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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein optisches Kommunikationsnetzwerk,
und im Besonderen betrifft die Erfindung einen optischen Faserverstärker, der
in einer optischen Übertragungsleitung
angeordnet ist.
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Die
technische Entwicklung bei optischen Faserverstärkern haben die Verbreitung
von Wellenlängen-Multiplex-Kopplerübertragungssystemen
und -netzwerken beschleunigt, da optische Faserverstärker die
Signalübertragungsentfernung
verlängern und
einen in einem optischen Gerät
erzeugten Verlust über
einen relativ breiten Wellenlängenbereich einheitlich
kompensieren können.
Beim Wellenlängen-Multiplex-Verfahren
besteht ein optisches Signal aus einer Vielzahl von Kanälen mit
verschiedenen Wellenlängen.
Herkömmliche
optische Wellenlängen-Multiplex-Faserverstärker können in
Verstärker mit
automatischer Verstärkungssteuerung
(AGC) und solche mit automatischer Leistungssteuerung (APC) unterteilt
werden; hierbei halten die Verstärker
mit AGC in jedem Kanal eine Leistungsverstärkung aufrecht, die gegenüber Eingangsleistungsschwankungen
konstant gehalten wird, wogegen Verstärker mit APC eine konstante
Ausgangsleistung aufrecht erhalten können, unabhängig von der Eingangsleistung oder
dem Kanal. Die Übertragung
von Signalen neigt dazu, Leistungsstufen je nach Kanal zu variieren.
Bei der Kompensation wird die Leistungsverstärkung pro Kanal mit einem als
Leistungsneigung bekannten Phänomen
variiert, die Leistungsneigung bleibt bei optischen Faserverstärkern mit
AGC über
Eingangsleistungsstufen hinweg konstant. Ein Zustand mit minimierter
Leistungsneigung bezieht sich auf einen Zustand mit abgeflachter
Leistungsverstärkung,
in der die Leistungsverstärkung
je Kanal relativ invariant ist. Je höher die Leistungsneigung, desto
höher ist
die Leistungsdifferenz zwischen den Kanälen. Problematischerweise können bekannte
optische Faserverstärker
mit APC keine konstante Leistungsneigung aufrecht erhalten.
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1 zeigt
die Konfiguration eines optischen Faserverstärkers mit automatischer Verstärkungsregelung
entsprechend dem Stand der Technik. Der optische Faserverstärker umfasst
einen ersten und einen zweiten Verzweigungskoppler (TAP) 110, 130,
einen ersten und einen zweiten optischen Detektor 140, 150,
einen optischen Verstärkungsabschnitt 120 und
eine Leistungsverstärkungssteuerungsschaltung
(CTRL) 160.
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Der
erste Verzweigungskoppler 110 hat erste bis dritte Anschlüsse. Ein
Teil eines optischen Signals, das in den ersten Anschluss eingegeben
wird, wird an den zweiten Anschluss ausgegeben. Der verbleibende
Teil des optischen Signals wird an den dritten Anschluss ausgegeben.
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Der
erste optische Detektor 140 wandelt ein optisches Signal,
das über
den dritten Anschluss des ersten Verzweigungskopplers 110 eingegeben
wurde, in ein elektrisches Signal um und gibt das umgewandelte Signal
aus. Photodioden (PD) können
als erster und zweiter optischer Detektor 140 und 150 verwendet
werden.
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Der
optische Verstärkungsabschnitt 120 verstärkt ein
eingegebenes optisches Signal und gibt es aus. Der optische Verstärkungsabschnitt 120 kann einen
erbiumdotierten Verstärker
(EDFA), umfassend eine erbiumdotierte Faser (EDF), eine Pumplichtquelle
zum Pumpen der erbiumdotierten optischen Faser und einen Wellenlängen-Multiplex-Koppler (WDM-Koppler)
zum Koppeln des von der Pumplichtquelle ausgegebenen Pumplichts
zu der erbiumdotierten optische Fasern, enthalten.
