CN1198420C - 光学放大装置、光学发送设备、光传输系统及光学放大方法 - Google Patents

光学放大装置、光学发送设备、光传输系统及光学放大方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了多个光学调节部分、波长多路复用部分、及控制部分。该多个光学调节部分，供给相应波长，放大各波长带的光束。波长多路复用部分对各波长带中的放大的光束进行波长多路复用。控制部分控制各光学放大部分的输出，以便在各波长带中的光束的波长多路复用光传到一个预定点时使该预定点处的各波长带的光功率变得近似相等。这种结构在传输多个波长带的光信号时使它可消除波长带之间的光功率偏差，从而使光学SNR均匀。

Description

光学放大装置、光学发送设备、 光传输系统及光学放大方法
技术领域
本发明涉及一种具有对应于相应波长带的光学放大器并能在光信号传播一预定距离后到达的点处均衡各波长带的光功率的光学放大装置，及一种相关的光学发送设备。本发明还涉及一种使用这些设备作为光学中继器的光传输系统。本发明还涉及一种具有对应于相应波长带的光学放大装置中的光学放大方法。
背景技术
为了构造未来的多媒体网络，现在需要超长距离、大容量的光传输系统。为了实现这种容量的增长，由于可有效地利用光纤的宽波带和大容量和其它优点，现在将波分多路复用(以下简称为WDM)作为一个课题进行研究和开发。
特别是，根据提高WDM的带宽和增大有用波长数的要求，放大带宽和波长数增大的WDM光信号的光学放大装置正被广泛地研究和开发。
已报导了一种放大带宽和波长数增大的WDM光信号的光学放大装置(“Trinal-wavelength-band WDM transmission over dispersion-shiftedfiber”，Jun-ichi Kani et al.，1999 IEICE General Conference)。
参看根据上述报导所绘制的图23，16个激光二极管(下文中简称为LD)150-1到150-16分别发射具有对应于S+波段的信道-1到信道16的波长的激光束。把所发射的激光束输入到一个阵列式波导光栅(下文中简称为AWG)151-1。AWG 151-1通过波长多路复用信道-1到信道-16的激光束产生WDM光。把WDM光输入到马赫-曾德尔(Mach-Zehnder)干涉仪型光学调制器(下文中简称为“MZ调制器”)152-1，在那儿它被要传输的信息所调制从而转换成一个WDM光信号。将该WDM光信号输入到掺铥光纤放大器(下文中简称为TDFA)153。作为掺杂稀土元素的放大1,450nm波段中的光的光纤放大器，TDFA 153可放大S+波段WDM光信号。把所放大的WDM光信号输入到绝缘多层光纤制成的波长多路复用耦合器(下文中简称为“WDM耦合器”)156。
C波段WDM光信号由这样一个块产生，该块与上述块相同并包括150-17到150-32、AWG 151-2、MZ耦合器152-2和用于代替TDFA 153并在1,550nm波段中实施放大作用的掺铒光纤放大器(下文中简称为EDFA)154的块。C波段WDM光信号被输入到WDM耦合器156。
L波段WDM光信号由这样一个块产生，该块与上述块相同并包括150-33到150-48、AWG 151-3、MZ耦合器152-3和设置成代替TDFA 153并在1,580nm波段中实施放大作用的增益偏移掺铒光纤放大器(下文中简称为GS-EDFA)155的块。L波段WDM光信号被输入到WDM耦合器156。
WDM耦合器156通过波长多路复用S+波段、C波段和L波段WIM光信号产生一个三波长带WDM光信号。把三波长带WDM光信号发送到光传输线，即，色散位移光纤(下文中简称为DSF)157。
在上述光传输系统中，产生了信道分别指定到S+波段(1,450-1,490nm)、C波段(1,530-1,570nm)和L波段(1,570-1,610nm)的波长带的WDM光信号，根据一个波长带基准用掺杂稀土元素的光纤放大器进行放大，并被波长多路复用成三波长带WDM光信号，该信号被发送到光传输线。
顺便说一下，众所周知，由于如受激拉曼散射、四波混合和交叉相位调制的非线性光学现象存在，使得在经光传输线传播的WDM光信号之间发生了串扰。
特别是，由于受激拉曼散射使得较短波长光功率在光传输线中经与光声子发生交互作用要被转送到较长波长侧，从而使各信道的光功率不均匀。这样便产生了增益梯度并因此恶化了较短波长信道的WDM光信号的光学信噪比(下文中简称为“光学SNR”)。
在WDM光信号处在具有拉曼增益的15THz的信道中的情况下，从WDM光信号的较短波长信道中除去的光功率的比例D表示为：
D = Σ i - 1 N - 1 ( λi λ 0 ) × ( PiγiLe 2 Aeff ) - - - · · · ( 1 )
其中N是信道数，而λi、Pi和γi分别是第i信道的波长、光功率和拉曼增益系数。Le是光传输线的有效波长并表示为Le＝{1-exp(-α)}/α，其中α是光传输线的损耗系数，Aeff是光传输线的有效纤芯横截面。
通常，拉曼增益系数是三角形逼近的值并表示为：
γi = iΔfγp 1.5 × 10 13 - - - · · · ( 2 )
其中Δf是信道间的间隔，γp是峰值增益系数，它是用三角形逼近方法得到的拉曼增益系数的最大值。
包括上述等式的与受激拉曼散射有关的公式在“Optical FiberCommunication Technology”(由Yoshihiro Konishi，Nikkan KogyoShinbun，.Ltd审定)的第276-278页上进行了说明。
众所周知，如果32波WDM光信号经光纤传输一定距离，则受激拉曼散射使得信道-1的部分光功率要被传递到较长波长信道并因此在WDM光信号中产生增益梯度。也就是说，因受激拉曼散射所引起的增益梯度发生在单个波长带中的WDM光信号中。
顺便说一下，计算出约1,550nm的波长带中的受激拉曼散射的交互作用的范围是130nm的宽波长带或更大，因此，当其信道被设置在三个波长带中的三波长带WDM光信号在图23的光传输系统中传输100km时，由于受激拉曼散射使得较短波长带的S+波段的部分光功率要被传递到较长波长带的C波段和L波段，因此使得光学SNR恶化。
根据上述理解，要进行一个测量以评估受激拉曼散射是怎样影响在C波段和L波段中都传输的两波长带WDM光信号的。
参见图17，32个LD 120-1到120-32分别发射具有对应于C波段的信道-1到信道-32的波长的激光束。把所发射的激光束输入到AWG 121-1，在那儿它们被波长多路复用成WDM光。该WDMM光被输入到EDFA 122且在那被放大。把所放大的WDM光输入到衰减光功率的衰减器(下文中简称为ATT)123。其光功率已被衰减到一预定值的WDM光被输入到WDM耦合器126。
L波段WDM光由一个与上述块相同并包括LD 120-33到120-64、AWG121-2、设置成代替EDFA 122的GS-EDFA 124和ATT 125的块产生。把所产生的L波段WDM光输入到WDM耦合器126。
WDM耦合器126通过波长多路复用C波段和L波段WDM光束来产生一个两波长带WDM光，并把它发送到一个单模光纤(下文中简称为SMF)127。
在经SMF127传输80km之后，两波长带WDM光被输入到一个测量所进入光的波长和功率的光谱分析仪128。
各ATT 123和125的衰减量被调节成使C波段和L波段中的每个信道的光功率在一个紧接着WDM耦合器126的输出点的下游的点处，即图17中所示的点Y处，是均衡的。
在上述测量系统中，产生了具有C波段和L波段的波长带中的信道的WDM光束，接着用掺杂稀土元素的光纤放大器122、124和ATT 123、125在一个波长带上调节光功率，且最终的WDM光束被波长多路复用成两波长带WDM光，把它发送到SMF 127。用光谱分析仪128测量经SMF 127已传输80km的两波长带WDM光。
图18和19的测量结果间的比较表示了在图18中C波段和L波段的光功率近似相等，在图19中(在传输80km之后)C波段的光功率小于L波段的光功率。
在图18和19中，垂直轴用dBm表示光功率而水平轴用nm表示波长。在图20中，垂直轴用dB表示拉曼增益而水平轴用nm表示波长。
为了使上述结果更清楚根据图18和19绘制了图20。在图20中，标志“x”表示在将C波段WDM光传输80km时所获得的光功率，标志“▲”表示在将L波段WDM光传输80km时所获得的光功率，而标志“◆”表示将C波段和L波段WDM光都传输80km时所获得的光功率。
从图20可看到，当C波段和L波段WDM光都传输时，C波段的光功率减小而L波段的光功率增加，也就是说，受激拉曼散射使C波段的部分光功率传递到了L波段。
上述测量指的是C波段和L波段WDM光沿同一方向传输的情况。对C波段和L波段WDM光沿双向传输的情况进行同样的测量。
图21示出了后一种情况的测量系统。除了将图17中的用于产生L波段WDM光的包括LD120-33到120-64、AWG 120-2、GS-EDFA 124和ATT 125的块设置在相对于SMF 127的、产生C波段WDM光的块的对面之外，该测量系统的其它部分均与图17的测量系统相同，且增加了一个测量L波段WDM光的光谱分析仪130。因此，略去了对该测量系统的结构的说明。
在该测量系统中，C波段WDM光所产生的光功率由EDFA 122和ATT 123来调节并把最终的C波段WDM光发送到SMF 127。经SMF 127已传输80km的C波段WDM光用光谱分析仪128进行测量。另一方面，L波段WDM光所产生的光功率由GS-EDFA 124和ATT 125来调节并把最终的C波段WDM光发送到SMF 127。经SMF 127已传输80km的L波段WDM光用光谱分析仪130进行测量。
ATT 123和ATT 125进行这样的调节以便均衡C波段中的每个信道在Z1点(见图21)处的和L波段中的每个信道在Z2点(见图21)处的光功率。
从图22的测量结果可看出：C波段的部分光功率传递到L波段的现象以同样方式发生在单向传输和双向传输中。
在图22中，垂直轴用dB表示拉曼增益而水平轴用nm表示波长。标志“◆”表示从图20转送的单向传输中的光功率而标志“■”表示双向传输中的光功率。
从图19、20和22可看出：当两波长带WDM光被传输时，受激拉曼散射使C波段的部分光功率传递给L波段。也就是说，受激拉曼散射使较短波长带中的WDM光的部分功率传递给较长波长带中的WDM光。这样，当传输n波长带WDM光时，在波长带之间产生的光功率偏差和较短波长带中的WDM光的光学SNR降低。
尤其是，如由等式(1)所了解到的那样，在超长距离传输的情况下由于Pi和Le变大使得光学SNR恶化。
发明内容
本发明的一个目的是提供在宽波长带光传输之后在各波长带的光功率间没有偏差的一种光学放大装置、一种光学发送设备和一种光传输系统。
本发明的另一目的是提供一种在传输宽波长带光时在光信号传输之后增加光学SNR的光传输系统。
本发明的又一目的是提供一种在宽波长带光传输之后在各波长带的光功率间没有偏差的光学放大方法。
本发明的这些目的通过一种具有多个光学调节部分。波长多路复用部分和控制部分的装置来实现，其中控制部分控制光学调节部分的输出以使较短波长带中的光的光功率大于较长波长带中的光的光功率。
光学调节部分的示例为光学放大器和光学衰减器。例如，控制部分可通过参照已传输一预定距离的波长多路复用光的各波长带中的光束的光功率调节多个光学调节部分的输出。也可以是，如另一个示例，控制部分通过参照已传输一预定距离的波长多路复用光的各波长带中的部分光束的光功率、可调节多个光学调节部分的输出。
由于上述装置可控制光学调节部分的输出，因此它能消除波长带之间的因与波长有关的放大和损耗而另外产生的偏差，如受激拉曼散射和光传输线中的损耗、波长多路分用部分中的损耗和波长多路复用部分中的损耗，从而可增加光学SNR。因此，上述装置可改进整个光传输系统的性能。
本发明提供了一种光学放大装置，包括：提供给相应波长带的多个光学调节装置，用于调节光束的每个单波长信道的平均光功率；波长多路复用装置，用于对所述各光学调节装置的输出进行波长多路复用；及控制装置，用于进行控制以使所述多个光学调节装置中的调节短波长带光的每个单波长信道的平均光功率的光学调节装置的输出大于所述多个光学调节装置中的调节长波长带光的每个单波长信道的平均光功率的光学调节装置的输出。
本发明还提供了一种光学发送设备，包括：提供给每个预定波长带并在各波长带中产生WDM光信号的多个光学发送装置；连接到所述各光学发送装置的多个光学调节装置，用于调节光束的光功率；波长多路复用装置，用于对各波长带的所述各光学调节装置的输出进行波长多路复用；及控制装置，进行控制，以使所述多个光学调节装置中的调节短波长带光的每个单波长信道的平均光功率的光学调节装置的输出大于所述多个光学调节装置中的调节长波长带光的每个单波长信道的平均光功率的光学调节装置的输出。
