專利名稱：使用增益鉗制的光放大器的光傳輸線監(jiān)視系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于監(jiān)視光傳輸線的系統(tǒng)和方法；更具體地，本發(fā)明涉及通過使用光學時域反射計(OTDR)和光放大器監(jiān)視光傳輸線的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
光學時域反射計(OTDR)非常便于監(jiān)視WDM傳輸鏈路。為了迅速解決光傳輸線的問題并且進一步避免潛在問題，在中心辦公室的在線監(jiān)視是必要的。然而，由于雪崩發(fā)光二極管的動態(tài)范圍(～35dB)，使用典型OTDR的監(jiān)視距離限制于大約160km光纖。為了進一步擴展監(jiān)視長度，已經(jīng)研究了使用光放大器的放大OTDR系統(tǒng)，然后使用由OTDR測量的傳輸損失和光傳輸線的缺陷位置來提高光傳輸系統(tǒng)的可靠性。
一般地，監(jiān)視OTDR的光的放大導致由光放大器產(chǎn)生的后向放大自發(fā)發(fā)射(ASE)。反過來，ASE可劣化OTDR的性能。在具有多個放大級的光傳輸線監(jiān)視系統(tǒng)中，由于監(jiān)視光的波段外的ASE分量，OTDR的性能可大大劣化。因此，有必要去除監(jiān)視光的波段外的ASE分量。
由于OTDR的監(jiān)視光是脈沖光，輸入光放大器的信號周期地處于開和關(guān)狀態(tài)。在光放大器的輸入信號處于關(guān)狀態(tài)時，來自光放大器的ASE大大增加。因此，在輸入信號的開和關(guān)狀態(tài)之間存在ASE功率的差別。如果用于增加光放大器的增益的泵浦操作密集地執(zhí)行，那么可能進一步增大ASE差別。由于在輸入信號的關(guān)狀態(tài)產(chǎn)生的ASE變?yōu)楸尘霸肼?，所以ODTR的接收器中的發(fā)光二極管的工作性能可能劣化。此外，監(jiān)視結(jié)果將劣化。
圖1是說明有或沒有信號的光放大器的輸出的光譜的曲線圖。
沒有信號的ASE比有信號的ASE大。由于ASE差別，ODTR的性能將劣化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種使用光放大器和ODTR(光學時域反射計)的光傳輸線監(jiān)視系統(tǒng)，能夠監(jiān)視長的光傳輸線，避免由于由光放大器產(chǎn)生的后向ASE(放大自發(fā)發(fā)射)導致的ODTR的性能劣化，同時進行信號傳輸和光傳輸線監(jiān)視。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種光傳輸線監(jiān)視系統(tǒng)，包括OTDR(光學時域反射計)，將監(jiān)視光發(fā)射到光傳輸線，測量反射的光或后向散射的光以監(jiān)視光傳輸線；光放大單元，通過使用增益鉗制的光放大器放大在光傳輸線上傳輸?shù)谋O(jiān)視光；以及濾波器單元，從由光放大器單元產(chǎn)生的后向ASE(放大自發(fā)發(fā)射)去除具有監(jiān)視光的波段外的波長的分量。
因此，可以延伸OTDR的光傳輸線監(jiān)視距離。結(jié)果，可以避免由于后向ASE引起的OTDR性能的劣化。


通過結(jié)合附圖詳細說明其示范實施例，本發(fā)明的上述和其他特征和優(yōu)點將變得更清楚，附圖中圖1說明處于輸入信號的開和關(guān)狀態(tài)的光放大器的輸出的光譜的曲線圖；圖2說明處于輸入信號的開和關(guān)狀態(tài)的增益鉗制的光放大器的輸出的光譜的曲線圖；圖3A和3B是說明使用布拉格光柵(Bragg grating)的增益鉗制的半導體光放大器的結(jié)構(gòu)的圖；圖4是說明激光腔提供在半導體光放大器之外的增益鉗制的光放大器的圖；圖5是增益鉗制的光放大器的增益特性；圖6是說明根據(jù)本發(fā)明的一個例子的光傳輸線監(jiān)視系統(tǒng)的圖；圖7是說明圖6的光傳輸線監(jiān)視系統(tǒng)的監(jiān)視結(jié)果的曲線圖；圖8是說明根據(jù)本發(fā)明的另一個例子的光傳輸線監(jiān)視系統(tǒng)的圖；圖9是說明根據(jù)本發(fā)明的一個例子、對光傳輸線上的數(shù)據(jù)信號使用光放大器的光傳輸線監(jiān)視系統(tǒng)的圖；圖10是說明使用增益飽和的信號的增益鉗制的光放大器的圖；以及圖11是說明使用光柵的增益鉗制的光放大器的圖。
