DE69604001T2 - Verfahren und Vorrichtung zur optischen Verstärkung - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur optischen VerstärkungInfo
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur optischen Verstärkung und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zum direkten Verstärken von optischen Wellenlängenmultiplex-(WDM)-Signalen zur Verwendung in einem optischen Kommunikationssystem.
- Optische Kommunikationssysteme beinhalten ein WDM-Kommunikationssystem, in dem mehrere optische WDM-Signale, die jeweils eine bestimmte Wellenlänge aufweisen, zusammen durch eine optische Faser oder einen optischen Übertragungsweg gesendet werden. Bei dieser Art eines Systems werden die multiplexierten optischen Signale mit dem folgenden Verfahren verstärkt.
- Die multiplexierten optischen Signale fallen auf einen optischen Direktverstärker oder ein verstärkendes Medium, das beispielsweise durch eine erbiumdotierte optische Faser verwirklicht ist. Der Direktverstärker verstärkt die einfallenden optischen Signale in Form von Licht. Die verstärkten optischen Signale werden in einen Strahlteiler eingegeben und dadurch in zwei geteilt. Ein Teil der geteilten optischen Signale wird einem optoelektrischen Wandler zugeführt und dadurch in ein elektrisches Signal umgewandelt. Das elektrische Signal wird in eine Verstärkungssteuereinrichtung eingegeben. Die Verstärkungssteuereinrichtung steuert in Reaktion darauf die Verstärkung des Direktverstärkers derart, daß das elektrische Signal einen vorgewählten Wert aufweist.
- Es war, wie oben erwähnt wurde, bei einem Verfahren und einer Vorrichtung zur optischen Verstärkung üblich, die Verstärkung des optischen Direktverstärkers derart zu steuern, daß die multiplexierten optischen Signale einen vorge wählten Gesamtausgangswert aufweisen. Solange die herkömmliche Vorrichtung daher eine festgelegte Anzahl multiplexierter optischer Signale betrifft, kann sie den optischen Ausgangswert genau steuern.
- Es ist jedoch bei der herkömmlichen Vorrichtung schwierig, die vorgewählte Anzahl der optischen Signale im nachhinein zu ändern. Wenn die Anzahl der zu verstärkenden optischen Signale beispielsweise erhöht wird, sinkt der Ausgangswert des einzelnen Signals ab, weil die Vorrichtung den Gesamtwert der optischen Ausgabe auf einen vorgewählten Wert regelt. Daher kann das einzelne optische Signal nicht auf den erwarteten Wert verstärkt werden.
- Es ist auf diese Weise beim herkömmlichen Verfahren und bei der herkömmlichen Vorrichtung schwierig, die Anzahl der zu multiplexierenden Signale, also die Transmissionsfähigkeit nach Beginn des Arbeitens des Systems zu ändern. In diesem Sinne mangelt es dem System, bei dem das herkömmliche Verfahren und die herkömmliche Vorrichtung zur optischen Verstärkung verwendet werden, an Erweiterbarkeit.
- In EP-A-0 467 396 ist ein optischer Verstärker beschrieben, der in einem optischen WDM-Kommunikationssystem zu verwenden ist, dessen Verstärkung durch Auswählen einer Wellenlänge einer Ausgabe eines Lichtteilers, durch Richten von dieser auf eine Lichtmeßschaltung und durch derartiges Steuern der Verstärkung des Verstärkers, daß die Ausgangsspannung der Lichtmeßschaltung einem vorgegebenen Wert gleicht, gesteuert wird. In EP-A-0 577 036 ist ein abstimmbares Filter beschrieben, wodurch die Mittenwellenlänge des Transmissionsspektrums periodisch und genau derart moduliert wird, daß die Mittenwellenlänge des zu empfangenden Lichts verfolgt wird.
- Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur optischen Verstärkung bereitzustellen, welche dazu in der Lage sind, den optischen Ausgangswert des einzelnen optischen WDM- Signals auf einen vorgewählten Wert zu regeln.
- Gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine Vorrichtung zur optischen Verstärkung einen optischen Direktverstärker zum Verstärken einem WDM unterzogener optischer Signale sowie einen Strahlteiler zum Teilen der durch den optischen Direktverstärker verstärkten optischen Signale in zwei auf. Ein optisches Filter trennt ein einzelnes optisches Signal von einer der beiden Ausgaben des Strahlteilers ab. Ein optoelektrischer Wandler gibt ein dem Wert des vom optischen Filter durchgelassenen einzelnen optischen Signals entsprechendes elektrisches Signal aus. Eine Verstärkungssteuereinrichtung steuert die Verstärkung des optischen Direktverstärkers derart, daß das vom optoelektrischen Wandler ausgegebene elektrische Signal einen vorgewählten Wert aufweist.
