DE69936628T2 - Optischer Verstärker und Optisches Übertragungssystem für Wellenlängenmultiplexübertragung - Google Patents

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • (1) Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen optischen Verstärker, der in einem Bündel ein Wellenlängen gemultiplextes (WDM, Englisch: wavelength division multiplexed) Signallicht bzw. ein Wellenlängenmultiplex-Signallicht verstärkt, das eine Vielzahl von optischen Signalen von unterschiedlichen Wellenlängen enthält, als auch auf ein optisches Kommunikationssystem, das den optischen Verstärker verwendet und Repeater-Übertragung des WDM-Signallichtes durchführt, und bezieht sich im Genaueren auf einen optischen WDM-Verstärker und ein optisches Kommunikationssystem, die exzellente Rauschcharakteristiken zeigen, und die das Eingangslicht-Leistungsniveau über einen breiten Bereich anpassen.
  • (2) Beschreibung der verwandten Technik
  • Das Wellenlängenmultiplex (WDM) optische Übertragungssystem bzw. das optische Wellenlängenmultiplex (WDM) Übertragungssystem ist ein Übertragungssystem, das durch Übertragung einer Vielzahl von optischen Signalen von unterschiedlichen Wellenlängen über eine einzelne optische Faser eine Erhöhung der Kommunikationskapazität ermöglicht. Das WDM optische Übertragungssystem bietet verschiedene Vorteile, umfassend niedriger Einführungskosten aufgrund der Tatsache, dass existierende Fasern verwendet werden können, und die Einfachheit jeglicher zukünftigen Aktualisierungen, da der Übertragungspfad bitratenfrei ist, aufgrund der Verwendung von optischen Verstärkern und dergleichen.
  • Um die geforderten Übertragungscharakteristiken zu erreichen, ist ein wichtiger Faktor für optische Verstärker für die Verwendung in WDM optischen Übertragungssystemen die Anforderung, das Ausgabelicht bei einem vorbestimmten konstanten Niveau beizubehalten, während simultan die Wellenlängenabhängigkeit der Verstärkung in dem Signallichtband unterdrückt wird. Spezifisch wird die Erhaltung eines konstanten Niveaus der Ausgangslichtleistung pro einzelner Wellenlänge als auch die Wellenlängenflachheit der Verstärkung benötigt, selbst wenn die Eingangslichtleistung über einen breiten Bereich variiert.
  • Ein Beispiel eines optischen Verstärkers, der die vorangegangenen Anforderungen erfüllt, in dem die grundlegende Konstruktion davon die Positionierung eines variablen optischen Abschwächers zwischen zwei Stufen eines optischen Verstärkerabschnittes einer zweistufigen Konstruktion umfasst, wurde durch die vorliegenden Anmelder vorgeschlagen. In der grundlegenden Konstruktion des vorgeschlagenen optischen Verstärkers wird automatische Verstärkungssteuerung (AGC, Englisch: Automatic Gain Control) ausgeführt an der vorherigen Stufe des optischen Verstärkungsabschnittes und an der letzteren Stufe des optischen Verstärkungsabschnittes, um die Verstärkung auf ein konstantes Niveau zu steuern, und automatische Niveausteuerung (ALC, Englisch: Automatic Level Control) wird ausgeführt durch Anpassen des Betrags einer optischen Abschwächung bei dem variablen optischen Abschwächer, der zwischen den zwei Stufen positioniert ist, um das Ausgangslichtniveau von dem optischen Verstärker auf ein benötigtes konstantes Niveau zu steuern. Selbst wenn das Leistungsniveau des Eingangslichtes variiert, wird folglich die Verstärkungswellenlängencharakteristik für jeden optischen Verstärkungsabschnitt auf einem konstanten Niveau beibehalten, und darüber hinaus wird das Ausgangslichtniveau von dem optischen Verstärker auch auf dem benötigten Niveau beibehalten.
  • Optische Verstärker einer zweistufigen Konstruktion wurden auch beispielsweise in der japanischen nicht geprüften Patentanmeldung Nr. 8-248455 und der japanischen nicht geprüften Patentveröffentlichung Nr. 6-169122 vorgeschlagen. In den darin vorgeschlagenen optischen Verstärkern wird die Verstärkung für den gesamten optischen Verstärker auf ein konstantes Niveau gesteuert, und die Wellenlängencharakteristik der Verstärkung wird auf einem konstanten Niveau beibehalten, selbst wenn sich die Eingangslichtleistung verändert. Darüber hinaus hat der Anmelder der vorliegenden Erfindung auch eine Technik vorgeschlagen, in der ein Verstärkungsangleicher (optisches Filter) verwendet wird zum Abflachen der Verstärkungswellenlängencharakteristik des optischen Verstärkungsabschnittes (siehe japanische Patentanmeldung Nr. 9-216049 ).
  • Mit den zuvor erwähnten konventionellen optischen Verstärkern, in dem Fall, wo die Eingangslichtleistung vergleichsweise klein ist, ist AGC-Betrieb von jedem der Verstärkungsabschnitte möglich, jedoch stoppt in dem Fall, wo die Eingangslichtleistung steigt und die Anregungslichtleistung der vorherigen Stufe des optischen Verstärkungsabschnittes einen oberen Grenzwert erreicht, der AGC-Betrieb des vorherigen optischen Verstärkungsabschnittes, und die Anregungslichtleistung wird auf ein konstantes Niveau gesteuert, was in der Reduzierung der Verstärkung der vorherigen Stufe resultiert. Folglich, in dem Fall, wo die Anregungslichtleistung des vorherigen optischen Verstärkungsabschnittes einen oberen Grenzwert erreicht, um die Verstärkung des gesamten optischen Verstärkers auf einem konstanten Wert ungeachtet der Eingangslichtleistung beizubehalten, wird die Verstärkung des letzteren optischen Verstärkungsabschnittes gesteuert, um um einen Betrag erhöht zu werden, der äquivalent ist zu der Verstärkungsreduzierung in dem vorangehenden optischen Verstärkungsabschnitt, wodurch die Wellenlängenflachheit der Verstärkung auf einem konstanten Niveau beibehalten wird.
  • Mit den zuvor erwähnten konventionellen optischen Verstärkern wird jedoch in dem Fall, wo die Eingangslichtleistung in den vorherigen optischen Verstärkungsabschnitt einen oberen Grenzwert der Anregungslichtleistung erreicht, jede Erhöhung der Eingangslichtleistung dazu führen, dass die Verstärkungswellenlängencharakteristik für jeden optischen Verstärkungsabschnitt von dem Auslegungswert davon variiert. In diesen Fällen, wo die Kompensierung der Verstärkungswellenlängencharakteristik des optischen Verstärkungsabschnittes durchgeführt wird basierend auf festen Charakteristiken, die sich auf den Auslegungswert beziehen (z. B. die Verwendung eines Verstärkungsangleichers mit einer festen Verlustwellenlängencharakterstik in sowohl dem vorherigen als auch dem letzteren optischen Verstärkerabschnitten), wird als ein Ergebnis das System nicht mehr in der Lage sein, die Variationen der Verstärkungswellenlängencharakteristik zu verkraften, wenn die Eingangslichtleistung groß ist, und es entsteht eine Situation, wo die Signallichtleistung sich in übermäßigen Beträgen in dem vorherigen Verstärkungsabschnitt, der stringente Rauschcharakteristiken aufweist, verliert.
  • In konventionellen optischen Verstärkern mit zweistufiger Konstruktion variieren speziell die Wellenlängencharakteristiken des vorherigen optischen Verstärkungsabschnittes und des letzteren optischen Verstärkungsabschnittes in Übereinstimmung mit der Eingangslichtleistung, wie in den 17(A) bzw. 17(B) gezeigt ist. Die Verstärkungswellenlängencharakteristiken, die in 17 gezeigt sind, sind diese, wo jeder der optischen Verstärkungsabschnitte bekannte Erbium dotierte optische Faserverstärker (EDFA, Englisch: erbium doped optical fiber amplifiers) sind und das Wellenlängenband in dem 1,55 μm Band liegt (in etwa 1535 nm~1561 nm).
  • Sich auf den vorangehenden optischen Verstärkungsabschnitt fokussierend, der, wie in 17(A) gezeigt, einen großen Einfluss auf die Rauschcharakteristiken des optischen Verstärkers hat, wenn die Eingangslichtleistung vergleichsweise klein ist –16,6 dBm/ch, ist die Verstärkung auf der kurzwelligen Seite des 1,55 μm Bandes größer als die Verstärkung auf der langwelligen Seite des Bandes. Andererseits, wenn sich die Eingangslichtleistung auf 9,6 dBm/ch erhöht, gibt es ungenügend viel Anregungslichtleistung, um die benötigte Verstärkung zu erhalten, so dass die Verstärkung sinkt. In solch einem Fall vermindert sich die Verstärkung auf der kurzwelligen Seite des Bandes beträchtlich, um relativ niedriger zu sein als die Verstärkung auf der langwelligen Seite des Bandes.
  • Bis jetzt wurden optische Verstärkungsabschnitte vorheriger Stufen mit solchen wie oben beschriebenen Verstärkungswellenlängencharakteristiken angepasst mit einem Verstärkungsangleichern mit Verlustwellenlängencharakteristiken, die zuvor ausgelegt wurden, um mit den Verstärkungswellenlängencharakteristiken zu korrespondieren, wenn die Eingangslichtleistung vergleichbar klein war (mit einem relativ großem Verlust auf der kurzwelligen Seite). Folglich, in dem Fall, wo die Eingangslichtleistung erhöht wurde, selbst wenn sich die Verstärkung auf der kurzwelligen Seite des Bandes vermindert, verursachte der Verstärkungsangleicher, der eine feste Verlustwellenlängencharakteristik aufweist, übermäßige Beträge von optischer Leistung auf der kurzwelligen Seite verloren zu gehen, was ein Problem von schlechteren Rauschcharakteristiken für den optischen Verstärker auf der kurzwelligen Seite erzeugt.
  • 18 ist ein Diagramm, das die Rauschcharakteristiken (Rauschfaktor) eines konventionellen optischen Verstärkers, wie dem oben Beschriebenen, in Abhängigkeit der Eingangslichtleistung zeigt.
  • Wie in 18 gezeigt, wenn die Eingangslichtleistung vergleichsweise klein ist, wird ein näherungsweise gleichmäßiger Rauschfaktor für die gesamte Breite des 1,55 μm Bandes erhalten, wenn sich jedoch die Eingangslichtleistung erhöht, wird der Rauschfaktor an der kurzwelligen Seite des Bandes relativ größer, was bedeutet, dass sich die Rauschcharakteristiken für den optischen Verstärker an der kurzwelligen Seite verschlechtern.
  • In EP-A-0 713 273 ist ein optischer wellenlängenmultiplex Verstärker offenbart, der ausgestattet ist mit optischen Verstärkungsmitteln zum Verstärken in einem Bündel eines wellenlängengemultiplexten Signallichtes, umfassend: Eingangslicht-Messmittel zum Messen der Eingangslichtleistung; Verstärkungsangleichungsmittel, das mit dem optischen Verstärkungsmittel verbunden ist, und Verlustwellenlängencharakteristiken zum Unterdrücken der Wellenlängenabhängigkeit der Verstärkung des optischen Verstärkungsmittels innerhalb des Bandes des wellenlängengemultiplexten Signallichtes aufweist, und darüber hinaus in der Lage ist, die Verlustwellenlängencharakteristiken zu variieren; Verstärkungsangleichungssteuerungsmittel zum Steuern der Verlustwellenlängencharakteristiken der Verstärkungsangleichungsmittel; wobei: das optische Verstärkungsmittel einen optischen Verstärkungsabschnitt einer mehrstufigen Konstruktion aufweist, wobei das Verstärkungsangleichungsmittel einen oder mehrere Verstärkungsangleichungsabschnitte für die mehrstufigen optischen Verstärkungsabschnitte aufweist; und wobei: ein Steuerungsmittel zum Verstärken auf eine Konstante zum Steuern bei einem konstanten Niveau der Verstärkung der mehrstufigen optischen Verstärkungsabschnitte und ein Ausgabeniveausteuerungsmittel zum Steuern der Ausgangslichtleistung für jede Wellenlänge des wellenlängengemultiplexten Signallichtes auf ein vorbestimmtes Niveau bereitgestellt ist; und das wellenlängengemultiplexte Signallicht weist ein Wellenlängenband von 1,55 μm auf, wobei die kurzwellige Seite des Wellenlängenbandes des wellenlängengemultiplexten Signals entspricht 1535-1539,8 nm; und die mehrstufigen optischen Verstärkungsabschnitte beinhalten einen entsprechenden Erbium dotierten optischen Faserverstärker. Im Genaueren ist ein optischer Faserverstärker offenbart, im Genaueren ein Erbium dotierter Faserverstärker, der einen Vorverstärker und einen Nachverstärker umfasst, die in Serie miteinander verbunden sind mit einem dazwischen angeordneten Langwellenpassierfilter. Der Langwellenpassierfilter wird gesteuert in Übereinstimmung mit dem Signallicht, das in den Vorverstärker eintritt. Ein kurzwelliger Teil des Signallichtes, das durch den Vorverstärker verstärkt wird, wird durch den Langwellenpassierfilter abgeschnitten. Die abgeschnittene Wellenlänge des Langwellenpassierfilters wird angepasst in Übereinstimmung mit der Eingangslichtsignalleistung. Verstärkungen von Lichtsignalen, die von dem Nachverstärker ausgegeben werden, werden über breite Eingangssignalleistung und Wellenlängenbänder angeglichen.
  • In dem Artikel „Novel configuration for low-noise and wide-dynamic-range Erdoped fiber amplifier for WDM system" von Sugaya et al., OAA Paper 1995 FC3 (XP002918851) wird ein zweistufiger EDFA-Repeater offenbart, der für WPM Systeme ausgelegt ist.
  • In dem Artikel „Reference level free multichannel gain equalization and transient gain suppression of EDFA with differential ASE power monitoring" von Yoon et al. IEEE Photonics Technology Letters, IEEE Inc. New York, US, Vol. 11, No. 3, März 1999, auf den Seiten 316 bis 318, ist ein Mittel zur Verstärkungsflachheitsüberwachung und Steuerung eines Mehrkanalverstärkungsgeglätteten Erbium dotierten Faserverstärkers offenbart, der kein verstärkungsabhängiges Referenzniveau für die Rückkoppelschleife benötigt.
