專利名稱：Wdm光通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明廣泛地針對(duì)采用光放大器的光傳輸系統(tǒng)，并且更具體地針對(duì)波分復(fù)用(WDM)系統(tǒng)。本發(fā)明特別相關(guān)于在存在放大自發(fā)發(fā)射(ASE)下光放大器的輸出功率控制。
背景技術(shù)：
在任何光網(wǎng)絡(luò)中，重要的是維持所有通信信道的正確功率電平。通常這是通過使用寬帶光探測(cè)器如光探測(cè)器來(lái)監(jiān)控光放大器的輸出功率而實(shí)現(xiàn)。然后在反饋回路中利用受監(jiān)控的輸出功率來(lái)調(diào)節(jié)放大器的增益，以便于產(chǎn)生所要求的輸出功率。這一原理在

圖1中加以舉例說(shuō)明。圖1中的裝置包括一個(gè)光放大器10，在所舉例說(shuō)明的實(shí)例中該光放大器是一個(gè)按照傳統(tǒng)方式由一個(gè)或幾個(gè)抽運(yùn)激光器20驅(qū)動(dòng)的有源光纖放大器。所述放大器10同樣地可以是一個(gè)半導(dǎo)體激光放大器，在這種情況下抽運(yùn)激光器將由控制激光器的電流或電壓源所取代。放大器10接收輸入信號(hào)功率Pin。通過采用光耦合器或分束器30或其它傳統(tǒng)方式來(lái)抽取輸出信號(hào)的一小比例，放大器10的輸出被分裂。所述輸出被饋給到輸出監(jiān)控器40，如一個(gè)寬帶光探測(cè)器，該輸出監(jiān)控器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。隨后具有功率Pout的信號(hào)與一個(gè)所要求的或目標(biāo)的信號(hào)功率Pout_target相比較。這個(gè)目標(biāo)功率Pout_target是在光纖中被傳輸?shù)乃行诺赖目偣β?。因此它可以被表示為Pout_target＝Nch×Pch_target其中Nch是WDM鏈路中所攜帶的信道數(shù)目。
然而，不管光放大器是包括光纖放大器還是半導(dǎo)體激光器，其特征是放大自發(fā)發(fā)射(ASE)，所述放大自發(fā)發(fā)射證明其本身是作為在放大器輸出上的一個(gè)寬帶信號(hào)。對(duì)于高輸入信號(hào)功率，在輸出處所測(cè)量的功率包括可忽略的放大自發(fā)發(fā)射(ASE)的這一比例。但是，在低信號(hào)功率下，例如功率低于約-20dBm，由于ASE引起的總測(cè)量輸出功率的比例是重要的。如果參考圖1在上述的這個(gè)目標(biāo)功率的基礎(chǔ)上，通過調(diào)節(jié)放大器增益而使信號(hào)輸出功率得以校正，則合成的信道輸出功率將不可避免地低于所要求的值。
眾所周知在放大器的輸出處采用一個(gè)窄帶探測(cè)器來(lái)測(cè)量在有限波長(zhǎng)范圍內(nèi)的信號(hào)功率。這有效地將ASE濾掉，這樣所監(jiān)控的信號(hào)是輸出通信功率的一個(gè)真實(shí)的拷貝。雖然這樣的方案在采用單載波波長(zhǎng)的系統(tǒng)如時(shí)分復(fù)用(TDM)系統(tǒng)中可行，但是對(duì)于采用大量不同波長(zhǎng)的WDM系統(tǒng)的情況卻不適用。雖然存在于WDM系統(tǒng)中的信號(hào)波長(zhǎng)之一可以采用窄帶探測(cè)，但是由于兩個(gè)原因其存在問題。首先，系統(tǒng)變得不靈活，因?yàn)樗O(jiān)控的信號(hào)必須路經(jīng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有光放大器。其次，系統(tǒng)先天便脆弱，因?yàn)槌霈F(xiàn)在所監(jiān)控信道中的任何故障將造成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的崩潰。
因此需要一種能夠穩(wěn)定光放大器輸出功率的裝置，其在WDM系統(tǒng)中有效、易于實(shí)施并且在很大程度上對(duì)單個(gè)信道中的故障不靈敏。