- Weiterhin wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein veränderliches optisches Filter verwendet, um das einzelne optische Signal von einer der beiden Ausgaben der Strahlteilereinrichtung abzutrennen und ihren Transmissionswellenlängenbereich als Antwort auf ein Steuersignal zu ändern. Der optoelektrische Wandler gibt ein dem Wert des vom veränderlichen optischen Filter durchgelassenen optischen Signals entsprechendes elektrisches Signal aus. Eine Schaltung zum Ändern des Transmissionswellenlängenbereichs ändert den Mittelwert des Transmissionswellenlängenbereichs des veränderlichen Filters periodisch und paßt den Mittelwert auf der Grundlage des vom optoelektrischen Wandler ausgegebenen elektrischen Signals periodisch an die Wellenlänge des vom veränderlichen Filter durchgelassenen einzelnen optischen Signals an.
- Weiterhin verschiebt eine Steuerschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung den Mittelwert über einen vorgewählten Wellenlängenbereich, um die Wellenlänge des einzelnen optischen Signals dadurch auf den Transmissionswellenlängenbereich des veränderlichen Filters einzugrenzen.
- Überdies beinhaltet ein Verfahren zum Verstärken einem WDM unterzogener optischer Signale gemäß der vorliegenden Erfindung die Schritte des Abtrennens eines einzelnen opti schen Signals von mehreren von einem optischen Direktverstärker ausgegebenen optischen Signalen und zum Steuern der Verstärkung des optischen Direktverstärkers auf der Grundlage des Werts des einzelnen optischen Signals.
- Das oben angegebene Verfahren und die oben angegebene Vorrichtung steuern die Verstärkung des optischen Direktverstärkers unter Verwendung des Werts von einem der einer Verstärkung unterzogenen WDM-Signale. Dies ermöglicht es, den Wert des einzelnen optischen Signals selbst dann auf einen vorgewählten Wert zu verstärken, wenn die Anzahl der WDM- Signale geändert wird. Weiterhin kann bei den oben angegebenen bevorzugter Ausführungsformen die Verstärkung des optischen Direktverstärkers selbst dann genau gesteuert werden, wenn die Wellenlänge des optischen Signals schwankt, weil der Mittelwert der Transmissionswellenlänge des veränderlichen Filters einstellbar ist.
- Die oben angegebenen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden beim Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung zusammen mit der anliegenden Zeichnung verständlich werden, wobei
- Fig. 1 ein Blockdiagramm ist, in dem eine herkömmliche Vorrichtung zur optischen Verstärkung schematisch dargestellt ist,
- Fig. 2 ein Blockdiagramm ist, in dem eine andere Vorrichtung zur optischen Verstärkung schematisch dargestellt ist,
- Fig. 3 ein schematisches Blockdiagramm ist, in dem eine alternative Vorrichtung zur optischen Verstärkung dargestellt ist und
- Fig. 4 ein schematisches Blockdiagramm ist, in dem eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt ist. In den Figuren sind die gleichen Bauteile mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet.
- Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird kurz auf eine in Fig. 1 dargestellte herkömmliche Vorrichtung zur optischen Verstärkung eingegangen. Wie dargestellt ist, werden optische WDM-Signale durch einen optischen Direktverstärker 11 verstärkt und dann in einen Strahlteiler 12 eingegeben. Der Strahlteiler 12 teilt die Eingangssignale in zwei. Ein Teil der beiden Ausgaben des Strahlteilers 12 wird in einen optoelektrischen Wandler 14 eingegeben und dadurch in ein elektrisches Signal mit einem entsprechenden Wert umgewandelt. Eine Verstärkungssteuereinrichtung 15 steuert die Verstärkung des Verstärkers 11, so daß das vom Wandler 14 ausgegebene elektrische Signal einen vorgewählten Wert aufweist. Auf diese Weise wird der Direktverstärker 11 so gesteuert, daß er den optischen WDM-Signalen einen vorgewählten Ausgangswert gibt. Hierdurch wird das Problem aufgeworfen, daß der Ausgangswert der einzelnen Signale abnimmt, wenn die Anzahl der WDM-Signale ansteigt.
