KR20060094493A - 광섬유 증폭기에서의 고속 동적 이득 제어 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광섬유 증폭기의 이득을 제어하는 방법들 및 장치들을 제공한다. 이득 회로는 개방루프 구성에서 동작하며 적어도 하나의 광학 펌프에 대한 펌프 전력 조절을 가진 적어도 하나의 파장영역의 전력 변화와 관련된 미리 결정된 함수를 사용한다. 입력 신호 전력 변화 및 요구된 펌프 전력 조절들간의 두가지 근사 선형 관계들이 라만 섬유 증폭기를 제어하는데 이용된다. 각각의 근사 선형 관계는 특정 라만 펌프의 전력 조절 및 특정 파장 영역의 전력 변화와 관련된 적어도 하나의 선형 계수를 포함한다. 동적 이득 제어 기술은 에르븀 도핑된 섬유/파장 증폭기에 응용가능하다. 또한, 동적 이득 제어 기술은 전력 변화가 하나의 지리적 위치에서 결정되고 광학 펌프들이 다른 지리적 위치에서 제어되는 역방향-펌핑 라만 증폭기를 제어한다.
광섬유 증폭기, 이득 제어, 동적 이즉 제어 기술, 광학 펌프, 라만 증폭기

Description

광섬유 증폭기에서의 고속 동적 이득 제어{Fast dynamic gain control in an optical fiber amplifier}
도 1a는 종래기술에 따른 다중-파장 순방향-펌핑 라만 섬유 증폭기의 동적 이득 제어 방법을 기술한 도면.
도 1b는 종래기술에 따른 다중-파장 역방향-펌핑 라만 섬유 증폭기에 대한 동적 이득 제어 방법을 기술한 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 순방향-펌핑 라만 섬유 증폭기에 대한 실험 셋업을 기술한 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 순방향-펌핑 라만 섬유 증폭기에 대한 선형 스케일의 입력 신호 전력의 함수로서 선형 스케일의 라만 펌프 전력들을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 순방향-펌핑 라만 섬유 증폭기에 대한 선형 스케일의 입력 신호 전력의 함수로서 데시벨 스케일의 라만 펌프 전력들을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 순방향-펌핑 라만 섬유 증폭기에 대한 동적 이득 제어회로를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 목표 라만 섬유 증폭기 이득 프로파일을 도 시한 도면.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 동적 이득 제어와 이득 편차를 비교하고 또한 동적 이득 제어 없이 이득 편차를 비교하는 제 1예를 기술한 도면.
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 동적 이득 제어와 이득 편차를 비교하고 또한 동적 이득 제어없이 이득 편차를 비교하는 제 2예를 기술한 도면.
도 9는 본 발명의 실시예에 따라 동적 이득 제어와 이득 편차를 비교하고 또한 동적 이득 제어없이 이득 편차를 비교하는 제 3예를 기술한 도면.
도 10은 본 발명의 실시예에 따라 동적 이득 제어와 이득 편차를 비교하고 또한 동적 이득 제어없이 이득 편차를 비교하는 제 4예를 기술한 도면.
도 11은 본 발명의 실시예에 따라 동적 이득 제어와 이득 편차를 비교하고 또한 동적 이득 제어없이 이득 편차를 비교하는 제 5예를 기술한 도면.
도 12는 본 발명의 실시예에 따라 동적 이득 제어와 이득 편차를 비교하고 또한 동적 이득 제어없이 이득 편차를 비교하는 제 6예를 기술한 도면.
도 13은 본 발명의 실시예에 따라 동적 이득 제어와 이득 편차를 비교하고 또한 동적 이득 제어없이 이득 편차를 비교하는 제 7예를 기술한 도면.
도 14는 본 발명의 실시예에 따라 동적 이득 제어와 이득 편차를 비교하고 또한 동적 이득 제어없이 이득 편차를 비교하는 제 8예를 기술한 도면.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 두가지 제어방식들의 비교를 기술한 도면.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 역방향-펌핑 라만 섬유 증폭기에 대한 실험 셋업을 기술한 도면.
도 17은 본 발명의 실시예에 따라 역방향-펌핑 라만 섬유 증폭기에 대한 선형 스케일의 입력 신호 전력의 함수로서 선형 스케일의 라만 펌프 전력들을 기술한 도면.
도 18은 본 발명의 실시예에 따라 역방향-펌핑 라만 섬유 증폭기에 대한 선형 스케일의 입력 신호 전력의 함수로서 데시벨 스케일의 라만 펌프 전력들을 기술한 도면.
도 19는 본 발명의 실시예에 따른 역방향-펌핑 라만 섬유 증폭기를 도시한 도면.
도 20은 본 발명의 실시예에 따른 역방향-펌핑 라만 섬유 증폭기를 도시한 도면.
도 21은 본 발명의 실시예에 따른 순방향-펌핑 라만 섬유 증폭기에 대한 동적 이득 제어의 예를 기술한 도면.
도 22는 본 발명의 실시예에 따른 역방향-펌핑 라만 섬유 증폭기에 대한 동적 이득 제어의 예를 기술한 도면.
도 23은 본 발명의 실시예에 따른 역방향-펌핑 라만 섬유 증폭기를 도시한 도면.
도 24는 본 발명의 실시예에 따른 역방향-펌핑 라만 섬유 증폭기를 도시한 도면.
도 25는 본 발명의 실시예에 따라 순방향-펌핑 라만 섬유 증폭기 및 역방향 라만 섬유 증폭기에 대한 동적 제어를 이용하는 광섬유 시스템을 도시한 도면.
도 26은 본 발명의 실시예에 따라 순방향-펌핑 라만 섬유 증폭기 및 역방향 라만 섬유 증폭기에 대한 동적 제어를 이용하는 광섬유 시스템을 도시한 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
301: 입력 신호 전력 303: 요구된 펌프 전력
519: 라만 펌프 500: 동적 이득 제어회로
505: 섬유 지연라인 507: 전송 섬유
본 출원은 2005년 2월 24일에 출원된 미국 가출원번호 제60/656,111호("광섬유 증폭기에서의 고속 동적 이득 제어")의 우선권을 주장한다.
발명의 분야
본 발명은 광섬유 증폭기의 이득을 동적으로 제어하는 기술에 관한 것이다.
발명의 배경
분포 라만 섬유 증폭(distributed Raman fiber amplification)은 장거리 파장-분할 다중화(long haul wavelength-division multiplexing; WDM) 시스템의 광학 신호 대 잡음비(OSNR) 마진을 개선하기 위한 강력한 기술인 것으로 판명되었다. 이산 라만 섬유 증폭기는 분산 섬유 모듈의 손실을 보상하고 및/또는 여분(extra) 대역폭을 제공하는 효율적인 방법이다. 라만 섬유 증폭기는 순방향-펌핑 라만 섬유 증폭기(RFA) 또는 역방향-펌핑 RFA로서 구성될 수 있다. 순방향-펌핑 RFA 및 역방향-펌핑 RFA를 사용하여 순수 역방향 펌핑보다 양호한 잡음 성능 및 레일리 크로스토크 성능(Rayleigh crosstalk performance)을 달성할 수 있으며 이에 따라 긴 스팬 WDM 전송을 달성할 수 있다는 것이 알려졌다. 다시 말해서, 광학 통신은 현재의 포인트-투-포인트 시스템들로부터 동적 광학 네트워크들로 진화하고 있다. 동적 광학 네트워크에서, 채널들은 가변 용량 요구들을 충족시키기 위하여 가산 및 삭제될 것이다. 더욱이, 섬유 절단 또는 증폭기 실폐로 인한 채널들의 우연한 손실은 전송 시스템에서 전체 광학 전력의 변화를 유발할 것이다. 살아있는 채널들(surviving channels)의 전력을 일정 레벨로 유지하기 위하여, 고속 동적 이득 제어는 순방향-펌핑 분포/이산 RFA 및 역방향-펌핑 분산형/이산 RFA 뿐만 아니라 EDFA들에서 필수적이다. 두개의 제어 방법들은 최근에 제시되었다. 제 1 방법에 있어서, 라만 펌프 전력들은 신호 이득들이 연속적으로 모니터링되어 목표 이득과 비교되는 폐쇄 네거티브 피드백 루프에 의하여 제어된다. 에러 제어 신호는 보통 비례 적분 및 미분(PID) 제어 알고리즘을 통해 생성된다. 도 1a는 종래 기술에 따른 다중-파장 순방향-펌핑 라만 섬유 증폭기에 대한 동적 이득 제어 장치(100)를 도시한다. 도 1b는 종래 기술에 따른 다중-파장 역방향-펌핑 라만 섬유 증폭기에 대한 동적 이득 제어장치(150)를 도시한다. 이러한 방법은 10 내지 수백 마이크로초의 통상적인 제어 속도를 제공한다. 대응 속도는 역방향 펌핑 분포 RFA에 대해 수용가능할 수 있다. 이러한 방법은 통상적으로 순방향-펌핑 개별 RFA(분포 또는 이산)에 대하여 충분히 빠르지 않으며, 통상적으로 분포 RFA보다 훨씬 짧은 섬유 길이를 가지는 역방향 펌핑 개별 RFA에 대하여 수배 빠르지 않다. 이러한 관찰은 순방향 펌핑 RFA의 이득 트랜지언트들(transients)은 신호 및 펌프간의 워크-오프 시간(walk-off time)(섭(sub)-μs)에 의하여 결정되는 반면에 역방향-펌핑 RFA는 섬유를 통한 중계 시간(transit time)(통상적인 분포 RFA에 대하여 수백μs)에 의하여 결정된다는 사실에 기인한다.
