专利名称：用于调节拉曼增益的方法和光放大器组件的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种调节光放大器组件中的拉曼增益的方法，其中在不同波长信道上将多个光信号输入给通过拉曼泵浦源泵浦的后向泵浦拉曼有源介质。
本发明还涉及一种光放大器组件，包括适于传播将在多个信道上被放大的多个波长复用光信号的拉曼有源介质、以及适于将多个反向传播的泵浦信号传送到拉曼有源介质的拉曼泵浦源。
此外，本发明涉及一种波分复用(WDM)光传输系统，包括适于发射光信号的发射机、适于接收光信号的接收机、以及连接发射机和接收机并且适于传播光信号的光传输链路。
背景技术：
在上述类型的光传输方案和系统中，拉曼光纤放大器一般用于放大传播的光信号。拉曼放大器一般设计用于在被称为“标称增益“的基本平坦的光谱增益下运行。尤其在导致光传输系统中可操作的波长信道的数目发生变化的情况下(所谓的“信道插入(add)”或者“信道分出(drop)”，例如由于光纤中断等引起)，可能会遇到在增益上的变化。
由于在不同波长信道之间的各种相互作用，尤其在密集型波分复用系统中，信道数目的这种变化通常将导致在不同波长信道之间光功率的转移。然而，为了保持剩余信道的适当的误码率，它们相应的拉曼增益必须基本上保持在所说的标称值上。为此，对拉曼泵浦源中包含的各个泵浦光源的泵浦功率进行调谐，即进行调节，使得在剩余信道(即在信道插入/分出之前和之后可操作的信道)上产生大概为标称值的拉曼增益。
在现有技术文档EP 1130819A1中，描述了一种用于确定光放大器的波长依赖的增益图的方法，其包括通过测量放大器的总的输入和输出功率来测量总的放大器增益。通过应用一个相反标号和幅度的增益倾斜来补偿确定的增益图的增益倾斜，以产生在放大波带中的平坦的增益图。
现有技术的方法存在一个缺点，即在上述类型的实际的光传输系统中，由于信号间相互作用(SSI)和信号泵浦相互作用(SPI)的复杂和临时多变的组合，现存/剩余信道上光输出功率可能会在其它方向上的最终变化之前，基于所述信道在传输系统的光带宽中的位置，在很短的时间内突然地改变。因此，当处理信道插入/分出时，上述的现有技术的方法实际上可能会导致不适当的拉曼增益控制，这接着又会使整个系统的性能下降。
发明内容
本发明的一个目的提供一种在调整上述类型的光放大器组件中的拉曼增益的方法，甚至在存在信道插入/分出时也可以使用该方法来控制拉曼增益。
本发明还有一个目的是提供一种上述类型的光放大器组件，该组件在信道插入/分出的情况下不存在上述缺点。
本发明还有一个目的是提供一种上述类型的光传输系统，该系统在存在信道插入/分出的情况下在剩余信道上提供标称增益。
根据本发明的第一个方面，通过提供上述类型的方法可以实现该目的，其中在信道插入/分出的情况下确定代表在至少一个剩余信道上的相应光信号的量值相对于时间的斜率，并且其中基于所述斜率调谐拉曼泵浦源。
根据本发明的第二个方面，在上述类型的光放大器组件中通过提供一种检测器电路可以实现该目的，该检测器电路布置在拉曼有源介质上并适于在信道插入/分出的情况下确定代表在现存/剩余信道上的相应光信号的量值相对于时间的斜率，其中拉曼泵浦源可以根据所述斜率进行调谐以在所述现存/剩余信道上实现基本上恒定的光功率。
根据本发明的第三个方面，在上述类型的波分复用光传输系统中通过提供一种包含于在发射机与接收机之间的传输链路中的根据本发明的所述第二个方面的光放大器组件可以实现该目的。
