KR20010113641A - 파워 종속 피드백을 갖는 광증폭기 - Google Patents

파워 종속 피드백을 갖는 광증폭기 Download PDF

Info

Publication number
KR20010113641A
KR20010113641A KR1020017008599A KR20017008599A KR20010113641A KR 20010113641 A KR20010113641 A KR 20010113641A KR 1020017008599 A KR1020017008599 A KR 1020017008599A KR 20017008599 A KR20017008599 A KR 20017008599A KR 20010113641 A KR20010113641 A KR 20010113641A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
amplifier
optical
power
wadm
cavity
Prior art date
Application number
KR1020017008599A
Other languages
English (en)
Inventor
그레고리 제이. 코울
더글러스 더블유. 홀
토마스 더블유. 맥나마라
치아 씨. 왕
Original Assignee
알프레드 엘. 미첼슨
코닝 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 알프레드 엘. 미첼슨, 코닝 인코포레이티드 filed Critical 알프레드 엘. 미첼슨
Publication of KR20010113641A publication Critical patent/KR20010113641A/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/29—Repeaters
    • H04B10/291—Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form
    • H04B10/293—Signal power control
    • H04B10/294—Signal power control in a multiwavelength system, e.g. gain equalisation
    • H04B10/296—Transient power control, e.g. due to channel add/drop or rapid fluctuations in the input power
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/13—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude
    • H01S3/1301—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude in optical amplifiers
    • H01S3/1302—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude in optical amplifiers by all-optical means, e.g. gain-clamping
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J14/00—Optical multiplex systems
    • H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems
    • H04J14/0221—Power control, e.g. to keep the total optical power constant
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J14/00—Optical multiplex systems
    • H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems
    • H04J14/0201—Add-and-drop multiplexing
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
    • H04Q11/0001—Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
    • H04Q11/0005—Switch and router aspects
    • H04Q2011/0037—Operation
    • H04Q2011/0049—Crosstalk reduction; Noise; Power budget

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Lasers (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

광 증폭기는 파워 종속 손실 소자(PDLE)를 포함하는 광 피드백 공진 레이저 캐비티(OFRC)를 포함하며, PDLE 상의 입사 레이저 파워는 캐비티 손실을 감소시키도록 증가한다. PDLE가 있는 OFRC는 각각 WDM 증폭기 또는 단일 채널 파워 평형 증폭기(PEA)에 대하여 광 이득 제어 또는 광 파워 제어를 제공한다. 그 적어도 일부가 펌프원을 통상적으로 분배하는 이러한 증폭기의 하나 이상을 구체화하는 1×N×N WADM 노드 및 단일 채널 광 증폭기에서 과도 파워 변화를 제어하고 증폭기의 입력에서 동적인 가변 작동 조건에 종속하는 WDM 광 증폭기에 있는 DC 이득 오차를 감소시키는 방법이 또한 개시되어 있다.