本发明还提供了一种光传输系统，包括：一个用于产生多个波长带的光信号的光学发送设备；一个传输所产生的所述光信号的光传输线；一个接收和处理经所述光传输线传输的所述光信号的光接收装置；和至少一个设置在光传输线上的光学放大装置，该装置包括：用于在波长带基上进行所述光信号的波长多路分用的波长多路分用装置；调节各波长带中的每个所述光信号的光功率的多个光学调节装置，该光功率是从所述波长多路分用装置输出的；波长多路复用装置，用于对所述各光学调节装置的输出进行波长多路复用；控制装置，用于进行控制，以使所述多个光学调节装置中的调节短波长带光的每个单波长信道的平均光功率的光学调节装置的输出大于所述多个光学调节装置中的调节长波长带光的每个单波长信道的平均光功率的光学调节装置的输出。
本发明还提供了一种放大光的方法，包括步骤：放大多个波长带中的长波长带中的光；放大所述多个波长带中的短波长带中的光，使它具有的每个单波长信道的平均光功率大于长波长带中所放大光的每个单波长信道的平均光功率；及对该多个波长带的光束进行波长多路复用。
本发明还提供了一种放大光的方法，包括步骤：产生具有不同光功率的多个光信号；通过在一个波长带基上对所述多个光信号进行波长多路复用来产生多个WDM光信号；放大该多个WDM光信号中的长波长带中的一个WDM光信号；放大所述多个WDM光信号中的短波长带中的一个WDM光信号，使得它具有的每个单波长信道的平均光功率大于所述长波长带中的所述放大WDM光信号的每个单波长信道的平均光功率；且波长多路复用所述多个WDM光信号。
本发明还提供了一种输入光的方法，包括步骤：使各波长带的多个WDM光信号中的一个短波长带的WDM光信号的每个单波长信道的平均光功率大于一个长波长带的WDM光信号的每个单波长信道的平均光功率；且将各波长带的所述多个WDM光信号输入到一个光传输线。
从参照附图的以下描述中将会对本发明的更多目的和特性了解更清楚。
附图说明
本发明的特性、原理和使用将从下面的结合附图所进行的描述中变得更清楚，图中用相同的标号表示同一元件，其中：
图1是根据本发明的第一实施例的复合光学放大装置的方框图；
图2A-2E是图1的光学放大装置的工作原理图；
图3A和3B是波长带间预加重的一个示例图；
图4A和4B示出了第一波长带内的信道数分别增加和减少的情况；
图5A和5B示出了第二波长带内的信道数分别增加和减少的情况；
图6是根据本发明的第二个实施例的复合光学放大装置的方框图；
图7是根据本发明的第三个实施例的宽波长带光发送装置的方框图；
图8是根据本发明的第四个实施例的光学传输系统的方框图；
图9A-9C示出了图8的光学传输系统的工作过程；
图10是根据本发明的第五个实施例的一个完整的光学传输系统的方框图；
图11是图10的光学传输系统中的每个复合光学放大装置的方框图；
图12是根据本发明的第六个实施例的光学传输系统的方框图；
图13是根据本发明的第七个实施例的光学传输系统的方框图；
图14是图13的光学传输系统中的每个复合光学放大装置的方框图；
图15A和15B示出了一种复合光学放大装置，它用作为增益均衡器的光学滤波器来补偿每个光学放大器的波长增益；
图16A和16B是示出了一种能减少和增加波长带数的复合光学放大装置；
图17是测量在单向传输中因受激拉曼散射而引起的增益梯度的测量系统的方框图；
图18是Y点处的两波长带WDM的频谱图；
图19示出了在经一SMF传输80km后的两波长带WDM的频谱；
图20为单一方向传输情况下的拉曼增益图；
图21是测量在双向传输中因受激拉曼散射而引起的增益梯度的测量系统的方框图；
图22示出了双方向传输情况下的拉曼增益和单向传输情况下的拉曼增益；
图23为与本发明相关的三波长带WDM传输系统的方框图。
具体实施方式
现在将参照附图说明本发明的优选实施例。在这些附图中，用相同的标号来表示相同的结构，且略去其重复的描述。
[实施例1]
如图1所示，一个复合光学放大装置包括波长多路分用部分8、多个光学放大部分5-1到5-n、波长多路复用部分6和控制部分7。
经光传输线11所传送的输入光被输入到波长多路分用部分8。波长多路分用部分8将该输入光多路分用成预定波长带的光束并以单独的方式输出该多路分用光束。
相应波长带的多路分用光束被输入到相应的光学放大部分5-1到5-n。假设要接收光束的相应的波长带，光学放大部分5-1到5-n则在相应的波长带中放大该光束。
控制部分7控制光学放大部分5-1到5-n，使得用于放大较短波长带光的光学放大部分5-1到5-n中的光学放大部分的输出变得大于用于放大较长波长带光的光学放大部分5-1到5-n中的光学放大部分的输出。
已被相应的光学放大部分5-1到5-n放大的相应波长带的光束被输入到波长多路复用部分6并被波长多路复用。在相应波长内的波长多路复用的光束被输入到与波长多路复用部分6连接的光学传输线10。
光学传输线10不限于光纤并可以是充有气体的空间。
接着，将描述第一个实施例的工作原理和有益效果。
改变光传输线10所传输的光的光功率的因素有受激拉曼散射(SRS)、光传输线中的损耗、波长多路分用部分8中的损耗和波长多路复用部分6中的损耗。这些因素取决于波长。
之所以考虑波长多路分用部分8中的损耗是因为已传输一定距离的光学信号的光学SNR取决于输入功率和每个光学放大部分5-1到5-n的噪声指数。由于波长多路分用部分8中的损耗和波长多路复用部分6中的损耗具有同样的特性，它们将被作为波长多路复用/多路分用部分的损耗进行处理。后面将参照图2E说明已传输一定距离的光学信号的光学SNR的噪声指数的依赖关系。
尽管为了简化说明下面的描述将指的是三波长带的情况，但任意波长带数的情况可用同样的方式解释。
图2A示出了经光传输线10所传输的光，例如，包括第一波长带内的WDM光信号、第二波长带内的WDM光信号和第三波长带内的WDM光信号。
图2B示出了因上述波长带内的受激拉曼散射造成的损耗的示例。从图2A和2B可以看出，受激拉曼散射使得第一波长带的部分光功率被传递到第二和第三波长带，且也使第二波长带的部分光功率量被传递到第三波长带。结果，增加或减少了相应波长带的光功率量。
图2C示出了光传输线10内的损耗的示例。如图2C所示，光传输线10内的损耗取决于所传输光的波长。一般来讲，光传输线具有在特定波长处的损耗为最小的波长损耗特性。
图2D示出了波长多路复用/多路分用部分中的损耗的示例。特别是，干涉滤波器型光学多路复用/多路分用部分如绝缘多层光学滤波器以分步方式按波长带来多路复用光束(或多路分用光束)。因此，在第一步中被叠加(或分离)的光穿过干涉滤波器的数目不同从而与在最后一步中被叠加(或分离)的光相比得到的损耗也不同。
图2E示出了光学放大部分5-1到5-n的噪声指数(NF)的示例。在光学放大部分5-1到5-n中，已放大的自发发射(ASE)的密度取决于波长。因此，每个光学放大部分5-1到5-n的噪声指数也取决于波长。噪声指数是一个通过用每个光学放大部分5-1到5-n中输出的光学SNR除以输入的光学SNR所获得的值并与噪声功率相关。
当传输图2A所示的三波长带WDM光信号时，由于光学传输线10和波长多路复用/多路分用部分出现了图2B-2D所示的依赖波长的损耗，所以三波长带WDM光信号的相应波长带的光功率在传输后发生偏转。
也就是说，参看图1，当第一到第三波长带的WDM光信号由波长多路分用部分8进行波长多路分用时和在被相应的光学放大部分5-1到5-3放大后、由波长多路复用部分6进行波长多路复用时，发生图2D中的损耗。在经光学传输线10传输到点A的同时，发生图2B和2C所示的三波长带WDM光信号的损耗。由于损耗取决于波长，如果不调整光学放大部分5-1到5-n的输出，就会在点A处的相应波长带的光功率间出现偏差。因此，SNR从一个波长带变到另一个。
鉴于上面所述，通过在三波长带WDM光信号传输前调整光学放大部分5-1到5-3的输出、相应波长带的光功率根据波长带基被预加重，以便对将在相应波长带的光功率中出现的偏差进行补偿。
通过以这种方式进行波长带内预加重，在经光学传输线10进行传输期间发生的损耗可被补偿且因此在传输后各波长带的光功率之间的差值可被减少或者甚至被消除。从而，使整个三波长带WDM光信号的光学SNR增加。
图3A和3B分别示出了波长带内预加重的第一和第二示例。
在受激拉曼散射引起的损耗大到使光学传输线10中的损耗和波长多路复用/多路分用部分中的损耗可忽略不计的情况下，可根据等式(1)和(2)计算出波长带内预加重的量。在这种情况下，由于受激拉曼散射使得短波长带的部分光功率被传给了较长波长带，通过以第一波长带的光功率为最大、第二波长带的光功率居中和第三波长带的光功率为最小的方式设定光功率来获得满意的结果。
另一方面，在受激拉曼散射引起损耗大到使光学传输线10中的损耗和波长多路复用/多路分用部分中的损耗可忽略不计的情况下，通过实际测量光学传输线10中的损耗和波长多路复用/多路分用部分中的损耗可得到对应于图2C和2D的图。可用那些图计算出波长带内预加重的量。在这种情况下，根据损耗间的幅值关系改变预加重(preemphasis)的方式。可以按如图3A所示的第一波长带、第二波长带和第三波长带的顺序减少光功率的方式来设定光功率。换句话说，可以按如图3B所示的第一波长带、第三波长带和第二波长带的顺序减少光功率的方式来设定光功率。
在光学放大部分5-1到5-n中的噪声功率无差别或差值可忽略不计的情况下，根据受激拉曼散射、光学传输线10中的损耗和波长多路复用/多路分用部分中的损耗可以按上述方式进行波长带内预加重。由于复合光学放大装置1在以这种方式传输后几乎可均衡各波长带的光功率，可以使得光学SNR增加。
另一方面，在光学放大部分5-1到5-n中的噪声功率的差值可忽略不计的情况下，以下述方式可实现波长带内预加重。由于光学放大部分5-1到5-n中的噪声功率被原样传输，使得波长带内预加重被调节以均衡在传输后因从各波长带的光功率中消除光学放大部分5-1到5-n中的用于放大各波长带中的WDM光信号的噪声功率而获得的光功率。在这种方式中，光学SNR可进一步增加。光学放大部分5-1到5-n中的噪声功率的消除通过用dB表示的两种功率从各波长带中的光功率中减去光学放大部分5-1到5-n中的噪声功率而达到。
当每个波长带的频道数越大或每个波长带越宽时，则每个波长带的光功率越大。因此，波长带内预加重以这种方式实现，即，当每个波长带的信道数越大或每个波长带越宽时，使较短波长带的光功率和较长波长带的光功率之间的差值变大。
在如上述受激拉曼散射的情况下，可先对光传输线10中的损耗和波长多路复用/多路分用部分中的损耗进行测量，通过按上述原理进行控制的控制部分7来获得满意的结果。
在复合光学放大装置1中，控制部分7预先根据光传输线10中、从复合光学放大部分1到离复合光学放大部分1一预定距离的一个点之间产生的光功率差来控制各光学放大部分5-1到5-n的输出。因此，使得传输预定距离后的各波长带的光功率近似相等。这样，在输入光束为WDM光信号处，预定点处的光学SNR中的恶化可被减少。如果用于接收和处理WDM光信号的光接收装置位于使各波长带的光学SNR均匀的预定点处，则会改进具有复合光学放大装置1的整个光传输系统的性能。
在第一个实施例中，最好如图1的虚线所示，复合光学放大装置1还有一个与波长多路分用部分8相联的、提供光功率给输入光的泵浦源9，且从泵浦源9所提供的光被波长多路分用部分8输入到光传输线11。在这种情况下，复合光学放大装置1可用泵浦源9的泵浦光模拟拉曼放大光传输线11中的输入光，使其可在对输入光进行多路分用的过程中补偿波长多路分用部分9中产生的衰减量。
这里所描述的属于这样一种情况，在这种情况下，输入光是二波长带WDM信号，该信号包括第一波长带中的WDM光信号和波长比第一波长带长且WDM光信号的信道数增加或减少的第二波长带中的WDM光信号。
图4A示出了第一波长带中的信道数从m变到m+k的情况，而图4B示出了第一波长带中的信道数从m变到m-k的情况。
图5A示出了第二波长带中的信道数从m变到m+k的情况，而图5B示出了第二波长带中的信道数从m变到m-k的情况。
在图4A和4B及图5A和5B中，垂直轴表示光功率而水平轴表示波长。
当WDM光信号的信道数增加或减少时。由控制部分7所进行的控制将参照图4A和4B及图5A和5B来描述。
首先，将说明第一波长带中的信道数被增加或减少时要进行的控制。
假设如图4A和4B的左侧部分所示，在第一波长带中设定一m波WDM光信号、在第二波长带中设定一L波WDM光信号且每一信道的光功率为P0。
当在这种状态下第一波长带中的信道数从m变到m+k时，由于第一波长带的光功率增加，下面的三种控制如图4A的右侧部分所示地与用控制部分7要进行的控制一样有效。
在第一种控制中，如图4A的右上侧部分所示，第一波长带的每个信道的光功率从P0减少且第二波长带的每个信道的光功率保持在P0。在第二种控制中，如图4A的右中侧部分所示，第一波长带的每个信道的光功率保持在P0且第二波长带的每个信道的光功率从P0增加。在第三种控制中，如图4A的右下侧部分所示，每个信道的光功率从P0减少且第二波长带的每个信道的光功率从P0增加。
当第一波长带中的信道数在如图4B的左侧部分所示的状态中从m减到m-k时，由于第一波长带的光功率减少，下面的三种控制如图4B的左侧部分所示地与用控制部分7要进行的控制一样有效。
在第一种控制中，如图4B的右上侧部分所示，第一波长带的每个信道的光功率从P0增加且第二波长带的每个信道的光功率保持在P0。在第二种控制中，如图4B的右中侧部分所示，第一波长带的每个信道的光功率保持在P0且第二波长带的每个信道的光功率从P0减少。在第三种控制中，如图4B的右下侧部分所示，每个信道的光功率从P0增加且第二波长带的每个信道的光功率从P0减少。