作为本发明的一般思想，并非是根据信号信道的绝对(或相对)输出功率值来调谐包含于拉曼泵浦源中的各个泵浦光源的相应泵浦功率，而是使用代表在现存/剩余信道上的相应光信号的量值的时间变化(斜率)来提供用于调谐拉曼增益的控制信号。以这种方式，根据本发明的实施例不会存在现有技术的上述缺点，因为这些实施例将不对较小时间范围上的信道光功率的突然变化做出响应。
在根据本发明的方法的另一个实施例中，如果所述斜率对应于现存/剩余信道上的光泵浦功率相对于时间的降低，则对拉曼泵浦源的多个泵浦信号进行调节以增强所述信道上的光功率。可选地，如果所述斜率对应于现存/剩余信道上的光泵浦功率相对于时间的增大，则可以对所述泵浦信号进行调节以减小所述信道上的光功率。如同在下文中将变得更加明显的那样，由于受到信道插入/分出的光传输系统中的信号间相互作用与信号泵浦相互作用的复杂性质，根据本发明的方法将能够有效地将突然变化与渐近的瞬变区分开，不管前面的突然变化如何，对于拉曼泵浦源的泵浦信号的必要调节，渐近的瞬变可能需要特定系统响应。
在根据本发明的光放大器组件的相应实施例中，如果所述斜率是负的，则拉曼泵浦源可被调谐为增强现存/剩余信道上的拉曼增益，并且如果所述斜率是正的，则拉曼泵浦源可被调谐为降低现存/剩余信道上的拉曼增益。
为了进一步区分突然变化和渐近变化，根据本发明的方法的又一个优选的实施例，在预定的渐近瞬变时间上确定斜率，所述时间优选地是微秒(μs)的量级。在根据本发明的光放大器组件的相应的实施例中，检测器电路适于在预定的渐近瞬变时间(特别是微秒的量级)上确定所述斜率。
有利地，在根据本发明的方法的另一个实施例中，确定所述斜率包括确定所述量值相对于时间的一阶导数，这是一种确定相对于时间的所述斜率的直接和易于实现的方式。在根据本发明的光放大器组件的相应实施例中，检测器电路适于通过确定所述量值相对于时间的一阶导数来确定所述斜率。
根据本发明的方法的另一个优选的实施例中，所述量值是现存/剩余信道上的光功率，光功率是特别容易测量的量值，例如，通过标准光检测器等就可以测量。
在根据本发明的所述第二个方面的光放大器组件的相应的另一实施例中，检测器电路适于确定在现存/剩余信道上的光功率的斜率。
通过以下对仅参考附图作为例子给出的优选实施例的描述，本发明的更多特性和优点将变得明显。可以根据本发明单独地或关联地使用以上和以下所提及的各个特征。
图1是根据本发明的一个方面的光传输系统的示意性框图，该系统包括根据本发明的另一个方面的光放大器组件；图2a和图2b是示出了在图1中的光放大器组件的输入处分出多个信道的情况下在剩余信道上的输出功率的时间变化的示图；以及图3a和图3b是示出了在在图1中的光放大器组件的输入处插入多个信道的情况下在现存信道上的输出功率的时间变化的示图。
具体实施例方式
图1示出了根据本发明的波分复用(WDM)光传输系统1的示意性框图。WDM光传输系统1包括发射机2和接收机3。发射机2适于向接收机3发射光信号OS、OS’。为此，发射机2和接收机3通过例如采用光纤形式的光传输链路4连接，光传输链路4的至少一段4a被设计为用于给光信号OS提供拉曼放大(拉曼增益)的拉曼有源介质。在所示的实施例中，来自发射机2的光信号OS在多个(N个)输入信号信道上在光传输链路4、4a上传播，在图1中以垂直箭头示出这些信道。例如，所述输入信号信道可以布置在扩展的C波段C’内，即在1530nm与1570nm之间的波长上。
