DE60013485T2

DE60013485T2 - Faseroptischer verstärker mit gain-kontrolle

Info

Publication number: DE60013485T2
Application number: DE60013485T
Authority: DE
Inventors: W. Thomas MCNAMARA
Original assignee: Oclaro North America Inc
Current assignee: Oclaro North America Inc
Priority date: 1999-12-14
Filing date: 2000-10-23
Publication date: 2005-09-01
Anticipated expiration: 2020-10-24
Also published as: US6307670B1; EP1240695A1; DE60013485D1; AU1913301A; EP1240695B1; TW466809B; WO2001045215A1

Description

1. Technisches Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen optischen Verstärker mit einer optischen Faser und insbesondere einen verstärkungssteuerbaren optischen Faserverstärker.
2. Technischer Hintergrund
Datenkommunikationssysteme setzen zunehmend optische Fasern als Übertragungspfade für Information ein. Die Verwendung einer optischen Faser erlaubt im allgemeinen die Übertragung von großen Datenmengen mit hohen Geschwindigkeiten für Übertragungen über lange Strecken. Obgleich zu einem geringeren Ausmaß als andere Übertragungsmedien, wie zum Beispiel eine Drahtleitung, unterliegt eine optische Faser einem Signalverlust, so daß Signale, die hierüber übertragen werden, abgeschwächt werden, wenn der Übertragungspfad länger wird. Als eine Folge werden häufig ein oder mehrere optische Verstärker im Kommunikationspfad eingesetzt, um die optischen Signale zu verstärken.
Verschiedene Typen von optischen Verstärkern wurden entwickelt und werden verwendet, um optische Signale zu verstärken. Insbesondere ist der Erbium-dotierte Faserverstärker (EDFA) ein Beispiel eines optischen Faserverstärkers, der für die Verwendung bei der Verstärkung von optischen Signalen weit bekannt ist. Der Erbium-dotierte Faserverstärker ist ein Selten-Erd-Elementdotierter optischer Faserverstärker, der Erbium als Selten-Erd-Substanz enthält, die in die optische Faser injiziert ist und in angeregtem Zustand durch Pumplicht angehoben wird, getrennt von dem Signallicht eingegeben wird, so daß das Signallicht durch die Pumpenergie verstärkt wird. Folglich erfordert der Verstärker im allgemeinen eine oder mehrere Pumplichtquellen, die mit der optischen Faser gekoppelt sind.
In den letzten Jahren hat sich die Informationsmenge, die über optische Fasern überfragen wurde, erheblich vergrößert. Typischerweise werden, um die Kapazität des optischen Übertragungspfades zu erhöhen, mehrere Lichtsignale mit unterschiedlichen Wellenlängen (d.h. Kanälen) für die Übertragung über eine einzelne optische Übertragung gemultiplext. In einem mit mehreren Wellenlängen gemultiplexten Übertragungssystem wird eine Mehrzahl von Kanälen für die Übertragung über eine optische Faser verfügbar gemacht. Die Gesamtzahl von aktiven Kanälen, die verwendet werden, kann jedoch fluktuieren, wenn Kanäle hinzugefügt oder fallengelassen werden, abhängig von der Anforderung oder in dem Fall, daß ein Kanal ausfällt. Um eine konstante Verstärkung je Kanal beizubehalten, muß die Verstärkung eines Faserverstärkers, der in dem System verwendet wird, im allgemeinen gesteuert werden in Antwort auf Veränderungen in der Anzahl von aktiven Kanälen. Folglich ist, je größer die Anzahl von Kanälen, die auf einer optischen Faser im Multiplexverfahren übertragen werden, ist, um so größer die Pumpenergiemenge, die notwendig ist, um eine konstante Verstärkung pro Kanal beizubehalten und umgekehrt.