  • In EP-A-0 802 645 ist ein optischer Verstärker mit variabler Verstärkung und konstantem Passierband bzw. Durchlassband offenbart.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung die oberen Aufgaben zu lösen und einen WDM optischen Verstärker und ein optisches Kommunikationssystem bereitzustellen, die gleichzeitig Wellenlängenflachheit für sowohl die Signallichtverstärkung als auch den Rauschfaktor für Eingangslicht über einen breiten Bereich von Niveaus erreichen, um exzellente Rauscheigenschaften zu erzielen.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Wellenlängen multiplex optischer Verstärker bzw. ein optischer Wellenlängen-Multiplex-Verstärker bereitgestellt, der ausgestattet ist mit optischen Verstärkungsmittel zum Verstärken eines Wellenlängenmultiplex-Signallichtes in einem Bündel, umfassend: Eingangslicht-Messmittel zum Messen von Eingangslichtleistung, Gewinnangleichungsmittel bzw. Verstärkungsangleichungsmittel, das mit dem optischen Verstärkungsmittel verbunden ist, und Verlustwellencharakteristiken aufweist zum Unterdrücken der Wellenlängenabhängigkeit des Gewinns bzw. der Verstärkung des optischen Verstärkungsmittels innerhalb des Bandes des Wellenlängen-Multiplex-Lichtes, und darüber hinaus in der Lage ist, die Verlustlängencharakteristiken zu variieren; Gewinnangleichungssteuerungsmittel zum Steuern der Verlustwellencharakteristiken des Gewinnangleichungsmittels; wobei: das optische Verstärkungsmittel einen optischen Verstärkungsabschnitt einer mehrstufigen Konstruktion aufweist, wobei das Gewinnangleichungsmittel einen oder mehrere Gewinnangleichungsabschnitte für die mehrstufigen optischen Verstärkungsabschnitte aufweist; und wobei ein Gewinnkonstante-Steuerungsmittel zum Steuern des Gewinns der mehrstufigen optischen Verstärkungsabschnitte auf ein konstantes Niveau und ein Ausgabeniveau-Steuerungsmittel zum Steuern der Ausgangslichtleistung für jede Wellenlänge des Wellenlängen-Multiplex-Signallichtes auf ein vorbestimmtes Niveau bereitgestellt ist; und das Wellenlängen-Multiplex-Signallicht ein Wellenlängenband von 1,55 μm aufweist; wobei die kurzwellige Seite des Wellenlängenbandes des Wellenlängen-Multiplex-Signals 1535-1539,8 nm entspricht; und jeder der mehrstufigen optischen Verstärkungsabschnitte einen entsprechenden Erbium dotierten optischen Faserverstärker beinhaltet; dadurch gekennzeichnet, dass: das Gewinnangleichungssteuerungsmittel angepasst ist, die Verlustwellenlängencharakteristiken des Gewinnangleichungsmittels auf solch eine Art und Weise anzupassen, dass die Bestimmung, ob der optische Verstärkungsbetrieb des optischen Verstärkungsmittel gesättigt ist, auf der Basis der Eingangslichtleistung durchgeführt wird, die durch das Eingangslichtmessmittel gemessen wird, und wenn die Sättigung des optischen Verstärkungsbetriebs beurteilt wird, wird der Verlustbetrag auf der kurzwelligen Seite des Wellenlängenbandes des Wellenlängen-Multiplex-Signallichtes kleiner gemacht als der Verlustbetrag zu der Zeit, wenn der optische Verstärkungsbetrieb nicht gesättigt ist; und das Gewinnangleichungssteuerungsmittel angepasst ist zum Reduzieren der Rauschfaktor-Wellenlängenabweichung durch Steuern der Verlustwellenlänge des Gewinnangleichungsabschnitts in einer vordersten optischen Verstärkungsstufe von den mehrstufigen optischen Verstärkungsabschnitten, wenn die Sättigung des optischen Verstärkungsbetriebs in der vordersten Stufe bewertet wird.
  • Mit einer solchen Konstruktion wird ein WDM-Signallicht (Eingangslicht) in den WDM optischen Verstärker in einem Bündel durch das Verstärkungsmittel verstärkt. Da das optische Verstärkungsmittel eine Gewinnwellenlängenabhängigkeit bzw. eine Verstärkungswellenlängenabhängigkeit aufweist, wird an diesem Punkt eine Gewinnabweichung (Verkippung) in dem WDM-Signallicht erzeugt, das der Verstärkung folgt (das Ausgangslicht). Da der Betriebsgewinn des optischen Verstärkungsmittels in Übereinstimmung mit der Eingangslichtleistung variiert, wird die Gewinnabweichung des Ausgangslichtes in Abhängigkeit des optischen Eingangsniveaus variieren. Jedoch wird dieser Typ der Ausgangslichtgewinnabweichung unterdrückt durch die Gewinnangleichungsmittel mit variablen Verlustwellenlängencharakteristiken. Das heißt, durch Verwenden der Gewinnangleichungssteuerungsmittel zum Steuern der variablen Verlustwellenlängencharakteristiken des Gewinnangleichungsmittels in Übereinstimmung mit der Eingangslichtleistung, wie diese gemessen wird durch das Eingangslichtleitungsmittel, wird dem Gewinnangleichungsmittel eine Verlustwellenlängencharakteristik zugeführt, die mit der Variation der Gewinnwellenlängencharakteristik des optischen Verstärkungsmittel korrespondiert, wodurch eine Gewinnabweichung des Ausgangslichtes kompensiert werden kann. Folglich kann Wellenlängenflachheit des Gewinns für Eingangslicht über einen weiten Bereich von Niveaus gewährleistet werden.
  • Mit solch einer Konstruktion, selbst in dem Falle eines optischen Verstärkungsmittels einer zweistufigen Konstruktion mit vorherigen und letzteren optischen Verstärkungsabschnitten, wird eine Kompensierung der Gewinnabweichung, die an jeder Stufe erzeugt wird, durch die entsprechende Gewinnangleichungsvorrichtung durchgeführt.
  • Mit solch einer Konstruktion, da die Steuerungsvorrichtung für konstante Verstärkung bzw. die Konstantverstärkungs-Steuerungsvorrichtung den optischen Verstärkungsbetrieb des optischen Verstärkungsabschnittes steuert, gewährleistend, dass der Gewinn des optischen Verstärkungsabschnittes konstant ist, selbst wenn die Eingangslichtleistung fluktuiert, variieren die Gewinnwellenlängencharakteristiken des optischen Verstärkungsabschnittes nicht. Diese Konstantgewinnsteuerung funktioniert wirksam, wenn der optische Verstärkungsbetrieb nicht gesättigt ist, jedoch verringert sich der Gewinn bei Sättigung, so dass die Gewinnwellenlängencharakteristiken der optischen Verstärkungsabschnitte variieren werden. Folglich bewertet das Gewinnangleichungssteuerungsmittel die Sättigung des optischen Verstärkungsbetriebes basierend auf der Eingangslichtleistung und steuert jedes der Gewinnangleichungsmittel, so dass die Verlustwellenlängencharakteristiken mit den Gewinnwellenlängencharakteristiken bei Sättigung korrespondieren, um dadurch Ausgangslicht mit flachen Wellenlängencharakteristiken selbst für Eingangslicht mit hohem Niveau zu erhalten, so wie das, das Sättigung der optischen Verstärkungsvorrichtung erzeugt.
  • Ferner ist es für WDM optische Verstärker, die mit einem optischen Verstärkungsabschnitt einer mehrstufigen Konstruktion ausgestattet sind, vorzuziehen, dass die Gewinnangleichungsmittel so angeordnet sind, dass die Gewinnangleichungsmittel für den optischen Verstärkungsabschnitt der vordersten Stufe verbunden ist mit der Ausgangsseite des optischen Verstärkungsabschnittes der vordersten Stufe, und der Gewinnangleichungsabschnitt, der für einen optischen Verstärkungsabschnitt der letzten Stufe bereitgestellt ist, ist mit der Eingangsseite des optischen Verstärkungsabschnittes der letzten Stufe verbunden.
  • Durch Bereitstellen eines Gewinnangleichungsabschnittes an der Ausgangsseite des vordersten optischen Verstärkungsabschnittes kann mit solch einer Konstruktion jeglicher auferlegter Verlust auf das WDM-Signallicht, das in den optischen Verstärkungsabschnitt eingegeben wird, verhindert werden, und die Rauschcharakteristiken können daher verbessert werden, und darüber hinaus kann durch Bereitstellen eines Gewinnangleichungsabschnittes an der Eingangsseite des hintersten optischen Verstärkungsabschnittes jeglicher eingeführter Verlust des WDM-Signallichtes, das von dem optischen Verstärkungsabschnitt ausgegeben wird, verhindert werden, und es kann eine hohe Effizientrate für die Anregungslichtleistung gewährleistet werden.
  • Darüber hinaus wird mit dem oben beschriebenen WDM optischen Verstärker eine Ausgangsniveausteuerungsvorrichtung bereitgestellt zum Steuern der Ausgangslichtleistung pro einzelner Wellenlänge auf ein konstantes Niveau. Im Genaueren kann die Ausgangsniveausteuerungsvorrichtung ausgestattet sein mit einem variablen optischen Abschwächungsabschnitt, der zwischen dem vordersten optischen Verstärkungsabschnitt und dem hintersten optischen Verstärkungsabschnitt verbunden ist, und einem optischen Abschwächungsbetragssteuerungsabschnitt zum Steuern des Betrags der optischen Abschwächung bei dem variablen optischen Abschwächungsabschnitt, so dass die Ausgangslichtleistung pro einzelner Wellenlänge ein konstantes Niveau erreicht.
  • Mit solch einer Konstruktion wird von dem optischen Verstärker, in dem die Signallichtleistung für jede Wellenlänge auf einen vorbestimmten konstanten Wert gesteuert wurde, ein WDM-Signallicht ausgegeben.
  • Darüber hinaus ist eine spezifische Konstruktion des oben beschriebenen WDM optischen Verstärkers möglich, wobei die Gewinnangleichungsvorrichtung ausgestattet ist mit einem ersten optischen Filter, das eine feste Verlustwellenlängencharakteristik aufweist, und einem zweiten Filter, das eine Verlustwellenlängencharakteristik aufweist, die linear variiert werden kann, und die Gewinnangleichungssteuerungsvorrichtung steuert die Verlustwellenlängencharakteristik des zweiten Filters in Übereinstimmung mit der Eingangslichtleistung, die durch die Eingangslichtmessvorrichtung gemessen wird.
  • Darüber hinaus ist es mit dem oben beschriebenen optischen WDM-Verstärker vorzuziehen, dass eine Ausgangsabweichungsdetektierungsvorrichtung bereitgestellt ist zum Detektieren, basierend auf Spontanemissionslicht, das durch die optische Verstärkungsvorrichtung erzeugt wird, der Ausgangsabweichung zwischen dem Signallicht in jeder Wellenlänge, die in dem Ausgangslicht enthalten ist, und die Gewinnangleichungssteuerungsvorrichtung steuert die Verlustwellenlängencharakteristik der Gewinnangleichungsvorrichtung in Übereinstimmung mit der Eingangslichtleistung, die von der Eingangslichtmessvorrichtung gemessen wird, und der Ausgangsabweichung, die durch die Ausgangsabweichungsdetektierungsvorrichtung detektiert wird.
  • Mit solch einer Konstruktion steuert die Gewinnangleichungssteuerungsvorrichtung auch die Verlustwellenlängencharakteristik der Gewinnangleichungsvorrichtung in Übereinstimmung mit der Ausgabeabweichung des Ausgangslichtes, das durch die Ausgabe- bzw. Ausgangsabweichungsdetektierungsvorrichtung detektiert wird basierend auf Spontanemissionslicht. Folglich kann Ausgabelicht bzw. Ausgangslicht mit einer Wellenlängenflachheit erreicht werden selbst in dem Fall einer Eingangslichtleistung mit einer Wellenlängencharakteristik und darüber hinaus auch, weil die Detektierung der Ausgabeabweichung des Ausgabelichtes basierend auf Spontanemissionslicht die Detektierung der Abweichung des Ausgabelichtes durchgeführt werden kann unabhängig von jeglicher Fluktuation in der Anzahl des Signallichtes oder der Signallichtwellenlängen, wobei die Steuerung der benötigten Gewinnangleichung in Übereinstimmung mit der Installationsumgebung des Optikverstärkers mit einer größeren Zuverlässigkeit ausgeführt werden kann.
  • In einer anderen möglichen Konstruktion des oben beschriebenen WDM-Optikverstärkers bzw. optischen WDM-Verstärkers ist darüber hinaus die Gewinnangleichungsvorrichtung ausgestattet mit einer Vielzahl von Gewinnangleichern, die jeder eine unterschiedliche feste Verlustwellencharakteristik aufweist, und die Gewinnangleichungssteuerungsvorrichtung wählt einen der Vielzahl der Gewinnangleicher aus in Übereinstimmung mit der Eingangslichtleistung oder dergleichen, die gemessen wird durch die Eingangslichtmessvorrichtung, und verbindet den ausgewählten Gewinnangleicher mit der optischen Verstärkungsvorrichtung.
  • Durch selektives Verbinden von einem der Vielzahl der Gewinnangleicher mit einer festen Wellenlängencharakteristik in Abhängigkeit der Eingangslichtleistung kann mit solch einer Konstruktion eine Gewinnangleichungsvorrichtung vergleichsweise einfach erreicht werden, die den komplexen Gewinnwellenlängencharakteristiken der optischen Verstärkungsvorrichtung entspricht.
  • Ein optisches Kommunikationssystem der vorliegenden Erfindung ist ein optisches Kommunikationssystem, das mit einer Vielzahl von WDM-Optikverstärkern ausgestattet ist, die oben beschrieben wurden, und die ferner eine optische SN-Verhältnismessvorrichtung umfassen zum Messen des optischen SN-Verhältnisses des WDM-Signallichtes, das über die Vielzahl der WDM-Optikverstärker übertragen wird, und eine Gewinnangleichungsverwaltungsvorrichtung umfasst zum sequentiellen Senden zu der Gewinnangleichungssteuerungsvorrichtung von jedem der Vielzahl der WDM-Optikverstärker eines Verwaltungssignals zum Steuern der Verlustwellenlängencharakteristik der Gewinnangleichungsvorrichtung, so dass das optische SN-Verhältnis, das durch die optische SN-Verhältnismessvorrichtung gemessen wird, über einen aktuellen Wert hinaus hin verbessert wird. Darüber hinaus ist es vorzuziehen, dass die Gewinnangleichungsverwaltungsvorrichtung das Verwaltungssignal vorzugsweise zu der Gewinnangleichungssteuerungsvorrichtung des WDM-Optikverstärkers sendet, der sich an dem Übertragungsende befindet.
  • Mit einem optischen Kommunikationssystem einer solchen Konstruktion wird das optische SN-Verhältnis des WDM-Signallichtes, das über die Vielzahl der WDM-Optikverstärker übertragen wird, durch die optische SN-Verhältnismessvorrichtung gemessen, die bereitgestellt wird an dem Empfangsende, und die Verlustwellenlängencharakteristik der Gewinnangleichungsvorrichtung von jedem optischen Verstärker wird dann durch die Gewinnangleichungsverwaltungsvorrichtung verwaltet, so dass das gemessene optische SN-Verhältnis über einen benötigten Wert hinaus hin verbessert wird. Folglich kann selbst für Verlustwellenlängencharakteristiken, die aus der Installationsumgebung des Optikverstärkers und Variationen in der Gewinnlängencharakteristik des Optikverstärker an sich resultieren, der optimale Betrag der Gewinnkompensierung angewendet werden an dem besten Ort innerhalb des optischen Kommunikationssystems.
