放大器18连接。

由放大器8和15产生的光信号是非常强的激光束，必须注意使它 们不伤害人员。万一由于局部损坏发生光纤5中断20或其他故障，在 激光控制单元22检测到信号丢失。同时激光控制单元22检测到来自 监控提取单元10的帧状态的丢失。当在激光控制单元22检测到信号 状态丢失和帧状态丢失两者时，该控制单元22切断来自放大器15的 大功率激光束并且关闭监控插入单元16中激光器。

激光控制单元21通过检测其在放大器18的信号丢失而检测到放 大器15已被关闭，并且通过检测帧状态丢失而检测到监控单元16已 被关闭，因而相应地关闭放大器8和监控插入单元9中激光器。

光纤5，6的中断和任何损坏可以由人员安全地修理。在维修期 间，放大器8和15被禁用，但监控光信道继续以其低电平发送，并且 它以脉冲方式发送，以便进一步显著地降低其平均功率电平。典型地 监控光信道脉冲约每分钟持续2秒种，因为这样的脉冲在链路远端接 收到信号时已有足够时间容许帧对准恢复。典型地通信系统中帧周期 是125μs，但帧对准信号必须在多个帧周期内存在，以使接收器和发 送器之间的信号锁定和同步得以实现。

其效果是从交换单元1发送的帧对准信号在修理光纤时在链路远 端被接收，这被激光控制单元22用于接通监控插入单元16。当激光 控制单元21接收监控光信道时，它又用来启动监控插入单元9。响应 监控光信道回路的正确接通，放大器8和15工作，通信系统运行重新 开始。耦合器30和31位于放大器8和15的下游和尽可能地靠近交换 单元1和2的输出端口，因此即使在交换单元中发生故障，特别是在 大功率放大器中发生故障，监控光信道仍保持。因而，监控插入单元 包括调制后的激光器，其输出不经进一步放大而直接耦合到交换单元1 或2输出端的各自光纤中。

在使用单根光纤承载双向通信业务的光通信系统中，上述系统要 进行修改，因为光纤中断或损坏会造成发送信号一部分反射回接收电 路。因此，接收电路即使在中断情况会继续接收信号。

通过在监控光信道发送唯一地标识特定发送器的标识符信号来 克服这种困难。万一光纤中断或损坏，接收到不同于正常运行时的标 识符信号，使激光放大器停止工作。如同上述，监控光信道产生脉冲 信号，用于检测光纤的修理，并且使大功率光放大器复位和启动。