接下来，将说明当第二波长带的信道数增加或减少时要进行的控制。
假设如图5A和5B的左侧部分所示，在第一波长带中设定一m波WDM光信号、在第二波长带中设定一L波WDM光信号且每一信道的光功率为P0。
当在这种状态下第一波长带中的信道数从L变到L+h时，由于第二波长带的光功率增加，下面的三种控制如图5A的右侧部分所示可用作由控制部分7完成的控制。
在第一种控制中，如图5A的右上侧部分所示，第一波长带的每个信道的光功率从P0增加且第二波长带的每个信道的光功率保持在P0。在第二种控制中，如图5A的右中侧部分所示，第一波长带的每个信道的光功率保持在P0且第二波长带的每个信道的光功率从P0减少。在第三种控制中，如图5A的右下侧部分所示，每个信道的光功率从P0增加且第二波长带的每个信道的光功率从P0减少。
当第二波长带中的信道数在如图5B的左侧部分所示的状态中从L减到L-h时，由于第二波长带的光功率减少，下面的三种控制如图5B的右侧部分所示可用作由控制部分7完成的控制。
在第一种控制中，如图5B的右上侧部分所示，第一波长带的每个信道的光功率从P0减少且第二波长带的每个信道的光功率保持在P0。在第二种控制中，如图5B的右中侧部分所示，第一波长带的每个信道的光功率保持在P0且第二波长带的每个信道的光功率从P0增加。在第三种控制中，如图5B的右下侧部分所示，每个信道的光功率从P0减少且第二波长带的每个信道的光功率从P0增加。
如上所述，三种控制对图4A和4B与图5A和5B的每种情况都有效。控制部分7选择并执行三种控制中的一种。
在上述每种情况中，每个信道的光功率从P0增加或减少的量根据增加或减少的信道数k或h、第一和第二波长带的波长、基本光功率P0、到各波长带的光功率要被均衡的预定点的距离和其它因素来确定
如上所述，当第一波长带内的WDM光信号的信道数已经增加或减少时、或第二波长带内的WDM光信号的信道数已经增加或减少时，以下面的这种方式可得到满意的结果，即，控制部分7增加或减少用于放大第一波长带中的WDM光信号光学放大部分5-1的输出或者是增加或减少用于放大第二波长带中的WDM光信号光学放大部分5-2的输出，以使光功率在各波长带内的WDM光信号传输到预定点时趋于相等。由于采用了这种控制，所以能减少预定点处的光学SNR的恶化。
[实施例2]
如图6所示，复合光学放大装置2包括多个光学放大部分5-1到5-n、波长多路复用部分6和控制部分7。
第一波长带中的输入光被输入到光学放大部分5-1以放大第一波长带中的输入光。第二波长带中的输入光被输入到光学放大部分5-2以放大第二波长带中的输入光。同样，第n波长带中的输入光被输入到光学放大部分5-n以放大第n波长带中的输入光。按这种方式，光学放大部分5-1到5-n被用于输入光的各波长带并在控制部分7的控制下放大各输入光到预定光功率。各波长带中被放大的光束被输入到波长多路复用部分6，在那儿它们被波长多路复用并接着被输出到与波长多路复用部分6连接的光学传输线10。
在根据第二个实施例的复合光学放大装置2中，即使多波长带中的输入光被输入到该复合光学放大装置2，它们也被输入到光学放大部分5-1到5-n，以放大各波长带中的输入光到预定光功率。因此，各波长带的光束的光功率可用一可靠的方式进行调节。这样，即使多波长带中的输入光被波长多路复用并接着从该复合光学放大装置2输出，各波长带的光束的光功率也可在一预定点处被均匀。
[实施例3]
如图7所示，一种宽波长带光学发送装置3包括多个光学信号产生部分13-1到13-n、多个光学放大部分5-1到5-n、波长多路复用部分6和控制部分7。
光学信号产生部分13-1到13-n用于相应的波长带并在相应的波长带中产生WDM光信号。
所产生的WDM光信号被控制部分7所控制的光学放大部分5-1到5-n放大到预定能级。所放大的WDM光信号被波长多路复用部分6波长多路复用并接着被作为一个n波长带WDM光信号输出到光学传输线10。
也就是说，根据第三个实施例的宽波长带光学发送装置3是通过将光信号产生部分13-1至13-n按照一种使它们对应于复合光放大装置2的相应的光放大部分5-1至5-n的方式增加而构成的。
控制部分7完成第一和第二实施例中所述的各种控制中的一种。
因此，涉及使预定点处的各波长带的光功率大致相同的宽波长带光学发送装置3的工作原理和优点以及涉及在考虑到相应各光学放大部分5-1到5-n的噪声特性的条件下调节预定点处的各波长带的光功率的宽波长带光学发送装置3的工作原理和优点均与第一和第二实施例中的相同，故而此处不再描述。
在第一到第三实施例中，控制部分7可控制光学放大部分5-1到5-n的输出，因此，当由各光学放大部分5-1到5-n所放大的各波长带中的光束传送到预定点时，例如，点A，通过从A点处的各波长带的光功率中消除各光学放大部分5-1到5-n中的噪声功率所得到的功率将变得近似相等。
在第一到第三实施例中，控制部分7可控制光学放大部分5-1到5-n的输出，因此，当由各光学放大部分5-1到5-n所放大的各波长带中的光束传送到预定点时，例如，点A，在光传输线10上的远离复合光学放大装置1、2或宽波长带光学发送装置3的预定距离处，在A点处的各波长带的光功率将变得近似相等。
在第一到第三实施例中，控制部分7的控制量根据光学传输线10中的至少一个受激拉曼散射、光传输线10中的损耗、波长多路分用部分8中的损耗和波长多路复用部分6中的损耗来决定。
在第一到第三实施例中，控制部分7可有一个在由各光学放大部分5-1到5-n所放大的各波长带中的光束传送到预定点时、用于检测预定点处的各波长带的光功率的检测部分，并可根据检测部分的输出调节各光学放大部分5-1到5-n的输出，以使预定点处的各波长带的光功率近似相等。
在这种情况下，控制部分7实际检测预定点处的各波长带的光功率并根据检测结果反馈控制各光学放大部分5-1到5-n的输出。因此，复合光学放大装置1、2和宽波长带光学发送装置3能可靠地使预定点处的各波长带的光功率近似相等。
在第一到第三实施例中，控制部分7可有一个在由各光学放大部分5-1到5-n所放大的各波长带中的光束传送到预定点时、用于检测预定点处的各波长带的光功率的检测部分，并可根据检测部分的输出调节各光学放大部分5-1到5-n的输出，以使通过从预定点处的各波长带的光功率中消除各光学放大部分5-1到5-n中的噪声功率所得到的功率变得近似相等。
在这种情况下，控制部分7实际检测预定点处的各波长带的光功率并根据检测结果和各光学放大部分5-1到5-n的噪声反馈控制各光学放大部分5-1到5-n的输出。因此，复合光学放大装置1、2和宽波长带光学发送装置3在考虑各光学放大部分5-1到5-n的噪声时能可靠地使预定点处的各波长带的光功率近似相等。
在受激拉曼散射、光传输线10中的损耗和波长多路复用部分6中的损耗不是改变各波长带的光功率的单独的因素时，上述设置尤为有效。
在受激拉曼散射的程度、光传输线10中的损耗和波长多路复用部分6中的损耗可预先测量的位置的情况下，根据测量值计算出基于参照图2A-2E所论述的原理提供给各波长带的预加重的目标值且控制部分7存储计算结果。如果控制部分7参考了对应于检测部分的输出则控制快速进行且根据该目标值反馈控制各光学放大部分5-1到5-n的输出。
在第一到第三实施例中，输入光可以是一包括各波长带中的WDM光信号的n波长带WDM光信号，而控制部分7可具有检测预定点处的最短波长信道的光功率的检测部分，例如，点A，且可根据检测部分的输出调节各光学放大部分5-1到5-n的输出，以使该预定点处的各波长带中的WDM光信号的光功率近似相等。
这个控制部分7实际检测预定点处的最短波长信道的光功率并根据检测结果反馈控制各光学放大部分5-1到5-n的输出。由于如式(1)所示受激拉曼散射是较短波长侧的光功率传送到较长波长侧的现象，预定点处的各波长带中的光功率按最短波长信道的光功率而定的式(1)等来计算。因此，复合光学放大装置1、2和宽波长带光学发送装置3能可靠地使预定点处的各波长带的光功率近似相等。
在第一到第三实施例中，输入光可以是一包括各波长带中的WDM光信号的n波长带WDM光信号，而控制部分7可具有检测预定点，例如点A处，的最短波长信道的光功率的检测部分，且可根据检测部分的输出调节各光学放大部分5-1到5-n的输出，以使通过从预定点处的各波长带的光功率中消除各光学放大部分5-1到5-n中的噪声功率所得到的功率变得近似相等。
这个控制部分7实际检测预定点处的最短波长信道的光功率并根据检测结果和各光学放大部分5-1到5-n中的噪声功率反馈控制各光学放大部分5-1到5-n的输出。因此，复合光学放大装置1、2和宽波长带光学发送装置3在考虑各光学放大部分5-1到5-n中的噪声时能可靠地使预定点处的各波长带的光功率近似相等。
尽管在第一和第三实施例中，在各波长带中的光束被放大的同时调节了各波长带的光功率，但它们在各波长带中的光束被衰减时仍可被调节。在后一种情况中，可使用光学衰减器等。
[实施例4]
如图8所示，根据第四个实施例的一种光传输系统包括一种产生和发送光信号的光发送装置4、光传输线10和接收并处理光信号的光接收装置14。
光发送装置4包括多个在各波长带中产生WDM光信号的光信号产生部分15-1到15-n、多个光放大部分5-1至5-n、一个控制部分7和波长多路复用部分6。
光信号产生部分15-1至15-n是为那些相应的波长带设置的。光信号产生部分15-1至15-n在相应的波长带产生WDM信号。每个WDM光信号是一个通过波长多路复用其光功率业已根据每个频谱检测部分17-1到17-n的检测结果调节过的光信号所获得的光信号。
把光学放大部分5-1到5-n连接到相应的光信号产生部分15-1到15-n并放大各光信号产生部分15-1到15-n所产生的WDM信号
控制部分7控制各光学放大部分5-1到5-n的输出，以使在各波长带中的被各光学放大部分5-1到5-n所放大的WDM光信号被传输到预定点时，各波长带中的WDM光信号的光功率在预定点处近似相等。
波长多路复用部分6波长多路复用各波长带中的放大的WDM光信号。
光传输线10与光发送装置4相连并传输宽波长带WDM光信号给光接收装置14。
光接收装置14包括波长多路分用部分18、多个频谱检测部分17-1到17-n和多个光接收部分19-1到19-n。频谱检测部分17-1到17-n检测WDM光信号的频谱并输出检测结果给光发送装置4。
在传输距离长到使光接收装置14所检测的宽波长带WDM光信号的能级低的位置处，放大宽波长带WDM光信号的光学放大装置，如，上述复合光学放大装置1可被设置在光传输线10上。特别是，在通过在上述预定点处安装下一个中继器或光接收装置14提供复合光学放大装置1的位置处，在每个中继器或光接收装置14处的宽波长带WDM光信号的各波长带的光功率可接近相等。因此，减少了由每个中继器或光接收装置14所接收的宽波长带WDM光信号的光学SNR中的恶化，并因此而能进行超长距离传输。
接着，将论述第四个实施例的工作原理和有益效果。
图9A为根据第四个实施例的光传输系统的示意图。图9B示出了光传输线10上的各点的光谱，点是光发送装置4的输出端、作为第一中继器的复合光学放大装置1A的输入端、复合光学放大装置1A的输出端和光接收装置14的输入端，它们在图9A中从左起依次设置。图9C示出的是根据第四个实施例的光传输系统的有益效果，示出了与图9B中的在波长带间预加重完成而波长带内预加重未由光发送装置4完成时所得到的点相同的点处的光谱。在图9B和图9C中，垂直轴表示光功率而水平轴表示波长。
尽管为了简化说明下面将直接说明包括第一波长带中的WDM光信号和第二波长带中的WDM光信号的两波长带WDM光信号的情况，但也能以同样方式解释在n个相应的波长带中通过波长多路复用所形成的n波长带WDM光信号的情况。
参见图8和图9A-9C，在光发送装置4中的第一波长带中的WDM光信号须进行调节各光信号的光功率的波长带内预加重。同样，在光发送装置4中的第二波长带中的WDM光信号须进行波长带内预加重。
在具有光学放大器的光传输系统中，因ASE产生的噪声必须重叠在光信号上，由于ASE取决于波长，在通过波长多路复用多个具有不同波长的光信号所产生的WDM光信号中重叠在各光信号上的噪声级互不相同。因此，WDM光信号的光信号具有不同光学SNR。由于光接收装置接收并处理具有不同光学SNR的光信号，它被强制以同样方式接收并处理光信号以便自我调节到具有最小光学SNR的光信号。如果光发送装置4调节各光信号的光功率以使具有最小光学SNR的光信号的光功率到最大则可对这种光学SNR偏差进行补偿，从而消除光信号间的光学SNR偏差。特别是，如果光发送装置4调节各光信号的光功率使得光信号在被光接收装置14接收时将具有与最大的光学SNR相同的光学SNR，则光接收装置14可接收具有彼此近似相等并等于最大光学SNR的光学SNR的光信号。
至于波长带内预加重，如果光发送装置4根据光接收装置14的光谱检测部分17-1和17-2的检测结果以上述方式调节各光信号的光功率则可获得满意的结果。
在对每个WDM光信号进行波长带内预加重后，光发送装置4使被控制部分7增益控制的光学放大部分5-1和5-2进行波长带间预加重。
由于波长带间预加重与参照图2A-2E和图3A-3B的上述描述相同，这里就不再说明。波长带间预加重的调节既可使用每个WDM光信号的光信号的光功率的总和也可使用其平均值(见图9B)来进行。
