光學放大器和光學傳輸路段的製作方法

2023-09-15 16:54:45

專利名稱：光學放大器和光學傳輸路段的製作方法
技術領域：
本發明涉及到調節光學放大器和使用這種調節光學放大器的光學傳輸路段。
在光學傳輸網絡中將光學放大器使用作為平衡光纖衰減。如果藉助於調節平衡系統參數的變化，在遠距離傳輸路段上穩定的運行才有可能。在目前使用的波長復用傳輸系統中將放大器的累計輸出功率進行調節。在單信道系統或者具有恆定信道數的路段中通過這種調節方案將變化非常慢的系統參數進行補償，例如由於溫度波動或者老化。
然而如果信道數在運行中變化，於是這樣的累計輸出功率調節改變單個的WDM-傳輸信道的電平。基本上有可能避免這樣的電平變化，如果求出工作信道數和將其通知單個光學放大器的調節裝置。將這個與放大器輸出電平的名義值相應地匹配。然而一般來說由於不同的時間常數這種電平匹配如果不是短時間的波動是不成功的，而且對傳輸質量帶來很大的損害。
另外的解決方法在於將單個放大器調節到恆定的增益(放大)。這樣的放大器敘述在「電子信箋」3月26日，1991，第27卷，第7號，560-561頁和「電子信箋」6月9日，1994，第30卷，第12號，962-964頁中。如果將增益保持恆定，在這些電路中當工作信道數變化時抑制了餘下的信道的電平波動。然而這種調節原理也不適合於作為具有多個放大器傳輸路段的調節方案，因為路段參數緩慢變化累計起來和因此使傳輸質量變壞。
因此本發明的任務是，規定適合於光學傳輸網絡的放大器。此外將傳輸路段構成為，即使信道數改變時單個WDM-信道的接收電平也保持恆定。
此任務是按照權利要求1通過調節光學放大器解決的。將放大器的變型敘述在獨立的權利要求3中。
將用這种放大器裝備的傳輸路段敘述在權利要求6和7中。
將有益的擴展結構各自敘述在有關的權利要求中。
按照本發明的光學放大器的優點在於，增益調節是工作在具有短的時間常數的第一個調節迴路中。因此工作的WDM-信道數對輸出電平的作用很小。將第二個調節迴路用於調節緩慢的變化。當工作信道數改變時第二個調節迴路的名義值相應的改變是通過連接在傳輸路段發送端的地方的或者接收方的終端(網絡節點)進行的，則輸出電平調節，如果有的話，只可以短時間和只可以非常小地覺察到。
如果在第二個調節迴路上安排存儲器環節，則有可能讓這個調節迴路只在確定的時間工作，以便改變接收電平或者當信道數改變時解除工作。
用其他的解決方法或者從傳輸路段接收終端開始將所有放大器的輸出功率調節共同進行或者當相應地單獨監控輸出電平時也單獨地經過相應的被平衡的監控信道進行輸出功率調節。
由於使用輸出電平調節放大器只還需要得到關於WDM-信道數或者相應的名義值的信息。
用這些放大器裝備的傳輸路段也可以調節由於老化過程引起的放大變化。
藉助於兩個實施例詳細敘述本發明。
附圖表示附

圖1按照本發明具有輸出功率調節放大器的原理接線圖，附圖2用光纖放大器的原理接線圖，附圖3具有多個放大器的傳輸路段，附圖4按照本發明放大器的變型和，附圖5在傳輸路段上使用這個放大器。
附圖1表示本發明實施例的原理接線圖。光學放大器V是用於將經過光波導線LWL傳輸的波長復用信號MS進行放大。在輸入端安排了測量耦合器K1，測量耦合器將信號的一部分分支。由第一個光電轉換器OE1將分支轉換為對應於輸入電平(輸入累計功率)PIN的電測量信號PIN，將電測量信號輸入給第一個調節器R1。同樣經過第二個測量耦合器K2和第二個光電轉換器OE2得到對應於輸出功率POUT的測量信號POUT，將其同樣輸入給第一個調節器。根據(可調整的比例)POUT與PIN之比例如在光纖放大器上將泵電流IPUMP進行調節，或者當半導體放大器時將控制電流進行調節。同樣可以使用其他的增益調節原理，這些在所敘述的文獻中已經敘述過。