發(fā)明概述本發(fā)明提出一種用于監(jiān)控光放大器輸出功率的方法和裝置，其中被用來(lái)監(jiān)控放大器輸出功率的目標(biāo)輸出功率包括總的所要求的信號(hào)輸出功率和在這個(gè)所要求的輸出功率下產(chǎn)生的放大自發(fā)發(fā)射的估算。這通過確定放大器增益與所產(chǎn)生的放大自發(fā)發(fā)射(ASE)之間的關(guān)系，并且然后通過應(yīng)用這個(gè)關(guān)系來(lái)確定在任何增益下所產(chǎn)生的ASE而實(shí)現(xiàn)。
所要求的增益由所測(cè)量的輸入功率和所要求的信號(hào)輸出功率而得到。ASE估算包括確定輸出信號(hào)功率及從總測(cè)量輸出功率中減去上述輸出信號(hào)功率。對(duì)一級(jí)近似，可以假設(shè)ASE與增益之間的關(guān)系為線性相關(guān)。然后這通過測(cè)量在至少兩個(gè)不同增益下產(chǎn)生的ASE而加以確定。如果需要ASE和增益之間關(guān)系的更精確近似，則可以測(cè)量更多值將其作為曲線擬合或以表格的形式來(lái)存儲(chǔ)。
通過比較目標(biāo)輸出功率和所測(cè)量的總輸出功率，并且當(dāng)所述這兩種輸出量基本上不相等時(shí)通過調(diào)節(jié)放大器增益，所確定的目標(biāo)輸出功率可以被用來(lái)穩(wěn)定放大器的輸出。雖然采用這一所確定的關(guān)系對(duì)放大器輸出功率的監(jiān)控和校正是隨時(shí)進(jìn)行的，但是對(duì)于一個(gè)光放大器，增益和ASE之間的關(guān)系只例如在生產(chǎn)過程期間被確定一次。
這種方法及關(guān)聯(lián)的裝置允許因所產(chǎn)生的ASE造成在信道功率上的任何誤差能夠被可靠地排除，而不需附加的元件如窄帶探測(cè)器或?qū)ｉT用于監(jiān)控的專用波長(zhǎng)。這是可能實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)楸O(jiān)控器并不被用來(lái)獲取ASE功率的絕對(duì)值，而是在監(jiān)控期間，用在反饋回路中校正目標(biāo)功率以考慮ASE的效果。由于光放大器的復(fù)雜性造成對(duì)此總ASE功率加以查實(shí)既困難又費(fèi)力，因此沒有必要知道總的ASE功率，而是僅僅需要對(duì)到達(dá)輸出監(jiān)控器的ASE功率加以確定。這導(dǎo)致一個(gè)使用在WDM鏈路中用于監(jiān)控光放大器操作的簡(jiǎn)單、精確且相對(duì)快速的機(jī)構(gòu)。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明參考附圖，從通過實(shí)例給出的對(duì)所優(yōu)選實(shí)施例的下面說(shuō)明，本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)變得顯而易見。
圖1示意性地描述了用于監(jiān)控和調(diào)節(jié)光放大器輸出功率的現(xiàn)有技術(shù)裝置。
圖2示意性地描述了用于測(cè)量到達(dá)不同放大器增益下的輸出監(jiān)控器的ASE功率。
圖3示意性地描述了通過采用在圖2裝置所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)用于穩(wěn)定輸出功率的裝置。
圖4是舉例說(shuō)明遵從圖2中程序的流程圖，以及圖5是舉例說(shuō)明遵從圖3中程序的流程圖。
