CN1473409A - 具有在双向光波导间的光桥的双向wdm光通信网络 - Google Patents

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CN1473409A CNA018185142A CN01818514A CN1473409A CN 1473409 A CN1473409 A CN 1473409A CN A018185142 A CNA018185142 A CN A018185142A CN 01818514 A CN01818514 A CN 01818514A CN 1473409 A CN1473409 A CN 1473409A
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Abstract

一种包括用于在两个波导(121，121’)中的双向波分复用光通信系统之间有选择地传送光信道的光桥的双向光网络，在每个双向波导上携带相向传播的WDM光信号。桥被放置在波导之间，并包括在第一波导(121)上被配置以分别从第一和相向传播的WDM光信号选择一路或多路光信道的第一(137)和第二(138)光耦合器以及第一(141)和第二(142)信道选择器。在第一波导和第二波导间放置至少一个路径(135或133)，至少将选中的一路或多路第一光信道携带到沿第二双向光波导放置的光组合器(136或143)。将选中的光信道与在第二双向波导上的另一相向传播的WDM信号进行组合。可选择地，光桥可以是互逆的使得可以在双向波导间传送来自四个WDM光信号中的每一个的信道。

Description

具有在双向光波导间的光桥的双向WDM光通信网络
技术领域
本发明大体上涉及光通信系统，更具体的，涉及双向光网络，此双向光网络包括两个或更多个在相同的双向波导介质上以相反方向传送波分复用光信号的独立的双向波分复用光通信系统，以及包括在独立的双向WDM光系统之间用于引导选中的光信道的光桥。
背景技术
随着通信信号带宽的需求增加，用来增加单根光纤的传输容量的波分复用(WDM)已经逐步得到流行。可以在作为本文参考文献的公开，Ramaswami等人的《光网络：实用前景》(Morgan Kaufman，1998)中找到对包括WDM网络的光网络的回顾。代表性地，已经在长距离、交互传输领域设计和应用波分复用光通信系统。在这些长距离的光网络中，包括具有不同波长的多个光信道的波分复用光通信信号在单根光纤上单向传播(单向传输)。因为在这样系统中的通信业务通常传播几百公里，很少需要(甚至不需要)在间隔较远的上下路节点发生的单独信道的上下路复用(add/drop multiplexing)。
尽管长距离WDM光系统的光基础设施能够适应由来自传统的和多媒体的因特网服务增长的需求所产生的未来通信量需要，首先必须由局域网络收集和分发这些业务量。目前，构建这种局域网络用来携带沿着以多种环网结构组织的光纤网络的单波长、时分复用(TDM)光信号。为了路由TDM信号的多种分量，沿着光纤网络放置了大量的电上下路多路复用器。在每个上下路单元，整个光信号被转换为电信号；从而路由以这个上下路点为目的的部分电信号。电信号的剩余部分被转换回新的TDM光信号，并通过电上下路多路复用器输出。这样，在用户可以接入带宽丰富的WDM长距离传送网络之前，他必须首先经过局域网络的瓶颈。
尽管单向WDM光系统适用于传统的长距离交互传输市场，但城域(局域)通信系统需要广泛路由和交换在位于互连光纤环网中的多种节点间的通信量。结果，为了在它们的短距离系统中成功实现波分复用，小型城域市场需要相当更加广泛的上下路复用。此外，为了最大化在这些局域区域中波分复用的效率，有用的是实现双向WDM光系统，如，增强网络设计方案的灵活性。在双向WDM系统的相向传播WDM光信号中，在如单根光纤等相同的波导介质上携带每个携带了多个光信道的WDM光信号。双向系统的实现需要一些在传统单向系统中未出现过的考虑。在双向光环境中的上下路复用变得相当复杂，由于必须从每个相向传播的WDM光信号中选择光信道。除了由从两个相向传播的WDM光信号中上下路复用信道引起的困难外，还必须要有用于从一个独立双向WDM光系统向另一个双向WDM光系统引导信道的技术。例如，在本地城域网中，更好的是在相邻的双向环中光传送通信业务。
