專利名稱：操作光放大器的方法以及光放大器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種操作光放大器特別是摻餌光纖放大器(EDFA)或拉曼放大器的方法，將該光放大器的輸出信號提供給光纖。
本發(fā)明還涉及一種光放大器，特別是摻餌光纖放大器或者拉曼放大器。
背景技術：
目前的許多光放大器都以不變的輸出功率工作，這在很多情況下會使得包括這些光放大器的傳輸系統(tǒng)的性能下降。這種性能下降的原因較多當經(jīng)由相對較短的光纖發(fā)送信號時，由于相對較高的輸出功率，有很多非線性效應會影響信號質量。另一方面，當經(jīng)由相對較長的光纖發(fā)送信號時，所述較長的光纖內的相應跨距損耗(span loss)即所述信號的衰減增加，并且因此信噪比(SNR)或光信噪比(OSNR)分別變差。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種操作光放大器的改善的方法以及一種改善的光放大器。
關于上述方法，通過確定所述光纖的跨距損耗并根據(jù)所述跨距損耗控制所述光放大器的輸出功率來達到所述目的。
光纖的跨距損耗主要依賴于吸收過程、散射過程和例如由光纖段的不良機械連接引起的非本征損耗(extrinsic loss)，并且光纖的跨距損耗基本上和所述光纖的長度成正比。
根據(jù)本發(fā)明，在具有相對較低的跨距損耗的相對較短的光纖連接到所述光放大器，并且較高的輸出功率會對經(jīng)由所述短光纖發(fā)送的信號產(chǎn)生過多非線性效應的情況下，可以減小所述光放大器的輸出功率。
當把所述輸出放大器連接到具有相對較高的跨距損耗的相對較長的光纖時，所述信號的衰減變得突出，這使得放大器或接收所述信號的接收機處的信噪比減小。根據(jù)本發(fā)明的方法，在這些情況下，提高所述光放大器的輸出功率，以便維持適當?shù)男旁氡取?br> 本發(fā)明的一個非常有利的實施例的特征在于，當確定所述跨距損耗增加時，增大所述光放大器的所述輸出功率。這樣就可以防止信噪比減小。
本發(fā)明的又一有利的實施例提出，當確定所述跨距損耗減小時，減小所述光放大器的輸出功率。這一變型有助于避免所述光纖內的非線性效應變得突出。
特別地，根據(jù)本發(fā)明的另一變型，提出所述跨距損耗每增大2dB，就將所述輸出功率增大1dB，并且/或者所述跨距損耗每減小2dB，就將所述輸出功率減小1dB。
本發(fā)明的又一非常有利的實施例的特征在于，按照以下步驟執(zhí)行確定所述跨距損耗的創(chuàng)造性步驟-經(jīng)由所述光纖從所述光放大器發(fā)送信號到第二光放大器，所述信號的輸出功率在所述光放大器和所述第二光放大器中都是已知的；-確定由所述第二光放大器所接收的所述信號的實際輸入功率；以及-基于所述確定的輸出功率并基于所述實際輸入功率來確定所述跨距損耗。
特別地，比較由第二光放大器所接收的信號的實際輸入功率和所述已知輸出功率，可以確定由所述光纖和/或其到所述光放大器的連接而引起的實際跨距損耗。在由此獲得的實際跨距損耗的基礎上，可以調整所述光放大器的輸出功率，即增大或者減小所述光放大器的輸出功率，以便使光纖內的非線性效應最小化，同時維持如上所述的適當信噪比。
本發(fā)明的另一有利的實施例提出，將所述跨距損耗從所述第二光放大器發(fā)送到所述光放大器。由于通常將在所述第二光放大器內確定跨距損耗，因此這是有必要的。有利的是，用監(jiān)控信道來發(fā)送所述跨距損耗。