Description

파워 종속 피드백을 갖는 광증폭기{OPTICAL AMPLIFIER WITH POWER DEPENDENT FEEDBACK}
파장분할 다중송신(WDM)은 현재의 광섬유 네트워크의 용량을 증가시키는 확실한 기술이다. 통상적인 WDM 시스템은 다중 광신호 채널을 사용하며, 각 채널은 특별한 파장 또는 파장 밴드로 할당된다. WDM 시스템에서, 광신호 채널은 개별적인 광신호 채널로 이루어진 광신호를 형성하기 위해 발생되어 멀티플렉스되고, 단일 도파관을 통하여 전송되며, 각 채널이 지정된 수신기로 가는 독립적인 루트를 갖도록 디멀티플렉스된다. 다중 광 채널은 원거리 전송에 대하여 WDM 시스템의 사용을 용이하게 하기 위해 에르븀이 도프된 섬유 증폭기(EDFAs)와 같은 광 증폭기에서 동시에 증폭될 수 있다.
애드-드롭(add-drop) 멀티플렉서는 예를 들면, 통신 네트워크에 있는 노드에서 멀티플렉스된 스트림(stream)으로부터 하나 또는 그 이상의 채널을 추출하고 남은 채널은 변하지 않고 다음 노드를 통하여 통과하면서 전송용의 새로운 채널을 멀티플렉스된 스트림에 부가하기 위해 사용된다. 이러한 장치의 또 다른 응용은 재배열할 수 있는 광 네트워크의 노드를 루팅하는 것, 즉, 어떤 정보 스트림을 재루팅하고 그 결과 트래픽 조건이 변화되거나 또는 노드로부터 실패한 다운스트림을 수정하기 위한 것이다.
도 1에 개략적으로 도시된 바와 같이, 통상적인 WADM 노드(120)는 각각의 이득-제어된 입력 및 출력 증폭기(121, 123), 한 쌍의 1×N 및 N×1 멀티플렉서/디멀티플렉서(125, 127), 및 애드/드롭 스위치(129)의 어레이로 구성된다. 이러한 형태의 WADM 노드는 단일 입력 증폭기 및 단일 출력 증폭기가 있고 양자는 이득이 평탄화된 및 이득 제어된 증폭기와 같기 때문에 1×N×1 노드라고 한다. 파장 애드/드롭 멀티플렉싱은 신호가 서로 다른 네크워크로부터 루트가 되거나 또는 서로 다른 범위를 통하여 전파한다. 그 결과, 각 애드/드롭 스위치가 상당히 변화한 후의 일 채널 당 파워는 YdB로 말한다. 각 노드의 출력에서의 채널 파워를 균등화하는 접근방법은 채널 당 파워를 모니터링하고 일정한 채널 파워를 유지하기 위하여 각 채널 경로에 가변 광 감쇠기(VOA)(131)를 사용한다. 느린 VOA 응답 특징 때문에 채널 부가에 대한 세틀링 시간(settling time)은 VOA 기술이 사용됨에 따라 밀리초 내지 초의 범위에서 변화한다. 비록 VOA 응답 시간이 현재 문제가 있지는 않지만(트래픽 중단이 스위치된 채널에 기대됨), 존속하는 채널의 필요한 보호에 의해 부과되어 출력 증폭기 내에 상당한 펌프 파워 불이익이 있다. 예를 들면, 피드백 제어가 있는 VOA는 상술한 바와 같이, YdB 값(즉, 선형 스케일로 10(Y/10))에 의해 채널 사이에서 변화할 수 있는 채널 파워를 고르게 하여야 한다. N-1 채널이 YdB 초과 파워를 갖도록 동시에 모두 부가되는 최악의 경우에 신호를 보호하기 위해, 출력 증폭기의 펌프 파워는 VOA가 응답할 수 있기 전에 파워의 (10(Y/10)×(N-1)+1 채널을 유지하기 위해 필요하다. 다시 말하면, 존속하는 채널을 보호하기 위해 펌프 파워 불이익은 만일 N이 크다면 거의 YdB가 된다.
이러한 문제를 극복하기 위해 제시된 하나의 접근 방법은 N개의 광학적으로 제어된 출력이 있기 때문에 1×N×N 구조로 설명된 것을 형성하기 위해 VOA 및 도 2에 개략적으로 도시된 바와 같은 다수의 병렬 파워 평형 증폭기(PEAs)를 갖는 1×N×1 구조의 출력 증폭기로 대치하는 것으로 구성된다. 각 PEA는 출력 신호 파워가 펌프 파워에 의해 결정되고 입력 파워가 실질적으로 독립적으로 되도록 하기 위하여 포화 체계에서 작동하도록 설계될 수 있다. 시뮬레이션 결과는 PEAs의 출력 파워가 6dB의 입력 파워 차이에서 단지 0.5dB가 다를 수 있고 1dB 차이가 실험적으로 확인된 것을 보여준다. 비록 이러한 접근 방법은 VOAs 및 합성 출력 증폭기가 시스템으로부터 제거되고, 각 PEA에 대한 분리 펌프 다이오드가 분할 펌프원에 의해 대치된다는 점에서 비용에서 효과적이고, 각 병렬 증폭기의 과도(채널이 애드/드롭됨) 파워 제어에 대한 필요성이 있다. 이러한 제어 없이 증폭기의 반전은 채널이 드롭될 때 더 높고, 다른 채널이 증폭기로 되돌아가 부가될 때 큰 과도 파워 스파이크(spike)가 있다. 증폭을 반복함에 따라 증폭기 체인에 따른 이러한 과도 스파이크는 성분을 손상시키거나 존속하는 채널을 보호하기 위해 균등한 큰 펌프 파워 불이익이 있을 수 있다. 그러나, 이러한 병렬 증폭기는 펌프원을 분할하기 때문에, 개별적인 과도 제어는 펌프 파워를 조절하는 것과 같은 통상적인 전기적 제어에 의해 용이하게 달성되지 않는다.
이러한 문제점을 극복하는 하나의 방법은 비록 병렬 증폭기가 펌프 파워를 분할하더라도 과도 제어가 이러한 병렬 증폭기에 개별적으로 적용되도록 하기 위하여 각 PEA 내의 광 피드백 공진 레이저 캐비티(OFRC)를 구체화하는 것이다. PEAs의 과도 파워를 제어하기 위해, OFRC는 신호 채널이 PEA에 나타날 때 광 파워 제어(OPC) 레이저가 턴온되도록 하기 위하여 구성되고, PEA는 신호 채널에 의해 단지 포화되고 신호 채널은 펌프 레이저에 의해 제공된 이용 가능한 에너지 전부를 추출한다. 그러나, 신호 채널 사이에 YdB의 전력 변화가 있을 수 있기 때문에, OPC 레이저는 최저의 가능 채널 파워를 갖는 신호 채널에 의해 턴오프되어야 한다. 이러한 작동 조건을 달성하기 위하여, OFRC의 캐비티 손실은 높아야 한다. 그러나, 고 손실은 레이저가 턴온할 때 낮은 OPC 레이저 파워, 따라서 높은 증폭기 반전을 생성한다. 그 결과, 만일 높은 파워의 신호 채널이 낮은 파워의 OPC 레이저로 포화되는 고 반전된 PEA로 부가된다면, 고 반전 때문에 과도 파워 스파이크가 발생될 것이다. 과도 스파이크를 제거하기 위해, OFRC는 낮은 캐비티 손실 및 높은 OPC 레이저 파워가 필요하다. 이것은 OFRC내에 고손실 및 저손실을 갖는 모순을 나타낸다.
상술한 PEAs의 과도 파워 제어에 더하여, 도 1 및 2에 도시된 WDM 입력 증폭기는 정상 상태(DC) 이득 오차를 감소시키도록 이득 제어된 것이다. WDM 광 증폭기 내의 이러한 제어를 실행하는 종래의 기술은 광 이득 제어(OGC) 레이저 캐비티와 같은 OFRC로 각 증폭기를 구성하는 것을 포함한다. 이러한 구성에서 광 이득이 레이징 파장에서 수동 손실과 동일해야 하는 것은 잘 알려져 있다. 그 결과, 균질한 매체에 대하여, 주어진 스펙트럼의 전체 파장에서의 광 이득은 이득이 특수한 파장에서 고정될 때 고정된다. 따라서, 증폭기의 이득 스펙트럼은 OGC 레이저 파장 및 그 파장에서 수동 손실이 결정되면 결정된다.
에르븀 도프 섬유(EDF)는 광 증폭에 대하여 순수한 균질한 매체가 아니며 어느 정도 불균질성을 나타낸다는 것은 본 발명분야에 알려져 있다. 이러한 환경은 스펙트럼 홀 버닝(spectral hole burning)의 현상을 발생시킨다. OGC 레이저의 파워가 증가할 때, 예를 들면, 채널을 드롭하거나 또는 펌프 파워를 증가함에 의하여, 레이징 파장에서의 스펙트럼 홀은 깊어지고, 그 결과 신호 밴드에서 정상 상태(DC) 이득 오차가 된다. 이것은 도 3a에 개략적으로 도시되어 있다. 따라서, 신호가 애드되거나 드롭될 때, 또는 펌프 파워가 변화할 때, OGC 레이저에 의한 스펙트럼 홀 버닝에 의해 발생되는 이득 오차를 해결할 필요가 있다.