제 2입증 방법은 폐쇄 광학 피드백 루프에 기초하는 모든-광학 이득 클램핑(clamping) 기술로 언급된다. 이러한 방법은 잡음이 열화되지만 동일한 성질(폐쇄 피드백 루프)로 인하여 제 1 방법보다 빠르지 않다. 다른 접근방법으로서, 검출된 출력 신호 전력 변화들 및 요구된 펌프 전력 조절들간의 미리 결정된 테이블에 기초하는 동적 이득 제어 방식이 역방향-펌핑 RFA를 위하여 제안되었다. 룩-업 테이블이 로드(즉, 입력 신호들의 전력)에 따라 변화하기 때문에, 로드를 검출하는데 필요한 추가 제어 루프 뿐만아니라 다수의 테이블들이 제어 회로들에 저장될 필요가 있다. 이는 구현시 복잡성/비용을 증가시킬 뿐만아니라 동적 이득 제어의 능력을 저하시킨다.
본 발명의 목적은 순방향-펌핑 분포/이산 RFA 및 역방향-펌핑 이산 RFA뿐만 아니라 에르븀 도핑된 섬유 증폭기들(EDFA들)과 같은 다른 형태의 광섬유 증폭기들에 적합한 고속이면서 효율적인 동적 이득 제어 기술을 제공하는 것이다.
본 발명은 광섬유 증폭기의 이득을 제어하기 위한 방법들 및 장치들을 제공한다. 이득 회로는 개방루프 구성에서 동작하며, 적어도 하나의 광학 펌프에 대한 펌프 전력 조절 능력을 가진 적어도 하나의 파장 영역의 전력 변화에 관한 미리 결정된 함수를 사용한다.
본 발명의 일 양상에 있어서, 입력 신호 전력 변화들 및 요구된 펌프 전력 조절들간의 두개의 근사 선형 관계들이 라만 섬유 증폭기(RFA)를 제어하는데 이용된다. RFA는 두개의 근사 선형 관계들중 한 관계를 사용하여 순방향-펌핑 RFA 또는 역방향 펌핑 RFA중 하나로서 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 양상에 있어서, 각각의 근사 선형 관계는 특정 라만 펌프에 대한 전력 조절 및 특정 파장 영역에 대한 전력 변화에 관한 적어도 하나의 선형 계수를 포함한다.
본 발명의 또 다른 양상에 있어서, 근사화 선형 관계의 각각의 선형 계수는 광 섬유 시스템을 실험적으로 관찰하거나 또는 시뮬레이트함으로써 결정된다. 광학 신호 채널들은 파장 영역들의 전력 변화들이 특정 파장 영역을 제외하고 무시될 수 있도록 구성된다. 대응 선형 계수는 특정 파장 영역의 전력 변화로 특정 펌프에 대한 대응 전력 조절을 나눔으로써 결정된다.
본 발명의 또 다른 양상에서, 순방향-펌핑 분포/이산 RFA 및 역방향-펌핑 이산 RFA에 대한 동적 이득 기술은 매우 짧은 시간 기간(<<1 μs)내의 단지 1-스텝에서 완료되도록 한다. 순방향-펌핑 RFA에 대하여, 동적 이득 제어 기술은 광학 펌프들의 전력들이 입력 신호전력과 동시에 조절되어 고속 동적 이득 제어를 수행하도록 한다.
본 발명의 또 다른 양상에 있어서, 동적 이득 제어 기술은 에르븀-도핑된 섬 유/도파관 증폭기(EDFA/EDWA)에 응용가능하다.
본 발명의 또 다른 양상에 있어서, 동적 이득 제어 기술은 역방향-펌핑 라만 증폭기를 제어하며, 여기서 신호 전력 변화는 하나의 지리적 위치에서 결정되며 광학 펌프들은 다른 지리적 위치에서 제어된다.
본 발명 및 본 발명의 장점들은 유사한 도면부호들이 유사한 특징들을 지시하는 첨부 도면들을 참조하여 이하의 상세한 설명을 고려할때 더 완전하게 이해될 것이다.
다양한 실시예들의 이하의 설명에서는 실시예의 일부분을 형성하며 본 발명이 실시될 수 있는 다양한 실시예들을 예시적으로 기술하는 첨부도면들을 참조할 것이다. 다른 실시예들이 이용될 수 있으며 구조적 및 기능적 수정들이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 이루어질 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
상세한 설명이 보다 용이하게 이해될 수 있도록 이하의 용어들에 대하여 정의한다.
ㆍ 광섬유 증폭기는 광에너지로부터 전기 에너지로 그리고 다시 광 에너지로 변환하지 않고 광섬유 장비로부터의 광학 신호를 증폭하는 장치이다.
ㆍ 광학 펌프는 하나 이상의 긴 파장들의 증폭을 제공하기 위하여 에너지를 사용하여 광섬유의 길이를 펌핑하기 위하여 사용되는 단파장 레이저이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 순방향-펌핑 라만 섬유 증폭기에 대한 실험 셋업(200)을 도시한다. 실험 셋업(200)은 신호 생성기(201), 결합기(213), 결합기(215), 다중화기(217), 섬유 장비들(205), 라만 레이저(203), 광학 전력 미터 (OPM)(209), OPM(211) 및 광학 스펙트럼 분석기(OSA)(207)를 포함한다. 결합기(213)는 신호 생성기(201)로부터 OPM(209)으로 생성된 전력의 일부분(대략 5%)을 제공한다. 라만 레이저는 생성된 신호를 증폭하기 위하여 파장-분할 다중화기(WDM)(217)를 통해 대략 1469nm로 전력을 주입한다. 라만 레이저(203)로부터 주입된 전력은 결합기(215)를 통해 OPM(211)에 의하여 측정된다. 결과적인 신호는 섬유(205)를 통해 전송되며 OSA(207)에 의하여 분석된다.
실험 셋업(200)으로부터의 실험 결과들은 순방향-펌핑 RFA 및 역방향-펌핑 RFA에 대하여 요구된 펌프 전력 조절들 및 입력 신호 전력 변화들간의 두가지 근사 선형 관계들을 존재한다는 것을 제시한다(두가지 근사 선형 관계들이 논의될 것이다). 결과적으로, 본 발명의 실시예에 따르면, 순방향-펌핑 분산형/이산 RFA 및 역방향-펌핑 이산 RFA에 대한 동적 이득 제어 기술들은 펌프 전력 조절들이 개방 루프 구성에서 동작하면서 매우 짧은 기간(<<1μs)내에서 단지 하나의 스텝에서 완료되도록 한다(폐쇄 피드백 루프에 기초한 종래의 방법들은 통상적으로 이득을 안정화하기 위하여 3개 이상의 스텝을 필요로한다). 순방향-펌핑 분산형/이산 RFA에 대하여, 본 발명은 펌프 전력들이 입력 신호 전력 변화와 동시에 조절되도록 한다(종래의 방법들은 통상적으로 출력/역산란 신호 변화들을 검출하고 폐쇄 루프 제어를 안정화하기 위하여 더 많은 시간을 필요로한다).