  • Andere Ziele, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende Beschreibung von Ausführungsformen ersichtlich, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen aufgeführt sind.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein Blockdiagramm, das eine erste grundlegende Konstruktion eines WDM-Optikverstärkers gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 2 ist ein Blockdiagramm, das die Konstruktion einer ersten Ausführungsform eines Optikverstärkers gemäß der ersten grundlegenden Konstruktion zeigt;
  • 3 ist ein Diagramm, das die Verlustwellenlängencharakteristiken eines variablen Gewinnangleichers zeigt, der in der ersten Ausführungsform verwendet wird, wobei (A) die Charakteristik für einen variablen Gewinnangleicher einer vorherigen Stufe und (B) die Charakteristik eines variablen Gewinnangleichers einer letzteren bzw. nachfolgenden Stufe repräsentiert;
  • 4 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse einer Simulation von Rauschcharakteristiken für den Optikverstärker der ersten Ausführungsform zeigt;
  • 5 ist ein Diagramm, das die Verlustwellenlängencharakteristik eines geeigneten variablen Gewinnangleichers für den Fall zeigt, wo 1,48 μm Bandanregung in dem optischen Verstärkungsabschnitt der vorherigen bzw. früheren Stufe der ersten Ausführungsform verwendet wird, wobei (A) die Charakteristik des variablen Gewinnangleichers der vorherigen Stufe und (B) die Charakteristik des variablen Gewinnangleichers der letzteren Stufe repräsentiert;
  • 6 ist ein Blockdiagramm, das die Konstruktion einer zweiten Ausführungsform eines Optikverstärkers gemäß der ersten grundlegenden Konstruktion zeigt;
  • 7 ist ein Blockdiagramm, das eine Beispielskonstruktion eines Optikfilters zeigt, das in der zweiten Ausführungsform verwendet wird, das einen magneto-optischen Effekt verwendet;
  • 8 ist ein Diagramm, das Variation in der Verlustwellenlängencharakteristik des Optikfilters aus 7 zeigt;
  • 9 ist ein Blockdiagramm, das die Konstruktion einer dritten Ausführungsform eines Optikverstärkers gemäß der ersten grundlegenden Konstruktion zeigt;
  • 10 ist ein Diagramm, das eine zusammengefasste Beschreibung von ASE-Licht zeigt, das durch einen Optikfilter in der dritten Ausführungsform separiert wird;
  • 11 ist ein Blockdiagramm, das die Konstruktion einer vierten Ausführungsform eines Optikverstärkers gemäß der ersten grundlegenden Konstruktion zeigt;
  • 12 ist ein Blockdiagramm, das eine zweite grundlegende Konstruktion eines WDM-Optikverstärkers gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 13 ist ein Blockdiagramm, das die Konstruktion eines Optikverstärkers gemäß der zweiten grundlegenden Konstruktion zeigt, die auf die gleiche Art und Weise wie die erste Ausführungsform angewendet wird;
  • 14 ist ein Diagramm, das eine Beispielskombination der Verlustwellenlängencharakteristik eines Gewinnangleichers für die zweite grundlegende Konstruktion zeigt;
  • 15 ist ein Blockdiagramm, das die Konstruktion eines optischen Kommunikationssystems gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 16 ist ein Diagramm, dass die Verlustwellenlängencharakteristik für einen variablen Gewinnangleicher eines Optikverstärkers zeigt, der in einem Kommunikationssystem der vorliegenden Erfindung verwendet wird; und
  • 17 ist ein Diagramm, das die Gewinnwellenlängencharakteristiken in Abhängigkeit der Eingangslichtleistung in einem konventionellen zweistufigen Optikverstärker zeigt, wo (A) die Charakteristik eines optischen Verstärkungsabschnittes für eine vorherige Stufe repräsentiert und (B) die Charakteristik für einen optischen Verstärkungsabschnitt einer letzteren Stufe repräsentiert.
  • 18 ist ein Diagramm, das Rauschcharakteristiken (Rauschfaktor) eines konventionellen Optikverstärkers in Abhängigkeit der Eingangslichtleistung zeigt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Nun folgt eine Beschreibung von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die auf den Zeichnungen basiert. In allen Zeichnungen sind solche Abschnitte, die im Wesentlichen äquivalent zueinander sind, mit den gleichen Bezugszeichensymbolen gekennzeichnet.
  • 1 ist ein Blockdiagramm, das eine erste grundlegende Konstruktion eines WDM-Optikverstärkers gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Der WDM-Optikverstärker aus 1 ist bereitgestellt mit einem optischen Verstärkungsabschnitt 1, der als eine optische Verstärkungsvorrichtung fungiert, die zwischen einem Eingangsanschluss IN und einem Ausgangsanschluss OUT verbunden ist, einen Eingangslichtüberwachungsabschnitt 2, der als eine Eingangslichtmessvorrichtung zum Messen der Eingangslichtleistung, die über den Eingangsanschluss IN eingegeben wird, fungiert, einen variablen Gewinnangleicher 3, der als eine Gewinnangleichungsvorrichtung mit variablen Verlustwellenlängencharakteristiken fungiert, und der beispielsweise zwischen dem optischen Verstärkungsabschnitt 1 und dem Ausgangsanschluss OUT verbunden ist, und einen Gewinnangleichungssteuerungsabschnitt 4, der als eine Gewinnangleichungsvorrichtung zum Steuern der Verlustwellenlängencharakteristik des variablen Gewinnangleichers 3 in Abhängigkeit der Eingangslichtleistung, die durch den Eingangslichtüberwachungsabschnitt 2 gemessen wird, fungiert.
  • Der optische Verstärkungsabschnitt 1 ist ein konventioneller Optikverstärker, der in einem Bündel ein WDM-Signallicht verstärken kann, das in einer Vielzahl von Optiksignalen von unterschiedlichen Wellenlängen enthalten ist. Wie in 17 gezeigt, besitzt der optische Verstärkungsabschnitt 1 eine Gewinnwellenlängencharakteristik, die dem verwendeten optischen Verstärkungsmedium (Gewinnwellenlängenabhängigkeit) innewohnend ist, und wenn der Betriebsgewinn gemäß der Eingangslichtleistung variiert, wird die Gewinnwellenlängencharakteristik gemäß der eingegebenen optischen Leistung variieren.
  • Der Eingangslichtüberwachungsabschnitt 2 zweigt einen Teil des Eingangslichtes ab, das von dem Eingangsanschluss IN zu dem optischen Verstärkungsabschnitt 1 gesendet wird, und misst die optische Leistung davon und detektiert dann die Eingangslichtleistung basierend auf den gemessenen Ergebnissen.
  • Der variable Gewinnangleicher 3 besitzt eine Verlustwellenlängencharakteristik, die die Unterdrückung der Wellenlängenabhängigkeit des Gewinns des optischen Verstärkungsabschnittes 1 ermöglicht, nämlich eine Verlustwellenlängencharakteristik, die mit der Gewinnwellenlängencharakteristik des optischen Verstärkungsabschnittes 1 korrespondiert, wo die Verlustwellenlängencharakteristik variiert werden kann in Abhängigkeit eines externen Signals. An dieser Beschreibung ist der Fall gezeigt, wo der variable Gewinnangleicher 3 mit der Ausgangsseite des optischen Verstärkungsabschnittes 1 verbunden ist, jedoch könnte der variable Gewinnangleicher 3 auch an der Eingangsseite des optischen Verstärkungsabschnittes 1 positioniert werden.
  • Der Gewinnangleichungssteuerungsabschnitt 4 bestimmt die Betriebsbedingung des optischen Verstärkungsabschnittes 1 basierend auf dem Eingangslichtleistungswert von dem Eingangslichtüberwachungsabschnitt 2 und erzeugt dann ein Signal zum Steuern der Verlustwellencharakteristik des variablen Gewinnangleichers 3, so dass die Gewinnwellenlängencharakteristik, die mit dem Eingangslicht des optischen Verstärkungsabschnittes 1 korrespondiert, unterdrückt wird, und sendet das Signal zu dem variablen Gewinnangleicher 3.
  • Mit einem WDM-Optikverstärker einer solchen grundlegenden Konstruktion wird ein WDM-Signallicht, das über den Eingangsanschluss IN eingegeben wird, zu dem optischen Verstärkerabschnitt 1 gesendet, während ein Teil des Eingangslichtes abgezweigt und zu dem Eingangslichtüberwachungsabschnitt 2 gesendet wird. In dem optischen Verstärkungsabschnitt 1 wird das Signallicht jeder Wellenlänge in einem Bündel verstärkt unter Verwendung einer Gewinnwellenlängencharakteristik, die mit der Eingangslichtleistung korrespondiert, und wird dann zu dem variablen Gewinnangleicher 3 gesendet. An diesem Punkt wird die Verlustwellencharakteristik des variablen Gewinnangleichers 3 gesteuert durch ein Signal von dem Gewinnangleichungssteuerungsabschnitt 4, um eine Charakteristik zu erzeugen, die mit der tatsächlichen Gewinncharakteristik des optischen Verstärkungsabschnittes 1 korrespondiert. Folglich wird an dem variablen Gewinnangleicher 3 das Ausgangslicht von dem optischen Verstärkungsabschnitt 1 abgeschwächt gemäß der gesteuerten Verlustwellenlängencharakteristik, und es wird ein WDM-Signallicht, das gleichmäßige Leistung mit Bezug auf Wellenlänge darstellt, von dem Ausgangsanschluss OUT ausgegeben.
  • Auf diese Art und Weise ist der Optikverstärker in der Lage, zuverlässig Gewinnwellenlängencharakteristik des optischen Verstärkungsabschnittes zu kompensieren, die gemäß der Eingangslichtleistung variiert, selbst in den Fällen, wo das Eingangsniveau des WDM-Signallichtes über einen breiten Bereich variiert, und daher kann ein Ausgangslicht mit einer flachen Gewinnwellenlängencharakteristik erhalten werden. Folglich kann der übermäßige Verlust eines WDM-Signallichtes, das in konventionellen festen Gewinnangleichern beobachtet wird, vermieden werden, und in dem Fall, wo der Gewinnangleicher an der Eingangsseite des optischen Verstärkungsmediums positioniert ist, kann die Rauschcharakteristik des Optikverstärkers verbessert werden.
  • Als nächstes folgt eine Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform eines WDM-Optikverstärkers gemäß der zuvor erwähnten ersten grundlegenden Konstruktion.
  • 2 ist ein Blockdiagramm, das die Konstruktion einer ersten Ausführungsform eines WDM-Optikverstärkers zeigt.
  • Die erste Ausführungsform eines WDM-Optikverstärkers aus 2 ist so konstruiert, dass die zuvor erwähnte grundlegende Konstruktion angewendet wurde auf eine konventionelle Konstruktion mit einem variablen optischen Abschwächer, der zwischen den zwei Stufen eines optischen Verstärkungsabschnittes einer im Wesentlichen zweistufigen Konstruktion positioniert ist. In dieser Beispielskonstruktion werden Erbium dotierte optische Faserverstärker (EDFA, Englisch: erbium doped optical fiber amplifiers) für die optischen Verstärkungsabschnitte der vorherigen Stufe und letzteren Stufe verwendet, wobei der optische Verstärkungsabschnitt der vorherigen Stufe einen EDFA 11 aufweist, und der optische Verstärkungsabschnitt der letzteren Stufe zwei EDFA 12, 12' aufweist, die in Serie verbunden sind. Obwohl die letztere Stufe als ein zweistufiger EDFA 12, 12' konstruiert ist, wurde lediglich eine zweistufige Konstruktion verwendet, um eine höhere Ausgabe von dem Optikverstärker zu erreichen, und die letztere Stufe kann im Wesentlichen als ein einzelner EDFA gedacht werden.
  • Jeder EDFA 11, 12, 12' bewirkt, dass ein 1,55 μ Band WDM-Signallicht in eine Erbium dotierte optische Faser (EDF, Englisch: erbium doped optical fiber) eingegeben wird und durch diese läuft, die sich in einem angeregten Zustand befindet, der einem Empfang von Anregungslicht folgt, und verstärkt dann das Signallicht jeder Wellenlänge in einem Bündel. Die Anregungslichtwellenlänge für jeden EDFA kann entweder auf das 0,98 μm Band oder das 1,48 μm Band eingestellt werden, und in diesem Beispiel ist die Anregungslichtwellenlänge auf das 0,98 μm Band für die EDFA 11 und 12 eingestellt, um eine Verminderung des Rauschens für den Optikverstärker zu ermöglichen, wobei die Anregungslichtwellenlänge auf das 1,48 μm Band für den EDFA 12' eingestellt wird, um ein höheres Ausgabe- bzw. Ausgangsniveau zu erreichen.
  • Ferner ist auch jeder EDFA mit einem AGC-Schaltkreis 11A bzw. 12A ausgestattet zum Steuern des Gewinns auf ein konstantes Niveau. Jeder AGC-Schaltkreis überwacht die Leistung sowohl des Eingangslichtes als auch des Ausgangslichtes des entsprechenden EDFA und steuert automatisch die Leistung des Anregungslichtes, so dass der Gewinn für den EDFA einen benötigten bzw. gewünschten Wert erreicht. In diesem Beispiel wird jeder AGC-Schaltkreis so betrieben, dass der gesamte Gewinn auf ein konstantes Niveau in allen EDFAs gesteuert wird.
  • Die Gewinnwellenlängencharakteristiken für den optischen Verstärkungsabschnitt (EDFA 11) der vorherigen Stufe und der optischen Verstärkungsabschnitt (EDFA 12, 12') der letzteren Stufe zeigen die gleichen Charakteristiken wie die oben in den 17(A) und (B) gezeigten. Im Genaueren ist die Gewinnwellenlängencharakteristik des EDFA 11 gekennzeichnet durch eine relative Reduzierung des Gewinns auf der kurzwelligen Seite des 1,55 μm Bandes verglichen mit der langwelligen Seite wenn die Eingangslichtleistung erhöht wird und die Anregungslichtleistung einen oberen Grenzwert erreicht (wenn der optische Verstärkungsbetrieb des EDFA gesättigt ist). Diese Variation der Gewinnwellenlängencharakteristik aufgrund der erhöhten Eingangslichtleistung ist ein Ergebnis der AGC des optischen Verstärkungsabschnittes der vorherigen Stufe, die nicht wirksam funktionieren kann, wenn die Anregungslichtleistung den oberen Grenzwert erreicht. Im Kontrast dazu ist die Gewinnwellenlängencharakteristik des EDFA 12, 12' so, dass der Gewinn auf der kurzwelligen Seite relativ klein ist verglichen mit dem auf der langwelligen Seite, und diese Beziehung bleibt die gleich, selbst wenn die Eingangslichtleistung erhöht wird. Der Grund für diese Beziehung ist, dass selbst für Eingangslichtleistungsniveaus, die bewirken, dass die Anregungslichtleistung des EDFA 11 den oberen Grenzwert erreicht, die letztere Stufe EDFA 12, 12' nicht gesättigt ist, und dass folglich der AGC des gesamten Optikverstärkers wirksam funktioniert und die Gewinnwellenlängencharakteristik auf einem konstanten Niveau beibehalten wird.
  • Um die Gewinnwellenlängenabhängigkeit wie oben beschrieben zu unterdrücken, ist der optische Verstärkungsabschnitt EDFA 11 der vorherigen Stufe in dem optischen Verstärker gemäß der vorliegenden Erfindung ausgestattet mit einem variablen Verstärkungsangleicher (VGEQ, Englisch: variable gain equalizer) 11B, und der optische Verstärkungsabschnitt EDFA 12, 12' der letzteren Stufe ist mit einem variablen Gewinnangleicher (VGEQ) 12B ausgestattet. Für jeden der variablen Gewinnangleicher 11B, 12B ist die Verwendung von variablen optischen Filtern, die akusto-optische-Effekte (AOTF, Englisch: acousto-optical effects) verwenden, besondern geeignet. Dieser AOTF ist eine Vorrichtung, die durch Steuern der Frequenz eines extern angelegten RF-Signals in der Lage ist, die Oberflächenakustikwelle (SAW, Englisch: surface acoustic wave) zu variieren, und die Verlustwellenlängencharakteristik zu variieren.
  • 3 ist ein Diagramm, das Beispielsverlustwellenlängencharakteristiken für jeden variablen Gewinnangleicher in Abhängigkeit von der Eingangslichtleistung zeigt, wobei (A) die Charakteristik für den variablen Gewinnangleicher 11B der vorherigen Stufe und (B) die Charakteristik des variablen Gewinnangleichers 12B der letzteren Stufe repräsentiert.
  • Wie in 3 gezeigt, weist die Verlustwellenlängencharakteristik für jeden variablen Gewinnangleicher 11B, 12B Charakteristiken auf, die mit der Gewinnwellenlängencharakteristik von jedem der EDFA 11 und EDFA 12, 12' entspricht. Das heißt, dass die Verlustwellenlängencharakteristik des variablen Gewinnangleichers 11B, die in 3(A) gezeigt ist, so ist, dass wenn die Eingangslichtleistung bei –16,6 dBm/ch relativ klein ist, das Unterdrückungsverhältnis auf der langwelligen Seite des 1,55 μm Bandes annäherungsweise konstant ist, und der Absolutwert des Unterdrückungsverhältnisses (der Betrag des Verlustes) in der 1540 nm kurzwelligen Region klein ist verglichen mit der langwelligen Seite. Wenn die Eingangslichtleistung bei –9,6 dBm/ch relativ hoch ist, ist das Unterdrückungsverhältnis in der 1540 nm Region annäherungsweise 0 dB, wobei der Absolutwert des Unterdrückungsverhältnisses in Richtung der langwelligen Seite steigt. In diesem Fall ist eine Anordnung vorzugsweise eine, in der für den Variationsbetrag in dem Unterdrückungsverhältnis mit Bezug auf die Wellenlänge (die Steigung) der Wert in der Region zwischen 1535~1539,8 nm (die kurzwellige Seite) annäherungsweise viermal der Wert ist, der in der 1539,8~1561 nm Region beobachtet wird.