본 발명은 일반적으로 광섬유 WDM 전송 시스템 및 거기에 사용되는 광증폭기에 관한 것으로, 특히, 광 이득 제어(OGC) 또는 광 파워 제어(OPC)에 대한 파워 종속 손실 소자(PDLE)를 포함하는 광 피드백 공진 레이저 캐비티(OFRC) 및 비록 증폭된 파장 애드/드롭(add/drop) 멀티플렉스된 전송 노드에 한정되지 않지만 이러한 제어에 특히 유용한 방법에 관한 것이다.
도 1은 종래의 단일 입력 및 출력 증폭기를 갖는 1×N×1 WADM 노드를 도시한 개략도.
도 2는 병렬 파워 평형 증폭기(PEAs)를 갖는 종래의 1×N×N WADM 노드 및 일반적으로 분리된 펌프의 개략도.
도 3a는 본 발명에 따른 PDLE가 없는 서로 다른 신호 채널 카운트에 대한 두 이득 대 파장 곡선의 그래프.
도 3b는 본 발명에 따른 PDLE가 있는 서로 다른 신호 채널 카운트에 대한 두 이득 대 파장 곡선의 그래프.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 PDLE를 포함하는 OFRC를 갖는 증폭기의 개략도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 PDLE에 대한 파워 종속 손실 대 OGC 레이저로부터의 입사 레이저 파워의 그래프.
도 6은 본 발명에 따라 OGC 캐비티 손실이 고정될 때(VOA 만 있음) 및 OGC 캐비티가 PDLE를 포함할 때 OGC 증폭기에 의해 증폭된 이득의 데이터 포인드의 두 세트 대 파장의 그래프.
도 7은 본 발명에 따라 7개의 채널 및 하나의 채널이 각각 드롭될 때, 증폭기가 OGC 캐비티 내에 고정된 손실 및 PDLE을 가질 때 OGC 증폭기에 의해 증폭된 8개의 광 신호 채널에 대한 이득 오차 세트 대 파장의 그래프.
도 8은 본 발명에 따라 PDLE가 있고 또한 없는 OGC 증폭기에 대한 존속하는 채널이 드롭되거나 부가될 때 1533 mm 신호 채널에 대한 과도 이득 오차 대 시간의 두 개의 대비되는 그래프.
도 9는 -6dBm의 파워를 갖는 1557.2nm 채널이 PEA에 부가될 때, 제어가 없는 단일 채널 증폭기(PEA), 고정된 손실을 갖는 광 피드백 제어 및 OFRC 내의 PDLE가 있는 광 피드백 제어에 대한 출력 파워 대 시간의 세 개의 대비되는 그래프.
본 발명의 실시예는 이득 매체; 상기 이득 매체를 활성화시키기 위해 이득 매체에 접속되는 펌프원; 상기 이득 매체에 접속되는 광 피드백 공진 레이저 캐비티(OFRC); 및 입사 레이저 파워의 증가 함수에 따라 감소하는 손실을 나타내는 OFRC 내의 파워 종속 손실 소자(PDLE)를 포함한다. 본 발명에 따라 PDLE를 갖는OFRC는 단일 채널 증폭기에 위한 WDM 증폭기 또는 광 파워 제어(OPC)에 대해 광 이득 제어(OGC)를 제공하며, 이들 중 하나는 증폭기 입력 조건의 동적인 변화에 종속한다. 본 실시예의 바람직한 면에서, PDLE는 가포화 흡수체와 같은 수동 메커니즘이다. 가포화 흡수체는 희토류 도프 섬유의 길이가 될 수 있고, 더욱 바람직하게는 에르븀 도프 섬유이다. 선택적인 면에서, PDLE는 광 강도 변조기, 즉, 피드백 제어를 갖는 음향-광 변조기 또는 전기-광 변조기와 같은 능동 메커니즘이다. 바람직한 OFRC는 링 캐비티 또는 선택적으로 선형 캐비티의 형태이다. 증폭기에 OFRC를 접속하는데 사용되는 OFRC 구조 및 관련 부품은 레이저의 레이징 범위를 실질적으로 결정할 것이다. 예를 들면, 링 캐비티는 신호 밴드 파장을 전송하고 OGC 레이저 또는 OPC 레이저의 파장 밴드를 피드백 캐비티로 접속하는 두 개의 파장 선택 커플러를 통하여 증폭기에 접속되는 것이 바람직하다. 이와 유사하게, 선형 캐비티는 레이징 파장에 따른 반사 광 및 신호 밴드 파장에 따라 전송된 광을 갖는 캐비티 단부 반사기/전송기로서 격자구조를 사용하는 것이 바람직할 것이다. 증폭기는 EDFA가 바람직하나, 선택적으로 반도체 증폭기, 라만(Raman) 증폭기, 브릴로우인(Brillouin) 증폭기 또는 통상적인 또는 확장된 광 대역폭에서 작동하는 다른 형태의 증폭기가 될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 파장 애드/드롭 멀티플렉스(WADM) 증폭된 광 전송 노드는 파장 범위 Δλin를 갖는 광신호를 각각 분리 파장 λi(i= 1에서 N까지)를 갖는 다수의 N 광 신호, 또는 각각 파장 범위 Δλj(j= 1에서 N-1까지)를 갖는 복수의 N광 신호로 디멀티플렉싱하기 위해 Min≥1 이고 Nout≥1인 Min×Nout포트 디멀티플렉서; N 애드/드롭 신호 전파 경로는 각각 Nout포트의 일 단부에 접속되고, 각 신호 전파 경로는 이득 매체를 갖는 광 증폭기를 포함하며;
N 애드/드롭 신호 전파 경로의 다른 단부에 접속하는 Nin광 신호의 적어도 일부를 멀티플렉싱하기 위해 Zout≥1인 Nin×Zout포트 멀피플렉서를 포함하되, 다수의 N 광 증폭기 각각은 증폭기의 상기 이득 매체에 접속된 광 피드백 공진 레이저 캐비티(OFRC)를 포함하고, PDLE로 들어가는 입사 레이저 광의 강도의 증가 함수에 따라 또는 그 역에 따라 감소하는 손실을 나타내는 파워 종속 손실 소자(PDLE)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 광 증폭기 실시예에 따라, 바람직한 OGC 또는 OPC 레이저 캐비티는 링 캐비티 또는 선택적으로 선형 캐비티의 형태이고, 레이징 파장은 커플링된 파장에 의해 실질적으로 결정된다. 예를 들면, 링 캐비티는 신호 밴드 파장을 전송하고 레이저 파장을 접속하는 두 개의 파장 선택 커플러를 통하여 증폭기에 접속되는 것이 바람직할 것이다. 이와 유사하게, 선형 캐비티는 레이징 파장에 따라 반사된 광및 신호 밴드 파장에 따라 전송된 광을 갖는 캐비티 단부 반사기/전송기로서 격자구조를 사용하는 것이 바람직할 것이다. 본 발명의 바람직한 면에서, PDLE는 다시 가포화 흡수체와 같은 수동 메커니즘이다. 가포화 흡수체는 희토류 도프 섬유의 길이일 수 있고, 더욱 바람직하게는 에르븀 도프 섬유이다. 선택적인 면에서, PDLE는 광 강도 변조기, 즉 피드백 제어를 갖는 음향-광 변조기와 같은 능동 메커니즘이될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 작동 조건에 동적으로 종속하는 출력 파워를 갖는 증폭기의 이득 매체에 접속되는 OFRC를 포함하며 단일 채널 광 증폭기 내의 과도 파워 변화를 제어하거나 또는 증폭기의 입력에서 동적인 가변 작동 조건에 종속하는 WDM 광 증폭기 내의 DC 이득 오차를 감소시키는 방법은 OFRC의 입사 출력 파워가 증가하거나 또는 그 반대로 됨에 따라 OFRC의 캐비티 손실을 감소시키는 단계를 포함하여 증폭기 이득 매체의 반전이 증폭기 내의 이득 또는 파워 변화를 감소시키도록 동적으로 변화하는 것을 포함한다.
상술한 본 발명은 개선된 광 이득 또는 파워 제어를 위한 장치 및 방법을 제공한다. 광(전기에 대조됨) 제어의 이점은 수동(즉, 이득 리플, 신호 입력 파워 및 펌프 파워에 실질적으로 독립적인) 및 자급식의 이익을 포함한다. 본 발명은 정밀한 채널 파워가 중요하고 각 1×N×N 노드에서 파워 "재평형(re-equalization)"에 이점이 있는 솔리톤 전파 시스템 뿐만 아니라 WADM 응용에서 특히 유용하다. 각 1×N×N 노드에서 채널 파워는 PEA 후에 재균등화되기 때문에 출력 파워는 입력 파워에 독립적이고 이득 리플은 증폭기 연쇄에 따라 축적하지 않는다.