Während die Quelle des Pumplichts in konventionellen optischen Verstärkern gesteuert werden kann, um eine im wesentlichen konstante Gesamtverstärkung bereitzustellen, gibt es eine Anzahl von Nachteilen. Konventionelle Verstärker mit konstanter Verstärkung kompensieren nicht vollständig Veränderungen in der Anzahl von Kanälen. In konventionellen Verstärkern führen Veränderungen in der Anzahl der Kanäle im allgemeinen zur Rauschmaßverschlechterung und zu Variationen in der Leistung pro Kanal. Insbesondere haben mehrfach gepumpte Selten-Erd-Elementdotierte Faserverstärker im allgemeinen ein inneres Element, wie zum Beispiel ein Dispersionskompensationsfilter, das im allgemeinen leicht auf hohe Signalleistungen pro Kanal reagiert. Eine Verstärkungs- oder Leistungssteuerung, die durch Variieren der Pumpleistung der Selten Erddotierten Faser erreicht wird, kann eine Rauschzahlverschlechterung darstellen, insbesondere wenn die Gesamteingangsleistung vergleichbar wird mit rückwärts verstärkter spontaner Emission (ASE) am Eingang der Verstärkerspule. Aus diesem Grund und aus anderen Gründen ist es wünschenswert, einen verstärkungssteuerbaren Faserverstärker bereitzustellen, der die Größe des Rauschens, das durch den Verstärker eingeführt wird, minimiert.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfindung wird in Anspruch 1 festgelegt. Verschiedene Ausführungsformen werden in den abhängigen Ansprüchen festgelegt. Die vorliegende Erfindung stellt einen verstärkungssteuerbaren optischen Faserverstärker zur Verfügung, der das Rauschen, das in das optische Signal eingefügt wird, minimiert und der Auslenkungen in der Leistung pro Kanal in dem Verstärker minimiert. Um diesen und andere Vorteile zu erreichen und in Übereinstimmung mit dem Zweck der vorliegenden Erfindung, so wie sie hier verkörpert und beschrieben wird, stellt die vorliegende Erfindung einen optischen Faserverstärker mit steuerbarer Verstärkung zur Verfügung mit einem Eingang für das Empfangen eines optischen Signals und einem Ausgang für das Bereitstellen eines verstärkten optischen Signals. Eine erste Verstärkungsstufe ist zwischen dem Eingang und dem Ausgang geschaltet und beinhaltet eine erste optische Faser und eine erste Pumpe. Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine zweite Verstärkungsstufe mit der ersten Verstärkungsstufe in Reihe geschaltet und beinhaltet eine zweite optisches Faser und eine zweite Pumpe. Der Verstärker beinhaltet einen Pumpcontroller für das Steuern der Energiemenge, die von jeder der Pumpen ausgegeben wird, um im wesentlichen eine konstante Gesamtverstärkung beizubehalten. Der Controller verringert den Leistungsausgang von jedem der Pumpen als eine Funktion eines Minimumwertes der entsprechenden Pumpe, um den Rauschgrad zu reduzieren, der ausreichend ist, um die verstärkte spontane Emission zu unterstützen. Folglich steuert die vorliegende Erfindung mit Vorteil die Verstärkung, die in einem optischen Faserverstärker angewendet wird, in einer Art und Weise, die die Rauschmenge minimiert, die anderenfalls in das optische Signal eingefügt werden könnte.
Zusätzliche Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in der detaillierten Beschreibung ausgeführt, die folgt, und ergeben sich dem Fachmann aus der Beschreibung oder werden erkannt durch Praktizieren der Erfindung, wie sie in der Beschreibung ausgeführt wird, die zusammen mit den Ansprüchen und den angefügten Zeichnungen folgt.
Es versteht sich, daß die vorhergehende Beschreibung nur beispielhaft für die Erfindung ist und dafür vorgesehen ist, einen Überblick für das Verständnis der Natur und dem Charakter der Erfindung, wie sie durch die Ansprüche festgelegt wird, bereitzustellen. Die begleitenden Zeichnungen werden aufgenommen, um ein weiteres Verständnis der Erfindung bereitzustellen und fließen ein und bilden einen Teil dieser Beschreibung. Die Zeichnungen zeigen verschiedene Merkmale und Ausführungsformen der Erfindung, die zusammen mit der Beschreibung dazu dienen, die Prinzipien und den Betrieb der Erfindung zu erläutern.