- Eine andere Vorrichtung zur optischen Verstärkung wird mit Bezug auf Fig. 2 beschrieben. Wie dargestellt ist, werden optische WDM-Signale über ein optisches Verbindungsstück 20 in einen optischen Direktverstärker 11 eingegeben und dabei in Form von Licht verstärkt. Ein Strahlteiler 12 teilt die Ausgabe des Verstärkers 11 in zwei. Der Verstärker 11 besteht aus einer erbiumdotierten optischen Faser, die ein 1,55-um- Band verstärken kann, und einem Halbleiterlaser zur Anregung. Der Strahlteiler 12 teilt das einfallende Licht im Verhältnis 90. 10. Dadurch werden 90% des einfallenden Lichts einem optischen Verbindungsstück 21 zugeführt, während 10% davon einem optischen Filter 13A zugeführt werden.
- Das optische Filter 13A ist so eingestellt, daß es nur eines der optischen Eingangssignale, welches eine bestimmte Wellenlänge aufweist, abtrennt. Das abgetrennte optische Signal wird in einen optoelektrischen Wandler 14 eingegeben, der beispielsweise als eine Photodiode ausgeführt sein kann. Der optoelektrische Wandler 14 gibt ein elektrisches Signal aus, dessen Wert demjenigen des optischen Eingangssignals entspricht. Das elektrische Signal wird vom Wandler 14 einer Verstärkungssteuereinrichtung 15 zugeführt. Die Verstärkungssteuereinrichtung 15 steuert die Verstärkung des Verstärkers 11 derart, daß das elektrische Signal einen vorgegebenen Wert aufweist. Insbesondere steuert die Verstärkungssteuereinrichtung 15 zum Steuern der Verstärkung des Verstärkers 11 den in den Halbleiterlaser des Verstärkers 11 einzuspeisenden Strom.
- Bei der oben angegebenen Anordnung wird ein einzelnes optisches Signal mit einer bestimmten Wellenlänge von den vom Verstärker 11 ausgegebenen WDM-Signalen abgetrennt, und die Verstärkung des Verstärkers 11 wird so gesteuert, daß das abgetrennte Signal einen vorgewählten Wert aufweist. Auf diese Weise werden alle WDM-Signale ungeachtet ihrer Anzahl so gesteuert, daß sie einen vorgewählten Wert annehmen.
- Es sei beispielsweise angenommen, daß zwei optische Signale mit den Wellenlängen λ1 (1,552 um) bzw. λ2 (1,557 um) einer WDM unterzogen werden und daß das optische Filter 13A (mit einem von etwa 2 nm bis etwa 3 nm reichenden Transmissionsverlust von 3 dBm) nur das Signal mit λ1 durchläßt. Es sei weiter angenommen, daß das in den optoelektrischen Wandler 14 eingegebene optische Signal einen Wert von +2,45 dBm aufweist.
- Wenn die Signalwerte der Wellenlängen λ1 und λ2 unter den oben angegebenen speziellen Bedingungen beide 0 dBm betragen, weisen die beiden WDM-Signale einen Wert von +3 dBm auf. Der Verstärker 11 verstärkt diese multiplexierten Signale auf +15,45 dBm. Der Strahlteiler 12 teilt die verstärkten optischen Signale im Verhältnis 90. 10. Ein Teil der Ausgabe des Strahlteilers 12 wird mit einem Wert von +15 dBm (wobei λ1 und λ2 jeweils 12 dBm betragen) in das optische Verbindungsstück 21 eingegeben, während der andere Teil davon mit einem Wert von +5,45 dBm in das optische Filter 13 eingegeben wird. Das Filter 13A überträgt nur das Signal mit λ1 und führt seine Ausgabe mit +2,45 dBm dem Wandler 14 zu.
- Es sei angenommen, daß optische Signale mit Wellenlängen von λ3 bzw. λ4 und einem Wert von 0 dBm zu den oben angegebenen Signalen mit λ1 und λ2 addiert und als WDM-Signale in den Direktverstärker 11 eingegeben werden. In diesem Fall weisen die multiplexierten Signale einen Wert von +6 dBm auf. Selbst unter dieser Bedingung werden die vier multiplexierten Signale (λ1, λ2, λ3 und λ4, die jeweils wie bei den beiden multiplexierten Signalen einen Wert von +12 dBm aufweisen) mit dem Wert +18 dBm aus dem optischen Verbindungsstück 21 ausgegeben, weil die Verstärkung des Verstärkers 11 auf der Grundlage des Signals von λ1 gesteuert wird.
- Wie oben erwähnt wurde, ist die als Beispiel dienende Anordnung in der Lage, die einzelnen optische Signale ungeachtet der Anzahl der zu multiplexierenden optischen Signale so zu steuern, daß sie einen vorgewählten Wert annehmen.
