CN103814534B - 光学放大控制设备及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种光学放大控制器件设置有：将在自身节点或者最近节点中已经被附加预定波长的附加光信号的光信号分支的第一分支装置；从由第一分支装置分支的一个光信号提取附加光信号的第一滤光装置；将由第一分支装置分支的另一光信号放大的放大装置；将由放大装置放大的光信号分支的第二分支装置；从由第二分支装置分支的一个光信号提取附加光信号的第二滤光装置；和基于由第一滤光装置提取的附加光信号和由第二滤光装置提取的附加光信号执行放大装置的自动增益控制的第一控制装置。

Description

光学放大控制设备及其控制方法
技术领域
本发明涉及控制网络中的光信号的放大的一种光学放大控制设备和该光学放大控制设备的一种控制方法。
背景技术
近年来，随着WDM(波分复用)的实际使用，该WDM在带有环状或者网状配置的网络中的应用已经增长。在这种网络中，带有任意波长的光信号使用诸如ROADM(可重构光分插复用)和WXC(波长交叉连接)技术从传输路径纤维分支或者插入，并且网络的特征在于并不如在点对点网络中那样存在终点。
另外，在上述ROADM、WXC等中，执行使用光学放大器的输入和输出信号的AGC(自动增益控制)控制(例如，参考专利文献1、2和3)。
引用列表
专利文献
专利文献1：日本未审定专利申请公报No.2000-223764
专利文献2：日本未审定专利申请公报No.2003-209309
专利文献3：日本未审定专利申请公报No.2004-363631
发明内容
技术问题
顺便提一句，在从上游传输路径输入到光学放大器的WDM信号中，由于传输路径的偏振依赖性和损耗波动等的影响，可能发生功率波动。进而，当在上述功率波动随后执行AGC控制时，由于在光学放大器中的放大之后从上游传输路径传输的信号，在没有发生波动的节点处附加的光信号也受到波动的影响(波动转移)，这导致AGC控制的准确度劣化。进而，在如在环形网络中并不具有信号终点的网络配置的情形中，因为功率波动环形地传播，所以满足共振条件，并且可能发生振荡。
应该指出，为了抑制上述功率波动的传播，例如采取了使用ALC控制(自动电平控制)的方法。在此情形中，为了保持单位波长的输出恒定，出现了基于输入到光学放大器的波长的数目的信息控制光学放大器的总输出功率目标值的需要。相应地，当输入到光学放大器的波长的数目快速地改变并且在输入波长的数目和实际的波长的数目之间出现差异时，发生单位波长的光学输出功率改变的问题。
已经实现了本发明以解决这种问题，并且其主要目的在于提供能够以高准确度控制网络中的光信号的放大的光学放大控制设备和该光学放大控制设备的控制方法。
解决问题的方案
用于实现上述目的的本发明的一个方面是一种光学放大控制设备，其特征在于设置有：用于将在自身节点或者最近节点中已经被附加预定波长的附加光信号的光信号分支的第一分支装置；用于从第一分支装置已经分支成的一个光信号提取附加光信号的第一滤光装置；用于将第一分支装置已经分支成的另一光信号放大的放大装置；用于将由放大装置放大的光信号分支的第二分支装置；用于从第二分支装置已经分支成的一个光信号提取附加光信号的第二滤光装置；和用于基于由第一滤光装置提取的附加光信号和由第二滤光装置提取的附加光信号执行放大装置的自动增益控制的第一控制装置。
在另一方面，用于实现上述目的的本发明的一个方面可以是一种光学放大控制设备的控制方法，其特征在于，已经被附加预定波长的附加光信号的光信号在自身节点或者最近节点中被分支；从由已经被附加预定波长的附加光信号的光信号分支的一个光信号提取附加光信号；将从已经被附加预定波长的附加光信号的光信号分支的另一光信号放大；将所放大的光信号分支；从由所放大的光信号分支的一个光信号提取附加光信号，并且基于所提取的附加光信号执行放大的自动增益控制。
本发明的有利效果
根据本发明，能够提供能够以高准确度控制网络中的光信号的放大的光学放大控制设备和该光学放大控制设备的控制方法。
附图简要说明
图1是与本发明的一个实施例有关的光学放大控制设备的功能框图。
图2是示出与本发明的一个实施例有关的光学放大控制设备的概略配置的框图。
图3是示出与本发明的一个实施例有关的光学放大控制设备的控制处理流的流程图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图解释本发明的一个实施例。图1是与本发明的一个实施例有关的光学放大控制设备的功能框图。
与该实施例有关的光学放大控制设备100设置有：用于将在自身节点或者最近节点中已经被附加预定波长的附加光信号的光信号分支的第一分支装置11；用于从第一分支装置11已经分支成的一个光信号提取附加光信号的第一滤光装置12；用于将第一分支装置11已经分支成的另一光信号放大的放大装置13；用于将由放大装置13放大的光信号分支的第二分支装置14；用于从第二分支装置14已经分支成的一个光信号提取附加光信号的第二滤光装置15；和用于基于由第一滤光装置12提取的附加光信号和由第二滤光装置15提取的附加光信号执行放大装置13的自动增益控制的第一控制装置16。
如上所述，使用不能容易地受到诸如传输路径的偏振依赖性(在下文中被称作传输路径偏振依赖性)和损耗波动的光学输出波动的效果影响的附加光信号执行放大装置13的自动增益控制，由此能够抑制光学输出波动引起的效果，并且能够可靠地防止网络中的共振。即，能够以高准确度控制网络中的光信号的放大。
图2是示出与本发明的一个实施例有关的光学放大控制设备的概略配置的框图。与该实施例有关的光学放大控制设备100是例如设置在具有环状配置的网络中、抑制光学输出波动引起的效果并且由此以高准确度控制在网络中传输的光信号的放大的设备。
光学放大控制设备100设置有：第一光耦合器1；第二光耦合器2；第三光耦合器3；光学放大器4；第一可调谐滤光器5；第二可调谐滤光器6；泵浦光源7；第一光电检测器8；第二光电检测器9；第一控制器10；和第二控制器11。
第一光耦合器(自身节点)1是附加装置的一个具体实例，相对于从上游传输路径传输的WDM(波分复用)光信号S1复用了预定波长λ2的附加光信号(附加光信号)S2，并且向第二光耦合器2输出复用的WDM光信号S12。应该指出虽然在第一光耦合器1中附加了附加光信号S2，但是本发明不限于此，并且附加光信号S2能够在任意的自身节点中被附加。
第二光耦合器2是第一分支装置的一个具体实例，其将由第一光耦合器1复用的WDM光信号S12分支成两个，向第一可调谐滤光器5输出一个分支WDM光信号S12，并且向光学放大器4输出另一WDM光信号S12。
第一可调谐滤光器5是第一滤光装置的一个具体实例，其从第二光耦合器2已经分支成的一个WDM光信号S12提取附加光信号S2，并且向第一光电检测器8输出提取的附加光信号S2。
第一光电检测器8是第一转换装置的一个具体实例，并且具有用作输入监视器的功能。第一光电检测器8测量由第一可调谐滤光器5提取的附加光信号S2的功率P2，并且作为输入监视器值(电信号)P2向第一控制器10输出附加光信号S2的测量功率P2。
光学放大器4是放大装置的一个具体实例，其使用从泵浦光源7输出的激发光放大从第二光耦合器2输出的另一WDM光信号S12的强度，并且向第三光耦合器3输出放大的WDM光信号S13。
第三光耦合器3是第二分支装置的一个具体实例，其将由光学放大器4放大的WDM光信号S13分支成两个、向第二可调谐滤光器6输出一个分支WDM光信号S13，并且向下游传输路径输出另一WDM光信号S13。
第二可调谐滤光器6是第二滤光装置的一个具体实例，其从第三光耦合器3已经分支成的一个WDM光信号S13提取附加光信号S3，并且向第二光电检测器9输出提取的附加光信号S3。
第二光电检测器9是第二转换装置的一个具体实例，并且具有用作输出监视器的功能。第二光电检测器9测量由第二可调谐滤光器6提取的附加光信号S3的功率P3，并且作为输出监视器值(电信号)P3向第一控制器10输出附加光信号S3的测量功率P3。
第一控制器10是第一控制装置的一个具体实例，其例如执行AGC控制(自动增益控制)，使得从第一光电检测器8输出的输入监视器值P2和从第二光电检测器9输出的输出监视器值P3的比率(P2/P3)变得恒定，并且向泵浦光源7输出AGC控制的控制信号。应该指出，上述AGC控制方法是一个实例，本发明不限于此，并且例如可以使用PID控制等。
如上所述，基于指示在光学放大器4之前和之后附加光信号的功率的比率的、输入监视器值P2和输出监视器值P3的比率，来执行AGC控制，由此与输入到光学放大器4的光信号的波长的数目无关地，放大增益变得恒定，并且由此单位波长的光功率并不改变。
泵浦光源7是光源装置的一个具体实例，并且根据从第一控制器10输出的控制信号向光学放大器4输出激发光。
第二控制器11是第二控制装置的一个具体实例，并且基于从外部(例如，设置在网络中的NMS(网络管理系统)等)接收的附加光信号的信息，来控制穿过第一可调谐滤光器5的光信号的所选择的波长和穿过第二可调谐滤光器6的光信号的所选择的波长。例如，第二控制器11分别地基于附加光信号S2和S3的波长信息，将第一和第二可调谐滤光器5和6中的所选择的波长控制为附加光信号S2和S3的波长λ2。由此，来自其中上述光学输出波动最小的自身节点的附加光信号S2和S3能够被选择并且使其穿过。
应该指出，虽然在该实施例中已经解释了使用单一附加光信号的情形，但是本发明不限于此，并且可以采用使用多个附加光信号的配置，并且在此情形中，第二控制器11例如将上述选择的波长控制为更加靠近传输带的中心的波长。
顺便提一句，在从上游传输路径输入光学放大器的WDM信号中，由于诸如传输路径偏振依赖性和损耗波动的光学输出波动的效果，可能发生功率波动。当在传统光学放大控制设备中在上述功率波动随后执行AGC控制时，由没有发生波动的光耦合器附加的光信号在光学放大器中的放大之后也受到由于从上游传输路径传输的信号引起的波动好影响(波动转移)。例如，在并不具有如在环形网络中那样好信号终点的网络配置的情形中，因为功率波动环形地传播，所以满足共振条件，并且可能发生振荡。
因此，在与该实施例有关的光学放大控制设备100中，第二光耦合器2将已经在作为自身节点的第一光耦合器1中被附加预定波长的附加光信号的光信号分支，第一可调谐滤光器5从第二光耦合器2已经分支成的一个光信号提取附加光信号，光学放大器4放大第二光耦合器2已经分支成的另一光信号，第三光耦合器3将由光学放大器4放大的光信号分支，第二可调谐滤光器6从第三光耦合器3已经分支成的一个光信号提取附加光信号，并且第一控制器10基于由第一可调谐滤光器5提取的附加光信号和由第二可调谐滤光器6提取的附加光信号执行光学放大器4的AGC控制。
如上所述，仅使用不能容易地受到诸如传输路径偏振依赖性和损耗波动的上述光学输出波动的效果影响的附加光信号执行AGC控制，由此抑制上述波动转移，并且能够可靠地防止在网络中的振荡。即，能够以高准确度控制在网络中的光信号的放大。
接着，将详细地解释与实施例有关的光学放大控制设备100的控制方法的一个实例。图3是示出与实施例有关的光学放大控制设备的控制处理流的流程图。
第二控制器11分别地基于从外部(未示出)接收的附加光信号的波长信息，将在第一和第二可调谐滤光器5和6中的所选择的波长控制为附加光信号的波长(步骤S101)。
第一光耦合器1复用从上游传输路径传输的WDM光信号S1和附加光信号S2，并且向第二光耦合器2输出复用的WDM光信号S12(步骤S102)。
第二光耦合器2将来自第一光耦合器1的WDM光信号S12分支成两个，向第一可调谐滤光器5输出一个分支WDM光信号S12，并且向光学放大器4输出另一WDM光信号S12(步骤S103)。
第一可调谐滤光器5使得仅在第二光耦合器2已经分支成并且第二光耦合器2已经输入的一个WDM光信号S12中的附加光信号S2穿过，并且将其输出到第一光电检测器8(步骤S104)。第一光电检测器8测量来自第一可调谐滤光器5的附加光信号S2的功率，并且作为输入监视器值P2将其输出到第一控制器10(步骤S105)。
光学放大器4使用来自泵浦光源7的激发光来放大第二光耦合器2已经分支成并且第二光耦合器2已经输入的另一WDM光信号S12的功率，并且将其输出到第三光耦合器3(步骤S106)。第三光耦合器3将由光学放大器4放大并且输入的WDM光信号S13分支成两个，向第二可调谐滤光器6输出一个分支WDM光信号S13，并且向下游传输路径输出另一WDM光信号S13(步骤S107)。
第二可调谐滤光器6使得仅在来自第三光耦合器3的另一WDM光信号S13中的附加光信号S3穿过，并且将其输出到第二光电检测器9(步骤S108)。第二光电检测器9测量来自第二可调谐滤光器6的附加光信号S3的功率，并且作为输出监视器值P3将其输出到第一控制器10(步骤S109)。
第一控制器10执行AGC控制，使得来自第一光电检测器8的输入监视器值P2和来自第二光电检测器9的输出监视器值P3的比率(P2/P3)变得恒定，并且向泵浦光源7输出控制信号(步骤S110)。
泵浦光源7根据从第一控制器10输出的控制信号向光学放大器4输出激发光。
在上文中，在与实施例有关的光学放大控制设备100中，第二光耦合器2将在作为自身节点的第一光耦合器1中已经被附加预定波长的附加光信号的光信号分支，第一可调谐滤光器5从第二光耦合器2已经分支成的一个光信号提取附加光信号，光学放大器4放大第二光耦合器2已经分支成的另一光信号，第三光耦合器3分支由光学放大器4放大的光信号，第二可调谐滤光器6从第三光耦合器3已经分支成的一个光信号提取附加光信号，并且第一控制器10基于由第一可调谐滤光器5提取的附加光信号和由第二可调谐滤光器6提取的附加光信号来执行光学放大器4的AGC控制。
由此，能够抑制由诸如传输路径偏振依赖性和损耗波动的光学输出波动引起的效果，即所谓的波动转移，并且能够可靠地防止在网络中的振荡。另外，基于在光学放大器4之前和之后的附加光信号的功率的比率来执行AGC控制，由此放大增益变得恒定，而与输入光学放大器4的光信号的波长的数目无关，并且由此，单位波长光功率的改变能够被抑制。即，能够以高准确度控制在网络中的光信号的放大。
应该指出本发明不限于上述实施例，并且能够在不偏离本发明的精神的情况下做出适当的改变。
虽然在上述一个实施例中，在最小地受到诸如传输路径偏振依赖性和损耗波动的光学输出波动影响的第一光耦合器(自身节点)1中附加附加光信号，但是本发明不限于此。例如，可以采用以下配置，其中在具有光学传输路径的短传播距离并且受到光学输出波动影响很小的最近节点中附加附加光信号。
在此情形中，例如，在网络中设置知晓每一个节点的操作状况的网络管理系统，并且光学放大控制设备100能够从这个网络管理系统获取在每一个节点处附加的附加光信号的波长信息等。
该申请要求基于在2011年9月20日提交的日本专利申请No.2011-205101的优先权，并且其全部公开在这里并入。
附图标记列表
1 第一光耦合器
2 第二光耦合器
3 第三光耦合器
4 光学放大器
5 第一可调谐滤光器
6 第二可调谐滤光器
7 泵浦光源
8 第一光电检测器
9 第二光电检测器
100 光学放大控制设备

Claims (7)

1.一种光学放大控制设备，包括：
第一分支装置，用于将在自身节点或者最近节点中已经被附加预定波长的附加光信号的光信号分支；
第一滤光装置，用于从所述第一分支装置已经分支成的一个光信号提取所述附加光信号；
放大装置，用于将所述第一分支装置已经分支成的另一光信号放大；
第二分支装置，用于将由所述放大装置放大的光信号分支；
第二滤光装置，用于从所述第二分支装置已经分支成的一个光信号提取所述附加光信号；
第一控制装置，用于基于由所述第一滤光装置提取的附加光信号和由所述第二滤光装置提取的附加光信号，来执行所述放大装置的自动增益控制；以及
第二控制装置，用于控制选择的波长，使得所述第一和第二滤光装置提取所述预定波长的附加光信号。
2.根据权利要求1所述的光学放大控制设备，进一步包括附加装置，所述附加装置用于向所述光信号附加所述预定波长的附加光信号。
3.根据权利要求1所述的光学放大控制设备，其中，所述第一控制装置控制所述放大装置，使得由所述第一滤光装置提取的附加光信号和由所述第二滤光装置提取的附加光信号的比率变得恒定。
4.根据权利要求1到3中的任何一项所述的光学放大控制设备，进一步包括：
第一转换装置，用于测量由所述第一滤光装置提取的附加光信号的功率，并且将它输出到所述第一控制装置作为输入监视器值；和
第二转换装置，用于测量由所述第二滤光装置提取的附加光信号的功率，并且将它输出到所述第一控制装置作为输出监视器值，
其中，所述第一控制装置控制所述放大装置，使得来自所述第一转换装置的所述输入监视器值和来自所述第二转换装置的所述输出监视器值的比率变得恒定。
5.根据权利要求1到3中的任何一项所述的光学放大控制设备，进一步包括光源装置，所述光源装置用于根据来自所述第一控制装置的控制信号向所述放大装置输出激发光。
6.一种光学放大控制设备的控制方法，其中
将已经被附加预定波长的附加光信号的光信号在自身节点或者最近节点中分支，
从由已经被附加所述预定波长的附加光信号的光信号分支的一个光信号提取所述附加光信号，
将从已经被附加所述预定波长的附加光信号的光信号分支的另一光信号放大，
将所放大的光信号分支，
从由所放大的光信号分支的一个光信号提取所述附加光信号，
基于所提取的附加光信号执行所述放大的自动增益控制，以及
控制选择的波长，使得提取所述预定波长的附加光信号。
7.根据权利要求6所述的光学放大控制设备的控制方法，其中
所提取的附加光信号的功率被测量，并且被输出作为输入监视器值，
所提取的附加光信号的功率被测量，并且被输出作为输出监视器值，并且
控制所述放大，使得输出的所述输入监视器值和输出监视器值的比率变得恒定。
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