在进行波长带内预加重和波长带间预加重后，第一波长带WDM光信号和第二波长带WDM光信号经波长多路复用部分6被波长多路复用并从光发送装置4以图9B最左边部分所示的两波长带WDM光信号的形式输出到光传输线10。
在复合光学放大装置1A的输入端，两波长带WDM光信号的WDM光信号的光功率由受激拉曼散射和光传输线10中的损耗及其它因素而改变。但是，由于波长带间预加重被完成，第一波长带WDM光信号的光功率近似等于图9B的第二部分(从左边起)中所示的第二波长带WDM光信号的光功率。因此，各光信号的光学SNR大于波长带间预加重未完成的情况。
如图9B的第三部分(从左边起)中所示，两波长带WDM光信号受到波长带间预加重和在复合光学放大部分1A中的放大，并接着被输出到复合光学放大部分1A输出端的光传输线10。
在光接收装置14的输入端，受到波长带间预加重和在复合光学放大部分1A中连续放大的两波长带WDM光信号被输入到光接收装置14。由于入射的两波长带WDM光信号的光信号受到波长带内预加重，因光发送装置4中的光学放大器、复合光学放大部分1和光接收部分14所产生的ASEs在光SNR中的衰变减小，如图9B最右边部分所示那样。另外，由于波长带间也进行了预加重，因受激拉曼散射等引起的波长带之间的偏差带来的光学SNR中的衰变也可被减小。
通常，在各光学放大器的增益和噪声指数的波长特性均匀处，光传输线10的传输间隔是恒定的，且各信道的光学SNR在接收侧被波长带内预加重均衡，把光功率的梯度设置成使梯度的方向与发送侧中的相反且梯度的幅度近似等于发送侧中的。
另一方面，在光发送装置4完成波长带间预加重但没进行波长带内预加重处，在光发送装置4的输出端每个波长带中的WDM光信号的各光信号的光功率如图9C最左边所示那样是相同的。
两波长带WDM光信号如图9C的第二部分和第三部分(从左边起)中所示的在复合光学放大装置1中受到的波长带间预加重之后被传送，在光接收装置14的输入端因波长带之间的偏差带来的光学SNR中的衰变被减小但每个波长带范围内光学SNR中的衰变如图9C最右边所示那样被保留。
最后，根据第四个实施例的光传输系统还可进一步增加超长距离传输的距离。
[实施例5]
根据第五个实施例的光传输系统是使三波长带WDM光信号发送装置产生三波长带WDM光信号、复合光学放大装置延迟三波长带WDM光信号多次、且三波长带WDM光信号接收装置接收并处理三波长带WDM光信号的系统。三波长带WDM光信号包括一个具有设置在S+波长带的信道的WDM光信号、一个具有设置在C波段的信道的WDM光信号和一个具有设置在L波段的信道的WDM光信号。
首先，将描述第五个实施例的光传输系统的整体配置。
如图10所示，S个光发送器(OS)20-1到20-s产生分别对应于S+波段的信道-1到信道-s的光信号。例如，每个光发送器20-1到20-s可包括一个发射具有被分配给相关信道的波长的激光的半导体激光器、一个用要被发送的信息调制激光束的MZ调制器和一个驱动并控制半导体激光器和MZ调制器的控制电路。半导体激光器可以是如分布式反馈激光器和分布式布拉格反射激光器等的任何不同的半导体激光器。
由各光发送器20-1到20-s所产生的光信号输入到WDM耦合器(WDMCPL)21-1。WDM耦合器21-1把光信号转换成WDM光信号。用这种方式，产生WDM光信号，其中多个具有不同波长的WDM光信号被波长多路复用。且形成一个具有光发送器20-1到20-s和WDM耦合器21-1并产生S+波段WDM光信号的光发送部分。从WDM耦合器21-1输出的WDM光信号被输入到TDFA 22并在那儿被放大。例如，WDM耦合器21-1是一个AWG或作为干扰滤波片型光学多路复用/多路分用器的多层介质光学滤波器。
TDFA 22控制S+波段WDM光信号的光功率同时其输出由一个监视/控制电路28(MCC)控制。光功率被控制的S+波段WDM光信号被输入到WDM耦合器25。
光功率被控制的C波段WDM光信号以同样方式由t个光发送器20-s+1到20-s+t、WDM耦合器21-2和EDFA 23产生。
光功率被控制的L波段WDM光信号以同样方式由u个光发送器20-s+t+1到20-s+t+u、WDM耦合器21-3和GS-EDFA 24产生。
参见图2D如上所述，WDM耦合器25对于各波长带具有不同的插入损耗。因此，为了增加光学SNR，在TDFA 22、EDFA 23和GS-EDFA 24具有不同的噪声指数处，最好是把由具有较差的噪声指数的掺杂稀土元素光纤放大器所放大的WDM光信号以最小插入损耗的波长带输入到WDM耦合器25。
TDFA 22、EDFA 23和GS-EDFA 24的结构在图11所示的复合光学放大装置中近似相同，它们将在描述复合光学放大装置的过程中加以描述。
数s、t和u可以是任意数。数s的最大值由进行这种波长带的放大的TDFA 22的增益波长特性和信道间的间隔来决定。数t的最大值由进行这种波长带的放大的EDFA 23的增益波长特性和信道间的间隔来决定。数u的最大值由进行这种波长带的放大的GS-EDFA 24的增益波长特性和信道间的间隔来决定。
S+波段WDM光信号、C波段WDM光信号和L波段WDM光信号被输入到WDM耦合器25，在那儿它们被波长多路复用成三波长带WDM光信号。把该三波长带WDM光信号输出到作为光传输线的光纤48-1并经它传输到下一级中继器。
光纤48-1连接到下一级中继器中的WDM耦合器31A上。业已经光纤48-1传输的三波长带WDM光信号被输入到WDM耦合器31A，在那儿它被波长多路分用成各波长带中的WDM光信号。
例如，把多路分用的S+波段WDM光信号输入到用于以如10∶1的光功率比把光线分成两部分的耦合器37-1。把具有较小光功率的分枝WDM光信号输入到用于测量光功率的光功率计(OPM)36-1，在那儿S+波段WDM光信号的光功率被测量。把测量结果发送到前一级的监视/控制电路28。另一方面，把具有较大光功率的分枝WDM光信号输入到TDFA 32A。
多路分用的C波段WDM光信号的功率由与上述相似并包括耦合器37-2、光功率计36-2和EDFA 33A的块测量。把测量结果发送到前一级的监视/控制电路28。把具有较大光功率的分枝WDM光信号输入到EDFA 33A。
多路分用的L波段WDM光信号的功率由与上述相似并包括耦合器37-3、光功率计36-3和GS-EDFA 34A的块测量。把测量结果发送到前一级的监视/控制电路28。把具有较大光功率的分枝WDM光信号输入到GS-EDFA 34A。
监视/控制电路28接收光功率计36-1到36-3的输出。监视/控制电路28计算各波长带的光功率间的差值并调节进行各波长带中的放大的TDFA22、EDFA 23和GS-EDFA 24的输出，以便消除该差值。
另一方面，具有较大光功率的S+波段WDM光信号由TDFA 32A放大并输入到WDM耦合器35A。TDFA 32A控制S+波段WDM光信号的光功率同时其输出由监视/控制电路38A控制。
具有较大光功率的C波段WDM光信号由输出被监视/控制电路38A控制的EDFA 33A放大，且之后输入到WDM耦合器35A。
具有较大光功率的L波段WDM光信号由输出被监视/控制电路38A控制的GS-EDFA 34A放大，且之后输入到WDM耦合器35A。
各波长带中的光信号由WDM耦合器35A波长多路复用且因此恢复到三波长带WDM光信号。该三波长带WDM光信号被输入到光纤48-2并经它传输到下一级中继器。
经光纤48-2传输的三波长带WDM光信号被输入到WDM耦合器31B，在那儿它被波长多路分用成各波长带中的WDM光信号。
把多路分用的S+波段WDM光信号输入到用于例如按10∶1的光功率比把光线分成两部分的耦合器37A-1。把具有较小光功率的分枝WDM光信号输入到用于测量光功率的光功率计(OPM)36A-1，在那儿S+波段WDM光信号的光功率被测量。把测量结果发送到前一级的监视/控制电路38A。另一方面，把具有较大光功率的分枝WDM光信号输入到TDFA 32B。
多路分用的C波段WDM光信号的功率由与上述相似并包括耦合器37A-2、光功率计36A-2和EDFA 33B的块测量。把测量结果发送到前一级的监视/控制电路38A。把具有较大光功率的分枝WDM光信号输入到EDFA 33B。
多路分用的L波段WDM光信号的功率由与上述相似并包括耦合器37A-3、光功率计36A-3和GS-EDFA 34B的块测量。把测量结果发送到前一级的监视/控制电路38A。把具有较大光功率的分枝WDM光信号输入到GS-EDFA34B。
监视/控制电路38A接收光功率计36A-1到36A-3的输出。监视/控制电路38A计算各波长带的光功率间的差值并调节进行各波长带中的放大的TDFA 32A、EDFA 33A和GS-EDFA 34A的输出，以便消除该差值。
另一方面，具有较大光功率的S+波段WDM光信号由TDFA 32A放大并输入到WDM耦合器35B。TDFA 32B控制S+波段WDM光信号的光功率同时其输出由监视/控制电路38B控制。
具有较大光功率的C波段WDM光信号由输出被监视/控制电路38B控制的EDFA 33B放大，且之后输入到WDM耦合器35B。
具有较大光功率的L波段WDM光信号由输出被监视/控制电路38B控制的GS-EDFA 34B放大，且之后输入到WDM耦合器35B。
各波长带中的光信号由WDM耦合器35B波长多路复用且因此恢复到三波长带WDM光信号。该三波长带WDM光信号被输入到光纤48-3并经它传输到下一级中继器。
接着，以同样方式，三波长带WDM光信号被多路分用成各波长带中的WDM光信号，受到光功率放大和控制并被波长多路复用。三波长带WDM光信号按这种方式转发(relay)多次。
如上所述，对各波长带中的WDM光信号的光功率放大和控制由TDFA 32、EDFA 33和GS-EDFA 34进行。TDFA 32、EDFA 33和GS-EDFA 34的输出分别根据下一级的复合光学放大装置中的光功率计36-1到36-3的输出来控制。
把从末级复合光学放大装置输出的三波长带WDM光信号输入到WDM耦合器41，在那儿它被波长多路分用成各波长带中的WDM光信号。
把多路分用的S+波段WDM光信号输入到用于例如按10∶1的光功率比把光线分成两部分的耦合器37Z-1。把具有较小光功率的分枝WDM光信号输入到用于测量光功率的光功率计36Z-1，在那儿S+波段WDM光信号的光功率被测量。把测量结果发送到前一级的监视/控制电路38Z。另一方面，把具有较大光功率的分枝WDM光信号输入到WDM耦合器45-1。
多路分用的C波段WDM光信号的功率由与上述相似并包括耦合器37Z-2、光功率计36Z-2和WDM耦合器45-2的块测量。把测量结果发送到前一级的监视/控制电路38Z。把具有较大光功率的分枝WDM光信号输入到WDM耦合器45-2。
多路分用的L波段WDM光信号的功率由与上述相似并包括耦合器37Z-3、光功率计36Z-3和WDM耦合器45-3的块测量。把测量结果发送到前一级的监视/控制电路38Z。把具有较大光功率的分枝WDM光信号输入到WDM耦合器45-3。
S+波段WDM光信号被WDM耦合器45-1波长多路分用成信道-1到信道-s的光信号。把各信道的波长多路分用光信号输入到各光接收器(OR)46-1到46-s，在那儿它们被接收并被处理。
同样地，C波段WDM光信号被WDM耦合器45-2波长多路分用成信道-1到信道-t的光信号。把各信道的波长多路分用光信号输入到各光接收器46-s+1到46-s+t，在那儿它们被接收并被处理。L波段WDM光信号被WDM耦合器45-3波长多路分用成信道-1到信道-u的光信号。把各信道的波长多路分用光信号输入到各光接收器46-s+t+1到46-s+t+u，在那儿它们被接收并被处理。
接下来，将描述第五个实施例的光传输系统中的每个光学放大装置的结构。
如图11所示，三波长带WDM光信号经光纤48传输且因此而从前级复合光学放大装置输入到WDM耦合器31。三波长带WDM光信号被WDM耦合器31波长多路分用成各波长带中的WDM光信号。把多路分用的S+波段WDM光信号输入到TDFA 32中的WDM耦合器37-1。多路分用的C波段WDM光信号输入到EDFA 33中的WDM耦合器37-2。把多路分用的L波段WDM光信号输入到GS-EDFA 34中的WDM耦合器37-3。
TDFA 32、EDFA 33和GS-EDFA 34的结构除了掺杂稀土元素光纤作为放大光的介质和泵浦光的泵浦源彼此不同之外都是相同的。因此，下面基本上仅对TDFA 32的结构进行说明。EDFA 33和GS-EDFA 34的结构将只说明其与TDFA 32的不同之处。
下面描述TDFA 32。
具有由耦合器37-1分解的较小光功率的WDM光信号被输入到光电二极管(下文中简称为PD)54，在那儿它被进行光电转换。总电流值对应于S+波段WDM光信号的光功率。PD 54输出该电流给操作单元(OPU)58和模/数转换器(下文中简称为A/D)73。A/D 73把该输入值从模拟值转换成数字值并输出该数字转换结果给监视/控制电路38。监视/控制电路38把所接收的数字值转换成具有对应于数字值的信息的光信号，并将该光信号经控制线发送到前级中继器中的监视/控制电路。
另一方面，具有由耦合器37-1分解的较大光功率的WDM光信号被输入到掺铥光纤(下文中简称为TDF)52。