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Der
zweite Verzweigungskoppler 130 hat erste bis dritte Anschlüsse. Ein
Teil eines optischen Signals, das in den ersten Anschluss eingegeben wird,
wird an den zweiten Anschluss ausgegeben. Der verbleibende Teil
des optischen Signals wird an den dritten Anschluss ausgegeben.
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Der
zweite optische Detektor 150 wandelt ein optisches Signal,
das über
den dritten Anschluss des zweiten Verzweigungskopplers eingegeben
wurde, in ein elektrisches Signal um und gibt das umgewandelte Signal
aus.
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Die
Leistungsverstärkungssteuerungsschaltung 160 vergleicht
die Leistungen der elektrischen Signale, die von dem ersten und
zweiten optischen Detektor eingegeben wurden, miteinander. Darüber hinaus
steuert die Leistungsverstärkungssteuerungsschaltung 160 den
optischen Verstärkungsabschnitt 120 so,
dass die Leistungsverstärkungen
der Kanäle des
optischen Signals konstant aufrecht erhalten werden können.
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2 zeigt
Leistungsvariationen in einem optischen Signal in einer optischen Übertra gungsleitung,
in der eine Vielzahl von optischen Faserverstärkern angeordnet ist. Die optische Übertragungsleitung
enthält
eine Vielzahl von Abschnitten, die entsprechend den Positionen (D1,
D2, D3, D4) der optischen Faserverstärker unterteilt sind. Während es entlang
der optischen Übertragungsleitung
gesendet wird, wird ein optisches Signal von jedem optischen Faserverstärker verstärkt. Die
Leistung des optischen Signals wird stufenweise gedämpft, bis
das Signal auf einen nächsten
optischen Faserverstärker trifft.
Bei den optischen Faserverstärkern
wird der Verstärkungsfaktor
der Kanäle,
beispielsweise (P1–P3)
oder (P2–P4),
konstant beibehalten. Als Ergebnis wird ein Übertragungsverlust, der in
der optischen Übertragungsleitung
erzeugt wird, gleichmäßig kompensiert.
Ein optisches Signal, das von einem optischen Faserverstärker verstärkt wurde,
verliert stufenweise an Leistung, während es sich entlang einer
optischen Übertragungsleitung
ausbreitet. Das optische Signal kann, nachdem es jeden optischen Faserverstärker durchlaufen
hat, der eine Leistungsverstärkung
besitzt, die so eingestellt wurde, dass sie mit dem Verlust der
optischen Übertragungsleitung identisch
ist, auf seine ursprüngliche
Leistung wiederhergestellt werden. Die Kapazität von allgemeinen optischen
Fasern, die für
optische Übertragungsleitungen
verwendet werden, verschlechtert sich jedoch, bedingt durch die
Zerstörung
der Fasern, stufenweise mit der Zeit. Darüber hinaus kann die Kapazität auch wegen
temporärer
Probleme der optischen Übertragungsleitung
leiden. Faktoren wie diese können
zu einem Anstieg der Übertragungsverluste
von jedem der betroffenen Abschnitte führen. Wenn optische Faserverstärker mit
konstanter Leistungsverstärkung
in einer optischen Übertragungsleitung
verwendet werden, die die oben genannten Eigenschaften besitzt,
dann wird ein optisches Signal, das in jeden optischen Faserverstärker eingegeben
wird, stufenweise Leistungsverluste erleiden und an der endgültigen Empfangsseite
eine Leistung besitzen, die im Vergleich zu der ursprünglichen
Leistung erheblich reduziert ist. Signale mit geringer Leistung
sind daher häufig
anfällig
für Fehler.
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3 zeigt
die Konfiguration eines optischen Faserverstärkers mit automatischer Leistungssteuerung
entsprechend dem Stand der Technik. Der optische Faserverstärker umfasst
einen optischen Verstärkungsabschnitt 210,
einen Verzweigungskoppler 220, einen optischen Detektor 230 und
eine Ausgangsleistungssteuerungsschaltung 240.