라만 섬유 증폭기가 동적 광학 네트워크에서 사용될때, 펌프 전력은 일정 이득을 유지하기 위하여 입력 신호 전력이 변화할때 조절될 필요가 있다. 실험 셋업(200)으로부터의 실험 결과들은 순방향-펌핑 RFA에서 입력 신호 전력 변화 및 요구 된 펌프 전력 조절간의 관계를 지시한다. 실험 셋업(200)은 전송 섬유로서 기능을 하는 표준 신호 모드 섬유(SSMF)의 대략 77km를 포함하는 섬유 장비들(205)을 포함한다. 라만 펌프는 라만 섬유 레이저(203)를 포함하며(3dB 스펙트럼 폭
Figure 112006013649430-PAT00001
1nm에서 1469nm), 신호는 협대역 필터링된 ASE(증폭된 자발 방사) 소스(3dB 스펙트럼 폭
Figure 112006013649430-PAT00002
1nm에서 1580nm)이다. 입력 펌프 전력 및 입력 신호 전력은 광학 전력 미터들(209, 211)에 의하여 모니터링되는 반면에, 라만 이득은 OSA(207)를 통해 측정된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 선형 스케일의 라만 펌프 전력이 순방향-펌핑 라만 섬유 증폭기에 대한 선형 스케일의 입력 신호 전력의 함수(관계)인 함수(300)를 도시한다. 다양한 목표에 대한 입력 신호 전력(301)(0.001mW 내지 40mW)의 함수로서 요구된 라만 펌프 전력(303)은 도표들(405, 407, 409)에 각각 대응하는 다양한 라만 이득들(6dB, 9.5dB 및 13dB)이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 라만 펌프 전력(403)이 순방향-펌핑 라만 섬유 증폭기에 대한 선형 스케일로 도시된 입력 신호 전력(401)의 함수로서 데시벨 스케일로 도시된 함수(300)(도 3에 도시된 함수(300)와 연관된 함수)를 도시한다. 다양한 목표에 대한 입력 신호 전력(401)(0.001mW 내지 40mW)의 함수로서 요구된 라만 펌프 전력(403)은 도표들(405, 407, 409)에 각각 대응하는 다양한 라만 이득들(6dB, 9.5dB 및 13dB)이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와같이, 입력 신호 전력들(301, 401)은 선형 스케일로 도시된다. 라만 이득이 도 3에 도시된 것보다 실제적으로 크지 않은 경우에 요구된 펌프 전력(303)이 입력 신호 전력(301)의 근사 선형 함수에 의하여 기술되는 것이 관찰된다. 만일 선형 스케일로 입력 신호 전력을 유지하면서 데시벨 스케일(도 4에 도시됨)로 요구된 펌프 전력을 표현하면, 선형 관계(도표들(405, 407, 409)에 대응함)는 비교적 작은 라만 이득을 유지할 뿐만아니라 비교적 큰 라만 이득(13dB만큼 높다)을 유지하는 것으로 보인다.
실험 셋업(200)에서는 단지 라만 펌프 및 하나의 신호가 고려된다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 펌프 및 펌프간, 펌프 및 신호간, 신호 및 신호간의 라만 상호작용들이 너무 강하지 않는한 다중 신호들 및 다중 라만 펌프들을 가진 순방향-펌핑 RFA에 대한 선형 관계들(도 3 및 도 4에 도시된 두가지 선형 관계와 유사함)을 이용한다(이하의 이유는 3가지 라만 상호작용들의 동일한 성질때문이다).
이하의 논의에서는 M 라만 펌프들 및 N 신호 채널들이 존재한다는 것을 가정한다. 본 발명의 실시예에서, N 신호들은 K 파장 영역들로 분할된다. 본 발명의 실시예에서는 K 파장 영역들에서 입력 신호 전력 변화들 및 요구된 개별 펌프 전력 조절들(기준점, 예컨대 균일한 채널 패턴을 가진 절반-로드에 비례하여)간의 관계들을 기술하는 두가지 근사 선형 함수들중 하나를 선택한다. 두가지 근사 선형 함수들(관계들)은 다음과 같이 주어진다.
Figure 112006013649430-PAT00003
(1)
Figure 112006013649430-PAT00004
(2)
여기서, ΔPL(j),ΔPd(j)는 선형 스케일 및 데시벨 스케일에서 j번째 펌프의 요구된 전력 조절을 각각 표시하며, ΔSL(k)는 k번째 파장 영역에서 선형 스켕일로 입력 신호 전력 변화를 표시한다. 특정 목표 라만 이득 프로파일에 대하여, 선형 계수 TLL(j,k) 및 TdL(j,k)는 섬유 길이, 섬유 손실 및 라만 이득 계수와 같은 패시브 광학 링크 파라미터들에 고유하게 따르며 이에 따라 직접 측정에 의하여 또는 측정된 기본 광학 링크 파라미터들을 사용하는 수치적 시뮬레이션에 의하여 미리 결정될 수 있다.
수치적 결과들은 목표 라만 이득이 비교적 작은 경우에 수식 1 및 수식 2가 유지된다는 것을 제시한다. 목표 라만 이득을 증가시킴으로서, 수식 2는 하나의 펌프 및 하나의 신호를 가진 경우에 실험들과 일치하는(실험 셋업(200)에 의하여 지원되는 바와같이) 입력 신호 전력 변화들 및 요구된 펌프 전력 조절들간의 간계를 바람직하게 기술한다.
도 5는 본 발명에 따른 순방향-펌핑 라만 섬유 증폭기에 대한 동적 이득 제어 회로(500)를 도시한다. 동적 이득 제어 회로(500)는 순방향-펌핑 라만 섬유 증폭기(RFA)에 대한 결정적 제어 알고리즘으로서 선형 함수들 수식 1 및 수식 2를 이용한다. 동적 이득 제어 회로(500)는 섬유 지연 라인(505)에 입력 신호들(501)을 결합하는 결합기(503)를 포함한다. 입력 신호 전력의 작은 부분은 1/K 대역 파장-분할 다중화기(B-WDM)(504)에 의하여 K 파장 영역들로 분할되는 전송 섬유(507)로 입력되기전에 결합된다(입력 신호 전력 변화들을 모니터하기 위하여)(선택적으로, 실시예는 1/K 전력 분할기를 사용한후에 K 병렬 대역통과 필터들 사용할 수 있다). K 파장 영역들(K 병렬 광검출기들(PD들)(509-511)에 의하여 검출됨)의 광 전력들은 단순한 선형 함수 계산들(수식 1 또는 수식 2중 하나)을 통해 M 라만 펌프들(519)의 요구된 출력 펌프 전력들(515-517)을 생성하는 제어 유닛(513)에의 입력 파라미터들로서 사용된다. 제어 알고리즘(수식 1 및 수식 2)이 개방형 피드백 루프 구성을 직접 사용하기 때문에, 실시예는 펌프 전력 조절들이 매우 짧은 기간(공통 DSP에 대하여 <<1μs)내의 단지 하나의 스텝에서 완료되도록 한다. M 라만 펌프들(519)는 WDM(521)을 통해 전송섬유(507)로 전력을 주입한다.
동적 이득 제어 회로(500)가 단지 하나의 증폭기 스테이지를 도시할지라도, 본 발명의 실시예들은 다수의 증폭기 스테이지들을 지원할 수 있으며, 각각의 증폭기 스테이지는 광섬유 전송 장비를 따라 지리적으로 배치되며 수식 1 또는 수식 2에 따라 설계된다. 각각의 증폭기 스테이지는 순방향-펌핑 RFA들, 역방향-펌핑 RFA들 또는 순방향-펌핑 RFA들 및 역방향-펌핑 RFA들의 결합을 포함할 수 있다.
섬유 지연 라인(505)을 가진 제어 브랜치 및 전송 브랜치간의 짧은 지연을 도입함으로써, 실시예는 또한 펌프의 전력들이 입력 신호 전력과 동시에 조절되도록 한다. 섬유 지연 라인(505)에 의하여 도입된 지연은 역다중화기(504), 광다이오드들(509-511), 제어유닛(513) 및 펌프들(519)에 의하여 도입된 시간 지연과 대략적으로 동일하다. 결과로서, 실시예의 제어 기술은 종래에 지원되는(ms 이하) 제어 기술들보다 빠르다(μs 이하).