본 발명의 추가적인 특징 및 이점은 하기의 상세한 설명에 의해 나타날 것이고, 부분적으로 첨부된 도면 뿐만 아니라 상세한 설명 및 청구범위에 기술된 본 발명의 실행에 의해 당업자에게 인식될 것이다.
하기의 일반적인 설명 및 상세한 설명은 본 발명의 바람직한 예시를 위한 것이고, 청구범위의 발명의 특성 및 범주에 따라 범주가 정해질 것이다.
첨부된 도면은 본 발명의 이해를 위해 포함되었고 구체화되며 명세서의 일부를 구성한다. 도면은 본 발명의 실시예를 도시하였고 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리 및 작동을 설명하는데 도움이 될 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 가능하면, 전체 도면을 통하여 동일 또는 유사한 부분에는 동일한 참조번호를 사용한다. 본 발명의 광 증폭기의 바람직한 실시예가 도 4에 도시되어 있고 일반적으로 참조번호 10으로 표시된다.
본 발명을 설명하기에 앞서, 여기에 기술되는 두가지 형태의 광 제어, 즉, 광 파워 제어(OPC) 및 광 이득 제어(OGC)에 언더라인을 하여 설명함으로써 본 발명의 이해를 돕고자 한다.
광 파워 제어(Optical Power Control)
여기에 사용되는 파워 평형 증폭기(PEAs)는 WDM 증폭기(광 이득 제어에 관련하여 후술됨)에 대조되는 포화 상태에서 작동되는 단일 광 신호 채널 증폭기이다. 신호 채널이 드롭되면, PEA에서 더 이상 포화되지 않고 동시에 PEA의 반전은 상대적으로 높다. 만일 신호 채널이 고 반전 조건하에서 증폭기에 입력되어 부가되면, 해로운 것으로 알려진 과도 파워 스파이크가 생길 것이다. 광 피드백 공진 캐비티(OFRC)를 통한 광 파워 이득(OPC)의 아이디어는 OPC 레이저의 파워가 증폭기 반전을 조절을 증가시키도록 하기 위해 드롭될 때 OPC 레이저를 "턴온(turn on)"한다. 이러한 OPC 레이저의 턴온은 광 피드백 캐비티 내의 손실을 제어함으로써 달성될 수 있다. 만일 단일 드롭 상태에서 OPC 레이저 파장에서의 증폭기 이득이 광 피드백 캐비티 손실보다 높다면, OPC 레이저는 턴온(레이징)하고 신호가 드롭될 때 증폭기 이득의 값을 캐비티 손실과 동일하게 낮추도록 구동한다. 그 후 OPC 레이저는 증폭기를 포화시키고 증포기 증폭기 반전을 조절한다. 이상적으로는, OPC 레이저는 신호 채널이 증폭기에 부가될 때 "턴오프(turn off)"되고, 그렇지 않으면, OPC 레이저는 펌프원에 의해 제공된 에너지의 일부를 추출하고, 단지 신호를 갖는 PEA를 포화시킴으로써 파워 평형의 개념이 실패한다. 더욱이, 신호 파워는 YdB와 같은 인자에 의해 변화될 수 있기 때문에, 가능한 최저의 채널 파워를 갖는 단일 채널을 부가하여 OPC가 턴오프 되는 것이 중요하다. 이것은 광 피드백 캐비티에 고정된(높은) 손실을 둠으로써 달성될 수 있다. OPC 레이저 파장에서, 손실은 신호가 나타날 때 OPC 레이저가 레이징을 멈추도록 하기 위하여 가능한 최저의 신호 파워에 의해 포화되는 증폭기의 이득 보다 높아야 한다. 그러나, 높은 캐비티 손실은 신호가 드롭될 때 낮은 OPC 레이저 파워 및 고 증폭기 반전을 의미한다. 만일 부가된 채널이 더 높은 파워를 갖는다면, 고 증폭기 반전 때문에 과도 파워 스파이크가 발생한다. 과도 파워 스파이크를 감소시키기 위하여, 광 피드백 캐비티 내의 고정된 손실이 감소하여야 한다. 만일, 캐비티 손실이 고정되면, 높은 또는 낮은 광 피드백 캐비티 손실을 갖는 모순이 있다.
이러한 모순은 후술하는 광 피드백 레이저 캐비티 내의 PDLE를 구체화 함으로써 극복된다. 신호가 발생할 때, OPC 레이저 파워는 에너지 반전 때문에 감소한다. 그 결과, PDLE로부터의 캐비티의 손실은 증가한다. 광 피드백 캐비티 내의 증가하는 파워 종속 손실은 OPC 레이저 파워를 더욱 감소시킨다. PDLE 및 OPC 레이저 파워 사이의 피드백 효과는 OPC 레어저를 턴오프시킨다. PDLE와 더불어 OPC 레이저는 약한 신호 파워로 턴오프될 수 있다. 한편, 신호가 드롭될 때, 증폭기 반전(증폭기 이득) 및 증폭된 순간 방출(ASE)은 증가한다. 파장 선택 성분의 중심 파장 주위에 더 많은 ASE가 캐비티로 주입되어 PDLE로 가고, PDLE의 손실은 드롭된다. 따라서, 캐비티 손실은 감소하여 캐비티 내에 더욱 많은 피드백이 발생하고 캐비티로 주입되는 ASE의 강도가 증가한다. 특히, 파워 종속 손실은 OPC가 턴온되기에 충분히 낮게 되고, PDLE은 낮은 손실 조건으로 OPC 레이저에 의해 구동된다. 본 발명에 따른 PDLE와 함께, 캐비티는 낮은 손실을 갖고 일단 OPC 레이저가 턴온되면 이득 매체는 저 반전을 갖는다. 더욱이, OPC 레이저가 턴온될 때, 증폭기 반전은 가능한 최고의 부가된 신호 파워에 의해 포화되는 반전에 비교된다. 따라서, 과도 파워 스파이크로부터 발생되는 높은 파워 신호는 감소된다.
광 이득 제어(Optical Gain Control)
통상적으로 EDFA는 그 포화 체계에서 작동된다. 따라서, 다중 채널(WDM) EDFA의 이득 스펙트럼은 입력 파워 또는 펌프 파워의 변화와 같은 증폭기 입력 조건에 따라 변화한다. 이것은 특히 해로운 것으로 알려진 이득 익스커전(gain excursions)을 발생시킨다. 광 피드백 공진 캐비티(OFRC)를 통한 광 이득 제어(OGC)의 아이디어는 결과적인 이득 익스커전을 보상하기 위하여 입력 조건이 변화함에 따라 OGC 레이저의 파워가 동적으로 변화한다. 그러나, 에르븀 이득 매체는 균질하기 때문에, OGC 레이저는 OGC 레이징 파장에서 이득 스펙트럼 내의 스펙트럼 홀을 버닝한다. 그 결과, OGC 레이저의 파워가 채널의 드롭에 의해 또는 펌프 파워의 증가에 의해 증가될 때, 예를 들면, 레이징 파장에 있는 스펙트럼 홀은 깊어진다. 만일, 레이저 캐비티 손실이 고정되면, 펌프된 에르븀 이득 매체의 반전은 광 손실이 동일해지는 값에서 광 이득을 스펙트럼 홀의 바닥에 유지하기 위해 증가하여야 한다. 따라서, 증폭된 채널의 이득은 DC 이득 오차를 발생시키도록 증가한다. 이것은 도 3a(캐비티 내에 PDLE가 없는 경우)에 도시되어 있다. 반대로, 도 3b에는 본 발명에 따른 PDLE가 캐비티 손실이 입사 OGC 레이저 광의 강도를 증가함에 따라 감소하도록 하기 위하여 레이저 캐비티 내에 구체화 될 때, 파워 종속 손실은 증폭기 반전을 낮추고 OGC 레이저에 의해 버닝하는 스펙트럼 홀에 의해 발생하는 반전을 증가시키는 효과를 보상한다. 따라서, DC 이득 오차는 감소한다.