附圖的詳細(xì)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明，連接在WDM鏈路中攜帶有多個(gè)通信信道的光放大器的所要求的輸出功率包括所有通信信道所要求的輸出功率與由ASE引起的功率估算之和。因此所要求的輸出功率遵從下面的關(guān)系Pout_target＝Nch×Pch_target+PASE(G)-方程式1其中Pout_target是光放大器總的所要求的輸出功率，Nch是通過光放大器的信道數(shù)目，Pch_target是每個(gè)單獨(dú)信道所要求的輸出功率，以及PASE(G)是通過輸出監(jiān)控器測(cè)量出的由光放大器在具體增益G下所產(chǎn)生的ASE功率。
由光放大器產(chǎn)生的ASE功率取決于放大器的增益。ASE和增益之間的關(guān)系是復(fù)雜的，但是對(duì)于第一級(jí)近似，它可以被看成為線性。一旦已經(jīng)確定這個(gè)線性關(guān)系，則可以對(duì)任何所要求增益下的ASE功率進(jìn)行合理的良好估算。
圖2示意性地顯示出用于測(cè)量在光放大器內(nèi)產(chǎn)生的放大自發(fā)發(fā)射ASE以及用于將其輸入輸出監(jiān)控器的裝置。在該圖中，光放大器100的輸入側(cè)被連接到第一光耦合器110并且其輸出側(cè)被連接到第二耦合器120。光放大器可以是產(chǎn)生放大自發(fā)發(fā)射的任何形式的光放大器。因此它可以包括，但并不局限于摻雜稀土的光纖放大器、未摻雜的光纖放大器如拉曼(Raman)或布里淵(Brillouin)放大器或半導(dǎo)體激光放大器。所述第一光耦合器110被連接到一個(gè)輸入光纖，該輸入光纖攜帶有具有高光學(xué)信號(hào)與噪聲比的窄光譜寬度的測(cè)試信號(hào)。所述第二光耦合器120的輸出側(cè)被連接到一個(gè)輸出光纖，該輸出光纖攜帶有放大的測(cè)試信號(hào)及由光放大器100所產(chǎn)生的任何ASE。選擇光耦合器110、120來(lái)抽取所傳輸信號(hào)的一小比例并且使其典型地具有大約1∶20的抽取率。本領(lǐng)域的那些普通技術(shù)人員要理解的是光耦合器110、120可能是能夠抽取光纖中所攜帶光信號(hào)的一部分的任何傳統(tǒng)的及未來(lái)的裝置。
由第二光耦合器120所抽取的輸出信號(hào)部分被傳遞到另一個(gè)耦合器或分束器130，所述另一耦合器或分束器將信號(hào)分裂成兩個(gè)路徑。在第一路徑中，耦合器130被連接到一個(gè)窄帶濾波器140，該窄帶濾波器被調(diào)諧到測(cè)試信號(hào)的波長(zhǎng)。所述濾波器140并不濾掉所產(chǎn)生的ASE，但是其帶寬被選擇成足夠窄，以便于由ASE引起的那一比例的信號(hào)功率顯著地比測(cè)試信號(hào)功率低，并且因此可以被忽略。因此濾波器140的輸出僅代表測(cè)試信號(hào)的信號(hào)功率。濾波器140被連接到一個(gè)光探測(cè)器150光探測(cè)器上，所述探測(cè)器將經(jīng)濾波的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，所述電信號(hào)代表以Psig-out表示的輸出功率。
在連接到耦合器130的第二路徑中，光信號(hào)直接穿過可以是光探測(cè)器的寬帶光探測(cè)器160并且被轉(zhuǎn)換成一個(gè)電信號(hào)。這個(gè)信號(hào)代表光放大器的總功率Ptotal輸出并且可以表示為Ptotal＝Psig_out+PASE因?yàn)樾盘?hào)Psig_out的輸出功率通過測(cè)量而獲得，所以由于ASE引起的輸出功率可以根據(jù)下面表達(dá)式通過從總輸出功率中減去這個(gè)測(cè)量值而計(jì)算出PASE＝Ptotal-Psig_out這個(gè)計(jì)算在模塊170中進(jìn)行以提供ASE功率PASE。這個(gè)值精確地反映了到達(dá)探測(cè)裝置的ASE功率量。
如上所述，由放大器所產(chǎn)生的ASE是放大器增益的函數(shù)。利用在圖2的裝置中接收兩個(gè)輸出的增益計(jì)算模塊190，測(cè)量出放大器100的增益。一個(gè)輸入是測(cè)試信號(hào)的輸入功率Psig_in，其由光探測(cè)器180及在光放大器100輸出處的第一耦合器110來(lái)提供。另一個(gè)輸入是在光探測(cè)器150輸出處的信道輸出功率Psig_out。于是增益G可以簡(jiǎn)單地由下式給出G＝Psig_out/Psig_in然后所測(cè)量出的ASE功率PASE和相關(guān)的增益G被共同存儲(chǔ)在由200表示的存儲(chǔ)元件中。