然而，本發(fā)明并不局限于前述配置。根據(jù)本發(fā)明，還可以例如通過采用一種回送(loop-back)過程來確定所述光放大器內的所述跨距損耗，其中首先將具有已知輸出功率的信號發(fā)送給第二光放大器，其次在接收到所述信號之后，第二光放大器以某種方式將所述信號返回給所述光放大器，例如經(jīng)由一個單獨的、先前未使用的光纖等來將所述信號返回給所述光放大器，以評估跨距損耗。例如，所述第二光放大器使用由該光放大器和第二光放大器都已知的增益將所述信號返回到所述光放大器。在這種情況下，由于可以基于所述輸出功率、所述增益和所述光放大器處的輸入功率的差值來確定所述跨距損耗，因此不必例如經(jīng)由監(jiān)控信道單獨發(fā)送跨距損耗。
根據(jù)本發(fā)明又一有利的實施例，一旦確定了跨距損耗，就可以將該跨距損耗發(fā)送給另外的光放大器。根據(jù)本發(fā)明，這在幾個光放大器連接到另外的放大器的傳輸系統(tǒng)內特別有用。假定各光纖的實際跨距損耗和已經(jīng)確定跨距損耗的光纖的跨距損耗相當，那么通過這樣做，一旦確定跨距損耗，就能夠在多個光放大器內使用該跨距損耗，以控制其輸出功率。
根據(jù)本發(fā)明的另一有利的實施例，提出根據(jù)所述跨距損耗，控制從所述第二光放大器到所述光放大器的所述發(fā)送步驟的輸出功率。
根據(jù)本發(fā)明的又一有利的實施例，提出在多個放大器之間交換先前確定的跨距損耗。當所述放大器連接到具有相似長度并因此很有可能也具有類似的跨距損耗的光纖時，這就特別有用。
本發(fā)明的另一有利的實施例的特征在于，通過采用可變光衰減器(VOA)和/或通過控制用于摻餌光纖放大器(EDFA)中特別是用于摻餌光纖放大器(EDFA)的第二級中的激光二極管的電流來控制所述輸出功率。
本發(fā)明的另一有利的實施例的特征在于，當控制所述輸出功率時，特別是通過調整所述摻餌光纖放大器(EDFA)的中間級中的可變光衰減器(VOA)來控制所述輸出功率時，維持所述光放大器的增益平穩(wěn)度。
本發(fā)明的目的的進一步解決方案由光放大器給出，其特征在于能夠根據(jù)所述光纖的跨距損耗來控制由所述光放大器提供給光纖的輸出信號的輸出功率。
根據(jù)本發(fā)明的光放大器的另一有利實施例的特征在于能夠與另外的光放大器交換跨距損耗。
根據(jù)本發(fā)明的光放大器的另一有利實施例的特征在于能夠執(zhí)行根據(jù)權利要求1到11之一的方法。


在以下參考附圖的詳細描述中，將提出本發(fā)明的其他細節(jié)和優(yōu)點，其中圖1描述了本發(fā)明的第一實施例；圖2描述了本發(fā)明的第二實施例；圖3描述了本發(fā)明的第三實施例；以及圖4描述了本發(fā)明的方法的實施例。
具體實施例方式
圖1示出了一種光傳輸系統(tǒng)，包括光放大器1a，其可以是例如摻餌光纖放大器(EDFA)；光纖2，其連接到所述光放大器1a的輸出；以及第二光放大器1b，其輸入連接到所述光纖2。
在所述傳輸系統(tǒng)的操作期間，信號S是來自所述光放大器1a的輸出并被提供給所述光纖2。所述信號S具有已知的輸出功率電平，在圖1中用箭頭P_out來表示。
由于吸收效應、散射效應等原因，當在所述光纖2中行進時，所述信號S會發(fā)生衰減。所述衰減的特征有可能在于所謂的跨距損耗，跨距損耗和其他的衰減都依賴于所述光纖2的長度。因此，所述信號S包括所述第二光放大器1b處的輸入功率電平P_in，其通常小于所述光放大器1a處的所述輸出功率電平P_outP_in＜P_out根據(jù)本發(fā)明，所述信號S具有輸出功率電平P_out，其在所述光放大器1a和所述第二光放大器1b中也是已知的。發(fā)送所述信號S的步驟由圖4所示的流程圖的步驟100表示。