수식 2에 포함되는 선형 계수 TdL(j,k)는 80-채널 WDM 시스템에 대한 이하의 절차에 의하여 결정될 수 있다. K=2이고 기준점으로서 균일한 채널 패턴들(1,3,...79)를 가진 절반 로드를 사용한다는 것을 가정한다. 첫째, 채널들(41, 43 내지 79)에서의 입력 신호들이 구성되며, 요구된 대응 펌프 전력 조절 ΔPd(j)가 발견된다. 그 다음에, TdL(j,1)은 ΔPL(2)=0인 관찰로 인하여 ΔPd(j)/ΔSL(1)에 의하여 주어진다. 둘째, 채널들(1, 3 내지 39)에서의 단지 입력 신호들이 구성되며, 요구된 대응 펌프 전력 조절 ΔPd(j)가 발견된다. 그 다음에, TdL(j,2)은 ΔPL(1)=0인 관찰로 인하여 ΔPd(j)/ΔSL(2)에 의하여 주어진다. 동일한 프로세스는 K>2 또는 K=1를 가진 경우에 응용가능하다. 도 5에 도시된 실시예가 입력 신호 스펙트럼 패턴들의 넓은 범위에 대하여 0.2dB이하로 생존 채널의 라만 이득 편차를 억제하는 능력을 가진다는 것을 도 7-14로부터 관찰된다. 그러나, 이득 제어를 사용하지 않고, 생존 채널의 라만 이득 편차는 단지 하나의 생존 채널에서 2dB만큼 높을 수 있으며 전체 80 채널들에서 -1.6dB만큼 높을 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 목표 라만 섬유 증폭기 이득 프로파일(600)을 도시한다. 선택된 기준 동작점은 절반-로드(40개 채널) 및 균일 채널 분배(1,3,5,...,79)를 가진다. 도 6에 도시된 바와같이, 라만 이득은 라만 펌프들로부터의 이득 및 다른 신호들로부터의 이득을 포함한다. 기준점으로서 절반 로드를 선택하면, 요구된 최대 펌프 전력 조절이 절반 만큼 감소되도록 하기 때문에 전체 로드를 가진 일반적으로 사용되는 기준점에 비하여 바람직하다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 80개의 활성 채널들을 사용하는 동적 이득 제어와 이득 편차를 비교하고 또한 동적 이득 제어없이 이득 편차를 비교하는 제 1예(700)을 도시한다.
이전에 논의된 바와같이, 도 7-14(4개의 파장(1458, 1469, 1483 및 1503nm) 순방향 펌핑 RFA를 가진 50GHz-이격된 80-채널 L-대역 WDM 시스템에 대한 생존 채널의 시뮬레이트된 신호 이득 편차를 도시함)는 도 5에 도시된 실시예의 효율성을 제시한다. 선형 함수(EQ. 2)는 제어 유닛에서 제어 알고리즘으로서 사용된다. 비교로서, 이득 제어없는 신호 이득 편차는 도 7-14에 기술된다. SSMF의 80km는 전송 섬유로서 사용되며, 입력 신호 전력은 -3dBm/채널인 것으로 선택된다. 분기된 신호는 두가지 파장 영역들(즉, K=2), 즉 1570-1584 및 1584 내지 1604nm로 분할된다.
도 8은 1개의 활성 채널을 사용하는 동적 이득 제어와 이득 편차를 비교하고 또한 동적 이득 제어없이 이득 편차를 비교하는 제 2예(800)를 도시한다. 도 9는 60개의 활성 채널을 사용하는 제 3예(900)를 도시한다. 도 10은 21-80개의 활성 채널을 사용하는 제 4예(1000)를 도시한다. 도 11은 20개의 활성 채널들을 가진 제 5예(1100)를 도시한다. 도 12는 31-50개의 활성 채널들을 가진 제 6예를 도시한다. 도 13은 61-80개의 활성 채널들을 가진 제 7예(1300)를 도시한다. 도 14는 40개의 활성 채널들을 가진 제 8예(1400)을 도시한다. 앞의 예들은 도 5에 도시된 실시예의 효율성을 제시한다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따라 모든 활성채널(1-80)과 두개의 제어 방식들을 비교하는 도표(1500)를 도시한다. 이 양 방식들이 신호 이득 편차를 효율적으로 억제하기 위한 능력을 가지며(피크 이득 편차는 수식 2를 사용함으로서 -1.6dB로부터 0.15dB로 억제되며 수식 1을 사용함으로서 -1.6dB로부터 -0.3dB로 억제된다), 수식 2에 기초한 알고리즘은 수식 1에 기초한 알고리즘보다 양호한 것으로 보인다. 이러한 관찰은 목표 라만 이득(10.2±0.3dB)이 충분히 작지 않은 사실 때문이다. 시뮬레이션들은 동적 이득 제어의 성능에 대한 K의 영향을 연구하기 위하여 수행된다. 수치 결과들은 K의 추가 증가가 최소 성능 개선을 제공하나 비용을 상당히 증가시킬 수 있기 때문에 순수한 L-대역/C-대역 시스템에 대하여 K=2가 바람직한 선택이라는 것을 제시한다. 대조적으로, K=1를 선택하는 것은 시스템 요건에 따르며, 피크 이득 편차는 K=1에서 0.3dB 이하로 억제될 수 있는 반면에 특정 WDM 시스템에 대하여 K=2에서 0.2dB 이하로 억제될 수 있다. 만일 K=1로 선택하면, 동적 이득 제어 회로는 도 5에 도시된 바와같이 장치(500)에 비하여 단순화될 수 있다. 앞의 연구들은 다지 섬유 길이 및 섬유 타입이 다른 개별 RFA에 유사한 방법이 응용가능할지라도 분산형 RFA에 기초한다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따라 입력 신호 전력 변화 및 요구된 펌프 전력 조절간의 관계를 연구하기 위한 역방향-펌핑 라만 섬유 증폭기에 대한 실험 셋업(600)을 도시한다. 실험 결과들은 순방향-펌핑 RFA(도 3 및 도 4를 참조하여 이전에 도시됨)과 관련하여 역방향-펌핑 RFA에 대한 유사한 선형 관계(도 17 및 도 18에 도시됨)를 제시한다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따라 선형 스케일의 라만 펌프 전력이 역방향-펌핑 라만 섬유 증폭기에 대한 선형 스케일의 입력 신호 전력의 함수인 함수(1700)를 도시한다. 도 18은 본 발명의 실시예에 따라 데시벨 스케일의 라만 펌프 전력이 역방향-펌핑 라만 섬유 증폭기에 대한 선형 스케일의 입력 신호 전력의 함수인 함수(1800)를 도시한다.
순방향-펌핑 RFA에서 처럼, 본 발명의 실시예는 도 19 및 도 20에 도시된 역방향-펌핑 RFA들에 대한 요구된 펌프 전력 조절들 및 입력 신호 전력 변화들간의 두개의 근사 선형 관계들중 한 관계를 이용한다. 더욱이, 선형 관계들은 순방향-펌핑 RFA 뿐만아니라 역방향 펌핑 RFA를 이용하는 섬유 시스템들에 응용가능하다.
본 발명의 실시예들은 수식 1 또는 수식 2에 대응하는 선형 함수들을 이용하는 제어 방식들에 제한되지 않는다. 요구된 펌프 전력 조절들에 입력 신호 전력 변화들을 직접 관련시키는 다른 복잡한 함수들(선형 또는 비선형)이 응용가능하다. 예로서, 입력 신호 전력 변화들은 여러 전력 영역들로 분리될 수 있다. 각각의 영역내에서, 선형 함수(수식 1) 또는 (수식 2)는 입력 신호 전력 변화에 요구된 펌프 전력 조절을 연결시키기 위하여 사용되나, 선형 계수들은 다른 전력 영역들사이를 구별하기 위하여 사용된다. 대응 제어 알고리즘은 이득 편차 억제에 대하여 양호할 수 있으나 제어 속도 및 복잡성에서 불리하다.
