DE69718004T2

DE69718004T2 - System mit einem optischen verstärker

Info

Publication number: DE69718004T2
Application number: DE69718004T
Authority: DE
Inventors: Dag Bonnedal; Gunnar Forsberg; Bengt Johansson; Lagerstroem
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 1996-09-13
Filing date: 1997-09-11
Publication date: 2003-05-15
Anticipated expiration: 2017-09-12
Also published as: US6246514B1; CN1237293A; MY120130A; TW344919B; WO1998011682A1; BR9711774A; EP0917774A2; JP2001500337A; EP0917774B1; AU4228097A; ATE230177T1; JP3790552B2; SE9603336D0; CN1192522C; DE69718004D1; SE9603336L; BR9711774B1; SE514609C2

Description

TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System mit Zwischenverstärkern und insbesondere ein System, in dem die übertragenen Signale wellenlängenmultiplex (WDM) sind und einen Steuerprozess in diesem System.

STAND DER TECHNIK

Wellenlängenmultiplexen (WDM) ist eine Technologie, die die Übertragung einer Anzahl optischer Signale durch eine optische Faser erlaubt durch Verwenden unterschiedlicher getrennter Lichtwellenlängen. Auf diese Weise kann die Informationstragekapazität signifikant erhöht werden. Die Kapazität hängt ab von der Bandbreite der Faser, der Anzahl der Wellenlängenkanäle, die verwendet werden und wie nah die Wellenlängenkanäle in der Praxis nebeneinander liegen können. Das Signal bei jeder Wellenlänge reist durch die Faser unabhängig von den anderen Signalen, so dass jedes Signal einen diskreten Kanal großer Bandbreite repräsentiert.
Wenn Signale über lange Distanzen gesendet werden, müssen die Signale regeneriert oder verstärkt werden bei wiederholten Intervallen. Bei der letzteren Alternative ist es möglich, beispielsweise optische Verstärker zu verwenden. Der optische Verstärker unterscheidet sich von seinem elektrischen Gegenstück darin, dass der optische Verstärker versucht, die Ausgangsleistung konstant zu halten, während der elektrische Verstärker eine konstante Verstärkung hat.
Die Tatsache, dass die Ausgangsleistung konstant ist, liefert Probleme, wenn die Anzahl der Kanäle sich absichtlich oder aufgrund von Fehlern ändert. Es kann daher wünschenswert sein, die Möglichkeit zu haben, die Ausgangsleistung zu steuern. Es war zuvor bekannt, die Verstärkung in einem optischen Verstärker mit Hilfe von Pilottönen zu steuern (siehe EP 0 637 148 A1). Ein identifizierender Pilotton wird moduliert auf jede multiplexte Wellenlänge. Jeder Verstärker in dem System bestimmt aus dem Pilotton die Gesamtzahl der Wellenlänge, die gesendet wird und sieht eine entsprechende Regulation der Verstärkung durch den Verstärker vor. Entweder Vorwärtsregelung oder Rückkopplungsregelung können verwendet werden. Das Patentdokument indiziert auch, dass zusätzlich zum Zählen der Anzahl der Kanäle die Verstärkung der Pilottöne auf den Kanälen gemessen werden kann, um eine bessere Regulation bereitzustellen.
