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DE60031141T2 - Lichtverstärker unter verwendung der ramanverstärkung und zugehöriges steuerungsverfahren - Google Patents

Lichtverstärker unter verwendung der ramanverstärkung und zugehöriges steuerungsverfahren Download PDF

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DE60031141T2
DE60031141T2 DE60031141T DE60031141T DE60031141T2 DE 60031141 T2 DE60031141 T2 DE 60031141T2 DE 60031141 T DE60031141 T DE 60031141T DE 60031141 T DE60031141 T DE 60031141T DE 60031141 T2 DE60031141 T2 DE 60031141T2
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Germany
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optical
excitation light
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power
amplification
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DE60031141T
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Yasushi Kawasaki-shi SUGAYA
Tomoto Sapporo-shi TANAKA
Etsuko Kawasaki-shi HAYASHI
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches Verstärkungsgerät zum Verstärken von Signallicht durch Ausnutzen von Raman-Verstärkung und Steuern eines Verfahrens hiervon. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein optisches Verstärkungsgerät zum Erreichen einer Verbesserung einer Rauschcharakteristik des gesamten optischen Verstärkungsgerätes durch Berücksichtigen von Einflüssen von Rauschlicht, das durch Raman-Verstärkung erzeugt wird, und ein Steuerverfahren hiervon.
  • Verwandter Stand der Technik
  • Die Nachfrage nach Information hat sich in den vergangenen Jahren mit dem Fortschritt der Internettechnologie drastisch erhöht. Eine größere Kapazität und die Bildung von flexibleren Netzwerken werden in einem optischen Anschlusstyp-Übertragungssystem benötigt, in dem eine Informationskapazität integriert wird. Ein optisches WDM-Übertragungssystem zum Übertragen von Wellenlängen-gemultiplextem-(WDM)-Signallicht, das durch Multiplexen einer Vielzahl von optischen Signalen erhalten wird, die unterschiedliche Wellenlängen aufweisen, ist eine der effektivsten Vorrichtungen, die mit solch einer Systemanforderung umgehen werden kann. In einem herkömmlichen optischen WDM-Übertragungssystem wird ein optischer Faserverstärker, der eine optische Faser verwendet, die mit einem seltenen Erdenelement, wie z.B. Erbium (Er), dotiert ist, als ein optischer Wiederholer verwendet. Durch Ausnutzen der Breitbandcharakteristik dieses optischen Faserverstärkers kann eine optische Faser eine optische WDM-Übertragung zum Wiederholen und Übertragen optischer Signale einer Vielzahl von Wellenlängen realisieren.
  • Um weiter die Kapazität zu erhöhen und die Entfernung und das Wiederholintervall in dem oben beschriebenen optischen WDM-Übertragungssystem auszudehnen, werden Vorrichtungen zum Kompensieren der Verminderung des S/N in dem Übertragungssystem notwendig. Zu diesem Zweck ist es effektiv, Vorrichtungen zum Zuführen von Anregungslicht zu einem Übertragungspfad zu verwenden, um verteilte Raman-Verstärkung des Übertragungspfades durch Ausnutzen eines Verstärkungsbetriebes durch Verwenden des Effektes stimulierter Raman-Streuung zusätzlich zu einem existierenden optische Verstärkung wiederholenden Übertragungssystem durchzuführen, so dass der Wiederholverlust entsprechend vermindert wird.
  • 8 ist Strukturdiagramm, das den Entwurf eines optischen WDM-Übertragungssystems unter Verwendung verteilter Raman-Verstärkung zeigt, das zuvor vorgeschlagen wurde.
  • In dem optischen WDM-Übertragungssystem in 8 verbindet ein Übertragungspfad 3 eine Übertragungsstation (Tx) 1 und eine Empfangsstation (Rx) 2 und eine Vielzahl von optischen Wiederholern 4 wird in dem Übertragungspfad 3 in vorbestimmten Abständen angeordnet, so dass WDM-Signallicht von der Übertragungsstation 1 an die Empfangsstation 2 übertragen und wiederholt wird. Jeder optische Wiederholer 4 umfasst ein optisches Verstärkungsgerät, das durch Kombinieren eines DRA (Distributed Raman-Amplifier – Verteilter Raman-Verstärker) mit einem EDFA (Erbium-Doped Fiber Amplifier – Erbium-dotierte-Faser-Verstärker) aufgebaut ist. In diesem DRA wird Anregungslicht zur Raman-Verstärkung (hiernach als „Raman-Anregungslicht" bezeichnet), das in einer Anregungslichtquelle erzeugt wird, durch einen optischen Koppler dem Übertragungspfad 3 zugeführt, der mit der Übertragungsstationsseite verbunden ist, und das WDM-Signallicht, das sich durch den Übertragungspfad 3 ausbreitet, wird verteilter Raman-Verstärkung unterzogen. Das WDM-Signallicht, das der verteilten Raman-Verstärkung unterzogen wird, wird in den EDFA eingegeben, um auf einem notwendigen Pegel verstärkt zu werden, und wird wieder an den Übertragungspfad 3 ausgegeben. Mit solch einem optischen WDM-Übertragungssystem kann, da der Verlust in dem Übertragungspfad 3 in jedem wiederholenden Segment auf Grund von verteilter Raman-Verstärkung vermindert wird, eine Übertragungscharakteristik des WDM-Signallichts verbessert werden.
