[发明专利]每信道输出定值功率的波分复用掺铒光纤放大器及放大法

说明书

本发明涉及一种每信道定值输出功率的波分复用掺铒光纤放大器(WDM-EDFA)及其放大方法，尤其涉及一种当信道数目改变时能够保持定量输出功率的WDM-EDFA。

根据波段和接收到的信号光的功率或者在给定的EDFA的单调增益波长区域内的信道数目，WDM-EDFA输出每信道的定值输出功率(即COP)。例如，当对于每一信道接收到的信号光的中心波长间隔为0.8nm以及当在一个16信道WDM光学传输体系中接收到的信号光的功率是-20Bm/信道时，假设被WDM-EDFA输出并放大的信号光的功率要求是+5Bm/信道，则WDM-EDFA的一个控制器可接收有关光学传输系统的信道数目的信息，并依照WDM-EDFA所需输出条件控制WDM-EDFA。

图1是一个传统的WDM-EDFA的结构图。图1中的放大器包括一个第一光学耦合器102，一个第一光电转换器104，一个第一隔离器106，一个放大单元108，一个第二隔离器110，一个第二光学耦合器112，一个第二光电转换器114，以及一个控制器116。参考标号100和118分别是一个输入连接器和一个输出连接器。

这种传统的WDM-EDFA工作时，第一光学耦合器102将通过输入连接器100接收到的信号光以1∶99的比率进行分离。第一光电转换器104对已被第一光学耦合器102从信号光中分离出的信号光的1％转换成一种电信号，并将此电信号传输给控制器116。控制器116测量所转换信号的波幅并控制放大单元108的放大级别。放大单元108将已被第一光学耦合器102从信号光中分离出的99％的信号光进行放大。第二光学耦合器112将已被放大单元108按1∶99的比率放大过的的信号光进行分离。第二光电转换器114对已被第二光学耦合器112从信号光中分离出的信号光的1％转换成一种电信号，并将此电信号传输给控制器116。控制器116测量被第二光电转换器114所转换信号的波幅并控制放大单元108的放大级别。通过被第一光学耦合器102的反射并重新施加于放大单元108，使得第一隔离器106能够防止降低由放大单元108产生的放大自发发射的放大效率。与此类似，通过被第二光学耦合器112的反射并重新施加于放大单元108，使得第二隔离器110能够防止降低由放大单元108产生的放大自发发射的放大效率。

然而，当增加/减少WDM光学传输系统中出现的信道数目时，信号光通过光学光纤被瞬时传输出去，但信道信息却要在预定的滞后时间之后才能被传输。图2示意了根据在信号光和包含信道信息的控制光之间的传输时间的差异而绘出的一个WDM-EDFA的每信道输出功率的变化曲线。

如果信道数目从16变为8，则入射信号光的功率减为8个信道信号光的功率，从而，对于使COP控制适合于如图2中显示的200区段的16个信道的WDM-EDFA，它能够增加每信道的输出以保持总输出功率为定值。此时，在202区段出现过冲。即是说，在预定的滞后时间之后，伴随信道数目变化的信道信息到达控制器，以使得时间滞后引起一个如过冲的短暂效应。参考标号204表示对于8个信道执行放大控制的区段。

为解决上述问题，本发明的目的之一在于通过安装一个功率控制器以控制WDM-EDFA前端的信号光的功率来提供一种甚至在信道数目改变时也能够保持每信道定量输出功率的WDM-EDFA，并提供一种由此产生的放大方法。

为达到以上目的，本发明提供了一种具有每信道定值输出功率的波分复用掺铒光纤放大器(WDM-EDFA)，该放大器能够放大被多路转换的多数信道接收到的信号光。其中，WDM-EDFA包括：一个功率控制单元，利用该单元，可产生根据第一控制值而使得输出功率受到控制的虚拟光(dummy light)，并通过耦合虚拟光给接收到的信号光来控制接收到的信号光的功率；一个光学光纤放大单元，使用该单元可放大由功率控制单元所控制的信号光的功率，并可使用根据一个第二控制值产生的泵浦光；以及一个控制器，利用该控制器，可将第一控制值提供给功率控制单元以得到与接收到的信号光的功率值和预定的目标功率值之间的差值相一致的虚拟光功率，并提供第二控制值给光纤放大单元以得到所需的泵浦光功率来放大接收到的信号光。

为达到上述目的，本发明提供了一种放大波分复用掺铒光纤的方法，包括以下步骤：测量所接收到的信号光的功率，并得到所测功率值和预定的目标功率值之间的差值；产生虚拟光，其输出功率与所得到的功率差值同样大；将产生的虚拟光耦合给所接收到的信号光并输出耦合光；以及放大耦合光。