CN1480782A - 喇曼光放大器 - Google Patents

Abstract

喇曼光放大器。包括各自波长不同的多段信号光在内的多波长光被输入到喇曼放大光纤内。由激射光源生成的激射光在与多波长光的传输方向相反的方向被提供给喇曼放大光纤。辅助光源生成辅助光。辅助光控制电路根据多波长光的输入功率的变化，随着规定响应时间而对辅助光的光功率进行调整。辅助光在与多波长光的传输方向相同的方向被提供给喇曼放大光纤。

Description

喇曼光放大器

技术领域

本发明涉及一种喇曼(Raman)光放大器，具体涉及一种前馈控制型喇曼光放大器。

背景技术

最近，在干线光传输系统中，一种采用波分复用(WDM)传输技术的大容量传输系统已得到普及。喇曼光放大器是用于支持这种大容量WDM传输系统的一种关键装置。

图1示出了通用喇曼光放大器的基本构成。在图1中，示出了一种在与信号光的传输方向相反的方向提供激射光的后向激射型喇曼光放大器。

喇曼放大光纤1使用由激射光源2生成的激射光来使输入的信号光放大。该输入光是通过复用各自波长不同的多段信号光所获得的多波长光或WDM光。对于激射光源(LD)2，使用激光二极管等，并且激射光源2生成波长比信号光的波长短的激射光。WDM耦合器3是用于使信号光与由激射光源2生成的激射光复用的光学装置，并把激射光引导到喇曼放大光纤1。然后，通过输入端口输入的信号光由喇曼放大光纤1放大，并通过WDM耦合器3被引导到输出端口。

喇曼光放大器的操作区域主要是增益非饱和区域，而一般，在当今的光传输系统中最普及的掺铒光纤放大器(EDFA)的操作区域跨越增益非饱和区域和增益饱和区域。在增益非饱和区域中，如果激射光功率恒定，则即使信号光的输入电平变化，增益也总是恒定。然而，在增益饱和区域中，即使激射光功率恒定，增益也随着信号光的输入电平而变化。另一方面，最近，随着频带更宽、功率更高的光通信系统的出现，要求扩展操作区域(信号光的输入电平的变化范围)。结果，促进了喇曼光放大器中的增益饱和区域的使用。

如果输入多段信号光，并且喇曼放大光纤1中的多段信号光的总功率足够高，或者信号光频带较宽，则功率倾斜(或功率偏差)增加并由于信号光间的喇曼效应(信号光间的喇曼散射)而不再可忽略不计。此处，“信号光间的喇曼效应”是波长较长的信号光由波长较短的信号光放大的现象。在此情况下，波长较短的信号光用作波长较长的信号光的激射光。功率倾斜是指各段信号光的输出电平相对于波长是不平坦的。

在此情况下，如果在增益饱和区域中使用喇曼光放大器，或者输入信号光的光功率较高，则即使激射光功率恒定，由于多波长光的输入功率因要复用的波长数的增加/减少而波动，因而信号光的输出功率也会变化。因此，在一种以波长数(或信道数)在操作中增加或减少为前提的传输系统中，存在当波长数增加/减少时传输质量(S/N等)临时劣化的可能性，除非把这种增益波动作为设计裕度加以考虑，或者在设计中采取措施来对付这种增益波动。

激射光通常被后向提供给喇曼放大光纤1，以避免由于信号光增益的偏振依赖性、激射光噪声向信号的传递、通过激射光进行的信号间交叉增益调制等引起的传输质量劣化。然而，在依靠后向激射的放大操作中，与前向激射的情况不同，存在依赖于喇曼放大光纤1的长度的瞬态响应特性。

图2A和图2B示出了喇曼光放大器的输出功率响应波形。在图2A和图2B中，示出了在增设/删除(或停止)使各自波长不同的多个信号信道复用的多波长光中的规定信道时所获得的其他信道的输出功率。假定把所增设/删除的信道称为“通/断信道”，并把其他信道称为“剩余信道”。还假定激射光功率恒定。并且，假定该喇曼光放大器在增益饱和区域中使用。

当在增益饱和区域中使用喇曼光放大器时，如果删除通/断信道，则饱和度变低，并且增益变高。因此，剩余信道的输出功率增加。在图2A和图2B中，在时刻T＝50μs删除通/断信道。

对于后向激射，如图2A所示，由于通/断信道的增设/删除(停止)引起的剩余信道的输出功率的波动要花规定的响应时间。该响应时间依赖于喇曼放大光纤1的长度，并约为信号光或激射光的光纤传播时间的两倍长。然而，如图2B所示，对于前向激射，剩余信道的输出功率在极短时间内波动。