Es war auch zuvor bekannt (siehe GB 2 294 170), auf verschiedene Weisen den Verstärker durch Messen der gesamten optischen Leistung bei der Verstärkerausgangsgröße zu steuern und sie zu vergleichen mit einer Referenzspannung. Dies stellt ein Rückkopplungssignal bereit, das den Verstärker steuert. Zusätzlich kann die Anzahl der Kanäle gezählt werden und die Regulation kann mit dessen Hilfe eingestellt werden.
Es ist auch bekannt (siehe US 4,991,229), einen optischen Verstärker durch Messen der Leistung nur eines Wellenlängenkanals zu steuern. Dies wird erledigt durch Extrahieren des Kanals durch Filtern mit Hilfe eines WDM- Kopplers und durch sein Detektieren. Andernfalls wird die Rückkopplungssteuerung bewirkt, wie oben beschrieben.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Ein Problem bei der zuvor bekannten Technologie ist, dass es schwierig ist, die Rückkopplung ausreichend schnell zu machen.
Ein Problem beim Steuern der Ausgangsleistung eines optischen Verstärkers durch alleiniges Zählen der Anzahl der Kanäle ist, dass die Anzahl der Kanäle nur eine grobe Messung der Ausgangsleistung des Verstärkers liefert.
Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, diese Probleme zu lösen durch Verwenden einer Vorwärtsregelung mit einem Ablesen der gesamten optischen Eingangsleistung an den Verstärker, wie in Anspruch 1 definiert. Ein Ausgangssignal wird als eine nichtlineare Funktion dieser Eingangsleistung ausgebildet. Das Ausgangssignal steuert dann den Verstärker beispielsweise durch Steuern eines Pumplasers, der gekoppelt ist mit dem optischen Verstärker.
Um die Zuverlässigkeit zu erhöhen, ist die Vorwärtsregelung kombiniert mit negativer Rückkopplung. Dies sieht eine grobe Einstellung mit der Vorwärtsregelung und eine Feineinstellung mit der Rückkopplung vor. Die Rückkopplung wird bewirkt durch Messen der optischen Kanalausgangsleistung und deren Einspeisen in einen Regler. Es ist auch ein Wertesatz mit dem Regler gekoppelt, der die gewünschte Kanalausgangsleistung anzeigt. Der Regler gibt ein Signal aus, das addiert wird oder multipliziert mit dem Ausgangssignal der Vorwärtsregelung und den Verstärker steuert.
Leistungsmessung in den Kanälen kann auf verschiedene Arten durchgeführt werden. Erstens ist es möglich, die Anzahl der Kanäle zu zählen, die Gesamtleistung in allen Kanälen zu messen und die Leistung durch die Anzahl der Kanäle zu teilen. Ein anderes Verfahren ist, einen oder bevorzugt zwei Kanäle nur für die Leistungsmessung zuzuordnen. In diesen Kanälen wird dann im wesentlichen nur irgendeine Art bekannten Prüfsignals sein, beispielsweise ein Pilotton oder ein Digitalsignal. Die Leistung wird dann nur auf diesen Kanälen gemessen. Alternativ kann die Amplitude des Prüfsignals gemessen werden. Wenn einige Prüfsignale verwendet werden, wird der Mittelwert genommen.
Der Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass das Messen sowohl schnell als auch zuverlässig sein wird in einer wohlfeilen und einfachen Weise.