  • Im Vergleich dazu ist die Verlustwellenlängencharakteristik des variablen Gewinnangleichers 12B, die in 3(B) gezeigt ist, so, dass wenn die Eingangslichtleistung bei –16,6 dBm/ch relativ klein ist, das Unterdrückungsverhältnis in der 1540 nm kurzwelligen Region annäherungsweise 0 dB ist, wobei der Absolutwert des Unterdrückungsverhältnisses sich in Richtung der langwelligen Seite erhöht. Wenn die Eingangslichtleistung erhöht wird, ist ferner der Absolutwert des Unterdrückungsverhältnisses in der 1540 nm Region ein wenig größer als die beobachtete, wenn die Eingangslichtleistung klein ist, jedoch sind die Längenwellencharakteristiken fast äquivalent.
  • Darüber hinaus ist ein Gewinnangleichungssteuerungsschaltkreis (VGEQ CONT) 13 bereitgestellt (2) für jeden der zuvor erwähnten variablen Gewinnangleicher 11B, 12B. Der Gewinnangleichungssteuerungsschaltkreis 13 erzeugt Signale zum Steuern der Verlustwellenlängencharakteristik von jedem der variablen Gewinnangleicher 11B, 12B in Abhängigkeit der Eingangslichtleistung. Der Eingangslichtleistungswert, der zu dem Gewinnangleichungssteuerungsschaltkreis 13 gesendet wird, wird über einen optischen Koppler 13A, einen Photodetektor (PD) 13B und einen Eingangslichtüberwachungsschaltkreis (MON) 13C erhalten. Der optische Koppler 13A wird zwischen dem Eingangsanschluss IN und dem EDFA 11 eingesetzt und zweigt einen Teil des Eingangslichts ab, um das abgezweigte Licht zu dem Photodetektor 13B zu senden. Der Photodetektor 13B konvertiert das abgezweigte Licht von dem optischen Koppler 13A in ein elektrisches Signal, um das elektrische Signal zu dem Eingangslichtüberwachungsschaltkreis 13C zu senden. Der Eingangslichtüberwachungsschaltkreis 13C berechnet die Eingangslichtleistung, die dem Signal von dem Photodetektor 13B entspricht, und sendet dann das Ergebnis zu dem Gewinnangleichungssteuerungsschaltkreis 13.
  • Darüber hinaus ist ein variabler optischer Abschwächer (VATT, englisch: variable optical attenuator) 14, der eine Ausgabeniveausteuerungsvorrichtung bildet, bereitgestellt zwischen dem optischen Verstärkungsschaltkreis der vorherigen Stufe und dem optischen Verstärkungsschaltkreis der letzteren Stufe des Optikverstärkers dieser Ausführungsform. Der variable optische Abschwächer 14 ist ein konventioneller optischer Abschwächer, der den Betrag der optischen Abschwächung basierend auf einem externen Signal verändern kann. Der Betrag der optischen Abschwächung bei dem variablen optischen Abschwächer 14 wird durch ein Signal gesteuert, das durch einen ALC-Schaltkreis 14A ausgegeben wird, der als ein optischer Abschwächungsbetragsteuerungsabschnitt fungiert. Basierend auf einem Signal, das durch die optisch-elektrische Konvertierung durch einen Photodetektor (PD) 14C des abgezweigten Lichts erzeugt wird, das von dem variablen optischen Abschwächer 14 ausgegeben wurde, und dann durch einen optischen Koppler 14B abgezweigt wird, und einem Signal, das durch die optisch-elektrische Konvertierung durch einen Photodetektor (PD) 14E des abgezweigten Lichts erzeugt wird, das von dem EDFA 12' ausgegeben wurde, und dann durch einen optischen Koppler 14D abgezweigt wurde, zeigt der ALC-Schaltkreis 14A ein Signal zum Steuern des Betrags der optischen Abschwächung des variablen optischen Abschwächers 14, so dass die Ausgangslichtleistung pro einzelner Wellenlänge des optischen Verstärkers auf einem konstanten Niveau gesteuert wird.
  • Darüber hinaus ist in diese Ausführungsform eine Dispersionskompensierungsfaser (DCF, englisch: dispersion compensation fiber) 15 zum Kompensieren der Wellenlängendispersion, die beispielsweise in dem optischen Faserübertragungspfad, der mit einem optischen Verstärker verbunden ist, beispielsweise zwischen dem optischen Koppler 14B und dem EDFA 12 verbunden. Die Dispersionskompensierungsfaser 15 kann in solchen Situationen bereitgestellt sein, wo Dispersionskompensierung als notwendig erachtet wird, und sollte typischer Weise vorzugsweise bereitgestellt werden in dem Optikverstärker, wenn die Übertragungsgeschwindigkeit 2,5 Gb/s (zum Beispiel 10 Gb/s) übersteigt.
  • In einem Optikverstärker der ersten Ausführungsform der oben beschriebenen Konstruktion wird ein WDM-Signallicht, das über den Eingangsanschluss IN eingegeben wird, zu dem EDFA 11 über den optischen Koppler 13A gesendet, während ein Teil des Lichtes abgezweigt wird durch den optischen Koppler 13A, in ein elektrisches Signal durch den Photodetektor 13B konvertiert wird, und dann zu dem Eingangslichtüberwachungsschaltkreis 13C gesendet wird.
  • Bei dem EDFA 11 wird das Signallicht von jeder Wellenlänge in einem Bündel verstärkt unter Verwendung von Gewinnwellenlängencharakteristiken in Abhängigkeit der Eingangslichtleistung, und die verstärkten Signale werden dann zu dem variablen Verstärkungsangleicher 11B gesendet. In solchen Fällen, wo die Eingangslichtleistung vergleichsweise klein ist und die Anregungslichtleistung nicht den oberen Grenzwert erreicht hat, funktioniert der AGC-Schaltkreis 11A wirksam, und der Gewinn wird auf einem konstanten Niveau gesteuert. In solchen Fällen, wo sich die Eingangslichtleistung erhöht und die Anregungslichtleistung den oberen Grenzwert erreicht hat, wird verglichen damit der Betrieb des EDFA 11 verschoben zur Anregungslichtleistungskonstantsteuerung, und der Gewinn kann nicht weiter bzw. länger auf einem konstanten Niveau beibehalten werden, und in solchen Fällen wird der Betrag der Gewinnreduzierung auf der kurzwelligen Seite des 1,55 μm Bandes größer als der auf der langwelligen Seite.
  • An dem Eingangslichtüberwachungsschaltkreis 13C wird die Eingangslichtleistung bestimmt basierend auf einem Signal von dem Photodetektor 13B, und dieses Ergebnis wird zu dem Gewinnangleichungssteuerungsschaltkreis 13 gesendet. Dann werden Signale, die für jeden der variablen Gewinnangleicher 11B, 12B in Abhängigkeit der Eingangslichtleistung voreingestellt wurden, von dem Gewinnangleichungssteuerungsschaltkreis 13 jeweils zu den variablen Gewinnangleichern 11B, 12B ausgegeben. Basierend auf den Signalen von dem Gewinnangleichungssteuerungsabschnitt 13 werden die Verlustwellenlängencharakteristiken für jeden variablen Gewinnangleicher 11B, 12B gesteuert, um mit der Eingangslichtleistung zu korrespondieren.
  • Das Ausgangslicht, das von dem EDFA 11 zu dem variablen Gewinnangleicher 11B gesendet wurde, wird abgeschwächt in Übereinstimmung mit der Verlustwellenlängencharakteristik, die mit der Eingangslichtleistung korrespondiert. Das Merkmal bzw. die Eigenschaft dieses Prozesses ist, dass wenn die Eingangslichtleistung erhöht wird, der Betrag des Verlustes auf der kurzwelligen Seite für den variablen Gewinnangleicher 11B in Übereinstimmung mit der Gewinnreduzierung auf der kurzwelligen Seite für den EDFA 11 gesenkt wird, so dass die Wellenlängenflachheit des Gewinns für den vorangehenden optischen Verstärkungsabschnitt beibehalten wird. Nachdem das WDM-Signallicht Gewinnangleichung bei dem variablen Gewinnangleicher 11B unterzogen wurde, wird dann das WDM Signallicht zu dem EDFA 12 über den variablen optischen Abschwächer 14, den optischen Koppler 14B und der Dispersionskompensierungsfaser 15 gesendet.
  • Das zu dem EDFA 12 gesendete WDM-Signallicht wird in einem Bündel unter Steuerung des AGC-Schaltkreises 12A verstärkt, wonach Gewinnangleichung ausgeführt wird durch den variablen Gewinnangleicher 12B in Abhängigkeit der Eingangslichtleistung. Das WDM-Signallicht, das Gewinnangleichung durch den variablen Gewinnangleicher 12B unterzogen wurde, wird dann zu dem EDFA 12' gesendet und in einem Bündel unter der Steuerung des AGC-Schaltkreises 12A verstärkt. Das Ausgangslicht von dem EDFA 12' umfasst ein WDM-Signallicht, in dem die Signallichtleistung jeder Wellenlänge gleichmäßig angepasst ist.
  • Ferner werden in dem optischen Verstärker der vorliegenden Erfindung ein Teil des Ausgangslichts von dem EDFA 12' und ein Teil des Ausgangslichts von dem variablen optischen Abschwächer 14 zugeführt als eine Rückkopplung zu dem ALC-Schaltkreis 14A über die optischen Koppler 14D und 14B und die Photodetektoren 14E bzw. 14C, wo der Betrag der optischen Abschwächung des variablen optischen Abschwächers 14 dann durch den ALC-Schaltkreis 14A gesteuert wird. Folglich wird ein WDM-Signallicht, in dem die Ausgangslichtleistung pro einzelner Wellenlänge auf ein konstantes Niveau gesteuert wird, extern über den Ausgangsanschluss OUT ausgegeben.
  • Nun folgen Simulationsergebnisse für die Rauscheigenschaften des optischen Verstärkers der ersten Ausführungsform.
  • Typischer Weise wird der Rauschfaktor NF eines optischen Verstärkers durch die Formel (1) berechnet.
  • Figure 00310001
  • In der oberen Formel repräsentiert EDF(n) das optische Verstärkungsmedium der n-ten Stufe, L(n) repräsentiert den Optikkomponenten-Einkoppelverlust in dem optischen Verstärkungsabschnitt der n-ten Stufe, NFEDF(n) repräsentiert den Rauschfaktor für EDF(n), PASE repräsentiert die Leistung [dBm] des Spontanemissionslichtes (ASE), h repräsentiert die Planck-Konstante, ν repräsentiert die Trägerfrequenz des Lichtes, Δν repräsentiert die Bandbreite [Hz] wie diese durch die Auflösungsleistung des optischen Spektralanalysators bestimmt ist, und G repräsentiert den Signalgewinn [dB].
  • Da der optische Verstärker der vorliegenden Erfindung aus drei EDFAs gebildet ist, kann der Rauschfaktor für n = 3 unter Verwendung der Formel (1) berechnet werden. Hier wurde davon ausgegangen, dass die Eingangslichtleistung –16,6 dBm/ch und –9,6 dBm/ch ist, wobei eine Einstellung vorgenommen wurde für eine Reduzierung von in etwa 4 dB in dem Gewinn des EDFA 11 der vorherigen Stufe, wenn die Eingangslichtleistung –9,6 dBm/ch war. Der Rauschfaktor NF wurde dann sowohl für einen optischen Verstärker der vorliegenden Ausführungsform als auch für einen konventionellen optischen Verstärker (der einen festen Gewinnangleicher verwendet) simuliert. Die Ergebnisse der Simulation sind in Tabelle 1 und 4 gezeigt. [Tabelle 1]
    Optischer Verstärker Eingangslichtleistung [dBm/ch] Rauschfaktor-Wellenlängenabweichung [dB] (1535, 82~1560, 61 nm) Schlechtester Rauschfaktor im Signalband [dB]
    –16,6 (konventionell und die vorliegende Ausführungsform) 0,13 7,26
    –9,6 (konventionell) 1,7 14, 23
    –9,6 (vorliegende Ausführungsform) 0,14 13,46
  • Aus den Ergebnissen einer Simulation diesen Typs ist ersichtlich, dass verglichen mit einer konventionellen Vorrichtung der optische Verstärker der vorliegenden Ausführungsform eine 1,56 dB Verbesserung bezüglich der Wellenlängenflachheit des Rauschfaktors (Wellenlängenabweichung) bietet und eine Verbesserung von 0,8 dB bezüglich des schlechtesten Rauschfaktors.
  • Der optische Verstärker der ersten Ausführungsform ermöglicht dann, dass eine Wellenlängenflachheit gleichzeitig für den Gewinn und den Rauschfaktor erreicht wird, selbst in den Fällen von Eingangslicht über einen breiten Bereich. Selbst im Fall von großer Eingangslichtleistung tritt folglich das Problem, das verbunden ist mit konventionellen Vorrichtungen, wo die sich Rauscheigenschaften auf der kurzwelligen Seite des 1,55 μm Bandes verschlechtern, nicht auf, und ein optischer Verstärker mit exzellenten Rauscheigenschaften wird realisiert.
  • In der ersten Ausführungsform wurde das 0,98 μm Band als die Anregungslichtwellenlänge für den optischen Verstärkungsabschnitt der vorherigen Stufe verwendet. Wie aus Formel (1) ersichtlich, berücksichtigt dieser Wert die Tatsache, dass die Rauscheigenschaften des optischen Verstärkungsabschnittes der vorherigen Stufe einen großen Einfluss auf die Rauscheigenschaften des gesamten optischen Verstärkers haben. Jedoch sind in diesen Fällen, wo das 1,58 μm Band als die Anregungslichtwellenlänge für den optischen Verstärkungsabschnitt der vorherigen Stufe verwendet werden muss, dann selbst in den Fällen, wo die Eingangslichtleistung vergleichsweise klein ist, die Rauscheigenschaften auf der kurzwelligen Seite des 1,55 μm Bandes schlecht. Selbst wenn die Eingangslichtleistung vergleichsweise klein ist, wird in solchen Fällen der Verlust auf der kurzwelligen Seite des variablen Gewinnangleichers 11B der vorherigen Stufe aktiv reduziert, und der Verlust des variablen Gewinnangleichers 12B der letzteren Stufe wird dann erhöht in Abhängigkeit des Betrags der Reduzierung. In den 5(A) und (B) ist ein Beispiel der Verlustwellenlängeneigenschaften für die variablen Gewinnangleicher der vorherigen und der letzteren Stufe für eine Eingangslichtleistung von –16,6 dBm/ch für die Anregungswellenlängen der vorherigen Stufe gezeigt.
  • Durch den oberen Ablauf werden sich die Wellenlängeneigenschaften dem Gewinn des optischen Verstärkungsabschnittes der vorherigen Stufe anpassen, und es wird sich ein Fehler in der Gewinnkonstantsteuerung entwickeln. In dem Fall eines Anregungsmodus des 1,48 μm Bandes offenbaren die Simulationsergebnisse, dass der Verbesserungseffekt auf die Rauscheigenschaften größer ist als der Effekt des Gewinnkonstantsteuerungsfehlers. Das heißt, dass die Berechnung des schlechtesten Rauschfaktors, wenn die Eingangslichtleistung –16,6 dBm/ch ist, einen Wert von 7,67 dB produziert, wenn der obere Ablauf nicht durchgeführt wird, und ein Wert von 7,29 dB, wenn der obere Ablauf durchgeführt wird, einen Verbesserungseffekt von 0,38 dB bietend. Folglich ist die Implementierung des oberen Ablaufes in Fällen effektiv, wo der optische Verstärkungsabschnitt der vorherigen Stufe auf dem Anregungsmodus des 1,48 μm Bandes eingestellt wird.
  • Als nächstes wird eine Beschreibung einer zweiten Ausführungsform eines WDM-Optikverstärkers gegeben.