已经提出了几种双向复用设计方案；但是，没有一个包括用于在独立双向WDM光系统间光路由通信业务的技术。在美国专利号5,909,295中，光环行器用于分离要进一步滤波到单独信道波长的相向传播的光信号；这种设计方案看来主要用于WDM光系统中的端节点。在很多实施例中，必须使用昂贵的四端口(或更多端口)的光环行器。尽管分开了光信道，但对于信号的复合从而双向光信号继续沿双向传输波导传播则没有教导或建议。
在美国专利号6,130,765中描述了双向上下路多路复用器。此设备包括两个插入到线路光纤中的三端口主环行器；每个环行器的第三端口通过辅助光纤连接到辅助环行器。尽管此专利描述了在单一双向线路光纤中路由信道，但没有教导或建议能够在两个属于独立双向WDM光系统的独立双向线路光纤间路由光信道通信业务的光器件。
这样，在本领域需要双向器件以允许在独立双向光通信系统间的光信道路由。这种器件将允许在需要高容量信号重路由的局域、城域市场中双向波分复用的有效实现，以及允许灵活的网络拓扑的建立。
发明内容
本发明涉及一种包括用于在两个独立双向波分复用光通信系统间有选择地发送光信道的光桥的双向光网络。所述光网络包括携带第一双向波分复用光通信信号的第一双向光波导，所述第一双向波分复用光通信信号具有包括了多个沿第一方向传播的光信道的第一波分复用光通信信号和包括了多个沿第二方向传播的光信道的第二波分复用光通信信号。类似地，所述双向光网络包括携带第二双向波分复用光通信信号的第二双向光波导，所述第二双向波分复用光通信信号具有包括了多个沿第三方向传播的光信道的第三波分复用光通信信号和包括了多个沿第四方向传播的光信道的第四波分复用光通信信号。
在第一双向光波导和第二双向光波导之间放置光桥。光桥包括被配置以从第一波分复用光通信信号中选择一路或多路光信道的光耦合器与信道选择器。第二光耦合器与信道选择器从第二波分复用光通信信号中选择一路或多路光信道。在第一双向光波导和第二双向光波导间放置至少将选中的一路或多路第一光信道携带到与第二双向光波导光学通信的光组合器的至少一条光通路。以这种方式，选择的一路或多路第一光信道在第二双向光波导上或者与第三波分复用光通信信号组合，或者与第四波分复用光通信信号组合。可选地，光桥可以是互逆的，从而可以在双向光波导之间传送来自四个WDM光信号中的每一个的信道。
附图说明
图1是采用双向光环网和允许在环网之间的光通信的光桥的双向光网络的示意图。
图2是用于使两个双向光波导间的光通信能够进行的光桥的示意性功能图。
图3是按照本发明的一个实施例的光桥。
图4是按照本发明的另一实施例的光桥。
图5是按照本发明的另一实施例的光桥。
具体实施方式
转向详细的附图，其中，相同的数字在几幅图中的每一幅中指示相同或相似的元件，图1描述了采用双向光环网20和允许在环网之间进行光通信的光桥30的双向光网络10。每个双向环网包括至少一个双向光传输波导21。如下面更详细地讨论的那样，双向光传输波导21被配置以携带两个相向传播的波分复用光通信信号，每个WDM信号包括多个不同波长的光信道。与传统工业术语一致，沿第一方向传播的WDM信号被指定为西-东WDM信号，而以相反方向传播的WDM信号被指定为东-西WDM信号。为了表示的清晰，用符号λ1、λ2、λ3等表示在西-东WDM光信号中的单独的光信道，而用符号λa、λb、λc等表示在东-西WDM光信号中的单独的光信道。尽管在图1中没有示出，对于环状网络普遍包括至少两条可互换的光通路一“工作”通路和“保护”通路。尽管可以理解在每个光环网20中至少可以提供额外通路，在图1中只描述一条通路。此外，尽管图1中的环状网络看似是对称的，本领域的人员可以理解的是，由于每个光环网的位置和尺寸由它所服务的地理区域的通信量需求来规定，这样的环状网络通常是不对称的。
作为这里所使用的，表达“波分复用”或“WDM”指示任何由多个具有不同波长的光信道组成的光系统或信号，而与在系统或信号中的信道的数目无关。这样，术语“波分复用”或“WDM”包含如DWDM(密集波分复用)和CWDM(粗波分复用)等的WDM的所有种类。