BESCHREIBUNG DER FIGUREN

Fig. 1 zeigt schematisch ein optisches System, optimiert für fünf Kanäle gemäß dem Stand der Technik.
Fig. 2 zeigt schematisch dasselbe System wie in Fig. 1, aber mit nur zwei Kanälen anwesend.
Fig. 3 zeigt schematisch ein optisches System mit Vorwärtsregelung.
Fig. 4 zeigt schematisch eine Ausgestaltung der Erfindung.
Fig. 5 zeigt ein detailliertes Bild, das gewisse Details in Fig. 4 zeigt.

BEVORZUGTE AUSGESTALTUNGEN

Fig. 1 zeigt in Übereinstimmung mit dem Stand der Technik ein optisches System, optimiert für fünf Kanäle 8a, 8b, 8c, 8d, 8e unter Verwendung von Wellenlängenmultiplex. Das System kann beispielsweise Teil eines Telefonsystems sein. In dem optischen System hat ein optischer Verstärker 1 eine konstante Ausgangsleistung. Der Verstärker 1 wird gesteuert durch einen Pumplaser 2. Eine optische Faser 6 führt von anderen Knoten in dem System in den Verstärker 1 und eine optische Faser 7 führt von dem Verstärker 1 zu anderen Knoten in dem System. In den Fasern 6, 7 können Kanäle eingefügt und abgezweigt werden. In dem gezeigten Beispiel kommen vier Kanäle 8a, 8b, 8c, 8d, 8e durch die erste Faser 6 in den Verstärker 1, werden verstärkt und in die zweite Faser 7 ausgegeben. Ein zusätzlicher Kanal 8b wird danach hinzugefügt von einem Sender 3. Alle Kanäle 8a, 8b, 8c, 8d, 8e werden dann dieselbe Stärke haben und ein ausgewählter Kanal 8d kann gemessen werden von einem Filter 4, das eine spezifische Wellenlänge des ausgewählten Kanals 8d selektiert und sie zu einem Empfänger 5 sendet. Alle Kanäle 8a, 8b, 8c, 8d, 8e verringern ihre Stärke, je weiter sie reisen, aber da sie gleich stark sind, gibt es kein Problem, sie wieder zu verstärken.
Fig. 2 zeigt dasselbe System wie in Fig. 1. In diesem Fall ist das System noch optimiert für fünf Kanäle, aber nur ein erster Kanal 8a kommt in den Verstärker 1. Dieser einzelne Kanal 8a wird dann näherungsweise vier Mal so stark werden als wenn es vier Kanäle gäbe, die zu verstärken wären. Dies ist bedingt durch die Tatsache, dass die Gesamtausgangsleistung eines optischen Verstärkers prinzipiell konstant ist, d. h. die Ausgangsleistung hängt im Wesentlichen primär von der Ausgangsleistung des Pumplasers 2 ab, der mit dem Verstärker gekoppelt ist und weniger von der Eingangsleistung des Verstärkers 1.
Wenn ein zweiter Kanal 8b dann eingefügt wird, werden die Kanäle 8a und 8b nicht so stark sein, was zu Problemen führt. Das Filter 4 ist in der Praxis nicht ideal, so dass, wenn das Filter 4 versucht, den zweiten Kanal 8b auszuwählen, der erste Kanal 8a vorherrschen wird, da er so stark ist und Nebensprechen auftreten kann.
Es ist demnach sehr wünschenswert, die Fähigkeit zu besitzen, die Ausgangsleistung der Kanäle des Verstärkers 1 zu steuern.
Da die von einem optischen Verstärker bewirkte Ausgangsgröße primär abhängt von der Ausgangsleistung des mit dem Verstärker gekoppelten Pumplasers ist es möglich, den Pumplaser in der in Fig. 3 gezeigten Weise zu steuern, Ein optischer Verstärker 11 wird durch einen Pumplaser 12 gesteuert. Ein erster optischer Demultiplexer 13 misst die optische Gesamtleistung am Eingang des Verstärkers 11 und sendet den Wert zu einem Vorwärtsregelblock 14. Von dem Vorwärtsregelblock 14 wird ein
Vorwärtsregelprozessbedarfssignal PF gesendet, welches den Verstärker 11 steuert durch Steuern der Ausgangsleistung des Pumplasers 12.
Der Vorwärtsregelblock 14 stellt eine nichtlineare Funktion der gesamten optischen Leistung bereit und kann beispielsweise realisiert werden mit Hilfe eines analogen, nichtlinearen Netzes. Eine andere Alternative ist, dies digital zu lösen durch A/D-Umsetzen der optischen Eingangsleistung beispielsweise in ein Acht-Bit-Wort. Dieses Acht-Bit-Wort kann dann verwendet werden, wobei unterschiedliche Werte des Acht-Bit-Wortes unterschiedliche Speicheradressen in einem Speicher angeben (siehe auch die Beschreibung in Verbindung mit Fig. 5 unten).