除了用於很快地增益調節(簡化表示的)的第一個調節裝置(調節迴路)(K1,OE1,K2,OE2,R1,V)之外安排了第二個重要的調節裝置(調節迴路K2,OE2,R2,R1,V)，這個通過將相應的測量值POUT與指令參數，名義值Psoll進行比較，將輸出功率(輸出電平)POUT進行調節。例如由於溫度變化或者老化引起傳輸衰減的緩慢變化通過這個第二個調節迴路進行調節。由第二個調節器R2輸出的調節參數GSOLL參與到第一個調節迴路上確定了泵電流和因此確定了光學放大器的增益。當傳輸信道數改變時增益不應該變化。則電平調節不允許立即起作用，這通常通過第二個調節迴路相對於第一個調節迴路很多比較大的時間常數可以達到。
附圖2表示了具有光纖放大器VFA的放大器裝置的細節，其增益是由被控制的泵雷射器PL產生的泵電流IPUMP確定的，將泵電流經過泵耦合器PK進行耦合。第一個調節器R1可以包括衰減環節DG，衰減環節是與第二個光電轉換器OE2連接的和包括第一個比較器COM1。如果人們不考慮第二個調節迴路，則用衰減環節可以調整增益。用於「通過改變增益進行輸出電平調節」的可能性是通過指令參數PSOLL直接改變衰減環節DG。
在實施例中在第二個調節裝置(在第二個調節迴路)K2、OE2、COM2、MU、IN、COM1、PL、PK、VFA上，如基本上已經敘述過的，在第二個比較器COM2上將輸出功率與指令參數PSOLL進行比較。比較結果經過復用器MU改變第一個比較器COM1的輸入信號和這樣控制泵電流和因此控制了光纖放大器VFA的增益。可以放棄衰減環節，因為第二個調節迴路經過復用器確定了增益。
如已經敘述過的，在第二個調節迴路中的時間常數應該足夠大，以便當信道數改變的情況下通過外部執行的指令參數的改變使其影響中性化。存儲器環節SH同樣可以對此有幫助。將這個也可以連接在積分器和復用器之間。在高數據率為兆比特/秒範圍時對於第一個調節迴路作為時間參數從大約1微秒至1毫秒是足夠了和對於第二個調節裝置範圍為大約0.1秒至幾秒和分至小時是適合的。對於不同的運行狀態時間常數也是可以轉換的。
這樣對於驗收可以選擇小的時間常數，例如100微秒，當信道數改變時時間常數為1秒和當需要進行電平變化時時間常數為幾秒是適合的。
對於第二個調節器提供了積分性能或者至少一個積分部分，這還可以由空閒時間進行補充。將第二個比較器和積分器可以綜合在一個電路裝置中。
具有有關調節迴路的放大器電路自然可以用每個任意的方法構成。
附圖3表示了具有多個光學放大器VT、V1至Vn的傳輸路段。在發送終端T1上將在具有後置的波長復用器WDM的發送裝置TR上產生的波長復用信號MS在光學放大器VT上放大和饋入路段。這樣調整放大器，使放大器各自提供對應於各個路段的輸出電平的條件，輸出電平通過第二個調節迴路當本身緩慢變化的傳輸特性時也保持不變。
如果WDM信道數改變，則將輸出電平首先在每個信道上通過第一個調節迴路繼續保持恆定。由於緩慢的時間常數/空閒時間輸出電平調節首先不會介入調節過程。因為同時經過監控信道OCH由終端將指令參數的變化通知放大器，指令參數用於調整新的輸出電平，實際上通過第二個調節迴路不會產生影響。因此分配給每個放大器的單獨的信道數的監控相反還很複雜。
還應補充的是，經過監控信道也可以單獨地調整輸出功率。
在附圖4上表示了按照本發明放大器的變型VV。缺少用於直接調節輸出電平的第二個調節裝置。只能用監控信道OCH調整增益，以便通過第一個調節迴路使增益保持恆定。則輸出電平的外部的變化也還是可能的。在這個例子中經過數字模擬轉換器DAW進行調整，其輸出信號作為調節信號GSOLL確定增益。
附圖5表示了具有光學放大器VV1至VVn的其他的傳輸路段，在其中有益地可以使用這种放大器類型。接收端的終端T2除了包括放大器VVn和解波長復用器WDD之外還包括接收裝置RE，接收裝置求出累計電平和工作的WDM信道數。從第二個終端開始經過傳輸信道OCH將信道數或者相應的名義值通知放大器而且當系統決定的接收電平緩慢變化時也可以確定，單個放大器的增益如何變化。因此第二個「調節迴路」始終是經過接收終端構成的。在調整裝置和放大器簡單的實施形式中對於所有放大器有可能出現同樣的增益，在複雜的實施形式中對應於路段參數或者對應於監控裝置在單獨的放大器上出現單個的變化。通過相應執行的調節器也可以直接確定輸出電平或者與前置電平相關地改變輸出電平。