光桥30允许在两个双向波导之间的光通信。作为这里所使用的，表达“光通信”代表在两个元件之间的光通路。光通路可以是直接的光通路或者它可以通过中间光器件(例如，光隔离器，光环行器，光耦合器，滤光器，光放大器等)路由。如下所述，通过光桥30的使用，可以选择来自第一双向波导上的相向传播的WDM光信号中的至少一个的一路或多路信道用于传送到另一双向波导。应当注意的是，尽管图1中的光网络10作为光环状网络进行描述，本发明的光桥可以被应用在任何两个双向波导间，每个波导携带两个包括多路信道的相向传播的WDM光信号。可以采用本发明的光桥的其他网络拓扑的例子包括格状网络、点到点网络、对向环状网络或包括至少两个相向波导的任何其他网络拓扑。
除光桥30之外，可以向每个双向波导21提供不需要向相邻的环网上路或下路光信道的双向上下路多路复用器50。在作为本文参考文献的公开，2000年10月3日提交的、受让人的待审的美国专利申请序列号09/677,764中描述了与携带两个相向传播的WDM信号的双向WDM光系统一起使用的典型双向上下路多路复用器。可以理解的是上路到光上下路多路复用器50或由光上下路多路复用器50下路的信道可以源自或路由到任何本地或远程的地点。因此，从左上角环网20的顶部的光上下路多路复用器50下路的光信道可能被路由到右下角环网20的顶部的光上下路多路复用器50。以这种方式，光上下路多路复用器可以用于绕过来自第一环网的通信业务不想经过的相邻环网，并将此通信业务直接路由到目的环网。
转向图2，示意性地描述了光桥30的整体功能以给出光桥的概念性的概述。元件32功能性描述了第一光耦合与信道选择装置，所述装置被配置以选择来自沿双向光波导21从左到右传播的西-东波分复用光通信信号的一路或多路第一光信道。选择的一路或多路光信道被路由到放置在第一双向光波导21和第二双向光波导21’之间的输出光通路33上。
光通路33与光组合器36通信，光组合器36与第二双向光波导21’通信来组合选择的一路或多路光信道和沿波导21’传播的东-西或西-东WDM光信号。
第二光耦合和信道选择装置34被配置以选择来自沿双向波导21传播的东-西WDM光通信信号的一路或多路第二光信道。选择的信道被路由到光通路35上。如图2所示，输入到光通路上的信道可以被路由使得它们不被输入到第二双向光波导21’上。以这种方式，这些信道可以被路由到终端接收机或者它们可以被路由到另一光桥30或用于输入到另一光波导上的光上下路多路复用器50。可替换的，选择的光信道可以被组合到光通路33上并输入到双向波导21’(在此图中未示出)。在另一可替换的方案中，光通路35可以路由到用于输入选择的信道到双向波导21’上的沿此波导放置的另一光组合器。
在另一实施例中，输入到光通路35上的一路或多路光信道可以被引导到使用兰姆达(λ)供应的一个或多个用户。兰姆达供应，意思是用户可以租借此用户独自使用的一路或多路光信道(兰姆达)。在这种安排下，根据用户的需求，光网络供应商将用户的兰姆达引导到它网络上的想要位置。类似地，如用户引导的那样，在光网络上路由用户数据产生的兰姆达。例如，兰姆达供应的用户可以使用光信道在多个用户之间路由信息，所述用户以在不同的用户地点间直接和安全通信为前提。
转向图3，按照本发明的一个实施例描述了光桥130。在光桥130中，光耦合和选择装置包括两个三端口光环行器131和137，以及光信道选择器141。在每个三端口环行器中，进入环行器的第一光端口的光信号被法拉第旋转从第二光端口输出。类似地，进入第二光端口的光信号通过第三光端口输出，而进入第三光端口的信号通过第一光端口输出。在作为本文参考文献的《光网络：实用前景》中讨论了光环行器的操作。在本发明中，任何能够在多个输入和输出端口之间传递光信号的器件都可以作为在光桥中的元件131和137。如图1中所示的三端口光环行器可以从包括E-Tek、JDS Uniphase、AOC Technologies和Tokin等多个厂家购得，在这里就不再进一步描述了。
