本发明专利技术涉及用于平坦光放大器增益谱的装置和方法。在光通信网络中的光纤放大器负载条件的变化由于光谱烧孔和受激拉曼散射而引起放大器增益谱的快速变化。本发明专利技术描述了一种用于减少这种增益谱变化的装置，该装置监测光信号扰动，并且该装置根据以常数的形式存储在控制器内存中的预定的函数来调节放大器的泵浦功率和／或快速可变衰减器而起作用。光信号作为总功率和通过一个或更多的滤波器后的光功率而被监测。光探测相对快速，因而增益谱变化由基于负载条件变化的快速控制可变光衰减器和泵谱调节来补偿。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光纤放大器，特别是^平坦掺铒光纤放大器(EDFA)、拉曼放大器 (RA)以及混合EDFA-RA放大器的增益谱。
技术介绍
在波分复用光传输系统中，不同的信息通道被编码到不同波长的光中，该不同波长 的光通过使用复用器被结合。被结合的光通过光纤和/或光纤网络传送到光纤的接收器 端。在接收器端，通过解复用器对该信号分离或解复用，使其回复为各自的光学信道， 因而可以通过诸如光电二极管的光学探测器探测到每个光学信道，并且可以逐个信道重 构这些信息。光通过光纤传播时，由于与光和光纤相互作用原理相关的损耗，光趋于损失功率。 然而在接收器端要求光信道功率有一定的最小值，以将在光信道内编码的信息解码。为 了推进光信号在光纤中的传播，沿着传输链路在被称为节点的多个位置配置光学放大 器。在某些情况下，这些光放大器从几百公里到几千公里最大可能的延伸了链路长度， 因而通过每个放大器跨距之后，光信号被放大到接近发送器的初始的功率水平。遗憾的 是，在放大过程中，会将一定的噪声量引入光信号中，这实质上限制了传输链路可以具 有的光放大器的数量。现代光通信系统使用掺铒光纤放大器(EDFA)、拉曼放大器(RA )和混合EDFA-RA 作为增强光信号功率的元件，从而延伸了通信系统的范围。今天，光通信系统变得更敏 捷并且更易于重构。光通信系统的重配置导致放大器输入端的信号负载变化。同时，放 大器的目的是提供恒定的增益，其不应当依赖于功率或波长负载条件；否则， 一些信道 在接收器端将不会有足够的功率和信噪比，造成信息的丢失。 EDFA的控制电路部分地解决了可变信号负载问题。更特别的，可以测量放大器的 输入端和输出端的总的光功率，并且计算放大器的平均光信号增益。放大器控制电路 通过反馈环调节放大器的泵浦功率，以这种方式使被测量的光信号增益等于所期望的 或"设置"的光增益，并且该光信号增益不随时间明显变化。然而，不仅期望放大器的平均增益是常数，而且期望各自信道的增益是常数并且与 其他信道的存在与否无关，也就是说与信道负载无关。同时，由于掺铒光纤的光谱，即由于光谱烧孔(SHB)效应，EDFA的增益形状取决于输入负载。因此即使EDFA的平 均增益保持恒定，各自信道的增益也将会变化，造成不期望的效果，例如增加的传输系 统的误码率。解决该问题的一种方法是在传输系统的某一位置使用光信道监测器(OCM)检查 信道功率。然后系统控制电路使用所采集的信息，调节在传输链路中的动态增益均衡器(DGE),以这种方式平坦传输的光谱。OCM和DGE不要求处于系统中的同一位置。 这种方法的有利之处在于它可以补偿引起系统损害的所有增益变化，诸如受激拉曼散射(SRS)引起的倾斜，而不仅仅是EDFASHB。但是上述方法有一些缺陷。第一，因为DGE和OCM是昂贵的元件，通常不能安 装在每一个放大器节点，所以它们一次补偿几个放大器，这是不理想的。第二， OCM 和DGE都是相对慢速的器件，纠正通常需要几秒钟。这对于敏捷的通信系统来说是不 期望的，在敏捷的通信系统中，对于诸如信道负载变化的瞬态事件的调节的典型要求是 lOOps级，这比DGE/OCM方法要快10,000倍。为了解决这种补偿技术的缺陷，在此以参考的方式引入本申请的名称为"Fast control of inter-channel SRS and residual EDFA transients using a multiple-wavelength forward-pumped discrete Raman amplifier", OMN4， OFC 2007 ("使用多波长前向泵浦的 分立的拉曼放大器快速控制信道间SRS和剩余EDFA瞬变，，)的文章中，Zhou等人在 所公开的例子中已经建议测量位于特定波长1528.6nm、 1544.4nm和1559.6nm的有 限数量的信道的信道功率。随后，使用线性前馈控制来调节拉曼放大器的拉曼泵浦功率。 该操作基于具有3个不同波长的拉曼泵浦的RA。同样，类似前述的DGE/OCM方法， 这不仅补偿EDFA SHB,而且补偿SRS倾斜。这种技术的主要缺点是要求功率持续被监测的三个信道持续存在。这对于现代敏捷 通信系统是一个限制性很大的要求。另一个潜在的缺点是需要有三个附加的探测器。最 后，可能只在三个拉曼泵浦存在的情况下才会有相对良好的SHB补偿一一泵浦数量的 减少将会导致补偿量的减少。