具體實施例方式
通過參照附圖和對其的解釋，能完全了解本發(fā)明及其操作優(yōu)點。
現(xiàn)在，參照附圖將描述本發(fā)明的示范實施例，以詳細解釋本發(fā)明。在各附圖中，相同的參考數(shù)字指示相同的元件。
現(xiàn)在，參照附圖將描述根據(jù)本發(fā)明使用增益鉗制的光放大器的光傳輸線監(jiān)視系統(tǒng)。
圖2是說明處于輸入信號的開和關(guān)狀態(tài)的增益鉗制的光放大器的輸出的光譜的曲線圖。
如圖2中所示，無論在預定信號波段內(nèi)信號開和關(guān)的狀態(tài)，放大自發(fā)發(fā)射(ASE)的功率不改變。
圖3A、3B和4是說明增益鉗制的光放大器的例子的圖。
圖3A和3B是說明使用布拉格光柵的增益鉗制的半導體光放大器的結(jié)構(gòu)的圖。圖3A說明在稱為“分布布拉格反射器(DBR)類型”的半導體芯片(有源部分)的兩端具有布拉格光柵的增益鉗制的半導體光放大器。圖3B說明在稱為“分布反饋(DFB)類型”的波導有源區(qū)下具有布拉格光柵的增益鉗制的光放大器。
更具體地，SOA包括在作為增益媒體的光波導中的激光腔的結(jié)構(gòu)。在預定窄波段中用布拉格光柵反射光形成激光腔的結(jié)構(gòu)。在激光腔中的激光振蕩用于使SOA的增益飽和。如果SOA的輸入功率低，激光的功率就增加，使得SOA的增益飽和。如果SOA的輸入功率高，激光的功率就減少。但是，由于輸入的功率高，所以SOA的增益飽和。因此，不管SOA的輸入功率，能飽和增益鉗制的SOA的增益，使得能得到恒定的信號增益。另外，由于SOA一直處于增益飽和狀態(tài)，ASE的功率能保持恒定。
圖4是說明在半導體光放大器外提供激光腔的增益鉗制的光放大器的圖；提供有兩個光增加下降(add-drop)復用器(OADM)。連接SOA輸出的第二OADM具有三個端子A、B和C。具有預定波長，輸入到端子A的一部分光是從端子C輸出的。從端子C輸出的具有預定波長的光的功率通過可變光衰減器(VOA)調(diào)整并且通過第一OADM輸入到SOA。在一個周期，將從第二OADM的端子C輸出的光由SOA放大，然后，輸入到第二OADM的端子A。重復該周期以產(chǎn)生諧振。具有該腔結(jié)構(gòu)的激光器稱為環(huán)激光器。
圖5是增益鉗制的光放大器的增益特性曲線。如在圖5中所示，可見，由于SOA保持在恒定的增益飽和狀態(tài)，不管輸入信號的功率，增益是恒定的。
圖6是說明根據(jù)本發(fā)明的一個例子的光傳輸線監(jiān)視系統(tǒng)的圖。
光傳輸線監(jiān)視系統(tǒng)包括OTDR(光學時域反射器)600、光傳輸線610和640、光濾波器620和增益鉗制的光放大器630。
反射或后向散射輸入到光傳輸線610的監(jiān)視光。OTDR 600測量反射或后向散射光以決定光傳輸線610、連接點、斷開點等的傳輸損失。OTDR 600的監(jiān)視光是周期的脈沖光。由于在監(jiān)視光的輸出功率以及在OTDR 600的接收器中的發(fā)光二極管的動態(tài)范圍上存在限制，所以僅單一OTDR 600不能監(jiān)視超過150km的光傳輸線。
為了擴展OTDR 600的監(jiān)視距離，增益鉗制的光放大器630放大OTDR600的監(jiān)視光(脈沖光)。由于增益鉗制的光放大器630不管其輸入信號的功率而具有恒定增益，因此不管監(jiān)視光的功率，ASE的功率是恒定的。
現(xiàn)在，參照圖2到5，將詳述增益鉗制的光放大器。
在OTDR 600和增益鉗制的半導體光放大器630之間使用的光濾波器620具有從由增益鉗制的光放大器630產(chǎn)生的后向ASE去除監(jiān)視光的波段外的分量的功能。