在图3中，西-东WDM光信号进入环行器131的光端口1，被输出到光通路143。任何能够携带WDM光信号的介质都可以作为光通路；通常采用光纤或其他波导介质。光通路143与环行器137的第一光端口进行光通信，从而西-东WDM光信号进入第二环行器的第一端口。当进入环行器137的第一端口时，西-东光信号被传递到输出端口2。环行器137的输出端口2与光信道选择器141进行光通信。当进入光信道选择器141时，选择从西-东WDM信号要被下路的一路或多路信道，并向环行器137的第二光端口路由回去。西-东WDM信号的剩余光信道，即，“通过”信道λ2、λ3、…，向环行器138的第一光端口路由。
可以从能够从波分复用光信号中分开或路由一个或多个光波长的任何静态或可配置的光器件中选择光信道选择器141。这种器件包括，但不限制于，Bragg光栅、可调谐Bragg光栅、Fabry-Perot滤波器、声光可调谐滤波器、多层介质膜滤波器、阵列波导光栅(AWG)和/或这些器件的组合。可以在以上的参考文献《光网络：实用前景》的第三章和许多专利中找到这些光选择器件的详细描述。
在图3所示的示例中，由信道选择器141选择信道λ1，并通过光端口2路由回去，在环行器137的光端口3“下路”到光通路133上。从这里，选择的光信道传播到光组合器136。可以从能够获取来自光通路135的一路或多路选择光信道并将它们输入到第二双向光波导121’上的任何光元件或光元件组中选择光组合器136。在图3中的光组合器136示意性地被描述为熔融光纤光耦合器，可以从Corning和JDS Uniphase购得，并在以上的参考文献《光网络：实用前景》中进行描述。光组合器136将光信道λ1与在第二双向波导121’上传播的西-东WDM光信号相加。
为了与携带在第一双向光波导121上的西-东信号相区别，用符号λ1′、λ2′、λ3′等指示在第二双向光波导121’上的西-东WDM光信号的光信道。应当注意的是，不需要λ1和λ1′代表相同的波长；为每个光信道选择的波长依赖于为光网络的整体信道方案。但是，当λ1和λ1′确实代表相同的信道波长时，将由在先的光器件下路在第二双向波导121’上的λ1′，以避免与由光组合器136上路的λ1相冲突。
当将西-东WDM信号的剩余光信道，即，“通过”信道λ2、λ3、…，路由到环行器138的第三光端口时，它们通过环行器138的第一端口离开光桥130，并被返回到双向光波导121。同时，东-西WDM光信号从波导121通过相同的环行器端口进入光桥130。东-西WDM光信号被输出到位于光环行器138和139之间的光通路145上。东-西WDM信号进入环行器139的第一端口，它从端口2朝向光信道选择器142离开。尽管被配置与东-西WDM信号的波长而不是信道选择器141的西-东波长相互作用，光信道选择器142实质上类似于信道选择器141。
像西-东WDM光信号一样，当进入光选择器142时，选择从东-西WDM信号要被下路的一路或多路信道，并向环行器139的第二光端口路由回去。东-西WDM信号的剩余光信道，即，“通过”信道λb、λc、…，向环行器131的第三光端口路由。在图3所示的示例中，由信道选择器142选择信道λa，并通过光端口2路由回去，在环行器139的光端口3“下路”到光通路135上。选择的光信道从光通路135传播到实质上类似于光组合器136的光组合器143，信道加入在双向光波导121’上传播的东-西WDM信号：信道λa′、λb′、λc′等。
当向环行器131路由来自第一双向光波导121的通过光信道λb、λc、…等时，它们进入第三光端口并通过第一光端口输出到双向光波导121上。同时，如上所述，西-东光信道通过环行器131的端口1进入光桥130。
应该注意的是图3的光桥允许从第一双向波导121向第二双向波导121’路由信道，尽管不从第二双向波导向第一双向波导路由信道。如果在光网络中想要这样的相互性，可以采用两个光桥130。以图3所示的方式放置第一光桥，而放置第二光桥使得代替沿图3中的光波导121而在第二光波导121’中放置光耦合与信道选择元件。