Auf diese Weise Vorwärtsregelung zu verwenden, macht die Steuerung schnell, da Störungen unmittelbar korrigiert werden können. Vorwärtsregelung erfordert jedoch viel Wissen bezüglich des Systemverhaltens, da das Ergebnis nicht gesehen werden kann. Es kann verglichen werden mit dem Fahren eines Autos wie im Schlaf, ohne genau wissen zu müssen, wie sehr das Rad gedreht werden muss in jeder Kurve, um nicht im Straßengraben zu enden.
Ein anderes Problem ist, dass die reine Vorwärtsregelung von der optischen Eingangsleistung erfordern kann, innerhalb eines schmalen Bereichs zu liegen.
Fig. 4 zeigt ein Verfahren zur Lösung des Problems. Es ist dieselbe Figur wie in Fig. 3, aber mit zusätzlicher negativer Rückkopplung. Negative Rückkopplung ist zuverlässig, da die Ergebnisse beobachtet werden und danach die Einstellungen vorgenommen werden. Ein Nachteil ist, dass die automatische Steuerung jedoch nicht so schnell bewirkt werden kann, wie man wünschen könnte, da die Steuerung dann das Risiko hat, instabil zu werden. In diesem Fall hat der optische Verstärker auch eine Zeitkonstante von vielleicht 5-10 ms, die eine Grenze einstellt, wie schnell die Rückkopplung gemacht werden kann. Wenn jemand jedoch die Rückkopplung mit der Vorwärtsregelung kombiniert, kann eine schnelle grobe Einstellung erreicht werden mit Hilfe der Vorwärtsregelung und eine nicht so schnelle Feineinstellung wird erreicht mit Hilfe der Rückkopplung.
Die Rückkopplung funktioniert durch Messen der Ausgangsleistung des optischen Verstärkers 11 und Bereitstellen eines Prozesswertes PV. In einem Regler 15 wird der Prozesswert PV verglichen mit der gewünschten Kanalausgangsleistung, d. h. einem Einstellpunkt SP, wobei in Übereinstimmung mit der Programmierung des Reglers 15 ein Rückkopplungsprozessbedarfssignal PB ausgegeben wird, das über den Pumplaser 12 die Kanalausgangsleistung des Verstärkers 11 derart steuert, dass sie die gewünschte Ausgangsgröße erreicht. Dieses Einstellen findet selbstverständlich nicht unmittelbar statt. Wenn das Rückkopplungsprozessbedarfssignal PB über den Pumplaser 12 die Kanalausgangsleistung des Verstärkers 11 ändert, können die Bedingungen bereits verändert sein, die eine neue Messung der Kanalausgangsleistung des Verstärkers 11 erforderlich machen würden, dadurch ein neues Rückkopplungsprozessbedarfssignal PB bereitstellend. Dieser Prozess findet kontinuierlich statt und eine negative Rückkopplungssteuerschleife ist kreiert, die mit einer gewissen Zeitverzögerung die Ausgangsleistung des Verstärkers derart einstellt, dass sie immer in der Nähe des gewünschten Wertes liegt.
Der Regler 15 ist ein konventioneller PID-Regler (proportional-integrierend-differenzierend). Die drei unterschiedlichen Anteile des Reglers 15 können kurz zusammengefasst werden wie folgt: Ein großer Proportionalanteil führt zu einem Anwachsen der Geschwindigkeit des Reglers, aber auch regelmäßig zu einer Verringerung der Stabilität. Das Einführen eines integralen Anteils eliminiert verbleibende Fehler im Ausgangssignal, aber verringert die Stabilität, je größer der Anteil ist. Das Einführen eines Differentialanteils kann die Stabilität verbessern, aber das Differenzieren der rauschbehafteten Messsignale kann schwierig sein. Ein vorsichtiges Abwägen dieser Anteile ist erforderlich abhängig von den Bedürfnissen, die der Steuerung auferlegt werden.
Fig. 4 zeigt auch eine Kombinationsvorrichtung 18, die das Vorwärtsregelprozessbedarfssignal PF mit dem Rückkopplungsprozessbedarfssignal PB kombiniert und ein Ausgangssignal PD bereitstellt. In einem bestimmten Zusammenhang werden die Vorwärtsregelung und die Rückkopplung durch Addition kombiniert. Es würde in diesem Fall auch funktionieren, aber in diesem Fall dürfte es vorteilhafter sein, Multiplikation zu verwenden, da Störungen primär auftreten, wenn die Anzahl der Kanäle geändert wird und die Ausgangsleistung des Verstärkers 11 dann proportional zur Anzahl der Kanäle geändert wird. Der Kombinationsblock 18 kann demnach ein Addierer oder ein Multiplizierer sein, aber auch andere Kombinationsfunktionen sind verwendbar.