图3A和图3B示出了当发生信号光间的喇曼效应时获得的喇曼光放大器的输出功率响应波形。在图3A和图3B中，示出了当增设通/断信道时引起的剩余信道的输出功率的波动。此处，假定激射光功率恒定。

在此情况下，如果增设通/断信道，则剩余信道的输出功率改变两级波动速度。此处，剩余信道的输出功率的波形根据要增设的通/断信道的波长而变化。例如，如果通/断信道的波长比剩余信道的波长短，则如图3A所示，当增设该通/断信道时，剩余信道的输出功率快速增加，然后随着规定响应时间而变化。然而，如果通/断信道的波长比剩余信道的波长长，则如图3B所示，当增设该通/断信道时，剩余信道的输出功率快速下降，然后随着规定响应时间而变化。同样，当删除通/断信道时，剩余信道的输出功率改变两级波动速度。

如上所述，在一种假定信道数在操作中变化的WDM传输系统中，每当增设/删除信道时，剩余信道的光电平波动。并且，如果要增设/删除的信道的波长不同，则剩余信道的光功率根据波长而变化。为此，在该传输系统中，要对信号光的传输特性进行管理是不容易的。

作为一种用于解决上述问题的方法，一种用于通过对激射光进行动态控制来使喇曼光放大器的增益保持恒定的方法是公知的。

图4示出了具有用于对激射光进行动态控制的功能的喇曼光放大器的构成。在该构成中，喇曼放大光纤1、激射光源2和WDM耦合器3已在图1中作了说明。

光耦合器4使由喇曼放大光纤1放大的信号光的一部分分出，把将其引导到光接收装置(PD：光电二极管)5。光接收装置5可由光电二极管等来实现，光接收装置5生成表示由光耦合器4分出的信号光的光功率的电信号。控制电路6根据光接收装置5的输出，对由喇曼放大光纤1放大的信号光的光功率进行监视。然后，控制电路6对激射光源2的输出功率进行控制，以使信号光的输出功率可以保持恒定。

如上所述，在图4所示的喇曼光放大器中，通过使用表示光输出功率的信息作为反馈信号进行反馈控制，使信号光的输出功率保持恒定。然而，在提高反馈系统的速度方面存在限制。因此，图4所示的喇曼光放大器也具有以下问题。

(1)如果在信号光间的喇曼放大不可忽略不计的情况下增设/删除通/断信道，则如图3A和图3B所示，剩余信道的输出功率立即变化。因此，由反馈系统进行的控制不能赶上该变化。这样，实际上，要依靠反馈控制对由于信号光间的喇曼放大引起的剩余信道的电平波动进行抑制是不可能的。

(2)如图2A和图2B所示，后向激射型喇曼光放大器的输出响应特性依赖于喇曼放大光纤的长度。为此，如果通过考虑替换喇曼放大光纤来试图获得在反馈系统设计(增益，响应时间等)方面的灵活性，则提高反馈系统的速度会由于时间常数的设定误差而干扰控制(存在振荡等)。

(3)如果提供各自波长不同的多段激射光，则必须对多段激射光间的功率平衡加以考虑来进行高速反馈控制。因此，需要一种复杂控制算法。

(4)由于喇曼有效长度十分长，因而放大响应时间受光纤传播时间的支配。特别是，对于前向激射，由于传播时间而发生控制延迟。

如上所述，在常规喇曼光放大器中，当使多波长光放大时，如果多波长光的波长数变化，则难以对在多波长光中包括的各段信号光的光电平的波动进行抑制。特别是，当在增益饱和区域中使用喇曼光放大器时，或者当喇曼放大引发的功率倾斜在信号光间不可忽略不计时，抑制波动是非常困难的。

发明内容

本发明的目的是实现一种喇曼光放大器，即使当多波长光的波长数变化时，该喇曼光放大器也能对在要放大的多波长光中包括的各段信号光的光电平的波动进行抑制。

根据本发明的一种喇曼光放大器包括：光放大介质，其内输入多波长光；激射光源，用于把激射光提供给光放大介质；辅助光源，用于生成波长比多波长光的中心波长短的辅助光；光学装置，用于在与多波长光相同的方向把辅助光引导到光放大介质；以及辅助光控制器，用于根据多波长光的输入功率来对辅助光的光功率进行控制。

当多波长光的输入功率变化时，光放大介质的增益根据喇曼光放大器的操作状态而变化，因此输出功率变化。因此，本发明的喇曼光放大器设有用于把辅助光提供给光放大介质的辅助光源。在此情况下，通过根据多波长光的输入功率来对辅助光的光功率进行控制，可防止光放大介质的增益发生变化。因此，即使当多波长光的输入功率变化时，也可对输出功率的波动进行抑制。