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In 3 verstärkt der
optische Verstärkungsabschnitt 210 ein
eingegebenes optisches Signal und gibt dieses aus. Der optische
Verstärkungsabschnitt 210 kann
einen erbium dotierten optischen Faserverstärker umfassen, der eine erbiumdotierte optische
Faser, eine Pumplichtquelle zum Pumpen der erbiumdotierten optischen
Faser und einen Wellenlängen-Multiplex-Koppler
zum Koppeln des von der Pumplichtquelle ausgegebenen Pumplichtes
an die erbiumdotierte optische Faser enthält.
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Der
Verzweigungskoppler 220 hat erste bis dritte Anschlüsse. Ein
Teil eines optischen Signals, das in den ersten Anschluss eingegeben
wird, wird an den zweiten Anschluss ausgegeben. Der verbleibende
Teil des optischen Signals wird an den dritten Anschluss ausgegeben.
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Der
optische Detektor 230 wandelt ein optisches Signal, das über den
dritten Anschluss des Verzweigungskopplers 220 eingegeben
wurde, in ein elektrisches Signal um und gibt das umgewandelte Signal
aus.
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Die
Ausgangsleistungssteuerungsschaltung 240 steuert den optischen
Verstärkungsabschnitt 210 entsprechend
der Leistung eines elektrischen Signals, das vom optischen Detektor 230 eingegeben wurde,
so dass die Ausgangsleistung des optischen Verstärkungsabschnitts 210 auf
einen erwünschten Wert
getrieben wird.
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4 zeigt
Leistungsvariationen in einem optischen Signal in einer optischen Übertragungsleitung,
in der eine Vielzahl optischer Faserverstärker angeordnet ist. Die optische Übertragungsleitung enthält eine
Vielzahl von Abschnitten, die entsprechend den Positionen (D1, D2,
D3, D4) der optischen Faserverstärker
unterteilt sind. Während
es entlang der optischen Übertragungsleitung
gesendet wird, wird ein optisches Signal durch jeden optischen Faserverstärker verstärkt, der
jeweils eine konstante Ausgangsleistung P5 besitzt. Die Leistung
des optischen Signals wird stufenweise abgeschwächt, bis das Signal auf den
nächsten
optischen Faserverstärker
trifft. Ein optisches Signal hat beispielsweise eine Leistung P6,
wenn es in einen optischen Faserverstärker an Position D5 eingegeben
wird. Wenn das optische Signal an Position D8 in einen optischen
Faserverstärker
eingegeben wird, hat es eine Leistung P7 (geringer als P6). Da die
Ausgangsleistung der optischen Faserverstärker ein fester Wert ist, hat
ein optisches Signal unmittelbar nach der Verstärkung durch jeden optischen
Faserverstärker
eine konstante Ausgangsleistung P5, selbst wenn der Übertragungsverlust
in jedem Abschnitt wegen der Verschlechterung der optischen Übertragungsleitung
variabel ist. Die Verwendung von optischen Faserverstärkern zum
Erzeugen einer konstanten Ausgangsleistung, unabhängig von
der Leistung eines eingegebenen optischen Signals, vermeidet die
Verschlechterung der Kapazität
der optischen Übertragungsleitung,
die stufenweise mit der Zeit und kumulativ mit der Entfernung auftritt.
Es ist darüber
hinaus möglich,
einen plötzlichen
Abfall der Kapazität
eines optischen Kommunikationsnetzwerks, verursacht durch den Anstieg
der Übertragungsverluste
in einem bestimmten Abschnitt, zu verhindern. Die oben genannten
optischen Faserverstärker
sind jedoch nicht breit einsetzbar, da sie keine konstante Leistungsneigung
aufrecht erhalten können,
die jedoch eine der Voraussetzungen für einen optischen Wellenlängen-Multiplex-Faserverstärker ist.
Variationen bei der Leistungsneigung werden erzeugt, wenn die Leistung
eines eingegebenen optischen Signals während der automatischen Ausgangsleistungssteuerung
durch die optischen Faserverstärker
geändert wird.