도 19는 본 발명의 실시예에 따른 역방향-펌핑 라만 섬유 증폭기(1900)를 도시한다. RFA(1900)는 역방향-펌핑 이산 RFA에 대한 결정적 제어 알고리즘이 도 19에 도시된 바와같이 수식 1 및 수식 2를 사용하여 동적 이득 제어 회로를 통합한다 (RFA(2000)는 K=1인 경우의 단순화된 버전이며, 여기서 라만 섬유는 종래의 DCF 또는 임의의 특정 고비선형 섬유일 수 있다). 이산 RFA가 분산형 RFA보다 훨씬 짧은 섬유 길이를 가지기 때문에, 채널 가산/삭제동안 역방향-펌핑 이산 RFA에 의하여 영향을 받는 이득 과도상태들은 역방향-펌핑 분산형 RFA보다 훨씬 빠를 수 있다. 결정적 성질(1-스텝)로 인하여, 도 19 및 도 20에 도시된 제어 회로들은 신호 이득을 안정화하기 위하여 여러 제어 사이클들을 필요로하는 폐쇄 피드백 루프에 기초하는 종래의 방법들보다 빠르다. 본 발명의 실시예에 있어서, 제어 속도는 입력 신호 전력 변화에 비례하여 요구된 펌프 전력 조절의 타이밍을 최적화하기 위하여 제어 회로내의 적절한 전기적 지연을 추가함으로서 더 개선될 수 있다. 제어 알고리즘과 관련하여, 수식 1에 기초한 알고리즘은 도 17 및 도 18에 기술된 바와같이 수식 2에 기초한 알고리즘보다 양호하게 수행된다. 이러한 관찰은 순방향-펌핑 RFA과 다르며, 여기서 수식 2는 통상적으로 수식 1보다 양호하게 수행된다. 이하의 이유는 역방향-펌핑 RFA에 대한 펌프 소모가 섬유 단부에 근접하게 발생한다는 관찰때문이며, 이에 따라 지수 섬유 손실은 펌프 소모가 훨씬 긴 섬유 길이에서 발생하는 순방향-펌핑 라만 증폭기보다 펌프 소모에서 덜 중요한 역할을 한다.
도 19를 참조하면, 입력 신호(1901)로부터의 입력 전력의 일부는 결합기(1903)에 의하여 B-WDM(1907)에 제공된다. 광다이오드들(1909-1911)은 각각의 K 파장 영역에 대한 입력 전력 변화들(PD)을 측정한다. 제어 유닛(1913)은 수식 1 또는 수식 2를 사용하여 펌프 전력 조절들(1915-1917)을 결정한다. M 펌프들(1919)은 광학 순환기(OC)(1921)를 통해 역방향으로 라만 섬유(1905)에 전력을 주 입한다.
도 20에 도시된 역방향-펌프 라만 섬유 증폭기(2000)는 역방향-펌프 라만 섬유 증폭기(1900)와 유사하나 역방향-펌프 라만 섬유 증폭기(2000)에서 K=1이다(즉, 1파장 영역이 존재한다). 결과적으로, 제어 유닛(2013)은 광다이오드(2009)를 통해 1파장 영역에 대한 입력 전력 변화(PD)을 처리한다. 제어유닛(2013)은 M 펌프들(1919)에 펌프 전력 조절들(2015-2017)을 제공함으로서 M 펌프들(1919)을 제어한다.
도 21 및 도 22는 앞의 논의를 기술하는 예들을 제공한다. 도 21은 본 발명의 실시예에 따른 순방향-펌핑 라만 섬유 증폭기에 대한 동적 이득 제어의 예를 기술한다. 이하의 선형 함수들이 사용된다.
Figure 112006013649430-PAT00005
(3)
Figure 112006013649430-PAT00006
(4)
여기서, PL(j,t)는 시간 t에서 j번째 펌프의 선형 유닛에서 요구된 펌프 전력을 표시하며, SL( k,t)는 선형 유닛에서 k번째 파장 영역에서 검출된 입력 신호 전력을 표시한다. SL0(k) 및 PL0(j)는 기준 동작점에서 대응 입력 신호 전력 및 펌프 전력을 표시한다. 수식 3 및 수식 4에서 첨자 L 및 d는 선형 스케일 및 대수 스케일을 각각 표시한다. 수식 4는 순방향-펌핑 라만 섬유 증폭기에 대하여 바람직한 것으로 보인다.
도 21에 도시된 예에서, K=1이며, 이 예는 이득 매체로서 TW-Reach 전송 섬유 함수들의 80km를 가진 4-파장 순방향-펌핑 라만 섬유 증폭기에 대응한다. 펌프 파장들은 1425, 1436, 1452 및 1466nm이다. 전체 로드(기준점으로서 언급됨)는 40 채널 100GHz-이격 C-대역 신호, 1530 nm 내지 1561nm, -3dBm/채널 입력 신호 전력 및 C-대역에 걸친 14±0.6dB의 목표 라만 이득으로서 구성된다.
예는 이하의 선형 제어 수식을 이용한다.
Figure 112006013649430-PAT00007
, 여기서 j=1,2,3,4 (5)
여기서, Pd0(1)=24.3dBm이며, Pd0(2)=23.0dBm이며, Pd0(3)=21.63dBm이며, Pd0(4)=19.3dBm이며, 및 SL0 = 20mW이다.
도 21를 참조하면, 도표(2101)는 제 1펌프(1425nm)에 대응하며, 도표(2103)는 제 2펌프(1436 nm)에 대응하며, 도표(2105)는 제 3펌프(1452nm)에 대응하며, 도표(2107)는 제 4펌프(1466nm)에 대응한다. 선형 계수들 TdL(1),TdL(2), TdL(3) 및 TdL(4)는 0.159, 0.167, 0.115, 및 0.098인 것으로 각각 결정된다.
도 22는 본 발명의 실시예에 따른 역방향-펌핑 라만 섬유 증폭기에 대한 동적 이득 제어의 예를 기술한다. 이하의 동적 제어 수식들이 사용된다.
Figure 112006013649430-PAT00008
(6)
Figure 112006013649430-PAT00009
(7)
여기서, PL(j,t)는 시간 t에서 j번째 펌프의 선형 유닛에서 요구된 펌프 전력을 표시하며, SL( k,t)는 선형 유닛에서 k번째 파장 영역에서 검출된 입력 신호 전력을 표시한다. SL0(k) 및 PL0(j)는 기준 동작점에서 대응 입력 신호 전력 및 펌프 전력을 표시한다. T는 섬유에서 신호의 전파시간과 개략적으로 동일한, 펌프 전력 조절 및 입력 신호 전력 변화사이에 도입된 시간 지연을 표시한다. 수식 6 및 수식 7에서 첨자 L 및 d는 선형 스케일 및 대수 스케일을 각각 표시한다. 수식 6은 역방향-펌핑 라만 섬유 증폭기에 대하여 바람직한 것으로 보인다.
도 22에 도시된 예에서, K=1이다. 이 예는 이득 매체로서 산란 보상 섬유의 12km를 가진 4-파장 역방향-펌핑 이산 라만 섬유 증폭기에 대응한다. 펌프 파장들은 1425, 1436, 1452 및 1466nm이다. 전체 로드(기준점으로서 언급됨)는 40 채널 100GHz-이격 C-대역 신호, 1530 nm 내지 1561nm, 및 -3dBm/채널 입력 신호 전력으로서 구성된다. 목표 이득은 C-대역에 걸친 16±0.6dB이다.
예는 다음과 같은 선형 제어 수식을 사용한다.
Figure 112006013649430-PAT00010
(7)
여기서, 여기서, PL0(1)=246mW이며, PL0(2)=197.2mW이며, PL0(3)=122mW이며, PL0(4)=140.6mW이며, 및 SL0 = 20mW이다.