特别是，对于后向激射，在多波长光的输入功率变化之后，输出功率随着与光放大介质中的信号传播时间对应的规定响应时间而变化。因此，通过对辅助光的光功率进行控制，以便随着与光放大介质的信号传播时间对应的规定响应时间而变化，可对光输出功率的波动进行合适抑制。在此情况下，例如，如果多波长光的输入功率从第一输入电平变为第二输入电平，则辅助光控制器可以使辅助光的光功率随着根据光放大介质中的多波长光或激射光的传播时间而确定的响应时间，从与第一输入电平对应的第一稳定状态变为与第二输入电平对应的第二稳定状态。

除了上述的光放大介质、激射光源、辅助光源和光学装置以外，本发明另一方面的喇曼光放大器还包括：检测器，用于对在多波长光中包括的多段信号光的波长配置进行检测；以及辅助光控制器，用于根据由检测器检测的信号光的波长配置的变化来对辅助光的光功率进行控制。根据该构成，由于根据所增设或所删除的信号的波长来对辅助光的光功率进行控制，因而可进一步对输出功率的波动进行抑制。

本发明另一方面的喇曼光放大器假定在一种把表示多波长光中的信号光状态的状态信息通知给传输线路上的放大节点的光传输系统中使用。在此情况下，除了上述的光放大介质、激射光源、辅助光源和光学装置以外，该喇曼光放大器还包括辅助光控制器，用于根据状态信息来对辅助光的光功率进行控制。根据该构成，可根据所增设或所删除的信号的波长来对辅助光的光功率进行控制，而无需设置用于对在多波长光中包括的多段信号光的波长配置进行检测的检测器。

附图说明

图1示出了通用喇曼光放大器的基本构成；

图2A和图2B示出了喇曼光放大器的输出响应波长；

图3A和图3B示出了当存在信号光间的喇曼放大时获得的喇曼光放大器的输出响应波长；

图4示出了具有用于对激射光进行动态控制的功能的喇曼光放大器的构成；

图5示出了本发明实施例中的喇曼光放大器的构成；

图6A和图6B示出了信号光和辅助光的配置；

图7示出了当不提供辅助光时进行的喇曼放大操作；

图8示出了当提供辅助光时进行的喇曼放大操作；

图9示出了当存在信号光间的喇曼放大时获得的输出特性；

图10示出了图5所示的辅助光控制电路的一例；

图11示出了辅助光的变化模式；

图12示出了本发明另一实施例的构成；

图13A至图13C示出了多波长光的状态；

图14示出了用于对与多波长光的各状态对应的辅助光的光功率的设定值进行管理的管理表的一例；

图15示出了图12所示的辅助光控制电路的构成例；

图16示出了本发明另一实施例中的喇曼光放大器的构成；以及

图17示出了一种使用图16所示的喇曼光放大器的传输系统的构成。

具体实施方式

以下将参照附图，对本发明的实施例进行说明。

图5示出了本发明实施例中的喇曼光放大器的构成。喇曼光放大器可对与所提供的激射光的频率相距规定频率的频率范围内的光进行放大。具体地说，喇曼光放大器可集中地对规定波长范围内的多段光进行放大。本实施例的喇曼光放大器可集中地对使各自波长不同的多段信号光复用的多波长光进行放大。

在图5中，喇曼放大光纤1、激射光源(LD)2、WDM耦合器3、光耦合器4和光接收装置(PD)5都已在图1和图4中作了说明。喇曼放大光纤1可例如由通用传输光纤或色散补偿光纤来实现，并用作光放大介质。激射光源2可由用于生成具有规定波长的激射光的单一激光二极管来实现。或者，它可由用于生成各自波长不同的多段激射光的多个激光二极管来实现。并且，尽管在图5所示的实施例中，由激射光源2生成的激射光的光功率是固定的，然而本发明不排除一种对激射光的光功率进行动态控制(例如，反馈控制)的构成。

光耦合器11分出输入光的一部分，并将其引导到光接收装置(PD)12。此处，该输入光是使各自波长不同的多段信号光复用的多波长光。光接收装置12可以是光电二极管等，光接收装置12生成表示由光耦合器11分出的多波长光的光功率的电信号。此处，光耦合器11的分割比是固定的。因此，通过对来自光接收装置12的信号进行监视，可对要输入的多波长光的总光功率进行检测。