当TDF 52吸收从LD 55发射的激光束时，TDF 52中的电子受激且产生电子的粒子数反转。如果WDM光信号被输入到处在存在粒子数反转的状态下的TDF 52，则WDM光信号经受激发射被放大。在LD 55中，首先一个半导体激光器通过从LD驱动电路56提供驱动电流给它而被激光振荡。之后一个固态激光器通过使用从半导体激光器发射的激光束被振荡，因此泵浦TDF 52的激光束被从LD 55发射。
TDF 52所放大的WDM光信号输入到用于以如10∶1的光功率比把光线分成两部分的耦合器53。把已由耦合器53分枝的具有较小光功率的WDM光信号输入到PD 57，在那儿它被进行光电转换。PD 57输出一个总电流给操作单元58。
操作单元58用电阻(图11中未示出)把从PD 54和57输入的电流转换成相应的电压。操作单元58比较对应于相应的PD 54和57的电压并把对应于两个电压之间的差值的输出供给LD驱动电路56。LD驱动电路56根据操作单元58的输出判断由TDF 52所放大的WDM光信号的增益，并调节LD 55的驱动电流以使增益成为一预定值。该预定值可通过调节把从PD 54和57接收的电流转换成电压的电阻的阻值之间的比率来改变。
耦合器37-1和PD 54有两个作用。第一个作用是检测输入到TDF 52的WDM光信号的光功率，以使TDF 52的增益恒定。第二个作用是检测已被传输到这个中继器的WDM光信号的光功率，以发送光功率的信息给前级中继器中的监视/控制电路。PD 54和A/D 73对应于图10中所示的光功率计36-1。
另一方面，具有已被耦合器53分解的较大光功率的WDM光信号被输入到一个可变衰减器(下文中简称为VAT)59。VAT 59衰减输入光的光功率并输出被衰减的光。由VAT 59衰减的量是可变的。该衰减量由VAT驱动电路70来控制。
从VAT 59输出的WDM光信号被输入到补偿色散的色散补偿器(下文中简称为DC)60。DC 60可以是色散补偿光纤、色散补偿光栅等。DC 60补偿前级中继器和相关中继器之间的光纤中产生的色散和相关中继器与下一级中继器之间的光纤中产生的色散。也就是说，相邻中继器之间的光纤中产生的色散的补偿是对两个中继器而不是只对它们之间的一个进行的。
从DC 60输出的WDM光信号被输入到TDF 62。象TDF 52一样，TDF 62通过吸收从LD驱动电路66提供的驱动电流的LD 65发射的激光束来放大WDM光信号。
把TDF 62所放大的WDM光信号输入到把光束分成四部分的耦合器。
把耦合器63所分离的第一个WDM光信号经属带通滤波器的光纤光栅滤波器(下文中简称为EBG)76输入到PD 64。PD 64对第一个WDM光信号进行光电转换。把FBG 76的通带的中心波长(中央频率)设置成使FBG 76仅通过S+波段WDM光信号的信道-s的光束，即，S+波段中的最长波长信道的光束。因此，由PD 64经光电转换所获得的电流值对应于S+波段中的最长波长信道的光功率。PD 64把该电流输出到操作单元68。
把耦合器63所分解的第二个WDM光信号经EBG 77输入到PD 67，在那儿它被进行光电转换。把FBG 77的通带的中心波长设置成使FBG 77仅通过S+波段WDM光信号的信道-1的光束，即，S+波段中的最短波长信道的光束。因此，由PD 67经光电转换所获得的电流值对应于S+波段中的最短波长信道的光功率。PD 67把该电流输出到操作单元68。
把耦合器63所分解的第三个WDM光信号输入到PD 61，在那儿它被进行光电转换。由PD 61经光电转换所获得的电流值对应于被TDFA 32所放大的S+波段WDM光信号的光功率。PD 61把该电流供给操作单元71。
把耦合器63所分离的第四个WDM光信号输入到WDM耦合器35。由于第四个WDM光信号成为将要被传输到下一级中继器的光信号，所以应该作这样的设置，应使第四个WDM光信号的光功率大于第一到第三WDM光信号的光功率。
操作单元68用电阻把从PD 64和67提供的电流转换成电压(图11中未示出)。操作单元68比较对应于相应的PD 64和67的电压并把对应于两个电压之间的差值的输出供给LD驱动电路66。LD驱动电路66根据操作单元68的输出判断由TDF 62所放大的WDM光信号的增益梯度。操作单元68根据判断结果、通过调节LD 66的驱动电流来补偿TDF 62的增益波长特性，以消除该增益梯度。
监视/控制电路38从下一级中继器的监视/控制电路接收表示从相关中继器传输的三波长带WDM光信号的各波长带的光功率的信号。
根据该接收的信号，监视/控制电路38计算传输后的各波长带的光功率之间的差值。参照发送光功率与存储在监视/控制电路38中的ROM 51中的接收光功率之间的关联表，监视/控制电路38根据该差值计算S+波段WDM光信号的光功率的目标值。
该关联表是根据相关中继器和下一级中继器之间存在的光纤中的受激拉曼散射、光纤中的损耗和相关中继器中的WDM耦合器35与下一级中继器中的WDM耦合器31中的损耗，预先通过理论计算或实际测量所形成的每一波长带的、用于确定要从相关中继器输出的WDM光信号的光功率与要输入到下一级中继器的WDM光信号的光功率之间的关系的列表。
监视/控制电路38根据目标值和存储在ROM 74中的一个VAT驱动电路70的控制值之间的关系、把该目标值转换成VAT驱动电路70的该控制值。监视/控制电路38向数字/模拟转换器(下文中简称为D/A)72输出该总控制值。D/A把控制值从数字值转换成模拟值并把该总的模拟控制值输出给操作单元71。
操作单元71比较D/A 72和PD 61的输出并提供一对应于该差值的输出给VAT驱动电路70。根据操作单元71的输出，VAT驱动电路70调节VAT 59的衰减量。结果，从相关中继器输出的S+波段WDM光信号的光功率被调节到一个控制值。
除了用掺铒光纤代替TDF 52和用半导体激光器代替LD 55之外，EDFA 33的结构均与TDFA 32的相同。色散补偿光纤60和操作单元58、68、71的各种设置与ROM 74的内容被调节以便适于进行C波段WDM光信号的处理。
除了用长的掺铒光纤代替TDA 52和用半导体激光器代替LD 55之外GS-EDFA 34的结构均与TDFA 32的相同。色散补偿光纤60和操作单元58、68、71的各种设置与ROM 74的内容被调节以便适于进行L波段WDM光信号的处理。
在1,550nm波段内进行放大的EDFA 33与在1,580nm波段内进行放大的GS-EDFA 34在掺铒光纤长度内是不同的。虽然掺铒光纤本身具有1,550nm波段和1,580nm波段的放大波长带，但1,550nm波段内的放大系数小于1,580nm波段内的放大系数。因此，为了以与1,550nm波段内的近似相同的程度进行1,580nm波段内的光学放大，它必须使1,580nm波段内的光纤放大器的光纤长度为1,550nm波段内的光纤放大器的光纤长度的10倍。
上面已经对每个复合光学放大装置的结构参照图11进行了详细的说明。图10所示的三波长带WDM光信号发送装置的结构与每个复合光学放大装置的相似。
至于两种装置之间的对应关系，从WDM耦合器21-1输出的S+波段WDM光信号对应于从WDM耦合器31输出的，从WDM耦合器21-2输出的C波段WDM光信号对应于从WDM耦合器31输出的，而从WDM耦合器21-3输出的L波段WDM光信号对应于从WDM耦合器31输出的。TDFA 22对应于TDFA 32，EDFA 23对应于EDFA 33，而GS-EDFA 24对应于GS-EDFA 34。WDM耦合器25对应于WDM耦合器35，耦合器27-1到27-3对应于耦合器37-1到37-3，而光功率计26-1到26-3对应于光功率计36-1到36-3。
在下面的描述中，当三波长带WDM光信号发送装置的一个元件在上述对应关系下参照图11时，将尾标“os”加到该元件的标号上。例如，TDFA 22中的VAT将称作“VAT 59os”，“TDF 52os”指的是TDFA 22中的TDF而“TDF 52”指的是TDFA 32中的TDF。
下面，将描述第五个实施例的复合光学放大装置的工作原理和有益效果。
业已从前级中继器传输的三波长带WDM光信号被WDM耦合器31多路分用成相应的波长带的WDM光信号。由于各波长带的WDM光信号的工作原理和有益效果相同，在下面将针对S+波段WDM光信号对它们进行说明。
多路分用的S+波段WDM光信号以预定增益由TDF 52放大。在由TDF 52放大前后的S+波段WDM光信号的光功率通过相应的PD 54和57检测。由于TDF 52泵浦光的光功率根据检测结果通过控制LD驱动电路56的操作单元58来调节，TDF 52的增益几乎保持恒定。由于TDF 52的增益依赖于泵浦光的光功率，TDF 52的增益则可通过调节TDF 52泵浦光的光功率恒定地保持在一预定值。
业已按该预定增益放大的S+波段WDM光信号的功率被VAT 59衰减。
同时，操作单元71调节VAT 59的衰减量以便消除PD 61和D/A 72的输出之间的差值。PD 61的输出对应于实际上从相关中继器输出到下一级中继器的S+波段WDM光信号的光功率。D/A 72的输出是一个用于均衡下一级中继器的各波长带的光功率的控制值和一个要从相关中继器输出到下一级中继器的S+波段WDM光信号的光功率的控制值。由于VAT 59的衰减量以上述方式被调节，可使各波长带的光功率在下一级中继器中近似相等。
从VAT 59输出的S+波段WDM光信号由DC 60进行色散补偿并接着在TDF62中进行S+波段的增益梯度的调节。同时，从TDF 62输出的S+波段WDM光信号的增益梯度用相应的PD 64和67检测。由于TDF 62的泵浦光的光功率根据检测结果由控制监视/控制电路38的操作单元68来调节，操作单元68差不多可消除S+波段中的增益梯度。由于TDF 62的增益波长特性依赖于泵浦光的光功率，增益梯度差不多可通过调节TDF 62的泵浦光的光功率来消除。
TDF 52和62串级排列的原因在于因增益波长特性依赖于泵浦光的光功率使得增益和增益梯度都不能用单个的TDF来控制。
如上所述，在第五个实施例的光传输系统中，每个波长带中的增益梯度在每个中继器间隙中差不多可通过每个TDFA 32、EDFA 33和GS-EDFA 34中的掺杂稀土元素的光纤的两步设置来消除。另外，在第五个实施例的光传输系统中，由于预加重是通过TDFA 32、EDFA 33和GS-EDFA 34中的各VAT提供给相应的波长带的，所以三个波长带之间的增益梯度几乎可在下一级中继器中被消除。
之后，将描述第五个实施例的光传输系统中的三波长带WDM光信号发送装置的工作原理和有益效果。由于WDM光信号的工作原理和有益效果在从WDM耦合器21输出的各波长带中是相同的，下面将就S+波段WDM光信号对它们进行描述。
从WDM耦合器21-1输出的S+波段WDM光信号由TDF 52os以前面所述增益进行放大。在由TDF 52os放大前后的S+波段WDM光信号的光功率用相应的PD 54os和57os检测。由于TDF 52os的泵浦光的光功率根据检测结果由控制LD驱动电路56os的操作单元58os来调节，所以使得TDF 52os的增益几乎保持恒定。
业已按前面所述增益放大的S+波段WDM光信号的功率被VAT 59os衰减。
同时，操作单元71os调节VAT 59os的衰减量以便消除PD 61os和D/A72os的输出之间的差值。PD 61os的输出对应于实际上从第一级中继器的三波长带WDM光信号发送装置输出的S+波段WDM光信号的光功率。D/A 72os的输出是一个用于均衡第一级中继器中的各波长带的光功率的控制值和一个要从第一级中继器的三波长带WDM光信号发送装置输出的S+波段WDM光信号的光功率的控制值。由于VAT 59os的衰减量以上述方式被调节，所以可使各波长带的光功率在下一级中继器中近似相等。
从VAT 59os输出的S+波段WDM光信号由DC 60os进行色散补偿并接着在TDF 62os的S+波段中进行增益梯度的调节。此时，从TDF 62os输出的S+波段WDM光信号的增益梯度用相应的PD 64os和67os检测。由于TDF 62os的泵浦光的光功率根据检测结果由控制LD驱动电路66os的操作单元68os来调节，所以使得监视/控制电路28几乎可消除S+波段中的增益梯度。由于TDF 62os的增益波长特性依赖于泵浦光的光功率，所以几乎可通过调节TDF62os的泵浦光的光功率来消除增益梯度。
如上所述，在第五个实施例的光传输系统中，每个波长带中的增益梯度几乎可在三波长带WDM光信号发送装置与用每个TDFA 22、EDFA 23和GS-EDFA24中的掺杂稀土元素的光纤的两步设置的第一个中继器的间隙中被消除。另外，在第五个实施例的光传输系统中，由于预加重是通过TDFA 22、EDFA 23和GS-EDFA 24中的各VAT提供给相应的波长带的，所以三个波长带之间的增益梯度几乎可被消除。
由于在每个中继器中三个波长带之间的增益梯度能差不多被消除，各波长带中所接收的WDM光信号的SNR可被均匀并因此整个光传输系统的性能可被提高。
在上述设置中，监视/控制电路28或38根据受激拉曼散射、光纤48中的损耗和WDM耦合器25或35中的损耗来调节TDFA 22或32、EDFA 23或33和GS-EDFA 24或34的输出。如图11中的虚线所示，另一种设置中可另外提供一个存储与噪声指数相关的数据的ROM 75，且监视/控制电路28或38调节输出同时参考存储在ROM 75中的数据。