在图1的实施例中，WDM光传输系统1还包括并入了多个单个泵浦光源5.1、5.2、5.3的拉曼泵浦源5，这些泵浦光源分别耦合到提供在光传输链路4、4a上的复用装置6，用以将不同相应波长处的各个泵浦光源5.1-5.3的组合泵浦功率作为组合泵浦信号PS注入拉曼有源介质4a中。以这种方式，拉曼有源介质4a有效地用作本领域普通技术人员所熟知的后向泵浦光纤拉曼放大器(FRA)。在图1的说明中，用OS来表示原始的光信号，而用OS’来表示经过拉曼放大器放大的光信号。
此外，图1的光传输系统1包括检测器电路7，其可操作地与拉曼有源传输链路段4a的输出4b相连接，正如下面将更加明显的，该检测器电路7适于确定代表光传输链路4、4a上的至少一个放大光信号OS，的量值相对于时间的斜率。检测器电路7借助抽头耦合器(没有明显示出)耦合到光传输链路4、4a以及耦合到拉曼泵浦源5。
在根据本发明的实施例的光传输系统1中，检测器电路7可操作为将控制信号CS传递到拉曼泵浦源5，以在对输入信号信道进行插入/分出的情况下，相对于在光传输链路4、4a上传播的放大光信号OS’上所注入的拉曼增益，来控制拉曼泵浦源的调谐，正如在示例性方式中借助虚线垂直箭头所示出的那样。
本领域的普通技术人员可知，在WDM光传输系统中，尤其是密集型波分复用(DWDM)系统中，如再光纤拉曼放大器中所用的受激拉曼散射(SRS)以两种方式影响光信号，即信道间功率转移和串扰，其中信道间功率转移在大多数情况下占支配地位。可以看到，在DWDM系统中的任意信号信道都同时经历着全部较短波长信道带来的拉曼放大和全部较长波长信道带来的所谓的拉曼损耗。因此，最有影响的是在具有最短波长和最长波长的信道上由SRS引起的功率转移。另一方面，在中间信道上的净功率转移几乎为零。由于这种特定情况，在例如上述的扩展C波段C’的给定波长波段的任一端(参考图1中的虚线箭头)的信道插入/分出导致由于SSI(信号间香花作用)而引起的在剩余信道上短时间内的突然功率变化。此外，所谓的信号泵浦相互作用(SPI)导致在剩余信道中的渐近的功率变化，使得组合的SSI+SPI对剩余信道的拉曼开/关增益具有相当大的影响，该增益应当维持在标称值上以便保持剩余信道的适当的误码率(BER)。在下面的描述中，为了简便起见，在信道分出的情况下的剩余信道和在信道插入的情况下之前的现存信道都将称为“剩余信道”。
图2a示出了正如在图1的检测器电路7的位置所确定的、以微瓦(μW)为单位测量的光功率op随着以μs为单位测量的时间的变化的示图。为了绘制所述图2a，假设在时间t＝0时，例如由于光纤中断，分出了根据图1的N个输入信号信道的N-1个。由于所述N个信道以基本上相似的输入光功率输入到光传输链路4(图1)中，因此相互调谐包括在拉曼泵浦源5中的各个泵浦光源5.1-5.3的输出泵浦功率，以实现所述N个信道在光传输链路4的整个带宽(即1530nm到1570nm)上的总的平坦拉曼增益。
如以上已经详细描述的，由于分出了多个信道，在剩余信道上的输出光功率将由于抑制或者在存在多个剩余信道的情况下由于信号间相互作用(SSI)和相应减少的拉曼增益压缩而变化。在图2a的示图中，剩余信道的波长位于传输链路4的光带宽的较低波长区域中，即对于扩展C波段C’来说靠近λ＝1530nm。在图2a中，信道输出功率首先对应于恒定的标称输出功率，然后随着时间突然增大，并且最后进入所谓的渐近瞬变。因此，为了保持剩余信道的标称输出功率，需要减小拉曼增益。在时间t＝t1时输出功率的突然增大与所谓的光纤转变时间一致，即由于信道分出引起的干扰穿过拉曼有源介质的段4a(图1)所需的时间。如上所述，在t＝t1时，由于SSI所引起的从所删除的较高波长信道向剩余较低波长信道的功率转移，光功率会发生突然变化。在几个纳秒量级的短时间后，系统进入所述渐近瞬变，该状态的特征是光功率相对于时间为正斜率(Δop/Δt＞0)，即在剩余信道上的光功率最初随着时间线性变化，这对应于光功率相对于时间t的恒定值的一阶导数。这最后的效果是由于SPI。