본 발명에 따라서, 도 4를 참조하면, 광섬유 증폭기(10)는 증폭기의 입력(14) 및 출력(16)에 접속되는 에르븀 도프 섬유(EDF) 길이 형태의 이득 매체를 포함한다. 광 피드백 공진 레이저 캐비티(OFRC)(30), 바람직하게는 링 캐비티 형태는 EDF(12)의 각각 다운스트림 및 업스트림 상에 있는 파장 선택 커플러(24, 26)를 통하여 증폭기에 접속된다. 커플러(24, 26)로부터 및 커플러로 접속된 파장은OFRC(30) 내의 레이저 파장을 실질적으로 결정한다. 광 절연체(isolator)(28)는 도시된 바와 같이 입력신호에 공동의 방향인 시계 방향으로 이동하는 레이저 신호의 방향(OGC 레이저 또는 OPC 레어저의 방향)을 바람직하게 결정한다. EDF 이득 매체를 활성화하는 펌프원(18)은 바람직하게는 WDM 커플러인 커플러(20)를 통하여 EDF(12)의 입력에 접속된다. 펌프원(18)은 바람직하게는 980nm 또는 1480nm 레이저 다이오드이다. 도 4의 배열은 공동 전파 신호 및 펌프(도 4의 좌측에서 우측으로)를 제공하나, 신호에 대하여 반대-전파하도록 EDF(12)의 출력에 근접하여 배열될 수 있다. 선택적으로, 증폭기(10)는 본 기술분야에서 잘 알려진 사이드 활성(side excitation) 또는 클래딩 펌핑(cladding pumping)을 이용할 수 있다. 도 4에 도시된 바람직한 실시예에서, 가변 광 감쇠기(VOA)(32)는 VOA(32)의 OFRC 다운스트림 내에 배치되는 파워 종속 손실 소자(PDLE)(34)에 따라 OFRC(30) 내에 배치된다.
본 발명에 따르면, PDLE(34)는 OGC 레이저 또는 OPC 레이저로부터 나오는 입사 광 강도의 증가에 따라 그 손실값(및 이에 따른 캐비티 손실)이 감소하도록 특성화된다. 이것은 PDLE(34)의 파워 종속 손실 특성을 개략적으로 나타내는 도 5에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, PDLE의 손실은 PDLE 증가시키는 입사 광 강도에 따라 비선형적으로 감소한다. 바람직한 실시예에서, PDLE은 가포화 흡수체와 같은 수동 구조이다. 본 발명분야의 기술자는 I13/2상태 및 바닥 상태 사이의 전자 운동 때문에 EDF가 이러한 응용에 적절하다는 것을 이해할 것이다. 가장 바람직하게는, 가포화 흡수체는 짧은 I13/2상태의 Er 1ms보다 작은 이온 수명을 갖는 EDF(12)의 길이이다. 염료(dyes) 또는 반도체 가포화 흡수체와 같은 다른 가포화 흡수체가 또한 적절하다. 선택적인 실시예에서, PDLE(34)는 증폭기의 부하 조건에 따라 동적으로 캐비티 손실을 조정하기 위한 피드백 제어를 갖는 음향-광 변조기와 같은 레이저 광 강도를 조절하는 능동 장치이다.
본 발명에 따른 PDLE(34)에 조합된 링 기하구조의 OFRC(30)는 각각 WDM 증폭기 또는 PEA에 대해 광 이득 제어(OGC) 또는 광 파워 제어(OPC)를 효과적으로 제공한다. 선택적인 구성은 거울, 격자, 필터 또는 다른 적절한 성분과 같은 단부 반사기를 갖는 선형 OFRC 기하구조(도시되지 않음)를 포함할 수 있다.
비록 펌프원(18) 및 EDF(12)의 조합이 1500nm 통신 창(약 1520-1565nm에서 C-밴드 및 약 1565-1625nm에서 L-밴드)에 있는 매체를 증폭하는 신호를 제공하고, 본 발명은 여기에 한정되지 않고, 본 발명분야의 기술자에 의해 적당한 스펙트럼 이득 매체가 사용될 수 있다. 예로써 전류 펌프원 또는 유리, 유리 세라믹, 하이브리드, 또는 적절한 활성 소스의 형태의 서로 다른 희토류 도프 도파관을 갖는 반도체 광 증폭기를 포함할 수 있다.
도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 OGC 실시예를 후술한다. OFRC(30)를 갖는 EDFA(10)는 파워 종속 손실 소자(34)를 포함한다. PDLE(34)는 도 5에 도시되는 파워 종속 손실 특성을 나타내는 1m 길이의 EDF(12)이다. VOA(32)는 1527nm의 레이징 파장에서 레이저 캐비티(30)에 대해 고정된 손실을 제공하고 증폭기의 이득 스펙트럼을 설정하기 위해 8.3dB로 설정된다. 8 파장 (채널)에서 광 이득은 채널당 파워 -10dBm을 갖는 8개의 포화 신호로 측정된다. 비교를 위하여, 9.5dB로 설정된PDLE(34)가 없고 VOA(32)가 있는 OFRC(30)의 성능이 특성화된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 두 조건에 대한 이득 스펙트럼은 필수적으로 동일하고 약 16dB의 평균 이득을 나타낸다. 이득 스펙트럼을 제공하기 위해 필요한 펌프 파워는 PDLE가 존재한는 20.8dBm이다. 채널당 출력파워를 가정한 파워를 갖는 4개의 채널을 실제적으로 나타내는 각 포화 채널은 실제적인 메트로폴리탄 WDAM 시스템에 대해 0dBm이다. 그 결과, 비록 단지 8 채널이 사용되었지만, 두개의 OGC는 32-채널 파워 부하를 갖는 EDFA에 대해 동등한 것으로 평가된다. PDLE가 있고 없는 OGC에 대한 신호 채널의 드롭에 기인한 이득 오차(ΔG)는 도 7에 도시되어 있고, 이득 오차는 EDFA의 전체 이득으로부터 이득의 최대 편차로 정의된다. OGC 캐비티(30)에 PDLE가 없는 경우, 존속하는(드롭되지 않은) 채널의 이득은 OGC 레이저 파워의 증가에 의해 발생하는 스펙트럼 홀 깊이의 증가 때문에 드롭된 채널의 수가 증가한다. 7 채널이 동시에 드롭되는 최악의 경우, 이득 오차는 1533nm에 대하여 약 1.3dB의 크기이다. 캐비티 내의 PDLE가 있는 경우, 채널 전체는 하나의 채널이 드롭될 때 네거티브 이득 오차를 얻는다. 더욱 많은 채널이 드롭되면, 채널 이득은 증가한다. 마지막으로, 7 채널이 드롭되면, 존속하는 채널에 대한 이득 오차는 포지티브 최대치에 도달한다. 최악의 경우 이득 오차는 나머지 7 채널이 드롭될 때 1533nm 존속 채널에 대해 약 +0.4dB이다.
PDLE(34)가 있는 OGC에 대한 이득 오차의 표시는 후술되는 바와 같이 드롭된 채널의 수를 변화시킨다. 도 5는 파워 종속 손실 대 PDLE 상의 OGC 레이저 파워 입사 및 바람직한 실시예에 따른 PDLE의 작동 체계를 나타낸다. 증폭기가 전체가 로드될 때, PDLE로 가는 입사 OGC 레이저 파워는 약 -4dBm이고, PDLE는 약 1.4dB의 손실을 갖는다. 그러나, 파워 종속 손실은 하나의 존속 신호 채널 입력이 증폭기에 있는 점에서 약 0.4dB로 감소한다. 도 5의 데이터 곡선으로부터 파워 종속 손실은 입사 OGC 레이저 파워(경사는 더 많은 존속 채널에 대해 증가함)에 대하여 비선형임을 알 수 있다. 제1 채널이 드롭될 때, 파워 종속 손실은 OGC 레이저 파워 및 스펙트럼 홀 깊이의 작은 변화에 대하여 너무 많이 감소하여 그 결과 네거티브 이득 오차가 된다.