- Mit Bezug auf Fig. 3 wird eine alternative Vorrichtung zur optischen Verstärkung beschrieben. Falls die Wellenlänge des einzelnen optischen Signals oder des überwachten Lichts etwas schwankt, schwankt der Wert des in den optoelektrischen Wandler 14 eingegebenen optischen Signals, was zu einer ungenauen Verstärkungssteuerung führt. Die zu beschreibende Ausführungsform weist ein Mittel gegen eine solche Erscheinung auf.
- Wie in Fig. 3 dargestellt ist, weist die Anordnung ein als ein veränderliches optisches Filter 13B ausgeführtes optisches Filter auf. Das veränderliche Filter 13B weist einen aus mehreren dielektrischen Filmen bestehenden laminierten Interferenzfilm auf. Der Winkel des Interferenzfilms bezüglich des einfallenden Lichts ist veränderlich, um den Mittelwert des Transmissionswellenlängenbereichs des Filters 13B zu ändern.
- Eine optische Filtersteuereinrichtung 16 ist an das veränderliche Filter 13B angeschlossen und gibt ein Signal aus, um den Mittelwert des Transmissionswellenlängenbereichs des Filters 13B zu steuern. Ein Oszillator 17 gibt ein Niederfrequenzsignal (mit etwa 100 Hz) aus. Die Ausgabe des Oszillators 17 wird dem von der Filtersteuereinrichtung 16 ausgegebenen Signal überlagert.
- Das von der Filtersteuereinrichtung 16 ausgegebene Signal definiert das zeitliche Mittel des Mittelwerts des Transmissionswellenlängenbereichs des veränderlichen Filters 13B. Das Filter 13B wird durch die Ausgaben der Filtersteuereinrichtung 16 und des Oszillators 17 derart gesteuert, daß sich sein Transmissionswellenlängenbereich sehr fein mit einer bestimmten Mittenwellenlänge ändert (um so weit wie möglich zu verhindern, daß die Wellenlänge des durchgelassenen Lichts den Transmissionswellenlängenbereich verfehlt).
- Die Durchlässigkeit eines optischen Filters ist in der Mitte des Transmissionswellenlängenbereichs maximal. Daher ändert sich der Wert des zur Verstärkungssteuerung auf den optoelektrischen Wandler 14 fallenden optischen Signals mit einer Änderung des Transmissionswellenlängenbereichs des veränderlichen Filters 13B. Daher ändert sich der Wert des vom Wandler 14 ausgegebenen elektrischen Signals mit einer Änderung des Werts des optischen Signals. Es ist durch Abschätzen der Form des zeitlich veränderlichen Musters des oben erwähnten elektrischen Signals möglich, den Abstand zwischen der Wellenlänge des abgetrennten optischen Signals und der Mittenwellenlänge des Transmissionswellenlängenbereichs zu bestimmen und daher die Mitte des oben erwähnten Bereichs in Übereinstimmung mit der Wellenlänge des optischen Signals zu bringen.
- Die in Fig. 3 dargestellte Vorrichtung beinhaltet weiterhin ein Tiefpaßfilter (LPF) 18 und einen Synchrondetektor 19. Das LPF 18 trennt nur eine zeitlich veränderliche Komponente von der Ausgabe des optoelektrischen Wandlers 14 ab. Der Synchrondetektor 19 erfaßt das Ausgangssignal des LPF 18 in Reaktion auf das vom Oszillator 17 ausgegebene Niederfrequenzsignal synchron.
- Der Synchrondetektor 19 erzeugt ein den Abstand zwischen der Wellenlänge des erfaßten optischen Signals und dem Mittelwert des Transmissionswellenlängenbereichs wiedergebendes Fehlersignal. Nach Empfang des Fehlersignals gibt die Filtersteuereinrichtung 16 ein Steuersignal aus, das das Fehlersignal auf Null verringert, wodurch der Mittelwert des Transmissionswellenlängenbereichs in Übereinstimmung mit der Wellenlänge des optischen Signals gebracht wird.
- Das optische Signal zur Verstärkungssteuerung ändert seine Mittenwellenlänge abhängig von verschiedenen Bedingungen fein. Daher sollte das veränderliche Filter 13B während des ganzen Arbeitsgangs der Verstärkungsvorrichtung vorzugsweise fortlaufend der oben angegebenen Steuerung unterzogen werden.
- In Fig. 4, ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Ausführungsform beinhaltet, wie dargestellt, eine CPU (Zentralverarbeitungseinheit) 22. Die CPU 22 steuert die optische Filtersteuereinrichtung 16 derart, daß die Verstärkungsvorrichtung folgendermaßen arbeitet.