Eine Anzahl von Wellenlängenkanälen geht durch den Verstärker 11. In mindestens einem Prüfsignalkanal werden keine Daten übertragen sondern nur eine bekanntes Prüfsignal A wird verwendet zum Anzeigen der Kanalausgangsleistung in dem Verstärker 11. Das Prüfsignal A kann ein Pilotton sein, ein Digitalsignal oder irgendein anderes Signal davon, das geprüft werden kann. Es ist möglich, vorteilhaft ein Signal A auszuwählen, das auch verwendet werden kann für andere Zwecke beispielsweise als Schutzsignal.
Nach dem Verstärker 11 wird (werden) der Prüfsignalkanal (die Prüfsignalkanäle) mit dem Prüfsignal A von einem optischen Demultiplexer 16 gemessen und zu dem Detektorblock 17 übertragen. Der Demultiplexer 16 kann ein WDM-Koppler sein, ein üblicher Opto-Koppler oder ähnliches. Ein WDM-Koppler wird verglichen mit einem üblichen Opto-Koppler ein besseres Signal-zu-Rauschverhältnis liefernd von dem Detektorblock 17, da die Datenkanäle abgewählt sind. Um das Signal-zu- Rauschverhältnis zu verbessern wenn ein gewöhnlicher Opto- Koppler verwendet wird, kann ein (nicht in der Figur gezeigtes) optisches Filter vor dem Detektorblock 17 gekoppelt werden.
Es gibt verschiedene Verfahren des Ablesens des Prüfsignals A. Man kann entweder die Spitzenleistung auf dem Prüfsignalkanal bzw. den Prüfsignalkanälen messen oder man kann die Amplitude des oder der Prüfsignalkanäle messen. Im letzteren Fall ist ein Mittelwert der Amplituden einiger Prüfsignale zu verwenden. Ein zusätzliches Verfahren, ein Digitalprüfsignal A zu verwenden und es zu messen.
Unterschiedliche Prüfsignale A können selbstverständlich übertragen werden in unterschiedlichen Prüfsignalkanälen. Ein anderes Verfahren kann sein, eines oder mehrere Prüfsignale A auf das Signal in allen Kanälen zu modulieren und dann die Amplitude des Prüfsignals A zu messen. Dies kann jedoch das Senden von Daten in den Kanälen stören und da die Prüfsignalamplitude in diesem Fall kleiner sein wird, kann sie schwieriger zu messen sein als wenn das Prüfsignal seinen eigenen Kanal hat.
Als vorteilhafte Variante ist es vorstellbar, dass wenn kein Prüfsignal A erfasst wird, beispielsweise im Falle eines Fehlers, dann der letzte Wert des
Rückkopplungsprozessbedarfssignals PB verwendet wird bis ein neues Prüfsignal A erfasst wird.
Als ein alternatives Verfahren des Messens der Kanalausgangsleistung eines Verstärkers 11 ist es auch vorstellbar, nicht irgendein Prüfsignal zu verwenden sondern stattdessen ein Mittel zum Zählen der Kanäle zu haben und dann die Gesamtausgangsleistung des Verstärkers 11 zu messen. Die Gesamtausgangsleistung wird dann dividiert durch die Anzahl der Kanäle. Bloßes Zählen der Anzahl der Kanäle ohne dieselbe Zeitmessung der Ausgangsleistung stellt nur eine grobe Messung der Ausgangsleistung des Verstärkers 11 bereit. Auf der Basis der Information, die der Detektorblock 14 erhalten hat bezüglich der Kanalausgangsleistung des Verstärkers 11 wird dann ein kanalleistungsabhängiges Prozesswertsignal PV zu dem Regler 15 gesendet, der regelt wie oben.
Fig. 5 ist ein Detail der Fig. 4 mit denselben Bezeichnungen und zeigt ein Beispiel davon, wie die Erfindung detaillierter implementiert werden kann.
Einige Abschnitte der Regulierung sind in zwei Funktionsblöcken 21 und 22 implementiert. Der erste Funktionsblock 21 umfasst eine Vorwärtsregelschaltung 25, einen Speicher 26 und den Kombinationsblock 18. Der Vorwärtsregelblock 14 in Fig. 4 entspricht in Fig. 5 einer ersten Fotodiode 23, einem logarithmischen Verstärker 24, der Vorwärtsregelschaltung 25 und dem Speicher 26. Der logarithmische Verstärker 24 kann statt dessen linear sein aber da die gesamte optische Eingangsleistung innerhalb eines solch breiten Bereiches variieren kann, dürfte es vorteilhafter sein, einen logarithmischen Verstärker zu verwenden.
