[发明专利]光学放大器中的ASE补偿

说明书

技术领域

本发明涉及光学放大器，以及更具体地但非排他性地涉及掺铒光纤放大器（EDFA）。

背景技术

在光通讯网络中，光学放大器被广泛应用于放大光数据信号。在具有倒置的掺铒光纤放大器（EDFA）的光学放大器中，输入光数据信号通过受激辐射而放大。在通常情况下，用户试图通过设定的增益放大光数据信号（其已知为增益模式放大），或通过设定的功率水平放大光数据信号（其已知为功率模式放大）。放大水平通常但非详尽地通过下述确定，即通过对来自光学放大器的光输出进行采样，并以反馈布置使用数据以产生用于控制泵浦激光器输出功率的控制信号，该泵浦激光器泵浦EDFA的光的光学反转。

除放大光数据信号之外，EDFA通过放大的自发辐射（ASE）而产生噪声分量。光数据信号通常集中在与由国际电信联盟（ITU）标准化信道相对应的一个或多个波长上。相比之下，ASE通常产生更宽波长范围的跨度，例如大约40nm，其是放大器增益带宽区域的实质性部分。ASE水平取决于Er光纤内的光数据信号增益，EDF的光学反转和温度。另外，由光学放大器所产生的ASE水平也由于光学元件的变型损耗而各不相同，因为放大器中的被动损耗影响掺铒光纤所需的增益。

不利的是，来自光学放大器的光输出中的ASE水平并不能容易地由光学确定，因为在光学放大器中通常使用的光功率检测器（例如光检测器）是对波长相对不敏感的（且如果必须如此，则是在其中光学放大器应适于在ITU信道范围下操作的情况），且因此检测放大的光数据信号和ASE两者。因此，不利的是，ASE存在可变量会导致光数据信号的不适当放大，结果其增加相关光网络中的检测误差。

下述方法是已知用于试图解决这一问题的方法。

在固定的单信道光学放大器中，已知使用固定的波长识别滤波器来对在远离光数据信号带宽的波长处所产生的ASE进行滤波。不利的是，这种方法是不灵活的，这样光学放大器只能用于波长固定限定的滤波器，以及将需要为每个信号信道制备不同的光学放大器。

使用固定波长识别滤波器的另一个缺点是这种方法不能应用于下述系统中的光学放大器，上述系统对一个以上信道处的光进行处理，例如在包括使用可调谐激光光源的发射器的光网络中。虽然可调谐滤波器是已知的，但是这种组件在尺寸上过大以及成本过高以便在商业上是不可行的，以至于不能有效地在当今所商业化生产的光学放大器的许多应用中利用。

第二种方法需要在销售之前在较大范围操作条件下对每个光学放大器针对ASE进行充分的特征化，使光学放大器可以连同较大的独特数据表出售，且该独特数据表能提供确保光数据信号适当放大所需要的补偿水平即可。对于单信道放大器而言尤其如此，其中可存在波长和光信号数据输入功率的许多独特操作输入条件，以及大量的独特增益或输出功率要求。ASE补偿数据可在存储于光学放大器操作系统中的一个查找表中提供，或单独提供。不利的是，对来自生产线的每一光学放大器进行所有特征化（表征）是费时的，需要使用昂贵表征设备的大量资源，且因此实质上增加光学放大器的制备成本。

第三种方法试图通过使用经验公式来评估所产生的ASE水平，且将相应的补偿系数应用到光学放大器的增益上，以便将光数据信号的输出功率调整到所需水平。这种方法在US6519081中公开。当存在已知和一致的输入光信号时，该项技术工作良好，但是，不利的是，所产生的ASE水平相对于作为输入光信号波长函数的ASE水平变化而言不符合简单的经验公式。

因此，需要一种用于操作光学放大器的改进方法，其通过所需的增益水平或所需的光功率水平而提供光数据信号的更精确放大。

发明内容

本发明的第一方面提供用于生产光学放大器的一种操作方法，所述方法包括：

（i）在多个训练操作条件下确定训练光学放大器的训练放大自发辐射（ASE）值的数据集；

（ii）在多个生产操作条件下确定生产光学放大器的生产ASE值的数据集，所述多个生产操作条件对应于多个训练操作条件的一个子集；

（iii）确定通过从生产数据集外推所产生的调整后ASE值的调整后的数据集，

这样调整后的数据集在与多个训练操作条件对应的多个操作条件下提供；

（iv）从训练数据集和如上确定的调整后的数据集来确定适于多个操作条件的每一条件的动态ASE倾斜因子；

（v）从调整后的ASE数据集和动态ASE倾斜因子来在比训练数据集或生产数据集的操作条件更宽泛的一组操作条件下确定一个更大的ASE值数据集；