假設(shè)光放大器的增益和ASE功率之間線性相關(guān)，則為了查明這個(gè)線性關(guān)系，必須測(cè)量不同增益下的兩個(gè)PASE值。這是通過改變光放大器100的增益并且重復(fù)上述的測(cè)量過程而實(shí)現(xiàn)。通過修改到光纖放大器的激光抽運(yùn)(未顯示出)的控制電流或電壓或者修改到半導(dǎo)體激光放大器的注入電流，放大器100的增益被改變。如果在第一增益G0下，所測(cè)量出的ASE輸出功率為PASE(G0)，且在第二增益G1下，所測(cè)量出的ASE輸出功率為PASE(G1)，則采用下面表達(dá)式，在任何增益下的ASE輸出功率可以被近擬為PASE(G)=PASE(G0)+PASE(G1)-PASE(G0)G1-G0×(G-G0)]]>-方程式2作為選擇地，ASE功率PASE與增益G之間的關(guān)系可以被表達(dá)為PASE＝k1×G+k2其中k1和k2是如下所示的常數(shù)k1=PASE(G1)-PASE(G0)G1-G0]]>-方程式3k2=PASE(G0)×G1-PASE(G1)×G0G1-G0]]>-方程式4常數(shù)k1和k2被計(jì)算出并被存儲(chǔ)在如圖2所示的PASE對(duì)增益(PASEvs.Gain)存儲(chǔ)單元200中。
雖然在上述程序中僅利用ASE功率和增益的兩組值來(lái)確定常數(shù)k1和k2，應(yīng)該理解為可以采用兩組以上的測(cè)量。當(dāng)在所要求的要的精度下兩組讀數(shù)不足以確定這些常數(shù)時(shí)，這尤為令人感興趣。此外，如果要確定ASE功率對(duì)增益相關(guān)性的更精確的模型，則可能需要進(jìn)行更多的測(cè)量。另一項(xiàng)選擇是進(jìn)行ASE對(duì)增益的全部測(cè)量并且使之符合于一個(gè)更加精確的數(shù)學(xué)模型，或者使之符合于例如在查找表格中以表格形式的相關(guān)數(shù)據(jù)。
現(xiàn)在開始回到圖3，其中顯示出用于調(diào)節(jié)光放大器100增益的裝置，所述的光放大器連接在WDM鏈路中以獲取所要求的信道輸出功率Pch_target。從上面給出的方程式1中將回想到光放大器的總的所要求的輸出功率等于所要求的信道輸出功率與所產(chǎn)生的ASE功率之和。在這個(gè)方程式中的功率值代表在放大器輸出處由光監(jiān)控器所接收的功率。
在圖3中的裝置中，包括一個(gè)或幾個(gè)抽運(yùn)激光器并且控制光放大器100增益的驅(qū)動(dòng)器390被耦合到放大器100上。該裝置對(duì)應(yīng)于有源光纖放大器100。如上所述，如果放大器100是一個(gè)半導(dǎo)體激光放大器，則抽運(yùn)將由一個(gè)注入電流源來(lái)取代。借助于耦合器310，到達(dá)光放大器100的輸入信號(hào)的一部分被耦合到寬帶光探測(cè)器160以提供一個(gè)表示輸入功率Pin的信號(hào)。根據(jù)下面的表達(dá)式，利用所要求的信道功率Pch_target可以在模塊350中計(jì)算出所要求的增益GG＝Nch×Pch_target/Pin然后這個(gè)增益值G被傳遞到ASE估算模塊360，該模塊計(jì)算出在增益G下(見，例如上述的方程式2至4)的ASE功率PASE(G)。取決于制作ASE功率和增益之間關(guān)系的模型所采用的方法，ASE估算模塊360可以利用所存儲(chǔ)的常數(shù)k1和k2(方程式3和4)，更復(fù)雜的模型需要兩個(gè)以上所存儲(chǔ)的已確定值、或所存儲(chǔ)的PASE對(duì)增益關(guān)系的表格表示形式。然后所估算的ASE功率PASE和所要求的信道輸出功率Pch_target被提供到另一個(gè)處理模塊370，這個(gè)處理模塊利用上述方程式1產(chǎn)生所要求的輸出功率。