도 23은 본 발명의 실시예에 따른 역방향-펌핑 라만 섬유 증폭기를 도시한다. 장치(2300)는 입력 전력 변화(결합기(2303), B-WDM(2305), 광다이오드들(2307-2309), 제어 유닛(2311)에 의하여 결정됨) 및 M 펌프들(2317)에 의하여 전력의 주입의 검출에 대한 지리적 분리를 지원한다. 도 23에 도시된 실시예에서, 입력 신호(23010)로부터의 전력의 일부분은 결합기(2303)에 의하여 B-WDM(2305)에 결합되며 제어 유닛(2311)에 의하여 처리된다. M 펌프들(2317)이 제어유닛(2311)으로부터 지리적으로 분리되기 때문에, 제어 유닛(2311)으로부터 제어 유닛(2323)으로의 제어정보는 전송 섬유(2315), WDM(2313) 및 WDM(2321)을 사용하여 원격측정 채널을 통해 전송된다(전송 섬유(2315)는 또한 광학 신호 채널들의 전송을 지원한다). 원격측정 채널은 대부분의 상업용 WDM 시스템에서 이미 사용된 종래의 광학 감시 채널일 수 있다. 제어 정보를 사용하면, 제어 유닛(2323)은 결합기(2319)로의 M 펌프들(2317)의 주입된 전력을 조절한다. 이하의 동적 제어 함수들중 하나는 도 23에 기술된 역방향-펌핑 라만 증폭기를 설계할때 사용된다.
Figure 112006013649430-PAT00011
(9)
Figure 112006013649430-PAT00012
(10)
여기서, PL(j,t)는 시간 t에서 j번째 펌프의 선형 유닛에서 요구된 펌프 전력을 표시하며, SL(k,t)는 선형 유닛에서 k번째 파장 영역에서 검출된 입력 신호 전력을 표시한다. SL0(k) 및 PL0(j)는 기준 동작점에서 대응 입력 신호 전력 및 펌 프 전력을 표시한다. T는 전송 섬유에서 신호의 전파시간과 개략적으로 동일한, 펌프 전력 조절 및 입력 신호 전력 변화사이에 도입된 시간 지연을 표시한다. 수식 9 및 수식 10에서 첨자 L 및 d는 선형 스케일 및 대수 스케일을 각각 표시한다. 수식 9는 역방향-펌핑 라만 섬유 증폭기에 대하여 바람직한 것으로 보인다.
도 24는 본 발명의 실시예에 따른 역방향-펌핑 라만 섬유 증폭기를 도시한다. 장치(2400)는 정치(2300)와 유사하나, K=1이다. 결과적으로, 단지 하나의 광다이오드(광다이오드(2407))는 입력 전력 변화들(PD)을 검출하는데 필요하다. 채널 유닛(2411)은 수식 11 및 수식 12에 따른 검출된 입력 전력 변화들을 처리하며 전송섬유(2315)상의 원격측정 채널을 통해 제어유닛(2423)에 제어정보를 전송한다.
Figure 112006013649430-PAT00013
(11)
Figure 112006013649430-PAT00014
(12)
수식 11은 역방향-펌핑 라만 섬유 증폭기에 대하여 수식(12)에 비하여 바람직한 성능을 제공한다.
본 발명의 실시예들은 광섬유 시스템 및 에르븀 도핑된 섬유 또는 도파관 증폭기들에서 순방향-펌핑 RFA 및 역방향-펌핑 RFA의 동적 제어를 지원한다.
도 25는 본 발명의 실시예에 따라 순방향-펌핑 라만 섬유 증폭기 및 역방향 라만 섬유 증폭기의 동적 제어를 이용하는 광섬유 시스템을 도시한다. 이하의 두개의 이득 제어 함수들중 하나는 순방향-펌핑 라만 증폭기의 이득을 제어하기 위하여 선택된다.
Figure 112006013649430-PAT00015
(13)
Figure 112006013649430-PAT00016
(14)
부가적으로, 이하의 두개의 이득 제어 함수들중 하나는 역방향-펌핑 라만 증폭기의 이득을 제어하기 위하여 선택된다.
Figure 112006013649430-PAT00017
(15)
Figure 112006013649430-PAT00018
(16)
여기서,
Figure 112006013649430-PAT00019
는 시간 t에서 j번째 펌프의 선형 유닛에서 요구된 펌프 전력을 표시하며, SL(k,t)는 선형 유닛에서 k번째 파장 영역에서 검출된 입력 신호 전력을 표시한다. SL0(k) 및
Figure 112006013649430-PAT00020
는 기준 동작점에서 대응 입력 신호 전력 및 펌프 전력을 표시한다. 수식 13, 수식 14, 수식 15 및 수식 16에서 첨자 L 및 d는 선형 스케일 및 대수 스케일을 각각 표시한다. 첨자 F 및 B는 순방향 라만 펌프 및 역방향 라만 펌프를 표시한다. T는 전송 섬유에서 광학 신호의 전파시간이다. 수식 14는 순방향-펌핑 라만 펌프들에 대하여 바람직하며, 수식 15는 역방향 라만 펌프들에 대하여 바람직하다. 더욱이, 역방향 라만 펌프 제어 유닛에 입력 신호 전력 정보를 전송하기 위하여 원격측정 채널로서 광학 감시 채널을 사용할 수 있다.
앞서 언급된 순방향-펌핑 분산형 라만 섬유 증폭기 및 역방향-펌핑 분산형 라만 섬유 증폭기를 사용하는 WDM 시스템에 있어서, 전체 라만 이득은 3개의 다른 소스들, 즉 신호-순방향 라만 펌프 상호작용들을 통해 순방향 라만 펌프들로부터, 신호-신호 라만 상호작용들을 통해 다른 신호들로부터, 그리고 신호-역방향 라만 펌프 상호작용들을 통해 역방향 라만 펌프들로부터 생성된다. 통상적으로 효율적인 라만 상호작용 길이가 40km보다 작기 때문에, 스팬 길이가 클때(통상적으로 80km 이상)만 양방향-펌핑 라만 증폭기가 필요하다. 이는 전파하는 순방향 라만 펌프들로 인한 이득 및 공동으로 전파하는 다른 신호로 인한 이득이 주로 40km에서 생성되며 역방향 라만 펌프들로 인한 라만 이득이 최종 40km로부터 생성된다는 것을 의미한다. 결과로서, 두개의 개별 증폭기들, 즉 순방향 펌핑 라만 증폭기 및 역방향-펌핑 라만 증폭기로서 양방향 펌핑 분산형 라만 증폭기를 처리할 수 있다. 제어 수식들, 즉 수식 13 및 수식 14는 공동으로 전파하는 신호-순방향 펌프 상호작용들 및 신호-신호 라만 상호작용들로 인한 고속 이득 과도상태(μs이하)를 제어하기 위하여 사용되는 반면에, 제어 수식들, 즉 수식 15 및 수식 16은 신호-역방향 펌프 상호작용들로 인한 비교적 느린 이득 과도상태(ms 이하)를 제어하기 위하여 사용된다. 순방향-펌핑 라만 증폭기 및 역방향-펌핑 라만 증폭기에 대한 제어 계수들은 측정된 기본 섬유 링크 파라미터들을 사용하여 수치적으로 계산하거나 또는 다음과 같이 미리 결정된 K 입력 채널 패턴들을 사용하여 직접 측정함으로서 미리 결정될 수 있다. 첫째, 하나는 모든 역방향 라만 펌프들을 디스에이블한다. K 입력 패턴들의 각각에 대하여, 목표 순방향 이득 프로파일(순방향 라만 펌프들로부터 의 이득 및 신호-신호 라만 상호작용으로부터의 이득을 포함함)에 기초하여 MF 순방향 라만 펌프들의 각각의 요구된 전력 조절들을 계산하거나 또는 측정한다. 순방향-펌핑 라만 증폭기에 대한 제어 계수들의 세트는 수식 13 및 수식 14에서 K 채널 패턴들에 따라 측정된 개별 순방향 펌프 전력 조절들을 감산함으로서 획득될 수 있다. 둘째, 순방향 라만 펌프들 및 역방향 라만 펌프들을 턴온한다. K 채널 패턴들의 각각에 대하여 순방향 펌프 전력들을 우선 조절하며(제 1스텝으로부터 미리 알려짐), 순방향 라만 펌프들, 신호-신호 라만 상호작용 및 역방향 라만 펌프들로부터 이득을 포함하는 전체 목표 라만 이득 프로파일에 기초하여 MB 역방향 라만 펌프들의 각각의 요구된 전력 조절을 측정한다. 수식 15 또는 수식 16에서 K 채널 패턴들에 따라 측정된 개별 역방향 펌프 전력 조절들을 감산함으로서, 역방향-펌핑 라만 증폭기에 대한 제어 계수들의 세트를 획득한다.