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EP-A-1
127 129 offenbart einen optischen Leistungsverstärkungs-Equalizer und ein entsprechendes
Verfahren zum Ausgleichen der optischen Leistungsverstärkung. Der
optische Leistungsverstärkungs-Equalizer
ist mit einem Verstärkungsmedium
aus optischer Faser, das Wellenlängen-Multiplex-Licht
verstärkt,
mit einem optischen Richtungskoppler, der verstärktes Wellenlängen-Multiplex-Licht verteilt,
einem Filter, der ein erstes und ein zweites Licht aus dem verteilten
Licht auswählt,
und mit einer Steuerschaltung, die das Verstärkungsmedium aus optischer
Faser auf Basis der Leistungsunterschiede zwischen dem ersten und
dem zweiten Licht steuert, ausgestattet. Die Steuerschaltung ist
mit optischen Empfängern,
die jeweils das erste und das zweite Licht in elektrische Informationen
umwandeln, einer Vergleichseinrichtung, die die elektrischen Informationen
vergleicht, und einer Pumplichtquelle, die, auf Basis der Ausgangsdaten
der Vergleichseinrichtung, Pumplicht an das Verstärkungsmedium
aus optischer Faser sendet, ausgestattet. Die Steuerschaltung kann
darüber
hinaus mit einer Ansteuerungs-Steuerschaltung
ausgestattet sein, die die Pumplichtquelle of Basis der Ausgangsdaten
des Vergleichsgliedes steuert.
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EP-A-0
973 276 offenbart einen Leistungsverstärkungs-Equalizer und eine optisch
verstärkende Übertragungsleitung,
die den Leistungsverstärkungs-Equalizer
einsetzt. Der Leistungsverstärkungs-Equalizer
umfasst ein Anpassungsglied der ersten Stufe, das einen variablen
Stufenanpassungsgrad besitzt, dessen Stufe konstant zu einer Wellenlänge ist,
und ein Anpassungsglied der zweiten Stufe, das einen Stufenanpassungsgrad besitzt,
dessen Neigung in Bezug auf die Wellenlänge variabel ist. Damit der
automatische Leistungsverstärkungsausgleich
durchgeführt
werden kann, enthält
der Leistungsverstärkungs-Equalizer
darüber
hinaus einen optischen Niederbereichs-Leistungsdetektor zum Erfassen einer
optischen Leistung eines vorgegebenen niedrigen Wellenlängenbereichs
aus der Ausgangsleistung des Leistungsverstärkungs-Equalizers, einen optischen
Hochbereichs-Leistungsdetektor zum Erfassen einer optischen Leistung
eines vorgegebenen hohen Wellenlängenbereichs
aus der Ausgangsleistung des Leistungsverstärkungs-Equalizers, und eine
Steuervorrichtung zum Steuern der Anpassungsglieder der ersten und
zweiten Stufe entsprechend den erfassten Ergebnissen der optischen Hoch-
und Niederbereichs-Leistungsdetektoren.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen optischen Faserverstärker mit
einer automatischen Leistungssteuerung bereitzustellen, der eine
konstante Leistungsneigung aufrecht erhalten kann.
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Diese
Aufgabe wird durch den in den unabhängigen Ansprüchen definierten
Inhalt erfüllt.
In den abhängigen
Ansprüchen
werden bevorzugte Ausführungsbeispiele
definiert.
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Ein
Aspekt des Verstärkers
entsprechend der Erfindung ist es, die Differenz zwischen Kanälen hinsichtlich
der Qualität
der Signale zu minimieren, die durch Langstreckenübertragung
oder kumulative Unterschiede zwischen den Leistungen der Kanäle in Netzwerken
mit ADM (Abzweigmultiplexer) hervorgerufen werden.
