專利名稱：光學(xué)放大器的制作方法
1998年2月27日提出申請的日本專利申請No.10-048454是本申請的基礎(chǔ)和優(yōu)先權(quán)申請，其內(nèi)容在此引作參考。
本申請引用的參考文獻是1998年2月6日申請的日本專利申請No.Heisei10-26229,1996年5月28日申請的美國專利申請No.08/655,027，和1997年4月28日申請的美國專利申請No.08/845,847。
本申請涉及一種對多個不同波長的光信號實施波分復(fù)用(WDM)，并經(jīng)光纖傳輸線傳輸一個波分復(fù)用信號的波分復(fù)用光通信系統(tǒng)。
在建設(shè)未來的多媒體網(wǎng)絡(luò)時，對建設(shè)這種未來多媒體網(wǎng)絡(luò)所必需的更大容量的光通信系統(tǒng)的需求量將不斷增加。與因特網(wǎng)一樣，寬帶ISDN(B-ISDN)等越來越流行，而且由于在家欣賞動態(tài)圖象通信需要處理幾兆bps信息，所以不久將會需要一兆兆比特傳輸容量(Tpbs=1,000Gpbs)的干線系統(tǒng)。兆兆比特傳輸容量比當前電話網(wǎng)64kbps的通信容量大許多數(shù)量級所以，作為實現(xiàn)大通信容量的復(fù)用技術(shù)，時分復(fù)用(“TDM”)，光時分復(fù)用(“OTDM”)和波分復(fù)用(“WDM”)等等其意義也更大了。
WDM技術(shù)利用摻鉺光纖放大器(“FDFA”)寬的增益帶寬直接以光的形式放大光信號，且該技術(shù)有可能是一種用于進行光交叉連接或分插(add/drop)操作，或用于實現(xiàn)光波網(wǎng)絡(luò)的靈活的方法。由于WDM技術(shù)研究與開發(fā)所取得的進展，在基于EDFA的波長復(fù)用光纖放大器領(lǐng)域中開發(fā)光纖放大器的設(shè)想也已經(jīng)提出來。
波長復(fù)用光纖放大器是波分復(fù)用通信系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。波長復(fù)用光纖放大器通常用摻有諸如鉺離子(Er3+)等稀土離子的單模光纖來放大有多個波長的波分復(fù)用光信號。最典型的摻鉺光纖放大器具有寬達4THz的增益帶寬，或者從1530nm至1565nm大約35nm的波長范圍。通過波長復(fù)用在該增益帶寬內(nèi)具有幾十至一百不同波長的光信號可一步完成放大。
作為波分復(fù)用光通信系統(tǒng)主要部件之一的波長復(fù)用光纖放大器在同時放大多個具有不同波長的波長復(fù)用光信號時存在以下問題。
(1)放大一個多波長信號所需的寬帶寬特性，
(2)在寬輸入動態(tài)范圍的增益波長曲線平坦化，(3)各信道光輸出的可控制性，(4)色散補償器的損耗補償，及(5)輸入信道數(shù)波動時的光輸出控制。
另外，波長復(fù)用光纖放大器應(yīng)具有低噪聲和高輸出特性(或?qū)⒈闷止夤β兽D(zhuǎn)變成信號光功率時具有高效率)。
當波長復(fù)用EDFA用作一個光信號放大中繼器(在線放大器)時，在一個寬輸入動態(tài)范圍上增益波長曲線平坦化是嚴重的問題。在一個寬的動態(tài)范圍中，即使中繼器的周期會引起不同損耗，但一個光學(xué)放大器已足夠。
在保持良好質(zhì)量的同時，在接收端必須接收每個波分復(fù)用信道，或每個波長。為了實現(xiàn)這種接收，必須確定光放大中繼器每個信道輸出的上下限。由于光放大中繼器不能產(chǎn)生生成中繼器的波形且不能抽取其時間標記，由此引起了與每個信道光輸出可控制性有關(guān)的問題，并因此而使噪聲積累起來。確定出上限，以防止信號波形因發(fā)生在單模光纖或傳輸線上的諸如自相位調(diào)制(SPM)，交叉相位調(diào)制(XPM)，及四波混合(FWM)這些非線性效應(yīng)而變差。確定下限，以防止信噪比(“SNR”)因光纖放大器中放大的自發(fā)輻射(“ASE”)而變劣。光纖放大器的每個信道(每個波長)的光輸出必須在上限與下限之間。
色散補償器的損耗補償因在信號以例如10GHz的高傳輸速率傳輸時波形失真而產(chǎn)生問題。這是因為如果傳輸線是1.3μm的零色散單模光纖(“SMF”)，則處于EDFA的放大帶寬中的具有1.55μm波長的光在傳輸線中產(chǎn)生約18ps/nm/km的色散。為了克服這一問題，應(yīng)給各中繼器提供一個與在中繼器之間光纖中產(chǎn)生的色散相反的(負的)色散。另外，應(yīng)該用一個光纖放大器補償色散補償器的插入損耗。
當將一個波長復(fù)用光纖放大器裝入一個光波網(wǎng)以形成交叉連接或分插操作(add/drop operation)時，與輸入信道數(shù)波動的光輸出控制有關(guān)的問題是一個嚴重的問題。即，在工作期間，輸入到該光纖放大器的信道數(shù)是變化的。但是，各信道的輸出必須保持在一個預(yù)定值。
為克服與輸入信道書波動的光輸出控制有關(guān)的問題，應(yīng)設(shè)置一個光維護信道以用于控制該光纖放大器，并用該維護信道處理信道數(shù)的改變。
本發(fā)明的目的是提供一個能克服上述問題并適用于波分復(fù)用傳輸系統(tǒng)的光學(xué)放大器。
本發(fā)明的另一個目的是提供一個能減少制造、維修、和檢驗成本的光學(xué)放大器。
能實現(xiàn)本發(fā)明目的的光學(xué)放大器包括一個前級光學(xué)放大單元和一個后級光學(xué)放大單元。前級光學(xué)放大單元包括一個摻稀土元素的光纖和一個給該摻稀土元素的光纖輸入泵浦光的泵浦光源。后級光學(xué)放大器包括一個第二摻稀土元素的光纖和一個給該第二摻稀土元素的光纖輸入泵浦光的泵浦光源。一個可拆開的光耦合器連接該前級光學(xué)放大器和光學(xué)后級放大器。
能實現(xiàn)本發(fā)明進一步目的的光學(xué)放大器包括一個前級光學(xué)放大單元和一個后級光學(xué)放大單元該前級光學(xué)放大單元包括一個用于傳輸具有多個不同波長的波長復(fù)用信號光的摻稀土元素光纖，該后級光學(xué)放大器包括一個第二摻稀土元素光纖。一個可拆開的光耦合器連接該前級光學(xué)放大器和光學(xué)后級放大器。一個增益均衡器設(shè)置在前級光學(xué)放大單元的輸出端，以對摻雜光纖的與波長相關(guān)的增益特性進行補償。
能實現(xiàn)本發(fā)明更進一步目的的光學(xué)放大器包括一個前級光學(xué)放大單元和一個后級光學(xué)放大單元該前級光學(xué)放大單元包括一個用于傳輸具有多個不同波長的波長復(fù)用信號光、并輸出一個放大光信號的摻稀土元素光纖。該后級光學(xué)放大器包括一個第二摻稀土元素光纖。一個色散補償器用于補償來自前級光學(xué)放大器的放大光信號的色散、并輸出一個相應(yīng)的信號。一個增益均衡器設(shè)置在第二摻稀土元素光纖的輸出端，用于對第二摻稀土元素光纖的與波長相關(guān)的增益特性進行補償，并向第三摻稀土元素光纖輸出一個光信號。
下面結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明，附圖中相同的字符表示相同的元件，其中

圖1A和1B是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的波分復(fù)用傳輸系統(tǒng)的示意圖；圖2是SONET STS-1幀的一個幀格式的示意圖；圖3是STS-1幀格式的一個區(qū)段內(nèi)務(wù)(SOH)和一個線路內(nèi)務(wù)(LOH)的示意圖；圖4是一個STS-1幀的內(nèi)務(wù)字節(jié)分配示意圖；圖5是n字節(jié)復(fù)用一個STS-1幀所得到的一個STS-n幀示意圖；圖6是一個OC-192(STS-192)的幀格式的示意圖；圖7是具有圖1A和1B的波分復(fù)用傳輸系統(tǒng)相應(yīng)波長的光信號的波長分配(信道分配)表；圖8是波長復(fù)用/解復(fù)用裝置WMUX A和WMU B基本結(jié)構(gòu)的示意圖9是光在線放大器LWAW 1-3基本結(jié)構(gòu)的示意圖；圖10是用于根據(jù)圖6信道分配方式轉(zhuǎn)換現(xiàn)有傳輸裝置的光信號波長的應(yīng)答器基本結(jié)構(gòu)示意圖；圖11是光維護信道幀格式的示意圖；圖12是插入光維護信道OSC每個時隙的字節(jié)信息內(nèi)容的示意圖；圖13是在一個光維護信道OSC的時隙23中多幀字節(jié)的多幀結(jié)構(gòu)示意圖；圖14是波長復(fù)用/解復(fù)用裝置的光維護信道接口OSCIA的信號接收單元基本結(jié)構(gòu)示意圖；圖15是波長復(fù)用/解復(fù)用裝置的光維護信道接口OSCIA的信號發(fā)射單元基本結(jié)構(gòu)的示意圖；圖16是光中繼器的光維護信道接口OSCI基本結(jié)構(gòu)示意圖；圖17是設(shè)置在RWAA、TWAA、和LWAW1中OSC接口OSCIB、OSCIA、和OSCIW1之間的接口以及一個內(nèi)務(wù)串行接口OHS的示意圖；圖18是圖1A和1B的波分復(fù)用傳輸系統(tǒng)中光信號源與噪聲之間關(guān)系的示意圖；圖19是一個光學(xué)放大器具體結(jié)構(gòu)的示意圖；圖20是另一個光學(xué)放大器具體結(jié)構(gòu)的示意圖；圖21是該光學(xué)放大器工作的示意圖；圖22是該光學(xué)放大器工作的示意圖；圖23是一個光學(xué)放大器工作的示意圖；圖24是一個光學(xué)放大器工作的示意圖；圖25是一個光學(xué)放大器工作的示意圖；圖26是圖19或圖20的光學(xué)放大器控制單元的示意圖；圖27是該光學(xué)放大器控制單元工作的示意圖；圖28是該光學(xué)放大器控制單元工作的示意圖；圖29A和29B分別是表示DCM損耗變化和輸入功率變化的電平圖；圖30是當信道數(shù)增加/減少時所用OSC監(jiān)視/控制信息內(nèi)容的示意圖；圖31是當信道數(shù)增加/減少時所用OSC監(jiān)視/控制信息內(nèi)容的另一個可選示意圖；圖32是當信道數(shù)增加/減少時各光學(xué)放大器操作順序的另一個可選示意圖；圖33是當信道數(shù)增加/減少時各光學(xué)放大器操作順序的另一個可選示意圖34是當信道數(shù)增加/減少時各光學(xué)放大器操作順序的另一個可選示意圖；圖35是當信道數(shù)增加/減少時各光學(xué)放大器操作順序的另一個可選示意圖；圖36是當信道數(shù)增加/減少時各光學(xué)放大器操作順序的另一個可選示意圖；圖37是當信道數(shù)增加/減少時各光學(xué)放大器操作順序的另一個可選示意圖；圖38是當信道數(shù)增加/減少時各光學(xué)放大器操作順序的另一個可選示意圖；圖39A-39D共同表示當信道數(shù)增加/減少時各光學(xué)放大器操作順序的另一個可選示意圖；圖40A-40D共同表示當信道數(shù)增加/減少時各光學(xué)放大器操作順序的另一個可選示意圖。
下面將說明附圖中所示的本發(fā)明的優(yōu)選實施例，附圖中相同標號代表相同的部件。
圖1A和1B表示了本發(fā)明一個優(yōu)選實施例的光學(xué)波分復(fù)用傳輸系統(tǒng)。按北美同步光學(xué)網(wǎng)(“SONET”)傳輸系統(tǒng)所約定的，在該光學(xué)波分復(fù)用傳輸系統(tǒng)中，不同波長(信道)被分配給10Gbps位速率的光信號幀OC-192和2.4Gbps位速率的光信號幀OC-48。例如，對多達32個信道實施波長復(fù)用并通過一個單模光纖SMF進行傳輸。在說明中，假設(shè)各光信號從圖1A左側(cè)(西側(cè))輸入并傳輸?shù)綀D1B右側(cè)(東側(cè))，或從右側(cè)輸入并傳輸?shù)綀D1A左側(cè)(西側(cè))。
位于圖1A西側(cè)的10-Gbps傳輸裝置W1包括一個光信號發(fā)射單元OSW1和一個光信號接收單元ORW1。該發(fā)射單元OSW1用符合SONET STS-192幀的10-Gbps電信號調(diào)制具有波長λ1的光波，并輸出具有符合OC-192光信號幀的波長為λ1(10Gbps)的光信號。在下一級，該波長λ1的光信號輸出到設(shè)在波長復(fù)用/解復(fù)用裝置WMUX A輸出端的光可變衰減器VATA 1。光信號接收單元ORW 1接收符合OC-192光信號幀的波長λ1(10Gbps)的單波長光信號，該信號是從在波長復(fù)用/解復(fù)用裝置WMUX A輸出端上的光波長解復(fù)用器RWDA經(jīng)單模光纖發(fā)送的，并且接收單元ORW 1再生一個符合STS-192幀的10-Gbps電信號。位于圖1B東側(cè)的10-Gbps傳輸裝置E1與位于西側(cè)的10-Gbps傳輸裝置W1具有相同結(jié)構(gòu)，并包括一個光信號接收單元ORE 1和一個光信號發(fā)射單元OSE 1。光信號接收單元ORE 1接收來自在前級位于波長復(fù)用/解復(fù)用裝置WMUX B輸出端上的光波長解復(fù)用器RWDB的、符合OC-192光信號幀且波長為λ1的單波長光信號，并再生一個符合STS-192幀的10-Gbps電信號。發(fā)射單元OSE 1用符合SONETSTS-192幀的10-Gbps電信號調(diào)制具有波長λ1的光波并將具有符合OC-192光信號幀的波長λ1(10Gbps)的單波長光信號輸出到設(shè)在波長復(fù)用/解復(fù)用裝置WMUX B輸出端的光可變衰減器VATB 1。
類似地，位于圖1A西側(cè)的2.4-Gbps傳輸裝置Wn包括一個光信號發(fā)射單元OSWn和一個光信號接收單元ORWn。光信號發(fā)射單元OSWn用符合SONET STS-48幀的2.4-Gbps電信號調(diào)制具有波長λ1的光波，并將具有符合OC-48光信號幀的波長λ1(2.4Gbps)的單波長光信號輸出到設(shè)在波長復(fù)用/解復(fù)用裝置WMUX A輸入端的光可變衰減器VATAn。光信號接收單元ORWn接收來自前級位于波長復(fù)用/解復(fù)用裝置WMUX A輸出端上的光波長解復(fù)用器RWDA的、經(jīng)單模光纖SMF發(fā)送的、具有符合OC-48光信號幀的波長λ1(2.4Gbps)的單波長光信號，并再生一個符合STS-48幀的2.4-G-bps電信號。