辅助光源13可由激光二极管等来实现，辅助光源13生成具有规定波长的辅助光。优选的是，该辅助光的波长比多段信号光的中心波长(或加权平均波长)短。在此情况下，如图6A所示，对于辅助光的波长，可使用比任何一段信号光的波长短的波长。或者，如图6B所示，可使用信号光的波长区域内的波长。如果使用该波长，则辅助光可用作信号光的激射光。或者，辅助光的波长可与由激射光源2生成的激射光的波长相同。优选的是，辅助光的相对强度噪声(RIN)是一个使其不会对从该喇曼光放大器输出的多波长光的噪声特性有影响的值。具体地说，优选的是，RIN例如等于或小于-130dB/Hz。

辅助光控制电路14根据从光接收装置12输出的电信号，对输入多波长光的光功率进行监视。辅助光控制电路14根据多波长光的输入功率来对辅助光的光功率进行控制。具体地说，辅助光控制电路14根据多波长光的输入功率的变化，随着规定响应时间来改变辅助光的光功率。在此情况下，辅助光的光功率由例如用于驱动辅助光源13的驱动电流来控制。以下将对辅助光控制电路14的构成和操作进行详细说明。

WDM耦合器15把多波长光引导到喇曼放大光纤1，并还把由辅助光源13生成的辅助光引导到喇曼放大光纤1。具体地说，WDM耦合器15把多波长光和辅助光复用并引导这些光。因此，辅助光被提供给喇曼放大光纤1，以使其在与多波长光相同的方向传播。

包括光耦合器11、光接收装置12、辅助光源13、辅助光控制电路14和WDM耦合器15的输入单元和包括激射光源2、WDM耦合器3、光耦合器4和光接收装置5的输出单元可以设置成相互接近，也可以设置成相互远离。

在该喇曼光放大器中，喇曼放大光纤1由激射光激射，并且输入多波长光(多段信号光)在喇曼放大光纤1中进行放大。此外，辅助光被提供给喇曼放大光纤1。此处，辅助光的光功率由辅助光控制电路14根据多波长光的输入功率的变化进行调整。具体地说，当多波长光的输入功率由于多波长光中的信道的增设或删除而变化时，把辅助光的光功率调整成使其他信道的输出功率不会变化。因此，在本实施例的喇曼光放大器中，即使多波长光的输入功率由于信道的增设或删除而变化，也可把其他各信道的输出功率的波动抑制到低水平。

以下将对辅助光和喇曼放大操作之间的关系进行说明。

图7示出了当不提供辅助光时进行的喇曼放大操作。在此情况下，假定后向激射型喇曼光放大器在增益饱和区域中使用。还假定由激射光源2生成的激射光的光功率恒定。还假定，当把包括各自波长不同的多段信号光在内的多波长光放大时，增设或删除多段信号光中的规定段信号光。在以下说明中，把要增设/删除的信号光称为“通/断(ON/OFF)信道”，并把其他信道称为“剩余信道”。

在图7所示的例中，绘出了通/断信道的输入/输出功率以及剩余信道的每信道平均输出功率。尽管在时刻T2以前和在时刻T5以后，通/断信道的输出功率和剩余信道的输出功率几乎相同，然而在该图中，为了容易区别，将它们单独绘出。

如果在时刻T1删除通/断信道的输入，则在时刻T2(在规定时间经过后)也删除通/断信道的输出。此处，从删除通/断信道的输入时直到删除通/断信道的输出的这段时间(也就是说，在时刻T1和时刻T2之间)相当于喇曼放大光纤1的信号传播时间。该传播时间依赖于喇曼放大光纤1的长度。

在时刻T2和时刻T3之间，剩余信道的输出功率逐渐继续增加。然后，在时刻T3以后，剩余信道的输出功率稳定。此处，从剩余信道的输出功率开始增加直到其稳定的这段时间(也就是说，在时刻T2和时刻T3之间)依赖于喇曼放大光纤1的信号传播时间(例如，与喇曼放大光纤1的信号传播时间成比例)。

并且，如果在时刻T4增设通/断信道，则在时刻T5输出通/断信道的信号光。在时刻T5以后，剩余信道的输出功率逐渐继续减少，并且在规定时间经过之后，该输出功率返回到时刻T2以前的状态。在此情况下，该规定时间也依赖于喇曼放大光纤1的信号传播时间(例如，与喇曼放大光纤1的信号传播时间成比例)。

如上所述，如果在不提供辅助光时增设/删除通/断信道，则剩余信道的输出功率波动。具体地说，当多波长光的输入功率由于通/断信道的停止或删除而减少时，喇曼放大光纤1的饱和度变低并且增益增加。因此，剩余信道的每信道输出功率增加。相反，当多波长光的输入功率由于通/断信道的启动或增设而增加时，喇曼放大光纤1的饱和度变高并且增益减少。因此，剩余信道的每信道输出功率减少。