  • Eine Rauschcharakteristik des optischen Verstärkungsgerätes, das durch Kombinieren DRA mit dem EDFA aufgebaut ist und für solch ein optisches WDM-Übertragungssystem verwendet wird, wird nicht nur durch das Rauschmaß (NF) des EDFA beeinflusst, sondern ebenso durch Rauschlicht, das durch die Raman-Verstärkung erzeugt wird. Das Rauschlicht, das aus der Raman-Verstärkung resultiert, wird ebenso erzeugt, wenn lediglich Raman-Anregungslicht auf ein Verstärkungsmedium unter einem Zustand eintrifft, in dem kein Signallicht eingeben wird, und wird im Allgemeinen als „Raman-Streuungslicht auf Grund von Pumplicht" bezeichnet. Hier wird das in dem DRA erzeugte Rauschlicht als „verstärktes spontanes Raman-Streuungslicht (ASS)" im Gegensatz zu in dem EDFA erzeugten, verstärkten, spontanem Emissionslicht (ASE) bezeichnet.
  • Um die Rauschcharakteristik des optischen Verstärkungsgerätes zu verbessern und um weiter die Übertragungscharakteristik zu verbessern, ist es notwendig, das Rauschmaß des gesamten optischen Verstärkungsgerätes durch Berücksichtigen des Einflusses von ASS-Licht zu verringern. Um die Rauschcharakteristik des optischen Verstärkungsgerätes zu verbessern, wurden in der Vergangenheit Technologien zum unabhängigen Verringern des Rauschmaßes des EDFA untersucht, jedoch wurden keine besonderen Betrachtungen durchgeführt, die den Einfluss von ASS berücksichtigen.
  • Der Artikel Takeda M. et al.: „Active gain-tilt equalization by preferentially 1.43 μm- or 1.48 μm – pumped Raman amplification" OSA TOPS, vol. 30, 1999, Seiten 101–105, offenbart einen optischen Verstärker mit einem EDFA und einem aktiven Verstärkungsneigungsausgleicher, der durch Steuern der Leistung der Pumplichtquellen zur Raman-Verstärkung in der Übertragungsfaser arbeitet, die vor dem EDFA befestigt ist; als ein Nebeneffekt wird ebenso das Rauschmaß des EDFA verbessert, auf Grund der Tatsache, dass die Raman-Verstärkung die Verluste in der Faser kompensiert.
  • Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der oben beschriebenen Probleme getätigt und es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein optisches Verstärkungsgerät zum Erreichen der Verbesserung der Rauschcharakteristik durch Steuern eines Verstärkungsbetriebes durch Annehmen eines Rauschmaßes eines gesamten optischen Verstärkungsgerätes bereitzustellen, während Einflüsse des aus der Raman-Verstärkung resultierenden Rauschlichts berücksichtigt werden, und ein Steuerverfahren solch eines optischen Verstärkungsgeräts.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die Erfindung ist in Anspruch 1 und 8 definiert. Ausführungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
  • Um das oben beschriebene Ziel zu erreichen, umfasst ein Raman-Verstärkung ausnutzendes, optisches Verstärkungsgerät gemäß der vorliegenden Erfindung: Erste optische Verstärkungsvorrichtungen zum Raman-Verstärken von Signallicht, das sich durch ein Raman-Verstärkungsmedium ausbreitet, durch Zuführen von Anregungslicht zu dem Raman-Verstärkungsmedium; und zweite optische Verstärkungsvorrichtungen zum Verstärken des Signallichts, das von der ersten optischen Verstärkungsvorrichtung ausgegeben wird, wobei das optische Verstärkungsgerät weiter umfasst: Zielwertsetzvorrichtungen zum Setzen eines Zielwertes der Eingabelichtleistung der zweiten Verstärkungsvorrichtung zum Minimieren eines Rauschmaßes des gesamten optischen Verstärkungsgerätes; und Anregungslichtsteuervorrichtungen zum Steuern einer Anregungslichtzuführbedingung der ersten optischen Verstärkungsvorrichtung in Übereinstimmung mit dem Zielwert, der durch die Zielwertsetzvorrichtung gesetzt wird.