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Der
optische Faserverstärker
umfasst einen optischen Verstärkungsabschnitt
zum Verstärken
eines eingegebenen optischen Signals. Ein Abtastabschnitt zur Abzweigung
eines Teils des durch den optischen Verstärkungsabschnitt verstärkten optischen Signals
und zum Erfassen eines ersten Prüflichts, das
zu einem kurzen Wellenlängenbereich,
der an einen Signalwellenbereich angrenzt, der zu dem abgezweigten
optischen Signal gehört,
und eines zweiten Prüflichts,
das zu einem langen Wellenlängenbereich,
der an den Signalwellenbereich angrenzt, der zu dem abgezweigten
optischen Signal gehört,
wird bereitgestellt. Eine Eingangsleistungssteuerschaltung dient
dazu, die jeweiligen Leistungen des ersten und zweiten Prüflichts
miteinander zu vergleichen. Die Eingangsleistungssteuerschaltung
dient darüber hinaus
dazu, anschließend
ein Steuersignal zum Steuern einer Eingangsleistung des in den optischen Verstärkungsabschnitt
eingegebe nen optischen Signals entsprechend dem Leistungsunterschied
auszugeben. Der optische Faserverstärker enthält darüber hinaus eine Ausgangsleistungssteuerschaltung
zum Ableiten einer Ausgangsleistung des optischen Verstärkungsabschnittes
aus der Leistung des an dem Abtastabschnitt abgezweigten Signals
und zum derartigen Steuern des optischen Verstärkungsabschnittes, dass die
Ausgangsleistung des optischen Verstärkungsabschnittes einen gewünschten
Wert erreicht. Darüber
hinaus ist ein variabler Abschwächer zum
Steuern der Leistung des in den optischen Verstärkungsabschnitt eingegebenen
optischen Signals entsprechend dem Steuersignal enthalten.
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Die
oben genannten Leistungsmerkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden anhand der folgenden ausführlichen
Beschreibung offensichtlich, die im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen
zu betrachten ist:
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1 zeigt
die Konfiguration eines optischen Faserverstärkers mit automatischer Leistungsverstärkungssteuerung
entsprechend dem Stand der Technik.
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2 zeigt
Leistungsvariationen in einem optischen Signal in einer optischen Übertragungsleitung,
in der eine Vielzahl optischer Faserverstärker wie die in 1 gezeigten
angeordnet ist.
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3 zeigt
die Konfiguration eines optischen Faserverstärkers mit automatischer Leistungssteuerung
entsprechend dem Stand der Technik.
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4 zeigt
Leistungsvariationen in einem optischen Signal in einer optischen Übertragungsleitung,
in der eine Vielzahl optischer Faserverstärker wie die in 3 gezeigten
angeordnet sit.
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5 zeigt
die Konfiguration eines optischen Faserverstärkers mit einer automatischen Leistungssteuerungsfunktion
entsprechend einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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6 zeigt
den Betrieb des in 5 dargestellten optischen Faserverstärkers.
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7 ist
ein Ablaufschema, das den Vorgang der automatischen Leistungssteuerung des
in 6 dargestellten optischen Faserverstärkers gemäß zeigt.
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Im
Folgenden wird in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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5 zeigt
die Konfiguration eines optischen Faserverstärkers mit einer automatischen Leistungssteuerungsfunktion
entsprechend der vorliegenden Erfindung. 6 zeigt
den Betrieb des in 5 dargestellten optischen Faserverstärkers. Zunächst wird 5 betrachtet,
hier umfasst der optische Faserverstärker einen ersten und einen
zweiten optischen Verstärkungsabschnitt 310, 330,
einen variablen Abschwächer 320,
einen Abtastabschnitt 300, eine Eingangsleistungssteuerungsschaltung 430 und eine
Ausgangsleistungssteuerungsschaltung 390.
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Der
erste optische Verstärkungsabschnitt 310 verstärkt ein
eingegebenes optisches Signal und gibt es aus. Der erste optische
Verstärkungsabschnitt 310 kann
eine erbiumdotierte Faser (EDF), eine Pumplichtquelle zum Pumpen
der erbiumdotierten optischen Faser und einen Wellenlängen-Multiplex-Koppler
zum Koppeln des von der Pumplichtquelle ausgegebenen Pumplichts
zu der erbiumdotierten optischen Faser, umfassen.
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Der
variable Abschwächer 320 steuert
die Stufe der optischen Abschwächung
entsprechend einem Steuersignal und steuert dadurch die Leistung eines
optischen Signals, das in den zweiten optischen Verstärkungsabschnitt 330 eingegeben
wurde.
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Der
zweite optische Verstärkungsabschnitt 330 verstärkt das
von dem variablen Abschwächer 320 eingegebene
optische Signal und gibt es aus. Der zweite optische Verstärkungsabschnitt 320 kann eine
erbiumdotierte optische Faser (EDF), eine Pumplichtquelle zum Pumpen
der erbiumdotierten optischen Faser und einen Wellenlängen-Multiplex-Koppler
zum Koppeln von der Pumplichtquelle ausgegebenem Pumplichts zu der
erbiumdotierten optischen Faser enthalten.
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Der
Abtastabschnitt 300 zweigt einen Teil des optischen Signals
des durch den zweiten optischen Verstärkungsabschnitt 330 verstärkten optischen
Signals ab und erfasst ein erstes Prüflicht, das zu einem kurzen
Wellenlängenbereich 520,
der an einen Signalwellenlängenbereich 510 aus
dem abgezweigten optischen Signal angrenzt, gehört, und ein zweites Prüflicht,
das zu einem langen Wellenlängenbereich 530,
der an einen Signalwellenlängenbereich 510 aus
dem abgezweigten optischen Signal angrenzt, gehört. Der Abtastabschnitt 300 umfasst
einen Verzweigungskoppler 340, einen Zirkulator (CIR) 350,
erste und zweite Reflexionsgitter 360, 370, erste bis
dritte optische Detektoren 380, 410, 420 und
einen Wellenlängen-Multiplex-Koppler 400.
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Der
Verzweigungskoppler 340 umfasst erste bis dritte Anschlüsse. Ein
Teil eines optischen Signals, das aus dem zweiten optischen Verstärkungsabschnitt 330 über den
ersten Anschluss eingegeben wird, wird über den dritten Anschluss ausgegeben. Der
verbleibende Teil des optischen Signals wird über den zweiten Anschluss ausgegeben.
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Der
Zirkulator 350 umfasst erste bis dritte Anschlüsse. Ein
optisches Signal, das über
den ersten Anschluss des Verzweigungskopplers 340 eingegeben
wurde, wird über
den zweiten Anschluss ausgegeben. Ein optisches Signal, das über den
zweiten Anschluss eingegeben wurde, wird über den dritten Anschluss ausgegeben.
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Das
erste Reflexionsgitter 360 reflektiert das erste Prüflicht mit
einer vorgegebenen Wellenlänge in
ein optisches Signal, das von dem Zirkulator 350 eingegeben
wurde. Faser-Bragg-Gitter
(FBG) können
als erste und zweite Reflexionsgitter 360 eingesetzt werden.
Wie in 6 dargestellt, gehört das erste Prüflicht zu
dem kurzen Wellenlängenbereich 520,
der an den Signalwellenlängenbereich 510 angrenzt.
Darüber
hinaus reflektiert das zweite Reflexionsgitter 370 das
zweite Prüflicht
mit einer vorgegebenen Wellenlänge
in ein optisches Signal, das von dem ersten Reflexionsgitter 360 eingegeben
wird. Wie in 6 dargestellt, gehört das zweite
Prüflicht zu
dem langen Wellenlängenbereich 530,
der an den Signalwellenlängenbereich 510 angrenzt.
Das erste und das zweite Prüflicht,
die von dem ersten und dem zweiten Reflexionsgitter 360, 370 reflektiert
werden, werden erneut an den Zirkulator 350 übertragen.
Das erste und das zweite Prüflicht
umfassen jeweils eine verstärkte
Spontanemission (ASE), die von dem zweiten optischen Verstärkungsabschnitt 330 ausgegeben
wurde. Die verstärkte
Spontanemission repräsentiert
die Informationen über
die Leistungsneigung des zweiten optischen Verstärkungsabschnittes 330. Wenn
die Leistung der verstärkten
Spontanemission bei einer langen Wellenlänge größer ist als die Leistung bei
einer kurzen Wellenlänge,
dann ist die Leistung des optischen Signals größer als ein erwünschter
Wert. Wenn die Leistung der verstärkten Spontanemission bei einer
langen Wellenlänge
geringer ist als die Leistung bei einer kurzen Wellenlänge, dann ist
die Leistung des optischen Signals geringer als ein erwünschter
Wert.