因此，在本实施例的喇曼光放大器中，为了对剩余信道的这种波动进行抑制，把辅助光提供给喇曼放大光纤1，并根据多波长光的输入功率的变化来对辅助光的光功率进行控制。

图8示出了当提供辅助光时进行的喇曼放大操作。在该例中，在时刻T1删除通/断信道的输入，并在时刻T4增设通/断信道，这与图7所示的例子相同。

在此情况下，如果在时刻T1删除通/断信道的输入，则对辅助光的光功率进行控制，以便随着规定响应时间而逐渐继续减少。具体地说，辅助光的光功率在时刻T11和时刻T12之间逐渐继续减少。通过这样改变辅助光的光功率，可对剩余信道的输出功率的波动进行抑制。也就是说，即使删除通/断信道，也可把剩余信道的输出功率的波动抑制到低水平。

同样，如果在时刻T4增设通/断信道，则对辅助光的光功率进行控制，以便随着规定响应时间而逐渐继续增加。具体地说，辅助光的光功率在时刻T13和时刻T14之间逐渐继续增加。通过这样改变辅助光的光功率，可对剩余信道的输出功率的波动进行抑制。也就是说，即使增设通/断信道，也可把剩余信道的输出功率的波动抑制到低水平。

对通/断信道的增设/删除时的辅助光的变化模式(变化量和响应时间)进行确定，以便可以使剩余信道的输出功率的波动最小。此处，该变化模式是采用模拟测试或实际测试来确定的。具体地说，例如根据以下一种规则来确定响应时间。

(1)把响应时间设定为与喇曼放大光纤1的长度成比例的值。

(2)把响应时间设定为与喇曼放大光纤1的信号传播时间成比例(例如，两倍长)的值。

(3)把响应时间设定为与当在不提供辅助光的环境下增设/删除通/断信道时，使剩余信道从某一稳定状态变为另一稳定状态所需的时间等同的值。

(4)把响应时间设定为一种用于对由于通/断信道的增设/删除引起的喇曼放大光纤1的饱和度的波动进行补偿的值。

(5)把响应时间设定为一种用于对由于通/断信道的增设/删除引起的喇曼放大光纤1的增益的变化进行补偿的值。

如上所述，如果提供合适受控的辅助光，则即使在增益饱和状态下增设/删除通/断信道，也可把剩余信道的输出功率的波动抑制到低水平。具体地说，当多波长光的波长数由于通/断信道的删除或停止而减少时，通过逐渐继续减少用作激射光的辅助光的光功率，可使喇曼放大光纤1的饱和度保持恒定。当多波长光的波长数由于通/断信道的增设而增加时，通过逐渐继续增加用作激射光的辅助光的光功率，可使喇曼放大光纤1的饱和度保持恒定。结果，即使多波长光的信道数变化，由于饱和度总是保持恒定，因而增益也总是保持恒定。因此，剩余信道的每信道输出功率也保持几乎恒定。

在图7和图8中，分别示出了在增益饱和状态下增设和删除通/断信道的情况。然而，如果在信号光间发生喇曼放大，则同样，剩余信道的输出功率由于通/断信道的增设/删除而波动。

图9示出了当在信号光间发生喇曼放大时操作的喇曼光放大器的输出特性。在以下说明中，在信号光间发生喇曼放大的现象是指“信号光间的喇曼放大”。此处，“信号光间的喇曼放大”是多波长光中的波长较短的信号光使波长较长的其他信号光放大的现象。

在图9中，在不提供辅助光时，如果在时刻T1删除通/断信道或者通/断信道停止，则从该时起经过时间Tp之后，剩余信道的输出功率发生(瞬时)快速变化，然后，光功率随着约为时间Tp两倍长的响应时间而收敛。同样，如果在时刻T2增设通/断信道，则在时间Tp经过之后，剩余信道的输出功率发生快速变化，然后，光功率随着约为时间Tp两倍长的响应时间而收敛。也就是说，如果不提供辅助光，则剩余信道的输出功率大幅波动。

上述辅助光在对剩余信道的输出功率的这种波动进行抑制方面也是有效的。具体地说，当删除通/断信道时，对辅助光的光功率进行控制，以便随着约为时间Tp两倍长的响应时间而继续增加。当增设通/断信道时，对辅助光的光功率进行控制，以便随着约为时间Tp两倍长的响应时间而继续减少。结果，即使当存在信号光间的喇曼放大时增设/删除通/断信道，剩余信道的输出功率也几乎不波动，并且也可对快速变化的发生进行抑制。