图2b示出了基本上与图2a相似的示图。然而，对于图2b来说，已经假定只有一个剩余信道位于光波段的高波段端，即对于扩展C波段C’来说靠近λ＝1570nm处。再一次地，在t＝0时，分出N-1个信道，例如，由于光纤中断。在所述光纤转变时间后，在t＝t1时，因为信道功率有效地转移给了较低的波长信道，所以由于SSI而引起在剩余信道上的光功率突然下降。在几个纳秒量级的短时间后，系统由于SPI再次进入所述渐近瞬变，使得尽管短时的突然下降，在剩余信道上的光功率现在呈现出光功率相对于时间为正斜率(Δop/Δt＞0)。因此，在与图2a的上述情况相似的情况下，在信道分出的情况下，检测器电路7(图1)将始终测量到在光功率的突然变化已经发生之后剩余信道上的光功率的恒定正斜率。根据图2a和图2b中的实施例，具有恒定正斜率的所述渐近瞬变具有微秒量级的时间段。
本领域的普通技术人员将能够理解，在图2a和图2b的情况下，相同的量值，即正斜率，有效地表示了在光纤中断之前信道光功率相对于标称光功率的增大。与此相反，对于时间t＞t1，信道光功率的绝对值取不同的值，使得基于确定在t＞t1时光信道的绝对值的控制方法能够有效地导致在图2b的情况下的信道光功率的最初增强，以便补偿在t＞t1时光信道功率的假定的下降。这种对光传输链路(即它的相应信道)中的实际功率平衡的曲解会由于某些时间段内的错误调谐的级联而导致光传输系统的不稳定性。此外，这些不稳定性将使有效的拉曼增益控制延迟几十微秒，然而根据本发明，信道输出功率相对于时间的斜率用于产生拉曼增益调谐控制信号CS(图1)，其可以导致在任何情况下的快速且适当的拉曼增益变化。
本领域的普通技术人员将进一步了解到，在图2a和图2b中正斜率的绝对值各不相同，使得从原理上说各斜率的绝对值可以用于导出关于在特定剩余信道上拉曼增益应当减小多少的数量测量。
当将N-1个信道增加到一个现存信道时，可以获得与图2a和图2b的上述曲线类似的曲线图3a示出了所述剩余信道存在于光传输系统1(图1)所用的光带宽的较低部分的情况，即λ＝1530nm。在这种情况下，在转变时间t1之后，已经存在的信道的输出功率由于损耗和插入信道引起的拉曼增益饱和而显示出随着时间下降。再一次地，由于SSI，在t＝t1时出现突然变化，然而，具有最初恒定的负斜率的渐近瞬变是由于SPI。
图3b示出了之前现存的信道位于光带宽的较高波长端的情况，即λ＝1570nm。在这种特定情况下，输出功率首先由于信号间相互作用提供的附加增益而陡峭地增大，并且随后由于SPI引起的拉曼增益损害而下降。然而，在光功率在t＝t1时的突然变化之后，图3b的示图呈现出基本上与图3a的示图相同的恒定负斜率(Δop/Δt＜0)。以这种方式，并且根据本发明，可以使用所测量的代表剩余信道上的光信道信号的量值相对于时间的斜率作为控制信号CS(图1)，来调谐拉曼泵浦源5(图1)中的各个泵浦功率以增大拉曼增益，以便达到之前现存信道的所述标称输出功率。再一次地，如同参考图2a和图2b所描述的，只参考t＞t1时的光功率的绝对值可能导致在图3b描述的情况下的t＞t1时的输出功率的可能增大，这接着又可能会导致上述的系统不稳定性。
再一次的，图3a和图3b中各自描述的情况之间负斜率的陡峭度的差可以用于导出由控制信号CS所发起的拉曼增益的所需变化的数量测量。
