CN1130870C - 波分复用光传输系统中波长稳定器 - Google Patents

Abstract

WDM光传输系统中用来稳定由多个信道发射机的每一个的LD产生的光信号的波长的波长稳定器，其中，每个信道发射机的温度控制电路检测LD工作温度并把LD保持在参考温度，波分复用器对由多个信道发射机产生的光信号进行多路复用，波长监视器通过光传输线路连接到波分复用器、监视每个信道的光信号的波长偏移并输出波长偏移信息，而控制器根据波长偏移信息确定每个信道的波长偏移并按待补偿的偏移值修改每个信道发射机的温度控制电路的参考温度。

Description

波分复用光传输系统中波长稳定器

本发明涉及利用波分复用(WIDM)法的光传输系统，详细地说，涉及用来稳定每个信道发射机中激光二极管(LD)发射的光信号波长的波长稳定器。

WDM是光信号传输方法之一，其中，通过一根光纤同时传输许多不同波长的光信号。在WDM传输中，不同波长的光信号在一根光纤上的多路复用称为波分复用，而其逆操作称为波分多路分解。

在WDM光传输系统中，使用具有作为光源的窄频谱LD的激光发射机作为信道发射机，并且，各信道密集地排列在大约100或200千兆赫(GHz)的间隔中。由这种LD产生的光信号的波长应当处在相应信道的预定的范围内。

通常，对预定范围内的光信号波长进行基于温度的稳定化，或者利用基准波长进行实时控制。

第一种方法利用以下原理：LD的振荡波长取决于工作温度。为了稳定由LD产生的光信号的波长，把设置在LD中的热敏电阻的电阻值与对应于预定的温度的基准值进行比较，并根据比较结果控制工作温度。通常利用热电冷却器(TEC)来进行温度控制。这种方法的优点是：控制机理简单，不需要用来监视波长偏移的附加元件，以及能够实现高的稳定性。但是，随着时间的推移，LD的性能的变坏，因此阈电流值上升。因此，使用激光发射机驱动电路、通过自动控制偏置电流值来保持光输出功率不变。尽管将LD的工作温度保持不变，但是，如果LD长时间使用，所产生的光信号的波长逐渐偏移，最后，甚至在基于预定的温度对波长进行精确控制的情况下，波长也脱离预定的范围。

第二种方法要求使用单独提供的用于检测光信号波长的波长稳定装置。所述波长稳定装置检测光信号的波长偏离预定范围多大，并且实时地控制LD的温度。波长稳定装置可以用于每一个波分复用信道，并且从波分复用(WDM)光信号中提取信号。这种方法具有基于精确的波长偏移信息的波长稳定的优点，但是具有需要获得实时控制电路的稳定性的限制，以及由使用每一个信道的昂贵的波长稳定装置引起的高成本的缺点。

如上所述，传统的波长稳定方法在长期稳定光信号方面无效，或者存在实时控制电路的稳定性问题以及由需要单独提供的装置引起的高成本。

因此，本发明的目的是提供一种能够简单和便宜地补偿光信号的波长偏移并且确保波长长期稳定的波长稳定器。

为了实现以上目的，在WDM光传输系统中提供一种用来稳定由多个信道发射机中的每一个的LD产生的光信号的波长的波长稳定器。在该波长稳定器中，每一个信道发射机中的温度控制电路检测LD工作温度并且把LD保持在参考温度，波分复用器对由多个信道发射机产生的光信号进行多路复用，波长监视器通过光传输线路连接到所述波分复用器、监视复用信号中每一个信道的光信号的波长偏移并且输出波长偏移信息，而控制器根据所述波长偏移信息确定每一个信道的波长偏移并且，如果存在其波长偏移到预定范围之外的任何信道，则控制器根据待补偿的偏移值修改相应的信道发射机中温度控制电路的参考温度。

通过参考附图详细地描述本发明的最佳实施例，本发明的上述目的和优点将变得更加清楚，附图中：

图1是包括根据本发明的实施例的波长稳定器的方块图；以及

图2是图1中所示的系统处理器的控制操作的流程图。

参考图1，多个信道发射机102-1至102-n中的每一个的LD产生相应的光信号。所述产生的光信号具有随分配给它的信道而变的不同波长。为描述的清楚起见，以仅仅具有LD和温度控制电路的信道发射机为例来说明，而省去其它一般元件。每一个信道发射机中产生的每一个信道的光信号馈送到波分复用器108。波分复用器108对从信道发射机102-1至102-n接收到的光信号进行多路复用。通过一般包括功率放大器、线路放大器、前置放大器等的光传输线路116发射多路复用后的光信号。