之所以可使用辅助光对剩余信道的输出功率进行抑制，是由于使用前馈控制对辅助光进行调整。也就是说，如果辅助光被后向提供给喇曼放大光纤1并由反馈控制进行调整，则在检测了剩余信道的输出功率的变化之后，对辅助光的光功率进行调整。因此，该控制不能赶上剩余信道的输出功率的波动。然而，在前馈控制中，对辅助光进行控制，以便在剩余信道的输出功率变化之前，使喇曼放大光纤1的饱和状态或增益保持恒定。因此，可对剩余信道的输出功率的波动进行抑制。

图10示出了图5所示的辅助光控制电路14的一例。运算放大器21使从光接收装置(PD)12输出的信号放大。此处，从光接收装置12输出的信号表示输入到喇曼光放大器内的多波长光的光功率。模/数转换器22把从运算放大器21输出的模拟信号转换为数字信号。运算单元23可由数字信号处理器(DSP)等来实现，运算单元23使用模/数转换器22的输出进行规定运算，并生成用于驱动辅助光源13的信号。数/模转换器24把从运算单元23输出的数字信号转换为模拟信号。运算放大器25使数/模转换器24的输出放大。功率晶体管26根据运算放大器25的输出，把驱动电流提供给辅助光源13。

在该辅助光控制电路14中，运算单元23根据输入多波长光的光功率的变化来确定辅助光的光功率的变化模式。此处，辅助光的光功率的变化模式例如由“响应时间”、“变化前的辅助光电平”和“变化后的辅助光电平”来表示。

在图11所示的例子中，假定当多波长光的输入功率在第一电平和第二电平时，把辅助光的光电平分别设定为第一辅助光电平和第二辅助光电平。当多波长光的输入电平由于多波长光中的某段信号光的删除或停止而从第一电平变为第二电平时，对辅助光进行控制，以便随着规定响应时间从第一辅助光电平变为第二辅助光电平。在此情况下，辅助光的光功率和响应时间由增益饱和度和信号间喇曼放大倾斜量来确定。此处，根据诸如增益系数、有效断面积、损失系数等那样的喇曼放大光纤1的喇曼参数，以及喇曼放大光纤1的长度来确定增益饱和度和信号间喇曼放大倾斜量。在任何情况下，可通过模拟测试等获得用于对由于输入功率的变化引起的输出功率的波动进行抑制的辅助光的变化模式。

尽管在图10所示的例子中，喇曼光放大器被构成为使运算单元23对辅助光的变化模式进行运算，然而本发明不限于该构成。或者，喇曼光放大器也可构成为事先把表示辅助光的变化模式的模式信息存储在规定存储区域中生成的表内，并且当多波长光的输入功率变化时，根据输入功率的变化来从该表中抽出模式信息，并使用该模式信息。

如上所述，在本实施例的喇曼光放大器中，把后向激射光提供给喇曼放大光纤1，并提供辅助光作为前向激射光。当多波长光的输入功率从第一输入电平变为第二输入电平时，辅助光的光功率随着约为喇曼放大光纤1的传播时间两倍长的响应时间而逐渐继续从与第一输入电平对应的第一稳定状态变为与第二输入电平对应的第二稳定状态，从而可对在多波长光中包括的各段信号光的输出功率的波动进行抑制。这样，即使多波长光的输入功率变化，也可对在多波长光中包括的各段信号光的输出功率的波动进行抑制。

图12示出了本发明另一实施例中的喇曼光放大器的构成。该喇曼光放大器的基本构成与图5所示的喇曼光放大器的构成相同。图5所示的喇曼光放大器被构成为根据多波长光的输入功率(总光功率)的变化来对辅助光的光功率进行控制。然而，在该喇曼光放大器中，根据要增设/删除的信号光的波长来对辅助光的光功率进行控制。

在图12中，光耦合器11分出输入多波长光的一部分，并将其引导到光谱分析器31。光谱分析器31对多波长光的光谱进行分析。具体地说，光谱分析器31对在多波长光中包括的各段信号光的光功率进行检测。因此，通过对光谱分析器31的输出进行监视，可检测出哪个信道被增设/删除。

辅助光控制电路32根据所增设/删除的信道的波长来对辅助光的光功率进行控制。此处，辅助光控制电路32的操作基本上与图5所示的辅助光控制电路14的操作相同。也就是说，当多波长光发生变化时，两个辅助光控制电路随着与喇曼放大光纤1的信号传播时间成比例的响应时间而改变辅助光的光功率。然而，辅助光控制电路32根据要增设/删除的信号光的波长，使用辅助光的不同光功率变化模式。以下将参照图13A至图13C和图14，对辅助光控制电路32的操作进行说明。