參考圖4的步驟110，在第二光放大器1b內接收所述信號S，之后在步驟120中測量所述信號S的實際輸入功率P_in。
由于所述光纖2的上述跨距損耗，所述實際輸入功率P_in低于所述輸出功率P_out，并且差值P_out-P_in與所述跨距損耗成正比。這樣就能夠確定圖4的步驟130中的所述跨距損耗。
根據(jù)本發(fā)明，現(xiàn)在可以將所述跨距損耗用于控制所述光放大器1a的輸出功率，參見圖1。為此，在步驟140中，將跨距損耗從所述第二光放大器1b發(fā)送到所述光放大器1a。經(jīng)由所述傳輸系統(tǒng)的監(jiān)控信道(未示出)執(zhí)行對所述跨距損耗的發(fā)送。所述監(jiān)控信道可以是例如采用光纖2進行發(fā)送時所具有的邏輯信道或任何其他適當?shù)耐ㄐ判诺馈?br> 最后，在步驟150(圖4)中，所述光放大器1a用接收到的跨距損耗值來控制信號S的輸出功率P_out。這使得輸出功率P_out能夠自適應于跨距損耗的變化的值。
如果沒有輸出功率P_out的這種自適應性，增大跨距損耗就會引起所述第二光放大器1b輸入處的所述信號S的信噪比變差，并且在跨距損耗減小的情況下，通過減小輸出功率，可以避免非線性效應對所述信號S的不利影響?，F(xiàn)有技術的傳輸系統(tǒng)中存在所述效應，并且根據(jù)本發(fā)明，通過根據(jù)所述跨距損耗來動態(tài)地改變所述光放大器的輸出功率P_out，可以克服所述效應。
例如，可以周期性地執(zhí)行參考圖4而說明的獲得跨距損耗的方法，以確保對所述輸出功率P_out的可靠控制。
例如，如果確定所述跨距損耗增大并將該增大的跨距損耗發(fā)送給所述光放大器1a，則控制光放大器1a，使得信號S的輸出功率P_out也增大，以補償增大的跨距損耗，以便減小OSNR的惡化。
相反，例如，如果確定所述跨距損耗減小并將該減小的跨距損耗發(fā)送給所述光放大器1a，則控制光放大器1a，使得信號S的輸出功率P_out也減小，以補償減小的跨距損耗，以便避免在所述光纖2內不必要地引起對信號S的非線性效應。
例如，所述跨距損耗每增大2dB，所述輸出功率P_out就增大1dB；并且所述跨距損耗每減小2dB，所述輸出功率P_out就減小1dB。
根據(jù)圖2所示的本發(fā)明的第二實施例，為第二光放大器1b提供另一光放大器1a’。通常，所述第二光放大器1b和所述光放大器1a’之間的數(shù)據(jù)交換可以經(jīng)由由圖2中的雙箭頭3表示的接口進行。所述接口3用于交換根據(jù)上述過程(圖1、圖4)而確定的所述第二光放大器1b內的跨距損耗值和其他數(shù)據(jù)。
由圖2可見，所述跨距損耗可以由所述光放大器1a’經(jīng)由所述光纖2a發(fā)送給另一光放大器1b’，光放大器1b’通過接口3與所述光放大器1a連接。因此，所述光放大器1b’還可以與所述光放大器1a交換先前從所述光放大器1a’處接收的跨距損耗。
利用圖2中的配置，也可以用兩種不同的方式來確定用于控制所述光放大器1a的輸出功率P_out的跨距損耗首先，如上所述，接收到所述信號S后，可以確定所述第二光放大器1b內的跨距損耗(圖1)。然后，經(jīng)由所述接口3、所述光放大器1a’、所述光纖2a，并且最后經(jīng)由經(jīng)過所述光放大器1b’及其到所述光放大器1a的接口，可以將所述跨距損耗發(fā)送到所述光放大器1a?？梢允褂霉鈧鬏斚到y(tǒng)的監(jiān)控信道。