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Der
erste optische Detektor 380 wandelt ein optisches Signal,
das von dem zweiten Reflexionsgitter 370 eingegeben wurde,
in ein elektrisches Signal um und gibt das umgewandelte Signal aus.
Photodioden können
als erste bis dritte optische Detektoren 380, 410 und 420 eingesetzt
werden.
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Die
Ausgangsleistungssteuerungsschaltung 390 leitet eine Ausgangsleistung
aus dem zweiten optischen Verstärkungsabschnitt 330 aus
dem elektrischen Signal ab, das von dem ersten optischen Detektor 380 eingegeben
wurde, und steuert den zweiten optischen Verstärkungsabschnitt 330 derartig, dass
die Ausgangsleistung des zweiten optischen Verstärkungsabschnittes 330 auf
einen gewünschten Wert
getrieben wird.
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Der
Wellenlängen-Multiplex-Koppler 400 umfasst
erste bis dritte Anschlüsse.
Das erste über den
ersten Anschluss von dem Zirkulator 350 eingegebene Prüflicht wird über den
zweiten Anschluss ausgegeben. Das zweite über den ersten Anschluss von
dem Zirkulator 350 eingegebene Prüflicht wird über den
dritten Anschluss ausgegeben.
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Der
zweite optische Detektor 410, der mit dem zweiten Anschluss
des Wellenlängen-Multiplex-Kopplers 400 verbunden
ist, wandelt das eingegebene erste Prüflicht in ein elektrisches
Signal um und gibt das Signal aus.
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Der
dritte optische Detektor 420, der mit dem dritten Anschluss
des Wellenlängen-Multiplex-Kopplers 400 verbunden
ist, wandelt das eingegebene zweite Prüflicht in ein elektrisches
Signal und gibt das Signal aus.
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Die
Eingangsleistungssteuerschaltung 430 vergleicht die Leistungen
der von dem zweiten und dem dritten optischen Detektor 410, 420 eingegebenen
elektrischen Signale miteinander und gibt ein Steuersignal zum Steuern
der Eingangsleistung eines in den zweiten optischen Verstärkungsabschnitt 330 eingegebenen
optischen Signals entsprechend dem Leistungsunterschied aus. Das
Steuersignal wird für
den variablen Abschwächer 320 bereitgestellt,
um die Leistungsneigung des zweiten optischen Verstärkungsabschnittes 330 zu
minimieren. Der variable Abschwächer 320 steuert
die Stu fe der optischen Abschwächung
entsprechend dem Steuersignal. Wenn die Leistung des ersten Prüflichts,
das zu dem kurzen Wellenlängenbereich 520 gehört, höher ist
als die Leistung des zweiten Prüflichts,
dann ist die Leistung des optischen Signals größer als ein erwünschter
Wert. Wenn die Leistung des zweiten Prüflichts, das zu dem langen
Wellenlängenbereich 530 gehört, höher ist
als die Leistung des ersten Prüflichts,
dann ist die Leistung des optischen Signals geringer als ein erwünschter
Wert. Wenn dementsprechend die Leistung des ersten Prüflichts
höher ist
als die Leistung des zweiten Prüflichts,
dann wird die Stufe der optischen Abschwächung des variablen Abschwächers 320 erhöht. Wenn
die Leistung des zweiten Prüflichts
höher ist
als die Leistung des ersten Prüflichts,
dann wird die Stufe der optischen Abschwächung des variablen Abschwächers 320 gesenkt,
um die Leistungsneigung des zweiten optischen Verstärkungsabschnittes 330 zu
minimieren.
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7 ist
ein Ablaufschema, das den Vorgang der automatischen Leistungssteuerung
des in 5 dargestellten optischen Faserverstärkers illustriert.
