[发明专利]用于控制在无源光网络中使用的光放大器的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于控制在无源光网络中使用的光放大器的方法和装置，更具体地，涉及一种用于在无源光网络处理突发信号(burstsignal)时使到光放大器的输入功率电平保持在基本恒定的电平的方法和装置。

背景技术

多种当前的通信系统利用无源光网络(PON)技术。目前网络运营商利用PON向家庭和小企业提供宽带通信服务，诸如数据、订阅电视和电话。该PON系统典型地可以支持20km的最长光纤有效距离(即，从中心局到订户)，以及每个馈送器光纤32个订户的最大“分流比”。这些限制源于光发射机功率输出和光接收机灵敏度的限制。一种扩展有效距离并增加PON的分流比的方法是使用光放大器补偿额外的光纤和光分流器损耗。

掺杂铒的光纤放大器(EDFA)广泛地用于补偿长程和地下光传输系统中的例如由于光纤中的损耗引起的光功率损耗。EDFA提供1530nm～1561nm的窗口中的光信号的光放大，其在本领域中被称为“C带”。对于EDFA的广泛的商业可用性，理想的是，研究其作为成本有效的扩展有效距离和/或支持更大的分流比的方式的在PON中的应用。

现有的PON典型地在下游方向中的约1490nm和上游方向中的1310nm的波长规划上操作。为了将EDFA用于PON应用，需要修改的波长规划。一种可行的修改的波长规划利用间距为100GHz的从1530nm～1536nm的所谓的密集波分复用信道“DWDM”作为下游信道。对于上游信道，利用一个所谓的稀疏波分复用信道“CWDM”，其以1550nm为中心。应当注意，CWDM信道的频率可以依赖于环境条件，诸如温度，从1540nm变为1560nm。DWDM和CWDM信道的带宽不同，并且因此信道间间距也不同。由于CWDM信道是较宽的，因此可以使用不太精密的激光器驱动。由于下游和上游光信号处于EDFA放大带内，因此在PON设计中此两者均可由EDFA放大。

然而，由于EDFA增益的动态响应的相对慢的驰豫时间，出现了问题。长程和/或地下光传输系统中使用的EDFA典型地被指明处理恒定的信号功率。该EDFA可用于放大PON下游光信号。然而，对于上游方向，由于时分多址“TDMA”PON协议的突发性质、不同的有效距离、和发射机公差范围，到EDFA的输入信号功率电平以动态的方式(即，在ns时间尺度上)显著变化(例如，在20dB的范围上)。现有的EDFA设计不适用于突发模式操作。因此，需要改进方案，以克服关于上游突发信号的EDFA响应的瞬态动态。

用于EDFA控制的现有技术主要针对在DWDM长程和/或地下传输系统中使用的EDFA。该系统承载恒定比特率、恒定功率的光信号，在本领域中其典型地被称为OC-48或OC-192。已知的EDFA增益控制系统针对在网络包含一个或多个分插复用器(ADM)时出现的情况。具体的，当ADM去掉或增加对网络的信号时，总光功率电平改变。这样，必须使EDFA增益稳定以补偿这些改变，并且现有技术提供了用于执行该操作的方法。然而，这些现有技术的补偿方案未解决与上文所述的高度动态的突发操作相关联的问题。

因此，需要一种在PON设计中通过EDFA解决与高度动态突发信号处理相关联的问题的方法和系统。

发明内容

因此，本发明涉及一种用于在PON设计中利用EDFA的系统和方法，其允许在不引起系统性能的任何劣化的情况下传输高度动态的突发信号。

更具体地，本发明涉及一种光放大器，其包括：输入端口和输出端口，其经由主信号线耦合在一起；放大器电路；增益控制电路，其耦合到主信号线并且操作用于检测在输入端口处输入到光放大器的突发信号的功率电平；和伪(dummy)激光生成电路，其具有耦合到主信号线的输出和耦合到增益控制电路的输入。根据本发明的操作，增益控制电路操作用于控制伪激光生成电路输出的功率电平，以便于使输入到放大器电路中的信号的功率电平保持在基本恒定的电平。

本发明还涉及一种用于控制输入到光放大器中的功率电平的方法。该方法包括步骤：检测待输入到光放大器的放大器电路中的突发信号的功率电平，其中在光放大器的输入端口处检测突发信号；将伪激光生成信号耦合到光放大器的输入端口；以及控制伪激光生成电路的输出信号的功率电平，以便于使通过组合突发输入信号和伪激光生成信号形成的信号的功率电平保持在基本恒定的电平。然后将呈现基本恒定的电平的该组合信号输入到放大器电路中。