  • Gemäß dieser Konstruktion wird eine Eingabelichtleistung der zweiten optischen Verstärkungsvorrichtung, in die Raman- verstärktes Signallicht eingegeben wird, besonders berücksichtigt und ihr Zielwert wird durch die Zielwertsetzvorrichtung gesetzt. Der Eingabelichtleistungszielwert der zweiten optischen Verstärkungsvorrichtung minimiert das Rauschmaß des gesamten optischen Verstärkungsgerätes, das durch Kombinieren der ersten und zweiten Verstärkungsvorrichtungen aufgebaut ist. Da die Anregungslichtzufuhrbedingung der ersten optischen Verstärkungsvorrichtung durch die Anregungslichtsteuervorrichtung in Übereinstimmung mit dem gesetzten Zielwert eingestellt wird, wird die eigentliche Eingabelichtleistung der zweiten optischen Verstärkungsvorrichtung so gesteuert, um mit dem Zielwert überein zu stimmen. Folglich kann die Rauschcharakteristik des gesamten optischen Verstärkungsgeräts, das die Einflüsse von Rauschlicht auf Grund von Raman-Verstärkung berücksichtigt, durch die Steuerung innerhalb des eigenen Gerätes optimiert werden und ein optisches Verstärkungsgerät kann realisiert werden, das eine ausgezeichnete Rauschcharakteristik aufweist.
  • Als ein Aspekt des oben beschriebenen optischen Verstärkungsgerätes kann die Zielwertsetzvorrichtung einen Anregungslichtleistungsdetektierabschnitt zum Detektieren der zu dem Raman-Verstärkungsmedium zugeführten Anregungslichtleistung umfassen und einen Berechnungsabschnitt zum Berechnen der Rauschlichtleistung von der ersten optischen Verstärkungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einem Detektionsergebnis des Anregungslichtleistungsdetektierabschnitts und zum eines Eingabelichtleistungszielwertes der zweiten optischen Verstärkungsvorrichtung zum Minimieren des Rauschmaßes des gesamten optischen Verstärkungsgerätes auf Grundlage der berechneten Rauschlichtleistung und auf Grundlage der Rauschcharakteristik der zweiten optischen Verstärkungsvorrichtung.
  • Gemäß diesem Aspekt wird in dem Berechnungsabschnitt der Eingabelichtleistungszielwert der zweiten optischen Verstärkungsvorrichtung auf Grundlage der Rauschlichtleistung auf Grund Raman-Verstärkung erhalten, die in Übereinstimmung mit der Leistung des Raman-Verstärkungsanregungslichts berechnet wird, das durch den Anregungslichtleistungsdetektierabschnitt detektiert wird und auf Grundlage der Rauschcharakteristik der zweiten optischen Verstärkungsvorrichtung. Die Anregungslichtsteuervorrichtung führt ihren Steuerbetrieb in Übereinstimmung mit diesem Zielwert aus.
  • Als einen anderen Aspekt des oben beschriebenen optischen Verstärkungsgerätes kann die Zielwertsetzvorrichtung einen Maximalwert des dynamischen Eingabebereichs der zweiten optischen Verstärkungsvorrichtung für den Eingabelichtleistungszielwert der zweiten optischen Verstärkungsvorrichtung setzen. Weiter wird in diesem Fall vorgezogen, dass, wenn die Anregungslichtleistung der ersten optischen Verstärkungsvorrichtung einen Maximalwert erreicht, bevor die Eingabelichtleistung der zweiten optischen Verstärkungsvorrichtung den Maximalwert des dynamischen Eingabebereichs erreicht, die Zielwertsetzvorrichtung den Eingabelichtleistungszielwert der zweiten optischen Verstärkungsvorrichtung setzt, um dem Maximalwert der Anregungslichtleistung der ersten optischen Verstärkungsvorrichtung zu entsprechen.
  • Gemäß diesem Aspekt wird der Eingabelichtleistungszielwert der zweiten Verstärkungsvorrichtung in der Zielwertsetzvorrichtung auf den Maximalwert des dynamischen Eingabebereiches der zweiten optischen Verstärkungsvorrichtung gesetzt und die Anregungslichtsteuervorrichtung führt ihren Steuerbetrieb in Übereinstimmung mit dem Zielwert aus. Falls zu dieser Zeit die Anregungslichtleistung zur Raman-Verstärkung die Maximalausgabe erreicht bevor die Eingabelichtleistung der zweiten optischen Verstärkungsvorrichtung den Maximalwert des dynamischen Eingabebereiches erreicht, wird die Eingabelichtleistung entsprechend zu der Anregungslichtleistung an diesem Punkt als der Zielwert gesetzt.
  • Das oben beschriebene optische Verstärkungsgerät kann weiter Eingabelichtleistungsdetektiervorrichtungen zum Detektieren der Eingabelichtleistung der zweiten optischen Verstärkungsvorrichtung umfassen und die Anregungslichtsteuervorrichtung kann die Anregungslichtzuführbedingung der ersten optischen Verstärkungsvorrichtung steuern, so dass ein Detektionsergebnis der Eingabelichtleistungsdetektiervorrichtung mit dem Zielwert übereinstimmt, der durch die Zielwertsetzvorrichtung gesetzt wird. Diese Konstruktion ermöglicht es, eine Rückkopplungssteuerung durchzuführen, die die Eingabelichtleistung der zweiten optischen Verstärkungsvorrichtung an dem Zielwert konstant hält.