도 26은 본 발명의 실시예에 따라 순방향-펌핑 라만 섬유 증폭기 및 역방향 라만 섬유 증폭기에 대한 동적 제어를 이용하는 광섬유 시스템을 도시한다. 광섬유 시스템은 도 25에 도시된 광섬유 시스템과 유사하나, 파장 영역들의 수는 1이다(즉 K=1이다).
본 발명의 실시예들은 이산 라만 증폭기의 변형물로서 보일 수 있는 종래의 EDFA/EDWA 증폭기에 대한 이득 제어를 지원한다.
최종적으로, 만일 전송 섬유가 에르븀 도핑된 섬유/도파관으로 대체되고 펌프 파장이 980nm 및/또는 1480nm으로 선택되면, 앞의 고려사항들은 에르븀 도핑된 섬유/도파관 증폭기에 대한 동적 이득 제어에 응용가능하다.
당업자에 인식되는 바와같이, 컴퓨터 시스템을 제어하는 명령들을 포함하는 컴퓨터-판독가능 매체와 연관된 컴퓨터 시스템은 여기에 기술된 통상적인 실시예들을 구현하기 위하여 사용될 수 있다. 컴퓨터 시스템은 마이크로프로세서, 디지털 신호 프로세서, 및 연관된 주변 전자회로와 같은 적어도 하나의 컴퓨터를 포함할 수 있다. DSP(디지털 신호 프로세서) 및 FPGA(필드 프로그램가능 게이트 어레이)와 같은 다른 하드웨어 접근방식들이 통상적인 실시예들을 구현하기 위하여 사용될 수 있다.
본 발명이 본 발명을 수행하는 바람직한 모드들을 포함하는 특정 예들과 관련하여 기술될지라도, 당업자는 첨부 청구항들에 기술된 본 발명의 사상 및 범위내에 속하는 앞서 언급된 시스템들 및 기술들의 다수의 변형 및 수정들이 이루어질 수 있다는 것을 인식해야 한다.
본 발명은 순방향-펌핑 분포/이산 RFA 및 역방향-펌핑 이산 RFA에 적합한 고속이면서 효율적인 동적 이득 제어 기술 뿐만아니라 에르븀 도핑된 섬유 증폭기들(EDFA)과 같은 다른 형태의 광섬유 증폭기들을 제공할 수 있는 효과를 가진다.

Claims (28)

  1. 복수의 광학 신호 채널들을 지원하는 광섬유 증폭기로서,
    할당된 펌프 주파수(pump frequency)로 광 전력을 광 섬유에 주입하는 적어도 하나의 광 펌프(optical pump);
    상기 복수의 광학 신호 채널들을 적어도 하나의 파장 영역으로 분할하고, 상기 적어도 하나의 파장 영역 중 하나에 대한 대응 전력 변화(correspond power variation)의 지시(indication)을 제공하는 분할 유닛(partitioning unit);
    상기 적어도 하나의 파장 영역 중 상기 하나에 대한 상기 대응 전력 변화를 상기 적어도 하나의 광학 펌프 중 상기 하나에 대한 대응 전력 조절에 관련시키는 미리 결정된 함수를 사용하여, 상기 적어도 하나의 광학 펌프 중 하나에 대한 대응 펌프 전력 조절을 결정하는 제어 유닛을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 광학 펌프 중 상기 하나는 상기 대응 펌프 전력 조절에 따라 대응 전력 출력을 조절하는, 광섬유 증폭기.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 분할 유닛은,
    상기 광 섬유로부터 결합된 광학 신호들(coupled optical signals)을 획득하는 결합기로서, 상기 결합된 광학 신호들은 상기 광학 신호 채널들의 총 전력의 일부를 가지는, 상기 결합기;
    상기 결합된 광학 신호들을 적어도 하나의 파장 영역으로 분할하는 1/K 대역 파장-분할 다중화기(B-WDM)로서, K는 1이상의 정수인, 상기 1/K 대역 파장-분할 다중화기; 및
    상기 적어도 하나의 파장 영역 중 상기 하나의 상기 대응 전력 변화의 상기 지시를 제공하는 적어도 하나의 광검출기(photodetector)를 포함하는, 광섬유 증폭기
  3. 제 1항에 있어서, 상기 광섬유 증폭기는 라만 섬유 증폭기(Raman Fiber Amplifier;RFA)를 포함하는, 광섬유 증폭기.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 광학 섬유 증폭기는 에르븀 도핑된 섬유 증폭기(Erbium Doped Fiber Amplifier;EDFA)를 포함하는, 광섬유 증폭기.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 대응 전력 변화는 상기 광섬유 시스템의 채널 로딩(channel loading)에 기초하는, 광섬유 증폭기 이득 제어방법.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 미리 결정된 함수는 상기 적어도 하나의 파장 영역의 상기 대응 전력 변화 및 상기 대응 전력 조절간의 선형 관계(linear relationship)에 대응하는, 광섬유 증폭기.
  7. 제 6항에 있어서, 전력 조절 스케일(power adjustment scale)은 선형 스케일 에 대응하는, 광섬유 증폭기.
  8. 제 6항에 있어서, 전력 조절 스케일은 데시벨 스케일(decibel scale)에 대응하는, 광섬유 증폭기.
  9. 광섬유 시스템에서 N 광학 신호 채널들을 지원하는 라만 섬유 증폭기(Raman fiber amplifier)로서,
    M 라만 펌프들로서, 각각의 라만 펌프는 할당된 펌프 주파수로 광 전력을 광 섬유에 주입하는, M 라만 펌프들;
    상기 N 광학 신호 채널들을 K 파장 영역들로 분할하고, 각각의 파장 영역에 대한 대응 전력 변화의 지시를 제공하는 분할 유닛;
    상기 각각의 파장 영역에 대한 상기 대응 전력 변화를 상기 각각의 라만 펌프에 대한 대응 전력 조절에 관련시키는 미리 결정된 함수를 사용하여, 상기 각각의 라만 펌프에 대한 대응 펌프 전력 조절을 결정하는 제어 유닛을 포함하고,
    상기 각각의 라만 펌프는 상기 대응 펌프 전력 조절에 따라 대응 전력 출력을 조절하는, 라만 섬유 증폭기.
  10. 제 9항에 있어서,
    1. 상기 라만 섬유 증폭기는 역방향-펌핑 라만 섬유 증폭기(backward-pumped Raman fiber amplifier)를 포함하며,
    2. 상기 분할 유닛은 제 1지리적 위치에 위치되고,
    3. 상기 M 라만 펌프들은 제 2지리적 위치에 위치되며,
    상기 라만 섬유 증폭기는,
    상기 각각의 라만 펌프를 제어하기 위해 상기 제 1지리적 위치에서 상기 제 2 지리적 위치로 제어 정보를 이송(convey)하는 통신 채널을 더 포함하는, 라만 섬유 증폭기.
  11. 제 9항에 있어서, 상기 미리 결정된 함수는 상기 각각의 파장 영역의 상기 대응 전력 변화 및 상기 대응 전력 조절간의 선형 관계에 대응하는, 라만 섬유 증폭기.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 미리 결정된 함수는
    Figure 112006013649430-PAT00021
    를 포함하며, 여기서, k는 k 번째 파장 영역에 대응하며, j는 j 번째 라만 펌프에 대응하며,
    Figure 112006013649430-PAT00022
    는 선형적으로 스케일링(linearly scaled)된 상기 k번째 파장 영역에 대한 대응 전력 변화에 대응하며,
    Figure 112006013649430-PAT00023
    는 선형적으로 스케일링된 상기 j 번째 라만 펌프의 대응 펌프 전력 조절에 대응하며,
    Figure 112006013649430-PAT00024
    는 상기 j번째 라만 펌프의 상기 대응 펌프 전력 조절 및 상기 k번째 파장 영역의 상기 대응 전력 변화에 관한 선형 계수에 대응하는, 라만 섬유 증폭기.
  13. 제 11항에 있어서, 상기 미리 결정된 함수는
    Figure 112006013649430-PAT00025
    를 포함하며, 여기서, k는 k 번째 파장 영역에 대응하며, j는 j 번째 라만 펌프에 대응하며,
    Figure 112006013649430-PAT00026
    는 선형적으로 스케일링된 상기 k번째 파장 영역에 대한 대응 전력 변화에 대응하며, 상기
    Figure 112006013649430-PAT00027
    는 대수적으로 스케일링(logarithmically scaled)된 상기 j 번째 라만 펌프의 대응 펌프 전력 조절에 대응하며, 상기
    Figure 112006013649430-PAT00028
    는 상기 j번째 라만 펌프의 상기 대응 펌프 전력 조절 및 상기 k번째 파장 영역의 상기 대응 전력 변화에 관한 선형 계수에 대응하는, 라만 섬유 증폭기.