  • 6 ist ein Blockdiagramm, das die Konstruktion bzw. den Aufbau einer zweiten Ausführungsform eines WDM-Optikverstärkers zeigt.
  • Der optische Verstärker bzw. Optikverstärker in 6 ist so konstruiert, dass für den Optikverstärker der ersten Ausführungsform (2) der variable Gewinnangleicher 11B der vorherigen Stufe aus zwei optischen Filtern 11B1 , 11B2 gebildet bzw. konstruiert ist, und der variable Gewinnangleicher 12B der letzteren Stufe aus zwei optischen Filtern 12B1 , 12B2 gebildet ist. Die Konstruktion bzw. der Aufbau der zweiten Ausführungsform ist identisch mit der aus der ersten Ausführungsform mit der Ausnahme der oberen Unterschiede, und daher wird die Beschreibung hier weggelassen.
  • Der optische Filter 11B1 , der den variablen Gewinnangleicher 11B gestaltet, ist der gleiche Typ von optischem Filter, der in konventionellen Vorrichtungen bekannt ist, und weist eine feste Verlustwellenlängeneigenschaft auf, und diese Verlustwellenlängeneigenschaft ist so ausgelegt, um mit der Gewinnwellenlängeneigenschaft (Auslegungs- bzw. Designwerte) des EDFA 11 als eine Referenz zu korrespondieren. Geeignete Beispiele der Optikfiltervorrichtung enthalten Faser-Bragg-Gitter und Etalon-Filter. Auf die gleiche Art und Weise, wie diese für das optische Filter 11B1 beschrieben wurde, ist das optische Filter 12B1 , das den variablen Gewinnangleicher 12B bildet, ein optisches Filter mit einer festen Verlustwellenlängencharakteristik, die den Gewinnwellenlängeneigenschaften des EDFA 12, 12' als eine Referenz entspricht.
  • Das optische Filter 11B2 , das den variablen Gewinnangleicher 11B bildet, ist ein optisches Filter mit einer linearen Verlustwellenlängeneigenschaft mit Bezug auf die Wellenlänge, in dem die Steigung der Linearität variiert werden kann, und die Verlustwellenlängeneigenschaft ist als eine lineare, variable Wellenlängeneigenschaft ausgelegt, so dass Kompensierung für Gewinnabweichungen durchgeführt werden kann, die in solchen Fällen auftreten, wenn die Gewinnwellenlängeneigenschaft des EDFA 11 von dem Auslegungswert abweicht. Geeignete Beispiele dieses Typs von optischer Filtervorrichtung enthalten optische Filter, die einen magneto-optischen Effekt oder einen akusto-optischen Effekt nutzen. Ferner ist das optische Filter 12B2 , das den variablen Gewinnangleicher 12B bildet, identisch mit dem optischen Filter 11B2 .
  • 7 ist ein Blockdiagramm, das eine Beispielskonstruktion bzw. einen Beispielsaufbau der optischen Filter 11B2 , 12B2 zeigt, die einen magneto-optischen Effekt nutzen.
  • Das optische Filter aus 7 weist eine Konstruktion bzw. einen Aufbau auf, in dem das einfallende Licht in einen variablen Faraday-Rotierer über eine Eingangslinsenseite, einem doppelbrechenden Keil und einer doppelbrechenden Platte eingegeben wird, und das Licht, das durch den variablen Faraday-Rotierer durchgelaufen ist, wird dann über einen außenseitigen doppelbrechende Keil und Linse ausgegeben. Der variable Faraday-Rotierer weist eine Eigenschaft auf, die von dem Magnetfeld davon durch ein externes Signal gesteuert wird, um den Rotationswinkel der Polarisationsebene zu variieren.
  • Die Verlustwellenlängencharakteristik eines optischen Filters des oben beschriebenen Typs, das einen magneto-optischen Effekt nutzt, ist so, dass der Verlust fast linear in Bezug auf die Wellenlänge variiert, wie in 8 gezeigt, und die Steigung des Verlustes kann durch Verändern des Signals gesteuert werden (elektrischer Strom), das dem variablen Faraday-Rotierer zugeführt wird.
  • Folglich ist durch Verwenden in Kombination der optischen Filter 11B2 , 12B2 , für die die Verlustwellenlängeneigenschaften variabel sind, und der optischen Filter 11B1 , 12B1 , für die die Verlustwellenlängeneigenschaften fest sind, die gleiche Funktionalität erreichbar, wie die für die variablen Gewinnangleicher 11B, 12B beschriebene, die in der ersten Ausführungsform verwendet wurden.
  • Mit einem Optikverstärker bzw. optischen Verstärker einer solchen Konstruktion, wenn die festen Verlustwellenlängeneigenschaften von jedem der optischen Filter 11B1 , 12B1 ausgelegt sind, um mit der Gewinnwellenlängeneigenschaft des EDFA zu korrespondieren, wenn die Eingangslichtleistung vergleichsweise klein ist, dann gibt in solchen Fällen, wo der Eingangslicht-Überwachungsschaltkreis 13C ein kleines Eingangslichtleistungsniveau detektiert, der Gewinnangleichungssteuerungsschaltkreis 13 ein Steuerungssignal zu jedem der optischen Filter 11B2 , 12B2 aus, so dass die Steigung der Verlustwellenlängeneigenschaft für jedes optische Filter 11B2 , 12B2 in etwa Null ist. In solchen Fällen, wo der Eingangslicht-Überwachungsschaltkreis 13C ein hohes Eingangslichtleistungsniveau detektiert, gibt im Vergleich dazu der Gewinnangleichungssteuerungsschaltkreis 13 ein Steuerungssignal zu dem optischen Filter 11B2 aus, so dass die Steigung der Verlustwellenlängeneigenschaft für das optische Filter 11B2 die Abweichung von dem Auslegungswert der Gewinnwellenlängeneigenschaft des EDFA 11 kompensiert, und gibt auch ein Steuerungssignal zu dem optischen Filter 12B2 aus, so dass die Steigung der Verlustwellenlängeneigenschaft für das optische Filter 12B2 entgegengesetzt ist zu der Verlustwellenlängeneigenschaft für das optische Filter 11B2 . Durch entsprechendes Handeln können die gleichen Effekte wie die für die erste Ausführungsform beobachteten erreicht werden.
  • Selbst wenn es in solchen Fällen schwierig ist, mit einer einzelnen optischen Vorrichtung einen variablen Gewinnangleicher mit einer komplexen Verlustwellenlängeneigenschaft zu erreichen, die mit der Gewinnwellenlängeneigenschaft eines EDFA korrespondiert, ist es mit der zweiten Ausführungsform durch Kombinieren eines festen optischen Filters und eines variablen optischen Filters wie oben beschrieben relativ einfach möglich, einen variablen Angleicher mit der gewünschten Wellenlängeneigenschaft zu erreichen.
  • Als nächstes folgt eine Beschreibung einer dritten Ausführungsform eines WDM-Optikverstärkers.
  • 9 ist ein Blockdiagramm, das die Konstruktion einer dritten Ausführungsform eines WDM-Optikverstärkers zeigt.
  • Der optische Verstärker dieser Ausführungsform ist so konstruiert, dass eine Konstruktion zum Detektieren der Ausgangsabweichung zwischen Kanälen des Ausgangslichts basierend auf Spontanemissionslicht (ASE-Licht), das durch jeden der EDFA 11, 12, 12' erzeugt wird, hinzugefügt wurde zu dem optischen Verstärker der ersten Ausführungsform (2). In dieser Beschreibung wird davon ausgegangen, dass solch eine Konstruktion auf einen Optikverstärker angewendet wird, in dem das Verhältnis der Signallichtleistung des Eingangslichts zu dem ASE-Licht bei der Signallichtwellenlänge mit Bezug auf die Wellenlänge konstant ist.
  • Im Genaueren sind in 9 ein optischer Koppler 16A, der als ein Ausgangslicht-Abzweigabschnitt fungiert, ein optischer Koppler 163, der ferner das abgezweigte Licht von dem optischen Koppler 16A in zwei aufteilt, optische Filter 16C und 16D, die als erste und zweite ASE-Lichtabtastabschnitte fungieren, Photodetektoren 16E, 16F, die das Licht, das durch die optischen Filter 16C, 16D gelaufen ist, in elektrische Signale konvertiert, und ein ASE-Licht-Überwachungsschaltkreis 16C, der als ein Berechnungsabschnitt zum Bestimmen der ASE-Lichtleistung funktioniert basierend auf den Signalen der Photodetektoren 16E, 16F, hinzugefügt. Die Konstruktion des Optikverstärkers ist die gleiche wie die oben beschriebene für die erste Ausführungsform mit Ausnahme der oberen Unterschiede.
  • Der optische Koppler 16A wird beispielsweise zwischen dem EDFA 12' und dem optischen Koppler 16D eingesetzt und zweigt einen Teil des Ausgangslichtes von dem EDFA 12' ab, um ein abgezweigtes Licht zu dem optischen Koppler 16B zu senden.
  • Der optische Filter 16 nimmt eines der optischen Signale, die produziert werden durch weiteres Abzweigen durch den optischen Koppler 163, und extrahiert das ASE-Licht von einem schmalen Wellenlängenband in der Nähe der kürzesten Signallichtwellenlänge in der maximalen Zahl von Eingangssignalen. Darüber hinaus nimmt das optische Filter 16D das übrige optische Signal, das produziert wird durch weiteres Abzweigen durch den optischen Koppler 16B, und extrahiert das ASE-Licht von einem schmalen Wellenlängenband in der Nähe der längsten Signallichtwellenlänge in der maximalen Zahl von Eingangssignalen.
  • 10 ist ein Diagramm, das das ASE-Licht, das durch jeden der optischen Filter 16C, 16D extrahiert wird, zusammenfasst.
  • Wie in 10 gezeigt, ist die Zentralwellenlänge λS des Transmissionsbandes des optischen Filters 16C in der Nähe der kurzwelligen Seite der kürzesten Signalwellenlänge λMIN eingestellt, und die Zentralwellenlänge λL des Transmissionsbandes des optischen Filters 16D ist in der Nähe der langwelligen Seite der längsten Signalwellenlänge λMAX eingestellt. Die Wellenlängenbreiten zwischen den Zentralwellenlängen λs und λL und die Signalwellenlängen λMIN und λMAX sind bestimmt in Abhängigkeit der Transmissionsbandbreite jedes optischen Filters 16C, 16D und sind auf den kleinsten möglichen Bereich eingestellt, wo das Signallicht nicht in dem optischen Filtertransmissionsband enthalten ist. Beispiele von speziell geeigneten optischen Filtern, die diese scharfen Transmissionseigenschaften aufweisen, enthalten Faser-Bragg-Gitter, und Filter mit Transmissionsbandbreiten in der Größenordnung von 0,1 nm wurden erreicht. In Fällen, wo dieser Typ von optischem Filter verwendet wird, kann die Breite zwischen den Zentralwellenlängen λs und λL und den Signalwellenlängen λMIN und λMAX auf Werte in der Größenordnung von 1 nm eingestellt werden.
  • Der ASE-Licht-Überwachungsschaltkreis 16 bestimmt die ASE-Lichtleistung in der Nähe der Region mit der kürzesten Wellenlänge basierend auf dem Signal, das extrahiert wurde durch das optische Filter 16C, und konvertiert dieses zu einem elektrischen Signal durch den Photodetektor 16E, als auch die ASE-Lichtleistung in der Nähe der Region der längsten Wellenlänge basierend auf dem Signal, das extrahiert wurde durch das optische Filter 16D, und konvertiert wird zu einem elektrischen Signal durch den Photodetektor 16F, und berechnet dann die Ausgangsabweichung zwischen Kanälen des Ausgangslichts in Übereinstimmung mit der Abweichung von jedem ASE-Lichtleistungsniveau, und sendet den so berechneten Wert zu dem Gewinnangleichungssteuerungsschaltkreis 13. Der Grund, weshalb die Abweichung der ASE-Lichtleistung verwendet werden kann für die Ausgangsabweichung des Signallichts ist, dass das Verhältnis des Signallichts zu dem ASE-Lichtniveau mit Bezug auf die Wellenlänge konstant ist.
  • Darüber hinaus werden in dem Gewinnangleichungssteuerungsabschnitt 13 kleine Einstellungen bzw. Anpassungen der Verlustwellenlängeneigenschaft von jedem variablen Gewinnangleicher durchgeführt, so dass die Ausgangsabweichung des Signallichts, das durch den ASE-Licht-Überwachungsschaltkreis 16 detektiert wird, korrigiert wird.
  • Mit solch einer Konfiguration für die dritte Ausführungsform eines Optikverstärkers kann selbst in solchen Fällen, wo die Eingangssignallichtleistung eine Wellenlängeneigenschaft aufweist, Gewinnangleichungssteuerung durchgeführt werden in Abhängigkeit der Optikverstärker-Betriebsumgebung, um ein Ausgangslicht mit kleiner Ausgangsvariation zwischen den Kanälen zu erhalten. Ferner kann durch Messen der ASE-Lichtleistung die Ausgangsabweichung zwischen Kanälen des Ausgangslichts bestimmt werden unabhängig von der Anzahl der Signallichter oder irgendeiner Fluktuation in der Signallichtwellenlänge, und es kann eine Kompensierung für diese Abweichung angewendet werden.
  • In der dritten Ausführungsform, die oben beschrieben wurde, wurde das ASE-Licht, das über den Optikverstärker zu der Ausgangsseite propagierte, durch den optischen Koppler 16A extrahiert, die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Konstruktion begrenzt, und das ASE-Licht, das in jede Richtung propagiert ist, so wie in Richtung der Eingangsseite, kann auch überwacht werden.
  • Darüber hinaus wurden die Zentralwellenlängen λs, λL der optischen Filter 16C, 16D auf die äußeren Seiten der Signalwellenlängen λMIN bzw. λMAX eingestellt, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Situation begrenzt, und die Zentralwellenlängen λs, λL können auch auf die inneren Seiten der Signalwellenlängen λMIN bzw. λMAX eingestellt werden. In solch einem Fall ist es notwendig zu gewährleisten, dass die Signalwellenlänge, die sich am nächsten zu den Signalwellenlängen λMIN, λMAX befindet, nicht innerhalb des Übertragungsbandes jedes optischen Filters 16C, 16D liegt.
  • Als nächstes folgt eine Beschreibung einer vierten Ausführungsform eines WDM-Optikverstärkers.
  • 11 ist ein Blockdiagramm, das die Konstruktion einer vierten Ausführungsform eines WDM-Optikverstärkers zeigt.
  • Der Optikverstärker dieser Ausführungsform ist eine verbesserte Version des Optikverstärkers der dritten Ausführungsform, der selbst in solchen Fällen verwendet werden kann, wo das Verhältnis der Signallichtleistung des Eingangslichts zu dem ASE-Licht bei der speziellen Signallichtwellenlänge mit Bezug auf die Wellenlänge nicht gleichmäßig ist.
  • Wie in 11 gezeigt, ist der Optikverstärker in dieser vierten Ausführungsform so konstruiert, dass ein optischer Koppler 17A, der als ein Eingangslicht-Abzweigabschnitt funktioniert, ein optischer Koppler 17B, der weiter das abgezweigte Licht von dem optischen Koppler 17a in zwei aufteilt, optische Filter 17C und 17D, die als dritter und vierter ASE-Lichtextraktionsabschnitt funktionieren, Photodetektoren (PD) 17E, 17F, die das Licht, das über bzw. durch die optischen Filter 17C, 17D gelaufen ist, in elektrische Signale konvertiert, und ein ASE-Licht-Überwachungsschaltkreis (ASE MON) 17 zum Bestimmen der ASE-Lichtleistung basierend auf den Signalen von den Photodetektoren 17E, 17F, hinzugefügt sind zu dem Optikverstärker der dritten Ausführungsform (9). Die Konstruktion des Optikverstärkers ist die gleiche wie die oben beschriebene für die dritte Ausführungsform mit der Ausnahme der oberen Unterschiede.