在这种情况下，与噪声指数相关的数据是从作为每个TDFA 22或32、EDFA23或33和GS-EDFA 24或34的泵浦源的LD 55或65发射的激光束的每个光功率值的噪声指数-波长特性。
根据存储在ROM 75中的噪声指数-波长特性，监视/控制电路38校正参照发送光功率和存储在ROM 51中的接收光功率之间的对应表所计算的目标值。监视/控制电路38把一个校正的目标值输出到ROM 74。
在上述设置中，监视/控制电路38通过比较要被相关中继器传输的各波长带中的WDM光信号的光功率与下一级中继器中各波长带的WDM光信号的光功率来调节要被相关中继器传输的各波长带中的WDM光信号的光功率。另一种设置中在耦合器37和PD 54之间可有另一个EBG，其通带的中心频率设置成只使该波长带的最短波长信道的光通过，且PD 54而不是PD 61的输出供给操作单元71。这可使得零件数量减少并因此而简化电路。在这种情况下还可有一个ROM 74。
[实施例6]
第六个实施例指的是一种光传输系统。
该光传输系统是这样一种系统，一个两波长带WDM光信号发送装置产生一个两波长带WDM光信号、复合光学放大装置中转该两波长带WDM光信号几次及一个WDM光信号接收装置接收并处理该两波长带WDM光信号。该两波长带WDM光信号包括一个设置在C波段中的具有t信道的WDM光信号和一个设置在L波段中的具有u信道的WDM光信号。
如图12所示，t个光发送器80-1到80-t产生分别对应于C波段的信道-1到信道-t的光信号。例如，每个光发送器20-1到20-t可包括一个发射具有分配给相关信道的波长的激光束的半导体激光器、一个用要发送的信息调制激光束的MZ调制器、和一个驱动并控制半导体激光器和MZ调制器的控制部分。关于是否产生光信号，则通过一个从监视/控制电路82提供的控制信号来控制每个光发送器80-1到80-t。
由各光发送器80-1到80-t所产生的光信号由WDM耦合器21-2波长多路分用成一个WDM光信号，它被输入到EDFA 23。
EDFA 23的输出由监视/控制电路82控制，这样C波段WDM光信号的光功率被控制。把光功率被控制的C波段WDM光信号输入到WDM耦合器25。
L波段WDM光信号由与上述相同的块产生并包括u个光发送器80-t+1到80-t+u、WDM耦合器21-3和GS-EDFA 24。所产生的L波段WDM光信号被输入到WDM耦合器25。
C波段WDM光信号和L波段WDM光信号由WDM耦合器25波长多路复用成一个两波长带WDM光信号，它被输入到作为光传输线的光纤48-1并经它被传输到下一级中继器。
在经光纤48-1传输后，两波长带WDM光信号被输入到下一级中继器的WDM耦合器84A，在那儿它被波长多路分用成各波长带中的WDM光信号。各波长带中的WDM光信号被输入到耦合器27-2和27-3。
泵浦源86A包括一个发射激光束的LD、一个提供驱动电流给LD的驱动电路和一个通过控制驱动电路将波长和激光束的光功率保持在一预定值的控制电路。从泵浦源86A所发射的激光束经WDM耦合器84A输入到光纤48-1。预定值是一个可在光纤48-1中对C波段WDM光信号和L波段WDM光信号因受激拉曼散射而需要被放大的波长。预定光功率是可对WDM耦合器84A中的因光纤48-1中的受激拉曼散射而引起的C波段WDM光信号和L波段WDM光信号的损耗进行补偿的光功率。
在WDM耦合器84A中的损耗因受激拉曼散射的放大而被补偿处，必须考虑经受激拉曼散射的放大和WDM耦合器84A中的损耗具有如图2B和2D所示的波长相关关系。
C波段WDM光信号被耦合器27-2分解成两部分，它们被输入到光功率计26-2和EDFA 33A。同样，L波段WDM光信号被耦合器27-3分解成两部分，它们被输入到光功率计26-3和GS-EDFA 34A。监视/控制电路85A发送一个光功率计26-2的C波段WDM光信号的光功率的测量结果和一个光功率计26-3的L波段WDM光信号的光功率的测量结果给前级监视/控制电路82。
监视/控制电路82接收光功率计26-2和26-3的输出、计算各波长带的光功率间的差值并调节EDFA 23和GS-EDFA 24的输出从而将可消除该差值。
另一方面，输入到EDFA 33A的C波段WDM光信号被EDFA 33A放大并输入到WDM耦合器35A。EDFA 33A的输出被监视/控制电路85A控制，从而控制C波段WDM光信号的光功率。
输入到GS-EDFA 34A的L波段WDM光信号被GS-EDFA 34A放大，其输出被监视/控制电路85A控制。放大了的L波段WDM光信号被输入到WDM耦合器35A。
各波长带的WDM光信号被WDM耦合器35A波长多路复用且因此回复到两波长带WDM光信号。该两波长带WDM光信号被输入到光纤48-2并经它传输到下一级中继器。
在经光纤48-2传输之后，该两波长带WDM光信号被输入到下一级中继器的WDM耦合器84B，在那儿它被波长多路分用成各波长带的WDM光信号。把各波长带的WDM光信号输入到相应的耦合器37A-2和37A-3。
泵浦源86B与泵浦源86A具有相同的结构。从泵浦源86B发射的激光束经WDM耦合器84B输入到光纤48-2。
C波段WDM光信号被耦合器37A-2分解成两部分，它们被输入到光功率计36A-2和EDFA 33B。同样，L波段WDM光信号被耦合器37A-3分成两部分，它们被输入到光功率计36A-3和GS-EDFA 34B。监视/控制电路85B发送一个光功率计36A-2的C波段WDM光信号的光功率的测量结果和一个光功率计36A-3的L波段WDM光信号的光功率的测量结果给前级监视/控制电路85A。
监视/控制电路85A接收光功率计36A-2和36A-3的输出、计算各波长带的光功率间的差值并调节EDFA 33A和GS-EDFA 34A的输出从而将可消除该差值。
另一方面，输入到EDFA 33B的C波段WDM光信号被EDFA 33B放大并输入到WDM耦合器35B。EDFA 33B的输出被监视/控制电路85B控制，从而控制C波段WDM光信号的光功率。
输入到GS-EDFA 34B的L波段WDM光信号被GS-EDFA 34B放大，其输出被监视/控制电路85B控制。放大了的L波段WDM光信号被输入到WDM耦合器35B。
各波长带的WDM光信号被WDM耦合器35B波长多路分用且因此回复到两波长带WDM光信号。该两波长带WDM光信号被输入到光纤48-3并经它传输到下一级中继器。
接着，以同样方式，两波长带WDM光信号被波长多路分用成各波长带的WDM光信号、进行光功率放大和控制及波长多路复用。三波长带WDM光信号以这种方式被中转几次。如上所述，对各波长带的WDM光信号的光功率放大和控制由EDFA 33和GS-EDFA 34进行。
从第一级复合光学放大装置输出的两波长带WDM光信号被输入到WDM耦合器41，在那儿它被多路分用成各波长带的WDM光信号。各波长带的WDM光信号被输入到相应的耦合器36Z-2和36Z-3。
C波段WDM光信号被被耦合器37Z-2分解成两部分，它们被输入到光功率计36Z-2和EDFA 43。一个光功率计36Z-2的C波段WDM光信号的光功率的测量结果被发送到前级监视/控制电路85Z。同样，L波段WDM光信号被耦合器37Z-3分解成两部分，它们被输入到光功率计36Z-3和GS-EDFA 44。一个光功率计36Z-3的L波段WDM光信号的光功率的测量结果被发送给前级监视/控制电路85Z。
由EDFA 43放大的C波段WDM光信号被输入到WDM耦合器45-2，在那儿它被波长多路分用成信道-1到信道-t的光信号。各信道的波长多路分用的光信号被输入到相应的光接收器87-1到87-t，在那儿它们被接收和处理。
同样，由GS-EDFA 44放大的L波段WDM光信号被WDM耦合器45-3波长多路分用成信道-1到信道-u的光信号，它们被输入到相应的光接收器87-t+1到87-t+u，在那儿它们被接收和处理。
由于EDFA 23、33和GS-EDFA 24、34除了ROM 51os和51的内容及监视/控制电路82、85的控制方式之外其它均与第五个实施例的相同，此处不再描述。
每个ROM 51os和51的内容是C波段WDM光信号的每个信道的光功率的减少量，它是在C波段WDM光信号的信道数增加k(0≤k≤t-1)时，将用于使两个相应的波长带的光功率在下一级中继器中近似相等，和C波段WDM光信号的每个信道的光功率的增加量，它是在C波段WDM光信号的信道数增加k(0≤k≤t-1)时，将用于使两个相应的波长带的光功率在下一级中继器(repeater)中近似相等。
增加量和减少量的每个k值是在考虑相关中继器和下一级中继器之间的光纤中的受激拉曼散射、光纤中的损耗、相关中继器中的WDM耦合器35中的损耗和下一级中继器中的WDM耦合器84中的损耗的情况下，经理论计算或实际测量而预先确定的。
在第五个实施例中L波段WDM光信号的每个信道的光功率的k＝0(即，信道数没改变)的增加量和减少量在发送光功率和接收光功率之间的对应表中是一样的。
下面，将描述第六个实施例的工作原理和有益效果。由于在已增加或减少C波段的信道数之后被进行的每个波长带中的增益梯度的控制和每个波长带间的增益梯度的控制与第五个实施例中的相同，这里就不再描述。
为了在上述光传输系统中将C波段的信道数设置到m(0≤m≤t)，监视/控制电路82将m信道分给光发送器80-1到80-m并使光发送器80-1到80-m产生光信号。
所产生的光信号被WDM耦合器21-2波长多路复用且最后的C波段光信号由EDFA 23放大。包括m波的放大的C波段WDM光信号被WDM耦合器25用包括u波的L波段WDM光信号波长多路分用成两波长带WDM光信号，它经光纤48-1传输。
在这种情况下，在光纤48-1中，对两波长带WDM光信号进行含有从泵浦源86A发射的泵浦光的受激拉曼散射，从而进行WDM耦合器84A的损耗的补偿。由于泵浦源86A的泵浦光在两个波长带中都放大WDM光信号，所以在经光纤48-1传输后它没用于均衡各波长带的光功率。
为了将C波段的信道数增加如3，监视/控制电路82重新将3个信道分给光发送器80-m+1到80-m+3并使光发送器80-m+1到80-m+3产生光信号。
所产生的光信号被WDM耦合器21-2波长多路复用且由EDFA 23放大。
此时，监视/控制电路82参照在C波段WDM光信号的信道数增加三个(0≤k≤t-1)时使用的C波段WDM光信号的每个信道的光功率的减少量(存储在ROM 51os中)调节EDFA 23的输出。即，因此在信道数增加之前、参照发送光功率和接收光功率之间的对应表用P0(见图4A)作为参考来控制第一波长带的光功率，在增加三个信道后、它用一个小于P0的新的光功率值作为参考来控制。
在被放大之后，包括m+3个波的C波段WDM光信号被WDM耦合器25用包括u个波的L波段WDM光信号波长多路分用成两波长带WDM光信号，它经光纤48-1传输。
另一方面，为了减少信道数，以与上述情况相同的方式，监视/控制电路82参照信道数已减少时将使用的每个信道光功率的增加量(存储在ROM51os中)来设置一个新的参考。
由于采用了上述控制，所以在第六个实施例的光传输系统中，随着信道数的增加或减少很快地对各波长带进行预加重并因此两个波长带之间的增益梯度几乎可被消除。
另外，在第六个实施例的光传输系统中，由于两个波长带之间的增益梯度在每个中继器中几乎可被消除，使得各波长带所接收的WDM光信号的光学SNR均匀且因此可改进整个光传输系统的性能。
[实施例7]
第七个实施例指的是一种光传输系统。
该光传输系统是这样一种系统，一个两波长带WDM光信号发送装置产生一个两波长带WDM光信号、复合光学放大装置转发该两波长带WDM光信号几次及一个WDM光信号接收装置接收并处理该两波长带WDM光信号。两波长带WDM光信号发送装置对WDM光信号进行波长带内预加重和波长带间预加重。每个复合光学放大装置进行波长带间预加重、同时进行光学放大。该两波长带WDM光信号包括一个设置在C波段中的具有t信道的WDM光信号和一个设置在L波段中的具有u信道的WDM光信号。
如图13所示，t个光发送器20-s+1到20-s+t产生分别对应于C波段的信道-1到信道-t的光信号。所产生的光信号被输入到相应的VAT 90-1到90-t。
VAT 90-1到90-t衰减输入光的光功率并输出该衰减了的光束。衰减量是可变的。衰减量由VAT驱动电路91-1到91-t控制，其设置由VAT控制电路94进行。
由于C波段的各光信号的光功率由相应的VAT 90-1到90-t来调节，所以可进行波长带内预加重。
从相应的VAT 90-1到90-t输出的光信号被输出到WDM耦合器21-2，在那儿它们被波长多路分用成一个C波段WDM光信号。该C波段WDM光信号被输入到耦合器92-2用以按如10∶1的光功率比将一个WDM光信号分离为成两部分。
把已由耦合器92-2分离的具有较小光功率的C波段WDM光信号输入到光谱分析仪93-2，以便检测输入光的波长和在该测得的波长处的光功率值，在那儿C波段WDM光信号的光谱被测量。光谱分析仪93-2将一个测量结果输出给VAT控制电路94。
把已由耦合器92-2分离的具有较大光功率的C波段WDM光信号输入到EDFA 23。EDFA 23的输出由监视/控制电路95控制，从而C波段WDM光信号的光功率被控制。把C波段WDM光信号输入到WDM耦合器25。