다른 7 채널은 애드 또는 드롭함으로서 기인하는 1533nm 채널의 과도 응답은 특성화되고, 그 결과가 도 8에 도시되어 있다. 증폭기(10)의 출력은 단지 하나의 존속하는 채널의 파워 익스커션이 측정되는 것을 보증하기 위하여 밴드-패스 필터된다(3nm 대역폭에 대하여 약 -20dB). PDLE(34)가 없는(단지 VOA) OGC 캐비티에 대하여, 1533nm 채널의 이득은 드롭 과도(나머지 7 채널을 드롭함)의 100㎲ 후에 약 1dB에 의해 제로 수준으로 오버슈트한다. 다음에 이득 오차는 약 1.3dB의 정상 상태 값까지 점차적으로 증가한다. 증포긱가 충분히 로드되도록 7개의 드롭된 채널이 증폭기로 되돌아 부가될 때, 1533nm 채널의 이득 오차는 제로로 안정된다. OGC 레이저의 이완 진동이 또한 존속하는 채널 상에 각인된다. 비교에서, OGC 캐비티(30)에 있는 PDLE(34)이 있는 경우의 존속 채널의 과도 응답이 도시되어 있다. 7 채널이 드롭될 때, 존속하는 채널의 이득은 0.5dB 증가하고(수직축에 제로값으로부터), 그 후 0.4dB의 정상 상태 이득 오차를 안정되는 것이 기대된다. 7 채널이 증폭기로 되돌아가 부가되면, 존속하는 채널 이득은 전체 로드된 증폭기에 대한 이득값을 재커버해야하고 정의에 의해 제로 이득 오차를 갖는다. 그러나, 즉시 제로 이득 오차를 재커버하는 대신에 1533nm 채널의 이득은 약 0.6dB에 의해 제로 이득값을 언더슈트하고, 특히 제로 이득 오차를 재커버한다. 언더슈트 및 느린 회복은 EDF-PDLE의 느린 이동에 기인한다. 모든 채널이 나타날 때, OCG 레이저 파워는 감소되고 PDLE의 손실은 증폭기 이득이 증가하도록 크게 되어야 한다. 그러나, EDF-PDLE의 긴 I13/2상태 Er-이온 수명 때문에, 파워 종속 손실은 OGC 레이저 파워가 감소하는 순간 낮게 유지된다. PDLE(34)의 손실은 약 10ms(EDF PDLE의 I13/2상태 Er-이온 수명)의 일정한 시간으로 증가하고, 증폭기 이득을 충분히 로드된 값으로 재커버한다. 더욱 짧은 Er 섬유 또는 반도체 가포화 흡수체와 같은 빨리 이동하는 PDLE는 감소된 언더슈트를 감소시키고 과도 응답을 향상시킨다.
제2의 바람직한 실시예에서, PEA(10)의 과도 응답은 도 9에 도시된 바와 같이, 세 가지, 즉, 과도 파워 제어가 없고, 고정된 캐비티 손실을 갖는 광 피드백 제어가 있고, 캐비티 내에 PDLE(34)를 갖는 광 피드백 제어가 있는 조건하에서 특성화된다. 애드/드롭 신호는 1557.2nm에 있고, 신호 파워는 -6dBm이다. 약 12m의 길이를 갖는 EDF(12)이 PDLE로서 사용되었다. 약 0.3dB의 삽입 손실을 갖는 VOA(32)가 광 피드백 캐비티(30) 내의 총 손실의 미세한 조정을 위해 사용되었다. -6dBm의 파워를 갖는 신호가 PEA(10)로 부가되면, 출력 파워는 도 9의 "신호 애딩(signal adding)" 영역으로 도시된 바와 같이 약 6dBm이다. 만일 PEA 상에 파워 제어가 없다면, 단지 ASE만 있고 증폭기 내의 포화 신호가 없기 때문에 신호가드롭될 때 증포기의 반전은 높다. 그 결과, 파워 -6dBm을 갖는 신호는 증폭기로 되돌아와 부가되고 과도 파워 스파이크는 도시된 바와 같이 약 17dBm 만큼 높다. 이러한 과도 파워 스파이크는 광 피드백 제어로 감소된다. 그러나, 6dB로 너무 높게 고려되는 12dB이다. OPC 레이저는 가능한 최저의 입력 신호 파워(바람직한 경우에 -12dBm)가 발생과 더불어 턴오프되어야 한다. 만일, 광 피드백 캐비티가 고정된 손실을 갖는다면, 손실은 충분히 높아야 한다. 다시 말하면, 총 광 피드백 캐비티 손실은 증폭기가 그 포화 신호로서 -12dBm 입력 채널을 가질 때 OPC 레이저 파장에서의 광 이득보다 높아야 한다. 높은 광 피드백 캐비티 손실은 낮은 OPC 레이저 파워를 의미한다. 그 결과, 신호가 드롭되고 증폭기가 낮은 파워 OPC 레이저에 의해 포화될 때, 증폭기 반전은 높고,-6dBm 신호 채널에 의해 포화될 때 보다 높다. 따라서, 파워 -6dBm을 갖는 신호가 증폭기에 부가될 때 과도 스파이크가 발생한다. 캐비티 손실은 상술한 바와 같이 동적으로 조정되기 때문에 과도 스파이크는 광 피드백 캐비티(30) 내에 있는 PDLE(34)로 거의 제거된다는 것을 명백히 알 수 있다. 본 발명의 선택적인 면에서, 광 피드백 캐비티 내의 VOA는 손실 소자로서 측정되고 수행된 오프셋 접속으로 대치될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예가 도 2에 도시되어 있으며, 각각 파장 범위 Δλj(i=1에서 N까지)를 갖는 다수의 N 광 신호를 디멀티플렉싱하기 위해 Min≥1 이고 Nout≥1인 Min×Nout디멀티플렉서(101)를 포함하는 통상적인 1×N×N 파장 애드/드롭 멀티플렉스된(WADM) 광 전송 노드(110)의 개선을 나타낸다. 그 일단부에서 디멀티플렉서(101)의 Nout에 각각 접속하는 N 애드/드롭 신호 전파 경로(103)이 있으며, 각각의 경로(103)는 펌프원(18)이 펌프 경로(121)을 통하여 N 광 증폭기(10) 사이에서 일반적으로 분배되는 점을 제외하고는 도 4에 도시된 바와 같은 광 증폭기(10)를 포함한다. Nin광 신호의 적어도 일부를 멀티플렉싱하기 위한 Zout≥1인 Nin×Zout멀티플렉서(107)은 N 애드/드롭 신호 전파 경로의 각각의 다른 단부(109)에 접속된다. 광 증폭기(10)의 적어도 일부는 각각 상술한 PDLE(34)를 포함하는 OFRC(30)을 구체화하고, 이로 인하여, 증폭기에 동적인 가변 신호 입력 조건의 문제는 채널 애드/드롭을 가져온다. N 광 증폭기(10)의 전부 또는 일부는 그 응용에 따라 단일 채널 PEAs 또는 WDM 증폭기이다. 만일, 증폭기가 PEAs라면, 입력 조건의 변화는 출력 파워 변화를 가져올 것이다. 이와 유사하게, 만일, 증폭기가 WDM 증폭기라면, 입력 조건의 변화는 증폭기 출력에서 이득 오차를 가져올 것이다. 본 실시예에서, 입력 증폭기(121), 바람직하게는 WDM 증폭기는 노드의 입력에서 디멀티플렉서(105)에 연결된다. 증폭기(121)는 본 발명에 따른 PDLE(34)를 포함하는 OFRC(30)이 장착되는 것이 바람직하다. 또 다른 면에서, 노드(110)는 출력 증폭기(123), 바람직하게는 이득 제어된 WDM 증폭기가 장착된다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 작동 조건에 동적으로 종속하는 출력 파워를 갖는 증폭기의 이득 매체에 접속되는 OFRC를 포함하며 단일 채널 광 증폭기 내의 과도 파워 변화를 제어하거나 또는 증폭기의 입력에서 동적인 가변 작동 조건에 종속하는 WDM 광 증폭기 내의 DC 이득 오차를 감소시키는 방법은 OFRC의 입사 출력파워가 증가하거나 또는 그 반대로 됨에 따라 OFRC의 캐비티 손실을 감소시키는 단계를 포함하여 증폭기 이득 매체의 반전이 증폭기 내의 이득 또는 파워 변화를 감소시키도록 동적으로 변화된다.
에르븀이 순수하게 균질한 매체가 아니기 때문에, DC 이득 오차는 광 신호를 애드 또는 드롭시키거나 증폭기에 입력되는 펌프 파워를 증가/감소시켜 가공하는 스펙트럼 홀 버닝을 발생시킨다. OFRC(30)는 상술한 바와 같이 증폭기(10)에 대한 광 이득 제어(OGC) 메커니즘으로서 기능한다. 본 발명에 따른 캐비티 내의 PDL 없으면, 캐비티 손실은 고정되고 EDF 이득 매체(12)의 반전은 OGC 레이저 파장에서의 광 손실과 동일하게 스펙트럼 홀의 바닥부에서 광 이득을 유지하기 위해 증가하여야 한다. 따라서, 증폭된 채널의 이득은 DC 이득을 발생시키도록 증가한다. 본 발명에 따른 파워 종속 손실을 갖는 레이저 캐비티(30)은 OGC 레이저의 초기 스펙트럼 홀 버닝에 의해 발생된 증가된 반전 효과를 교대로 보상하기 위한 EDF(12) 반전을 감소시킨다. 이와 유사하게, 만일 증폭기(10)가 PEA라면, 상기 방법은 증폭기 입력 조건의 변화로부터 발생되는 과도 파워 스파이크를 감소시키는 광 파워 제어를 제공한다.
본 발명의 사상 및 범주를 벗어나지 않고 당업자에 의해 본 발명의 다양한 변형 및 변경이 될 수 있음은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구범위 및 그 균등범위와 일치하는 본 발명의 변형 및 변경을 포함한다.