來(lái)自放大器100輸出的一部分同樣地由耦合器320來(lái)抽取，此耦合器被連接到寬帶光探測(cè)器330上。表示總輸出功率Ptotal的合成信號(hào)在反饋模塊或誤差信號(hào)發(fā)生器380中與在模塊370中所產(chǎn)生的所要求的輸出功率Pout_target相比較。這些信號(hào)之間的任何差異導(dǎo)致產(chǎn)生一個(gè)反饋信號(hào)，該反饋信號(hào)被用來(lái)校正激光抽運(yùn)390的抽運(yùn)電流，或作為選擇地在半導(dǎo)體激光放大器的情況下被用來(lái)校正注入電流，以及因此調(diào)節(jié)放大器100的增益。
對(duì)于本領(lǐng)域的那些普通技術(shù)人員很顯然的是對(duì)于輸出功率的調(diào)節(jié)，因在圖1和圖2所描述的裝置中的各種光和電子元件中的損失所造成的誤差并不是關(guān)鍵性的。沒有必要精確地確定ASE功率。所述裝置并不要求知道難以確定的總ASE功率。確定出多少ASE功率到達(dá)了監(jiān)視器并且相應(yīng)調(diào)整目標(biāo)輸出功率便足夠了。
雖然上述計(jì)算假設(shè)所有的信道具有相同的功率，但是可以發(fā)生一些信道具有比其它信道更高的功率。在這樣的情況下，可以修改所述裝置和方法來(lái)將加權(quán)引入到計(jì)算中以補(bǔ)償具有不同功率的通信信道。尤其是，系數(shù)Nch將根據(jù)單個(gè)測(cè)量信道相對(duì)于所有信道的功率關(guān)系被加權(quán)。
利用圖3的示意性裝置來(lái)監(jiān)控輸出功率的程序是一個(gè)進(jìn)行中的程序，它可以被永久地用來(lái)監(jiān)控且調(diào)節(jié)放大器的增益。為了更便利于這個(gè)過程，在圖3中所描述的監(jiān)控電路可以被集成在一個(gè)帶有放大器100的單個(gè)單元中。
相反地，為了確定光放大器的增益與ASE功率之間關(guān)系進(jìn)行的不同增益下的ASE測(cè)量將理想地只需要進(jìn)行一次，優(yōu)選地是在生產(chǎn)期間或生產(chǎn)之后。
雖然各種功能歸因于圖2和3中的不同模塊，但是在每個(gè)情況下利用一個(gè)帶有相關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)器的單個(gè)可編程微處理器，或者作為選擇地，利用一個(gè)快速可編程的門控陣列(FPGA)可以完成這些功能。因此在每種情況下在圖2裝置中的PASE探測(cè)170、增益探測(cè)190、PASE對(duì)增益190關(guān)系的存儲(chǔ)這些功能，以及在圖3裝置的增益處理350、PASE估算360以及Pout_target產(chǎn)生370這些功能可以被結(jié)合在一單個(gè)功能單元中。
圖4和5是舉例說(shuō)明遵從微處理器或?qū)Ｓ眠壿嬯嚵衼?lái)分別執(zhí)行圖2和3中所示元件功能的程序的流程圖。
在所述的兩個(gè)程序中，已經(jīng)確定出ASE功率與增益之間的關(guān)系為一個(gè)作為線性相關(guān)的第一級(jí)近似。在本領(lǐng)域的那些普通技術(shù)人員要理解到其它更復(fù)雜的這一關(guān)系的模型或查找表格可以取代所述的簡(jiǎn)單近似。因?yàn)閮?yōu)選地在自動(dòng)程序中的生產(chǎn)期間確定這一關(guān)系，所以用來(lái)建立所述相關(guān)的幾十個(gè)、幾百個(gè)或者甚至幾千個(gè)測(cè)量值只需要極小的附加工作、時(shí)間或成本。
