本发明专利技术涉及一种用于操作由单个泵浦光源（１１）抽运的具有第一放大级（Ａ１）和第二放大级（Ａ２）的放大器的方法，根据分别抽运第一放大级（Ａ１）和第二放大级（Ａ２）的可变分束因子（α）将所述初级泵浦信号（ＰＰＵＭＰ）分束成第一泵浦信号（Ｓ１）和第二泵浦信号（Ｓ２）。改变分束因子（α）以实现优化的噪声指数。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于控制掺铒光纤放大器和放大器装置(amplifierarrangement)的 方法。
技术介绍
掺铒光纤放大器(EDFA)被广泛地部署在光学密集波分复用(DWDM)传输系统中， 这是因为它们具有以几乎令人满意的方式来同时放大所有DWDM信号的能力。此外，EDFA代 表用于集成光学网络中的点到点链路的关键部件。这倾向于因为由开关、多路复用器等等 引入的附加损耗而导致增加在光学网络中使用的放大器。此外，光学联网技术已变成对具 有严格成本要求的区域网和城域网具有吸引力。因此，在不牺牲功能的情况下降低放大器的成本是EDFA的关键要求。放大器的 核心由提供放大的增益介质(gain medium)(即“掺铒光纤”)和提供功率以允许掺铒光纤 (EDF)中的足够掺杂离子部分离开基态到达期望的激发态能级的激光泵给出。EDFA的实际 实施方式还部署附加的无源部件(例如抽头耦合器/分束器(splitter)、信号监控器、WDM 耦合器)以将泵浦辐射(pump radiation)和信号光耦合到EDF、隔离器等等。然而，从成本 的观点来看，泵浦激光器代表驱动元件。因此，泵浦的数目必须保持尽可能地低以显著降低 EDFA成本。为了降低EDFA成本，已提议由相同的激光器来抽运(pump)两个或更多EDF线圈， 使用由固定的分束比(splitting ratio)表征的熔融分束器以使得进入每个EDFA级的部 分光不能被单独设置。另一方面，已在具有两个泵浦的配置中使用了具有不相等的分支比的四个端口组 合器，以便根据设计值来补偿部件特性的偏差并且改进可靠性。在US 5，561，552和EP 588 557 Al中描述了此专利技术的实施例。然而，存在与该技术相关联的主要缺点。在大多数情况下，WDM系统被放入到具有 少数活动(active)通道的操作中。随后，根据容量的需求添加附加的通道。因此，放大器 以及它们的控制算法已被设计成提供从具有单个通道的操作开始一直到最大通道负载的 适合表现。基于以恒定增益操作的泵浦分束的机构的噪声指数在小的输入功率(即小的通 道数(channel count))下明显更大。因此，跨距(span)的最大数目由小通道数下的噪声特 性限制。为了减少这一缺点，可以考虑高的分束比值。然而，为了实现高输出功率级(也就 是说对于高通道负载的情况)，需要较低的分束比值(即第二 EDF线圈中的高泵浦功率)。 因此，高的分束比值与较低输出功率级有关，也就是说降低由放大器提供的最大增益。固定 分束比的选择基于这两个约束之间的权衡。为了降低由固定分束比施加的限制，在专利申请DE 10 2005 031897 Al中描述一 种配置。对于该机构，进入第二 EDF线圈的泵浦功率不是由泵浦提供的功率的固定部分，因 为通过增加泵浦功率减少第二级泵浦线中由EDF(充当饱和吸收器)提供的衰减。然而，该解决方案呈现了下面的缺点·泵浦路径中的EDF引起泵浦光的吸收。 泵浦路径中的EDF充当可能被添加(在WDM耦合器的衰减之后)到光学主路径 中的信号传播的放大自发发射(ASE)噪声源。此外，反向传播ASE将在泵浦的方向上传播。 一旦固定的分束比和泵路径中的EDF的长度已固定，碰撞(impinge)第二 EDF级 的泵浦功率就是由泵浦自己提供的功率的函数。因此，该机构的等同分束比是泵浦功率的 函数，也就是说不可能设置等同的分束比以及由泵浦单独提供的功率。还句话说，该架构具 有一个自由度。但是这对负责次优噪声性能的等同分束比的最大值设置限制。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服这些问题并且找出用于高质量地放大输出功率的宽范围内 的光学信号的方法和装置。一种改进信号质量的方式由根据权利要求1所述的方法实现。一种改进信号质量的光学放大器由根据独立权利要求7所述的机构实现。在从属权利要求中描述附加的有益特征。相对于先前解决方案的关键差异是结合专利技术控制方法的可调谐泵浦分束器的部 署。该解决方法的优点如下列出·在泵浦路径中行进的光不会经历吸收。·因为泵浦路径中不存在EDF，所以ASE噪声不会被添加到信号中，并且ASE功率 不会在泵浦的方向上传播。