位于圖1B東側(cè)的2.4-Gbps傳輸裝置En與位于圖1A西側(cè)的2.4-Gbps傳輸裝置Wn具有相同結(jié)構(gòu)，并包括一個光信號接收單元OREn和一個光信號發(fā)射單元OSEn。光信號接收單元OREn接收來自前級位于波長復(fù)用/解復(fù)用裝置WMUX B輸出端上光波長解復(fù)用器RWDB、具有符合OC-48光信號幀的波長λ1(2.4Gbps)的單波長光信號，并再生一個符合STS-48光信號幀的2.4-Gbps電信號。光信號發(fā)射單元OSEn用符合SONET STS-48幀的2.4-Gbps電信號調(diào)制具有波長λ1的光波，并將具有符合OC-48光信號幀的波長λ1(2.4Gbps)的單波長光信號輸出到設(shè)在波長復(fù)用/解復(fù)用裝置WMUX B輸入端的光可變衰減器VATBn。
10-Gbps傳輸裝置W1、E1和2.4-Gbps傳輸裝置Wn、En是構(gòu)成現(xiàn)有SONET高速光通信網(wǎng)的光傳輸裝置。示于圖1A和1B的光學(xué)波分復(fù)用傳輸系統(tǒng)從諸如圖1A西側(cè)的光傳輸裝置W1-Wn接收波長復(fù)用(綜合)光信號λ1-λn，利用波長復(fù)用/解復(fù)用裝置WMUX A得到32個信道，并輸出一個波長復(fù)用光信號(WDM信號)。該波長復(fù)用光信號輸入一個現(xiàn)有單模光纖SMF。為了補償該單模光纖SMF的損耗，包含作為光放大纖維的摻鉺光纖的波長復(fù)用光纖放大器被用作一個光中繼器，用該光中繼器將波長復(fù)用光信號一起放大并傳送到一個相對的光波長復(fù)用器WMUX B。光波長復(fù)用器(復(fù)用/解復(fù)用裝置)WMUX B將接收的波長復(fù)用信號波長解復(fù)用為與各信道對應(yīng)的單波長光信號λ1-λn，并將波長解復(fù)用信號傳送給圖1B東側(cè)的光傳輸裝置E1-En。
圖1B只表示出10-Gbps傳輸裝置E1和2.4-Gbps傳輸裝置En。但由于波長復(fù)用傳輸取決位速率，因此一個特定信道可分配給一個來自例如600-Mbps傳輸裝置(該裝置傳輸符合OC-12光信號幀的光信號)等傳輸裝置的具有不同傳輸速率(位速率)的光信號。
為進行波長復(fù)用傳輸，各光傳輸裝置光傳輸所用的波長必須不同。但是現(xiàn)有光傳輸裝置并不總是傳輸不同波長的光信號。因此，在光信號被輸入到波長復(fù)用/解復(fù)用裝置WMUX A和WMUX B之前，用轉(zhuǎn)發(fā)器或波長轉(zhuǎn)換器(未示出)將波長轉(zhuǎn)換成適用于波長復(fù)用傳輸系統(tǒng)的波長。假定轉(zhuǎn)發(fā)器(未示出)設(shè)置在圖A和1B中波長復(fù)用/解復(fù)用裝置WMUX A和WMUX B各信道的輸入和輸出端。從光傳輸裝置W1-Wn和從E1-En輸入到波長復(fù)用/解復(fù)用裝置WMUX A和WMUX B的光波長代表各現(xiàn)有系統(tǒng)的不同波長λ1-λn。
從現(xiàn)有單波長光傳輸裝置W1-Wn和E1-En輸入到波長復(fù)用/解復(fù)用裝置WMUXA和WMUX B的具有波長λ1-λn的光信號被輸入到為處理具有相應(yīng)波長(信道)的相應(yīng)光信號設(shè)置的光可變衰減器(VATA1-VATAn和VATB1-VATBn)。由于光信號從相應(yīng)光傳輸裝置輸入到光可變衰減器傳輸環(huán)境依據(jù)相應(yīng)光信號而不同，因此光強度設(shè)置得不同。通過給每個信道設(shè)置光可變衰減器并調(diào)整進入光波長復(fù)用器TWMA和TWMB的光信號的輸入強度，在各光信號經(jīng)過波分復(fù)用傳輸系統(tǒng)傳輸時各波長的強度差被消除。經(jīng)光可變衰減器調(diào)整強度的光信號輸入到光波長復(fù)用器TWMA和TWMB，經(jīng)波長復(fù)用，并輸出為一個光波長復(fù)用信號(WDM)。
而后，該光波長復(fù)用信號輸入一個光學(xué)后級放大器(“TWAA”或“TWAB”)，該信號被光學(xué)后級放大器放大并輸出。該光學(xué)后級放大器TWAA或YWAB是一個波長復(fù)用光學(xué)放大器，它包含一個用于光放大的摻鉺光纖和一個通常給用于光放大的摻鉺光纖提供能量的泵浦光源。泵浦光源單元BSTA和BSTB可根據(jù)信道(波長)數(shù)的增長而增加擴充。如果泵浦光提供給摻鉺光纖并且要以預(yù)定增益放大各信道的輸入光信號，則泵浦光功率應(yīng)隨該信道數(shù)按正比增加。當泵浦光源提供的泵浦光功率不足時，光信號就不能以預(yù)定的增益放大，因此需增加擴展的泵浦光源單元BSTA和BSTB以提高泵浦光功率。
如圖1A和1B所示，由光學(xué)后級放大器TWAA和TWAB放大的光波長復(fù)用信號被分開并輸入光譜分析器SAUA或光譜分析器SAUB。光譜分析器SAUA和SAUB檢測被放大后包含在光波長復(fù)用信號內(nèi)的各信道光信號的功率電平，并確認該功率電平值是否適宜。光譜分析器SALUA和SAUB將該確認結(jié)果經(jīng)VATAn反饋到VATA1、經(jīng)VATB n反饋到VATB 1，各反饋用于對各信道的各個輸入進行處理，調(diào)整各光可變衰減器的光衰減以使光學(xué)前級放大器的輸出值適宜，從而調(diào)整各信道光信號電平。
處理裝置MCA單元和包含在光波長復(fù)用/解復(fù)用裝置WMUX A中的HUBA以及處理裝置MCB單元和用于WMUX B中的HUBB均是由LSI構(gòu)成的監(jiān)控器。該裝置處理光譜分析器SAUA、SAUB的檢測結(jié)果和報警信號等。其詳細內(nèi)容將在下文說明。
光中繼器1-3包括光在線放大器LWAW 1-LWAW 3和LWAE 1-LWAE 3，并用作對經(jīng)過單模光纖時被衰減的光波長復(fù)用信號進行放大的中繼站。用于擴展的泵浦光源BSTW 1-BSTW 3和BSTE 1-BSTE 2附加到相應(yīng)的光中繼器1-3和光在線放大器LWAW 1-LWAW 3和LWAE 1-LWAE 3。同時，光中繼器1-3包括HUB1-HUB 3和處理單元MC 1-MC 3，這些裝置是用于擴展的泵浦光源單元的監(jiān)控器。
圖1A和1B示出三個光中繼器。但光中繼器不限于三個。所需光中繼器的數(shù)目應(yīng)根據(jù)傳輸距離設(shè)定。
從光中繼器3或1輸出的波長復(fù)用光被輸入在波長復(fù)用/解復(fù)用裝置WMUX B或WMUX A中排列的光前級放大器RWAB或RWAA。兩個光前級放大器RWAB和RWAA是類似其它光后級放大器和光在線放大器的波長復(fù)用光學(xué)放大器。光前級放大器RWAB和RWAA包括給摻鉺光纖提供泵浦光功率的泵浦光源。用于擴展的泵浦光源單元BSTB和BSTA排列在波長復(fù)用/解復(fù)用裝置MUX B和WMUX A中，因信道數(shù)增加造成的泵浦光功率不足可通過給光前級放大器RWAB和RWAA提供泵浦光源而增加。光前級放大器RWAB和RWAA將放大的光波長復(fù)用信號輸入光波長解復(fù)用器RWDB和RWDA，在這里該信號被解復(fù)用(分解)為具有相應(yīng)波長的光信號。各信道的波長解復(fù)用信號被應(yīng)答器轉(zhuǎn)換成由10-Gbps傳輸裝置E1和W1、2.4-Gbps傳輸裝置En和Wn的現(xiàn)有傳輸裝置發(fā)射的光波長。
在圖1A和1B中，具有波長λ1的10-Gbps光信號輸入到光傳輸裝置E1中的光信號接收單元ORE1、和光傳輸裝置W1中的光信號接收單元ORW1，而具有波長λn的2.4-Gbps光信號輸入到光傳輸裝置En中的光信號接收單元OREn、和光傳輸裝置Wn中的光信號接收單元ORWn。即，來自光波分復(fù)用系統(tǒng)一側(cè)上10-Gbps光傳輸裝置W1的光信號輸入到另一側(cè)上的10-Gbps光傳輸裝置E1，而來自光波分復(fù)用系統(tǒng)一側(cè)上2.4-Gbps光傳輸裝置Wn的光信號輸入到另一側(cè)上的2.4-Gbps光傳輸裝置En。
在圖1A和1B中，10-Gbps光傳輸裝置W1和E1、2.4-Gbps光傳輸裝置Wn和En是鑰匙形的。位于下部的光學(xué)波分復(fù)用系統(tǒng)(b)兩側(cè)(與位于上部的光波分復(fù)用系統(tǒng)(a)兩側(cè)具有相同結(jié)構(gòu))上光信號傳輸單元OSE 1’、OSE n’、OSW 1’、OSW n’分別與光接收單元ORE 1’、ORE n’、ORW 1’、ORW n’對應(yīng)設(shè)置。這是因為由光學(xué)波分復(fù)用系統(tǒng)(a)和(b)構(gòu)成了一個具有回路形(環(huán)形)拓撲的SONET環(huán)形網(wǎng)。在光學(xué)波分復(fù)用系統(tǒng)(b)的下部和左右兩側(cè)分別與圖1A的東側(cè)和圖1B的西側(cè)對應(yīng)，光信號在環(huán)形狀態(tài)下發(fā)射。不過，光學(xué)波分復(fù)用系統(tǒng)也可不總處在環(huán)形狀態(tài)，也可使用一個線性網(wǎng)。
下面說明由SONET傳輸系統(tǒng)處理的傳輸幀，它是在圖1A和1B所示的光學(xué)波分復(fù)用傳輸系統(tǒng)中相應(yīng)信道λ1-λn上所傳輸光信號的格式。圖2表示由該SONET處理的基本(同步傳輸電平“STS-1”)幀格式。傳輸幀STS-1含有9×3字節(jié)的內(nèi)務(wù)10，其中存有諸如幀同步信號、奇偶校驗信號等維修操作(監(jiān)視和控制)信息。傳輸幀STS-1還含有9×87字節(jié)的有效負載20，其中存儲實際通信數(shù)據(jù)。內(nèi)務(wù)10和有效負載20總共有9×90字節(jié)信息。90×9字節(jié)(=810字節(jié))幀由SONET以每秒8000次的速率傳輸，從而產(chǎn)生一個傳輸速率為90×9×8×8000=51.84Mbps的信號。SONET傳輸系統(tǒng)是北美的標準同步復(fù)用傳輸系統(tǒng)，它符合ITU-T提出的國際標準(同步數(shù)字結(jié)構(gòu)“SDH”)。在SDH傳輸系統(tǒng)中，與STS-1對應(yīng)的幀被稱作同步轉(zhuǎn)送模塊層次(Synchronous Transfer Module Level)0“STM-0”。
如圖2和3所示，內(nèi)務(wù)10包含備的區(qū)內(nèi)務(wù)SOH 11和線內(nèi)務(wù)LOH 12。當通信在LTE與ADM之間或在ADS之間進行時，內(nèi)務(wù)SOH 11被終止且其內(nèi)容在線端設(shè)備(“LTE”)或分插復(fù)用器(“ADM”)替換；當通信在LTEs之間進行時，內(nèi)務(wù)12被終止且其內(nèi)容在各LTE替換。在SDH中，區(qū)內(nèi)務(wù)被稱作中繼區(qū)內(nèi)務(wù)(“R-SOH”)，線內(nèi)務(wù)被稱作復(fù)用區(qū)內(nèi)務(wù)(“M-SOH”)，有時兩者均稱作區(qū)內(nèi)務(wù)(“SOH”)。
內(nèi)務(wù)10包含各種維修、操作信息項。如圖4所示，SOH 11包含用于建立幀同步的字節(jié)A1和A2、在區(qū)11A中的傳輸誤差監(jiān)控(位交織奇偶校驗“BIP”)字節(jié)B1、為監(jiān)視和控制區(qū)11A進行通信的數(shù)據(jù)通信信道(“DCC”)字節(jié)D1-D3(192-Kbps數(shù)據(jù)鏈路)。LOH 12包含BIP字節(jié)B2、線路12A上的自動保護開關(guān)K1和K2、線路12A上的DCC字節(jié)D4-D12(576-Kbps數(shù)據(jù)鏈路)。在圖2和4中，指示器(pointer)字節(jié)(管理單元，“AU”指示器)13用一地址指示儲存在有效負載20中的傳輸幀相位與管理數(shù)據(jù)單元(虛擬從屬單元“VT”)幀相位之間的差異。指示器字節(jié)13允許VT幀同步迅速建立。
在SONET中，具有這種幀結(jié)構(gòu)的基本傳輸幀(STS-1)是以“n”幀(n=3,12,48,192,等)以字節(jié)為單位時分復(fù)用的，從而構(gòu)成如圖5所示的一個STS-n幀。例如，若3,12,48和192個STS-1幀分別字節(jié)復(fù)用，則相應(yīng)產(chǎn)生諸如STS-3(51.84Mbps×3=155.52Mbps),STS-12(622.08Mbps),STS-48(2.488Gbps)，或STS-192(9.953Gbps)的高速信號。注意，STM-N(N=n/3)對應(yīng)于具有的傳輸速率與STS-N的傳輸速率相等的信號。
如圖6所示使用圖1A和1B中所說明的STS-192(光信號幀OC-192)為例，該幀包含9×567(3×192)字節(jié)的內(nèi)務(wù)和9×16,704(87×192)字節(jié)的有效負載20。注意，該內(nèi)務(wù)的所有字節(jié)不被復(fù)用。即，具體的信號(如A1,A2,B2(BIP字節(jié))等被n字節(jié)復(fù)用。其它控制信號與復(fù)用數(shù)量無關(guān)而保持恒定。因此，該內(nèi)務(wù)的大部分當前來被使用。
使用圖1A和1B所示的光學(xué)波分復(fù)用系統(tǒng)，與上述STS-192和48對應(yīng)的OC-192和48(光載波電平192和48)被波長復(fù)用為32個信道，該波長復(fù)用幀經(jīng)一個單模光纖傳輸為一個波長復(fù)用信號。
在圖1A和1B所示的光學(xué)波分復(fù)用系統(tǒng)中，包含光在線放大器LWAW 1-LWAW3和LWAE 1-LWAE 3的光中繼器1-3沿單模光纖傳輸線SMF的線路設(shè)置。在圖1A和1B所示的光學(xué)波分復(fù)用系統(tǒng)中所用的光放大器包括光后級放大器TWAA、TWAB和光前級放大器RWAB、RWAA，該光放大器基本只能在摻鉺光纖的放大帶寬(增益帶寬)上放大光信號。但是，光中繼器1-3安裝在遠距節(jié)點W和E處的無人值守站中。因此，需能用某些方法或其它方式監(jiān)控光中繼器1-3。另外，圖1A和1B所示的光學(xué)波分復(fù)用系統(tǒng)能波長復(fù)用至32個具有不同波長(信道)的光信號，并用一個單模光纖SMF傳輸該波長復(fù)用信號。