  • Als eine besondere Konstruktion des oben beschriebenen optischen Verstärkungsgerätes kann, wenn die zweite optischen Verstärkungsvorrichtung eine Vielzahl von optischen Verstärkungsabschnitten umfasst, die parallel miteinander verbunden sind, die Anregungslichtsteuervorrichtung einen Eingabelichtleistungszielwert entsprechend jedes der optischen Verstärkungsabschnitte setzen. Eine besondere Konstruktion der zweiten optischen Verstärkungsvorrichtung kann einen optischen Faserverstärker umfassen, der eine Faser verwendet, die mit einem seltenen Erdenelement dotiert ist.
  • Mit einem Verfahren des Steuerns eines optischen Verstärkungsgerätes, das Raman-Verstärkung ausnutzt, gemäß der vorliegenden Erfindung, in dem optischen Verstärkungsgerät mit: einer ersten optischen Verstärkungsvorrichtung zum Raman-Verstärken von Signallicht, das sich durch ein Raman-Verstärkungsmedium ausbreitet, durch Zuführen von Anregungslicht an das Raman-Verstärkungsmedium; und einer zweiten optischen Verstärkungsvorrichtung zum Verstärken des Signallichts, das von der ersten optischen Verstärkungsvorrichtung ausgegeben wird, ein Zielwert zum Minimieren eines Rauschmaßes des gesamten optischen Verstärkungsgerätes hinsichtlich der Eingabelichtleistung der zweiten Verstärkungsvorrichtung wird gesetzt und eine Anregungslichtzufuhrbedingung der ersten optischen Verstärkungsvorrichtung wird in Übereinstimmung mit dem Zielwert gesteuert.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen:
  • 1 ist ein Blockdiagramm, das eine Konstruktion eines optischen Verstärkungsgerätes gemäß einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 2 ist ein Diagramm, das eine Relation zwischen einer Gesamtleistung der Rauschkomponenten (ASS-Licht), das durch Raman-Verstärkung erzeugt wird, und der Leistung des Raman-Anregungslichts zeigt;
  • 3 ist eine konzeptionelle Ansicht zum Erklären eines Betriebs eines Berechnungsabschnitts in der ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung;
  • 4 ist eine Ansicht einer virtuellen Konstruktion zum Erklären des Betriebs des Berechnungsabschnitts in der ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung;
  • 5 ist ein Diagramm, das die Abhängigkeit eines Rauschmaßes des EDFA auf die Eingabelichtleistung in der ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 6 ist ein Blockdiagramm, das eine Konstruktion eines optischen Verstärkungsgerätes gemäß einer zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 7 ist ein Diagramm zum Erklären der Berechnung einer SRS-Neigung und des anfänglichen Wertsetzens eines Raman-Anregungslichtleistungsverhältnisses in der zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung; und
  • 8 ist ein Strukturdiagramm, das den Entwurf eines bekannten optischen WDM-Übertragungssystems zeigt, das verteilte Raman-Verstärkung verwendet.
  • Beste Art des Ausführens der Erfindung:
  • Ausführungen eines optischen Verstärkungsgerätes, das Raman-Verstärkung ausnutzt, gemäß der vorliegenden Erfindung werden hiernach mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen erklärt.
  • 1 ist ein Blockdiagramm, das die Konstruktion eines optischen Verstärkungsgerätes gemäß einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • In Bezug auf 1 umfasst das optische Verstärkungsgerät zum Beispiel eine Anregungsleistungsquelle 10 und einen optischen Koppler 12 als erste optische Verstärkungsvorrichtung, einen optischen Koppler 11 und einen Überwacher 13 als einen Anregungslichtleistungsdetektierabschnitt, einen Berechnungsabschnitt 14, einen Steuerabschnitt 15 als Anregungslichtsteuervorrichtung, EDFA 20 als zweite optische Verstärkungsvorrichtung und einen optischen Koppler 31 und einen Überwacher 32 als Eingabelichtleistungsdetektiervorrichtung.
  • Die Anregungslichtquelle 10 erzeugt Anregungslicht zur Raman-Verstärkung (Raman-Anregungslicht), das eine Wellenlänge aufweist, die im Voraus gesetzt wird, so dass sie einem Wellenlängenband eines zu übertragenden WDM-Signallichts entspricht. Dieses Raman-Anregungslicht wird einem Übertragungspfad 3 durch die optischen Koppler 11 und 12 zugeführt. Der Übertragungspfad 3 ist der gleiche wie der Übertragungspfad in dem in 8 gezeigten, optischen WDM-Übertragungssystem. Der optische Koppler 11 zweigt einen Teil des Raman-Anregungslichts ab, das von der Anregungslichtquelle 10 ausgegeben wird, und überträgt dieses an den Überwacher 13. Der optische Koppler 12 führt das Raman-Anregungslicht, das den optischen Koppler 11 passiert hat, von einem Signallichteingabeanschluss den Übertragungspfad 3 zu und leitet dadurch das WDM-Signallicht von dem Übertragungspfad 3 weiter, um es an die EDFA-Seite 20 zu übertragen. Hier breitet sich das Anregungslicht in einer entgegen gesetzten Richtung zu dem WDM-Signallicht aus und der mit dem Signallichteingabeanschluss verbundene Übertragungspfad 3 dient als ein Raman-Verstärkungsmedium. In dieser Art und Weise wird ein verteilter Raman-Verstärker (DRA) aufgebaut, in dem WDM-Signallicht Raman-verstärkt wird, das sich durch den Übertragungspfad 3 ausbreitet.