圖4的流程圖舉例說(shuō)明用于確定光放大器的ASE功率和增益之間關(guān)系的模型的步驟。隨著讀取所測(cè)量的總輸出功率Ptotal，所述流程起始于步驟401。在步驟402中所測(cè)量的測(cè)試信號(hào)功率Psig_out被讀取。然后在步驟403中根據(jù)方程式PASE＝Ptotal-Psig_out計(jì)算出ASE功率并在步驟404中將其存儲(chǔ)。在步驟405中，測(cè)試信號(hào)Psig_in的輸入功率被讀取。在步驟406中計(jì)算出增益G(Psig_out/Psig_in)并且在步驟407中將其存儲(chǔ)。在步驟408中，確定是否兩個(gè)增益值已經(jīng)被存儲(chǔ)。如果回答是“否”，則在步驟411中調(diào)節(jié)光放大器100的抽運(yùn)功率并且對(duì)于一個(gè)不同的增益重復(fù)此過程。如果回答是“是”，則計(jì)算出常數(shù)k1和k2。
在圖5中舉例說(shuō)明輸出功率的穩(wěn)定過程。隨著總輸入功率的讀取，這個(gè)過程起始于步驟501。然后在步驟502中利用已知的信道數(shù)目和目標(biāo)信道輸出功率Pch_target計(jì)算出增益。在步驟503中，利用所存儲(chǔ)的常數(shù)k1和k2，確定所計(jì)算增益G下的ASE功率。然后在步驟504中根據(jù)方程式1確定總的目標(biāo)輸出功率Pout_target。在步驟505中讀取實(shí)際測(cè)量的總輸出功率并且在步驟506中與目標(biāo)輸出功率相比較。如果它們相同，則調(diào)節(jié)結(jié)束并且返回到第一步驟501以繼續(xù)監(jiān)控程序。如果目標(biāo)的總輸出功率與測(cè)量的輸出功率Pout_target之間有差異，則在步驟507中調(diào)節(jié)抽運(yùn)功率并且過程返回到步驟505，在步驟505中測(cè)量所調(diào)節(jié)的輸出功率。
雖然本發(fā)明參考了一個(gè)WDM鏈路被加以說(shuō)明，但是本領(lǐng)域的那些普通技術(shù)人員將意識(shí)到所述的監(jiān)控和輸出功率穩(wěn)定方法和裝置還可以被應(yīng)用到連接在單載波系統(tǒng)(如一個(gè)TDM系統(tǒng))的光放大器上。
權(quán)利要求
1.一種用于監(jiān)控光放大器(100)的方法，其包括；測(cè)量到光放大器的輸入功率(Pin，tot)；基于所測(cè)量的輸入功率(Pin，tot)和所要求的信號(hào)輸出功率(Pout，target)確定所要求的增益(G)；利用預(yù)先設(shè)定的放大器的放大自發(fā)發(fā)射功率與增益之間的關(guān)系，估算所要求增益的放大自發(fā)發(fā)射(PASE)；將所測(cè)量的輸出功率與所要求的信號(hào)輸出功率和估算的放大自發(fā)發(fā)射功率之和相比較。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其包括如果所測(cè)量的輸出功率基本上不等于所要求的信號(hào)輸出功率和估算的放大自發(fā)發(fā)射功率之和，則調(diào)節(jié)放大器的增益。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述預(yù)先設(shè)定的關(guān)系通過下述方法被確定測(cè)量在至少兩個(gè)增益值下所接收的因放大自發(fā)發(fā)射(PASE(G))而造成的功率，以及利用所述的測(cè)量值，確定ASE與增益之間的至少一個(gè)近似關(guān)系。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中測(cè)量所接收的因放大自發(fā)發(fā)射而造成的功率的步驟包括測(cè)量由放大器(100)輸出的信號(hào)功率(Psig_out)；測(cè)量總的輸出功率(Ptot_out)，以及從總輸出功率(Ptot_out)中減去信號(hào)輸出功率(Psig_out)以確定所接收的放大自發(fā)發(fā)射功率(PASE)。