  • Der optische Koppler 17A ist beispielsweise zwischen dem optischen Koppler 13A und dem EDFA 11 eingesetzt, und zweigt einen Teil des Eingangslichts zu dem Optikverstärker ab, um ein abgezweigtes Licht zu dem optischen Koppler 17B zu senden. Derselbe Typ von Filtern, wie der für die optischen Filter 16C, 16D verwendete, kann für die optischen Filter 17C, 17D verwendet werden.
  • Der ASE-Licht-Überwachungsschaltkreis 17 bestimmt die ASE-Lichtleistung in der Nähe der Region der kürzesten Wellenlänge basierend auf dem Signal, das durch das optische Filter 17C extrahiert wurde, und konvertiert dieses in ein elektrisches Signal durch den Photodetektor 17E, als auch die ASE-Lichtleistung in der Nähe der Region der längsten Wellenlänge basierend auf dem Signal, das durch das optische Filter 17D extrahiert wurde, und konvertiert dieses in ein elektrisches Signal durch den Photodetektor 17, und sendet dann die entsprechenden Leistungswerte zu dem Gewinnangleichungssteuerungsschaltkreis 13.
  • Mit einem Optikverstärker einer solchen Konstruktion wird die optische Leistung in der Nähe sowohl der Region der kürzesten Wellenlänge und der Region der längsten Wellenlänge des ASE-Lichts, das enthalten ist in dem Ausgangslicht, durch den ASE-Licht-Überwachungsschaltkreis 16 detektiert, und zu dem Gewinnangleichungssteuerungsabschnitt 13 gesendet. Ferner wird gleichzeitig die optische Leistung sowohl der Region der kürzesten Wellenlänge als auch der Region der längsten Wellenlänge des ASE-Lichts, das in dem Eingangslicht enthalten ist, durch den ASE-Licht-Überwachungsschaltkreis 17 detektiert, und auch zu dem Gewinnangleichungssteuerungsabschnitt 13 gesendet. Der Gewinnangleichungssteuerungsabschnitt 13 berechnet dann für die ASE-Lichtleistung sowohl in der Region der kürzesten Wellenlänge als auch der Region der längsten Wellenlänge den Wert, der erhalten wird durch Subtrahieren des Ausgangswertes bzw. Ausgabewertes (wie durch den ASE-Licht-Überwachungsschaltkreis 16 detektiert) von dem Eingangswert (wie durch den ASE-Licht-Überwachungsschaltkreis 17 detektiert). Dann werden kleinere Anpassungen der Verlustwellenlängeneigenschaft von jedem der variablen Gewinnangleicher durchgeführt, so dass die berechneten Werte für die kurzwellige Seite und die langwellige Seite angeglichen werden. Durch entsprechendes Handeln kann die Gewinnangleichungssteuerung implementiert werden, um ein Ausgangslicht zu erhalten, das die gleiche Wellenlängeneigenschaft aufweist, wie das Verhältnis des Signallichts zu dem ASE-Licht des Eingangslichts. Natürlich kann Gewinnangleichungssteuerung zuverlässig verwendet werden zum Messen der ASE-Lichtleistung ungeachtet der Zahl der Signallichter oder irgendeiner Fluktuation in der Signallichtwellenlänge.
  • Als nächstes folgt eine Beschreibung einer zweiten Grundkonstruktion, die erhalten wird durch Modifizieren der ersten Grundkonstruktion.
  • 12 ist ein Blockdiagramm, das eine zweite Grundkonstruktion eines WDM-Optikverstärkers zeigt.
  • In 12 umfasst ein Optikverstärker dieser zweiten Grundkonstruktion den gleichen optischen Verstärkungsabschnitt 1 und Eingangslichtüberwachungsabschnitt 2, die in der ersten Grundkonstruktion verwendet werden, als auch eine Vielzahl von Gewinnangleichern 5 mit gegenseitig unterschiedlichen festen Verlustwellenlängencharakteristiken bzw. Verlustwellenlängeneigenschaften, und einen Gewinnangleichungsauswahlabschnitt 6, der als eine Gewinnangleichungssteuerungsvorrichtung dient, und die einen der Vielzahl der Gewinnangleicher 5 in Abhängigkeit der Eingangslichtleistung auswählt, der durch den Eingangslichtüberwachungsabschnitt 2 ausgewählt wird, und verbindet dann den ausgewählten Gewinnangleicher beispielsweise zwischen dem optischen Verstärkungsabschnitt 1 und dem Ausgangsanschluss OUT.
  • Die Vielzahl der Gewinnangleicher 5 weisen gegenseitig unterschiedliche Verlustwellenlängencharakteristiken auf, die in der Lage sind, Gewinnwellenlängenabhängigkeit des optischen Verstärkungsabschnittes 1 zu unterdrücken, und die Verlustwellenlängeneigenschaften der entsprechenden Gewinnangleicher 5 werden im Voraus eingestellt, um mit der Gewinnwellenlängeneigenschaft des optischen Verstärkungsabschnittes 1 zu korrespondieren, der gemäß der Eingangslichtleistung variiert. Beispiele von geeigneten optischen Vorrichtungen, die als die Gewinnangleicher 5 verwendet werden können, beinhalten Verbindungs-WDM-Koppler, Faser-Bragg-Gitter und Etalon-Filter.
  • Der Gewinnangleichungsauswahlabschnitt 6 bestimmt den Betriebszustand des optischen Verstärkungsabschnitts 1 basierend auf dem Wert der Eingangslichtleistung, die von dem Eingangslichtüberwachungsabschnitt 2 empfangen wird, wählt dann aus der Vielzahl der Gewinnangleicher 5 den einen Gewinnangleicher 5 mit einer Verlustwellenlängencharakteristik aus, die mit der Gewinnwellenlängeneigenschaft des optischen Verstärkungsabschnitts 1 korrespondiert, und verbindet dann den ausgewählten Gewinnangleicher 5 mit der Ausgangsseite des optischen Verstärkungsabschnitts 1. Die obere Beschreibung detailliert den Fall, wo der ausgewählte Gewinnangleicher 5 mit der Ausgangsseite des optischen Verstärkungsabschnittes 1 verbunden ist, jedoch könnte die Verbindungsposition für den Gewinnangleicher 5 auch an der Eingangsseite des optischen Verstärkungsabschnitts 1 sein.
  • Mit dem Optikverstärker der zweiten Grundkonstruktion, wenn ein WDM-Signallicht über den Eingangsanschluss IN eingegeben wird, wird das Signallicht jeder Wellenlänge des Signallichts in einem Bündel verstärkt, und die Eingangslichtleitung wird durch den Eingangslichtüberwachungsschaltkreis 2 überwacht, wie das der Fall war für die erste Grundkonstruktion. Der durch den Eingangslichtüberwachungsabschnitt 2 erhaltene Eingangslichtleistungswert wird dann zu dem Gewinnangleichungsauswahlabschnitt 6 gesendet, und der Gewinnangleichungsauswahlabschnitt 6 wählt einen Gewinnangleicher 5 aus, der mit der Eingangslichtleistung korrespondiert, und der ausgewählte Gewinnangleicher 5 wird dann mit der Ausgangsseite des optischen Verstärkungsabschnitts 1 verbunden. Das WDM-Signallicht, das durch den optischen Verstärkungsabschnitt 1 verstärkt wurde, wird anschließend zu dem ausgewählten Gewinnangleicher 5 gesendet, wo dieses in Übereinstimmung mit der festen Verlustwellenlängeneigenschaft abgeschwächt wird, und ein WDM-Signallicht, das ein gleichmäßiges Leistungsniveau mit Bezug auf die Wellenlänge aufweist, wird ausgegeben. Auf diese Art und Weise erreicht ein Optikverstärker der zweiten Grundkonstruktion die gleichen Effekte wie die der ersten Grundkonstruktion.
  • Für die zweite oben beschriebene Grundkonstruktion kann die zuvor erwähnte erste Ausführungsform realisiert werden durch Ersetzen von jedem der variablen Gewinnangleicher 11B, 12B mit einer Vielzahl von Gewinnangleichern (GEQ) 21, 22, und Ersetzen des Gewinnangleichungssteuerungsschaltkreises 13 mit einem Gewinnangleichungsauswahlschaltkreis (GEQ SEL) 23, wie in dem Blockdiagramm aus 13 gezeigt. Ferner kann die zweite Ausführungsform realisiert werden durch Ersetzen von jedem der optischen Filter 11B2 , 12B2 , die variable Verlustwellenlängeneigenschaften aufweisen, mit einer Vielzahl von Gewinnangleichern 21, 22, um eine Kombination eines einzelnen, festen optischen Filters 11B1 , 12B1 , wie aus konventionellen Vorrichtungen bekannt, mit einer Vielzahl von Gewinnangleichern 21, 22 anzubieten, und darüber hinaus Ersetzen des Gewinnangleichungssteuerungsschaltkreises 13 mit einem Gewinnangleichungsauswahlschaltkreis 23. Die dritte und die vierte Ausführungsform können auch auf die oben beschriebene Art und Weise realisiert werden.
  • Als nächstes folgt eine Beschreibung einer spezifischen Untersuchung, die über die Menge bzw. den Betrag der Kompensierung durchgeführt wurde, die für die Vielzahl der Gewinnangleicher 5 benötigt wird.
  • Innerhalb der Installationsumgebung des optischen Verstärkers sind diese Wellenlängeneigenschaften, von denen ausgegangen wird, dass diese als eine Konstante auftreten, die Verlustwellenlängencharakteristik des Optikfaserübertragungspfads, die Verlustwellenlängencharakteristik der Dispersionskompensierungsvorrichtung (DCF, etc.), die Gewinnwellenlängencharakteristik des Optikverstärkers selbst, und die Verlustwellenlängencharakteristik, die aus der Verschlechterung im Laufe der Zeit resultiert. Eine Abschätzung von jeder der oberen Wellenlängencharakteristiken für ein 1,55 μm Signallichtband ergibt eine Verlustwellenlängencharakteristik für den Optikfaserübertragungspfad (1,3 μm SMF, 80 km) von –0,5 dB, eine Wellenlängencharakteristik für die Dispersionskompensierungsfaser von ±0,5 dB, eine Gewinnwellenlängencharakteristik des Optikverstärkers von ±1,0 dB, und eine Verlustwellenlängencharakteristik, die aus der Verschlechterung im Lauf der Zeit resultiert, von ±0,5 dB. In diesen Fällen, wo der Einfügeverlust bzw. der Einkoppelverlust (oder der Einsetzgewinn bzw. der Einkoppelgewinn) relativ zu der Wellenlänge vergrößert wird, wird der "+" Wert angewendet, wobei in diesen Fällen, wo der Einkoppelverlust (oder der Einkoppelgewinn) relativ zu der Wellenlänge verringert wird, wird der "–" Wert angewendet. Die Wellenlängencharakteristik, die aus der einfachen Addition der Absolutwerte dieser oberen Werte resultiert, ist 2,5 dB.
  • Folglich ist als eine Kombination einer Vielzahl von Gewinnangleichern 5 durch Bereitstellen eines Gewinnangleichers mit einer Verlustwellenlängencharakteristik einer Steigung von +1,0 dB in dem 1,55 μm Band ein Gewinnangleicher mit einer Verlustwellenlängencharakteristik einer Steigung von +2,0 dB in dem 1,55 μm Band, ein Gewinnangleicher mit einer Verlustwellenlängencharakteristik einer Steigung von –1,0 dB in dem 1,55 μm Band, und ein Gewinnangleicher mit einer Verlustwellenlängencharakteristik einer Steigung von –2,0 dB in dem 1,55 μm Band, Gewinnkompensierung in vielen Fällen möglich. Die Verlustwellenlängencharakteristik von jedem Gewinnangleicher ist in 14 gezeigt. Es ist anzumerken, dass die obere Kombination lediglich ein einfaches Beispiel ist, und dass die vorliegende Erfindung in keiner Weise durch dieses Beispiel begrenzt ist.
  • Als nächstes folgt eine Beschreibung einer Ausführungsform eines Optikkommunikationssystems der vorliegenden Erfindung.
  • 15 ist ein Blockdiagramm, das die Konstruktion eines Optikkommunikationssystems gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • In 15 ist das Optikkommunikationssystem bzw. das optische Kommunikationssystem aufgebaut aus einer Übertragungsende-Endgerätstation 100, einer Empfangsende-Endgerätstation 200, einem Optikfaserübertragungspfad 300, der die Übertragungsende- und Empfangsende-Endgerätstationen miteinander verbindet, und einer Vielzahl von Optik-Repeater-Stationen 400, die entlang des Optikfaserübertragungspfads 300 bereitgestellt sind.
  • Die Übertragungsende-Endgerätstation 100 ist mit einer Vielzahl von optischen Überträgern (E/O) 101 ausgestattet, die jeder ein optisches Signal einer unterschiedlichen Wellenlänge (beispielsweise 32 Wellen) ausgibt, einem Multiplexer 102, der die Vielzahl der optischen Signale Wellenlängen-multiplext, um ein WDM-Signallicht zu erzeugen, und gibt dann das WDM-Signallicht zu dem Optikfaserübertragungspfad 300 aus, und einem Nachverstärker 103, der das WDM-Signallicht auf ein benötigtes Niveau verstärkt.
  • Die Empfangsende-Endgerätstation 200 ist mit einem Vorverstärker 201, der das WDM-Signallicht, das über den Optikfaserübertragungspfad 300 übertragen wurde, auf ein gewünschtes bzw. benötigtes Niveau verstärkt, einem optischen Koppler 202, der einen Teil des Eingangslichts von dem Vorverstärker 201 abzweigt, einen Demultiplexer 203, der das WDM-Signallicht aufteilt, das durch den optischen Koppler 202 in eine Vielzahl von optischen Signalen in Übereinstimmung mit deren Wellenlängen aufteilt, einer Vielzahl von optischen Empfängern (O/E) 204, die jedes der Vielzahl der optischen Signale empfängt und bearbeitet, und einen Empfangsüberwachungsabschnitt 205, der das WDM-Signallicht nimmt, das durch den optischen Koppler 202 abgezweigt wurde, um das optische SN-Verhältnis für jede Wellenlänge an der Empfangsende-Endgerätstation 200 zu messen, ausgestattet, und bewertet dann den Übertragungszustand des WDM-Signallichts. In diesem Fall funktioniert der Empfangsüberwachungsabschnitt 205 als eine optische SN-Verhältnis-Messvorrichtung und eine Gewinnangleichungsverwaltungsvorrichtung.
  • Der optische Faserübertragungspfad 300 ist ein typischer Optikübertragungspfad, so wie eine optische Einzelmodefaser (SMF, englisch: single mode fiber). Die Länge der SMF zwischen den entsprechenden Endgerätstationen ist hier 80 km, jedoch ist die Länge nicht auf diesen Wert begrenzt.
  • Jede optische Repeater-Station 400 ist mit einer der oben beschriebenen WDM-Optikverstärkerausführungsformen ausgestattet und verstärkt in einem Bündel das WDM-Signallicht, das über den Optikfaserübertragungspfad 300 übertragen wird. Ferner ist jeder der WDM-Optikverstärker, die in den oben beschriebenen Ausführungsformen gezeigt wurden, auch für die Verwendung in einem Nach-Verstärker 103 der Übertragungsende-Endgerätstation 100 und dem Vorverstärker 201 der Empfangsende-Endgerätstation 200 geeignet. Eine Signalausgabe (Verwaltungssignal bzw. Managementsignal) von dem Empfangsüberwachungsabschnitt 205 der Empfangsende-Endgerätstation 200 wird zu dem Gewinnangleichungssteuerungsschaltkreis 13 (oder alternativ zu dem Gewinnangleichungsauswahlschaltkreis 23) des WDM-Optikverstärkers gesendet, der in jeder der Stationen bereitgestellt ist. Dieses Signal ist für die Steuerung der Gewinnangleichungsoperation von jedem Optikverstärker in Übereinstimmung mit dem Übertragungszustand des WDM-Signallichtes, wie dieses durch den Empfangsüberwachungsabschnitt 205 bewertet wird.