Claims (37)

  1. Min≥1 이고 Nout≥1인 Min×Nout포트 디멀티플렉서;
    각각이 Nout포트의 하나에 접속되는 일단부를 갖는 N 개의 애드 및/또는 드롭 신호 전파 경로;
    N 개의 애드 및/또는 드롭 신호 전파 경로의 적어도 하나에 배치되는 이득 매체를 갖는 광 증폭기;
    N 개의 경로 각각의 다른 단부가 Zout포트의 하나에 접속되는 Zout≥1인 Nin×Zout포트 멀피플렉서를 포함하되,
    각각의 광 증폭기는 상기 이득 매체에 접속된 광 피드백 공진 레이저 캐비티; 및
    파워 종속 손실 소자로 들어가는 입사 레이저 광의 강도의 증가 함수에 따라 감소하는 손실을 나타내는 각 광 피드백 공진 레이저 캐비티 내의 파워 종속 손실 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 파장 애드/드롭 멀티플렉스(WADM) 증폭된 광 전송 노드.
  2. 제1항에 있어서, 상기 파워 종속 손실 소자는 적어도 하나의 능동 메커니즘 및 수동 메커니즘을 포함하는 것을 특징으로 하는 파장 애드/드롭 멀티플렉스(WADM) 증폭된 광 전송 노드.
  3. 제2항에 있어서, 상기 능동 메커니즘은 광 강도 변조기 및 피드백 제어를 포함하는 것을 특징으로 하는 파장 애드/드롭 멀티플렉스(WADM) 증폭된 광 전송 노드.
  4. 제2항에 있어서, 상기 수동 메커니즘은 가포화 흡수체를 포함하는 것을 특징으로 하는 파장 애드/드롭 멀티플렉스(WADM) 증폭된 광 전송 노드.
  5. 제4항에 있어서, 상기 가포화 흡수체는 희토류 도프 섬유인 것을 특징으로 하는 파장 애드/드롭 멀티플렉스(WADM) 증폭된 광 전송 노드.
  6. 제4항에 있어서, 상기 가포화 흡수체는 에르븀 도프 섬유인 것을 특징으로 하는 파장 애드/드롭 멀티플렉스(WADM) 증폭된 광 전송 노드.
  7. 제2항에 있어서, 상기 광 피드백 공진 레이저 캐비티는 링 캐비티인 것을 특징으로 하는 파장 애드/드롭 멀티플렉스(WADM) 증폭된 광 전송 노드.
  8. 제2항에 있어서, 상기 광 피드백 공진 레이저 캐비티는 선형 캐비티인 것을 특징으로 하는 파장 애드/드롭 멀티플렉스(WADM) 증폭된 광 전송 노드.
  9. 제7항에 있어서, 상기 광 피드백 공진 레이저 캐비티는 레이징 파장을 광 피드백 공진 레이저 캐비티로 커플링하기 위하여 파장 선택 커플러에 의해 이득 매체에 접속되는 것을 특징으로 하는 파장 애드/드롭 멀티플렉스(WADM) 증폭된 광 전송 노드.
  10. 제9항에 있어서, 상기 레이징 파장은 광 신호 입력이 증폭기로 가는 공동의 방향에 있는 광 피드백 공진 레이저 캐비티 내에서 전파하는 것을 특징으로 하는 파장 애드/드롭 멀티플렉스(WADM) 증폭된 광 전송 노드.
  11. 제1항에 있어서, 상기 이득 매체는 희토류 도프 섬유인 것을 특징으로 하는 파장 애드/드롭 멀티플렉스(WADM) 증폭된 광 전송 노드.
  12. 제11항에 있어서, 상기 희토류 도프 섬유는 에르븀 도프 섬유인 것을 특징으로 하는 파장 애드/드롭 멀티플렉스(WADM) 증폭된 광 전송 노드.
  13. 제1항에 있어서, 상기 증폭기에 활성 에너지를 제공하기 위해 각각 전파 경로의 하나에 배치되는 복수의 광 증폭기에 접속되는 펌프원을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파장 애드/드롭 멀티플렉스(WADM) 증폭된 광 전송 노드.
  14. 제13항에 있어서, 상기 펌프원은 광원인 것을 특징으로 하는 파장 애드/드롭멀티플렉스(WADM) 증폭된 광 전송 노드.
  15. 제13항에 있어서, 상기 펌프원은 전류원인 것을 특징으로 하는 파장 애드/드롭 멀티플렉스(WADM) 증폭된 광 전송 노드.
  16. 제1항에 있어서, 노드의 입력에서 디멀티플렉서에 접속되는 WDM 광 증폭기를 더 포함하며, 상기 WDM 광 증폭기는 광 피드백 공진 레이저 캐비티의 하나 및 파워 종속 손실 소자의 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 파장 애드/드롭 멀티플렉스(WADM) 증폭된 광 전송 노드.
  17. 제1항에 있어서, 상기 광 증폭기는 단일 채널 증폭기인 것을 특징으로 하는 파장 애드/드롭 멀티플렉스(WADM) 증폭된 광 전송 노드.
  18. 제1항에 있어서, 상기 광 증폭기는 WDM 증폭기인 것을 특징으로 하는 파장 애드/드롭 멀티플렉스(WADM) 증폭된 광 전송 노드.
  19. 이득 매체;
    상기 이득 매체에 접속되는 펌프원;
    상기 이득 매체에 접속되는 광 피드백 공진 레이저 캐비티; 및
    파워 종속 손실 소자로 들어가는 입사 레이저 광의 강도의 증가 함수에 따라감소하는 손실을 나타내는 광 피드백 공진 레이저 캐비티 내의 파워 종속 손실 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 증폭기.
  20. 제19항에 있어서, 상기 증폭기는 증폭기의 출력에서 이득 오차에 기여하는 증폭기의 입력에서의 동적인 가변 작동 조건에 종속하는 WDM 증폭기이며, 광 피드백 공진 레이저 캐비티는 이득 오차의 개선을 위해 동적인 가변 작동 조건의 함수에 따라 동적인 가변 손실 또는 이득을 나타내는 것을 특징으로 하는 광 증폭기.
  21. 제19항에 있어서, 상기 증폭기는 증폭기의 출력에서 출력 파워 변화에 기여하는 증폭기의 입력에서의 동적인 가변 작동 조건에 종속하는 단일 채널 증폭기이며, 광 피드백 공진 레이저 캐비티는 출력 파워의 변화를 보상하기 위해 동적인 가변 작동 조건의 함수에 따라 동적인 가변 손실 또는 이득을 나타내는 것을 특징으로 하는 광 증폭기.
  22. 제19항에 있어서, 상기 파워 종속 손실 소자는 적어도 하나의 능동 메커니즘 및 수동 메커니즘을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 증폭기.
  23. 제22항에 있어서, 상기 능동 메커니즘은 광 강도 변조기 및 피드백 제어를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 증폭기.
  24. 제22항에 있어서, 상기 수동 메카니즘은 가포화 흡수체를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 증폭기.
  25. 제24항에 있어서, 상기 가포화 흡수체는 희토류 도프 섬유인 것을 특징으로 하는 광 증폭기.
  26. 제24항에 있어서, 상기 가포화 흡수체는 에르븀 도프 섬유인 것을 특징으로 하는 광 증폭기.
  27. 제19항에 있어서, 상기 광 피드백 공진 레이저 캐비티는 링 캐비티인 것을 특징으로 하는 광 증폭기.
  28. 제19항에 있어서, 상기 광 피드백 공진 레이저 캐비티는 선형 캐비티인 것을 특징으로 하는 광 증폭기.
  29. 제19항에 있어서, 상기 광 피드백 공진 레이저 캐비티는 레이징 파장을 광 피드백 공진 레이저 캐비티에 커플링하기 위해 파장 선택 성분에 의해 이득 매체에 접속되는 것을 특징으로 하는 광 증폭기.
  30. 제27항에 있어서, 상기 레이징 파장은 입력 광 신호와 공동의 방향으로 전파하는 것을 특징으로 하는 광 증폭기.
  31. 제19항에 있어서, 상기 이득 매체는 희토류 도프 섬유인 것을 특징으로 하는 광 증폭기.
  32. 제31항에 있어서, 상기 희토류 도프 섬유는 에르븀 도프 섬유인 것을 특징으로 하는 광 증폭기.
  33. 제19항에 있어서, 상기 펌프원은 광원인 것을 특징으로 하는 광 증폭기.
  34. 제19항에 있어서, 상기 펌프원은 전류원인 것을 특징으로 하는 광 증폭기.
  35. 제19항에 있어서, 상기 이득 매체는 반도체인 것을 특징으로 하는 광 증폭기.
  36. OFRC의 입사 출력 파워가 증가하거나 또는 그 반대로 됨에 따라 OFRC의 캐비티 손실을 감소시키는 단계를 포함하여 증폭기 이득 매체의 반전이 증폭기 내의 이득 또는 파워 변화를 감소시키도록 동적으로 변화하는 것을 특징으로 하는 작동 조건에 동적으로 종속하는 출력 파워를 갖는 증폭기의 이득 매체에 접속되는 OFRC를 포함하며 단일 채널 광 증폭기 내의 과도 파워 변화를 제어하거나 또는 증폭기의입력에서 동적인 가변 작동 조건에 종속하는 WDM 광 증폭기 내의 DC 이득 오차를 감소시키는 방법.
  37. 제36항에 있어서, 상기 OFRC의 입사 출력 파워가 증가하거나 또는 감소함에 따라 OFRC의 캐비티 손실을 감소시키는 단계의 각각은 가포화 흡수체에 대한 OFRC의 출력 파워가 증가함에 따라 흡수체의 손실이 감소하는 것을 특징으로 하는 OFRC 내에 가포화 흡수체의 제공을 포함하는 특징으로 하는 방법.
KR1020017008599A 1999-01-06 1999-12-14 파워 종속 피드백을 갖는 광증폭기 KR20010113641A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11499699P 1999-01-06 1999-01-06
US60/114,996 1999-01-06
PCT/US1999/029620 WO2000041346A1 (en) 1999-01-06 1999-12-14 Optical amplifier with power dependent feedback