5.如前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中所述的預(yù)先設(shè)定的關(guān)系由兩個(gè)常數(shù)來(lái)表示，所述的兩個(gè)常數(shù)限定了關(guān)系PASE(G)＝k1×G+k2，這兩個(gè)常數(shù)由下面的方程式來(lái)限定k1＝PASE(G1)-PASE(G0)/(G1-G0)，以及k2＝[PASE(G0)×G1-PASE(G1)×G0]/(G1-G0)其中G0是放大器的第一增益，PASE(G0)是在所述第一增益下測(cè)量的放大自發(fā)發(fā)射功率，G1是放大器的第二增益，PASE(G1)是在所述第二增益下測(cè)量的放大自發(fā)發(fā)射功率，G是所要求的增益以及PASE(G)是在所要求增益下所估算的放大自發(fā)發(fā)射功率。
6.如權(quán)利要求1至4任何一項(xiàng)所述的方法步驟，其中所述的預(yù)先設(shè)定的關(guān)系由多個(gè)存儲(chǔ)值來(lái)給出，所述的多個(gè)存儲(chǔ)值代表光放大器(100)的放大自發(fā)發(fā)射相對(duì)于增益的一條曲線。
7.如前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中所述的所要求的信號(hào)輸出功率(Pout，target)是通過所述放大器多個(gè)通信信道的所要求的輸出功率之和(Nch×Pch_target)。
8.一種用在WDM網(wǎng)絡(luò)中監(jiān)控光放大器輸出功率的方法，其包括確定放大器(100)的增益與由所述放大器產(chǎn)生的放大自發(fā)發(fā)射功率之間的關(guān)系(k1，k2)；建立所要求的通信功率(Pch_target)；測(cè)量所述光放大器的輸入功率；基于所述的所要求的通信功率和測(cè)量的輸入功率，確定光放大器所要求的增益(G)；利用所述確定的關(guān)系估算在所述的所要求增益下的放大自發(fā)發(fā)射PASE(G)；以及基于所要求的通信功率和估算的ASE功率，確定所要求的總輸出功率(Pout，target)。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其還包括測(cè)量光放大器的輸出功率(Pout_tot)，以及如果所述測(cè)量的輸出功率基本上不等于所要求的總輸出功率(Pout，target)，則校正光放大器的增益。
10.一種估算由光放大器產(chǎn)生的放大自發(fā)發(fā)射功率的方法，該方法包括測(cè)量由放大器輸出的信號(hào)功率(Psig_out)；測(cè)量由放大器輸出的總功率(Ptot_out)；以及從總輸出功率(Ptot_out)中減去信號(hào)輸出功率(Psig_out)以確定所接收的放大自發(fā)發(fā)射功率(PASE)。
11.一種用于監(jiān)控光放大器(100)輸出功率的裝置，其包括用于確定所要求增益(G)的裝置(310、340、320、330、350)；用于估算在所述所要求的增益(G)下測(cè)量的ASE功率的裝置(360)；用于產(chǎn)生所述放大器(100)所要求的總輸出功率的裝置(370)；用于將所述所要求的總輸出功率與測(cè)量的輸出功率相比較的裝置(380)；以及當(dāng)所測(cè)量的輸出功率基本上不等于所要求的總輸出功率時(shí)，用于調(diào)節(jié)放大器(100)增益的裝置(380、390)。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其中用于確定所要求增益(G)的所述裝置包括用于測(cè)量到放大器(100)的輸入功率的裝置(310、340；110、180、190)；用于測(cè)量由放大器(100)輸出的功率的裝置(320、330；130、160)。
13.如權(quán)利要求11或12所述的裝置，其中用于估算在所述所要求的增益(G)下測(cè)量的ASE功率的裝置包括存儲(chǔ)裝置(200)，此存儲(chǔ)裝置包括表示放大器(100)的增益與ASE功率之間關(guān)系的數(shù)據(jù)。
14.如權(quán)利要求13所述的裝置，其中所述的存儲(chǔ)裝置(360)包括一個(gè)查找表格。