转向图4，描述了光桥的另一实施例230。在图4中，与双向波导121相交的光桥的顶部实质上类似于以用于元件的对应数字131、143、133、137、141、138、145、139和142所指示的图3的顶部；上面已经讨论了光桥的这部分的操作。在图4的实施例中，与图3的实施例中一样，来自双向波导121的通信业务被引导到双向波导121’上；此外，可以将来自双向波导121’的通信业务引导到双向波导121上。为了完成这个任务，沿双向波导121’放置光环行器160和161，并分别在光通路133和135沿线放置光环行器160和161。当包括λa′、λb′、λc′…的东-西WDM信号进入光桥230时，它遇到光环行器160，通过端口1进入并通过端口2离开，被输入到光信道反射器170。配置光信道反射器170使得允许下路的光信道λ1传播到环行器160的端口2。同样允许要从波导121’的东-西WDM光信号中下路的信道(为了示例性的目的，λa′指示为要路由到第一双向光波导的信道)通过信道反射器170；将剩余光信道向环行器160端口2反射回去，加入λ1并通过端口3被输出到光通路163上。从这里，“通过”东-西光信道λb′、λc′…和上路光信道λ1进入环行器161的端口3，它们通过端口1离开以继续沿双向光波导121’传播。
类似地，包括信道λ1′、λ2′、λ3′…的西-东WDM信号进入光桥230，它遇到光环行器161，通过端口1进入并通过端口2离开，被输入到光信道反射器171。配置光信道反射器171使得允许下路的光信道λa传播到环行器161的端口2。同样允许要从波导121’的西-东WDM光信号中下路的信道(为了示例性的目的，λ1′指示为要路由到第一双向光波导的信道)通过信道反射器171；将剩余光信道向环行器161端口2反射回去，加入λa并通过端口3被输出到光通路163上。从这里，“通过”西-东光信道λ2′、λ3′…和上路光信道λa进入环行器161的端口3，它们通过端口1离开以继续沿双向光波导121’传播。
可以从大量的静态和可调谐光滤波部件中选择光信道反射器170和171。在一个(静态)实施例中，光信道反射器包括一系列一个或多个被配置以反射通过信道返回到各个环行器的第二端口的光栅。可选择地，可以产生反射除了从通路121’下路的那些波长之外的所有波长的陷波滤波器(“凹陷”)。可替代的，光信道反射器可以包括一个或多个可调谐Bragg光栅使得光信道反射器是动态可配置的。
图5描述了按照本发明的另一实施例的光桥330。光桥330允许沿双向波导121的每个方向传播的光信道被传递到双向波导121’，反之亦然。光桥330包括三端口光环行器305、310、320、325、335、340、345、350、355、360、365、370、375、380、385和390，上面已经描述了它们的操作。在双向波导121上传播的西-东WDM光信号进入环行器305的光端口1，被输出到光通路415。光通路可以是直接的通路或可以通过中间光器件(如，光隔离器、额外的光环行器、滤波器、放大器等)路由。当进入环行器310的第一端口时，向输出端口2传送西-东光信号。环行器20的输出端口2与光信道选择器341进行光通信。当遇到光选择器341时，选择从西-东WDM信号要被下路的一路或多路信道，并向环行器310的第二光端口路由回去。西-东WDM信号的剩余光信道，即，“通过”信道λ2、λ3、…，向环行器320的第一光端口路由。在图5所示的示例中，由信道选择器341选择信道λ1，并通过光端口2路由回去，在环行器310的光端口3“下路”到光通路427上。从这里，选择的光信道向光组合器383传播，光组合器可以是熔融光纤耦合器或结合图3的光组合器136和143进行讨论的任意器件。
双向波导121的东-西WDM光信号通过环行器325的端口1进入光桥330。将东-西WDM光信号输出到位于光环行器325和335之间的光通路445上。东-西WDM信号进入环行器335的第一端口，朝向光信道选择器342离开端口2。像西-东WDM光信号那样，当遇到光选择器342时，选择从东-西WDM信号要被下路的一路或多路信道，并向环行器335的第二光端口路由回去。东-西WDM信号的剩余光信道，即，“通过”信道λb、λc、…，向环行器390的第二光端口路由。在图5所示的示例中，由信道选择器342选择信道λa，并通过光端口2路由回去，在环行器335的光端口3“下路”到光通路357上。光通路357与光耦合器383进行通信，从而组合来自每个方向的下路信号λ1和λa，并输出到输出通路460上。从这里，它们进入环行器340的端口1并通过端口2被输出到光通路462上。