图13A至图13C示出了多波长光的状态。在该例中，假定多波长光在各自波长不同的八个信道上传送。图13A、图13B和图13C分别示出了使用所有信道的状态、不使用信道1的状态以及不使用信道4的状态。

图14示出了用于对与多波长光的各状态对应的辅助光的各光功率值进行管理的管理表的一例。在图14中，例如，“11111111”和“01111111”分别表示“使用所有信道”的状态和“不使用信道1”的状态。在该表中存储的光功率值是用于当提供辅助光时使多波长光的各信道的输出功率相等的值，并事先通过模拟测试等来计算。或者，通过控制电路的运算处理，也可随时计算辅助光电平。

当根据从光谱分析器31输出的信号来检测多波长光的状态时，辅助光控制电路32参照图14所示的表，并确定辅助光的光功率。例如，如图13A所示，如果使用所有信道，则辅助光控制电路32驱动辅助光源13，以使辅助光的光功率为“A0”。

并且，当根据从光谱分析器31输出的信号来检测多波长光的状态变化时，辅助光控制电路32参照图14所示的表，并确定辅助光的光功率的变化模式。例如，如果信道1在图13A所示的状态下停止使用，则辅助光控制电路32驱动辅助光源13，以使辅助光的光功率从“A0”变为“A1”。同样，如果信道4在图13A所示的状态下停止使用，则辅助光控制电路32驱动辅助光源13，以使辅助光的光功率从“A0”变为“A4”。在此情况下，使辅助光的光功率从“A0”变为“A1”所需的响应时间和使辅助光的光功率从“A0”变为“A4”所需的响应时间例如约为喇曼放大光纤1的传播时间的两倍长。

图15示出了图12所示的辅助光控制电路32的一例。辅助光控制电路32的基本构成与图10所示的辅助光控制电路14的基本构成相同。如果光谱分析器31的输出是模拟信号，则光谱分析器31的输出信号通过模/数转换器22被提供给运算单元23。如果光谱分析器31的输出是串行(数字)信号，则光谱分析器31的输出信号被直接提供给运算单元23。

图16示出了本发明另一实施例中的喇曼光放大器的构成。该喇曼光放大器的基本构成与图12所示的喇曼光放大器的基本构成相同。在该喇曼光放大器中，也根据要增设/删除的信号光的波长来对辅助光的光功率进行控制。在图12所示的喇曼光放大器中，通过使用光谱分析器对多波长光的状态进行监视，对要增设/删除的信号光的波长进行检测。然而，该喇曼光放大器从外部接收表示在多波长光中包括的多段信号光的状态的状态信息，并使用该状态信息来对辅助光的光功率进行控制。该状态信息由下述监视信号来发送。

辅助光控制电路41接收该监视信号，并根据该监视信号来对辅助光的光功率进行控制。该监视信号包括表示要增设/删除的信道的波长的信息或者表示各信道的使用/不使用的信息。例如，如图17所示，该监视信号在传输系统的终端站内生成，并被通知给在传输线路上设置的各喇曼光放大器。在实际增设/删除信道之前，把该监视信号通知给各喇曼光放大器。

与图5所示的辅助光控制电路14类似，辅助光控制电路41也对多波长光的输入功率的变化进行监视。因此，辅助光控制电路41可对当增设/删除多波长光中的信道时的定时进行检测。在此情况下，辅助光控制电路41依靠事先从终端站接收的监视信号，已对所增设/删除的信道的波长作了识别。因此，辅助光控制电路41可在不设光谱分析器的情况下，对所增设/删除的信道的波长和所增设/删除的定时进行检测。也就是说，图16所示的喇曼光放大器可实质上实现与图12所示的喇曼光放大器相同的操作。

在图5、图12和图16所示的各喇曼光放大器中，优选的是把辅助光去偏振。在此情况下，如果使用多个激光源生成波长相同的连续光并将该连续光正交偏振复用，则生成去偏振的辅助光。通过引入该构成，即使使用辅助光，也可对信号光增益的偏振依赖性的增加进行抑制。

在一种双向激射型喇曼光放大器中，如果使用图5所示的辅助光控制电路14、图12所示的辅助光控制电路32或者图16所示的辅助光控制电路41来控制前向激射光，则可在不修改放大器构成的情况下达到本发明的效果。

根据本发明，由于在后向激射型喇曼光放大器中，在与要放大的多波长光相同的方向提供辅助光，并且根据多波长光的输入功率或状态的变化来调整辅助光的光功率，因而即使多波长光的波长数变化，也可对在多波长光中包括的各段信号光的输出电平的波动进行抑制。

Claims (17)