Kurze Beschreibung der Figuren
1 ist eine schematische Darstellung und ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines verstärkungssteuerbaren mehrfachgepumpten Faserverstärkers und ein Steuersystem gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt,
2 ist ein Graph, der die Pumpenbetriebskurve mit minimalen Pumpleistungswerten für die Steuerung von zwei Lichtpumpen darstellt,
3 ist ein Flußdiagramm, das das Verfahren zum Messen der minimalen Pumpleistungswerte für jede der Lichtpumpen darstellt, und
4 ist ein Flußdiagramm, das ein Verfahren für das Steuern der Pumpleitung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung darstellt.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
In 1 ist ein mehrfach gepumpter Faserverstärker 10 zwischen einer Sendestation 12 und einer Empfangsstation 14 für das Verstärken von optischen Signalen, die auf einer optischen Faser 36 zwischen diesen übertragen wird, geschaltet. Die Sendestation 12 beinhaltet im allgemeinen eine Mehrzahl von Signalkanälen, wie zum Beispiel CH.1 bis CH.N, die mit eindeutigen Frequenzen gemultiplext und auf einer einzelnen optischen Faser übertragen werden. Im Ergebnis werden eine Mehrzahl von Lichtsignalen mit unterschiedlichen Wellenlängen für die Übertragung durch die optische Faser 36 und den Faserverstärker 10 zu einer Empfangsstation 14 gemultiplext. Die Empfangsstation 14 stellt ein Wellenlängen-Demultiplexen zur Verfügung, das die von dem Faserverstärker 10 und der optischen Faser 36 empfangenen, verstärkten Signale in jeden der entsprechenden Kanäle CH.1 bis CH.N. verteilt. Der mehrfach gepumpte Faserverstärker 10 der vorliegenden Erfindung verstärkt die optische Signalübertragung und steuert die Verstärkung, um einen im wesentlichen konstante Verstärkung pro Kanal mit minimalem Rauschen beizubehalten, wie hier beschrieben.
Der Faserverstärker 10 beinhaltet einen Eingang 16 für das Empfangen der übertragenen Wellenlängen gemultiplexten optischen Signale auf der optischen Faser 36 und einen Ausgang 34 für das Bereitstellen der verstärkten optischen Signale zu der Empfangsstation 14 über die optische Faser 36. Der Faserverstärker 10 hat eine erste Verstärkungsstufe 20A und eine zweite Verstär kungsstufe 20B, die zwischen dem Eingang 16 und dem Ausgang 18 in Reihe geschaltet sind. Ein erster optischer Isolator 18 ist zwischen dem Eingang 16 und einer ersten Verstärkungsstufe 20A geschaltet, während ein zweiter optischer Isolator 28 zwischen der ersten und zweiten Verstärkungsstufe 20A und 20B geschaltet ist. Ein dritter optischer Isolator 38 ist zwischen der zweiten Verstärkungsstufe 20B und dem Ausgang 34 geschaltet. Die optischen Isolatoren 18, 28 und 38 werden eingesetzt, um die dotierten Fasern daran zu hindern, in instabile Zustände überzugehen, wie zum Beispiel die Oszillation aufgrund von Reflexionen auf entweder der Eingangs- oder Ausgangsseite der Verstärkerstufen 20A und 20B.
Die erste Verstärkungsstufe 20A beinhaltet eine Erbium-dotierte optische Faser 22A und eine variable Lichtpumpe 26A, die als Pumpe A gezeigt ist. Ein Koppler 24A koppelt den Lichtausgang der Pumpe 26A mit der optischen Faser 22A, um die Intensität der optischen Signale am Eingang 16 zu verstärken. Folglich stellt die Pumpe 26A der optischen Faser 22A eine Lichtquelle über den Koppler 24A in einer Menge zur Verfügung, die gesteuert wird, wie hier erläutert wird, um die optischen Signale zu verstärken. Die Pumpe 26A beinhaltet konventionell einen Treiber (nicht gezeigt), der ein Steuersignal von dem Controller 30 empfängt, um den Antriebsstrom zu steuern und dadurch die Pumpleistung.