  • Als nächstes folgt eine Beschreibung der Gewinnangleichungssteuerungsoperation in einem optischen Kommunikationssystem der oben beschriebenen Konstruktion.
  • Im allgemeinen ist es notwendig, um vorbestimmte Übertragungscharakteristiken in einem optischen WDM-Kommunikationssystem zu erhalten, das einen Optikverstärker verwendet, an jeder Verstärkungs-Repeater-Stufe die Fluktuation in der Signallichtleistung zwischen jeder Wellenlänge (Kanal) auf 1 dB oder weniger zu unterdrücken. Es ist bekannt, dass der obere Grenzwert von jeder Signallichtleistung begrenzt ist durch einen nichtlinearen Effekt, und der untere Grenzwert ist durch das Empfangs-SN-Verhältnis begrenzt. Folglich ist es notwendig, die Gewinnwellenlängeneigenschaften von jedem Optikverstärker zu vermindern, als auch die Verlustwellenlängeneigenschaften des Optikfaserübertragungspfades 300 und dergleichen zu vermindern, die das Optikkommunikationssystem bilden.
  • Für den Gewinnangleichungsprozess, der in dem variablen Gewinnangleicher (oder alternativ der Vielzahl der Gewinnangleichern) von jedem optischen Verstärker ausgeführt wird, ist es in dem optischen Kommunikationssystem wünschenswert, dass Kompensierung angewendet wird nicht lediglich nur für die Verlustwellenlängencharakteristiken, die oben beschrieben wurden, die üblicher Weise als eine Konstante auftreten (geschätzter Wert 2,5 dB), sondern auch für die Verlustwellenlängencharakteristiken, die aufgrund von Faktoren, so wie dynamischer Variation in den Eingangsbedingungen, oder Variation in der Temperatur, auftreten. Beispielsweise haben die vorliegenden Anmelder bestätigt, dass die Verlustwellenlängencharakteristik, die in einem Übertragungspfad (SMF, 80 km) aufgrund von induzierter RAMAN-Streuung auftritt, in etwa –1 dB ist, und ferner wird vermutet, dass die Verlustwellenlängencharakteristik, die als ein Ergebnis der Temperaturcharakteristiken des Optikfaserübertragungspfads auftritt, die Dispersionskompensierungsfaser und der Optikverstärker ±0,3 dB ist. Das Addieren dieser Werte zu dem zuvor geschätzten Wert von 2,5 dB erzeugt einen Bedarf für den variablen Gewinnangleicher (oder der Vielzahl von Gewinnangleichern) von jedem Optikverstärker eine Breite der Variation der Verlustwellenlängencharakteristik von etwa 3,8 dB aufzuweisen. Die Verlustwellenlängencharakteristik für einen variablen Gewinnangleicher in solch einem Fall ist in 16 gezeigt.
  • Mit den oberen Arten der Verlustwellenlängencharakteristiken aufgrund von induzierter Raman-Streuung und Temperaturvariation ist das Spezifizieren, in welchem Abschnitt des Optikkommunikationssystems die Verlustwellenlängencharakteristik auftritt, schwierig, und daher ist es notwendig, eine Bewertung basierend auf dem Empfangszustand des WDM-Signallichts an der Empfangsende-Endgerätstation 200 durchzuführen. In einem Optikkommunikationssystem der vorliegenden Erfindung wird das optische SN-Verhältnis durch den Empfangsüberwachungsabschnitt 205 der Empfangsende-Endgerätestation 200 gemessen, und in solchen Fällen, wo sich der gemessene optische SN-Verhältnis unter einen voreingestellten Grenzwert verschlechtert hat, wird ein Verwaltungssignal zum Steuern der Gewinnangleichungsoperation von jedem der Optikverstärkern von dem Empfangsüberwachungsabschnitt 205 zu jedem der Optikverstärker ausgegeben.
  • Dieses Verwaltungssignal wird vorzugsweise zu den Optikverstärkern gesendet, die am nächsten zu dem Übertragungsende (vorgelagert) des Optikkommunikationssystems lokalisiert sind, und wird dann sequentiell zu den Optikverstärkern ausgegeben, die sich näher an dem Empfangsende (nachgelagert) befinden. Bei Empfang des Verwaltungssignals variiert der Gewinnangleichungssteuerungsschaltkreis 3 (oder alternativ der Gewinnangleichungsauswahlschaltkreis 23) die Verlustcharakteristiken der variablen Gewinnangleicher auf eine stufenweise Art (oder verbindet alternativ die Vielzahl von der Gewinnangleicher sequentiell), und das Empfangs-SN-Verhältnis wird durch den Empfangsüberwachungsabschnitt 205 nach jeder Variation gemessen. Wenn die obere Operation bzw. der obere Betrieb für alle Optikverstärker durchgeführt wurde, wird die Verlustwellenlängencharakteristik von jedem variablen Gewinnangleicher so eingestellt, um den Betriebszustand entsprechend den besten Übertragungscharakteristiken zu erreichen.
  • In der oberen Beschreibung wurden die beschriebenen Bearbeitungsserien ausgeführt, wenn sich das Empfangs-SN-Verhältnis unter einen Grenzwert verschlechtert hat, jedoch ist das Gewinnangleichungssteuerungsverfahren in der vorliegenden Erfindung nicht auf diese spezielle Bearbeitung begrenzt. Beispielsweise ist es auch möglich, die Verlustcharakteristiken der variablen Gewinnangleicher von jedem Optikverstärker über eine spezifizierte Zeitperiode zufällig zu variieren und dann das Empfangs-SN-Verhältnis zu messen, und dann anschließend die Verlustwellenlängencharakteristik von jedem variablen Gewinnangleicher auf den Betriebszustand einzustellen, der zu den besten Übertragungscharakteristiken geführt hat.
  • Auf diese Art und Weise wird es mit einem Optikkommunikationssystem der vorliegenden Erfindung, in dem WDM-Optikverstärker der oben beschriebenen Ausführungsformen an die Optikverstärker angepasst werden, die in den Optik-Repeater-Stationen 400 und dergleichen verwendet werden, durch Unterdrücken der Variation der optischen Leistung zwischen allen Kanälen für jeden Optikverstärker, für die Verlustwellenlängencharakteristiken und die Gewinnwellenlängencharakteristiken des Optikverstärkers selbst, die in der Installationsumgebung des Optikverstärkers auftreten, möglich, Gewinnkompensierung des optimalen Betrags an der geeignetsten Stelle in dem optischen Kommunikationssystem anzuwenden, wodurch gute Übertragungscharakteristiken erreicht werden können.
  • In jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen wurde das 1,55 μm Band als das Wellenlängenband des WDM-Signallichts verwendet, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen Fall begrenzt, und beispielsweise können die Ausführungsformen mit einem WDM-Signallicht eines Wellenlängenbandes angewendet werden, das dem 1,58 μm Band entspricht, das als ein Verstärkungsband für die langwellige Seite eines EDFA betrachtet wird. Darüber hinaus wurde EDFA in den oberen Beschreibungen als die Verstärkungsvorrichtung verwendet, jedoch ist die Erfindung nicht auf EDF begrenzt, und beispielsweise können mit seltenen Erden dotierte optische Faserverstärker, die ein Selten-Erde-Element, die sich von Erbium unterscheiden, verwendet werden.

Claims (10)

  1. Ein optischer Wellenlängenmultiplex-Verstärker zum Verstärken in einem Bündel eines Wellenlängen-Multiplex Signallichts, umfassend: optische Verstärkungsmittel (1); Eingangslicht-Messmittel (2) zum Messen der Eingangslichtleistung des optischen Verstärkungsmittels (1); Gewinnangleichungsmittel (3), das mit dem optischen Verstärkungsmittel (1) verbunden ist und Verlustwellenlängencharakteristiken aufweist, zum Unterdrücken der Wellenlängenabhängigkeit des Gewinns des optischen Verstärkungsmittels (1) innerhalb des Bandes des Wellenlängen multiplexten Lichts, und darüber hinaus in der Lage ist, die Verlustwellenlängencharakteristiken zu variieren; Gewinnangleichungssteuerungsmittel (4) zum Steuern der Verlustwellenlängencharakteristiken des Gewinnangleichungsmittels (3); wobei: das optische Verstärkungsmittel (1) einen optischen Verstärkungsabschnitt einer mehrstufigen Konstruktion (11, 12, 12') aufweist, das Gewinnangleichungsmittel (3) einen oder mehrere Gewinnangleichungsabschnitte (11B, 12B) für die mehrstufigen optischen Verstärkungsabschnitte (11, 12, 12') aufweist; und wobei: ein Gewinnkonstante-Steuerungsmittel (11A, 12A) zum Steuern des Gewinns der mehrstufigen optischen Verstärkungsabschnitte (11, 12, 12') auf ein konstantes Niveau, und ein Ausgabeniveau-Steuerungsmittel (14) zum Steuern der Ausgangslichtleistung der vordersten Stufe des optischen Verstärkungsmittels (11) für jede Wellenlänge des Wellenlängen multiplexten Signallichtes auf ein vorbestimmtes Niveau bereitgestellt ist; und das Wellenlängen-Multiplex Signallicht ein Wellenlängenband von 1,55 um aufweist; wobei die kurzwellige Seite des Wellenlängenbandes des Wellenlängen-Multiplex Signals 1535-1539,8 nm entspricht; und jeder der mehrstufigen optischen Verstärkungsabschnitte (11, 12, 12') einen entsprechenden Erbium-dotierten optischen Faserverstärker beinhaltet; dadurch gekennzeichnet, dass: das Gewinnangleichungssteuerungsmittel (4) angepasst ist, die Verlustwellenlängencharakteristiken des Gewinnangleichungsmittel (3) auf solch eine Art und Weise anzupassen, dass die Bestimmung, ob der optische Verstärkungsbetrieb des optischen Verstärkungsmittels (1) gesättigt ist, auf der Basis der Eingangslichtleistung durchgeführt wird, die durch das Eingangslichtmessmittel (2) gemessen wird, und wenn die Sättigung des optischen Verstärkungsbetriebs beurteilt wird, wird der Verlustbetrag auf der kurzwelligen Seite des Wellenlängenbandes des Wellenlängen-Multiplex Signallichtes kleiner gemacht als der Verlustbetrag zu der Zeit, wenn der optische Verstärkungsbetrieb nicht gesättigt ist; und das Gewinnangleichungssteuerungsmittel (13) angepasst ist zum Reduzieren der Rauschfaktor-Wellenlängenabweichung durch Steuern der Verlustwellenlänge des Gewinnangleichungsabschnitts in einer vordersten optischen Verstärkungsstufe von den mehrstufigen optischen Verstärkungsabschnitten, wenn die Sättigung des optischen Verstärkungsbetriebs in der vordersten Stufe bewertet wird.
  2. Ein optischer Wellenlängenmultiplex-Verstärker gemäß Anspruch 1, wobei: die Gewinnangleichungsmittel (11B, 12B) auf solch eine Art angeordnet sind, dass das Gewinnangleichungsmittel (11B), das für den optischen Verstärkungsabschnitt (11) der vorderste Stufe bereitgestellt ist, mit der Ausgangsseite des optischen Verstärkungsabschnitts (11) der vordersten Stufe verbunden ist; und der Gewinnangleichungsabschnitt (12B), der für einen optischen Verstärkungsabschnitt (12') der letzten Stufe bereitgestellt ist, mit der Eingangsseite des optischen Verstärkungsabschnitts (12') der letzten Stufe verbunden ist.
  3. Ein optischer Wellenlängenmultiplex-Verstärker gemäß Anspruch 1, wobei: das Ausgabeniveau-Steuerungsmittel (14) mit einem variablen optischen Abschwächungsabschnitt, der zwischen dem optischen Verstärkungsabschnitt (11) der vordersten Stufe und dem optischen Verstärkungsabschnitt (12') der letzten Stufe verbunden ist, und einem optischen Abschwächungsbetrag-Steuerungsabschnitt (14A) zum Steuern des Betrags der optischen Abschwächung an dem variablen optischen Abschwächungsabschnitt, so dass die Ausgangslichtleistung für jede Wellenlänge ein konstantes Niveau erreicht, ausgestattet ist.
  4. Ein optischer Wellenlängenmultiplex-Verstärker gemäß Anspruch 1, wobei: das Gewinnangleichungsmittel (11B, 12B) mit einem ersten optischen Filter (11B, 12B) mit einer festen Verlustwellenlängencharakteristik und einem zweiten Filter (11B2 , 12B2 ) mit einem linearen Verlust mit Bezug auf die Wellenlänge ausgestattet ist, und in dem die Steigung der Verlustwellenlängencharakteristik variiert werden kann; und das Gewinnangleichungsmittel (13) die Verlustwellenlängencharakteristik des zweiten Filters in Übereinstimmung mit der Eingangslichtleistung steuert, die von dem Eingangslicht-Messabschnitt (13A, 13B, 13C) gemessen wird.
  5. Ein optischer Wellenlängenmultiplex-Verstärker gemäß Anspruch 1, wobei: ein Ausgangsabweichungs-Detektierungsmittel (16) bereitgestellt ist zum Detektieren der Ausgangsabweichung zwischen dem Signallicht jeder Wellenlänge, die im Ausgangslicht enthalten ist, basierend auf Spontanemissionslicht, das durch das Verstärkungsmittel erzeugt wird; und das Gewinnangleichungssteuerungsmittel (13) die Verlustwellenlängencharakteristik der Gewinnangleichungsmittel (11B, 12B) in Übereinstimmung mit der Eingangslichtleistung, die durch das Eingangslicht-Messmittel (13A, 13B, 13C) gemessen wird, und der Ausgangsabweichung, die durch das Ausgangsabweichungs-Detektierungsmittel (16) detektiert wird, steuert.
  6. Ein optischer Wellenlängenmultiplex-Verstärker gemäß Anspruch 5, wobei: in dem Fall, wo das Verhältnis der Signallichtleistung des Eingangslichtes zur Leistung des Spontanemissionslichtes bei der Signallichtwellenlänge mit Bezug auf die Wellenlänge konstant ist; das Ausgangsabweichungs-Detektierungsmittel (16) bereitgestellt ist mit: einem Ausgangslichtabzweigungsabschnitt (16A) zum Abzweigen eines Teils des Ausgangslichtes; einem ersten Spontanemissionslicht-Extraktionsabschnitt (16B, 16C) zum Extrahieren von dem abgezweigten Licht durch den Ausgangslichtabzweigungsabschnitt lediglich das Spontanemissionslicht der Wellenlänge in der Nähe der kürzesten Signallichtwellenlänge in der maximalen Zahl der Eingangssignale; einem zweiten Spontanemissionslicht-Extraktionsabschnitt (16B, 16D) zum Extrahieren von dem abgezweigten Licht durch den Ausgangslichtabzweigungsabschnitt lediglich das Spontanemissionslicht der Wellenlänge in der Nähe der längsten Signallichtwellenlänge in der maximalen Zahl der Eingangssignale; und einem Berechnungsabschnitt (16, 16E, 16F) zum Bestimmen der Ausgangsabweichung des Ausgangssignallichtes basierend auf der Leistung des Spontanemissionslichtes, das von den ersten und zweiten Spontanemissionslicht-Extraktionsabschnitten extrahiert wird.