Der zweite Funktionsblock 22 in Fig. 5 stellt den Regler 15 bereit, einen Detektor 32 und einen Tongenerator 29. Der Detektorblock 14 in Fig. 4 entspricht in Fig. 5 einer zweiten Fotodiode 27, einem Linearverstärker 28, einem Amplitudenmessblock 31, dem Detektor 32 und dem Tongenerator 29.
Analogsignale, die in die Funktionsblöcke 21 und 22 eingespeist worden sind, durchlaufen eine A/D-Umsetzer 33. Auf dieselbe Weise gehen Digitalsignale, die von den Funktionsblöcken 21 und 22 abgegeben werden, durch einen A/D- Umsetzer 34.
Die Fotodioden 23 und 27 können beispielsweise vom PN-Typ (positiv-negativ) oder vom PIN-Typ (positiv-intrinsicnegativ) sein.
Die Vorwärtsregelung in Fig. 5 funktioniert auf folgende Weise: Die Fotodiode 23 misst das Licht, das am Eingang des Verstärkers 11 abgegriffen worden ist und das demnach die Gesamteingangsleistung des Verstärkers 11 repräsentiert.
Durch den logarithmischen Verstärker 24 und den A/D-Umsetzer 23 wird das Licht beispielsweise in ein Acht-Bit-Wort umgesetzt, das in die Vorwärtsregelung 25 eingespeist wird. Wie viele Bits verwendet werden müssen, ist eine Frage der Gewichtung zwischen der Präzision (mehr Bits) und der Geschwindigkeit (weniger Bits). Wenn die Vorwärtsregelung insgesamt nützlich sein soll, sollte sie relativ schnell ablaufen. Vorzugsweise sollte das Vorwärtsregelungsausgangssignal innerhalb einiger Zehntel einer Mikrosekunde angewendet werden.
Die Vorwärtsregelungsschaltung 25 ruft den Speicher 26 auf, der abhängig von dem Acht-Bit-Wort der Vorwärtsregelungsschaltung 25 sagt, welches Vorwärtsregelungsprozessbedarfssignal PF ausgegeben werden soll. Das Vorwärtsregelungsprozessbedarfssignal PF und ein Rückkopplungsbedarfssignal PB von dem zweiten Funktionsblock werden dann in den Kombinationsblock 18 gespeist, der wiederum ein Ausgangssignal PD ausgibt, das über eine D/A- Umsetzer 34 zu dem Pumplaser 12 geliefert wird, der dann den Verstärker steuert. Der Pumplaser 12 hat eine schnelle Regelschaltung (nicht dargestellt), um seine Ausgangsleistung zu steuern. Es sind einige Verfahren bekannt, dies zu erreichen.
In Fig. 5 wird die Amplitude an zwei Prüfsignalen gemessen, die in diesem Fall Pilottöne sind und die in demselben Kanal gesendet werden. Licht wird vom Ausgang des optischen Verstärker abgezweigt und wird umgesetzt über die Fotodiode 27 und den Linearverstärker 28 in eine Spannung, die in den Verstärkermessblock 31 eingespeist wird.
Die Pilottöne können beispielsweise Frequenzen haben, die zwischen 50-60 kHz liegen, getrennt durch vielleicht 6 kHz. Der Tongenerator 29 wird verwendet zum Bereitstellen von Referenzsignalen für die Amplitudenmessung durch Einspeisen in zwei Sinuswellen oder ähnliches mit Frequenzen, die 2 kHz höher sind als die Pilottöne, d. h., innerhalb des Bereichs 52-62 kHz in dem Amplitudenmessblock 31. Der Frequenzunterschied zwischen der Frequenz des Pilottons und der Frequenz seines entsprechenden Referenzsignals wird dann 2 kMz sein, aber andere Frequenzen können auftreten und sollten ausgefiltert werden.
Der Amplitudenmessblock 31 umfasst zwei Bandpassfilter von näherungsweise 2 kHz und zwei Amplitudenmessgeräte und auf diese Weise werden die Amplituden der beiden Pilottöne extrahiert. Das Ergebnis wird A/D-umgesetzt und in den Detektor 32 eingespeist, wo der Mittelwert der beiden Amplituden genommen wird und ein ausgangsleistungsabhängiges Prozesswertsignal PV zu dem Regler 15 gesendet wird. Der Regler funktioniert wie in Fig. 4 beschrieben und gibt das Rückkopplungsprozessbedarfssignal PB an den Kombinationsblock 18, der wie oben beschrieben das Prozessbedarfsausgangssignal PD ausgibt, welches indirekt die Ausgangsleistung des optischen Verstärkers 11 steuert.

ZUSAMMENFASSUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches System, das erstens einen optischen Verstärker (11) umfasst, der mindestens einen Eingang und mindestens einen Ausgang umfasst, zweitens eine Steuerschaltung zum Regulieren der Ausgangsleistung des Verstärkers (11) mit Hilfe eines Vorwärtsregelprozessbedarfssignals (PF), wobei diese Steuerschaltung einen Vorwärtsregelblock (14) umfasst und ein erstes Mittel zum Abgreifen von Licht vom Eingang des Verstärkers (11) zu dem Vorwärtsregelblock (14).
Erfindungsgemäß ist der Vorwärtsregelblock (14) angeordnet zum Messen der optischen Gesamteingangsleistung.
(Fig. 3)

Claims

1. Optisches System, zum einen einen optischen Verstärker (11) umfassend einschließlich mindestens einem Eingang und mindestens einem Ausgang und zum zweiten eine Steuerschaltung umfassend, die angeordnet ist zum Steuern der Ausgangsleistung des Verstärkers (11), wobei die Steuerschaltung einen Rückkopplungsregler (15) umfasst, der angeordnet ist zum Kreieren eines Rückkopplungsprozessbedarfssignals (PB), einen Detektorblock (17), angeordnet zum Übertragen eines Prozesswertsignals (PV) an den Rückkopplungsregler (15) und Mittel (16) zum Anzapfen von Licht vom Ausgang des Verstärkers (11) an den Detektorblock (17), dadurch gekennzeichnet, dass dass die Steuerschaltung außerdem einen Vorwärtsregelblock (14) umfasst, angeordnet zum Messen der totalen optischen Eingangsleistung am Eingang des Verstärkers (11) und angeordnet zum Übertragen eines Vorwärtsregelprozessbedarfssignals (PF), ein erstes Mittel (13) zum Anzapfen von Licht vom Eingang des Verstärkers (11) zu dem Vorwärtsregelblock (14) und ein Kombintionsmittel (18) angeordnet zum Agieren oder Multiplizieren des Vorwärtsregelprozessbedarfssignals (PF) mit dem Rückkopplungsprozessbedarfssignals (PB) und angeordnet zum Übertragen eines Ausgangssignals (PD) zum Steuern des Verstärkers (11).

2. Optisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorwärtsregelprozessbedarfssignal (PF) angeordnet ist, um als eine nicht-lineare Funktion der gesamten optischen Eingangsleistung ausgebildet zu sein.

3. Optisches System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht-lineare Funktion angeordnet ist, um von einem analogen nichtlinearen Netz erlangt zu werden.

4. Optisches System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht-lineare Funktion angeordnet ist, um durch Adressieren eines Speichers (26) erhalten zu werden.

5. Optisches System nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückkopplungsregler (15) einen Eingang für ein Prozesswertsignal (PV) umfasst, einen Eingang für ein Einstellpunktsignal (SP) und einen Ausgang für das Rückkopplungsprozessbedarfssignal (PB), dass das Prozesswertsignal (PV) angeordnet ist, um abhängig zu sein von der Kanalausgangsleistung des Verstärkers (11) und dass das Einstellpunktsignal (SP) angeordnet ist zum Einstellen der gewünschten Kanalausgangsleistung des Verstärkers 11.