Die zweite Verstärkungsstufe 20B beinhaltet in gleicher Weise eine Erbium-dotierte optische Faser 22B und eine variable Lichtpumpe 26B, die als Pumpe B gezeigt ist. Ein Koppler 24B koppelt den Lichtausgang der Pumpe 26B mit der optischen Faser 22B, um die Intensität der optischen Signale zu verstärken. Folglich stellt die Pumpe 26B der optischen Faser 22B über den Koppler 24B eine Lichtquelle in einer Menge zur Verfügung, die, wie hier erläutert wird, gesteuert wird, um die optischen Signale weiter zu verstärken. Die Pumpe 26B beinhaltet in gleicher Weise einen konventionellen Treiber (nicht gezeigt), der ein Steuersignal von dem Controller 30 empfängt, um den Antriebsstrom und dadurch die Pumpleistung zu steuern. Die Lichtpumpen 26A und 26B sind jeweils variable Energiebandpumpen, die bei Wellenlängen von 1480 nm und/oder 980 nm betreibbar sind.
Der mehrfach gepumpte Faserverstärker 10 der vorliegenden Erfindung beinhaltet vorzugsweise Selten-Erd-Element-dotierte optische Fasern 22A und 22B, wobei vorzugsweise Radium als Selten-Erd-Element eingesetzt wird. Der Verstärker 10 hat daher im allgemeinen ein internes Element, wie zum Beispiel eine Dispersionskompensationsfaser, die gegenüber hohen Signalleistungen pro Kanal empfindlich ist, insbesondere wenn die Pumpleistung zu der Erbium-dotierten Faser für die Verstärkungssteuerung variiert wird. Die vorliegende Erfindung steuert mit Vorteil die Lichtpumpleistung, um das Rauschen zu minimieren, das in die optische Faser eingefügt wird, die anderenfalls unter der Rauschzahlverschlechterung leiden könnte, die mindestens teilweise durch das interne Element verursacht wird und die Leistung hier reduzieren könnte.
Der Controller 30 beinhaltet einen konventionellen kommerziell erhältlichen Mikroprozessor, der Pumpsteuerausgangssignale erzeugt, um beide Lichtpumpen 26A und 26B zu steuern. Zusätzlich wird ein nicht-flüchtiger Speicher 32 bereitgestellt für das Speichern von Programmroutinen für das Messen und Speichern verschiedener Pumpleistungssteuereinstellwerte sowie anderer Information und eine Pumpsteuerroutine für das Steuern der Pumpleistung gemäß der vorliegenden Erfin dung. Während die bevorzugte Ausführungsform einen mikroprozessorbasierten Controller 30 und einen Speicher 32 einsetzt, versteht es sich, daß die Pumpleistung der vorliegenden Erfindung in gleicher Weise mit anderen programmierbaren Schaltkreisen implementiert sein könnten, ohne von den Lehren der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Die vorliegende Erfindung steuert die Pumpleistungsverteilung in dem Faserverstärker 10, um im wesentlichen eine konstante Ausgangsverstärkungssteuerung pro Kanal bereitzustellen, während das Einfügen von Rauschen in die optischen Signale minimiert wird. Der Pumpleistungscontroller 30 steuert vorzugsweise eine Vielzahl von optischen Pumpen, um die Pumpleistung von individuellen Pumpen wie benötigt zu variieren, wenn einer oder mehrere Signalkanäle hinzugefügt oder von der Belastung fallengelassen werden durch Einstellen der Pumpleistung auf einen Wert, der ausreichend ist, um den Leistungsausgang pro Kanal im wesentlichen konstant zu halten. Die Lichtpumpen 26A und 26B werden gesteuert, so daß die Pumpleistung nicht unter einen Minimumwert fällt, um die Rauschzahlverschlechterung zu minimieren, wenn die Gesamteingangsleistung klein genug wird, so daß sie mit der rückwärts verstärkten spontanen Emission (ASE), die am Eingang des Verstärkers vorhanden ist, vergleichbar ist. Während zwei Lichtpumpen 26A und 26B hier gezeigt und beschrieben sind, versteht es sich, daß die Pumpsteuerung der vorliegenden Erfindung zwei oder mehr Lichtpumpen beinhalten kann und weiterhin auf eine einzelne Lichtpumpensteuerung anwendbar sein kann.