15.一種用于確定光放大器(100)的增益與由所述放大器(100)所產(chǎn)生的放大自發(fā)發(fā)射功率之間關(guān)系的裝置，其包括被調(diào)諧到放大器(100)所載信號(hào)的波長(zhǎng)并且被耦合到所述放大器(100)的輸出、用于確定所述信號(hào)輸出功率的裝置(140、150)；被耦合到所述放大器(100)的輸出用于測(cè)量總輸出功率的裝置(320、330；130、160)；與所述信號(hào)輸出功率確定裝置和所述總輸出功率確定裝置耦合、用于確定所接收的放大自發(fā)發(fā)射功率(PASE)的裝置(170)；與所述放大器(100)的輸入耦合用于確定所述信號(hào)的輸入功率的裝置(180、190)；與所述信道輸出功率確定裝置和所述信道輸入功率確定裝置耦合、用于確定當(dāng)前放大器增益的裝置(190)；以及與所述增益確定裝置和所述放大自發(fā)發(fā)射確定裝置(170)耦合、用于存儲(chǔ)所確定的放大自發(fā)發(fā)射和增益的裝置(200)。
16.一種光放大器，其包括用于測(cè)量到所述放大器的輸出功率的裝置(310、340；110、180、190)；與所述輸入功率測(cè)量裝置耦合用于確定放大器所要求增益的裝置(350)；以及與所述所要求的增益確定裝置耦合、用于估算在所述所要求增益下由放大器輸出的放大自發(fā)發(fā)射功率的裝置(360)。
17.如權(quán)利要求16所述的放大器，其還包括用于測(cè)量所述放大器輸出功率的裝置(320、330；120、160)；與所述估算裝置耦合、用于確定所述放大器所要求輸出功率的裝置(370)；以及反饋裝置(380)，其用于探測(cè)所要求的輸出功率與所述測(cè)量的輸出功率之間的差異，并且當(dāng)所測(cè)量的輸出功率基本上不等于所要求的輸出功率時(shí)其用于調(diào)節(jié)放大器的增益。
18.如權(quán)利要求16或17所述的放大器，其還包括與所述估算裝置(360)耦合用于確定所接收的ASE功率與任何所要求的放大器增益之間關(guān)系的裝置(140、150、170、191、200、140、150)。
19.一種用于監(jiān)控光放大器輸出功率的方法，其包括產(chǎn)生一個(gè)目標(biāo)信號(hào)輸出功率(Nch×Pch_target)及在所述目標(biāo)信號(hào)輸出功率下接收的對(duì)放大自發(fā)發(fā)射功率(PASE(G))的估算；以及將目標(biāo)信號(hào)輸出功率(Nch×Pch_target)與估算的放大自發(fā)發(fā)射功率之和與所測(cè)量的放大器輸出功率相比較。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于控制光放大器(100)信號(hào)輸出功率的方法和裝置。用于監(jiān)控放大器輸出功率的目標(biāo)輸出功率包括所要求的信號(hào)輸出功率與在這個(gè)功率下產(chǎn)生的ASE的估算之和。在任何增益下對(duì)ASE的估算是通過采用放大器的增益與所產(chǎn)生的放大自發(fā)發(fā)射(ASE)之間預(yù)先設(shè)定的關(guān)系而進(jìn)行的。在本發(fā)明的一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)施中，當(dāng)所述關(guān)系通過測(cè)量在兩個(gè)不同增益下的ASE而被確定時(shí)，這個(gè)關(guān)系被近似為一個(gè)線性相關(guān)。通過測(cè)量所接收的輸出信號(hào)功率并且從總的接收輸出功率中減去這個(gè)測(cè)量值，則確定了所接收的ASE。也可以進(jìn)行所述關(guān)系的更復(fù)雜測(cè)量。所確定的目標(biāo)輸出功率可以用來(lái)穩(wěn)定放大器的輸出。
文檔編號(hào)H04B10/293GK1391739SQ00815741
公開日2003年1月15日 申請(qǐng)日期2000年9月1日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月15日
發(fā)明者E·古巴, J·桑德爾, S·溫斯特蘭 申請(qǐng)人:艾利森電話股份有限公司