  7. Ein optischer Wellenlängenmultiplex-Verstärker gemäß Anspruch 5, wobei: in dem Fall, wo das Verhältnis der Signallichtleistung des Eingangslichtes zur Leistung des Spontanemissionslichtes bei der Signallichtwellenlänge mit Bezug auf die Wellenlänge nicht gleichmäßig ist; das Ausgangsabweichungs-Detektierungsmittel (16) bereitgestellt ist mit: einem Ausgangslichtabzweigungsabschnitt (16A) zum Abzweigen eines Teils des Ausgangslichtes; einem ersten Spontanemissionslicht-Extraktionsabschnitt (16B, 16C) zum Extrahieren von dem abgezweigten Licht durch den Ausgangslichtabzweigungsabschnitt lediglich das Spontanemissionslicht der Wellenlänge in der Nähe der kürzesten Signallichtwellenlänge in der maximalen Zahl der Eingangssignale; einem zweiten Spontanemissionslicht-Extraktionsabschnitt (16B, 16D) zum Extrahieren von dem abgezweigten Licht durch den Ausgangslichtabzweigungsabschnitt lediglich das Spontanemissionslicht der Wellenlänge in der Nähe der längsten Signallichtwellenlänge in der maximalen Zahl der Eingangssignale; und einen Eingangslichtabzweigungsabschnitt (17A) zum Abzweigen eines Teils des Eingangslichtes; einem dritten Spontanemissionslicht-Extraktionsabschnitt (17B, 17C) zum Extrahieren von dem abgezweigten Licht durch den Eingangslichtabzweigungsabschnitt lediglich das Spontanemissionslicht der Wellenlänge in der Nähe der kürzesten Signallichtwellenlänge in der maximalen Zahl der Eingangssignale; einem vierten Spontanemissionslicht-Extraktionsabschnitt (17B, 17C) zum Extrahieren von dem abgezweigten Licht durch den Eingangslichtabzweigungsabschnitt lediglich das Spontanemissionslicht der Wellenlänge in der Nähe der längsten Signallichtwellenlänge in der maximalen Zahl der Eingangssignale; und einen Berechnungsabschnitt (16, 16E, 16F, 17, 17E, 17F) zum Bestimmen der Ausgangsabweichung des Ausgangssignallichtes basierend auf der Leistung des Spontanemissionslichtes, das von den ersten bis vierten Spontanemissionslicht-Extraktionsabschnitten extrahiert wird.
  8. Ein optischer Wellenlängenmultiplex-Verstärker gemäß Anspruch 1, wobei: das Gewinnangleichungsmittel (3) mit einer Vielzahl von Gewinnangleichern (5) ausgestattet ist, die jeder einer unterschiedliche feste Verlustwellenlängencharakteristik aufweist, und das Gewinnangleichungssteuerungsmittel (4) einen aus der Vielzahl der Gewinnangleicher (5) in Übereinstimmung mit der Eingangslichtleistung auswählt, die durch das Eingangslichtmessmittel (2) gemessen wird, und den ausgewählten Gewinnangleicher mit dem optischen Verstärkungsmittel (1) verbindet.
  9. Ein optisches Kommunikationssystem, das mit einer Vielzahl der optischen Wellenlängenmultiplex-Verstärker nach Anspruch 1 ausgestattet ist, umfassend: optisches SN-Verhältnis-Messmittel (205) zum Messen des optischen SN-Verhältnisses des Wellenlängen multiplexten Signallichtes, das durch die Vielzahl der optischen Wellenlängenmultiplex-Verstärker (400) übertragen wurde; und Gewinnangleichungsverwaltungsmittel (205) zum sequentiellen Senden zu dem Gewinnangleichungssteuerungsmittel von jedem der Vielzahl der Wellenlängenmultiplex-Verstärker eines Verwaltungssignals zum Steuern der Verlustwellenlängencharakteristik des Gewinnangleichungsmittels, so dass das optische SN-Verhältnis, das durch das optische SN-Verhältnis-Messmittel gemessen wird, über einen aktuellen Wert hinaus verbessert wird.
  10. Ein optisches Kommunikationssystem nach Anspruch 1, wobei: das Gewinnangleichungsverwaltungsmittel (205) das Verwaltungssignal bevorzugt zu dem Gewinnangleichungssteuerungsmittel des optischen Wellenlängenmultiplex-Verstärkers sendet, der sich am Übertragungsende befindet.
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Families Citing this family (73)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6057959A (en) * 1998-05-22 2000-05-02 Ciena Corporation Optical amplifier having substantially uniform spectral gain
CA2375539A1 (en) * 1999-07-09 2001-01-18 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Optical amplifier and optical amplification method
JP2001186107A (ja) * 1999-12-24 2001-07-06 Fujitsu Ltd レベル調整方法並びにその方法を利用する波長多重伝送装置及びシステム
DE60138935D1 (de) * 2000-02-23 2009-07-23 Fujitsu Ltd Optischer Verstärker
US20030147126A1 (en) * 2000-04-13 2003-08-07 Lutz Rapp Method and device for regulating a medium with an amplifying effect, especially a fiber optical waveguide
US6980740B1 (en) * 2000-06-22 2005-12-27 Lucent Technologies Inc. Apparatus for detecting raman gain in an optical transmission system
DE10040472A1 (de) * 2000-08-18 2002-03-07 Siemens Ag Optische Verstärkeranordnung mit einem variabel einstellbaren Dämpfungsglied
WO2002019572A1 (fr) * 2000-08-31 2002-03-07 Fujitsu Limited Procede de demarrage d'un systeme de communication optique, procede d'agrandissement/de reduction de canaux, et support enregistre lisible par un ordinateur
US6900931B1 (en) * 2000-10-02 2005-05-31 Ciena Corporation Three-stage optical amplifier having flat spectral gain
US6621625B1 (en) 2000-12-13 2003-09-16 Avanex Corporation Optical node including three-stage optical amplifier with automatic gain and level control
JP4388705B2 (ja) * 2001-01-31 2009-12-24 富士通株式会社 光増幅器
US7106969B1 (en) * 2001-02-12 2006-09-12 Atrica Israel Ltd. Optical network terminator
JP2002268028A (ja) * 2001-03-09 2002-09-18 Furukawa Electric Co Ltd:The 可変光学フィルタユニットおよび可変利得等化システム
US20020131159A1 (en) * 2001-03-16 2002-09-19 Jun Ye Dynamic spectral filters with internal control
US6611371B2 (en) * 2001-03-16 2003-08-26 Corning Incorporated Single parameter gain slope adjuster for an optical system
US6529316B1 (en) * 2001-05-03 2003-03-04 Onetta, Inc. Optical network equipment with optical channel monitor and dynamic spectral filter alarms
JP4665344B2 (ja) 2001-06-04 2011-04-06 株式会社日立製作所 波長間レベル偏差や光ｓｎ偏差を補償する光伝送装置
US6483631B1 (en) * 2001-06-05 2002-11-19 Onetta, Inc. Optical amplifier spectral tilt controllers
US6545800B1 (en) * 2001-06-05 2003-04-08 Onetta, Inc. Depolarizers for optical channel monitors
EP1278315B1 (de) * 2001-07-20 2008-03-19 Alcatel Lucent Verstärkungsentzerrung in einem optischen Übertragungssystem
CN1324829C (zh) * 2001-08-03 2007-07-04 华为技术有限公司 密集波分复用系统的功率均衡的实现方法
US20030067670A1 (en) * 2001-10-04 2003-04-10 Lacra Pavel Dynamic optical spectral control scheme for optical amplifier sites
KR20030044110A (ko) * 2001-11-28 2003-06-09 삼성전자주식회사 1단 구조의 광 전치 증폭기
US7196840B2 (en) * 2001-11-29 2007-03-27 Broadband Royalty Corporation Amplitude balancing for multilevel signal transmission
JP3903830B2 (ja) 2002-04-05 2007-04-11 株式会社日立製作所 利得補償装置及びそれを用いた伝送システム
FR2838190B1 (fr) * 2002-04-08 2004-10-15 Cit Alcatel Dispositif de mesure et/ou de controle dynamique de perte de puissance dans une ligne de transmission optique a canal de supervision, et procede associe
JP3863057B2 (ja) 2002-04-24 2006-12-27 富士通株式会社 Ｗｄｍ光通信システムにおける主信号制御装置及びその方法
US7460296B2 (en) * 2002-04-30 2008-12-02 Pivotal Decisions Llc Compensation for spectral power tilt from scattering
JP4166036B2 (ja) * 2002-05-21 2008-10-15 富士通株式会社 透過波長特性可変の光学素子、並びに、それを用いた波長特性可変装置、光増幅器および光伝送システム
US7224514B2 (en) * 2002-06-27 2007-05-29 Nortel Networks Limited Using gain tilt for local compensation of unwanted power gradients
FR2843505B1 (fr) * 2002-08-09 2006-06-02 Cit Alcatel Dispositif d'amplification optique pour reseau optique a controle de gain automatique
JP4173720B2 (ja) * 2002-11-06 2008-10-29 富士通株式会社 光増幅器，光増幅器における通過波長特性制御方法および光伝送システム
US7202997B2 (en) * 2002-11-18 2007-04-10 Fujitsu Limited Optical amplifier and optical amplifier control method
DE10255165B4 (de) * 2002-11-27 2008-04-24 Deutsche Telekom Ag Verfahren und Vorrichtung zum Auskoppeln von Monitorsignalen aus einer Nachrichtenübertragungsstrecke sowie Nachrichtenübertragungsstrecke
KR100526560B1 (ko) 2002-12-07 2005-11-03 삼성전자주식회사 자동파워조절 기능을 갖는 광섬유 증폭기 및 그 자동 파워조절 방법
US7006280B2 (en) * 2002-12-17 2006-02-28 Jds Uniphase Corporation Multi-stage filtered optical amplifier
US6980355B2 (en) * 2003-02-28 2005-12-27 Intel Corporation Wavelength-tunable amplified optical splitter
KR100462029B1 (ko) 2003-03-14 2004-12-18 한국전자통신연구원 광섬유 증폭기 및 이의 제어 방법
US6865017B2 (en) * 2003-06-20 2005-03-08 Oplink Communications, Inc. Optical fiber amplifier with error correction
JP3936958B2 (ja) 2003-06-27 2007-06-27 富士通株式会社 増幅媒体性能シミュレーションの装置および方法並びに光増幅器
EP1654817A1 (de) * 2003-08-11 2006-05-10 Telecom Italia S.p.A. In bezug auf rauschen, verstärkung und bandbreite optimierter mehrstufiger optischer verstärker
KR100498954B1 (ko) * 2003-08-27 2005-07-04 삼성전자주식회사 루프-백 광원을 이용한 파장분할다중방식 수동형 광가입자망의 광 파장 트래킹 장치 및 방법
JP4246644B2 (ja) * 2004-01-21 2009-04-02 富士通株式会社 光受信器及び光伝送装置
JP4425740B2 (ja) 2004-08-02 2010-03-03 富士通株式会社 光増幅器
JP4703164B2 (ja) * 2004-10-25 2011-06-15 富士通株式会社 光増幅器
JP4773703B2 (ja) * 2004-10-26 2011-09-14 住友電気工業株式会社 光増幅器
JP4774846B2 (ja) * 2005-07-19 2011-09-14 住友電気工業株式会社 光増幅装置およびその制御方法
US7702201B2 (en) * 2006-06-08 2010-04-20 Industrial Technology Research Institute Gain flattening utilizing a two-stage erbium-based amplifier
US7535630B2 (en) * 2006-06-08 2009-05-19 Industrial Technology Research Institute Broadband hybrid two-stage optical amplifier
US7369300B2 (en) * 2006-07-20 2008-05-06 Ciena Corporation Optical amplifier pre-emphasis and equalization method and optical communications system incorporating same
US7924497B2 (en) * 2006-09-21 2011-04-12 Tyco Electronics Subsea Communications Llc System and method for gain equalization and optical communication system incorporating the same
JP5239141B2 (ja) * 2006-09-26 2013-07-17 富士通株式会社 光増幅装置およびその制御方法
JP4888152B2 (ja) * 2007-02-21 2012-02-29 日本電気株式会社 伝送システム及びシステム起動方法
JP5688532B2 (ja) * 2007-03-12 2015-03-25 独立行政法人情報通信研究機構 バーストモードエルビウム添加ファイバ増幅器
JP5476576B2 (ja) * 2007-03-12 2014-04-23 独立行政法人情報通信研究機構 バーストモードエルビウム添加ファイバ増幅器
JP5292731B2 (ja) * 2007-07-09 2013-09-18 富士通株式会社 光伝送装置
EP2225841B1 (de) * 2007-11-27 2013-07-24 Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ) Verfahren und systeme zur vergrösserung von reichweite und/oder aufteilung in passiven optischen netzwerken
JP2009065180A (ja) * 2008-10-06 2009-03-26 Fujitsu Ltd 光モニタ回路
JP5428278B2 (ja) * 2008-10-14 2014-02-26 富士通株式会社 光増幅器の制御装置
JP5381089B2 (ja) * 2008-12-25 2014-01-08 富士通株式会社 光信号処理装置
WO2010109641A1 (ja) * 2009-03-26 2010-09-30 富士通株式会社 光増幅器及び光受信装置
JP5667395B2 (ja) 2010-01-25 2015-02-12 富士通株式会社 光受信器
CN102845000B (zh) * 2010-04-22 2015-06-17 三菱电机株式会社 节点装置
JP5152248B2 (ja) * 2010-04-28 2013-02-27 富士通株式会社 光増幅器
JP6031870B2 (ja) * 2012-07-24 2016-11-24 富士通株式会社 光増幅器及び光信号の異常検出方法
US20150180583A1 (en) * 2012-07-25 2015-06-25 Nec Corporation Wavelength division multiplexing optical transmission device
KR101489279B1 (ko) * 2013-06-27 2015-02-04 주식회사 라이콤 자기 자동이득제어 분산형 라만증폭기의 자동이득제어방법
JP6248551B2 (ja) * 2013-11-05 2017-12-20 富士通株式会社 光伝送システム及び光伝送装置
EP3051692A1 (de) * 2015-01-30 2016-08-03 Alcatel Lucent Optische vorrichtung mit optischem halbleiterverstärker mit automatischer stromversorgungssteuerung
US20180241472A1 (en) * 2015-08-27 2018-08-23 Nec Corporation Equalizer, repeater and communication system
WO2017085822A1 (ja) * 2015-11-19 2017-05-26 三菱電機株式会社 光増幅装置
CN108899749B (zh) * 2018-06-28 2019-10-11 无锡市德科立光电子技术有限公司 低噪声指数掺铒光纤放大器设计优化方法
CN112887029B (zh) 2019-11-29 2022-08-26 华为技术有限公司 光放大器、光信号的处理方法及存储介质

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06169122A (ja) 1992-11-30 1994-06-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光ファイバ増幅装置
JP2751789B2 (ja) * 1993-07-14 1998-05-18 日本電気株式会社 光ファイバ増幅器
JP2715883B2 (ja) * 1993-12-28 1998-02-18 日本電気株式会社 光増幅装置
EP0713273B1 (de) * 1994-11-16 2001-04-04 Oki Electric Industry Company, Limited Faseroptischer Verstärker
JPH08248455A (ja) 1995-03-09 1996-09-27 Fujitsu Ltd 波長多重用光増幅器
JP3512264B2 (ja) * 1995-05-08 2004-03-29 富士通株式会社 光増幅装置
JP3739453B2 (ja) * 1995-11-29 2006-01-25 富士通株式会社 光増幅器及び該光増幅器を備えた光通信システム
JP3422398B2 (ja) * 1995-12-07 2003-06-30 富士通株式会社 重心波長モニタ方法及び装置、光増幅器並びに光通信システム
FR2747483B1 (fr) * 1996-04-15 1998-05-15 Alsthom Cge Alcatel Amplificateur optique a gain variable et a bande passante constante, et systeme de compensation automatique des variations des pertes dans une liaison optique, comportant un tel amplificateur
SE509968C2 (sv) * 1997-02-14 1999-03-29 Ericsson Telefon Ab L M Optisk förstärkare med variabel förstärkning
US6151157A (en) * 1997-06-30 2000-11-21 Uniphase Telecommunications Products, Inc. Dynamic optical amplifier
JP3452768B2 (ja) 1997-08-11 2003-09-29 富士通株式会社 光増幅のための方法及び装置並びに該装置を有するシステム
JP3638777B2 (ja) * 1998-02-04 2005-04-13 富士通株式会社 利得等化のための方法並びに該方法の実施に使用する装置及びシステム
US5963361A (en) * 1998-05-22 1999-10-05 Ciena Corporation Optical amplifier having a variable attenuator controlled based on detected ASE

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