·根据本专利技术的配置提供了在操作期间两个自由度的优点，也就是泵浦功率的等 级和分束比。这意味着这两个参数可以被自由地设置并且由物理效应给出的固定关系不会 限制可能耦合的设置。那样，借助于高的分束比值和泵浦功率值来显著降低处于低通道数 或通过以最大输出功率以下操作放大器的噪声指数降级，而通过减小分束比来实现高的输 出功率级。因为在泵浦路径中不存在EDF，所以一旦考虑到可调谐设备的插入损耗，由该泵浦 提供的总泵浦功率就可用于实现期望的放大。实际上，作为体积(bulk)元件的可调谐分束器的插入损耗稍微高于固定分束器 的插入损耗。所提议的借助于离散部件的机构的实施方式将会受到这一缺点的影响。然而， 只要所提议的配置被实施为具有平面光波光路(Planar Lightwave Circuit, PLC)方法的 实体就可以避免该缺点。通过采用该策略，可调谐分束器可以被集成在芯片上，而不会引起 相对于基于固定分束比的构架的附加损耗。要指出PLC方法具有吸引力是因为降低的机械 尺寸和降低的制造工作量，并且所提议的架构将允许建立具有非常良好地噪声性能的紧凑 放大器。原则上，增益介质将是提供光放大的任何类型的材料或成分(意味着仅将无源部 件集成到芯片上)，但是基于掺铒波导(EDW)的完全集成方法代表可替换的选择。如上所述，实际上所提议的方法的优点是可以单独设置泵浦功率级和分束比，以 使得借助于高分束比α (即耦合到第一 EDF线圈的大部分泵浦光)来改进在小通道数下或 在低于最大值的输出功率级下的噪声性能，而可以通过设置分束比的较低值来增加处于高 通道数的输出功率。显然，两个自由度的存在会影响控制策略。因为可以单独设置泵浦功率级和可调谐元件的分束比，所以这些量可以被看作所提议的解决方法的致动(actuating) (控制)变量。因此，控制策略是不同的。将注意力放在新的机构上，放大器的控制必须适 当地对这两个变量起作用以保证最佳的性能。一般来说，可以利用泵浦功率和分束比的不 同耦合来实现特定输出增益等级。然而，仅利用两个参数的适当选择结合来获得最佳的性 能。然而，期望将致动(控制)变量从两个减少成一个来加速控制，以使得根据输出功 率仅调整一个变量。这通过将进入第二 EDF级的泵浦功率限定为唯一的致动变量来实现。将给出涉及瞬态事件的放大器的另一实施例。为了实现放大器对瞬态事件的快速 响应，控制电路使用前馈部分，所述前馈部分使得(泵浦功率)致动变量因为输入功率的变 化而产生变化。该方法的普通应用是处于EDFA恒定增益下的操作。通过将进入第二 EDF 线圈的泵浦功率用作致动变量，添加基于近似数学关系的前馈分量。附图说明将结合附图更详细地解释本专利技术，其中图1是示出根据本专利技术的两级放大器的简化图；图2是示出本专利技术的第一实施例的框图；图3是示出经过修改的实施例控制电路的框图；图4是示出控制方法的框图；图5是示出分束因子控制的流程图；图6是示出泵浦功率和分束因子之间的关系的示图；图7是示出输出功率和泵浦功率之间的控制性能的示图；图8是示出根据本发本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于控制由单个泵浦光源（１１）抽运的具有第一放大级（Ａ１）和第二放大级（Ａ２）的光纤放大器的方法，所述单个泵浦光源（１１）生成初级泵浦信号（Ｐ↓［ＰＵＭＰ］），根据分别抽运第一放大级（Ａ１）和第二放大级（Ａ２）的分束因子（α）将所述初级泵浦信号（Ｐ↓［ＰＵＭＰ］）分束成第一泵浦信号（Ｓ１）和第二泵浦信号（Ｓ２），包括步骤：确定用于控制第二泵浦信号（Ｓ２）的第二泵浦功率（Ｐ２）以及由此放大器的输出功率（Ｐ↓［ＯＵＴ］）的初级致动变量（ｐ２）；如果初级泵浦信号（Ｓ↓［ＰＵＭＰ］）的总泵浦功率（Ｐ↓［ＰＵＭＰ］）小于所述初级泵浦信号（Ｓ↓［ＰＵＭＰ］）的可用最大总泵浦功率（Ｐ↓［ＰＭＡＸ］），则根据初级致动变量（ｐ２）来调整初级泵浦信号（Ｓ↓［ＰＵＭＰ］）的总泵浦功率（Ｐ↓［ＰＵＭＰ］），同时保持最大分束因子（α↓［ＭＡＸ］）；以及如果所述总泵浦功率（Ｐ↓［ＰＵＭＰ］）等于所述初级泵浦信号（Ｓ↓［ＰＵＭＰ］）的最大总泵浦功率（Ｐ↓［ＰＭＡＸ］），则根据所述初级致动变量（ｐ２）来调整可调谐分束器（１０）的分束因子（α）。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：L拉普，D塞蒂，
申请(专利权)人：诺基亚西门子通信公司，
类型：发明
国别省市：FI[芬兰]
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