在最先建立該系統(tǒng)時，發(fā)射僅具有4個波長(信道)的光信號并在通信量增大時再增加信道數(shù)，將有更好的成本效率。人們希望能在不停止使用系統(tǒng)的條件下增加信道數(shù)。由于給摻鉺光纖饋能的泵浦光源有時不能滿足上述信道數(shù)增加的需要，所以當增加信道數(shù)時，必須逐漸增加擴展泵浦光源BSTW 1-BSTW 3、BSTE 1-BSTE 3、及BSTB。于是提供了一種根據(jù)信道數(shù)的增加對光中繼器1-3進行控制的能力。因此，使用圖1A和1B所示的光學(xué)波分復(fù)用系統(tǒng)，用于傳輸監(jiān)視/控制光中繼器1-3的信號的光維護信道“OSC”用一個具有摻鉺光纖增益帶寬以外波長(通常約在1530nm至1560nm之間的波長范圍內(nèi))的光信號進行傳輸。
如圖1A和1B所示，波長復(fù)用/解復(fù)用裝置WMUX A和WMUX B進一步波長復(fù)用從光維護信道接口OSCIA和OSCIB輸出的帶有該波長復(fù)用光信號(包含用于32個信道的光信號)并被光前級放大器TWAA和TWAB放大的監(jiān)視/控制光信號，并將該波長復(fù)用信號輸出給單模光纖SMF。在各光中繼器1-3中，監(jiān)視/控制信號被分離并且被輸入到在線光放大器LWAW 1-LWAW 3和LWAE 1-LWAE 3。該分離信號被輸入光維擴信道接口OSCIW 1-OSCIW 3和OSCIE 1-OSCIE 3，并轉(zhuǎn)換成傳輸給HUB 1-HUB 3的電信號。從HUB 1-HUB 3輸出的監(jiān)視/控制信號被光維護信道接口OSCIW 1-OSCIW 3和OSCIE 1-OSCIE 3轉(zhuǎn)換成一個光信號，再用放大的波長復(fù)用光信號復(fù)用，被在線光放大器LWAW 1-LWAW 3和LWAE 1-LWAE 3輸出為一個監(jiān)視控制光信號。在波長復(fù)用/解復(fù)用裝置WMUX A和WMUX B中，監(jiān)視/控制信號根據(jù)光前級放大器RWAB和RWAA的輸入信號被分離，該分離的信號輸入光維護信道接口OSCIA和OSCIB，該輸入信號轉(zhuǎn)換成一個電信號。包含波長復(fù)用/解復(fù)用裝置WMUX A和WMUX B的HUBB和HUBA分析該被轉(zhuǎn)換成電信號的監(jiān)視/控制信號從而監(jiān)視控制光中繼器1-3。
圖7是在圖1A和1B所示的光學(xué)波分復(fù)用系統(tǒng)中舉例說明信道(波長)分配的表格。如圖7所示，根據(jù)ITU-T建議的草案Gmcs,1552.52nm光波長被指定為參考波長，信道按采用摻鉺光纖的光學(xué)波分復(fù)用系統(tǒng)中的波長(信道)分配以100-GHz間隔的格柵(Grid)分配。由于圖1A和1B所示的光學(xué)波分復(fù)用系統(tǒng)遵守這個建議草案，所以當4、8、16和32波長復(fù)用時，相應(yīng)波長(信道)分配在有叉號的格中。光維護信道OSC被設(shè)定成摻鉺光纖增益帶寬(放大帶寬)以外的1510nm的光波長。
當然，這一信道分配只是一個例子。按照圖7所示的信道分配，多達16個波長能利用摻鉺光纖的一半增益帶寬復(fù)用和傳輸。與使用摻鉺光纖整個增益帶寬(1530nm-1560nm)相比，帶有摻鉺光纖的光學(xué)放大器所要求的寬帶寬特性更好。
在4波-WDM的信道設(shè)置中，該4信道每個之間的信道間隔是400GHz(即，約3.2nm)，該信道間隔是最小信道間隔100GHz的四倍。類似地，在8波-WDM的信道設(shè)置中，該8信道每個之間的信道間隔是200GHz(即，約1.6nm)，該信道間隔是最小信道間隔100GHz的二倍。通常，當光學(xué)濾波器的帶寬較窄時，光學(xué)濾波器的成本較貴。因此，較便宜的光學(xué)濾波器可用于4波-WDM或8波-WDM。
下面說明光維護信道OSC的傳輸格式。圖1A和1B所示的光學(xué)波分復(fù)用傳輸系統(tǒng)使用如OSC傳輸格式的1.544-MbpsDS1格式。圖11表示OSC傳輸格式，其中子幀Sub1-Sub24在OSC傳輸格式中構(gòu)成一幀。1位幀同步位F1-F24處在相應(yīng)子幀之間，幀同步通過檢測由子幀F(xiàn)1-F24形成的特定比特圖實現(xiàn)。一幀的第一位被鑒別。子幀“Sub”包含24時隙(位)。包括圖12所示內(nèi)容的字節(jié)信息插入各子幀。時隙23的字節(jié)信息具有復(fù)幀結(jié)構(gòu)。如圖13所示，在子幀的每個時隙23中，一個復(fù)幀結(jié)構(gòu)包含字節(jié)信息8×24位(24字節(jié))。一個復(fù)幀中字節(jié)1-8的內(nèi)容如下。1〕字節(jié)1-4(32位)WCR1-WCR4波長信道率各信道(波長)傳輸率(10Gbps或2.4Gbps)由1位顯示。2〕字節(jié)5-8(32位)WCS1-WCS4波長信道狀態(tài)各信道是否占用(在使用)或空閑(未使用)由1位指示。3〕字節(jié)9-24備用(備用字節(jié))在該字節(jié)信息中，時隙9-10、13-16和19-24包含控制光學(xué)放大器所需的控制信息、特別是用于增加/減少信道數(shù)的控制信息，這些時隙終止于設(shè)置在波長復(fù)用/解復(fù)用裝置WMUX A和WMUX B及光中繼器1-3中的OSC接口OSCIA。其它字節(jié)信息在管理復(fù)合“MC”單元終止并受到分析。在OSC接口終止的信息將在下文說明。
每個OSC字節(jié)信息是編碼信號反轉(zhuǎn)(“CMI”)-編碼和傳輸?shù)?。因此，示于圖11的DS1幀的時鐘速率將變成1.544×2Mbps。
圖8表示圖A和1B所示的光傳輸裝置W1和波長復(fù)用/解復(fù)用裝置WMUX A的詳細結(jié)構(gòu)。圖8表示通過綜合圖1A和1B所示的光學(xué)波分復(fù)用傳輸系統(tǒng)(a)的上級(從WEST到EAST)和下級(從EAST到WEST)得到的結(jié)構(gòu)并表示出一格。光傳輸裝置W1的光信號傳輸單元OSW1包含一個窄帶寬光傳輸裝置1-1。窄帶寬光傳輸裝置1-1包括一個由半導(dǎo)體激光器LD構(gòu)成的光源和一個用10-Gbps STS-192信號對該半導(dǎo)體激光器LD輸出的直流光輸出進行振幅調(diào)制的外部光調(diào)制器Mod。采用LiNbO3晶體的Mach-Zehnder光調(diào)制器可用作外部光調(diào)制器Mod。從外部光調(diào)制器輸出的光信號具有窄的頻譜寬度，來自O(shè)SW1的光信號輸入到為各輸出信號設(shè)置的可變衰減器模塊VATA1。該光信號的部分在可變衰減器模塊ATA1中被光耦合器2-5分解，該分解信號被監(jiān)控器2-2接收。監(jiān)控器2-2監(jiān)視OC-192信號是否從節(jié)點W的光傳輸裝置W1的光信號傳輸單元OSW1中輸出。這個信號被轉(zhuǎn)換成一個電信號并輸入光維護信道接口OSCIA 2-4。
同時，沒有被光耦合器2-5分解的光信號輸入可變衰減器模塊VATA1的可變光衰減器2-1，并調(diào)整電源電平。來自衰減器VATA 2-1的信號輸入光復(fù)用器模塊TWMA中的光復(fù)用器3-1。該光信號輸入光復(fù)用模塊TWAM以與其它具有不同波長的光信號波長復(fù)用，這些具有不同波長的光信號從為其它信道設(shè)置的可變光衰減模塊VATA 2-VATA n(未示出)輸入。光復(fù)用器模塊TWAM將波長復(fù)用光信號輸入光后級放大器模塊TWAA。輸入到光后級放大器模塊TWAA的該波長復(fù)用光信號被CPU4-1控制的光前級放大器4-4放大并輸入到色散補償模塊DCM中的色散補償光纖DCF。色散補償光纖用于對因經(jīng)過位于光前級放大器TWAA與光在線放大器LWAW1之間的單模光纖SMF而在波長復(fù)用光信號中各信道光信號中產(chǎn)生的色散進行補償，并將該色散值分配給各信道的光信號。將適宜的色散值分配給各信道光信號的該波長復(fù)用光信號被后級光放大器4-5再放大并輸入光耦合器4-6。被光耦合器4-6分解的波長復(fù)用光信號的部分輸入到光頻譜分析器單元SAUA中的頻譜分析器5-2，在此，具有包含在被先前級放大器TWAA放大的光信號中的各波長(信道)的光信號的波長差和功率電平被測量。然后，測量結(jié)果輸入CPU5-1。CPU 5-1處理從頻譜分析器5-2得到的波長復(fù)用光信號頻譜測量的結(jié)果，并在該結(jié)果的VTVA1中通知CPUA1 2-3。基于該測量結(jié)果，CPUA1控制可變衰減器2-1的光衰減量并進而控制具有波長λ1光信號的功率電平。例如，如果經(jīng)檢測各信道光信號的波長與圖7所示的格柵相差一預(yù)定值(如0.5nm)或更大，則判斷為已出現(xiàn)錯誤。于是，衰減器2-1的衰減量設(shè)定一個信號關(guān)閉狀態(tài)以避免該光信號傳輸。
光后級放大器模塊TWAA中的OSC接口OSCIA 4-3被告知由OSCIA接口OSCIA2-4從監(jiān)控器2-2接收的監(jiān)視/控制信號。OSCIA 4-3檢查所接收的監(jiān)視/控制信號中故障的存在/消失。例如，如果被通知關(guān)閉該信號，則可變衰減器2-1的衰減量被最大化以防止該光信號輸入光復(fù)用器TWMA。從OSC接口OSCIA2-4接收監(jiān)視/控制信號后，接口OSCIA 4-3將該信號傳送給電光轉(zhuǎn)換器EO 4-2，在此，該信號被轉(zhuǎn)換成波長1510nm的監(jiān)視/控制光信號。一個WDM耦合器4-7將這個信號與從光前級放大器TWAA放大輸出的波長復(fù)用光信號組合。
在由OSCIA 4-3接收的監(jiān)控信號(OSC)中未終接的時隙1-7、11、12、17和18內(nèi)由系統(tǒng)操作員傳達的信息，如聯(lián)絡(luò)線信號OW、數(shù)據(jù)通信信道DCC等被傳輸給中樞單元(HUBA)8的內(nèi)務(wù)串行接口OHS 8-3。一個告警信號被告警檢測單元ALM 8-5檢測，同時，該傳輸信號在告警檢測單元ALM 8-5與HUB 8-2之間被處理。例如，用ATM信元在OSCIA 2-4、OSCIA 4-3和HUB 8-2之間，在OSCIB6-3、OSCIB 7-2和HUB8-2之間進行通信。用串行數(shù)據(jù)在OSCIA 4-3、OSCIB 6-3和OHS 8-3之間選行通信。OSCIA 2-4、OSCIB 6-3、和OSCIB 7-2接收來自HUB8-2的監(jiān)視/控制ATM信元、分析該ATM信元的VCI、并根據(jù)其內(nèi)容控制各單元另外，OSCIA 2-4、OSCIA4-3、OSCIB 6-3和OSCIB 7-2接收來自各單元的監(jiān)視/控制信號、將該信號輸入一個ATM信元、并將該信元輸出到HUB8-2。HUB8-2終接相應(yīng)的OSCIs。即，HUB 8-2使從相應(yīng)OSCIs發(fā)出的ATM信元相容。也就是，HUB 8-2分析發(fā)出的ATM信元的VCI，根據(jù)其內(nèi)容選擇輸出到OHS 8-3或輸出到每一個OSCIs，并將所選擇的輸出。HUB 8-2與用于監(jiān)視/控制其自身單元的監(jiān)控器MON 8-4連接。告警ALM 8-5監(jiān)控的信息包括諸如來自各單元告警信息的終端、帶有管理裝置MCA單元的接口誤差的信息等。監(jiān)控器MON8-4基于來自MCA單元的控制信息從ATM信元激勵信息，該信息從HUB 8-2輸出并進行控制。另外，監(jiān)控器MON 8-4將在該單元內(nèi)檢測的告警信息等輸入一個ATM信元、并將ATM信元輸出到HUB 8-2。
各信息用光信號的OC-3信號(150Mbps)經(jīng)一個光電轉(zhuǎn)換器8-1從HUB8-2傳輸?shù)揭粋€管理裝置(管理復(fù)合“MCA”單元)。在MCA單元中，信號在電光和光電轉(zhuǎn)換器(EO和OE)9-3之間交換，監(jiān)視/控制信息和內(nèi)務(wù)信息被個人計算機接口PCI 9-1識別。該內(nèi)務(wù)信息傳輸?shù)絆H-MTRX 9-2，在此，內(nèi)務(wù)被處理。監(jiān)視/控制信息傳輸?shù)揭粋€用作控制臺的個人計算機并被終接。MCA單元設(shè)置成許多格。例如。該單元能控制6格。
在波長復(fù)用/解復(fù)用裝置WMUX A的接收側(cè)，根據(jù)經(jīng)單模光纖SMF從光中繼器1接收的波長復(fù)用光信號，用光前級放大器模塊RWAA中的WDM耦合器6-6分解該監(jiān)視/控制光信號(具有1510nm的波長)，用光電轉(zhuǎn)換器6-2將分解信號轉(zhuǎn)換成電信號，該轉(zhuǎn)換信號被OSC接口OSCIB 6-3終接。另外，OSCIB 6-3從OHS8-3得到內(nèi)務(wù)信息，并基于由HUB 8-2傳輸?shù)谋O(jiān)視/控制信息經(jīng)CPU 6-1控制前級光放大器6-4和后級光放大器6-5。
用于補償色散的色散補償模塊DCM設(shè)置在前級光放大器6-4和后級光放大器6-5之間。因經(jīng)過在光中繼器1與波長復(fù)用/解復(fù)用裝置WMUX A之間的單模光纖傳播而在各信道中產(chǎn)生的色散由色散補償模塊DCM中的色散補償光纖補償。
被光前級放大器模塊RWAA放大的波長復(fù)用光信號由包含在光解復(fù)用器模塊RWDA中的光解復(fù)用器7-1分解成具有各自不同波長的光信號。該分解信號被PIN光二極管(PINPD)10-2接收，該二極管是光傳輸裝置W1中光信號接收單元(ORW1)的光接收器。該信號轉(zhuǎn)換成10-Gbps STS-192信號。
圖9表示光中繼器1的結(jié)構(gòu)。來自單模光纖的波長復(fù)用光信號從OPT-IN1-OPT-IN4的任一個輸入到圖9所示中繼器格中，并輸入設(shè)置在對應(yīng)板上的在線放大器模塊(LWAW1)31。首先，該監(jiān)視/控制光信號被WDM中繼器31-7分解。該分解信號由光電轉(zhuǎn)換器31-3轉(zhuǎn)換成電信號，并輸入OSC接口(31-6)。OSCIW1 3+6終接包含在如上所述的監(jiān)視/控制信號中用于控制光放大器所需的控制信息的時隙8-10、13-16和13-24，并將剩余信息傳輸給OHS 32-3。該終接信息傳輸給HUB 32-2。HUB 1模塊和管理裝置MC操作與圖8所示工作的相同。