- Zuerst führt die CPU 22 eine Steuerung aus, um das zur Verstärkungssteuerung zu verwendende optische Signal auszuwählen. Das optische Signal kann vorab oder zum Zeitpunkt des Initialisierens der Verstärkungsvorrichtung ausgewählt werden. Wenn die Verstärkungsvorrichtung initialisiert wird, sendet die CPU 22 einen Befehl zur Filtersteuereinrichtung 16. Die Filtersteuereinrichtung 16 bewirkt in Reaktion darauf, daß die Mitte des Transmissionswellenlängenbereichs des veränderlichen Filters 13B den Wellenlängenbereich einschließlich der Wellenlängen der multiplexierten optischen Signale, beispielsweise von der Seite kurzer Wellenlängen bis zur Seite langer Wellenlängen, fortlaufend überstreicht. Während das fortlaufende Überstreichen ausgeführt wird, überwacht die CPU 22 die zeitlich veränderliche Ausgabe des optoelektrischen Wandlers 14. Nach dem Erkennen des Spitzenwerts der optischen Signale sendet die CPU 22 einen Befehl zur Filtersteuereinrichtung 16, um sie zu veranlassen, die zuvor erwähnte Verstärkungssteuerung und Transmissionswellenlängenbereichs-Steuerung unter Verwendung des Transmissions wellenlängenbereichs, der den Spitzenwert der optischen Signale als den Anfangswert enthält, auszulösen.
- Weiterhin überwacht die CPU 22 die Ausgabe des Wandlers 14. Wenn die Ausgabe des Wandlers 14 scharf absinkt, was beispielsweise dann der Fall ist, wenn das durch das Filter 13B durchgelassene optische Signal abgeschaltet wird, bewirkt die CPU 22, daß die Verstärkungssteuereinrichtung 15 das Steuern der Verstärkung des Direktverstärkers 11 unterbricht. Nachfolgend sendet die CPU 22 den zuvor erwähnten Befehl für das fortlaufende Überstreichen der Mitte des Transmissionswellenlängenbereichs des veränderlichen Filters 13B zur Filtersteuereinrichtung 16, wodurch der Bereich erfaßt wird, in dem der Spitzenwert auftritt. Danach erfolgen die Verstärkungssteuerung und die Transmissionswellenlängenbereichs- Steuerung unter Verwendung des erfaßten Bereichs als Anfangswert.
- Bei der oben erwähnten Ausführungsform ist der Direktverstärker 11 durch eine erbiumdotierte optische Faser verwirklicht. Alternativ kann eine beispielsweise mit Neodym oder Praseodym dotierte optische Faser verwendet werden. Der Direktverstärker 11 kann, falls dies gewünscht ist, sogar als ein Halbleiterlaserverstärker verwirklicht sein.
- Zusammenfassend sei bemerkt, daß eine Vorrichtung zur optischen Verstärkung gemäß der vorliegenden Erfindung die Verstärkung eines optischen Direktverstärkers unter Verwendung des Werts von einem von mehreren optischen WDM-Signalen nach einer Verstärkung steuert. Die Vorrichtung ist daher in der Lage, das einzelne optische Signal so zu steuern, daß es selbst dann einen vorgewählten Wert annimmt, wenn die Anzahl der optischen Signale geändert wird. Hierdurch wird ein in hohem Maße erweiterbares System verwirklicht, das es ermöglicht, die Anzahl der zu multiplexierenden optischen Signale nach Wunsch zu erhöhen oder zu verringern.
- Die Vorrichtung beinhaltet ein veränderliches optisches Filter und eine Einrichtung, um die Mitte des Transmissionswellenlängenbereichs des Filters mit der Wellenlänge des zur Verstärkungssteuerung zu verwendenden optischen Signals in Übereinstimmung zu bringen. Die Vorrichtung ist daher in der Lage, selbst dann eine genaue Verstärkungssteuerung auszuführen, wenn die Wellenlänge des optischen Signals schwankt.
- Weiterhin ist die Vorrichtung in der Lage, die Verstärkungssteuerung selbst dann automatisch fortzusetzen, wenn das optische Signal zur Verstärkungssteuerung ausgeschaltet oder scharf geändert wird.
- Wenngleich die vorliegende Erfindung in Verbindung mit einer bestimmten bevorzugten Ausführungsform beschrieben wurde, ist zu beachten, daß der in der vorliegenden Erfindung enthaltene Erfindungsgegenstand nicht auf die spezielle Ausführungsform beschränkt ist. Es ist vielmehr vorgesehen, daß er alle Alternativen, Modifikationen und gleichwertige Formen umfaßt, die in Schutzumfang der folgenden Ansprüche enthalten sind.