其次，可以接收所述第二光放大器1b內的所述信號S，以確定所述第二光放大器1b內的實際輸入功率P_in，并將所述信號S從所述第二光放大器1b傳遞到所述光放大器1a’，光放大器1a’以已知的增益因子將所述信號S經(jīng)由所述光纖2a和所述光放大器1b’返回給所述光放大器1a。根據(jù)這一變型，在所述信號S沿所述光纖2、光纖2a行進期間，所述信號S衰減兩次，并且由所述光放大器1a’向所述信號S施加已知的增益，這使得所述光放大器1a能夠確定光纖2、光纖2a的相應跨距損耗。
顯然，如果假定所述光纖2和2a具有相似的跨距損耗，則所確定的所述第二光放大器1b內的跨距損耗就可以用于調整所述光放大器1a’的輸出功率，以便使得從所述光放大器1a’到所述光放大器1b’的信號發(fā)送最優(yōu)化。
本發(fā)明的又一實施例如圖3所示。由圖可見，在本發(fā)明的這一實施例的光傳輸系統(tǒng)中，具有多個光放大器1a、1a’、1a”、1a、1b、1b’。
光放大器1a、1a”、1a經(jīng)由各接口3連接到所述光放大器1b’，并且可以由此具有上述先前確定的跨距損耗，例如所述第二光放大器1b內的跨距損耗。該跨距損耗還可以由所述光放大器1b’確定。
根據(jù)又一實施例，光放大器1a、1a’、1a”、1a、1b、1b’還可以交換跨距損耗或者表示跨距損耗值的其他數(shù)據(jù)，該跨距損耗值是所述傳輸系統(tǒng)的光纖2、光纖2a的特征。所述交換可以例如通過監(jiān)控信道經(jīng)由所述接口3、所述光纖2、光纖2a而執(zhí)行，或者經(jīng)由任何適合的通信信道而執(zhí)行。
控制所述光放大器1a、1a’、1a”、1a、1b、1b’的輸出功率P_out的一種非常有利的方式由各光放大器(VOA)的輸出處的可變光衰減器給出，雖然此處未示出可變光衰減器，但可以從現(xiàn)有技術的系統(tǒng)中得知該可變光衰減器，例如參見“可變光衰減器的開發(fā)”(“Development of a Variable Optical Attenuator”，Sato et.al.，F(xiàn)urukawareview No.20，April 2001，http//www.furukava.co.jp/review/fr020/fr20_04.pdf)一文。
作為替代，例如可以改變用于摻餌光纖放大器(EDFA)的第二級中的激光二極管的電流，以實現(xiàn)上述輸出功率控制。
當對所述輸出功率P_out進行控制時，必須維持所述光放大器1a的增益平穩(wěn)度，這可以通過調整所述光放大器1a的中間級(未示出)中的可變光衰減器(VOA)有利地實現(xiàn)。還可以采用G.Charlet和C.Simmoneau在歐洲專利EP 03291119中所述的方法。
仿真已經(jīng)證明，通過采用根據(jù)本發(fā)明的方法，可以實現(xiàn)關于信號S的Q因子的大約2dB的性能改善。
權利要求
1.一種操作光放大器(1a)特別是摻餌光纖放大器或者拉曼放大器的方法，將所述光放大器的輸出提供給光纖(2)，所述方法的特征在于確定所述光纖(2)的跨距損耗，并且在于根據(jù)所述跨距損耗來控制所述光放大器(1a)的輸出功率(P_out)。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于當確定所述跨距損耗增大時，增大所述光放大器(1a)的輸出功率(P_out)，并且/或者在于當確定所述跨距損耗減小時，減小所述光放大器(1a)的輸出功率(P_out)。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于所述跨距損耗每增大2dB，就將所述輸出功率(P_out)增大1dB，并且/或者在于所述跨距損耗每減小2dB，就將所述輸出功率(P_out)減小1dB。