此外，在此以参考的方式并入本文的Nishihara等人的美国专利7,359,112中，描述 了一种控制装置，其根据波长的量来调节EDFA的增益，波长的量是根据专用的光电探 测器在两个或三个分离的光语带中所测量的光功率来计算。这种方法的 一 个缺点是仅调 节一个控制参数，特别是EDFA增益，这限制了 SHB和SRS两者都被补偿的程度。另一个缺点来自于这样的事实某些负载变化形式，例如总光功率在单一不变的光谱带中 被测量的那些形式，不会被Nishihara等的装置探测到，因此不会被所述装置补偿。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，适合于抑制由放大器 中负载变化引起的亚毫秒级的增益瞬态变化，不需要专门的光谱信道来监测增益语。本 专利技术延伸了 Bolshtyansky等人在名称为"Dynamic Compensation of Raman Tilt in a Fiber Link by EDFA during Transient Events", JThA15， OFC 2007 ("瞬变事件期间在光纤链路 中由EDFA引起的拉曼倾斜的动态补偿")中所建议的技术，在本专利技术中，不是测量实 际的增益变化，取而代之的是，本器件测量该传输信号的一些性能，并根据所测量的信 号性能调节增益语。本专利技术的装置分出一小部分传输光信号，将这部分信号分束成多个子部分，将这些 该子部分传输通过特定的光学滤波器组，并测量产生的光功率。基于测量结果，冲艮据被 选取以改进混合EDFA-RA光放大器增益谱的平坦度的预定的响应函数组，该装置调节 掺铒光纤放大器(EDFA)的泵浦功率，和/或拉曼放大器(RA)的泵浦功率，和/或快 速可变光衰减器的衰减设置。因此，根据本专利技术提供了用于平坦混合放大器的增益谱的装置，该混合放大 器包括用于放大光信号流的掺铒光纤放大器和拉曼放大器，所述装置包括 探测器件，其被设置以接收形式为iV+l个子部分的所述光信号流的分出部分，并 根据所述分出部分提供iV+l个输出信号其中，iV是正整数，所述探测器件 包括7V个具有各自传输函数F/(;i)…F/y(;i)的光谱滤波器；以及iV+l个光电探测 器，所述〃+ 1个光电探测器用于产生〃+ 1个输出信号A ... i);v以响应照射在其上的 光，其中，所述光信号流的所述分出部分的第一子部分被耦合到用于产生所述信号尸0 的第一光电探测器，以及所述光信号流的所述分出部分的剩余的iV个所述子部分的每一 个与iV个光谱滤波器中的一个相耦合，所述W个光谱滤波器中的一个与用于产生所述 信号尸w的所述剩余的iV个光电探测器中的一个相耦合；控制器，其被设置以接收来自于所述探测器件的所述信号Pa ... JV并且所述控制 器被合适地编程以根据所述信号尸e ... iV提供3f本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于平坦混合放大器的增益谱Ｇ（λ）的装置，所述混合放大器包括用于放大光信号流的掺铒光纤放大器ＥＤＦＡ和拉曼放大器ＲＡ，所述装置包括： 探测器件，其被设置以接收形式为Ｎ＋１个子部分的所述光信号流的分出部分，并根据所述Ｎ＋１个子部分提 供Ｎ＋１个输出信号Ｐ↓［０］…Ｐ↓［Ｎ］，其中，Ｎ是正整数，所述探测器件包括：具有相应透射函数Ｆ↓［１］（λ）…Ｆ↓［Ｎ］（λ）的Ｎ个光谱滤波器；以及Ｎ＋１个光电探测器，用于产生Ｎ＋１个输出信号Ｐ↓［０］…Ｐ↓［Ｎ］以响应照射在其上的光，其中，所述光信号流的所述分出部分的第一子部分被耦合到产生所述信号Ｐ↓［０］的第一光电探测器，所述光信号流的所述分出部分的剩余的Ｎ个所述子部分中的每一个与所述Ｎ个光谱滤波器中的一个相耦合，所述Ｎ个光谱滤波器中的一个与用于产生所述信号Ｐ↓［１］…Ｐ↓［Ｎ］的所述剩余Ｎ个光电探测器中的一个相耦合； 控制器，其被设置以接收来自于所述探测器件的所述信号Ｐ↓［０］…Ｐ↓［Ｎ］，所述控制器被合适地编程以根据所述信号Ｐ↓［０］…Ｐ↓［Ｎ］提供Ｍ个控制信号ｘ↓［１］…ｘ↓［Ｍ］，其中，Ｍ是 正整数并且ｘ↓［ｍ］＝ｆ↓［ｍ］（Ｃ↓［ｋ］，Ｐ↓［０］…Ｐ↓［Ｎ］），其中，对于每一个ｍ＝１…Ｍ，ｆ↓［ｍ］是预定的函数，Ｃ↓［ｋ］是预定的常数；以及 Ｍ个光谱驱动器Ｓ↓［１］…Ｓ↓［Ｍ］，其被设置以分别接收所述控制信号ｘ↓［１］… ｘ↓［Ｍ］，并根据等式ΔＧ（λ）＝＊Ａ↓［ｍ］（λ）.ｘ↓［ｍ］由值ΔＧ（λ）修正所述增益谱Ｇ（λ），其中，Ａ↓［ｍ］（λ）是所述第ｍ个驱动器Ｓ↓［ｍ］根据其接收的一单个控制信号所产生的所述修正的一部分； 其中，函数ｆ↓［１］…ｆ↓［ Ｍ］和Ｆ↓［１］…Ｆ↓［Ｎ］被选取以增加所述增益谱Ｇ（λ）的平坦度。...
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：马克西姆波尔斯亚斯基，格雷戈里考尔，
申请(专利权)人：JDS尤尼弗思公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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