Claims (11)
1. Vorrichtung zur optischen Verstärkung, mit:
einem optischen Direktverstärker (11) zum Verstärken
einem Wellenlängenmultiplexen (WDM) unterzogener optischer
Signale,
einer Strahlteilereinrichtung (12) zum Teilen der durch
den optischen Direktverstärker (11) verstärkten optischen
Signale in zwei,
einem veränderlichen optischen Filter (13) zum Abtrennen
eines einzelnen optischen Signals von einer der beiden
Ausgaben der Strahlteilereinrichtung (12) und zum Ändern eines
Mittelwerts eines Transmissionswellenlängenbereichs des
veränderlichen optischen Filters (13)als Antwort auf ein
Steuersignal,
einer optoelektrischen Umwandlungseinrichtung (14) zur
Ausgabe eines einem Wert des durch das veränderliche optische
Filter (13) durchgelassenen einzelnen optischen Signals
entsprechenden elektrischen Signals,
einer Verstärkungssteuereinrichtung (15) zum Steuern der
Verstärkung des optischen Direktverstärkers (11) derart, daß
das von der optoelektrischen Umwandlungseinrichtung (14)
ausgegebene elektrische Signal einen vorgegebenen Wert
aufweist,
einer Einrichtung zum Ändern des
Transmissionswellenlängenbereichs zum periodischen Ändern des Mittelwerts des
Transmissionswellenlängenbereichs des veränderlichen
optischen Filters (13) und zum Anpassen des Mittelwerts an eine
Wellenlänge des durch das veränderliche optische Filter (13)
durchgelassenen einzelnen optischen Signals auf der Grundlage
des von der optoelektrischen Umwandlungseinrichtung (14)
ausgegebenen elektrischen Signals und
einer Steuereinrichtung (22) zum Verschieben des
Mittelwerts über einen vorgewählten Wellenlängenbereich, um dadurch
eine Wellenlänge des einzelnen optischen Signals im
Übertragungswellenlängenbereich einzugrenzen.
2. Vorrichtung zur optischen Verstärkung nach Anspruch 1,
wobei die Einrichtung zum Ändern des
Transmissionswellenlängenbereichs aufweist:
eine optische Filtersteuereinrichtung (16) zur Ausgabe
eines optischen Filtersteuersignals,
einen Oszillator (17),
ein an die optoelektrische Umwandlungseinrichtung
angeschlossenes Tiefpaßfilter (18) und
einen Synchrondetektor (19) zum synchronen Erfassen eines
durch das Tiefpaßfilter (18) abgetrennten Signals und zum
Anlegen einer Ausgabe des Synchrondetektors (19) an die
optische Filtersteuereinrichtung (16).
3. Verfahren zum Verstärken einem Wellenlängenmultiplexen
unterzogener optischer Signale mit den Schritten:
a) Verstärken einem Wellenlängenmultiplexen unterzogener
optischer Signale durch einen optischen Direktverstärker
(11),
b) Aufteilen der verstärkten optischen Signale durch eine
Strahlteilereinrichtung (12) in zwei,
c) Abtrennen eines einzelnen optischen Signals von einem
der geteilten optischen Signale mit einem veränderlichen
optischen Filter (13) und Ändern eines Mittelwerts eines
Transmissionswellenlängenbereichs des veränderlichen
optischen Filters (13) in Reaktion auf ein Steuersignal,
d) Ausgeben eines elektrischen Signals, das einem Wert
des durch das veränderliche optische Filter (13)
durchgelassenen einzelnen optischen Signals entspricht, durch eine
optoelektrische Umwandlungseinrichtung (14),
e) Steuern der Verstärkung des optischen
Direktverstärkers (11) durch eine Verstärkungssteuereinrichtung (15)
derart, daß das von der optoelektrischen
Umwandlungseinrichtung (14) ausgegebene elektrische Signal einen vorgewählten
Wert aufweist,
f) periodisches Ändern des Mittelwerts des
Transmissionswellenlängenbereichs des veränderlichen optischen Filters
(13) und Anpassen des Mittelwerts an eine Wellenlänge des
durch das veränderliche optische Filter (13) durchgelassenen
einzelnen optischen Signals auf der Grundlage des von der
optoelektrischen Umwandlungseinrichtung (14) ausgegebenen
elektrischen Signals durch eine Einrichtung zum Ändern des
Transmissionswellenlängenbereichs und
g) Verschieben des Mittelwerts über einen vorgewählten
Wellenlängenbereich, um dadurch eine Wellenlänge des
einzelnen optischen Signals in dem Transmissionswellenlängenbereich
einzugrenzen, durch die Steuereinrichtung (22).
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Einrichtung zum
Ändern des Transmissionswellenlängenbereichs die folgenden
Schritte aufweist:
Ausgeben eines optischen Filtersteuersignals, synchrones
Erfassen eines durch ein Tiefpaßfilter (18) abgetrennten
Signals durch einen Synchrondetektor (19) und Anlegen einer
Ausgabe des Synchrondetektors (19) an die optische
Filtersteuereinrichtung (16).
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4 mit einem Schritt des
Vornehmens einer Steuerung zum Auswählen eines zur
Verstärkungssteuerung zu verwendenden optischen Signals.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5 mit einem
Schritt des Sendens eines Befehls von der Steuereinrichtung
(22) zur Filtersteuereinrichtung (16), die veranlaßt, daß die
Mitte des Transmissionswellenlängenbereichs des
veränderlichen Filters (13) fortlaufend den Wellenlängenbereich
überstreicht, der die Wellenlängen der multiplexierten optischen
Signale enthält.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6 mit einem
Schritt des Überwachens der zeitlich veränderlichen Ausgabe
des optischen Wandlers (14) durch die Steuereinrichtung (22),
während das fortlaufende Überstreichen ausgeführt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7 mit einem
Schritt des Sendens eines Befehls von der Steuereinrichtung
(22) zu der Filtersteuereinrichtung (16) nach dem Erkennen
eines Spitzenwerts des optischen Signals, um zu bewirken, daß
die Filtersteuereinrichtung (16) eine zuvor erwähnte
Verstärkungssteuerung und
Transmissionswellenlängenbereichs-Steuerung unter Verwendung des Transmissionswellenlängenbereichs,
der den Spitzenwert der optischen Signale als einen
Anfangswert enthält, auslöst.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 8 mit einem
Schritt des Überwachens der Ausgabe des optischen
Wandlers (14) durch die Steuereinrichtung (22), derart, daß die
Steuereinrichtung (22) die Verstärkungssteuereinrichtung (15)
veranlaßt, das Steuern der Verstärkung des
Direktverstärkers (11) zu unterbrechen, wenn die Ausgabe des optischen
Wandlers (14) scharf absinkt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 9 mit einem
Schritt des Sendens des Befehls von der
Steuereinrichtung (22) zu der Filtersteuereinrichtung (16) für das
fortlaufende Verschieben der Mitte des
Transmissionswellenlängenbereichs des veränderlichen Filters (13), wodurch
der Bereich erfaßt wird, in dem der Spitzenwert auftritt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 10 mit einem
Schritt des Verwendens des erfaßten Bereichs als Anfangswert
zur Verstärkungssteuerung und zur
Übertragungswellenlängenbereichs-Steuerung.
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---|---|---|---|---|
JP3363003B2 (ja) | 1995-10-03 | 2003-01-07 | 株式会社日立製作所 | 光増幅装置及び光増幅装置を用いた光伝送システム |
JPH09185091A (ja) * | 1995-12-28 | 1997-07-15 | Nec Corp | 波長多重光伝送装置 |
JP2877062B2 (ja) * | 1996-01-19 | 1999-03-31 | 日本電気株式会社 | 光信号異常検出回路 |
JP2904114B2 (ja) * | 1996-04-23 | 1999-06-14 | 日本電気株式会社 | 光増幅装置とこれを用いた波長多重光伝送装置 |
DE19625870A1 (de) * | 1996-06-27 | 1998-01-08 | Schleifring & Apparatebau Gmbh | Vorrichtung zum Empfang optischer Signale mit einem lichtleitenden Gegenstand |
US6175436B1 (en) * | 1996-07-30 | 2001-01-16 | Tellium, Inc. | Automatic feedback gain control for multiple channels in a doped optical fiber amplifier |
KR100210913B1 (ko) * | 1996-08-01 | 1999-07-15 | 윤종용 | 전송광의 파장을 자동 추적하여 필터링하는 광섬유증폭기 및 그 운용방법 |
US5907420A (en) * | 1996-09-13 | 1999-05-25 | Lucent Technologies, Inc. | System and method for mitigating cross-saturation in optically amplified networks |