In 2 illustriert der gezeigte Graph die logarithmischen Pumpleistungsbetriebskurven mit minimalen Pumpleistungserfordernissen für jede der Lichtpumpen 26A und 26B, wie durch die Kurven 40 bzw. 42 gezeigt ist. Die Ausgangsleistungskurven 40 und 42 stellen minimale Pumpleistungswerte für jede der entsprechenden Pumpen zur Verfügung, um die Rauschzahlverschlechterung zu verhindern, wenn die Gesamteingangsleistung vergleichbar mit der rückwärts verstärkten spontanen Emission wird, die am Eingang der entsprechenden Verstärkungsstufe vorhanden ist. Die Ausgangsleistungskurven 40 und 42 für jede der entsprechenden Lichtpumpen 26A und 26B steilen den Pumpleistungsausgang dar, wie gezeigt. Alternativ dazu kann der Pumpleistungsantriebsstrom verwendet werden, um das Gesamtsignalausgangsleistungsniveau beizubehalten, wie gezeigt. Die Ausgangsleistungskurven können empirisch bestimmt werden, wie hier erklärt wird, oder können berechnet werden. Die Pumpe 26A hat eine Pumpausgangskurve 40, die in einer minimalen akzeptablen Pumpleistung von näherungsweise 1 Milliwatt für eine Signalausgangsleistung von näherungsweise 1 Milliwatt oder weniger ausläuft. Die Pumpe 26B hat auf der anderen Seite eine Pumpleistungsausgangskurve 42, die bei einer minimalen Pumpleistung von näherungsweise 0,2 Milliwatt für eine Signalausgangsleistung von näherungsweise 0,2 Milliwatt oder geringer ausläuft. Somit kann unterhalb von 1 Milliwatt Signalausgangsleistung nur die Verstärkung der Pumpe 26B eingestellt werden und deren untere Grenze beträgt 0,2 Milliwatt. Der gezeigte und hier beschriebene Graph stellt ein Beispiel der minimalen Pumpleistung dar, das für zwei gegebene Pumpen verwendet werden kann, um einen minimalen Wert zu bestimmen, unterhalb dem die einzelnen Pumpen nicht mehr gesteuert werden können, um das Einfügen von unerwünschtem Rauschen in das optisches Signal zu vermeiden.
Folglich werden, wenn die Gesamtsignalausgangsleistung oberhalb von 1 Milliwatt ist, die Pumpe 26A und die Pumpe 26B vorzugsweise im Verhältnis zueinander gesteuert, um die Signalverstärkung zu vergrößern und zu verkleinern, wie dies notwendig ist, um im wesentlichen einen konstanten Signalausgangswert pro Kanal beizubehalten. Wenn die Pumpleistung oder der Antriebsstrom unter den minimalen Wert für die entsprechende Pumpe fällt, wie zum Beispiel einem Wert von 1,0 Milliwatt für Pumpe 26A oder einem Wert von 0,2 Milliwatt für die Pumpe 26B, wird die entsprechende Lichtpumpe bei der minimalen Pumpleistung gehalten und es wird dadurch verhindert, daß sie weiter reduziert wird, um das Einfügen von Rauschen in das optische Signale zu verhindern. Wenn sich die Gesamtsignalausgangsleistung über die Minimumwerte von 0,2 und 1 Milliwatt erhöht, wie durch die Kurven 40 und 42 gezeigt ist, können die entsprechenden Pumpen erneut in der Leistung erhöht werden, wie dies erforderlich ist und gezeigt durch die übereinstimmenden Leistungskurven 40 und 42 oberhalb von etwa 1,0 Milliwatt.