Der Vorgang der automatischen Leistungssteuerung umfasst einen Abtastschritt 610,
einen Vergleichsschritt 620 und einen Leistungssteuerungsschritt 630.
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In
dem Abtastschritt 610 wird ein Teil eines optischen Signals
abgezweigt, das durch den zweiten optischen Verstärkungsabschnitt 330 verstärkt wurde,
das erste Prüflicht
aus dem abgezweigten optischen Signal erfasst, das zu dem kurzen
Wellenlängenbereich 520 gehört, das
an den Signalwellenlängenbereich 510 angrenzt,
und das zweite Prüflicht aus
dem abgezweigten optischen Signal erfasst, das zu dem langen Wellenlängenbereich 530 gehört, das an
den Signalwellenlängenbereich 510 angrenzt.
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In
dem Vergleichsschritt 620 wird die Leistung des ersten
und des zweiten Prüflichts
miteinander verglichen und der Leistungsunterschied erfasst.
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Der
Leistungssteuerungsschritt 630 umfasst einen Eingangsleistungssteuerungs-Unterschritt zum
Steuern einer Eingangsleistung eines optischen Signals, das in den
zweiten optischen Verstärkungsabschnitt 330 eingegeben
wurde. Das optische Signal wird entsprechend dem in dem Vergleichsschritt 620 erhaltenen
Leistungsunterschied eingegeben. Der Leistungssteuerungsschritt 630 umfasst
darüber hinaus
einen Ausgangsleistungssteuerungs-Unterschritt zum Ableiten einer
Ausgangsleistung aus dem zweiten optischen Verstärkungsabschnitt 330 aus der
Leistung eines Teils des bei dem Abtastschritt 610 erfassten
optischen Signals, und zum derartigen Steuern des zweiten optischen
Verstärkungsabschnittes 330,
dass die Ausgangsleistung des zweiten optischen Verstärkungsabschnittes 330 auf
einen erwünschten
Wert getrieben wird. Bei dem Eingangsleistungssteuerungsschritt 640 wird
die Eingangsleistung des optischen Signals erhöht, wenn die Leistung des ersten
Prüflichts
höher ist
als die Leistung des zweiten Prüflichts.
Wenn anderenfalls die Leistung des zweiten Prüflichts höher ist als die Leistung des ersten
Prüflichts,
wird die Eingangsleistung des optischen Signals reduziert.
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Wie
oben beschrieben, stellt die vorliegende Erfindung einen optischen
Faserverstärker
bereit, der eine automatische Leistungssteuerungsfunktion und ein
automatisches Leistungssteuerungsverfahren umfasst, der die Leistungsneigung
eines verstärkten
optischen Signals überwachen
und steuern kann. Selbst wenn ein optisches Signal mit nicht gleichförmiger Leistung
von außen
eingegeben wird, kann die vorliegende Erfindung die Leistungsverstärkung jedes
Kanals des optischen Signals ohne jegliche Informationen über den
Kanal automatisch abflachen und eine konstante Ausgangsleistung
aufrecht erhalten.
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Darüber hinaus
können
der optische Faserverstärker
mit automatischer Leistungssteuerung und das Verfahren zur automatischen
Leistungssteuerung entsprechend der vorliegenden Erfindung in optischen
Langstrecken-Übertragungsnetzwerken verwendet
werden, die optische Fasern mit hohen Verlusten in Abschnitten für eine Übertragungsleitung
oder in ADM-Netzwerken mit ADM (Abzweigmultiplexer) verwenden und
dadurch die Übertragungsdifferenz
zwischen den Kanälen
reduzieren.
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Obwohl
die Erfindung mit Bezug auf ein bestimmtes bevorzugtes Ausführungsbeispiel
dargestellt und beschrieben wurde, ist es für eine Person mit gewöhnlicher
Erfahrung auf dem Gebiet der Technik ersichtlich, dass verschiedene Änderungen
in Form und Einzelheiten daran vorgenommen werden können, ohne
vom Umfang der Erfindung, wie in den beigefügten Ansprüchen definiert, abzuweichen.