權利要求
1．調節的光學放大器(V,V1,…)，特別是波長復用信號傳輸的調節的光學放大器，具有用於調節增益的第一個調節裝置(V、OE1、OE2、R1)，其特徵為，安排了具有基本上緩慢調節性能的用於對應於輸入的指令參數(psoll)調節輸出電平(POUT)的第二個重要的調節裝置(V、OE、R2、R1)。
2．按照權利要求1的調節光學放大器，其特徵為，第一個調節裝置是由光學放大器(PL,PK,VFA)、連接在其輸出端的第二個光電轉換器(OE2)和第一個比較器(COM1)構成的，將對應於輸入電平的測量信號(pIN)經過第一個光電轉換器(OE1)輸入給第一個比較器(COM1)，和第二個調節裝置基本上是由光學放大器(PL,PK,VFA)、連接在其輸出端的光電轉換器(OE2)、第二個比較器(COM2)構成的，將名義值(psoll)輸入給其第二個輸入端，由連接在第一個光電轉換器(OE1)和第一個比較器(COM1)之間的復用器(MU)，將第二個比較器的輸出信號輸入給復用器，和由第一個比較器(COM1)構成的。
3．調節的光學放大器(VV,VV1,…)，特別是對于波長復用信號傳輸的調節的光學放大器，具有用於調節增益的第一個調節裝置(OE1,OE2,R1)，其特徵為，安排了控制裝置(DAW,IN,MU)，用控制裝置對應於作為指令參數輸入的名義值(Psoll/Gsoll)通過調整增益可以調整輸出功率。
4．按照權利要求3的調節的光學放大器(VV,VV1,…)，其特徵為，第一個調節裝置基本上是由光學放大器(PL,PK,VFA)，連接在其輸出端的第二個光電轉換器(OE2)和第一個比較器(COM1)構成的，經過第一個光電轉換器(OE1)將對應於輸入電平的測量信號(pin)輸入給第一個比較器，和控制裝置(DAW,IN,MU)包括復用器(MU)，將對應於外部輸入的名義值的調節信號(GSOLL)輸入給復用器。
5．按照上述權利要求之一的調節的光學放大器(V,VV)，其特徵為，將調節的光學放大器構成為光纖放大器(PL,PK,VFA)和通過調節裝置控制泵電流(IPUMP)。
6．具有連接成鏈的多個放大器(V,VV,…)的傳輸路段，其特徵為，將各個所希望的輸出電平(POUT)的確定的名義值(PSOLL)作為指令參數輸入給放大器(V,VV,…)。
7．按照權利要求3、4或者4和5的具有連接成鏈的多個光學放大器(VV)的傳輸路段，其特徵為，安排了接收終端(T2)，接收終端不僅監控接收端的累計電平而且監控工作的WDM信道數和在WDM信道數保持不變而累計電平變化時將光學放大器(VV1,…,VVn)的增益作為第二個調節裝置的一部分重新調節。
8．按照權利要求6或7的傳輸路段，其特徵為，將數字的名義值(PSOLL)作為指令參數進行傳輸，數字的名義值包括工作的WDM信號數。
9．按照權利要求1、2、3或4的調節的光學放大器(V,VV)，其特徵為，第二個調節裝置(OE,R2,R1；RE,DAW,MU,COM1,PL,VFA)有一個積分部分或者構成為積分調節器。
10．按照權利要求1、2、3或4的調節光學放大器(V,V1,…)，其特徵為，第二個調節裝置有空閒時間部分。
11．按照權利要求1、2、3的調節光學放大器，其特徵為，第二個調節裝置(OE,R2,R1；RE,DSW,IN,MU,COM1,PL,VFA)的時間常數是可以轉換的。
全文摘要
用于波長復用信號傳輸的調節光學放大器各自有第一個調節裝置(OE1,OE2,R1)用於調節增益和有具有非常緩慢調節性能的第二個重要的調節裝置(OE2,R2,R1)用於對應於輸入的名義值(P
文檔編號H04B10/00GK1315076SQ99810117
公開日2001年9月26日 申請日期1999年3月30日 優先權日1998年8月26日
發明者P·克魯姆裡希, C·-J·維斯克, M·施雷布勒納, W·馬德爾 申請人:西門子公司