6. Optisches System nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückkopplungsregler (25) nicht-linear ist.

7. Optisches System nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass das optische System ein Mittel umfasst zum Zählen der Anzahl von Kanälen, die durch den Verstärker hindurchgehen, das der Detektorblock (17) hergerichtet ist zum Messen der Gesamtausgangsleistung aller Kanäle und dass das Prozesswertsignal (PV) hergerichtet ist, um auf einer Basis der Gesamtleistung gebildet zu werden dividiert durch die Anzahl der Kanäle.

8. Optisches System nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Prüfsignal (A) moduliert wird auf andere Signale in mindestens einem Signal.

9. Optisches System nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass das Prozesswertsignal (PV) hergerichtet ist, um vom dem Detektorblock (17) gebildet zu werden auf der Basis von mindestens einem Prüfsignal (A), das in mindestens einem Wellenlängenkanal gesendet wird, getrennt angeordnet für diesen Zweck in dem System und das durch den Verstärker 11 gesendet wird.

10. Optisches System nach einem der Ansprüche 8-9, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektorblock (17) angeordnet ist zum Messen der Gesamtleistung des Kanals/der Kanäle.

11. Optisches System nach einem der Ansprüche 8-9, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektorblock (17) angeordnet ist zum Messen der Amplitude des Kanals/der Kanäle.

12. Optisches System nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsleistung des optischen Verstärkers angeordnet ist, um indirekt gesteuert zu werden durch das Ausgangssignal (PF, PD) auf Grund der Tatsache, dass der Verstärker (11) angeordnet ist, um gesteuert zu werden durch einen Pumplaser (12) und auf Grund der Tatsache, dass der Pumplaser (12) angeordnet ist um von dem Ausgangssignal gesteuert zu werden.

13. Verfahren/Prozess zum Steuern der Ausgangsleistung eines optischen Verstärkers einschließlich mindestens eines Eingangs und mindestens eines Ausgangs, wobei der Prozess die Schritte einschließt:

Abgreifen von Licht von dem Ausgang des Verstärkers zu einem Detektorblock (17), Kreieren eines Prozesswertsignals (PV) in dem Detektorblock (17) Übertragen des Prozesswertsignals (PV) an einen Rückkopplungsregler (15) und Übertragen eines Rückkoppelprozessbedarfssignals (PB) von dem Rückkopplungsregler,

gekennzeichnet durch

das weitere Einschließen der folgenden Schritte:

Abgreifen von Licht vom Eingang des Verstärkers zu einem Vorwärtsregelblock, Messen der optischen Gesamteingangsleistung des Verstärkers (11), Kreieren eines Vorwärtsregelprozessbedarfssignals (PV) als eine Funktion der Eingangsleistung, Kreieren eines Ausgangssignals (PD) in einem Kombinationsmittel (19) durch Addieren oder Multiplizieren des Vorwärtsregelprozessbedarfssignals (PF) mit dem Rückkopplungsprozessbedarfssignal (PB) und Steuern des Verstärkers (11) mit Hilfe des Ausgangssignals (PD).

14. Prozess nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Kanäle, die durch den Verstärker (11) hindurch laufen, gezählt wird, dass die Ausgangs- Gesamtleistung gemessen wird und dass das Prozesswertsignal (PV) gebildet wird auf der Basis der Gesamtleistung dividiert durch die Anzahl der Kanäle.

15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Prüfsignal gesendet wird in mindestens einem Wellenlängenkanal, zu diesem Zweck separat angeordnet in dem System und durch den Verstärker (11) gesendet, und dass die Gesamtleistung in diesem/diesen Wellenlängenkanal/-kanälen gemessen wird.

16. Prozess nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Prüfsignal gesendet wird in mindestens einem Wellenlängenkanal separat angeordnet zu diesem Zweck in dem System, wobei der Kanal durch den Verstärker (11) verläuft und dass die Amplitude in dieser/diesen Wellenlängenkanal/-kanälen gemessen wird.

17. Prozess nach einem der Ansprüche 13-16, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssignal (PD) den Verstärker (11) steuert durch Steuern eines Pumplasers (12), der den Verstärker (11) steuert.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 13-17, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorwärtsregelprozessbedarfssignals als eine nicht- lineare Funktion der Eingangsleistung kreiert wird.