4.根據(jù)前述權利要求之一所述的方法，其中按照以下步驟執(zhí)行確定所述跨距損耗的步驟-經(jīng)由所述光纖(2)從所述光放大器(1a)發(fā)送信號(S)到第二光放大器(1b)，所述信號(S)的輸出功率(P_out)在所述光放大器(1a)和所述第二光放大器(1b)中都是已知的；-確定由所述第二光放大器(1b)所接收的所述信號(S)的實際輸入功率(P_in)；以及-基于所述確定的輸出功率(P_out)并基于所述實際輸入功率(P_in)來確定所述跨距損耗。
5.根據(jù)前述權利要求之一所述的方法，其特征在于，將所述跨距損耗從所述第二光放大器(1b)發(fā)送到所述光放大器(1a)。
6.根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于，將所述跨距損耗發(fā)送到另外的光放大器(1a’，1a”，…)。
7.根據(jù)權利要求5或6所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述跨距損耗來控制從所述第二光放大器(1b)到所述光放大器(1a，1a’，1a”，1a，1b’…)的所述發(fā)送步驟的輸出功率。
8.根據(jù)權利要求5到7之一所述的方法，其特征在于，采用監(jiān)控信道來發(fā)送所述跨距損耗。
9.根據(jù)前述權利要求之一所述的方法，其特征在于，在多個放大器(1a，1a’，1a”，1a，1b，1b”…)之間交換先前確定的跨距損耗。
10.根據(jù)前述權利要求之一所述的方法，其特征在于，通過采用可變光衰減器和/或通過控制用于摻餌光纖放大器中特別是用于所述摻餌光纖放大器的第二級中的激光二極管的電流來控制所述輸出功率(P_out)。
11.根據(jù)前述權利要求之一所述的方法，其特征在于，當控制所述輸出功率(P_out)時，特別是通過調整所述摻餌光纖放大器的中間級中的可變光衰減器來控制所述輸出功率時，維持所述光放大器(1a，1a’，1a”，1a，1b，1b’…)的增益平穩(wěn)度。
12.光放大器(1a)，特別是摻餌光纖放大器或拉曼放大器，其特征在于，其能夠根據(jù)所述光纖(2)的跨距損耗來控制由所述光放大器(1a)提供給光纖(2)的輸出信號的輸出功率(P_out)。
13.根據(jù)權利要求12所述的光放大器(1a)，其特征在于，能夠與另外的光放大器(1a’，1a”，1a，1b，1b’…)交換跨距損耗。
14.根據(jù)權利要求12或13所述的光放大器(1a)，其特征在于，其能夠執(zhí)行根據(jù)權利要求1到11之一所述的方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種操作光放大器(1a)特別是摻餌光纖放大器(EDFA)或者拉曼放大器的方法，將該光放大器的輸出提供給光纖(2)，本方法的特征在于確定所述光纖(2)的跨距損耗，并且在于根據(jù)所述跨距損耗來控制所述光放大器(1a)的輸出功率(P_out)。本發(fā)明還涉及一種光放大器(1a)，特別是摻餌光纖放大器(EDFA)或者拉曼放大器。
文檔編號H04B10/293GK1743937SQ20051009294
公開日2006年3月8日 申請日期2005年8月24日 優(yōu)先權日2004年8月30日
發(fā)明者加布里埃爾·沙萊, 讓·克里斯托夫·安東納 申請人:阿爾卡特公司