無論監(jiān)視光(脈沖光)處于開和關(guān)的狀態(tài)，通過增益鉗制的光放大器630ASE的功率能保持恒定。監(jiān)視光的波段外的分量能由光濾波器620從后向ASE去除。結(jié)果，可以避免由于ASE引起的OTDR的性能的劣化。
圖7是說明圖6的光傳輸線監(jiān)視系統(tǒng)的監(jiān)視結(jié)果的曲線圖。在監(jiān)視光沿著光傳輸線行進時，監(jiān)視光的功率逐漸減少。接著，監(jiān)視光在大約100km由光放大器放大。因此，可以擴展OTDR的監(jiān)視距離。
如在圖7中所見，可知OTDR的監(jiān)視距離延伸超過200km。
圖8是說明根據(jù)本發(fā)明的另一例子的光傳輸線監(jiān)視系統(tǒng)的圖。
光傳輸線監(jiān)視系統(tǒng)包括OTDR 800、光傳輸線810和850、循環(huán)器820、光纖光柵830和增益鉗制的光放大器840。
OTDR 800、增益鉗制的光放大器840以及光傳輸線810和850的功能和構(gòu)造與圖6的一樣。因此，省略詳細描述。
在光傳輸線810上發(fā)射的光通過循環(huán)器820輸入到增益鉗制的光放大器840。從增益鉗制的光放大器840后向輸出的光通過循環(huán)器820輸入到光纖光柵830。在光纖光柵830上反射的光通過循環(huán)器820輸入到光傳輸線810。
光纖光柵830只反射在由增益鉗制的光放大器840放大的后向監(jiān)視光的波段內(nèi)的分量。換言之，圖8的循環(huán)器820和光纖光柵830共同對應圖6的光濾波器。
圖9是說明根據(jù)本發(fā)明的一個例子、對在光傳輸線上的數(shù)據(jù)信號使用光放大器的光傳輸線監(jiān)視系統(tǒng)的圖。
光傳輸線監(jiān)視系統(tǒng)包括OTDR 900、光傳輸線910和960、第一耦合器920、增益鉗制的光放大器940、第二耦合器950和光放大器930。增益鉗制的光放大器940放大監(jiān)視光。光放大器930放大數(shù)據(jù)信號。
OTDR 900和增益鉗制的光放大器具940與圖6中的相同。因此，省略詳細描述。
使用在光放大器930前的第一耦合器920解復用從OTDR 900輸出的監(jiān)視光和數(shù)據(jù)信號。第一耦合器920分別將數(shù)據(jù)信號和監(jiān)視光發(fā)送到光放大器930和增益鉗制的光放大器940。
光放大器930和增益鉗制的光放大器940分別放大數(shù)據(jù)信號和監(jiān)視光。第二耦合器950復用來自光放大器930的數(shù)據(jù)信號和來自增益鉗制的光放大器940的監(jiān)視光，并且將組合光輸出到光傳輸線960。
后向散射的監(jiān)視光或反射的監(jiān)視光通過第二耦合器950后向地輸入到增益鉗制的光放大器940。
圖10是說明使用增益飽和的信號的增益鉗制的光放大器的例子的圖。
增益鉗制的光放大器包括產(chǎn)生增益飽和的信號的光源1020、光放大器1030以及將增益飽和的信號輸入到光放大器1030的耦合器1010。
由光源1020產(chǎn)生的增益飽和的信號通過耦合器1010輸入到光放大器1030。這里，不管監(jiān)視光，增益飽和的信號具有足夠高的功率以均勻飽和光放大器1030的增益。因此，在任何時間可得到恒定的信號增益。
圖11是說明使用光柵的增益鉗制的光放大器的另一個例子的圖。
增益鉗制的光放大器包括光纖光柵1110和光放大器1120。光纖光柵1110具有將由光放大器1120產(chǎn)生的一部分ASE反射到光放大器1120的功能。ASE的反射部分有助于使光放大器1120的增益飽和。使得信號增益能恒定。
光纖光柵1110的反射波段是根據(jù)經(jīng)驗決定的。比較寬的反射波段是優(yōu)選的，因為充足的反射光必須被輸入到光放大器1120，以便使光放大器1120的增益飽和。
由于圖10的耦合器和光源能被替換為單一的光柵，所以可以實現(xiàn)低價格的增益鉗制的光放大器。
根據(jù)本發(fā)明，如果通過使用光放大器，延伸光學時域反射計(OTDR)的光傳輸線監(jiān)視距離，就可以避免由于從光放大器產(chǎn)生的后向放大的自發(fā)發(fā)射(ASE)引起的OTDR性能的劣化。另外，由于數(shù)據(jù)信號和監(jiān)視光具有不同的波長，所以可以實時監(jiān)視光傳輸線。