类似地，在双向波导121’上传播的西-东WDM光信号进入环行器360的光端口1，通过端口2被输出到光通路420。当进入环行器380的第一端口时，向输出端口2传送西-东光信号。环行器380的输出端口2与光信道选择器361进行光通信。当遇到光选择器361时，选择从西-东WDM信号要被下路的一路或多路信道，并向环行器380的第二光端口路由回去。西-东WDM信号的剩余光信道，即，“通过”信道λ2′、λ3′、…，向环行器375的第一光端口路由。在图5所示的示例中，由信道选择器361选择信道λ1′，并通过光端口2路由回去，在环行器380的光端口3“下路”到光通路437上。从这里，选择的光信道向光组合器384传播。
双向波导121’的东-西WDM光信号通过环行器370的端口1进入光桥330。将东-西WDM光信号输出到位于光环行器370和365之间的光通路446上。东-西WDM信号进入环行器365的第一端口，朝向光信道选择器362离开端口2。当遇到光选择器362时，选择从东-西WDM信号要被下路的一路或多路信道，并向环行器365的第二光端口路由回去。东-西WDM信号的剩余光信道，即，“通过”信道λb′、λc′、…，向环行器355的第二光端口路由。在图5所示的示例中，由信道选择器362选择信道λa′，并通过光端口2路由回去，在环行器365的光端口3“下路”到光通路447上。光通路447与光耦合器384进行通信，从而组合来自每个方向的下路信号λ1′和λa′，并输出到输出通路448上。从这里，它们进入环行器345的端口3并通过端口1被输出到光通路462上。
在这一点上，必须将来自第一双向波导121的下路光信道λ1和λa与在第二双向波导121’上的光通信业务进行组合；类似地，必须将来自第二双向波导121’的下路光信道λ1′和λa′与在第一双向光波导121上的的光通信业务进行组合。下面描述了每个各自的组合信号集合经过的路径。
从光通路462，λ1和λa进入环行器345的端口1，并通过端口2输出，被路由以输出光环行器350的端口1。当信号通过环行器350的端口2输出时，它们进入光信道选择器363。光信道选择器363实质上类似于光信道选择器341；结果，λ1被朝向环行器350反射回去并通过端口3输出到光通路351上。光通路351与光环行器375端口3进行光通信，通过端口1并朝向光信道选择器361输出λ1。光信道选择器361实质上类似于光信道选择器363和341；这样λ1被朝向环行器375的端口1反射回去，加入西-东通过信道λ2′、λ3′、…并通过与入口/出口环行器370的端口2进行光通信的端口2输出。当东-西WDM信号通过环行器370的端口1输入时，通过光信道和上路光信道通过相同的端口输出光桥330。
同时，在光信道选择器363，λa通过信道选择器并进入环行器355的端口1，通过端口2离开，并输入光信道选择器362。光信道选择器362实质上类似于光信道选择器342，从而λa被反射回去与“通过”信道λb′、λc′、…(如上所讨论的，已经通过了光信道选择器362)一起朝向环行器355的端口2并通过与入口/出口环行器360的端口3进行光通信的端口3输出。通过光信道，“通过”信道λb′、λc′、…和上路信道λa通过端口3进入环行器360，并通过端口1离开光桥330到达双向光波导121’。
当信道λ1′和λa′分别与在双向光波导121上传播的西-东和东-西WDM光信号组合时，信道λ1′和λa′发生类似的过程。从光通路462，λ1′和λa′进入环行器340的端口2并通过端口3输出，它们被路由以输入光环行器385的端口1。当信号通过环行器385的端口2离开时，它们进入光信道选择器343。光信道选择器363本质上类似于光信道选择器341；结果，λ1′被朝向环行器385反射回去并通过端口3输出到光通路387上。光通路387与光环行器320端口3进行光通信，通过端口2并朝向光信道选择器341输出λ1′。光信道选择器341实质上类似于光信道选择器343、361和363；这样λ1′被朝向环行器320的端口2反射回去，加入西-东通过信道λ2、λ3、…并通过与入口/出口环行器325的端口3进行光通信的端口3输出。当东-西WDM信号通过环行器325的端口1输入时，通过光信道和上路光信道通过相同的端口输出光桥330。