3 stellt ein Verfahren 50 zum Messen der minimal erlaubbaren Ausgangspumpleistung oder des Antriebsstroms für jede Lichtpumpe dar. Das Verfahren 50 beinhaltet Schritt 52 des Auswählens von entweder der Pumpe 26A oder der Pumpe 26B für einen Zeitpunkt für die Meßroutine. Die Leistung der Pumpen wird durch Verwenden einer lichtdetektierten Photodiode oder einem anderen konventionellen Meßgerät, das geeignet mit dem Pumpausgang verbunden ist, gemessen. Sobald die zu messende Lichtpumpe ausgewählt wird, werden die verbleibenden Lichtpumpen und die entsprechenden Verstärkungsstufen aus dem Übertragungspfad entfernt, so daß sie keinen Einfluß auf die optischen Signale haben, und ein maximales Eingangssignal wird an den Verstärker angelegt, wie es in Schritt 54 bereitgestellt wird. Dem maximal angelegten Eingangssignal wird die ausgewählte Lichtpumpe in einem konstanten Verstärkungsmodus in Schritt 56 betrieben. Der konstante Verstärkungsmodus gewährleistet, daß die Lichtpumpe gesteuert wird, um am Ausgang 34 ein im wesentlichen konstantes Ausgangssignal beizubehalten, während die Eingangssignalleistung allmählich in Schritt 58 reduziert wird. Wenn die Eingangssignalleistung reduziert wird, wird entweder der minimale Pumpleistungsausgang oder der minimale Antriebsstrom für die ausgewählte Pumpe gemessen, um den Minimumwert in Schritt 60 zu bestimmen. Für die Pumpe 26A ist der Minimumwert etwa 1,0 Milliwatt, wie durch die Kurve 40 in 2 gezeigt ist. Der Minimumwert, wie in Schritt 60 bestimmt wird, wird dann in Schritt 62 im Speicher abgelegt.
Sobald der Minimumwert für die ausgewählte Lichtpumpe gemessen und im Speicher ge speichert wird, überprüft der Entscheidungsblock 64, ob alle Lichtpumpen gemessen wurden, und falls nicht, kehrt er zu Schritt 52 zurück, um die Messung des minimalen Pumpwertes nacheinander für jede der verbleibenden Pumpen zu wiederholen. Sobald für alle Lichtpumpen die Minimumwerte bestimmt wurden, setzt das Verfahren 50 mit Schritt 66 in einen Bereitzustand fort, wo der Verstärker bereit ist, die Verstärkung gemäß der Pumpsteuerroutine zu steuern.
Das Pumpsteuerverfahren 70 von 4 beinhaltet Schritt 72 des Messens der Gesamtverstärkerverstärkung G_T. Die Gesamtverstärkung G_T wird vorzugsweise gemessen durch Messen der Gesamtausgangsleistung am Ausgang 34 reduziert um irgendein Rauschen, das durch den Verstärker hinzugefügt wird und geteilt durch die Gesamteingangsleistung, die am Eingang 16 gemessen wird. Die Ausgangs- und Eingangsleistung kann unter Verwendung von konventionellen Meßgeräten gemessen werden. Fortschreitend zu dem Entscheidungsblock 74 überprüft das Pumpsteuerverfahren 70, ob die Verstärkung G_T sich von dem zuletzt gemessenen Verstärkungswert verändert hat und, falls nicht, kehrt zu Schritt 72 zurück. Wenn sich die Verstärkung G_T verändert hat, beispielsweise durch das Hinzufügen oder das Löschen eines Kanals, überprüft der Entscheidungsblock 76, ob sich die Verstärkung erhöht hat. Wenn sich die Verstärkung nicht erhöht hat, hat sie sich erniedrigt und die Energie der Pumpe 26A und der Pumpe 26B werden proportional um eine ausgewählte Größe erhöht, und das Verfahren 70 kehrt danach zu Schritt 72 zurück. Wenn sich die Verstärkung erhöht hat, setzt das Verfahren 70 mit Schritt 80 fort, um die gemessenen Minimumwerte vom Speicher für jede der Lichtpumpen abzufragen.
In Schritt 82 wird entweder die Pumpausgangsleistung oder der Pumpantriebsstrom für jede Pumpe gemessen. Der Entscheidungsschritt 84 vergleicht die gemessene Ausgangspumpleistung oder den Pumpantriebsstrom für jede Lichtpumpe mit dem entsprechenden Minimumwert der Pumpe und bestimmt, ob die Pumpausgangsleistung oder der Antriebsstrom größer als der Minimumwert ist. Wenn die Ausgangsleistung oder der Antriebsstrom für die Pumpe 26A größer als der Minimumwert ist, schreitet das Verfahren 70 fort, um die Energie der Pumpe 26A um eine ausgewählte inkrementelle Menge in Schritt 86 zu verringern. Der Entscheidungsschritt 88 überprüft, ob die Ausgangsleistung oder der Antriebsstrom der Pumpe 26B größer als der Minimumwert für die Pumpe 26B ist. Wenn die Ausgangsleistung oder der Antriebsstrom der Pumpe 26B größer als der Minimumwert ist, verringert Schritt 90 in gleicher Weise die Leistung der Pumpe 26B um eine ausgewählte inkrementelle Menge. Wenn beide Pumpen 26A und 26B oberhalb der Minimumwerte arbeiten, ist es bevorzugt, daß sie im Verhältnis zueinander erhöht oder verringert werden, um eine im wesentlichen konstante Verstärkung pro Kanal zu erreichen.