由于如上所述各信道的波长密集地排列，所以，把每一个信道保持在预定的波长上是非常重要的。为此，在WDM光传输系统的发射和接收侧中的每一侧都使用波长监视器。图1中，波长监视器110耦合到发射机中的光传输线路116。波长监视器110监视多路复用信号中每一个信道光信号的波长偏移，并且把波长偏移信息输出给控制器114的系统处理器100。这里，所述波长偏移信息表示每一个信道中光信号波长偏离预定波长的大小。

控制器114包括作为发射机的主控制装置的系统处理器100和DAC(数模转换器)112。DAC112耦合在系统处理器100和每一个信道发射机的温度控制电路之间，用来把从系统处理器100接收到的、用以设置温度控制电路的参考温度的数字值转换成模拟信号。所述温度控制电路检测相应的信道发射机中LD的温度，并且按照上述一般方法将LD保持在预定的参考温度。就是说，把LD中的热敏电阻传感器的电阻值与对应于预定温度的参考值进行比较，并且把该LD的工作温度控制在预定的温度，从而稳定由该LD产生的光信号的波长。本发明的差别在于：必要时，由控制器114的系统处理器100修改参考温度。

图2是系统处理器100中，在每一个预定的周期控制参考温度以便稳定波长的流程图。在步骤200，系统处理器100确定是否到了预定的参考温度控制时间。如果是，则在步骤202系统处理器100接收来自波长监视器110的波长偏移信息。系统处理器100在步骤204根据所述波长偏移信息确定每一个信道的光信号的波长偏移多大，并且在步骤206确定是否存在其波长偏移到预定的范围之外的任何信道。如果所有信道的光信号的波长都在预定的范围之内，则不必控制参考温度，于是所述过程结束。另一方面，如果存在其波长偏移到预定范围之外的任何信道，则在步骤208，系统处理器100按照待补偿的偏移值修改相应的信道发射机中温度控制电路的参考温度。就是说，如果偏移程度超过预定范围，则修改参考温度。

因此，尽管长期使用引起LD的退化，但是，通过根据波长偏移信息修改参考温度并补偿所述波长偏移，能够确保波长的长期稳定。不需要单独提供的波长稳定装置，而由波长监视器监视每一个信道的光信号的波长偏移，结果是，在不施加关于实时控制电路的稳定性的限制的情况下简单和便宜地补偿波长偏移。由于由退化的LD引起的波长偏移是在长时间内逐渐进展的，所以，应当考虑到所述退化时间而定期地进行参考温度控制。因此，即使在预定的时间周期内没有来自波长监视器的波长偏移信息或者波长稳定机构可能出现问题，也不会影响波长稳定性。

虽然已经参考特定的实施例详细地描述了本发明，但是，这仅仅是示范性的应用。虽然在本发明中向发射机提供波长监视器，但是，接收机中的波长监视器也可以监视波长偏移并且向发射机的控制器发送波长偏移信息。在这种情况下，把波长偏移信息发送给由WDM光传输系统单独分配的监视信道上的控制器。此外，可以把波长监视器设置在波分复用器的内部或者外部。可以连续地也可以定期地实行参考温度控制。因此，应当清楚地理解，本专业的技术人员可以在本发明的精神和范围内作出各种各样的变化。

Claims (4)

1.一种在WDM(波分复用)光传输系统中用来稳定由多个信道发射机中的每一个的激光二极管(LD)产生的光信号的波长的波长稳定器，所述波长稳定器包括：

每一个信道发射机中的温度控制电路，用来检测LD工作温度并把该LD保持在参考温度下；

波分复用器，用来对由所述多个信道发射机产生的光信号进行多路复用；

波长监视器，它通过光传输线路连接到所述波分复用器，用来监视所述复用信号中每一个信道的光信号的波长偏移并且输出波长偏移信息；以及

控制器，用来根据所述波长偏移信息确定每一个信道的波长偏移并且，如果存在其波长偏移到预定范围之外的任何信道，则控制器按照待补偿的偏移值修改相应的信道发射机中所述温度控制电路的所述参考温度。

2.权利要求1的波长稳定器，其特征在于：所述控制器定期地控制所述参考温度。

3.权利要求1的波长稳定器，其特征在于：所述波长监视器设置在多路复用光信号发射侧。

4.权利要求1的波长稳定器，其特征在于：所述波长监视器设置在接收侧，用以向监视信道上的所述控制器发送所述波长偏移信息。

Images