已接收到監(jiān)視/控制信號的OSCIW1(31-6)通過與HUB 32-2通信處理該信息，并通過給CPU 31-5輸出控制信號控制前級放大器31-1和后級放大器31-2的放大比例。沒有被WDM耦合器31-7分解的波長復(fù)用光信號由受CPU 31-5控制的前級光放大器31-1放大，并由色散補償模塊DCMW1進行色散補償。該色散補償信號再由也被CPU 31-5控制的后級光放大器31-2放大。而后，該放大的信號與被電光轉(zhuǎn)換器31-4轉(zhuǎn)換成光信號的該監(jiān)視/控制信號組合，并從OPTOUT1-OPT OUT4輸出。
圖9所示的光中繼器包括一個作為一格的光在線放大器模塊LWAW1，并顯示出可包括多達四個模塊。一個易于操作的光學(xué)裝置可通過如上所述在一格上安裝一個光學(xué)部件而裝配成。
圖10是說明用于轉(zhuǎn)換光信號波長的應(yīng)答器結(jié)構(gòu)的示意圖，圖1A和1B中未示出該應(yīng)答器。一個OC-48光信號從該應(yīng)答器的輸入端輸入。這個光信號輸入到光電轉(zhuǎn)換模塊41中的2.4-Gbps光電轉(zhuǎn)換器O/E。2.4-Gbps時鐘從光電轉(zhuǎn)換器41-1輸出。同時，諸如圖2,13所示出的內(nèi)務(wù)信息的信息輸入一個內(nèi)務(wù)接口OHS 41-3，且該信號傳輸?shù)紿UB 42。導(dǎo)線設(shè)置在用于未來升級的光電轉(zhuǎn)換模塊41電路板的反向側(cè)，以使內(nèi)務(wù)信息輸入OHS 42-3。
如上所述，OHS 42-3發(fā)射/接收該內(nèi)務(wù)信息，HUB 42-2終接來自O(shè)HS 41-3的信號。該信息作為一個光信號從HUB 42-2經(jīng)光電轉(zhuǎn)換器42-1傳輸?shù)焦芾韽?fù)合單元中的HED模塊43，該光信號由光電轉(zhuǎn)換器43-3轉(zhuǎn)換成電信號。轉(zhuǎn)換成電信號的該信息被PCI 43-1分成內(nèi)務(wù)和監(jiān)視/控制信息。OH-MTRX 43-2處理該內(nèi)務(wù)，作為控制端的個人計算機PC處理控制信息。
通過控制電光轉(zhuǎn)換器E/O 41-2,OHS 41-3產(chǎn)生一個2.4-Gbps OC-48光信號并輸出產(chǎn)生的信號。在此時，這個光信號(OC-48)的波長轉(zhuǎn)換成由波分復(fù)用系統(tǒng)分配的信道波長。
圖10表明光電轉(zhuǎn)換模塊41的格1-16的內(nèi)容。從處理該信息的HUB模塊42的各格上OHS 42-3的收集該內(nèi)務(wù)信息和監(jiān)視/控制信息。為各格設(shè)置應(yīng)答器并將其安裝在一個機架上，以使含有光導(dǎo)線與含有電導(dǎo)線的格之間相連接。于是可制成具有良好可操作性的光學(xué)裝置。
圖14是說明設(shè)置在圖8的RWAA中OSCIB 6-3結(jié)構(gòu)部分的示意圖。輸入到O/E模塊的監(jiān)視/制光信號轉(zhuǎn)換成一個電信號?；谠撧D(zhuǎn)換數(shù)據(jù)產(chǎn)生一個時鐘信號，且該光信號輸入CMI解碼器52。該數(shù)據(jù)由CMI解碼器52解碼并輸入到幀同步單元53。同時，時鐘信號也輸入到幀同步單元53。幀同步單元53檢查監(jiān)視/控制信號的數(shù)據(jù)幀。這一檢查結(jié)果輸入保護單元55，保護單元55將其與幀產(chǎn)生定時進行匹配。如果發(fā)現(xiàn)有預(yù)定數(shù)目的匹配，保護單元55將指示幀已同步的信號傳輸給幀同步單元53。同時，PG 54從CMI解碼前的信號激勵時鐘，接收幀產(chǎn)生定時，并提供用于建立同步的該時鐘。產(chǎn)生的時鐘輸入到幀同步單元53，用于檢查一個幀。
當幀被同步時，用于進行幀同步處理的數(shù)據(jù)和該時鐘信號輸入解復(fù)用器58，光放大器監(jiān)視/控制信號(波長信道故障“WCF”，波長信道率“WCR”，和波長信道狀態(tài)“WCS”)被激勵。BIP計算單元56從幀同步單元53得到奇偶校驗，并將該奇偶校驗傳輸給比較器57。比較器57對傳輸?shù)钠媾夹ｒ炁c從解復(fù)用器58輸出的奇偶校驗位進行比較。如果它們匹配，比較器57將監(jiān)視/控制信號不加改變地輸出而不在保持單元59保持該信號。如圖8所示，從保持單元59輸出的監(jiān)視/控制信號直接傳輸給HUBA模塊8。在同時，從保持單元59輸出的監(jiān)視/控制信號經(jīng)一個三級保護單元60輸入一個選擇器。由操作員輸入的諸如WCR、WCS的監(jiān)控信號(注明為“預(yù)備”)輸入到選擇器61。選擇器61選擇和輸出接收的監(jiān)視/控制信號或選擇和輸出根據(jù)收到工作的員通過規(guī)定軟件輸出的優(yōu)先信號而來自操作員的監(jiān)視/控制信號，并將該選擇的信號輸出到控制TWAA的本地CPU6-1。
如果比較器57進行奇偶校驗檢查時出現(xiàn)錯誤，在先狀態(tài)中保持在保持單元59中的相應(yīng)監(jiān)視/控制信號例如WCF、WCR和WCS就不輸出。如果等待錯誤消除并完成，保持單元59將信號WCF、WCR和WCS傳送到HUBA模塊。
圖15是說明設(shè)置在圖8所示TWAA中的OSCIA 4-3結(jié)構(gòu)部分的示意圖。包含在TWM模塊中的OSCIA 4-3接收來自VATA模缺中OSCIA 2-4的監(jiān)視/控制信號WCF、WCR和WCS，同時接收來自操作員的WCR和WCS。WCF1～WCF32是由監(jiān)控其自身狀態(tài)的硬件產(chǎn)生的信號，這些信號輸入復(fù)用器72和檢查單元71。檢查單元檢查接收到了哪個信號，對每個信號進行監(jiān)控并完成奇偶校驗等等。檢查單元71根據(jù)檢查內(nèi)容控制該復(fù)用器而復(fù)用和輸出WCF1～WCF32。一個19-Mbps ATM接口將WCR和WCS輸入到一個預(yù)備單元73。預(yù)備單元73確認來自操作員的輸入是否轉(zhuǎn)換到從VAT模塊的輸入方式。該也對WCF進行模式設(shè)定。即要確認復(fù)用器的輸入是來自VAT模塊中的OSCIA 2-4還是來自操作員。
在這個方式中，復(fù)用器76具有從VAT模塊中的OSCIA 2-4輸入的監(jiān)視/控制信號，或具有來自操作員的監(jiān)視/控制信號。條件單元74監(jiān)控哪一個信號是作為各自的監(jiān)視/控制信號(WCF、WCR和WCS)輸入的。
復(fù)用器76復(fù)用如WCF、WCR和WCS的監(jiān)視/控制信號，并將該復(fù)用的信號輸入一個幀產(chǎn)生單元79。BIP計算單元75從來自復(fù)用器76的信號閱讀奇偶校驗，將該奇偶校驗反饋到復(fù)用器76的輸入，并將該奇偶校驗值分配給該奇偶校驗位。
來自PG78的時鐘輸入一個幀發(fā)生單元79。這個時鐘是通過用數(shù)字PLL 77控制從4-9MHz輸出周波的相位并調(diào)節(jié)成的一個時鐘信號。幀發(fā)生單元79將來自PG78的時鐘信號輸入到復(fù)用器76。復(fù)用器76根據(jù)這個時鐘信號復(fù)用各信號。由幀發(fā)生單元79產(chǎn)生的數(shù)據(jù)幀與時鐘信號一起輸入CMI編碼單元80并進行CMI編碼。而后該數(shù)據(jù)幀與該時鐘信號一起輸入E/O模塊81，并從電信號轉(zhuǎn)換成光信號。之后，該光信號與由光放大器放大的主信號作為監(jiān)視/控制信號混合。
圖16是說明圖9中所示中繼器的LWAW1模塊中包含的SOC接口OSCIW 31-6的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖16的OSCIW 31-6是通過將圖14的OSCIA 2-4的輸出與圖15的OSCIB 6-3的輸入連接構(gòu)成的。即，被一個耦合器分解的監(jiān)視/控制信號輸入到O/E模塊91，并轉(zhuǎn)變成一個電信號。該電信號與時鐘信號一起輸出到CMI解碼器92，并再與該時鐘信號一起輸入幀同步單元94。如上所述，保護單元95確定該幀同步是否達到預(yù)定的次數(shù)。PG 93從在前面被CMI解碼的電信號閱讀該時鐘信號，將該時鐘信號與來自保護單元95的幀同步信號混合，并將該幀同步建立時鐘輸入幀同步單元94。
實施幀同步的監(jiān)視/控制電信號與PG 93產(chǎn)生的時鐘信號一起輸入一個解復(fù)用器97，并解復(fù)用成相應(yīng)監(jiān)視/控制信號(WCF,WCR和WCS等)。一個奇偶校驗位輸入比較器98，在這里，該奇偶校驗位與BIP計算單元96從實施幀同步的電信號讀取的奇偶校驗進行比較。如果它們匹配，該相應(yīng)解復(fù)用的監(jiān)視/控制信號不改變地通過保持單元99，并輸入復(fù)用器104。如果該奇偶校驗不匹配，該相應(yīng)監(jiān)視/控制信號留在保持單元99直到它們匹配。
從保持單元99輸出的該相應(yīng)監(jiān)視/控制信號傳輸?shù)揭粋€三級保護單元100，在這里它們經(jīng)三級保護后輸入一個選擇器102。操作員將一個指令經(jīng)19-Mbps AMT接口輸入一個預(yù)備單元101，并將WCR或WCS輸入選擇器102。由本地CPU接收的監(jiān)視/控制信號或由操作員輸入的監(jiān)視/控制信號基于操作員輸入的優(yōu)先信號而傳輸。
預(yù)備單元101對于確定該接收的監(jiān)視/控制信號或由操作員輸入的監(jiān)視/控制信號是否傳輸?shù)捷敵龆诉M行模式設(shè)定。根據(jù)這個模式設(shè)定，使接收的監(jiān)視/控制信號或由操作員輸入的監(jiān)視/控制信號輸入一個復(fù)用器104并進行復(fù)用。應(yīng)注意，WCF信號是一個操作員不能設(shè)定的參數(shù)，其模式不轉(zhuǎn)換。BIP計算單元103從復(fù)用器104輸出的信號讀取奇偶校驗，將奇偶校驗反饋到復(fù)用器104的輸入端，并設(shè)定奇偶校驗位。
通過數(shù)字地控制從振蕩器109(DPLL 107)輸出的49MHz周波的相位并將其調(diào)節(jié)成時鐘信號(PG 106)而得到的信號被輸入一個幀產(chǎn)生單元105并用于產(chǎn)生一個幀。如上所述，這個時鐘信號也輸入復(fù)用器104并為復(fù)用信號提供定時。裝入一個幀的監(jiān)視/控制信號由CMI編碼單元108用時鐘信號進行編碼，基于時鐘信號將電信號轉(zhuǎn)換成一個光信號，與由光放大器放大的主信號混合，并輸出到一個傳輸線。
圖17(A)-17(C)是說明圖14-16所示RWAA、TWAA和LWAW1中位于OSC接口OSCIB、OSCIA和OSCIW1之間的接口以及內(nèi)務(wù)串行接口OHS的示意圖。
如圖17(A)所示，HUB模塊TWAA中的OHS LIS與TWAA、RWAA、LWAW1中OSC接口OSCI LSI之間的通信經(jīng)過一個19-Mbps串行數(shù)據(jù)電纜進行。因通信是雙向的，所以使用兩個電纜。
圖17(B)表示從OHS傳輸?shù)絆SCI的數(shù)據(jù)格式。該數(shù)據(jù)的第一位是起始位檢查起始位可識別輸入的數(shù)據(jù)。起始位之后數(shù)據(jù)包含32位。接收數(shù)據(jù)時計算奇偶校驗，并通過附加在數(shù)據(jù)后部的奇偶校驗確認該數(shù)據(jù)是否被正確地接收。假定圖17(B)中的奇偶校驗是奇數(shù)。奇偶校驗之后有一個指示該數(shù)據(jù)結(jié)束的停止位。
圖17(C)表示從OSCI傳輸?shù)絆HS的數(shù)據(jù)格式。在這里，數(shù)據(jù)具有與圖17(B)基本相同的格式。數(shù)據(jù)從一個起始位開始，起始位之后是32位數(shù)據(jù)區(qū)，數(shù)據(jù)在一個停止位結(jié)束。與圖17(A)的方式類似，在接收數(shù)據(jù)區(qū)時檢查奇偶校驗，并用奇偶校驗位的值與該奇偶校驗比較。如果它們匹配，則確認該數(shù)據(jù)被正確接收。如果它們不匹配，則確認該數(shù)據(jù)沒有被正確接收。
使用本發(fā)明優(yōu)選實例的光波長復(fù)用放大器的光波分復(fù)用傳輸系統(tǒng)中的信號與噪聲之間的關(guān)系示于圖18。雖然圖18表示一個設(shè)置了線性通信路徑的系統(tǒng)，但設(shè)置環(huán)形通信路徑的系統(tǒng)也是類似的。
圖18的光波長復(fù)用傳輸系統(tǒng)包含一個光后級放大器TWAA、一個用于傳輸光信號的單模光纖傳輸線SMF、和一個光前級放大器RWAB。光在線放大器LWAW1-LWAW3設(shè)置在傳輸線SMF和監(jiān)視/控制光信號處理單元OSCIA、OSCIW1、OSCIW2、OSCIW3和OSCIB上。待傳輸光信號的功率轉(zhuǎn)換和先后級放大器TWAA引起的噪聲(ASE噪聲等)，與距該先后級放大器TWAA的距離之間的關(guān)系示于圖18下部。
由后級放大器TWAA放大的光信號通過傳輸線SMFA。當該光信號到達光在線放大器LWAW1時，光信號功率變?nèi)?。變?nèi)醯墓夤β时还庠诰€放大器LWAW1放大和傳輸，并被傳輸線SMFW1以類似方式衰減。當光信號通過傳輸線傳輸時，即直到該光信號轉(zhuǎn)換成一個電信號且在被一個光接收單元接收后該信號再產(chǎn)生前，該處理重復(fù)進行。因傳輸線損耗減弱的該信號被一個光放大器重復(fù)放大并傳輸。如果光信號被具有摻鉺光纖的光放大器放大，在光放大器中會產(chǎn)生噪聲，尤其是放大的自發(fā)發(fā)射噪聲。雖然通過傳輸線SMF時噪聲被衰減，但該噪聲與光信號一起被光放大器放大。
由于由不同制造商提供和不同年代制造的傳輸線均在使用，因此傳輸線的損耗特性不一致。即，當光放大器間的距離(SW的長度)變化時，如果使用了低透明度光纖SMF或使用了斷開后被修復(fù)(接合)的光纖SWF被使用，光放大器LWAW1LWAW3和RAWB必須吸收不同光輸入功率之間的差別、將光信號放大到一個預(yù)定輸出、并輸出該信號。
采用WDM光通信系統(tǒng)，一個具有多個信道的光信號(主信號)被波長復(fù)用和傳輸，同時，借助一個用于監(jiān)視控制傳輸狀態(tài)的光維護信道對一個監(jiān)視/控制信號(監(jiān)控信號“SV”信號)進行類似的波長復(fù)用和傳輸。在光在線放大器LWAW1-LWAW3和光前級放大器RWAB中，該主信號被放大。SV信號被SV信號處理單元OSCIW1-OSCIW3單獨解復(fù)用和單獨處理，再用該主信號波長復(fù)用SV信號并傳輸。
圖19和20是說明用于圖1A和1B中的波分復(fù)用傳輸系統(tǒng)的波長復(fù)用光放大器(TWAA、LWAW1-LWAW3、和RWAB)的示意圖。圖19和20的光放大器用于復(fù)用和傳輸圖1A和1B中所示的多達32個信道的不同波長。除了攜帶該主信號(OC-48或OC-192)的具有32個波長的該光信號外，用一個不同于該光信號的32個波長并因而在摻鉺光纖(1510nm)增益帶寬之外的波長(光維護信道在摻鉺光纖1510nm增益帶寬之外的該波長)對用于監(jiān)視和控制該系統(tǒng)的一個監(jiān)視/控制信號(SV信號)進行復(fù)用和傳輸。
當一個波長復(fù)用信號輸入一個光在線放大器時，先由一個WDM光耦合器(WDM1)抽取SV信號。抽取的SV信號輸入一個WDM 2光耦合器(WDM 2)，在此，該SV信號再被抽取。由于當SV信號只通過一個WDM耦合器時沒有很好的波長分解，且存在該主信號的部分波長，因此該SV信號通過設(shè)置在兩級的兩個WDM光耦合器(WDM 1和WDM 2)。其結(jié)果，該信號被接收，該SV信號的SN比(信號對噪聲的比)通過完全濾除該主信號的波長分量而改善。分解的SV信號輸出到圖19和20主信號光在線放大器的外側(cè)，并被一個SV信號處理單元(OSCI)處理。而后，該SV信號再與主信號混合，并輸出到傳輸線SMF。
從第一WDM耦合器(WDM 1)輸出的信號到達一個分束器BS1。分束器BS1以例如10對1的比例分解整個主信號的功率，以使光信號的10/11輸出到一個隔離器ISO1。
被分束器BS1分解的光信號的11/1輸入WDM 3,WDM 3是一個光輸入監(jiān)控器。不包含在該主信號中的波長成份被除去，該信號被一個光二極管PD 1接收作為放大介質(zhì)EDF(摻鉺光纖)EDF 1的輸入端功率電平，被二極管PD 1接收的主信號的電平輸入到一個自動增益控制/自動功率控制模塊AGC/APC。EDF 1是一個位于第一級或前級的光放大單元。
傳輸?shù)礁綦x器ISO 1的光信號不改變地輸入EDF 1并被放大。具有980nm輸出波長的激光二極管LD 1提供用于放大光信號的能量(泵浦光功率)。分別具有1460nm輸出波長的激光二極管LD 2和LD 3也提供能量。來自激光二極管LD 1的泵浦光經(jīng)WDM耦合器輸入EDF 1。當用WDM耦合器混合時，如果傳輸?shù)紼DF1的泵浦光受到很大損耗，激光二極管LD 1的大多數(shù)輸出將被消耗。因此，應(yīng)使用損耗極小的WDM耦合器。
激光二極管LD 1的輸出波長利用摻鉺光纖“EDF”980nm的吸收帶寬激發(fā)摻鉺離子的能級，并根據(jù)摻鉺光纖中產(chǎn)生的受激發(fā)射而放大一個輸入的波長復(fù)用光。由于該EDF的980-nm放大帶寬的工作帶寬(波長寬度)窄，所以應(yīng)使激光二極管LD 1的振蕩波長穩(wěn)定化。精確的980nm的泵浦光應(yīng)使用一個光濾器激勵。同時，激光二極管LD 2和LD 3的泵浦光應(yīng)分別在垂直和水平方向偏振但是，來自LD 2和LD 3的偏振光被一個偏振分束器(PBS)混合。因此，兩泵浦光能量無損失地混合。
一個WDM耦合器將該偏振混合的泵浦光傳輸給EDF。將來自激光二極管LD2和LD3的泵浦光傳輸?shù)絇BS的傳輸線是一個用PANDA光纖保持從激光二極管LD 2和LD 3輸出泵浦光(激光束)偏振的偏振保持光纖。如上所述，在激光二極管LD 2和LD 3的泵浦光用于反向激勵的同時，激光二極管LD 1的泵浦光用于正向激勵。因此，激光二極管LD 1的泵浦光沿著與主信號傳輸方向相同的方向前進。同時，激光二極管LD 2和LD 3的泵浦光在光在線放大器輸入端沿著主信號傳輸方向的反向前進。
隔離器ISO 1防止激光二極管LD 2和LD 3的泵浦光沿該反方向前進。但是，由于激光二極管LD 2和LD 3的泵浦光不能被完全隔離，所以光二極管PD 1可接收到激光二極管LD 2和LD 3的一些泵浦光。當光二極管PD 1接收到一些泵浦光時，主信號的實際功率電平不能檢測，AGC/APC控制產(chǎn)生問題。因此，以分束器BSI 10對1比率分解的用于監(jiān)控的波長復(fù)用光的1/11再通過一個長波通過濾波器(LWPF)。這樣可避免激光二極管LD 2和LD 3的泵浦光反向前進，使光二極管PD 1只能接收主信號(波長復(fù)用光)。
激光二極管LD 1(振蕩頻率=980nm)和激光二極管LD 2和LD 3(振蕩頻率=1460nm)用于給EDF 1提供放大的泵能量。激光二極管LD 1-LD 3用于給EDF 1提供足夠的放大能量。即，由于只用一個激光二極管難以提供足夠的泵浦光功率，因此在這個實施例中使用多個激光二極管(當然，如果一個激光二極管能夠提供足夠的泵浦光功率，則使用一個二極管)。另外，激光二極管LD 1用于正向激勵，并在主信號剛進入EDF 1時對已衰減主信號進行放大。當主信號輸入EDF 1時，由于主信號通過一個長的光傳輸線SWF傳輸，主信號的光功率被減小。如果這個光信號用EDF放大，則會產(chǎn)生噪聲。
但當主信號在EDF的980nm頻帶被放大時產(chǎn)生的噪聲可被抑制(約3dB，接近達到的理論極限)，該主信號不會埋在噪聲中。但應(yīng)注意，將泵浦光能量轉(zhuǎn)換成980nm頻帶的主信號能量的效率略低于轉(zhuǎn)換成1480nm頻帶的主信號能量的效率。因此，放大光信號時，在前級用980nm頻帶放大，在后級用激光二極管LD2、LD 3等的1480nm頻帶放大。即，一個反向激勵方法用于激光二極管LD 2、LD 3等的激勵，其中，在用激光二極管LD 1不降低SN地放大到某種程度之后，已通過EDF的光信號由激光二極管LD 2和LD 3的泵浦光放大。盡管在與激光二極管LD 2和LD 3振蕩頻率相對應(yīng)的1480nm頻帶的放大特性引起噪聲，但泵浦光功率以較高的效率轉(zhuǎn)換成主信號。于是得到較強的主信號輸出。應(yīng)注意，可用例如具有980nm波長的一個激光二極管代替所述的三個激光二極管(LD 1、LD2和LD 3)。
圖21是概括EDF激勵頻帶特性的表。如圖21所示，EDF具有兩個實際激勵頻帶。一個是激勵頻帶980nm頻帶，另一個是1480nm頻帶。980nm激勵頻帶(EDF的吸收帶)約等于從970到985nm的15nm。對于放大器的NF(噪聲系數(shù))可達到約3dB，該值是低噪聲的理論極限。但是，將泵浦光功率轉(zhuǎn)換成光信號功率的效率是63％，這是較低的。
1480nm激勵頻帶約是從1450到1500nm的50nm，它是較寬的。注意，1480nm頻帶包括在1460nm(1450nm至1470nm)和1480nm(1470nm至1500nm)的兩個子頻帶。由激光二極管LD 2和LD 3進行的反向泵浦位于1460nm子頻帶內(nèi)。所以，既使泵浦光波長略有偏移仍可得到放大作用。一個放大器的NF是4.5dB，這是較大的。但將泵浦光功率轉(zhuǎn)換成光信號功率的效率等于或大于95％，這是很高的。為得到有效的放大操作，應(yīng)使用1480nm頻帶。
再參看圖19和20，由EDF 1放大的光主信號通過隔離器ISO 2，并輸入到增益均衡器GEQ 1。設(shè)置隔離器ISO 2是為關(guān)斷從增益均衡器GEQ 1和連接器1返回的光。如果存在從增益均衡器GEQ 1和連接器1返回的光EDF 1易受到反作用，并開始振蕩。于是EDF 1的工作變得不穩(wěn)定，導(dǎo)致光放大器的性能變差。所以設(shè)置隔離器ISO 2以避免EOF 1的工作變得不穩(wěn)定。另外，上述隔離器ISO1還防止激光二極管LD 2和LD 3的返回光振蕩，該返回光到達設(shè)在光在線放大器LWAW 1的輸入單元中的連接器，并產(chǎn)生反射。
增益均衡器GEQ 1是一個使EDF的增益特性平直的濾波器。如圖22(A)所示，在1530nm和1560nm之間，EDF的增益特性具有一個波動形的特性。因此，如果被復(fù)用各信道的波長(主信號)處在這個波長范圍，則波峰放大率高而波谷放大率低。所以，如果波長復(fù)用主信號被EDF放大，則具有不同波長的各信號的放大增益不同。其結(jié)果，在放大的波長復(fù)用光的不同波長之間產(chǎn)生電平差。在傳輸線中傳輸?shù)墓庑盘柕墓β蕬?yīng)較高以便不埋沒在噪聲中。但是，如果功率太強，則諸如自相位調(diào)制、交叉相位調(diào)制、四波混合等非線性作用變強，使波形變差。因此，在傳輸線中傳輸?shù)墓庑盘枌τ诟鞑ㄩL具有光功率的上下限制，具有每一波長光信號的功率應(yīng)在這些上下限之內(nèi)。如果各波長的功率電平不同，則應(yīng)設(shè)定具有最高電平的波長的光信號以便不超過該上限。盡管希望具有高功率，但具有其它波長光信號的功率不能達到該上限。結(jié)果，各波長的信噪比下降，使得傳輸系統(tǒng)的工作情況變差。如果具有相應(yīng)波長的所有光信號的功率強度相同，所有光信號可放大到該上限，就可改善傳輸系統(tǒng)的工作狀況。因此應(yīng)利用增益均衡器GEQ 1消除由EDF增益的波長變化引起的波動。
如圖22(B)所示，增益均衡器GEQ 1被制造成在EDF增益大的部分其透過率低、在EDF增益小的部分其透過率高。使被EDF 1放大的波長復(fù)用光通過一個濾波器，可得到一個如圖22(C)所示的具有基本平直的增益特性。
如圖19所示，一個增益特性平直的光輸出被分束器BS 2分解，該輸出光被光二極管PD 2接收。被光二極管接收的該光的結(jié)果作為輸出光電平被輸入AGC/APC模塊。AGC/APC模塊對先前在EDF 1輸入端被PD 1接收的功率與在EDF1輸入端被PD 2接收的功率進行比較，并控制激光二極管LD 1-LD 3的泵浦光功率以使放大率(增益)變?yōu)槌?shù)。在這種情況下，EDF 1的自動增益控制由AGC/APC模塊執(zhí)行。APC用于控制相應(yīng)泵浦光源LD 1-LD 3的輸出光功率以使它們變成常數(shù)。通常，自動功率控制通過監(jiān)控激光二極管LD 1-LD 3的返回光或偏置電流進行控制，以使輸出光電平變成常數(shù)。
由于相應(yīng)波長功率散射的緣故，即使反饋的是增益不平直的輸出，來自EDF 1的光也要通過增益均衡器GEQ 1并反饋到AGC/APC模塊，而且當通過增益均衡器GEQ 1之前輸出被反饋時，由于增益均衡器GEQ 1引起增益損失，將不能實現(xiàn)精確的AGC/APC。
圖19和20所示的波長復(fù)用光放大器放大具有32個波長的波長復(fù)用光。但是，如果不使用該32個波長，則使用具有哪些波長的光信號將取決于購買和建立該系統(tǒng)的用戶所作的選擇。因此不知道具有哪些波長的光信號被使用。不過，如果增益不平直，系統(tǒng)狀況基于所用波長而變化。這就不能實現(xiàn)穩(wěn)定的傳輸特性。
用增益均衡器整平了EDF的特性，則即使所用光信號具有任意波長，光在線放大器的放大增益也幾乎是一個常數(shù)。因此，系統(tǒng)可實現(xiàn)穩(wěn)定地工作。
如上所述，由于輸入到光在線放大器的光信號功率基于光在線放大器的安裝位置而變化因此，AGC/APC在光在線放大器的前級實施。即，用于傳輸線的光在線放大器之間的光纖長度可依據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)而改變。此外，如果使用目前制造的光纖，則傳輸率高而損耗低而過去制造光纖的傳輸率低、損耗大。因此，輸入到光在線放大器的光信號的功率電平不是常數(shù)。
不過，盡管輸入波長復(fù)用光信號的功率電平不同，但光在線放大器是否安裝在任何條件下都正確操作或以相同方式操作很重要。即使輸入波長復(fù)用光信號的功率電平不同，但AGC/APC使增益恒定。于是，各信道的光信號可用幾乎相同的增益放大。但是，雖然增益是常數(shù)，如果輸入波長復(fù)用光的電平不同，出自EDF的放大波長復(fù)用光的輸出電平就會不同。
當系統(tǒng)使用標準的光在線放大器時，不同的輸入電平會使光在線放大器的輸出電平產(chǎn)生波動。因此，已通過分束器的主信號(波長復(fù)用光)輸入到一個可變衰減器VATT。如果輸入功率增加或泵功率已達到最大，則APC轉(zhuǎn)換到AGC。在這種狀態(tài)下，如果EDFs(EDF 1,EDF 2-1和EDF 2-2)的總增益是常數(shù)，則可得到有關(guān)增益的所需波長特性。該總增益是重要的。EDF 2-1或EDF 2-2能補償EDF 1中的增益下降以保持EDF 1,EDF 2-1和EDF 2-2的總增益恒定。
設(shè)置的可變衰減器VATT能根據(jù)施加的電壓值調(diào)節(jié)光衰減量。可變衰減器能用AGC/APC調(diào)節(jié)放大的波長復(fù)用光信號的輸出功率電平。已通過該可變衰減器的光信號被分束器BS 3分解。一個分解信號被光二極管PD 3接收。PD 3接收的光信號功率電平輸入ALC模塊，并調(diào)整為恒定。該光信號功率被調(diào)節(jié)以將適當功率的波長復(fù)用光信號輸入到與連接器1和2相連的色散補償模塊DCM中的色散補償光纖，以穩(wěn)定該可變衰減器的狀態(tài)。為了增加輸出功率，可用AGC提高增益或用APC降低衰減器損耗。
色散補償模塊DCM補償因光信號通過光傳輸線產(chǎn)生的色散所造成的波形變差。為了用色散補償模塊DCM中的色散補償先纖DCF有效地補償光信號的波形變差，輸入信號的功率電平必須高到不被噪聲埋沒，當該功率電平不夠高時色散補償模塊中產(chǎn)生非線性作用。具體地，色散補償光纖DCF的芯徑(約3-4μm)小于普通SMF的芯徑，并集中光功率。所以易產(chǎn)生非線性光作用。為避免色散補償光纖DCF的非線性光作用，輸入光信號功率電平的上限必須嚴格監(jiān)視。因此，在分束器BS 3中通過實施ALC調(diào)節(jié)光信號的功率電平。
如圖20所示輸入色散補償光纖DCF的光信號被色散補償并從連接器2再輸入到構(gòu)成后級(第二級)光放大單元的EDF 2。這個光信號被分束器BS 4分解，該分解信號由光二極管PD 4接收。光二極管PD 4接收的分解信號用于確定色散補償模塊DCM是否與光連接器1和2相連。如果色散補償模塊DCM斷開，EDF 1放大的光信號不改變地向外輸出，導(dǎo)致危險狀態(tài)。因此，光二極管PD 4接收光以便確定來自EDF 1的光信號(波長復(fù)用光)是否已通過色散補償模塊DCM。該光接收的結(jié)果傳輸給AGC/APC模塊。如果該光信號已傳輸，則不進行處理。如果該光信號的輸入電平等于或小于預(yù)定值，則確認連接在色散補償模塊DCM、前級光放大單元、和后級光放大單元之間的連接器1和2中的一個或兩個未插接。因此，EDF 1的放大率(增益)降低且光信號強度設(shè)定成一無害電平，或放大作用因來自激光二極管LD 1-LD 3的泵浦光停止而被延遲。結(jié)果，當色散模塊DCM斷開時，從連接器1輸出的光信號的功率電平變低。既使操作員靠近該光放大器也可避免受到傷害。
如圖20所示，先二極管PD 4接收該光信號的結(jié)果也輸入到AGC模塊，該光信號的功率電平提供給AGC的輸入端。已通過分束器BS 4的主信號輸入到光隔離器ISO 3，該主信號通過ISO 3傳輸。光隔離器TSO 3確定光的傳輸方向，以使EDF 2-1不因來自連接器2的反射光而振蕩。通過隔離器ISO 3的光信號輸入到EDF 2-1并被放大。EDF 2-1的泵浦光從激光二極管LD 4提供，其振動波長是980nm。來自激光二極管LD 4的泵浦光通過WDM耦合器與該光信號混合，并傳輸?shù)紼DF 2-1。
WDM耦合器能以小損耗與光信號混合。只用980nm頻帶的泵浦光在EDF 2-1進行放大。如上所述，由于在980nm帶寬中噪聲的產(chǎn)生可抑制到一個理論極限，所以這個帶寬對微弱光信號的放大有效。即，輸入到EDF 2-1的光信號能通過長約10km的色散補償光纖DCF。相應(yīng)地，光信號功率被衰減。色散補償光纖DCF的損耗大于SMF的損耗。假定約1,000ps/nm的損耗需要補償，色散補償光纖DCF的損耗將變到約10dB。由于輸入到EDF 2-1的波長復(fù)用光受到這樣大的衰減，所以用980-nm頻帶的泵浦光進行抑制噪聲的放大。激光二極管LD 4由AGC反饋控制并改變功率輸出以調(diào)節(jié)EDF 2-1的增益。
由EDF 2-1放大的光信號通過光隔離器ISO 4，并輸入到增益均衡器GEQ 2。增益均衡器GEQ 2的工作與參照圖22所作的說明相同。增益均衡器GEQ 2用于使EDF 2-1和EDF 2-2的增益特性平直。隔離器ISO 4不使來自增益均衡器GEQ2的反射光輸入EDF 2-1，這也避免旋轉(zhuǎn)光使EDF 2-1振蕩。
因為增益均衡器GEQ 2設(shè)置在EDF 2-1和EDF 2-2之間，所以可得到低噪聲系數(shù)，并能始終高效地將泵浦光功率轉(zhuǎn)換成信號功率。
已通過增益均衡器GEQ 2的光信號通過WDM耦合器和一個光隔離器ISO，并輸入到EDF 2-2。來自如圖19所示的泵浦光源的增強器BST 2的泵浦光從WDM耦合器輸入。BST 2的內(nèi)部結(jié)構(gòu)在下文說明。分束器BS 5位于連接器3和WDM耦合器之間。標號1指示圖19的BST-2如何連接到圖20的EDF 2-2。用于分解來自使增強器BST 2擴展的泵浦光源單元的泵浦光的路徑確定該來自增強器BST 2的泵浦光是否正常地輸入分束器BS 5分解的泵浦光功率電平調(diào)節(jié)后，該功率電平由光二極管PD 5接收。
光二極管PD 5得到表明來自連接器3的泵浦光是否被正常接收的結(jié)果，將結(jié)果通知增強器BST 2，但不顯示。如果該結(jié)果表明，盡管增強器BST 2的泵浦光源發(fā)射，但光二極管PD 5不接收該泵浦光，則確認連接器3未插接、并且泵浦光源的泵浦光可能泄漏，這時如果任何人靠近該光放大器是危險的。因此應(yīng)關(guān)閉增強器BST 2的泵浦光源。
用正向激勵法將來自增強器BST 2的泵浦光提供給EDF 2-2。反向激勵法也用于放大該光信號輸出。即，提供振蕩波長是1460nm的激光二極管LD 5和LD 6。激光二極管LD 5和LD 6是內(nèi)泵浦光源，它們根據(jù)來自AGC模塊的控制調(diào)節(jié)EDF 2-2的增益用于擴展泵浦光源的增強器BST 1與連接器4連接以獲得大輸出的光信號。BST 1的內(nèi)部結(jié)構(gòu)將在下文與擴展的增強器BST 2一起說明。
應(yīng)注意，泵浦光源的數(shù)量、例如增強器BST 1和BST 2中的LD 5、LD 6和LDs只是一個說明例。如果以較少LDs可得到所需的泵浦功率，則可減少泵浦光源LDs的數(shù)量。
為了監(jiān)控連接器4的連接和斷開，用與分束器BS 5類似的方式設(shè)置分束器BS 6。分束器BS 6分解來自增強器BST 1的泵浦光，該分解光經(jīng)衰減器ATT 2被光二極管PD 6接收。這一經(jīng)傳輸線指示給增強器BST 1的光接收結(jié)果未示于圖20。盡管泵浦光源發(fā)射，如果確認連接器4未插接，則應(yīng)關(guān)閉增強器BST 1的泵浦光源。
EDF 2-2在泵浦光能量轉(zhuǎn)換成光信號的轉(zhuǎn)換效率高的1480nm頻帶工作，以增強光信號輸出。為使總增益平直，增益均衡器GEQ 2設(shè)置在EDF 2-1的輸出端。即，由于構(gòu)成增益均衡器GEQ 2的濾波器引起30％的大損耗，所以增益均衡器GEQ 2設(shè)置在EDF 2-1和EDF 2-2之間。如圖23所示，當該增益均衡器設(shè)置在EDF 2-2輸出端時，利用EDF 2-2得到的光信號輸出大(例如，如果輸入光在線放大器1mW，則輸出約300mW)。因此，如有30％損耗，損耗絕對值也變大，將浪費單泵浦光源激光二極管的能量。
如果該增益均衡器插在光信號輸出不很大的一級，例如，與輸出100mW時損失10mW相比、在輸出10mW時僅損失1mW。因此，該增益均衡器設(shè)置在EDF 2-1和EDF2-2之間。兩個增益均衡器GEQ 1和GEQ 2設(shè)置在光在線放大器中的兩個位置，以使在輸入到色散補償光纖DCF之前、使各波長的輸出電平基本相等。對于各波長的允許輸入到DCF的最大功率電平被得到，而后各波長以該允許的最大功率電平輸入DCF。
由于EDF 1側(cè)(前放大器部分)的增益與EDF 2側(cè)(后放大器部分)的增益相等，所以便于分開制造放大器部分的EDF’s，而后再組合它們。即，增益均衡器GEQ 1使EDF 1側(cè)的輸出變得平直，因此具有相應(yīng)波長的主光信號對于各波長具有均勻的特性。與EDF 2-1和EDF2-2相應(yīng)的側(cè)端接收、放大、均勻、和輸出一個均勻的光信號。所以均勻光信號能被交換，易于在EDF 2-1和EDF2-2之間轉(zhuǎn)接。在上述位置設(shè)置增益均衡器GEQ 1和GEQ 2可得到制造便利。由于波分復(fù)用放大器的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，所以構(gòu)成模塊的光放大器單元(包括EDF 1的前放大部分和包括EDF 2的后放大部分)和色散補償模塊DCM被制成用光連接器可連/可斷的部件，這樣可進行局部維修和檢測、部件更換、并顯著降低操作費用。
從EDF2-2輸出的光信號經(jīng)過用以混合在反向激勵中使用的泵浦光的WDM耦合器，然后通過隔離器ISO 5。隔離器ISO 5擋住從光在線放大器輸出端反射和返回的光避免EDF2-2因返回光引起的振蕩。通過隔離器ISO 5的信號光再通過WDM耦合器。WDM耦合器不混合具有不同波長的光信號，并經(jīng)只使主信號通過而避免EDF 2-1、EDF2-2的泵浦光或EDF 1中的EDF輸出到光在線放大器的輸出端。即，在與主信號傳送方向相反方向的光傳送被隔離器ISO 5隔離，在與主信號傳送方向相同方向的光傳送不被隔離器ISO 5隔離。因此，用WDM耦合器作為只使主信號傳遞的濾波器能防止泵浦光輸出到光在線放大器的輸出端。
通過WDM耦合器的光信號被分束器BS 7分解。一個分解信號導(dǎo)向用作光譜分析器的光SPA的輸出端。當需要時，光SPA連接到這個端部，并檢查具有相應(yīng)波長(信道)的波長復(fù)用光信號的功率電平是否相同。由于假定只有一個光SPA用于當前狀態(tài)，且假定其大小幾乎與圖19或20所示的光在線放大器的大小相同，所以如果光SPA被連接，光在線放大器就變得比所需的大。因此，在波長復(fù)用信號數(shù)目增加期間，具有相應(yīng)波長的波長復(fù)用光信號的功率是否相同被檢查、并在需要時由光SPA進行調(diào)整。
被分束器BS 7分解的光主信號輸入到分束器BS 8，并被分解輸入到一個直線傳送的主光信號和一個傳送到OUT PD 7的信號。也連接到分束器的結(jié)點PD 8監(jiān)控從光在線放大器輸出端(光連接器5)反射的光經(jīng)傳輸線給激光二極管LD4、LD 5、LD 6、增強器BST 1、和增強器BST 2提供控制信號。結(jié)點PD 8通過識別監(jiān)控反射光，如果反射光強度變得較高，則拔下輸出端的連接器5、降低輸出并減小EDFs 2-1和2-2的增益。控制EDFs 2-1和2-2的增益，使從光在線放大器輸出端輸出的光信號功率約等于或小于10nW。
從分束器BS 8輸出到OUT PD 7的光信號強度轉(zhuǎn)換成一個電信號。該電信號反饋到AGC模塊，在AGC模塊中AGC操作與來自先二極管PD 4的光信號一起進行，該電信號也反饋到ALC模塊，在ALC模塊中ALC操作通過控制可變ATT的衰減量進行。ALC操作使光在線放大器的輸出功率保持恒定。如上所述，從光二極管PD 3和OUT PD 7的反饋提供給ALC模塊。
從OUT PD 7到ALC模塊的反饋與從PD 4的反饋混合，并檢測增益因而激光二極管LD 4、LD 5、LD 6和增強器BST 1、BST 2的泵浦光源被控制。
未被分束器BS8分解的主光信號(放大的波長復(fù)用光)通過WDM耦合器WDM4與單獨處理的SV信號混合，并從在線放大器的輸出端輸出。連接器3和4可分別與增強器BST 2和BST 1連接，增強器BST 2和BST 1是附加的泵浦光單元、并在內(nèi)激光二極管LD的泵浦先功率不足時使用。例如，如果復(fù)用波長數(shù)在1和8之間，泵浦光用內(nèi)激光二極管可得到足夠的功率。但如果復(fù)用波長數(shù)在9和16之間，則需要連接和使用增強器BST 1。如果復(fù)用波長數(shù)在17和132之間，則需要連接和使用增強器BST 1和BST 2。
具有1480nm振蕩波長且偏振不同的激光二極管LD 7和LD 8被用作增強器BST 1的泵浦光源。因此，從激光二極管LD 7和LD 8輸出的泵浦光具有不同的偏振且激光二極管LD 7和LD 8被偏振分束器PBS偏振合成，并經(jīng)尾光纖線輸出增強器BST 1。作為偏振合成的結(jié)果，具有不同偏振波的激光二極管泵浦光輸出的功率將具有“1+1=2”的近似關(guān)系。所以通過設(shè)置多個激光二極管所產(chǎn)生的優(yōu)點可有效地利用。
增強器BST 1中激光二極管LD 7和LD 8的振蕩波長與內(nèi)激光二極管LD 5和LD 6的振蕩波長不同，激光二極管LD 7和LD 8被WDMPBS中的WDM耦合器混合(波長復(fù)用)。類似地，如果要混合具有相同波長的泵浦光，由于泵浦光相位不同，該混合光的輸出并不總能變成該總功率。但如果用WDM耦合器混合原具有不同波長的泵浦光，該總功率在理論上將具有“1+1=2”的關(guān)系。因此，得到的泵浦光功率基本與來自激光二極管LDs所有光的功率相等。
激光二極管LD 5和LD 6的振蕩波長與激光二極管LD 7和LD 8的振蕩波長不同，EDF2-2具有如上所述在1480nm中的寬吸收帶。因此，1460nm和1480nm兩泵浦光在同一頻帶被吸收，并可用作泵浦光。如上所述，具有不同波長的泵浦光被WDM耦合器混合，故可得到大輸出的泵浦光。同時，如圖24所示，光信號的放大可在一個EDF工作頻帶獲得。
如圖20所示，激光二極管LD 7和LD 8的輸出光被偏振分束器PBS混合后，該混合光被分束器9分解。該分解光經(jīng)衰減器ATT 3被光二極管PD 9接收。光二極管PD 9監(jiān)測增強器BST 1中激光二極管LD 7和LD 8的電平輸出是否正常，監(jiān)測由激光二極LD 7和LD 8混合得到的泵浦光功率電平是否約小于10nm，以便確定增強器BST 1尾光纖線的連接器4是否斷開。如果從光接收結(jié)果確定連接器4被斷開，則從AGC模塊向相應(yīng)激光二極管發(fā)出一個指令以降低它們的輸出。所以，APC工作的用于泵浦光源LD 1-LD 3，以降低LD 1-LD 3的輸出電平。
在增強器BST 1中，具有相同振蕩波長(1480nm)的泵浦光源LD 7和LD 8被偏振分束器PBS偏振合成，并提供泵浦光。為了簡化結(jié)構(gòu)，激光二極管LD 7和LD 8只在ON和OFF之間轉(zhuǎn)換。AGC和ALC操作不執(zhí)行。如果具有1480nm振蕩波長的半導(dǎo)體激光器的輸出功率低，該振蕩波長移到短波長端。例如，該振蕩波長移到約1469nm,WDM PBS模塊中的WDM耦合器不能將它與具有1460nm波長的激光二極管LD 5和LD 6混合。因為WDM耦合器被設(shè)計成要將1480nm的泵浦光從增強器BST 1輸入到EDF 2-2，如上所述，來自增強器BST 1的具有1460nm波長的泵浦光不能有效地輸入EDF 2-2。所以，激光二極管LD 7和LD 8的振蕩頻率固定在1480nm。如果信道數(shù)在9和12之間，只有激光二極管LD 7以最大功率工作。如果信道數(shù)在13和16之間，激光二極管LD 7和LD 8以最大功率工作。用AGS模塊通過控制內(nèi)激光二極管LD 5和LD 6的輸出功率可調(diào)節(jié)該激勵功率。
增強器BST 2包括振蕩波長為1460nm的激光二極管LD 9和LD 10和振蕩波長為1480nm的激光二極管LD 11和LD 12。激光二極管LD 9和LD 10的偏振與激光二極管LD 11和LD 12的偏振不同。激光二極管LD 9和LD 10被偏振分束器PBS合成。偏振合成的激光二極管LD 9和LD 10的輸出和偏振合成的激光二極管LD 11和LD 12的輸出由WDM耦合器混合并輸出。該混合的泵浦光在增強器BST 2中被分束器BS 10分解并經(jīng)衰減器ATT 4由光二極管PD 10接收。然后，根據(jù)光二極管PD 10接收光的結(jié)果確定相應(yīng)激光二極管是否正常工作。
絕大多數(shù)不被分束器BS 10分解的泵浦光經(jīng)連接器3傳輸給EDF 2-2。光二極管PD 5確定連接器3是否正確連接。如果確認連接器來插接，則用光二極管PD 10檢測增強器BST 2的輸出功率，控制激光二極管LD 9-LD 12，以使從BST 2輸出的泵浦光功率減小到不危害操作者眼睛的功率電平。在BST 2，從WDM耦合器輸出的總泵浦光功率由光二極管PD 10監(jiān)測，使得LS 9-LD 12總能在同一時刻驅(qū)動。BST 2不具有與所討論的BST 1相同的技術(shù)問題。
如果增強器BST 1或BST 1和BST 2兩者被連接，AGC模塊保持增益不變。但增強器BST 1和BST 2只通過調(diào)節(jié)激光二極管的“接通”和“關(guān)閉”控制激光二極管。精細調(diào)節(jié)通過改變內(nèi)激光二極管LD 4、LD 5和LD 6的輸出進行。
另外，由于多個增強器例如BST 1和BST 2可容放在一個板上、并連接到光在線放大器，因此很容易使光在線放大器具有不同的電線連接和泵浦光連接。在這種情況下，增強器BST 1和BST 2初始的泵浦光輸出小，它不危害操作員的眼睛。如果增強器例如BST 1和BST 2連接到光在線放大器，這一連接由先二極管PD 5或PD 6檢測，并且識別出連接器3和4以被插接。而后，從AGC模塊發(fā)出進一步增加泵浦光輸出電平的指令。如果泵浦光連接和電線連接是從同一增強器到達同一在光線放大器，若在這一級該泵浦光電平取最大值則不產(chǎn)生問題。如果連接出錯，用于提高泵浦光輸出的指令就發(fā)給泵浦光不輸出的在光線放大器的增強器。如果經(jīng)電線得到該指令的增強器的泵浦光不與同一在光線放大器連接，泵浦光將輸入另一在光線放大器，這將導(dǎo)致錯誤狀態(tài)。因此，尾光纖線無論在何處不連接都會使高強度泵浦光泄漏出來，操作員的眼睛如受到該光照射就很危險。
所以，如果光在線放大器檢查增強器BST 1和BST 2的連接，即使泵浦光泄漏出來，泵浦光功率也會略有提高(例如，達到安全光的電平)。如果泵浦光功率基于提高泵浦光功率的指令各有增加，光在線放大器端確認尾光纖線耦合和電線正確實施并給增強器發(fā)出使泵浦光最大的指令。
如上所述，通過在兩級中將泵浦光功率設(shè)定在不危害操作員(在安全光狀態(tài))的功率范圍內(nèi)、檢查光在線放大器端上的連接正確實施、而后使泵浦光功率最大化，可避免大功率有害泵浦光的泄漏或泵浦光輸出到錯誤的光在線放大器。
圖19和20所示的光在線放大器用光二極管監(jiān)控光信號輸出總功率。如果復(fù)用波長數(shù)增加會產(chǎn)生以下問題。假定在光傳輸線傳送的光信號各波長功率具有上下限，在初始調(diào)整級，四個波長被復(fù)用和傳輸。在這一狀態(tài)下，具有四個不同波長的各信號被傳輸，以使功率在傳輸線上下限之內(nèi)。如果復(fù)用的波長數(shù)達到八個，光在線放大器隨著波長復(fù)用光信號總功率的增加將光信號功率減低這是由于光在線放大器監(jiān)控該波長復(fù)用光信號的總功率。
于是，具有各波長的復(fù)用光信號的功率將變得等于或小于傳輸線的下限。因此，傳輸系統(tǒng)的性能不能保持。所以如果復(fù)用波長數(shù)增加，SV信號通知各光在線放大器。收到該通知后，當波長數(shù)增加時，光在線放大器暫停ALC。因為該光在線放大器也用作AGC放大器，即使波長數(shù)增加該光在線放大器也用不變的增益放大光信號。該光在線放大器恢復(fù)ALC，并將光信號功率電平重調(diào)到預(yù)定值。為新的波長復(fù)用數(shù)設(shè)定的整個光信號的功率電平被限定以便經(jīng)SV信號在ALC模塊中設(shè)定。在這種方式中，對波長數(shù)增加的處理可不設(shè)置新結(jié)構(gòu)。
隨著復(fù)用波長數(shù)的增加，泵浦光功率必須增加。對于這個光在線放大器首先在980nm頻帶進行放大、其噪聲特性或噪聲系數(shù)(NF)良好，如果需要大功率泵浦光、則再在高效的1480nm頻帶進行放大。這種狀態(tài)示于圖25。圖25的水平軸對應(yīng)始于EDF的入點到其出點的距離，其垂直軸表示放大光信號的功率。圖25表示980nm頻帶和1480nm頻帶的泵浦光。由于980nm頻帶的泵浦光是正向激勵，該泵浦光從EDF的入點輸入并在反向傳輸時消耗。由于1480nm頻帶的泵浦光是反向激勵，該泵浦光從EDF的出點輸入并在正向傳輸時消耗。同時，光信號從該入點向該出點傳送。所以，當信號接近出點時光信號功率逐漸放大。如上所述，具有較好噪聲特性的光信號在980nm頻帶放大，再在1480nm頻帶作充分放大。
參照圖19和20說明的光在線放大器的結(jié)構(gòu)也應(yīng)用于光前級放大器和光后級放大器。但應(yīng)注意，光后級放大器不包括用于分解來自輸入端波長復(fù)用光信號的SV信號的WDM 1和2，光前級放大器不包括將輸出端的波長復(fù)用光信號與SV信號混合的WDM 4。
下面參照圖19和20對所述的波長復(fù)用光放大器進行說明，光在線放大器LWAW 1的具體控制電路參照圖26。下面的監(jiān)控信號輸入光信號監(jiān)控電路120。(1)用光二極管PD 1檢測到達該前級光放大單元的光輸入電平，(2)用光二極管PD 2檢測出自該前級光放大單元的光輸出電平，(3)用光二極管PD 3(到達色散補償模塊DCM的光輸入電平)檢測該可變光衰減器VATT的光輸出電平，(4)用光二極管PD 4(出自色散補償模塊DCM的光輸出電平)檢測到達該后級光放大單元的光輸入電平，(5)用光二極管PD 8檢測出自該光連接器的反射電平，(6)用OUT PD 7檢測出自該前級光放大單元的光輸出電平，和(7)用光二極管PD 6和PD 10檢測出自該泵浦光源單元BST 1和BST 2的泵浦光。
如圖26所示光信號監(jiān)控電路120將這些監(jiān)控結(jié)果送到構(gòu)成AGC/APC模塊的控制電路132，并用偏壓控制電路122控制泵浦光源模塊121中相應(yīng)激光二極管LD 1-LD 3的偏壓，以控制激光二極管LD 1-LD 3的輸出功率。溫度控制電路123控制相應(yīng)LD 1-LD 3的溫度使溫度恒定。光信號監(jiān)控電路120檢測到的前級放大單元和衰減器VAT的監(jiān)控信號經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路125輸出到CPU 131。偏壓值和外界氣溫信息分別從偏壓控制電路122和外界氣溫傳感器124輸入A/D轉(zhuǎn)換器電路125。類似地，后級光放大單元中的AGC模塊以相似的方式工作。CPU131處理從I/O端口輸入的各項監(jiān)控信息，并將運行狀態(tài)、告警信號、監(jiān)控信息等作為監(jiān)控信號輸出給光維護信道接口OSCIW 1。CPU 131分析從光維護信道接口OSCIW 1接收的監(jiān)控信息，并輸出一個用于激勵偏壓控制電路122、127和溫度控制電路123、128的信號以調(diào)節(jié)泵浦光源模塊121和126的接通和斷開。
下面參照圖27和28的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖說明控制光在線放大器LWAW 1的CPU 131的工作。
如上所述，WDM光放大器能對具有32個信道的波長復(fù)用信號進行放大。CPU131控制WDM光放大器的狀態(tài)，執(zhí)行各種監(jiān)控處理，并進行外部通信(具體地，經(jīng)過OSC的監(jiān)控信息的通信)。在圖1A和1B所示的波分復(fù)用傳輸系統(tǒng)中，不同類的信息(例如，OC-192,OC-48等)由波分復(fù)用的多個波長(信道)運載，該復(fù)用波長由一個單模光纖傳輸。這個系統(tǒng)能使傳輸量明顯提高。用于該系統(tǒng)的光放大器必須以相同的增益放大每一個波長。當通信需求增加時，該光放大器必須能使波長數(shù)(信道)遙控地增加/減少(例如，當各信道傳輸量從2.4Gbps增加到10Gbps時，信道數(shù)必須增加)，并隨著使用該信道數(shù)必須能增加/減少(運行中的可升級性)。CPU 131所能實現(xiàn)的運行狀態(tài)/轉(zhuǎn)變將參照圖27和28進行說明。
如圖27所示，電源斷開狀態(tài)A是光放大器的電源被關(guān)閉的狀態(tài)。在輸入關(guān)閉狀態(tài)B，光放大器的輸入等于或小于輸入恢復(fù)閾值，電源不提供給前級和后級放大單元的泵浦光源激光二極管LD 1-LD 3和激光二極管LD 4-LD 6。
在前級安全光狀態(tài)C，前級放大單元的EDF模塊1的增益達到設(shè)定值(AGC設(shè)定電壓)，該輸出是安全光電平。后級放大單元的輸入電平小于輸入恢復(fù)閾值，后級放大單元中的泵浦光源激光二極管LD 4-LD 6因色散補償模塊DCM斷開、或光連接器1和2的不適當連接而處于暫停狀態(tài)。BST 1和BST 2也處于暫停狀態(tài)。
在安全光狀態(tài)D，光放大器的連接器5輸出端處在拆開狀態(tài)，光輸出功率控制在對人體無害的水平。如果激光安全能力調(diào)整為接通，光放大器就處在安全光狀態(tài)D。如果“激光器安全抑制”在初始設(shè)定被接收，該狀態(tài)就不轉(zhuǎn)移到安全光狀態(tài)D。當安全光狀態(tài)改變到ALC狀態(tài)E1時，安全光“斷開”(激光器安全抑制)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖與安全光“接通”(激光器安全接通)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖中不檢測輸出連接器5的插接/未插接時安全光狀態(tài)改變到正常光狀態(tài)的轉(zhuǎn)移相對應(yīng)。BST 1和BST 2也處于暫停狀態(tài)。即使在安全光狀態(tài)或在正常光狀態(tài)，EDF 1和EDF 2工作的均根據(jù)安全光“接通”/“斷開”指冷被控制。
通信可在ALC狀態(tài)E1中實現(xiàn)(正常光狀態(tài))。在ALC狀態(tài)E1中，基于波長數(shù)信息和光放大器數(shù)，用一個暫?？勺児馑p器(halt variable opticalattenuator)執(zhí)行(總)輸出恒定控制。
在AGC狀態(tài)E2中，可變光衰減器ATT的衰減量是固定的，AGC/APC模塊和AGC模塊分別進行控制，以使前級EDF模塊1和后級EDF模塊2的增益恒定。在ALC狀態(tài)E1中，可變光衰減器ATT的狀態(tài)受控制，以使輸出端波長復(fù)用光信號的總輸出恒定。同時，在AGC狀態(tài)E2中，總輸出固定到一平均值(這個狀態(tài)被稱作凍結(jié)狀態(tài))。如果波長數(shù)(信道數(shù))以小于AGC控制速率的速率增加/減小，由于增益恒定。當前信道的輸出不受影響(信道連續(xù)提供服務(wù))。這個狀態(tài)是一個正常光狀態(tài)。
在AGC狀態(tài)E2中，用于擴展增強器BST 1和BST 2的泵浦光源模塊被增加/減少。增加該模塊數(shù)的方法與參照圖19和20所述的方法相同。相應(yīng)狀態(tài)和狀態(tài)指令將在下面具體說明。
如圖26和28所示，在從電源斷開狀態(tài)到輸入關(guān)閉狀態(tài)的轉(zhuǎn)移中，電源提供給光放大器單元來自O(shè)SC的“預(yù)備(provisioning)”(操作信息)、“調(diào)整”(條件設(shè)定)被接收，并進行初始化設(shè)定。由于在泵浦光源LD的溫度達到預(yù)定值之前需要很多時間，所以這個控制在這一階段啟動。
輸入關(guān)閉狀態(tài)是輸入到光放大器的輸入功率(光二極管PD 1的輸出功率)等于或小于由硬件設(shè)定的輸入恢復(fù)閾值，輸入關(guān)閉信號從光信號監(jiān)控電路120輸入到CPU 131。在該輸入關(guān)閉狀態(tài)，偏置電流不施加到前級和后級光放大單元的泵浦光源激光二極管LD 1-LD 4和激光二極管LD 3-LD 4。
如果CPU 131檢查該輸入關(guān)閉狀態(tài)，CPU 131向OSCIW1輸出一個報警信號LOL。注意，輸入恢復(fù)閾值依賴信道數(shù)。如果在輸入關(guān)閉狀態(tài)中信道讀數(shù)是“0”，CPU 131保持在輸入關(guān)閉狀態(tài)。從輸入關(guān)閉狀態(tài)向前級安全光狀態(tài)的轉(zhuǎn)移包括以下步驟(1)檢查從光二極管輸入的光等于或大于輸入恢復(fù)值；(2)開始向前級放大單元中的泵浦光源LD 1-LD 3供給偏置電流。設(shè)定AGC/APC模塊的時間常數(shù)，以使前級EDF模塊的增益慢慢地接近該預(yù)設(shè)值(3)ALC模塊進行控制，以便通過適度減少可變衰減器ATT的衰減量使可變衰減器ATT的波長復(fù)用光輸出逐漸變?yōu)榘踩怆娖?。由于可變衰減器ATT的輸出電平(衰減量)設(shè)定成對人體安全的電平，所以即使不連接色散補償模塊DCM也不用考慮光電平對人的危害。在這個轉(zhuǎn)移中，偏置電流不施加給后級放大單元的泵浦光源LD 4-LD 6。
在前級安全光狀態(tài)中，雖然前級EDF模塊1的增益達到預(yù)設(shè)值(AGC設(shè)定電壓)，但通過ALC模塊使EDF模塊1的輸出電平控制到安全光電平。在前級安全光狀態(tài)中，由于色散補償模塊斷開或不適當?shù)倪B接使到達后級EDF模塊2的輸入電平小于輸入恢復(fù)閾值，并且后級EDF模塊2中泵浦光源LD 4-LD 6的工作暫停。
從前級安全光狀態(tài)到安全光狀態(tài)的轉(zhuǎn)移包括(1)用光二極管PD 4檢查到達后級放大單元的輸入電平變得等于或大于輸入恢復(fù)閾值。
(2)用ALC模塊調(diào)節(jié)可變衰減器ATT的衰減量，以補償色散補償光纖DCF的損耗。
具體地，控制ATT的衰減量，使到達后級放大器部件的輸入電平(用PD 4監(jiān)控)等于該后級放大器部件的輸入電平參考值(dBm/ch，例如-12dBm/ch)。如果波長數(shù)是四，該參考值設(shè)定為-6dBm/ch(=-12+6(四波長))。
(3)用AGC模塊開始給后級EDF模塊2中的泵浦光源LD 4-LD 6供給偏置電流AGC模塊慢慢增加后級EDF模塊2的增益。預(yù)置安全光電壓，以使后級EDF模塊2的輸出電平保持為安全光電平。AGC模塊有兩個參考值、即安全光預(yù)置電壓和AGC預(yù)置電壓，并通過模擬最大電路控制泵LDs的驅(qū)動電壓。
從安全光狀態(tài)到ALC狀態(tài)的轉(zhuǎn)移包括(1)如果OUT PD 7檢測的輸出光功率與光二極管PD 8檢測的反射光功率之比超過預(yù)定值(如果反射光功率減小)，則檢查輸出端上光連接器5的連接。
(2)慢慢增加AGC設(shè)置電壓到一預(yù)定位(3)釋放該安全光設(shè)置電壓ALC狀態(tài)與AGC狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)移包括(1)接收來自光維護信道的用于開關(guān)AGC模塊的信號。
(2)當用模塊ALC接收該開關(guān)信號時，固定可變衰減器的衰減量。光放大器以AGC模式工作(恒定增益控制模式)。
(3)接收來自O(shè)SC的波長數(shù)(信道數(shù))。檢查用于擴展增強器BST 1和BST2的光源數(shù)是否增加或減少。由OSC通報增強器BST 1和BST 2的連接。
(4)檢查用于開關(guān)AGC模塊的信號是否基于由OSC通報的波長數(shù)(信道數(shù))的增加/減少而切斷。
(5)根據(jù)波長數(shù)(信道數(shù))更新ALC設(shè)置電壓的值，并從ALC模塊輸出該電壓。另外，根據(jù)該波長數(shù)更新輸入和輸出電平閾值，并由ALC模塊啟動ALC控制。從ALC狀態(tài)到安全光狀態(tài)的轉(zhuǎn)移包括(1)如果OUT PD 7檢測的輸出光功率與光二極管PD 8檢測的反射光功率之比等于或小于預(yù)定值(如果反射光功率增加)，則檢查輸出端上光連接器5被斷開。
(2)接通后EDF 2的AGC模塊的安全光設(shè)置電壓。
(3)減小后級EDF的AGC模塊的AGC設(shè)置電壓(切斷AGC設(shè)置電壓)。
從AGC狀態(tài)到安全光狀態(tài)的轉(zhuǎn)移包括
(1)如果OUT PD 7檢測的輸出光功率與光二極管PD 8檢測的反射光功率之比等于或小于預(yù)定值(如果反射光功率增加)，則檢查輸出端上光連接器5被斷開。
(2)接通后EDF 2的AGC模塊的安全光設(shè)置電壓。
(3)減小后級EDF 2的AGC模塊的AGC設(shè)置電壓(切斷AGC設(shè)置電壓)。從每個狀態(tài)向輸入關(guān)閉狀態(tài)的轉(zhuǎn)移包括(1)如果來自光二極管PD 1的輸入電壓等于或小于閾值，則檢查該輸入關(guān)閉。
(2)設(shè)定AGC模塊的AGC設(shè)置電壓為“0”(3)設(shè)定ALC模塊的ALC的安全光設(shè)置電壓為“0”(4)設(shè)定AGC/APC模塊的ACC設(shè)置電壓為“0”(5)設(shè)定ALC模塊的ALC設(shè)置電壓為“0”圖29A是表示DCM中變化的電平圖。圖29B是輸入功率變化的電平圖。圖29A和29B表示在不管色散補償損耗或輸入功率電平的變化情況下，達到相同的輸出功率需用多少衰減。參照圖29A，如果沒有DCM損耗，應(yīng)增加衰減。反之如果DCM損耗增加，應(yīng)減少衰減。類似地，在圖29B中，如果進入衰減器的輸入功率較大，應(yīng)增加衰減以平衡該功率。如果輸入衰減器的功率減小，衰減也應(yīng)減小。
下面參照圖30到40說明用圖1A和1B所示波分復(fù)用系統(tǒng)中的光維護信道OSC增加/減少信道數(shù)的程序。
在圖1A和1B所示波分復(fù)用系統(tǒng)中，用具有1510nm波長的先維護信道OSC的DS 1幀(示于圖11)以在線狀態(tài)(運行狀態(tài))控制信道的增加/減少。用DS 1幀的OSC-AIS字節(jié)(時隙9)傳輸增加/減少信道數(shù)的控制信號。OSC-AIS字節(jié)的內(nèi)容示于圖30和31。另外，當信道數(shù)增加/減少時，相應(yīng)光放大器(TWAA,LWAWs1-3和RWAB)工作的程序示于圖32-37。操作流程示于圖38-40。
操作員首先用波長復(fù)用/解復(fù)用裝置WMUX A的操作臺輸入指示信道1-32的位速率是否是2.4Gbps或10Gbps和信道1-32是否在運行狀態(tài)(“IS”)或非運行狀態(tài)(“OOS”)的預(yù)備信號(使用信息)，并且當信道數(shù)增加/減少時，更新被增加/減少信道的使用信息(見圖38的S1和圖32)。
該使用信息傳輸?shù)讲ㄩL復(fù)用/解復(fù)用裝置WMUX A的OSC接口(OSCIA)。OSC接口OSCIA將各信道的位速率信息(WCR)和IS/OOS(WCS)傳輸給光中繼器1-3、OSCIWs 1-3、和在相對的波長復(fù)用/解復(fù)用裝置WMUX B中在OSC中以時隙23的多幀字節(jié)使用WCR和WSCR OSCIB，并用OSC-AIS字節(jié)的命令“c”報告WCR和WCS字節(jié)的變化。
而后，操作員經(jīng)操作臺輸入一個將各放大器(TWAA,LWAWs 1-3和RWAB)模式從ALC轉(zhuǎn)變成AGC的命令。該命令傳輸?shù)絆SC接口OSCIA和TWAA的CPU。光后級放大器TWAA從ALC模式變化到AGC模式。OSC接口OSCIA以O(shè)SC的DS1幀中的OSC-AIS字節(jié)的預(yù)定格式設(shè)置b2至b5的位，并將該位傳輸給相應(yīng)光放大器(LWAWs 1-3和RWAB)中的光維護信道接口OSCIWs 1-3和OSCIB(見圖33和圖38至40的S2)。
光維護信道接口OSCIWs 1-3和OSCIB報告OSC-AIS字節(jié)中b2至b5位內(nèi)容的相應(yīng)光放大器中的CPUs。如果該CPUs檢查從ALC模式到AGC模式和轉(zhuǎn)換命令，CPUs就控制從ALC模式到AGC模式的轉(zhuǎn)換。當光在線放大器LWAWs 1-3和光前級放大器RWAB完成向相應(yīng)光中繼器1-3和波長復(fù)用/解復(fù)用裝置WMUX B中AGC模塊的轉(zhuǎn)移時，模式轉(zhuǎn)移完成的報告用OSC的時隙5和6中的DCC字節(jié)傳輸?shù)絎MUX A(見圖34和圖38到40的S3)。
MCA單元確定當信道數(shù)增加/減少時是否需要給相應(yīng)光放大器中的增強器BST1和BST 2增加/減少泵浦光源。如果“是”，MCA單元指令相應(yīng)光中繼器1-3和波長復(fù)用/解復(fù)用裝置WMUX B用OSC-AIS字節(jié)命令“d”確定增強器BST1或BST2是否連接。另外，MCA模塊指令光后級放大器TWAA檢驗其自身裝置(WMUX A)用于擴展光后級放大器TWAA增強器BST 1和BST 2的泵浦光源的連接狀態(tài)。例如，如果信道數(shù)在1和8之間，則只使用來自內(nèi)泵浦光源LD 1-6的泵浦光功率。如果信道數(shù)在9和16之間，則除內(nèi)泵浦光源激光二極管LD 1-6外還需通過操作擴展增強器BST 1的泵浦光源增加泵浦光功率。如果信道數(shù)在17和32之間，則必需使兩個增強器BSTs 1和2工作。如圖38-40的S4所示，相應(yīng)光中繼器1-3中光在線放大器LWAW 1-3的增強器BST 1和BST 2的連接檢驗信息用OSC的DCC字節(jié)傳輸、并由波長復(fù)用/解復(fù)用裝置WMUX A中管理裝置MCA檢驗(見圖38-40的S4)。
接著，如圖35和圖38-40的S5所示，信道被實際增加/減少。之后，波長復(fù)用/解復(fù)用裝置WMUX A和WMUX B中頻譜分析器SAUA和SAUB的CPUs根據(jù)新的信道信息更新該設(shè)定值。任何相應(yīng)信道被增加/減少，CPUs最大化光可變衰減器VATA 1-32和VATBs 1-32的衰減量，并用SAUA檢驗該信道處在輸入關(guān)閉狀態(tài)。如圖38-40的S6-S9所示，檢驗后，波長復(fù)用/解復(fù)用裝置WMUX A和WMUX B的可變衰減器VATA 1-32和VATBs 1-32的衰減量由頻譜分析器SAUA和SAUB的CPUs和光可變衰減器VATA和VATB調(diào)節(jié)，并調(diào)節(jié)成最佳值。
MSA單元將指示更新波長(信道)信息的命令傳輸給相應(yīng)的光中繼器1-3和波長復(fù)用/解復(fù)用裝置WMUX B。這個命令用OSC中的OSCIA以O(shè)SC-AIS字節(jié)的“g”命令傳輸。除波長復(fù)用/解復(fù)用裝置WMUX A之外，波長復(fù)用/解復(fù)用裝置WMUXB用WCR和WCS字節(jié)信息更新信道信息。另外，如圖38-40的S11所示，被光放大器CPU使用、并在參照圖26-28說明的相應(yīng)閾值和設(shè)定值根據(jù)更新的信道數(shù)而改變。
如圖38-40的S12所示，相應(yīng)的光中繼器1-3和波長復(fù)用/解復(fù)用裝置WMUXB將轉(zhuǎn)移的準備確認的MCA單元用OSCR DCC字節(jié)通知ALC模塊。接著，管理裝置MAC指令所有該轉(zhuǎn)移的光放大器從AGC模塊到ALC模塊。從AGC模塊到ALC模塊轉(zhuǎn)移的通知用OSC的OSC-AIS字節(jié)的“h”命令執(zhí)行。當各光放大器的CPU從OSC接收命令“h”時，CPU執(zhí)行控制操作使轉(zhuǎn)移從AGC模塊到ALC模塊。圖36和圖38-40的S13所示，當?shù)紸LC模塊的轉(zhuǎn)移完成時，相應(yīng)的光中繼器1-3和波長復(fù)用/解復(fù)用裝置WMUX B用OSC的DCCs通知MCA向ALC模塊的轉(zhuǎn)移已完成，即相應(yīng)的光放大器在正常光狀態(tài)下工作。如果相應(yīng)的光中繼器1-3檢測到光維護信道的故障(監(jiān)視/控制光信號關(guān)閉(光的損耗)、未連接監(jiān)視/控制信號信道(設(shè)備損壞)、和用奇偶校驗位接收錯誤，則在OSC-AIS字節(jié)的b1位設(shè)置標記。而后，將該錯誤檢測通知下游端。
如以上的具體說明，本發(fā)明提供一個波分復(fù)用光通信系統(tǒng)的光放大器，該波分復(fù)用光通信系統(tǒng)能克服前述的問題，并能用光維護信道在線(當運行時)控制該光放大器。
以上用波長復(fù)用光信號所作的說明提供了一個實例。本發(fā)明的光放大器完全可用于單波光信號。
盡管已結(jié)合優(yōu)選實施例和示例敘述了本發(fā)明，但不難理解本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明構(gòu)思和范疇的前提下對本發(fā)明的上述基本方案作出改進是顯而易見的。因此，本發(fā)明不限于所述的優(yōu)選實施例和示例，本發(fā)明將包括上述的改進。
權(quán)利要求
1．一個光學(xué)放大器，包括前級光放大單元，該單元包括摻稀土元素的光纖，該光纖用于傳輸具有多種不同波長的波長復(fù)用信號光；增益均衡器，該增益均衡器設(shè)置在該前級放大單元輸出端并根據(jù)該摻雜光纖的增益特性補償波長；和后級光放大單元，該單元設(shè)置在該增益均衡器輸出端并包括摻稀土元素的光纖。
2．一個如權(quán)利要求1的光學(xué)放大器，其中在所述前級光放大單元與所述后級光放大單元之間設(shè)置可拆開的光耦合器，光耦合器用于所述前級光放大單元與所述后級光放大單元之間的可拆卸連接。
3．一個光學(xué)放大器，包括前級光放大器，該放大器包括摻稀土元素的光纖，該光纖用于傳輸具有多種不同波長的波長復(fù)用信號光、并輸出放大的光信號；色散補償器，用于補償被該前級光放大器所放大信號中的色散，并輸出相應(yīng)的信號；后級光放大器，該放大器包括接收來自相應(yīng)色散補償器相應(yīng)信號的第二摻稀土元素的光纖，并用于放大該相應(yīng)信號；增益均衡器，該增益均衡器位于該第二摻稀土元素的輸出端，用于補償該第二摻稀土元素光纖的與波長相關(guān)的增益特性，并輸出光信號；第三摻稀土元素光纖，位于該增益均衡器的輸出端。
4．一個如權(quán)利要求3的光學(xué)放大器，還包括位于該前級光放大器與該色散補償器之間的第二增益均衡器。
5．一個如權(quán)利要求3的光學(xué)放大器，還包括位于該前級光放大器與該色散補償器之間的可變衰減器。
6．一個如權(quán)利要求3的光學(xué)放大器，還包括連接器，該連接器位于該第三摻稀土元素光纖的上游和下游；第一增強器，該第一增強器具有可與該下游連接器連接的連接器、并給第三摻稀土元素光纖提供反向泵浦光；和第二增強器，該第二增強器具有可與該上游連接器連接的連接器、并給第三摻稀土元素光纖提供正向泵浦光。
7．一個如權(quán)利要求6的光學(xué)放大器，其中的第一和第二增強器均具有激光二極管和傳感器機構(gòu)，該傳感器機構(gòu)確定相應(yīng)增強器是否連接，并在增強器不連接時減小相應(yīng)激光二極管的功率輸出。
全文摘要
一個波分復(fù)用傳輸系統(tǒng)的光學(xué)放大器包括前級光放大單元和后級光放大單元。前級光放大單元具有摻稀土元素光纖和給該摻稀土元素光纖輸入泵浦光的泵浦光源。后級光放大單元具有第二摻稀土元素光纖和給該第二摻稀土元素光纖輸入泵浦光的泵浦光源。前級光放大單元和后級光放大單元被可分開的光耦合裝置光學(xué)連接。另外,設(shè)置在該光纖輸出端的增益均衡單元補償該光纖的與波長有關(guān)的增益特性。
文檔編號H04B10/294GK1232192SQ9910738
公開日1999年10月20日 申請日期1999年2月26日 優(yōu)先權(quán)日1998年2月27日
發(fā)明者木下進, 尾中美紀, 菅谷立青, 大嶋千裕, 近間輝美, 伊藤洋之, 沖山正, 小林大喜 申請人:富士通株式會社