JP2991131B2 (ja) * | 1996-10-07 | 1999-12-20 | 日本電気株式会社 | 信号光チャネル数計数器とこれを用いた光増幅装置 |
US5719697A (en) * | 1996-10-10 | 1998-02-17 | At&T Submarine Systems, Inc. | Method and apparatus for combining add/drop optical signal lines from a plurality of branching units |
JPH10178627A (ja) * | 1996-10-18 | 1998-06-30 | Canon Inc | サーバシステム及びサーバシステムにおける信号の配信方法 |
JP3075200B2 (ja) * | 1996-12-10 | 2000-08-07 | 日本電気株式会社 | 信号光モニタとこれを用いた光増幅器 |
US6038355A (en) * | 1997-07-17 | 2000-03-14 | Natural Microsystems Corporation | Optical bus |
JP3884841B2 (ja) * | 1997-11-14 | 2007-02-21 | 株式会社日立コミュニケーションテクノロジー | 光伝送システム及び光通信装置 |
KR100295810B1 (ko) * | 1998-06-02 | 2001-10-26 | 서평원 | 파장분할다중방식광전송망채널감시시스템 |
EP0964535A1 (de) * | 1998-06-12 | 1999-12-15 | PIRELLI CAVI E SISTEMI S.p.A. | Wellenlängenmultiplex-Telekommunikationssystem mit einem optischen Kanalanalysator |
JP2000041006A (ja) * | 1998-07-23 | 2000-02-08 | Nec Corp | 光伝送信号の再生中継方法およびこれを用いた光再生中継器並びに波長多重光伝送システム |
FI982841L (fi) * | 1998-12-31 | 2000-07-01 | Nokia Networks Oy | Optisella kuidulla kulkevien signaalien aallonpituuksien monitorointi |
US6347104B1 (en) * | 1999-02-04 | 2002-02-12 | Genoa Corporation | Optical signal power monitor and regulator |
US6580549B1 (en) * | 1999-02-05 | 2003-06-17 | Fujitsu Limited | Wavelength-multiplexed light amplifying apparatus, optical amplifier and optical add-and-drop apparatus using wavelength-multiplexed light amplifying basic unit |
US6476953B1 (en) * | 1999-08-18 | 2002-11-05 | Fujitsu Network Communications, Inc. | Wavelength preserving regenerator for DWDM transmission systems |
KR100338629B1 (ko) * | 1999-10-25 | 2002-05-30 | 윤종용 | 파장분할다중화 시스템용 광섬유 증폭기의 고속 채널 감시 장치 |
US6356386B1 (en) * | 2000-02-29 | 2002-03-12 | Lucent Technologies Inc. | Method and apparatus for stabilizing transient control in amplified optical networks |
GB2363536B (en) * | 2000-06-16 | 2004-03-24 | Ericsson Telefon Ab L M | WDM signal monitoring |
US6961522B1 (en) | 2000-11-22 | 2005-11-01 | Cisco Technology, Inc. | Automatic raman gain and tilt control for ultra-long-distance dense WDM optical communication system |
US6941079B1 (en) | 2001-05-24 | 2005-09-06 | Cisco Technology, Inc. | Optical demultiplexer with multi-channel power control and tilt compensation |
US6751014B2 (en) * | 2001-06-19 | 2004-06-15 | International Business Machines Corporation | Automatic gain control and dynamic equalization of erbium doped optical amplifiers in wavelength multiplexing networks |
KR100407346B1 (ko) * | 2001-10-12 | 2003-11-28 | 삼성전자주식회사 | 모니터링 장치를 구비한 반도체 광증폭기 모듈 |
KR100832505B1 (ko) * | 2006-12-21 | 2008-05-28 | 명지대학교 산학협력단 | 광섬유 증폭기의 이득제어기 |
WO2013042321A1 (ja) * | 2011-09-20 | 2013-03-28 | 日本電気株式会社 | 光増幅制御装置及びその制御方法 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2787820B2 (ja) * | 1990-07-20 | 1998-08-20 | キヤノン株式会社 | 波長多重光通信システム及びそこで用いられる光増幅装置 |
US5268786A (en) * | 1991-03-15 | 1993-12-07 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Optical fiber amplifier and its amplification method |
JPH05235810A (ja) * | 1992-02-20 | 1993-09-10 | Nec Corp | 遠隔制御システム及びそれに用いる端局装置、中継局装置 |
JP3256713B2 (ja) * | 1992-06-27 | 2002-02-12 | キヤノン株式会社 | 波長可変フィルタ制御方式、制御装置及びそれを用いた光通信システム |
JPH06260710A (ja) * | 1993-03-05 | 1994-09-16 | Fujitsu Ltd | 希土類ドープファイバ光増幅器及び光増幅多中継システム |
JP2798582B2 (ja) * | 1993-05-31 | 1998-09-17 | 日本電気 株式会社 | 光バンドパスフィルタ制御装置 |
JP2550898B2 (ja) * | 1993-11-30 | 1996-11-06 | 日本電気株式会社 | 光増幅装置 |
US5539570A (en) * | 1995-03-21 | 1996-07-23 | Nec Corporation | Monitoring state of optical elements in an optical amplifier |
-
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