因此，通过使用根据本发明的剩余信道上的光功率的该斜率，即随着时间的变化，提供了一种用于提供更快且更可靠的拉曼增益控制的有效方法。
权利要求
1.一种调节光放大器组件中的拉曼增益的方法，其中在不同波长信道上将多个光信号输入给通过拉曼泵浦源所泵浦的后向泵浦拉曼有源介质，其中，在信道插入/分出的情况下确定代表在至少一个现存/剩余信道上的相应放大光信号的量值相对于时间的斜率，并且其中根据所述斜率来调谐拉曼泵浦源。
2.根据权利要求1所述的方法，其中如果所述斜率对应于现存/剩余信道上的光泵浦功率相对于时间的降低，则对该拉曼泵浦源的多个泵浦信号进行调节以增强所述信道上的光功率。
3.根据权利要求1所述的方法，其中如果所述斜率对应于现存/剩余信道上的光泵浦功率相对于时间的增大，则对该拉曼泵浦源的多个泵浦信号进行调节以减小所述信道上的光功率。
4.根据权利要求1所述的方法，其中在预定的渐近瞬变时间上确定所述斜率，所述时间特别为微秒(μs)的量级。
5.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述斜率包括确定所述量值相对于时间的一阶导数。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述量值是所述现存/剩余信道上的光功率。
7.一种光放大器组件，包括-拉曼有源介质，适于传播将在多个信道上被放大的多个波长复用光信号；以及拉曼泵浦源，适于将多个反向传播的泵浦信号传送到所述拉曼有源介质，其中，检测器电路布置在所述拉曼有源介质上并适于在信道插入/分出的情况下确定代表在现存/剩余信道上的相应放大光信号的量值相对于时间的斜率，其中该拉曼泵浦源可根据所述斜率进行调谐，以在所述现存/剩余信道上实现基本上恒定的光功率。
8.根据权利要求7所述的光放大器组件，其中所述检测器电路适于确定所述现存/剩余信道上的光功率的斜率。
9.根据权利要求7所述的光放大器组件，其中如果所述斜率是负的，则该拉曼泵浦源可调谐为增强所述现存/剩余信道的拉曼增益。
10.根据权利要求7所述的光放大器组件，其中如果所述斜率是正的，则该拉曼泵浦源可调谐为降低所述现存/剩余信道的拉曼增益。
11.根据权利要求7所述的光放大器组件，其中所述检测器电路适于在预定的渐近瞬变时间上确定所述斜率，所述时间特别为微秒的量级。
12.根据权利要求7所述的光放大器组件，其中所述检测器电路适于通过确定所述量值相对于时间(t)的一阶导数来确定所述斜率。
13.一种波分复用光传输系统，包括-适于发射光信号的发射机；-适于接收光信号的接收机；以及-连接发射机和接收机并且适于传播光信号的光传输链路，其中，根据权利要求7所述的一个光放大器组件包括在所述光传输链路中。
全文摘要
本发明提供了一种调节光放大器组件(1a)中的拉曼增益的方法。该方法包括在不同的波长信道上将多个(N)光信号(OS)输入到通过拉曼泵浦源(5)泵浦的后向泵浦拉曼有源介质(4a)中。所提出的方法的特征在于，在信道插入/分出的情况下确定代表在至少一个现存/剩余信道上的相应放大光信号(OS’)的量值相对于时间的斜率，并且在于根据所述变化来调谐拉曼泵浦源(5)。以这种方式，即使在光放大器组件(1a)和光传输系统分别存在信道插入/分出的情况下，也能获得快速和可靠的拉曼泵浦调谐。
文档编号H04B10/291GK1971396SQ20061014313
公开日2007年5月30日 申请日期2006年11月1日 优先权日2005年11月21日
发明者多米尼克·安妮·蒙加尔迪安 申请人:阿尔卡特公司