同时，在光信道选择器343，λa′通过信道选择器并输入环行器390的端口1，通过端口2离开并输入光信道选择器342。光信道选择器342实质上类似于光信道选择器362，从而λa′被反射回去与“通过”信道λb、λc、…(如上所讨论的，已经通过了光信道选择器342)一起朝向环行器390的端口2，并通过与入口/出口环行器305的端口3进行光通信的端口3输出。通过光信道λb、λc、…和上路信道λa′通过端口3进入环行器305并通过端口1离开光桥330到达双向光波导121。
尽管图5已经能够示出并描述了通过桥传送来自四个WDM光信号中的每一个的单一光信道，这种描述只是为了陈述的方便。可以理解的是图5的光信道选择器可以从WDM光信号选择任意数目的光信道。此外，正如那些在光通信系统领域的一般技术人员所知的那样，在上路信号不与光信道选择器341、362、361和342分别相互作用，而将被直接上路到通过光信道的情况下，可以方便地以标准光耦合器/组合器(如，用于组合器383和384的类型的)代替光环行器320、355、375和390。
光信道选择器341、342、343、361、362和363可以从能够分开或路由来自波分复用光信号的一路或多路光波长的任何静态或可配置的光器件中选择，而且可以包括上面参照图3讨论的一个或多个元件。
因为在局域网络中必须在多个位置断开双向光波导121和121’以放置光桥和双向上下路复用器，更好的是包括在光桥中的光放大以最小化在双向传输线路沿线的其他位置再插入光放大器的需要。针对图5中的结构，在环行器305与390之间、环行器320与325之间、耦合器383与环行器340之间、环行器370与375之间、环行器355与360之间、和/或光耦合器384与环行器345之间的光通路上或任何其他需要信号放大的位置可以有选择地插入光放大器。可以从能够不需要转换为电信号而进行光放大光信号的任何器件中选择光放大器310和320。这样的器件包括，但不限制于，掺杂光纤放大器(如，掺铒光纤放大器)、半导体光放大器、Raman光放大器等。可以在上面作为参考文献的《光网络：实用前景》的第三章中找到多种放大器的详细情况。
根据为整个光网络所选择的信道方案，光放大器可以在所选信道的波长区域中为优化增益平坦进行定制。例如，如果西-东WDM信号只包括在C波段(标称定义为从大约1530～1565nm的波长)的光信道，那么选择的放大器将进行优化以提供跨越这些波长的尽可能平坦的增益曲线。相反地，如果东-西WDM信号只包括在L波段(标称定义为从大约1565～1610nm的波长)的光信道，那么选择的放大器将进行优化以提供跨越这些波长的充分平坦的增益曲线。
作为选择的，可以从跨越整个波长频谱的波长中选取西-东信道以提供最大的信道间距(而最小化可能的串扰)。在这样的实施例中，东-西信道波长将与西-东信道波长以交错的方式交替(如，西-东信道波长为1528、1532、1536、1540等，而东-西信道波长为1530、1534、1538、1542等)。在这种信道方案中，将选择如半导体光放大器等具有合理的平坦增益曲线的放大器。在每种情况中，西-东和东-西信道方案将可能由整个系统的考虑来确定，如其中将采用光桥的网络拓扑。
在本发明的双向上下路多路复用器中也可以采用多种色散补偿技术。例如，可以放置具有包括啁啾光栅和/或色散补偿光纤的输出路径的额外环行器与光桥进行通信以补偿传输产生的信号色散。作为选择的，色散补偿光纤的长度可以在光桥中的光通路沿线接合。
尽管已经参考特别的典型实施例描述了上面的发明，在不偏离本发明的精神和贡献，即，在每个都携带相向传播的WDM光信号的两个双向光波导间提供光桥的前提下，可以进行很多修改，并替换功能相等的元件。因此，修改和上面所提及、但不局限于此的功能相等的元件被认为是包含在所附权利要求的范围之内的。

Claims (14)

1、一种包括用于从一个双向波分复用光波导向另一个双向波分复用光波导有选择地传送光信道的光桥的双向光网络，所述双向光网络包括：
携带第一双向波分复用光通信信号的第一双向光波导，第一双向波分复用光通信信号包括包含了多个沿第一方向传播的第一光信道的第一波分复用光通信信号，以及还包括包含了多个沿第二方向传播的第二光信道的第二波分复用光通信信号；