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20010113641A true KR20010113641A (ko) 2001-12-28

Family

ID=22358715

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020017008599A KR20010113641A (ko) 1999-01-06 1999-12-14 파워 종속 피드백을 갖는 광증폭기

Country Status (8)

Country Link
EP (1) EP1142166A1 (ko)
JP (1) JP2002534815A (ko)
KR (1) KR20010113641A (ko)
CN (1) CN1357180A (ko)
AU (1) AU2361200A (ko)
CA (1) CA2357496A1 (ko)
TW (1) TW459449B (ko)
WO (1) WO2000041346A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109945903A (zh) * 2019-04-30 2019-06-28 安徽大学 全光纤结构可调腔增益激光自混合振动、位移、速度传感方法和系统

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6414788B1 (en) 2000-10-02 2002-07-02 Onetta, Inc. Optical amplifier system with transient control
US6341034B1 (en) 2000-10-18 2002-01-22 Onetta Inc. Optical amplifier system with transient control using spectrally filtered input
US6498677B1 (en) 2000-10-23 2002-12-24 Onetta, Inc. Optical amplifier systems with transient control
US6441950B1 (en) 2000-11-03 2002-08-27 Onetta, Inc. Distributed raman amplifier systems with transient control
US6542287B1 (en) 2000-12-12 2003-04-01 Onetta, Inc. Optical amplifier systems with transient control
ITMI20010695A1 (it) * 2001-03-30 2002-09-30 Marconi Comm Spa Metodo e dispositivo per la sopravvivenza del traffico in sistemi dwdm con add/drop nel caso di interruzione del collegamento a fibre ottich
US6476961B1 (en) 2001-04-26 2002-11-05 Onetta, Inc. Optical amplifier systems with transient control
US6661946B2 (en) 2001-07-09 2003-12-09 Lucent Technologies Inc. Method of controlling optical signal power at an add/drop node in a WDM optical communication system
US6690505B1 (en) 2001-09-28 2004-02-10 Onetta, Inc. Optical network equipment with gain transient control and automatic drift compensation
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
GB0308655D0 (en) * 2003-04-15 2003-05-21 Marconi Comm Ltd Optical network, and method, for the transmission of data
DE10360607B4 (de) * 2003-12-22 2006-02-23 Siemens Ag Verfahren und Anordnung zum Einfügen von Füllsignalen
US8045862B2 (en) 2004-02-27 2011-10-25 Alcatel Lucent Optical communication method and apparatus
CA2556808C (en) * 2004-07-12 2012-11-20 Optotriode Co., Ltd. Optical signal amplification device using negative optical feedback
US7251071B2 (en) * 2004-07-30 2007-07-31 Lucent Technologies Inc. Transient control in optical transmission systems
CN100546229C (zh) * 2007-04-10 2009-09-30 华为技术有限公司 海缆光补偿的装置和方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5128800A (en) * 1991-06-19 1992-07-07 At&T Bell Laboratories Gain switchable optical fiber amplifier
US5883993A (en) * 1997-04-24 1999-03-16 Boeing North American, Inc. Fiber optic "T" coupler modulator
FR2764141B1 (fr) * 1997-05-29 1999-07-23 Alsthom Cge Alcatel Systeme de transmission optique a compensation dynamique de la puissance transmise
JPH10341206A (ja) * 1997-06-06 1998-12-22 Nec Corp 波長多重伝送装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109945903A (zh) * 2019-04-30 2019-06-28 安徽大学 全光纤结构可调腔增益激光自混合振动、位移、速度传感方法和系统
CN109945903B (zh) * 2019-04-30 2021-06-08 安徽大学 全光纤结构可调腔增益激光自混合振动、位移、速度传感方法和系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN1357180A (zh) 2002-07-03
AU2361200A (en) 2000-07-24
JP2002534815A (ja) 2002-10-15
EP1142166A1 (en) 2001-10-10
TW459449B (en) 2001-10-11
CA2357496A1 (en) 2000-07-13
WO2000041346A1 (en) 2000-07-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6339495B1 (en) Optical amplifier with power dependent feedback
US6025941A (en) Stable wavelength division multiplex ring network
EP1161780B1 (en) Optical transmission systems including signal varying devices and methods
US5812306A (en) Bidirectional WDM optical communication systems with bidirectional optical amplifiers
US7133193B2 (en) Optical transmission systems including optical amplifiers, apparatuses and methods
US6437906B1 (en) All-optical gain controlled L-band EDFA structure with reduced four-wave mixing cross-talk
KR20010113641A (ko) 파워 종속 피드백을 갖는 광증폭기
US7268936B2 (en) Optical amplifier having polarization mode dispersion compensation function
CA2363152C (en) Wdm transmitter
US6867907B2 (en) Pumping light source unit, raman amplifier, and optical transmission system
KR20010088809A (ko) 이중 공동 이득 제어를 통한 에르븀 도프 섬유 증폭기의성형 및 이득 제어
Sun et al. An 80 nm ultra wide band EDFA with low noise figure and high output power
KR20000024871A (ko) 광섬유 증폭기의 이득 조절 장치 및 방법
JP2003086871A (ja) 励起光光源ユニット、ラマン増幅器、及び光伝送システム
Krummrich et al. Experimental investigation of compensation of Raman-induced power transients from WDM channel interactions
US6421168B1 (en) Reduction of ASE in WDM optical ring networks
Srivastava et al. Signal power transients in optically amplified WDM ring networks
MXPA01006892A (en) Optical amplifier with power dependent feedback
Sun et al. Signal power variations in optically amplified WDM ring networks
JP3465577B2 (ja) 光増幅器
US20040252366A1 (en) Optical amplifier having fast Raman tilt control
Ennser et al. Power transients control in transparent WDM networks
Park et al. Dynamic gain-controlled EDFA for WDM network
Qela The 8-channel dynamic channel equalizer and its adaptation as a" smart amplifier solution"
Chen et al. Discussion of power management in an optical WDM network

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid