[发明专利]从光纤放大器发送监测消息

说明书

本发明涉及使用光纤作为其数据传输信道的那些放大器间的数据传输。

光纤放大器是一种装置，在没有将光信号变换成位于其间的电信号的情况下，利用该装置，光信号可以得到放大。这些放大器可以很高的传输速率使用，例如典型的传输速率可能是1GHz。现有技术的光纤放大器的工作在图1中得到说明。图中传送光信号的导体用双线表示，而传送电信号的导体用单线表示。放大器的输入信号1经过一个光隔离器12被引导到波长组合器14的第二输入。比如，光隔离器12的功能是衰减反射。在光隔离器12后面的一个输入信号检测器16检测出输入信号的电平，并产生一个相应于此电平的电信号。一个激光器单元18提供波长组合器14的第二输入。信号的放大是用以下方式工作。激光器18产生波长比如是980或1480nm的光，而信号光的波长是1550nm。激光器18的光子被引导到掺杂铒的光纤20，它们激励光纤20的铒原子。某些铒原子经过自发发射返回到基态。当信号光的光子被引向由激光器的光子所调谐的铒原子时，铒原子发射一个光子对应于信号光的光子。掺杂铒的光纤20的后面是一个带通滤波器22，它使被信号光的光子所取代的光子通过，但阻止主要由它们自发发射产生的光子的移动，并且它的波长不同于信号光的波长。带通滤波器的输出信号2是一个已放大的发送到接收站(未示出)的光信号。关于光纤放大器，在以下文献中已有讨论，例如Optical Amplifiers and their Applications，edited byS.Shimada and H.Ishido，^John Wiley & Sons，1992。

例如根据温度或是如果系统的其它部件必须更换引起的相当变化，带通滤波器22的信号波长和特性是变化的。在此情况下，放大器应该能够通过比如外部的电控制来调节带通滤波器的通过波长。现有技术方案包含一个控制器26用于此目的。控制器26监视输入信号的检测器16和输出信号的检测器24，并放大带通滤波器22的控制信号，使放大器的放大率或输出和输入信号间的相关性达到最大。

由于一个光纤放大器通常只放大一个具有确定因素的信号，而不向该信号附加信息，所以与放大器的检查和控制有关的信令通常必须使用单独的系统来实现。当使用一个距离发射机和接收机都很远(例如超过100km)的所谓中间放大器时，这就成为一个特殊的问题。

欧洲专利申请415438公开了一种技术，其中监测消息是通过调制一个激光器单元的控制信号发送的，它用这样的方式：来自放大器的激光的多余量包含要发射的监测信号。可是这个现有技术的解决方案有几个限制。首先，由于波长为980nm的多余的激光将在长数据链路上被一个信息发送光纤所吸收，所以现有技术方案只能应用于波长1480nm。此刻，因为对于光纤放大器波长980nm产生更好的噪声特性，并且放大器的总效率比也会更好，所以看来似乎正在废弃波长1480nm的使用。第二，现有技术方案要求两个单独的光系统，一个用于接收有效负载信号，另一个用于接收监测信号。按照现有技术，监测信号的接收要求一个单独的WDM部件(波长划分复用器)。第三，现有技术方案只用于其周期比荧光状态的寿命更短的那些频率。

本发明的目的是要以这样的方式完成与光纤放大器的监测有关的信令，使得能够解决与现有技术相关的问题。本发明的目的的实现是使用了其特征已在独立的权利要求中描述的那些方法和系统。

本发明是基于这样的概念：光带通滤波器22，除了它的正常功能外，还被用于调制一个通过光纤放大器的信号，它按照这样低的频率和幅度使得这个调制不会干扰实际的数据传输。这是以这样的方式实现，即带通滤波器22的控制信号，在现有技术的光纤放大器中，它只是用来优化信号噪声比，而在本发明的放大器中，它是用来以监测消息的比率调制光纤放大器的输出信号。

本发明的方法和系统的一个主要优点就是为了监测放大器不必安排单独的信令。另一个优点就是为实现本发明要求放大器的变化是很小的。例如，用于接收有用负载信号的同一光部件也可用于接收监测消息。

参考附图利用优选的实施例，现在可以更详细地说明本发明，这里

图1表示现有技术的光纤放大器的方框图；

图2表示按照本发明的一个基本实施例所完成的一个光纤放大器；

图3表示包含两个按照本发明所完成的光纤放大器的放大器站；

图4表示光纤放大器的一个输出信号的幅度调制；以及

图5表示检查监测消息的一种方法。