1.一种喇曼光放大器，其把多波长光放大，该喇曼光放大器包括：

光放大介质，其内输入多波长光；

激射光源，用于把激射光提供给所述光放大介质；

辅助光源，用于生成波长比多波长光的中心波长短的辅助光；

光学装置，用于在与多波长光相同的方向把辅助光引导到所述光放大介质；以及

辅助光控制器，用于根据多波长光的输入功率来对辅助光的光功率进行控制。

2.根据权利要求1所述的喇曼光放大器，其中，

辅助光的波长与激射光的波长相同。

3.根据权利要求1所述的喇曼光放大器，其中，

在与多波长光相反的方向把激射光引导到所述光放大介质。

4.根据权利要求1所述的喇曼光放大器，其中，

所述辅助光控制器根据多波长光的输入功率的变化，随着规定响应时间而改变辅助光的光功率。

5.根据权利要求1所述的喇曼光放大器，其中，

当多波长光的输入功率变化时，所述辅助光控制器根据多波长光的变化来改变辅助光的光功率，以便对从所述光放大介质输出的多波长光的输出功率的波动进行抑制。

6.根据权利要求1所述的喇曼光放大器，其中，

如果多波长光的输入功率从第一输入电平变为第二输入电平，则所述辅助光控制器随着根据所述光放大介质中的多波长光或激射光的传播时间所确定的响应时间，把辅助光的光功率从与第一输入电平对应的第一稳定状态变为与第二输入电平对应的第二稳定状态。

7.根据权利要求6所述的喇曼光放大器，其中，

响应时间与所述光放大介质中的多波长光或激射光的传播时间成比例。

8.根据权利要求1所述的喇曼光放大器，其中，

如果多波长光的输入功率从第一输入电平变为第二输入电平，则所述辅助光控制器随着根据所述光放大介质的长度所确定的响应时间，把辅助光的光功率从与第一输入电平对应的第一稳定状态变为与第二输入电平对应的第二稳定状态。

9.根据权利要求4所述的喇曼光放大器，其中，

多波长光的输入功率的变化是由多波长光的波长数的变化引起的。

10.根据权利要求1所述的喇曼光放大器，其中，

如果多波长光的输入功率变化，则所述辅助光控制器通过把由在多波长光中包括的多段信号光间的受激喇曼散射造成的影响加以考虑来改变辅助光的光功率。

11.根据权利要求1所述的喇曼光放大器，其中，

所述辅助光控制器还包括：

存储单元，用于使用表示多波长光的输入功率的变化的信息作为检索关键字，存储表示辅助光的光功率的变化模式的模式信息；以及

驱动控制单元，用于根据所检测的多波长光的输入功率的变化，从所述存储单元中抽出对应模式信息，并根据该模式信息来驱动所述辅助光源。

12.一种喇曼光放大器，其把多波长光放大，该喇曼光放大器包括：

光放大介质，其内输入多波长光；

激射光源，用于把激射光提供给所述光放大介质；

辅助光源，用于生成波长比多波长光的中心波长短的辅助光；

光学装置，用于在与多波长光相同的方向把辅助光引导到所述光放大介质；

检测器，用于对在多波长光中包括的多段信号光的波长配置进行检测；以及

辅助光控制器，用于根据由所述检测器检测的多段信号光的波长配置的变化来对辅助光的光功率进行控制。

13.一种喇曼光放大器，其在一种把表示多波长光中的信号光的状态的状态信息通知给传输线路上的放大节点的光传输系统中，把多波长光放大；该喇曼光放大器包括：

光放大介质，其内输入多波长光；

激射光源，用于把激射光提供给所述光放大介质；

辅助光源，用于生成波长比多波长光的中心波长短的辅助光；

光学装置，用于在与多波长光相同的方向把辅助光引导到所述光放大介质；以及

辅助光控制器，用于根据状态信息来对辅助光的光功率进行控制。

14.根据权利要求1所述的喇曼光放大器，其中，

把辅助光的相对强度噪声设定为可以使从所述光放大介质输出的多波长光的噪声特性不受影响的量。

15.根据权利要求14所述的喇曼光放大器，其中，

辅助光的相对强度噪声等于或小于-130dB/Hz。

16.根据权利要求1所述的喇曼光放大器，该喇曼光放大器还包括：

去偏振装置，用于把辅助光去偏振。

17.一种喇曼光放大器，其把多波长光放大，该喇曼光放大器包括：

光放大介质，其内输入多波长光；

前向激射光源，用于把前向激射光提供给所述光放大介质；

后向激射光源，用于把后向激射光提供给所述光放大介质；以及

控制器，用于根据多波长光的输入功率来对前向激射光的光功率进行控制。

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