[发明专利]光放大器的控制

说明书

本发明涉及控制光放大器的输出功率的方法，特别是网络节点中的光放大器的输出功率，和网络中的节点。

波分复用(WDM)是一种利用不同的间隔开的光波长通过一根光纤传输多路光信号的技术。利用这种技术，可以显著提高信息传输能力。该能力决定于信道的带宽和可用波长信道的数目。每个波长上的信号与其它信号无关地通过光纤，这样每路信号代表具有大带宽的分立信道。

当信号长距离传输时，必需每隔一定的距离对信号进行再生或光放大。光放大器包括由高功率半导体激光器泵浦的掺铒光纤，在此简称为“泵浦激光器”。

光放大器与电放大器的不同之处在于光放大器力求保持恒定输出功率，因为它们通常或多或少处于饱和状态，而电放大器却具有恒定增益。

如果有意地或由于故障而改变了信道的数目，那么输出功率恒定这一要求将产生问题。因此，期望能够控制输出功率。

已知可以利用引导信号(pilot tone)控制光放大器的增益，见EP0 637 148 A1。标识引导信号调制在每路多路复用波长上。系统中的每个放大器都根据引导信号确定发送波长的总数，并由此控制放大器的增益。使用前馈或反馈。在文献中还暗示，除了对信道数目进行计数之外，还可以通过测量引导信号的幅度来获得更好的控制。

还已知，见GB 2 294 170，通过测量光放大器输出中的总体光学效应、然后其转换成电压，再将该电压与参考电压进行比较，可以以不同的方式控制放大器。这样就形成了控制放大器的反馈信号。另外，可以对信道数目进行计数，并相应地对控制进行调节。

还已知，见US 4,991,229，通过只测量一个波长信道中的功率来控制光放大器。这是通过利用WDM-耦合器滤出该信道，然后对该信道进行检测来实现的。另外，还可以利用与上述方式类似的方式实现反馈。

在US 5,113,459中示出了利用专用信道发送光服务信号的想法。

为了对波长计数而将标识引导信号调制到每路多路复用波长所带来的问题是技术复杂、速度低和费用昂贵。

另一个问题是它还消极地影响了传输性能。

本发明的目的是在构成总线的网络节点中简单而有效地控制放大器中的每个信道的功率。为了达到这一目的，实现了一种对进入每个放大器的信道进行计数的简单、快速且廉价的方法。

信道的计数是通过在节点之间发送信号的分立信道实现的，其中信道数目n在节点之间传输。另一种方法是采用分立的电子网络，然而这种方法较慢。

总线的第一个节点将数字n设定为该节点中的有效发射机数目。其余节点通过增加它们添加到总线上的信道数和减去它们阻断或终止的信道数来更新数字n。

在本发明的实施方案中，检测到由故障引起的输入功率的巨大且快速的变化，这将使进入节点中的数字n过时。在这种情况下，数字n的更新将被禁止，直到接收到新的、可靠的数字n。

本发明的优点是简单、快速且廉价。

图1示出根据现有技术对5信道进行优化的已知光学系统的框图。

图2示出与图1相同的系统的框图，但只示出了两个信道，且没有放大器控制。

图3示出已知光纤网络的实例。

图4示出可以实现本发明的光纤网络节点的实例。

图5示出图3的光纤网络，并根据本发明对没有滤波器的节点中的信道进行计数。

图6示出图3的光纤网络，并根据本发明对具有滤波器的节点中的信道进行计数。

图7示出根据本发明实现计数的第一实施方案的详细视图。

图8示出根据本发明实现计数的第二实施方案的详细视图。

图9示出根据本发明实现计数的第三实施方案的详细视图。

图10示出控制电路的实例，其中使用了信道计数。

光放大器

图1示出根据现有技术、利用波分复用技术对五个信道8a、8b、8c、8d和8e进行优化的光学系统。例如，该系统可以是电话系统的一部分。在光系统中，光放大器1具有恒定的输出功率。放大器1由泵浦激光器2控制。光纤6由系统中的其它节点引入放大器1，光纤7由放大器1引出到系统中的其它节点。在光纤6、7中，信道可以增加和减少。在所示实例中，四个信道8a、8c、8d和8e由第一光纤6进入放大器1，经放大之后，从第二光纤7离开。此后，从发射机3添加了额外信道8b。然后，所有的信道8a、8b、8c、8d和8e将具有相同的强度，通过滤波器4选择所选信道8d的特定波长并将其发送给接收机5，可以读取所选信道8d。所有信道8a、8b、8c、8d和8e的强度将随着传播而下降，但是因为它们是等强度的，所以在对其进行在放大时不会有问题。