L波段WDM光信号由与上述相同的块产生并包括u个光发送器20-s+t+1到20-s+t+u、VAT 90-t+1到90-t+u、VAT驱动电路91-t+1到91-t+u、WDM耦合器21-3、耦合器92-3、光谱分析仪93-3、VAT控制电路94和GS-EDFA 24。所产生的L波段WDM光信号被输入到WDM耦合器25。
C波段WDM光信号和L波段WDM光信号由WDM耦合器25波长多路复用成一个两波长带WDM光信号，它被输入到作为光传输线的光纤48-1并经它被传输到下一级中继器。
在经光纤48-1传输后，两波长带WDM光信号被输入到下一级中继器的WDM耦合器31A，在那儿它被波长多路分用成各波长带中的WDM光信号。各波长带中的WDM光信号被输入到耦合器27-2和27-3。
C波段WDM光信号被耦合器27-2分解成两部分，它们被输入到光功率计26-2和EDFA 33A。同样，L波段WDM光信号被耦合器27-3分解成两部分，它们被输入到光功率计26-3和GS-EDFA 34A。监视/控制电路85A发送一个光功率计26-2的C波段WDM光信号的光功率的测量结果和一个光功率计26-3的L波段WDM光信号的光功率的测量结果给前级监视/控制电路95。
监视/控制电路95接收光功率计26-2和26-3的输出、计算各波长带的光功率间的差值并调节EDFA 23和GS-EDFA 24的输出从而将可消除该差值。
另一方面，输入到EDFA 33A的C波段WDM光信号被EDFA 33A放大并输入到WDM耦合器35A。EDFA 33A的输出被监视/控制电路85A控制，从而控制C波段WDM光信号的光功率。
输入到GS-EDFA 34A的L波段WDM光信号被GS-EDFA 34A放大，其输出被监视/控制电路85A控制。放大了的L波段WDM光信号被输入到WDM耦合器35A。
各波长带的WDM光信号被WDM耦合器35A波长多路复用且因此回复到两波长带WDM光信号。该两波长带WDM光信号被输入到光纤48-2并经它传输到下一级中继器。
两波长带WDM光信号被复合光学放大装置按这样一种方式转发几次，这种方式使得该信号被多路分用成各波长带的WDM光信号、受到光功率放大和控制，并且按照与第五个实施例中无S+波段WDM光信号的情况相同的方式被波长多路复用。对各波长带的WDM光信号的光功率放大和控制由根据下一级复合光学放大装置中的光功率计36-2和36-3的输出所控制的EDFA 33和GS-EDFA 34来进行。
从作为最后一级中继器的复合光学放大装置输出的两波长带WDM光信号被输入到WDM耦合器41，在那儿它被多路分用成各波长带中的WDM光信号。各波长带中的WDM光信号被输入到耦合器36Z-2和36Z-3。
C波段WDM光信号被耦合器37Z-2分解成两部分，它们被输入到光功率计36Z-2和EDFA 43。把光功率计36Z-2的C波段WDM光信号的光功率的测量结果发送到前级监视/控制电路38Z。
由EDFA 43放大的C波段WDM光信号输入到耦合器96-2，以便把光如按10∶1的光功率比分枝成两部分。
把已由耦合器92-2分枝的具有较小光功率的WDM光信号输入到光谱分析仪97-2，在那儿测量C波段WDM光信号的光谱。光谱分析仪97-2将一个光谱测量结果输出给VAT控制电路95，它将所接收的光谱测量结果原样提供给VAT控制电路94。
把已由耦合器92-2分枝的具有较大光功率的WDM光信号输入到WDM耦合器45-2，在那儿被波长多路分用成信道-1到信道-t的光信号。各信道的光信号被输入到相应的光接收器46-s+1到46-s+1+t，在那儿它们被接收和处理。
L波段WDM光信号由与上述相同的块接收和处理并包括耦合器37Z-3、光功率计36Z-3、GS-EDFA 44、耦合器96-3、光谱分析仪97-3、WDM耦合器45-3和光信号接收部分46-s+t+1到46-s+t+u。
下面将详细说明每个复合光学放大装置的结构。
除了用均衡光纤放大器的增益的光纤98代替均衡光纤放大器的增益的TDF 62、FBG 76和77、PD 64和67、操作单元68、LD驱动电路66和LD 65之外每个复合光学放大装置的每个EDFA 33和GS-EDFA 34均与第五个实施例中的相同。
基于下述原因而使用以上结构。也就是，通过测量最短波长光信号和最长波长光信号的增益来均衡EDF 78增益波长特性的方法不容易均衡EDF 78增益波长特性，这是因为对输入到相关的复合光学放大装置的WDM光信号进行了波长带内预加重。
如图14所示，从前级复合光学放大装置经光纤48已传输的两波长带WDM光信号被输入到WDM耦合器31，在那儿它被波长多路分用成各波长带的WDM光信号。把被多路分用的C波段WDM光信号输入到EDFA 33的耦合器37-2。把被多路分用的L波段WDM光信号输入到GS-EDFA 34的耦合器37-3。
由于EDFA 33和GS-EDFA 34的结构仅在掺杂稀土元素的光纤和泵浦它的泵浦源方面不一样，所以只详细描述EDFA 33的结构及仅描述GS-EDFA 34的结构的不同之处。
下面描述EDFA 33。
把具有耦合器37-2所分解的较小光功率的WDM光信号输入到PD 54，它在那儿进行光电转换。PD 54输出一个最终电流值给操作单元58和A/D 73。A/D 73把该输入的电流值从模拟值转换到数字值并将该数字电流值输出到监视/控制电路38。监视/控制电路38把所接收的数字值转换成光信号并将该光信号经控制线发送到前级中继器的监视/控制电路38。
另一方面，把耦合器37-2所分解的具有较大光功率的WDM光信号输入到掺铒光纤(以下简称为EDF)78。粒子数反转通过吸收从LD 55发射的激光束形成在EDF 78中，且EDF 78经受激发射放大WDM光信号。从LD驱动电路56提供一个驱动电流，LD 55发射激光束用于泵浦EDF 78。
EDF 78所放大的WDM光信号被输入到耦合器53。把耦合器53所分解的具有较小光功率的WDM光信号输入到PD 57，在那儿对它进行光电转换。PD57输出一个最终电流值给操作单元58。
操作单元58通过使用电阻(图14中未示出)分别把来自PD 54和57的电流转换成电压。操作单元58比较对应于各PD 54和57的电压并提供一个对应于两电压之间的差值的输出给LD驱动电路56。LD驱动电路56根据操作单元56的输出判断EDF78所放大的WMD光信号的增益，并对LD 55的驱动电流进行调节、以使增益变成一个预定值
另一方面，把耦合器53所分解的具有较大光功率的WDM光信号输入到VAT 59。VAT 59衰减该输入WDM光信号的光功率并输出衰减的WDM光信号，该光信号的衰减量由VAT驱动电路70所控制。
光功率已被VAT 59衰减的WDM光信号被输入到DC 60，在那儿对其进行色散补偿。
从DC 60输出的WDM光信号被输入到一个光学滤波器98。光学滤波器98是一个用于用于使EDF 78的增益波长特性近似平坦的增益均衡器。
从光学滤波器98输出的WDM光信号被输入到一个用于把光分解成两部分的耦合器99。
把耦合器99所分离的一个WDM光信号输入到PD 61，它在那儿进行光电转换。PD 61输出一个最终电流值给操作单元71。把耦合器99所分离的另一个WDM光信号输入到WDM耦合器35，在那儿它被转换成一个要被传输到下一级中继器的光信号。
监视/控制电路38从下一级中继器的监视/控制电路接收表示从相关中继器传输的两波长带WDM光信号的相应波长带的光功率的信号。根据所接收的信号，监视/控制电路38计算传输后的各波长带的光功率之间的差值。参照存储在监视/控制电路38的ROM 51中的发送光功率和接收光功率之间的对应表，监视/控制电路38根据该差值计算要从相关中继器输出的C波段WDM光信号的光功率的目标值。监视/控制电路38根据存储在ROM 74中的目标值和VAT驱动电路70的控制值之间的关系，将目标值转换成VAT驱动电路70的控制值。监视/控制电路38将最终控制值输出到D/A72。D/A将该控制值从数字值转换到模拟值并输出该最终模拟控制值给操作单元71。
操作单元71对D/A 72的输出与由电阻(图14中未示出)将PD 61的电流转换成的电压进行比较，并提供一个对应于该差值的输出给VAT驱动电路70。根据操作单元71的输出，VAT驱动电路70调节VAT 59的衰减量。结果，把从相关中继器输出的C波段WDM光信号的光功率调节到一个控制值。
除了EDF 78由一个长的、掺铒光纤代替之外，GS-EDFA 34的结构与EDFA33的相同。对色散补偿光纤60和操作单元58、71的各种设置和ROM 74的内容进行调节，以便适于进行L波段WDM光信号的处理。
上面已经参照图14对每个复合光学放大装置的结构进行了详细的描述。图13所示的两波长带WDM光信号发送装置的EDFA 33和GS-EDFA 34的结构与每个复合光学放大装置的相同。
至于两个装置之间的对应关系，从WDM耦合器21-2输出的C波段WDM光信号对应于从WDM耦合器31输出的光信号且从WDM耦合器21-3输出的L波段WDM光信号对应于从WDM耦合器31输出的光信号。EDFA 23对应于EDFA33而GS-EDFA 24对应于GS-EDFA 34。WDM耦合器25对应于WDM耦合器35、耦合器27-2和27-3对应于耦合器37-2和37-3、及光功率计26-2和26-3对应于光功率计36-2和36-3。
接下来将描述第七个实施例的光传输系统的工作原理和有益效果。因为，涉及到波长带内预加重后进行的波长带间预加重的控制与第五个实施例中的相同，此处不再描述。
首先，将说明波长带内预加重。
从两波长带WDM光信号发送装置输出的两波长带WDM光信号被放大并被为复合光学放大装置的中继器所中转，同时经光纤48传输，并接着把从两波长带WDM光信号输入到WDM光信号接收装置。
在光信号接收装置中，用光谱分析仪97-2测量C波段WDM光信号的光谱。把测量结果经用于控制信号传输的控制线发送到两波长带WDM光信号发送装置中的监视/控制电路95。或者，两波长带WDM光信号中的一个光信号可以用来替代使用控制线。在这种情况下，例如，使用SDH(同步数字系列)区段开销的未定义字节。区段开销是SDH中的一个存储信息的部分，该信息必须操作网络，例如，维护信息和状态监视器。
监视/控制电路95将该测量结果输出到VAT控制电路94。
根据该测量结果，VAT控制电路94确定一个在C波段WDM光信号中的具有最佳光学SNR值的光信号。VAT控制电路94将信号提供给对应于相应光信号的VAT驱动电路91-1到91-t并控制各VAT 90-1到90-t的衰减量以使光学SNR等于最佳光学SNR值。
光功率已被各VAT 90-1到90-t调节的光信号由WDM耦合器21-2进行波长多路复用，且将最终的C波段WDM光信号输入到耦合器92-2。在被耦合器92-2分解后，将部分C波段WDM光信号输入到光谱分析仪93-2，在那儿进行它的光谱测量。光谱分析仪93-2把测量结果输出到VAT控制电路94。
VAT控制电路94根据光谱分析仪93-2所提供的测量结果判断各光信号的光功率是否等于所想调节的值，之后微调VAT驱动电路91-1到91-t。
对C波段WDM光信号的波长带内预加重以这种方式进行。
同样，对L波段WDM光信号的波长带内预加重由耦合器96-3、光谱分析仪97-3、监视/控制电路95、VAT控制电路94、VAT驱动电路91-t+1到91-t+u、VAT 90-t+1到90-t+u、耦合器92-3和光谱分析仪93-3完成。
已被进行波长带内预加重的WDM光信号接着按第五个实施例中所述的方式进行波长带间预加重，并把最终WDM光信号输出到光纤48-1。
在第一个中继器中，两波长带WDM信号的WDM光信号的光功率由于受激拉曼散射和光传输线中的损耗而被改变。但是，由于进行了波长带间预加重，使得C波段WDM光信号的光功率近似等于L波段WDM光信号的光功率。两波长带WDM信号进行了波长带间预加重和中继器内的放大，并输出到光纤48-2。
两波长带WDM信号类似地受到了波长带间预加重和后续每个中继器内的放大。两波长带WDM信号被多个中继器转发几次且之后被输入到WDM光信号接收装置。
由于所接收的两波长带WDM信号如上所述地受到了波长带内预加重，使得因每个装置中的EDFA 23或33和GS-EDFA 24或34引起的ASE所带来的光学SNR中的恶化可被减少。另外，由于也进行了波长带间预加重，也使得因光纤48中的受激拉曼散射等引起的波长带之间的偏离所带来的光学SNR中的恶化可被减少。
因而，第七个实施例的光传输系统因各光信号的光学SNR可被大大地减少还可增大超长距离传输的距离。
虽然在第七个实施例中波长带内预加重由VAT来调节，但本发明并不限于这一种情况并可使用能调节光功率的任何装置。例如，可使用光纤放大器和半导体光学放大器。在使用光纤放大器的情况下，通过调节泵浦光纤的泵浦光的输出调节增益可完成波长带内预加重。在使用半导体光学放大器的情况下，通过调节偏置电流(驱动电流)调节增益可完成波长带内预加重。
在第五到第七个实施例的每个复合光学放大装置中，在每个波长带内的增益梯度由下一级掺杂稀土元素的光纤控制。或者，可用滤光器形式的的增益均衡器。
图15A示出了增益均衡器位于每个光学放大单元中的情况，而图15B示出了增益均衡器从相应光学放大单元分开的情况。