Folglich werden die Pumpen 26A und 26B in ihrer Ausgangsleistung nur verringert, wenn die Pumpenausgangsleistung oder der Pumpenantriebsstrom größer als der Minimumwert ist, der für die entsprechende Pumpe im Speicher abgelegt ist. Die Pumpen 26A und 26B sind daher auf einen Wert über dem minimalen Pumpleistungsausgang begrenzt, um die Rauschmenge, die anderenfalls in das optische Signal injiziert werden könnte, zu verhindern oder zu minimieren, insbesondere wenn die Eingangsleistung vergleichbar mit der rückwärts verstärkten spontanen Emission der Verstärkerspulen vergleichbar wird.
Es versteht sich für den Fachmann, daß verschiedene Modifikationen an der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, so wie sie hier beschrieben wurde, durchgeführt werden können, ohne von dem Geist oder dem Schutzbereich der Erfindung, wie er durch die angefügten Ansprüche festgelegt wird, abzuweichen.

Claims

Faserverstärker (10) mit steuerbarer Verstärkung, der aufweist: einen Eingang (16) für das Empfangen optischer Signale, einen Ausgang (34) für das Bereitstellen verstärkter optischer Signale, eine erste Verstärkungsstufe (20A), die zwischen dem Eingang und dem Ausgang geschaltet ist und die eine erste optische Faser (22A) und eine erste Pumpe (26A) beinhaltet, und einen Pumpcontroller für das Steuern der ersten Pumpe und das Einstellen des Leistungsausgangs von der ersten Pumpe, um eine im wesentlichen konstante Verstärkung beizubehalten, wobei der Controller den Leistungsausgang von der ersten Pumpe oberhalb eines Minimumwertes einstellt, um das Rauschniveau zu minimieren, um ausreichend verstärkte spontane Emission zu unterstützen, die anderenfalls in das optische Signal eingefügt werden kann.
Verstärker nach Anspruch 1, der weiterhin eine zweite Verstärkungsstufe (20B) aufweist, die zwischen dem Eingang und dem Ausgang geschaltet ist, und eine zweite optische Faser (22B) und eine zweite Pumpe (26B) beinhaltet, und in der der Pumpcontroller den Leistungsausgang von sowohl der ersten als auch der zweiten Pumpe einstellt und den unteren Leistungsausgang von sowohl der ersten als auch der zweiten Pumpe auf einen Wert oberhalb eines Minimumwertes begrenzt.
Verstärker nach Anspruch 2, bei dem der Minimumwert bestimmt wird durch Anlegen eines hohen Eingangssignals an die erste oder die zweite Pumpe, während des Betriebs in einem konstanten Verstärkungsmodus, und durch graduelles Reduzieren des Eingangssignals, bis verstärkte spontane Emissionen auf einem vorbestimmten Niveau erfaßt werden, um den Minimumwert für die eine Pumpe zu bestimmen.
Verstärker nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, in dem die optischen Signale eine Mehrzahl von Signalkanälen aufweisen, die sich in der Zahl verändern können, wobei der Controller die erste und die zweite Pumpe steuert, um eine im wesentlichen konstante Verstärkung je Kanal beizubehalten.
Verstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 4, in dem der Minimumwert einen wesentlichen Minimumwert für die Pumpe oder die entsprechende Pumpe aufweist, um die rückgerichtete verstärkte spontane Emission zu unterstützen.
Verstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem der Minimumwert des Leistungsausgangs bestimmt wird durch Einstellen eines Minimumwerts für den Pumpantriebsstrom.
Verstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die oder jede optische Faser eine erbiumdotierte Faser aufweist.
Verstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem der Controller weiterhin eine Gesamtverstärkung des Verstärkers als eine Funktion des gesamten Leistungsausgangs und des gesamten Leistungseingangs berechnet.