另外，本發(fā)明可適合于光放大器上的光傳輸線。另外，長的光傳輸線能由增益鉗制的光放大器監(jiān)視。因此，可以減少用于監(jiān)視光傳輸線的成本和時間。
雖然已參照其示范實施例具體說明和描述了本發(fā)明，但在不脫離如權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情形，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將明白在此可進行形式和細節(jié)上的各種變化。
權(quán)利要求
1.一種光傳輸線監(jiān)視系統(tǒng)，包括OTDR(光學時域反射計)，將監(jiān)視光發(fā)射到光傳輸線，測量反射的光或后向散射的光以監(jiān)視光傳輸線；光放大單元，通過使用增益鉗制的光放大器放大在光傳輸線上傳輸?shù)谋O(jiān)視光；以及濾波器單元，從由光放大器單元產(chǎn)生的后向ASE(放大自發(fā)發(fā)射)去除具有監(jiān)視光的波段外的波長的分量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光傳輸線監(jiān)視系統(tǒng)，其中濾波器單元包括循環(huán)器，去除具有來自后向ASE的監(jiān)視光的波段外的波長的分量；以及光纖光柵，反射具有來自后向的ASE的監(jiān)視光的波段內(nèi)的波長的分量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光傳輸線監(jiān)視系統(tǒng)，其中光放大單元通過使用半導體光放大器放大監(jiān)視光，使得從監(jiān)視光的放大產(chǎn)生的后向ASE的功率保持恒定，以及其中半導體光放大器具有內(nèi)部的或外部激光腔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光傳輸線監(jiān)視系統(tǒng)，其中光放大單元通過使用使用增益飽和的信號的外部光放大器放大監(jiān)視光，使得從監(jiān)視光的放大產(chǎn)生的后向ASE的功率保持恒定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光傳輸線監(jiān)視系統(tǒng)，其中光放大單元通過使用具有光纖光柵的光放大器在其輸入階段放大監(jiān)視光，使得從監(jiān)視光的放大產(chǎn)生的后向ASE的功率保持恒定。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光傳輸線監(jiān)視系統(tǒng)，還包括第一耦合器，將在光傳輸線上的光解復用為OTDR的數(shù)據(jù)信號和監(jiān)視光，并且將監(jiān)視光傳輸?shù)焦夥糯髥卧?；以及第二耦合器，復用?shù)據(jù)信號和效大的監(jiān)視光，并且在光傳輸線上傳輸組合光。
全文摘要
提供一種用于監(jiān)視光傳輸線的系統(tǒng)和方法。用于監(jiān)視光傳輸線的該系統(tǒng)包括OTDR(光學時域反射計)，將監(jiān)視光發(fā)射到光傳輸線，測量反射的光或后向散射的光以監(jiān)視光傳輸線；光放大單元，通過使用增益鉗制的光放大器放大在光傳輸線上傳輸?shù)谋O(jiān)視光；以及濾波器單元，從由光放大器單元產(chǎn)生的后向ASE(放大自發(fā)發(fā)射)去除具有監(jiān)視光的波段外的波長的分量。因此，可以延伸OTDR的光傳輸線監(jiān)視距離。結(jié)果，可以避免由于后向ASE引起的OTDR性能的劣化。
文檔編號G02F1/39GK1704832SQ20041009465
公開日2005年12月7日 申請日期2004年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月2日
發(fā)明者李漢協(xié), 李東翰, 鄭熙尚, 金光俊 申請人:韓國電子通信研究院