  14. 제 9항에 있어서, 상기 분할 유닛은,
    상기 광 섬유로부터 N 결합된 광학 신호들을 획득하는 결합기로서, 상기 N 결합된 광학 신호들은 상기 N 광학 신호 채널들의 총 전력의 일부를 가지는, 상기 결합기;
    상기 N 결합된 광학 신호들을 K 파장 영역으로 분할하는 1/K 대역 파장-분할 다중화기(B-WDM); 및
    상기 각각의 파장 영역의 상기 대응 전력 변화의 지시를 제공하는 적어도 하 나의 광검출기를 포함하는, 라만 섬유 증폭기.
  15. 제 10항에 있어서,
    상기 제 2 지리적 위치에 위치되고, 상기 통신 채널을 통해 상기 제어 정보를 수신하고, 상기 각각의 라만 펌프에 대한 상기 대응 전력 출력을 제어하는 또 다른 제어 유닛을 더 포함하는, 라만 섬유 증폭기.
  16. 제 12항에 있어서, 각각의 선형 계수는 복수의 전력 영역들 중 하나에 의존하는, 라만 섬유 증폭기.
  17. 제 13항에 있어서, 각각의 선형 계수는 복수의 전력 영역들 중 하나에 의존하는, 라만 섬유 증폭기.
  18. 제 9항에 있어서, 상기 라만 섬유 증폭기는 순방향-펌핑 라만 섬유 증폭기(forward-pumped Raman fiber amplifier)를 포함하는, 라만 섬유 증폭기.
  19. 제 9항에 있어서, 상기 라만 섬유 증폭기는 역방향-펌핑 라만 섬유 증폭기를 포함하는, 라만 섬유 증폭기 .
  20. 광 섬유 설비(facility)에 의해 전송된 N 광학 신호 채널들을 지원하는 순방 향-펌핑 라만 섬유 증폭기로서,
    M 라만 펌프들로서, 각각의 라만 펌프는 할당된 펌프 주파수로 광 전력을 상기 괌 섬유 설비에 주입하는, 상기 M 라만 펌프들;
    상기 N 광학 신호 채널들을 K 파장 영역들로 분할하고, 각각의 파장 영역들에 대한 대응 전력 변화의 지시를 제공하는 분할 유닛;
    상기 각각의 파장 영역에 대한 상기 대응 전력 변화를 상기 각각의 라만 펌프에 대한 대응 전력 조절에 관련시키는 미리 결정된 함수를 사용하여, 상기 각각의 라만 펌프에 대한 대응 펌프 전력 조절을 결정하는 제어 유닛으로서, 상기 각각의 라만 펌프는 상기 대응 펌프 전력 조절에 따라 대응 전력 출력을 조정하고, 상기 선형 함수는,
    Figure 112006013649430-PAT00029
    를 포함하며 여기서, k는 k 번째 파장 영역에 대응하며, j는 j 번째 라만 펌프에 대응하며,
    Figure 112006013649430-PAT00030
    는 선형적으로 스케일링된 상기 k번째 파장 영역에 대한 상기 대응 전력 변화에 대응하며,
    Figure 112006013649430-PAT00031
    는 대수적으로 스케일링된 상기 j 번째 라만 펌프의 상기 대응 펌프 전력 조절에 대응하며,
    Figure 112006013649430-PAT00032
    는 상기 j번째 라만 펌프의 상기 대응 펌프 전력 조절 및 상기 k번째 파장 영역의 상기 대응 전력 변화에 관한 선형 계수에 대응하는, 제어 유닛; 및
    상기 광 섬유 설비에 대한 상기 분할 유닛의 결합점 및 상기 광학 섬유 설비에 대한 상기 M 라만 펌프들의 주입점사이에 있는 상기 제어 유닛에 의한 처리에 연관된 지연 시간을 보상하기 위한 섬유 지연 라인을 포함하는,순방향-펌핑 라만 섬유 증폭기.
  21. 복수의 광학 신호 채널들을 지원하는 광섬유 시스템들에서 적어도 하나의 광학 펌프를 가진 광섬유 증폭기의 이득을 제어하기 위한 방법으로서,
    (a) 상기 복수의 광학 신호 채널들을 적어도 하나의 파장 영역으로 분할하는 단계;
    (b) 상기 각각의 파장 영역에 대한 대응 전력 변화를 결정하는 단계;
    (c) 상기 각각의 파장 영역에 대한 상기 대응 전력 변화를 각각의 광학 펌프에 대한 대응 전력 조절에 관련시키는 미리 결정된 함수를 사용하여 상기 각각의 광학 펌프에 대한 상기 대응 펌프 전력 조절을 결정하는 단계; 및
    (d) 상기 대응 전력 조절에 따라 상기 각각의 광학 펌프를 조절하는 단계를 포함하는, 광섬유 증폭기 이득 제어방법.
  22. 제 21항에 있어서, 상기 단계(b)-(d)를 반복하는 단계(e)를 더 포함하는, 광섬유 증폭기 이득 제어방법.
  23. 제 21항에 있어서, 상기 광섬유 증폭기는 라만 섬유 증폭기(RFA)를 포함하는, 광섬유 증폭기 이득 제어방법.
  24. 제 21항에 있어서, 상기 광학 섬유 증폭기는 에르븀 도핑된 섬유 증폭기(EDFA)를 포함하는, 광섬유 증폭기 이득 제어방법.
  25. 제 21항에 있어서, 상기 대응 전력 변화는 상기 광섬유 시스템의 채널 로딩에 기초하는, 광섬유 증폭기 이득 제어방법.
  26. 제 21항에 있어서, 상기 미리 결정된 함수는 상기 각각의 파장 영역의 대응 전력 변화 및 상기 대응 전력 조절간의 선형 관계에 대응하는, 광섬유 증폭기 이득 제어방법.
  27. 제 26항에 있어서, 전력 조절 스케일은 선형 스케일에 대응하는, 광섬유 증폭기 이득 제어방법.
  28. 제 26항에 있어서, 상기 전력 조절 스케일은 데시벨 스케일에 대응하는, 광섬유 증폭기 이득 제어방법.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3047118B1 (fr) * 2016-01-22 2018-03-02 Centre National De La Recherche Scientifique - Cnrs - Dispositif de generation d’un faisceau de photons polychromatique et spatialement autoadapte
CN105896306B (zh) * 2016-06-30 2018-10-23 武汉光迅科技股份有限公司 基于一阶Raman的二阶拉曼光纤放大器的控制方法
CN107302345B (zh) * 2017-06-29 2023-05-05 厦门优迅高速芯片有限公司 一种应用于光通信跨阻放大器分段自动增益电路
CN112993731B (zh) * 2019-12-13 2022-10-04 华为技术有限公司 一种增益调节器、增益调节方法以及光线路终端

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4821037B2 (ja) * 2000-08-25 2011-11-24 富士通株式会社 ラマン増幅を用いた光増幅器およびラマン励起光源
JP2003035919A (ja) * 2000-11-07 2003-02-07 Furukawa Electric Co Ltd:The 光増幅装置および光伝送システム
US6690504B1 (en) * 2001-03-16 2004-02-10 Tyco Telecommunications (Us) Inc. System and method for controlling spectral distribution of output power in a Raman amplifier
JP3903768B2 (ja) 2001-10-31 2007-04-11 日本電気株式会社 光ファイバ伝送システムとラマン利得制御装置、及びラマン利得制御方法
JP3966005B2 (ja) * 2002-02-07 2007-08-29 住友電気工業株式会社 ラマン増幅方法、ラマン増幅用励起ユニットおよび波長多重光通信システム
US6963681B2 (en) * 2002-07-01 2005-11-08 Jds Uniphase Corporation Automatic raman gain control
ITMI20022079A1 (it) * 2002-10-02 2004-04-03 Marconi Comm Ltd Amplificatore di raman.
JP2004287307A (ja) * 2003-03-25 2004-10-14 Fujitsu Ltd ラマン増幅器およびそれを用いたシステム

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