携带第二双向波分复用光通信信号的第二双向光波导，第二双向波分复用光通信信号包括包含了多个沿第三方向传播的第三光信道的第三波分复用光通信信号，以及还包括包含了多个沿第四方向传播的第四光信道的第四波分复用光通信信号；
放置在第一双向光波导和第二双向光波导之间的光桥，所述光桥包括：
第一光耦合装置和第一信道选择装置，被配置以从第一波分复用光通信信号中选择一路或多路第一光信道；
第二光耦合装置和第二信道选择装置，被配置以从第二波分复用光通信信号中选择一路或多路第二光信道；
位于第一双向光波导和第二双向光波导之间的至少一个光通路；
用于至少将选择的一路或多路第一光信道输入到所述光通路上的装置；
与第二双向光波导进行光通信的组合装置，用于将选择的一路或多路光信道与在第二双向光波导上沿第三方向传播的第三波分复用光通信信号或者沿第四方向传播的第四波分复用光通信信号进行组合。
2、按照权利要求1所述的双向光网络，其特征在于第一耦合装置包括一个或多个光环行器。
3、按照权利要求1所述的双向光网络，其特征在于第二耦合装置包括一个或多个光环行器。
4、按照权利要求1所述的双向光网络，其特征在于组合装置包括一个或多个光纤耦合器。
5、按照权利要求1所述的双向光网络，其特征在于组合装置包括一个或多个光环行器。
6、按照权利要求1所述的双向光网络，其特征在于第一和第二信道选择装置的每个都包括一个或多个Bragg光栅。
7、一种包括用于在两个双向波分复用光波导间有选择地传送光信道的光桥的双向光网络，所述双向光网络包括：
携带第一双向波分复用光通信信号的第一双向光波导，第一双向波分复用光通信信号包括包含了多个沿第一方向传播的第一光信道的第一波分复用光通信信号，以及还包括包含了多个沿第二方向传播的第二光信道的第二波分复用光通信信号；
携带第二双向波分复用光通信信号的第二双向光波导，第二双向波分复用光通信信号包括包含了多个沿第三方向传播的第三光信道的第三波分复用光通信信号，以及还包括包含了多个沿第四方向传播的第四光信道的第四波分复用光通信信号；
放置在第一双向光波导和第二双向光波导之间的光桥，所述光桥包括：
第一光耦合装置和第一信道选择装置，被配置以从第一波分复用光通信信号中选择一路或多路第一光信道；
第二光耦合装置和第二信道选择装置，被配置以从第二波分复用光通信信号中选择一路或多路第二光信道；
位于第一双向光波导和第二双向光波导之间的至少一个第一光通路；
用于将选择的一路或多路第一光信道和选择的一路或多路第二光信道输入到第一光通路上的装置；
第三光耦合装置和第三信道选择装置，被配置以从第三波分复用光通信信号中选择一路或多路第三光信道；
第四光耦合装置和第四信道选择装置，被配置以从第四波分复用光通信信号中选择一路或多路第四光信道；
用于将选择的一路或多路第三光信道和选择的一路或多路第四光信道输入到第一光通路上的装置；
用于将选择的一路或多路第一光信道与第三波分复用光通信信号进行组合的装置；
用于将选择的一路或多路第二光信道与第四波分复用光通信信号进行组合的装置；
用于将选择的一路或多路第三光信道与第一波分复用光通信信号进行组合的装置；
用于将选择的一路或多路第三光信道与第二波分复用光通信信号进行组合的装置。
8、按照权利要求7所述的双向光网络，其特征在于第一耦合装置包括一个或多个光环行器。
9、按照权利要求7所述的双向光网络，其特征在于第二耦合装置包括一个或多个光环行器。
10、按照权利要求7所述的双向光网络，其特征在于第三耦合装置包括一个或多个光环行器。
11、按照权利要求7所述的双向光网络，其特征在于第四耦合装置包括一个或多个光环行器。
12、按照权利要求7所述的双向光网络，其特征在于第一、第二、第三和第四信道选择装置，每个包括一个或多个Bragg光栅。
13、按照权利要求7所述的双向光网络，其特征在于用于将选择的一路或多路第一光信道和选择的一路或多路第二光信道输入到第一光通路上的装置包括光环行器。
14、按照权利要求7所述的双向光网络，其特征在于用于将选择的一路或多路第三光信道和选择的一路或多路第四光信道输入到第一光通路上的装置包括光环行器。
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