参见图15A，在该复合光学放大装置中，WDM耦合器把一个三波长带WDM光信号多路分解成相应波带的WDM光信号。该多路分解的WDM光信号被输入到相应放大单元101-1到101-3的光学放大器101-1a到101-3a。光学放大器101-1a除了没有TDF 62、LD 65、LD驱动电路66、操作单元68、FBG 76和77及PD64和67之外其它均与图11所示的TDFA 32的结构相同。这种情况同样适用于光学放大器101-2a和101-3a。其光功率已被相应的光学放大器101-1a到101-3a调节的各波带的WDM光信号被输入到相应的增益均衡器101-2b和101-3b。增益均衡器101-2b和101-3b使各波带的WDM光信号的增益几乎平坦。把各波带最终的WDM光信号输入到WDM耦合器35，在那儿它们进行波长多路复用从而回复到三波长带WDM光信号，把它传输到下一级中继器。
图15B的复合光学放大装置包括光学放大器103-1到103-3和增益均衡器104-1到104-3，所有这些都是独立的光学部件。光学放大器103-1到103-3对应于图15A中的光学放大器101-1a到101-3a而增益均衡器104-1到104-3对应于图15A中的增益均衡器101-2b和101-3b。
第五到第七个实施例指的是在构造光学系统的过程中复合光学放大装置的波长带个数被确定的情况。但是，通过对每个WDM耦合器31和35提供光学适配器，第五到第七个实施例能适用于光学系统构造之后减少或增加波长带个数的情况。
为了使光学放大器能够安装和拆卸，如图16A和16B所示，在WDM耦合器31和TDFA 32、EDFA 33、GS-EDFA 34之间提供光学适配器106-1到106-3，并在TDFA 32、EDFA 33、GS-EDFA 34与WDM耦合器35之间提供光学适配器107-1到107-3。监视/控制电路38中的ROM51的内容根据增加波长带个数的减少或增加填写。
第五个实施例指的是三波长带WDM光信号处理的情况，而第七个实施例指的是两波长带WDM光信号处理的情况。但是，本发明并不限于这种情况并可适用于任意个波长带的n波长带WDM光信号处理的情况。
第五个实施例指的是各波长带中的WDM光信号沿相同方向传输的单向传输的情况。但是，正如参照图21和22所描述的，由于在单向传输和双向传输中获得的相同的结果，本发明也可适用于双向传输。
本发明并不限于上述实施例且可在不脱离本发明的精神和范围的情况下进行各种变型。任何改进可以是针对元件的一部分或全部来进行。

Claims (41)

1、一种光学放大装置，包括：
提供给相应波长带的多个光学调节装置，用于调节光束的每个单波长信道的平均光功率；
波长多路复用装置，用于对所述各光学调节装置的输出进行波长多路复用；及
控制装置，用于进行控制以使所述多个光学调节装置中的调节短波长带光的每个单波长信道的平均光功率的光学调节装置的输出大于所述多个光学调节装置中的调节长波长带光的每个单波长信道的平均光功率的光学调节装置的输出。
2、根据权利要求1的光学放大装置，还包括：
波长多路分用装置，用于将输入光波长多路分用成各波长带的光束；及
将各波长带的每束光输出到所述的各光学调节装置。
3、根据权利要求1的光学放大装置，其特征在于：所述控制装置还控制所述各光学调节装置的输出，以便在该波长多路复用装置的输出光传到一个预定点时使该预定点处的各波长带的每个单波长信道的平均光功率变得相等。
4、根据权利要求1的光学放大装置，其特征在于：所述控制装置还控制所述各光学调节装置的输出，以便在该波长多路复用装置的输出光传到一个预定点时，使从该预定点处的所述各波长带的每个单波长信道的平均光功率中消除各光学调节装置的噪声功率所得到的功率变得相等。
5、根据权利要求1的光学放大装置，还包括：
一个给所述多个光学调节装置的各输入光束提供光的光源。
6、根据权利要求2的光学放大装置，还包括：
一个连接到所述波长多路分用装置以传输所述输入光的光传输线，和一个提供光给所述光传输线的光源。
7、根据权利要求2的光学放大装置，其特征在于：所述控制装置根据连接到所述光学放大装置的输出侧的光传输线中的受激拉曼散射、所述光传输线中的损耗、所述波长多路分用装置中的损耗和所述波长多路复用装置中的损耗至少之一，确定出调节短波长带光的每个单波长信道的平均光功率的所述光学调节装置的输出和调节长波长带光的每个单波长信道的平均光功率的所述光学调节装置的输出之间的差值。
8、根据权利要求1的光学放大装置，其特征在于：所述光束是第一波长带中的WDM光信号和波长大于第一波长带的第二波长带中的WDM光信号，且其中该第一波长带中的WDM光信号的信道数被增加或减少。
9、根据权利要求1的光学放大装置，其特征在于：所述光束是第一波长带中的WDM光信号和波长大于第一波长带的第二波长带中的WDM光信号，且其中该第二波长带中的WDM光信号的信道数被增加或减少。
10、根据权利要求3的光学放大装置，还包括：
检测所述预定点处的所述各波长带的所述光功率的检测装置，其中
所述控制装置还根据所述检测装置的输出，控制所述各光学调节装置的输出。
11、根据权利要求4的光学放大装置，还包括：
检测所述预定点处的所述各波长带的所述光功率的检测装置，其中
所述控制装置还根据所述检测装置的输出，控制所述各光学调节装置的输出。
12、根据权利要求10的光学放大装置，其特征在于：
所述光束是WDM光信号，且其中
所述检测装置检测对应于最短波长信道的WDM光信号的光功率。
13、根据权利要求11的光学放大装置，其特征在于：所述光束是WDM光信号，且其中
所述检测装置检测对应于最短波长信道的WDM光信号的光功率。
14、根据权利要求1的光学放大装置，其特征在于：
所述多个光学调节装置是放大所述光束的光学放大器。
15、根据权利要求1的光学放大装置，其特征在于：
所述多个光学调节装置是衰减所述光束的光学衰减器。
16、一种光学发送设备，包括：
提供给每个预定波长带并在各波长带中产生WDM光信号的多个光学发送装置；
连接到所述各光学发送装置的多个光学调节装置，用于调节光束的光功率；
波长多路复用装置，用于对各波长带的所述各光学调节装置的输出进行波长多路复用；及
控制装置，进行控制，以使所述多个光学调节装置中的调节短波长带光的每个单波长信道的平均光功率的光学调节装置的输出大于所述多个光学调节装置中的调节长波长带光的每个单波长信道的平均光功率的光学调节装置的输出。
17、根据权利要求16的光学发送设备，其特征在于：所述控制装置还控制所述各光学调节装置的输出，以便在所述波长多路复用装置的输出光传到一个预定点时使该预定点处的各波长带的每个单波长信道的平均光功率变得相等。
18、根据权利要求16的光学发送设备，其特征在于：所述控制装置还控制所述各光学调节装置的输出，以便在所述波长多路复用装置的输出光传到一个预定点时，使从该预定点处的所述各波长带的每个单波长信道的平均光功率中消除各光学调节装置的噪声功率所得到的功率变得相等。
19、根据权利要求16的光学发送设备，其特征在于：
所述控制装置根据连接到所述光学发送设备的输出侧的光传输线中的受激拉曼散射、所述光传输线中的损耗和所述波长多路复用装置中的损耗至少之一，确定出调节所述短波长带光的每个单波长信道的平均光功率的所述光学调节装置的输出和调节所述长波长带光的每个单波长信道的平均光功率的所述光学调节装置的输出之间的差值。
20、根据权利要求16的光学发送设备，其特征在于：
所述在各波长带中的WDM光信号是第一波长带中的WDM光信号和波长大于第一波长带的第二波长带中的WDM光信号，且其中该第一波长带中的所述WDM光信号的信道数被增加或减少。
21、根据权利要求16的光学发送设备，其特征在于：
所述在各波长带中的WDM信号是第一波长带中的WDM光信号和波长大于第一波长带的第二波长带中的WDM光信号，且其中该第二波长带中的所述WDM光信号的信道数被增加或减少。
22、根据权利要求17的光学发送设备，还包括：
检测所述预定点处的各波长带的所述光功率的检测装置，其中
所述控制装置还根据所述检测装置的输出控制所述各光学调节装置的输出。
23、根据权利要求18的光学发送设备，还包括：
检测所述预定点处的所述各波长带的所述光功率之一的检测装置，其中
所述控制装置还根据所述检测装置的输出控制所述各光学调节装置的输出。
24、根据权利要求22的光学发送设备，其特征在于：
所述检测装置检测对应于最短波长信道的WDM光信号的光功率。
25、根据权利要求23的光学发送设备，其特征在于：
所述检测装置检测对应于最短波长信道的WDM光信号的光功率。
26、根据权利要求16的光学发送设备，其特征在于：
所述多个光学发送装置的每个在所述多个波长带的每个中通过产生多个具有不同光功率的光信号和在一个波长带基上对所述多个光信号进行波长多路复用分别地产生每个WDM光信号。
27、根据权利要求16的光学发送设备，其特征在于：
所述多个光学调节装置是放大光束的光学放大器。
28、根据权利要求16的光学发送设备，其特征在于：
所述多个光学调节装置是衰减光束的光学衰减器。
29、一种光传输系统，包括：
一个用于产生多个波长带的光信号的光学发送设备；
一个传输所产生的所述光信号的光传输线；
一个接收和处理经所述光传输线传输的所述光信号的光接收装置；和
至少一个设置在光传输线上的光学放大装置，该装置包括：
用于在波长带基上进行所述光信号的波长多路分用的波长多路分用装置；
调节各波长带中的每个所述光信号的光功率的多个光学调节装置，该光功率是从所述波长多路分用装置输出的；
波长多路复用装置，用于对所述各光学调节装置的输出进行波长多路复用；
控制装置，用于进行控制，以使所述多个光学调节装置中的调节短波长带光的每个单波长信道的平均光功率的光学调节装置的输出大于所述多个光学调节装置中的调节长波长带光的每个单波长信道的平均光功率的光学调节装置的输出。
30、根据权利要求29的光传输系统，其特征在于：所述光学放大装置的所述控制装置还控制所述各光学调节装置的输出，以便在所述光学放大装置的输出光信号传到一个预定点时，使该预定点处的各波长带的光信号的每个单波长信道的平均光功率变得相等。
31、根据权利要求29的光传输系统，其特征在于：所述光学放大装置的所述控制装置还控制所述各光学调节装置的输出，以便在所述光学放大装置的输出光信号传到一个预定点时，使从该预定点处的所述各波长带的光信号的每个单波长信道的平均光功率中消除各光学调节装置的噪声功率所得到的功率变得相等。
32、根据权利要求29的光传输系统，其特征在于：所述光学放大装置还包括一个提供光给传输输入光信号的光传输线的光源。
33、根据权利要求29的光传输系统，其特征在于：
所述光学发送设备通过产生多个具有不同光功率的光信号和在一个波长带基上对多个光信号进行波长多路复用产生所述的多个波长带中的所述光信号。
34、根据权利要求29的光传输系统，其特征在于：
所述光接收装置包括一个检测光信号的光谱并输出所述检测结果给该光学发送设备的光谱检测部分，且其中
所述光学发送设备通过根据该光谱检测部分的检测结果产生多组具有不同光功率的光信号和在一个波长带基上对所述多组光信号进行波长多路复用来产生所述多个波长带的所述光信号。
35、根据权利要求29的光传输系统，其特征在于：
所述光学放大装置的所述多个光学调节装置是放大光信号的光学放大器。
36、根据权利要求29的光传输系统，其特征在于：
光学放大装置的所述多个光学调节装置是衰减光信号的光学衰减器。
37、一种放大光的方法，包括步骤：
(1)放大多个波长带中的长波长带中的光；
(2)放大所述多个波长带中的短波长带中的光，使它具有的每个单波长信道的平均光功率大于长波长带中所放大光的每个单波长信道的平均光功率；及
(3)对该多个波长带的光束进行波长多路复用。
38、根据权利要求37的光放大方法，还包括步骤：确定出所述短波长带的光的放大输出和所述长波长带的光的放大输出之间的差值，以便当所述多个波长带的波长多路复用光传到一预定点时，使该预定点处的各波长带的每个单波长信道的平均光功率相等，且其中
所述步骤(2)放大所述短波长带的光，使得它具有的每个单波长信道的平均光功率大于所述长波长带的放大光的每个单波长信道的平均光功率一个所述差值。
39、一种放大光的方法，包括步骤：
(1)产生具有不同光功率的多个光信号；
(2)通过在一个波长带基上对所述多个光信号进行波长多路复用来产生多个WDM光信号；
(3)放大该多个WDM光信号中的长波长带中的一个WDM光信号；
(4)放大所述多个WDM光信号中的短波长带中的一个WDM光信号，使得它具有的每个单波长信道的平均光功率大于所述长波长带中的所述放大WDM光信号的每个单波长信道的平均光功率；且
(5)波长多路复用所述多个WDM光信号。
40、根据权利要求39的光放大方法，还包括步骤：确定出所述短波长带的WDM光信号的放大输出和所述长波长带的WDM光信号的放大输出之间的差值，以便当多个WDM光信号的波长多路复用的光信号传到一预定点时，使该预定点处的备WDM光信号的每个单波长信道的平均光功率相等，且其中
所述步骤(4)放大所述短波长带的WDM光信号，使得它具有的每个单波长信道的平均光功率大于所述长波长带的放大光的每个单波长信道的平均光功率一个所述差值。
41、一种输入光的方法，包括步骤：
使各波长带的多个WDM光信号中的一个短波长带的WDM光信号的每个单波长信道的平均光功率大于一个长波长带的WDM光信号的每个单波长信道的平均光功率；且
将各波长带的所述多个WDM光信号输入到一个光传输线。
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