  • Der Überwacher 13 überwacht eine Leistung einer Raman-Anregungslichtausgabe von der Anregungslichtquelle 10 auf Grundlage des von dem optischen Koppler abgezweigten Lichtes und gibt ein Überwachungsergebnis an den Berechnungsabschnitt 14 aus. Der Berechnungsabschnitt 14 berechnet eine Gesamtleistung eines verstärkten, spontanen Raman-Streulichts (ASS-Licht) als Rauschkomponente auf Grund von Raman-Verstärkung, setzt einen Zielwert der Eingabelichtleistung an den EDFA 20, der ein Rauschmaß (NF) des gesamten Gerätes minimiert, und gibt diesen Zielwert an den Steuerabschnitt 15 aus. Im Übrigen wird ein bestimmtes Verfahren des Setzens des Zielwertes in dem Berechnungsabschnitt 14 später erklärt. Der Steuerabschnitt 15 stellt eine Antriebsbedingung der Anregungslichtquelle 10 in Übereinstimmung mit dem Zielwert ein, der durch den Berechnungsabschnitt 14 gesetzt wird, und mit dem Überwachungsergebnis des Überwachers 32, um zum Beispiel die Leistung des zu dem Übertragungspfad 3 zugeführten Raman-Anregungslichts zu steuern.
  • Der EDFA 20 ist ein EDFA, der eine allgemeine Konstruktion aufweist, die ein WDM-Signallicht, das die optischen Koppler 12 und 31 passiert hat, auf einen benötigten Pegel verstärkt und gibt dann dieses verstärkte Licht aus. Dieser EDFA 20 weist eine solche Charakteristik auf, dass sein Rauschmaß in Übereinstimmung mit einer Eingabelichtleistung geändert wird. Die Information über die Rauschcharakteristik dieses EDFA 20 wird angenommen, im Voraus in dem Berechnungsabschnitt 14 gespeichert zu sein oder bei einer geeigneten Zeitsteuerung übertragen zu werden. Im Übrigen ist die zweite optische Verstärkungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung nicht auf den EDFA begrenzt, sondern kann ein optischer Faserverstärker sein, der mit einem seltenen Erdenelement anders als Erbium dotiert ist, oder ein Raman-Verstärker.
  • Der optische Koppler zweigt einen Teil eines WDM-Signallichts ab, das in den oben beschriebenen EDFA eingegeben wird, und überträgt das abgezweigte Licht an den Überwacher 32. Der Überwacher 32 überwacht eine Eingabelichtleistung des EDFA 20 auf der Grundlage des von dem optischen Koppler 31 abgezweigten Lichtes und gibt sein Überwachungsergebnis an den Steuerabschnitt 15 aus.
  • Als Nächstes wird der Betrieb der ersten Ausführung erklärt.
  • Zuerst wird eine besondere Erklärung für den Setzprozess des Zielwertes gegeben, der in dem Berechnungsabschnitt 14 des vorliegenden, optischen Verstärkungsgerätes ausgeführt wird.
  • In dem Berechnungsabschnitt 14 wird die Gesamtleistung des ASS-Licht auf Grundlage der Raman-Anregungslichtleistung wie oben beschrieben berechnet. Es wurde experimentell bestätigt, dass die Gesamtleistung des ASS-Lichts (Rauschkomponente), das auf Grund von Raman-Verstärkung erzeugt wird, in Bezug auf die Leistung des Raman-Anregungslichts in Übereinstimmung mit der zum Beispiel in 2 gezeigten Relation geändert wird. Wenn diese Relation durch eine numerische Formel durch Verwenden wahrer Werte ausgedrückt wird, kann die Gesamtleistung Ass [mW] des ASS-Lichts durch die folgende Gleichung (1) ausgedrückt werden:
    Figure 00110001
    wobei Pu1 bis Pui die Raman-Verstärkungsleistung [mW] darstellen, die in jeder Anregungslichtquelle erzeugt wird, wenn eine Anzahl von i Anregungslichtquellen angeordnet werden, die wechselseitig unterschiedliche Wellenlängen aufweisen (i = 1 in dieser Ausführung), m1 bis m1 stellt eine Wichtungskonstante dar, die jeder Anregungslichtquelle entspricht, und a11, a10 bis ai1, ai0 stellen Konstanten (Berechnungskoeffizienten) dar, wenn die in 2 gezeigte Relation durch eine lineare Funktion angenähert wird. Obwohl die Relation zwischen der Gesamtleistung des ASS-Lichts und der Leistung des Raman-Anregungslichts hierin durch eine lineare Funktion angenähert wird, kann die Annäherung durch Funktionen eines zweiten oder höheren Grades durchgeführt werden, um die Genauigkeit zu verbessern.
  • Wenn die Gesamtleistung Ass des ASS-Lichts unter Verwendung der Raman-Anregungsleistung, die von dem Überwacher 13 in Übereinstimmung mit der relationalen Formel (1) gemessen wird, berechnet wird, wird als Nächstes der Eingabelichtleistungszielwert des EDFA 20 erhalten, der das Rauschmaß des gesamten optischen Verstärkungsgerätes minimiert, das durch Kombinieren des DRA und des EDFA aufgebaut ist.
  • Wenn das Rauschmaß des gesamten optischen Verstärkungsgeräts berücksichtigt wird, ist es möglich, das Rauschmaß des DRA in der folgenden Weise zu definieren und dann das Rauschmaß des gesamten Gerätes auf Grundlage dieses DRA-Rauschmaßes und der Rauschcharakteristik des EDFA zu berechnen, die im Voraus gespeichert ist.
  • Es kann berücksichtigt werden, dass in dem optischen Verstärkungsgerät, das durch Kombinieren des DRA und des EDFA aufgebaut ist, ein Pumpen des Raman-Anregungslicht, das von der Anregungslichtquelle 10 ausgegeben wird, den Verlust des Übertragungspfades 3 von L zu LNEW und den Eingabelichtpegel des EDFA 20 von PiOLD zu PiNEW ändert, wie in der Konzeptansicht aus 3 gezeigt. Falls eine Verstärkung des DRA zu dieser Zeit Gain ist, kann Gain als Gain = L/LNEW oder Gain = PiNEM/PiOLD ausgedrückt werden. Daher wird hierin ein Verstärkerblock angenommen, der einen DRA mit der oben beschriebenen Raman-Verstärkung Gain und ein Rauschmaß NFDRA aufweist, das aus der Erzeugung von ASS-Licht resultiert. Ein optisches Verstärkungsgerät mit einem in 4 gezeigten virtuellen Aufbau wird ebenso angenommen. Ein Rauschmaß NFDRA+EDFA des gesamten Gerätes wird daher abgeleitet.
  • Im Allgemeinen kann ein Rauschmaß NFDRA(OFF) des DRA, wenn das Raman-Anregungslicht AUS ist, durch die folgende Gleichung (2) ausgedrückt werden und ein Rauschmaß NFDRA(ON) des DRA kann, wenn das Raman-Anregungslicht AN ist, ebenso durch die folgende Gleichung (3) ausgedrückt werden: NFDRA(OFF) = L (2) NFDRA(ON) = {PASS/h·ν·Δf)+ 1}·LNEW (3)wobei L den Verlust des Übertragungspfades darstellt, wenn das Anregungslicht AUS ist, und LNEW den Verlust des Übertragungspfades darstellt, wenn das Anregungslicht AN ist. Das Symbol h stellt die Planck'sche Konstante dar, ν ist eine Wellenlänge und Δf ist ein Filterband (zum Beispiel 10 GHz). PASS ist ein Wert, der durch Konvertieren der Gesamtleistung Ass des durch die Gleichung (1) berechneten ASS-Lichtes zu einer Auflösung (zum Beispiel 10 GHz) entsprechend zu einem Rauschmaß NFEDFA des EDFA in der Einheit von dBm erhalten wird, um für die nachfolgende Berechnung verwendet zu werden.
  • Wenn hier ein Erniedrigungsbetrag des Rauschmaßes auf Grund von Pumpen des DRA berücksichtigt wird, kann ein virtuelles Rauschmaß NFDRA des DRA bestimmt werden. Dieses NFDRA kann durch die folgende Gleichung (4) aus den Relationen der oben gegebenen Gleichungen (2) und (3) ausgedrückt werden:
  • Figure 00130001
  • Als Nächstes wird das Rauschmaß des gesamten Gerätes, das durch Kombinieren des DRA und EDFA aufgebaut ist, berücksichtigt. Ein Rauschmaß NFDRA+EDFA(OFF) des gesamten Gerätes kann, wenn das Raman-Anregungslicht AUS ist, durch die folgende Gleichung (5) ausgedrückt werden und ein Rauschmaß NFDRA+EDFA(ON) des gesamten Gerätes kann, wenn das Raman – Anregungslicht AN ist, durch die folgende Gleichung (6) ausgedrückt werden: NFDRA + EDFA(OFF) = L·NFEDFA(PiOLD) (5)
    Figure 00140001
    wobei NFEDFA(PiOLD) das Rauschmaß des EDFA bei einer Eingabelichtleistung PiOLD darstellt, wenn das Anregungslicht AUS ist, und NFEDFA(PiNEW) das Rauschmaß des EDFA bei einer Eingabelichtleistung PiNEW darstellt, wenn das Anregungslicht AN ist. Hier kann ein virtuelles Rauschmaß NFDRA+EDFA des gesamten Gerätes in der gleichen Weise definiert werden, wie wenn das virtuelle Rauschmaß NFDRA berücksichtigt wird. Dieses NFDRA+EDFA kann durch die folgende Gleichung (7) aus den Relationen der Gleichungen (4) bis (6) ausgedrückt werden.
  • Figure 00140002
  • Die Relation der Gleichung (7) kann in einen logarithmischen Wert umgewandelt werden, um durch die folgende Gleichung (7)' ausgedrückt zu werden. Jedoch nutzt diese die Relation Gain = PiNEW/PiOLD aus. NFDRA+EDFA[db] = 10·log{PASS/h·ν·Δf) + NFEDFA(PiNEW)} – NFEDFA[dB](PiOLD) – (PiNEW[dB] – PiOLD[dB]) (7)'
  • In der oben gegebenen Gleichung (7)' sind PiOLD und NFEDFA[dB](PiOLD) feste Werte. Um daher einen Wert des Rauschmaßes NFDRA+EDFA[dB] des Gesamtgerätes zu minimieren, kann ein Wert der folgenden Gleichung (8) minimiert werden.
  • Figure 00150001
  • Demgemäß wird die Eingabelichtleistung PiNEW, die den Wert der Gleichung (8) minimal macht, durch Verwenden der ASS-Lichtleistung PASS erhalten, die aus Gleichung (1) berechnet wird, und diese Eingabelichtleistung PiNEW wird auf den Eingabelichtleistungszielwert des EDFA 20 gesetzt. In dieser Art und Weise kann das Rauschmaß des gesamten Gerätes minimiert werden.
  • Es ist bekannt, dass das Rauschmaß NFEDFA des EDFA im Allgemeinen von der Eingabelichtleistung Pi, wie in 5 gezeigt, abhängt. Mit anderen Worten weist das Rauschmaß NFEDFA des EDFA eine Abhängigkeit auf, so dass diese im Wesentlichen konstant bleibt, wenn die Eingabelichtleistung Pi des EDFA ein Grenzwert PiTH oder weniger ist, und ansteigt, wenn die Eingabelichtleistung Pi den Grenzwert PiTH überschreitet. Diese Eingabelichtleistungsabhängigkeit des Rauschmaßes NFEDFA kann zum Beispiel numerisch wie durch die folgende Gleichung (9) ausgedrückt werden: Wenn Pi ≤ PiTH, NFEDFA(Pi) = F Wenn Pi > PiTH, NFEDFA(Pi) = b·Pia NFEDFA[dB](Pi) = b + a·Pi[dB] (9)wobei F, a und b Konstanten sind und wenn Pi = PiTH, NFEDFA(PiTH) = F = b·(PiTH a).
  • Der Eingabelichtleistungszielwert, PiNEW, der den Wert der Gleichung (8) minimiert, kann genau in der folgenden Weise gesetzt werden, zum Beispiel durch Berücksichtigen der Relation der Formel (9).
  • Wenn die Eingabelichtleistung PiNEW an den EDFA 20 ein ausreichend kleiner Wert ist (Pi ≤ PiTH), ist NFEDFA(Pi) konstant. Daher kann das Rauschmaß des gesamten Gerätes durch Setzen von PiNEW als Nenner auf den größtmöglichen Wert in der Gleichung (8) minimiert werden. Mit anderen Worten kann die optimale Bedingung erreicht werden, wenn die Eingabelichtleistung PiNEW an den EDFA am Größten ist.
  • Wenn die Eingabelichtleistung PiNEW in EDFA 20 andererseits ein ausreichend großer Wert (Pi > PiTH) ist, wird die Gleichung (8) durch die Gleichung (9) ersetzt, um die folgende modifizierte Gleichung (8)' zu ergeben.
  • Figure 00160001
  • Wenn a ≤ 1 in der oben gegebenen Gleichung (8)' ist, d.h. wenn eine NF-Steigung des EDFA 20 1 dB/dB nicht überschreitet, kann das Rauschmaß des gesamten Gerätes auf ein Minimum durch Setzen der Eingabelichtleistung PiNEW auf den größten möglichen Wert reduziert werden. Wenn a > 1, d.h. wenn die NF-Steigung 1 dB/dB überschreitet, kann das Rauschmaß des gesamten Gerätes auf ein Minimum durch inverses Berechnen des Wertes von PiNEW reduziert werden, wenn der Wert der oben beschriebenen Gleichung (8)' minimal wird.
  • Im Übrigen werden die Fälle von Gleichung (8)' durch Beurteilen klassifiziert, ob oder ob nicht die NF-Steigung (Wert von a) 1 dB/dB überschreitet. Jedoch ist die Klassifizierung der Fälle nicht strikt auf 1 dB/dB begrenzt, sondern kann in Abhängigkeit davon gesetzt werden, ob oder ob nicht das Rauschmaß des EDFA wesentlich mit Bezug auf das Anwachsen in der Eingabelichtleistung PiNEW verbessert werden kann.
  • Wenn der Berechnungsabschnitt 14 in den Eingabelichtleistungszielwert des EDFA 20 in dieser Art und Weise setzt, wird der Zielwert an den Steuerabschnitt 15 übertragen. Der Steuerabschnitt 15 stellt die Antriebsbedingung der Anregungslichtquelle ein, so dass die Eingabelichtleistung des EDFA 20 mit dem Zielwert aus dem Berechnungsabschnitt 14 übereinstimmt, wodurch automatisch die Raman-Anregungslichtleistung gesteuert wird. Hier wird das Überwachungsergebnis des Überwachers 32, der die tatsächliche Eingabelichtleistung an den EDFA 20 misst, an den Steuerabschnitt 15 übertragen, und der Steuerabschnitt 15 führt eine Rückkopplungssteuerung aus, um die Eingabelichtleistung an den EDFA zuverlässig konstant an dem Zielwert zu machen. Wenn jedoch die Relation des Eingabelichtleistungswertes des EDFA 20 mit Bezug auf die Antriebsbedingung der Anregungslichtquelle 10 im Voraus klar gestellt ist, kann diese Rückkopplungssteuerung ausgelassen werden.
  • Da ein Leistungspegel des WDM-Signals, das in den EDFA 20 eingegeben wird, automatisch in dieser Art und Weise auf den Zielwert gesteuert wird, der durch den Berechnungsabschnitt 14 durch Einstellen der Versorgungsbedingung des Raman-Anregungslichts gesetzt wird, wird das Rauschmaß des gesamten optischen Verstärkungsgerätes minimal, das durch Kombinieren des DRA und EDFA aufgebaut ist. Als Konsequenz kann die Rauschcharakteristik des optischen Verstärkungsgerätes durch die innerhalb des eigenen Gerätes durchgeführte Steuerung optimiert werden, um ein optisches Verstärkungsgerät, das Raman-Verstärkung ausnutzt, mit hervorragender Rauschcharakteristik zu realisieren. Wenn solch ein optisches Verstärkungsgerät verwendet wird, um ein in 8 gezeigtes optisches Übertragungssystem aufzubauen, kann die Verbesserung der Übertragungscharakteristik durch verteilte Raman-Verstärkung unabhängig an jedem Knoten optimiert und eingestellt werden. Dieser Effekt ist besonders vorteilhaft, da er es ermöglicht, eine flexible Gegenmaßnahme für solch eine Situation zu ergreifen, in der die Varianz des Verlustes der Übertragungsfortfaser groß ist oder in der dieses optische Verstärkungsgerät an einer wiederholenden Stufe innerhalb eines optischen Netzwerks durch ein optisches ADM oder eines optischen Kreuzverbindungsknoten eingerichtet ist und seine Einrichtungsumgebung zum Beispiel wahrscheinlich fluktuiert.
  • Im Übrigen wird in der oben beschriebenen ersten Ausführung ASS-Lichtleistung unter Verwendung des Überwachungsergebnisses des Raman-Anregungslichts berechnet und der Eingabelichtleistungszielwert an EDFA 20 wird gesetzt, so dass der Wert der Gleichung (8) schließlich minimal wird. Jedoch ist das Verfahren des Setzens des Eingabelichtleistungswertes an den EDFA 20 in der vorliegenden Erfindung nicht auf dieses Verfahren begrenzt.
  • Wenn zum Beispiel die NF-Steigung des EDFA 1 dB/dB oder weniger ist (wenn a ≤ 1 in Gleichung (9); es wird oft erwartet, dass ein allgemeiner EDFA bei einer NF-Steigung von nicht größer als 1 dB/dB arbeitet) kann das Rauschmaß des gesamten Gerätes auf ein Minimum reduziert werden, wenn die Eingabelichtleistung PiNEW des EDFA 20 auf den größtmöglichen Wert gesetzt wird, ohne insbesondere die Berechnung durchzuführen wie sie in der ersten Ausführung durchgeführt wurde. Das bedeutet, dass ein Maximalwert des dynamischen Eingabebereichs des EDFA als der Eingabelichtleistungszielwert des EDFA gesetzt wird. Wenn jedoch die Pumpleistungsgrenze erreicht wird, bevor die Eingabelichtleistung des EDFA den Maximalwert des dynamischen Eingabebereichs erreicht, d.h. wenn die Leistung des Raman-Anregungslichts, das von der Anregungslichtquelle ausgegeben wird, den Maximalwert erreicht, wird die Eingabelichtleistung des EDFA entsprechend zu der Raman-Anregungslichtleistung bei diesem Punkt als der Zielwert gesetzt.
  • Als Nächstes wird eine zweite Ausführung der vorliegenden Erfindung erklärt. In der zweiten Ausführung wird ein optisches Verstärkungsgerät berücksichtigt, das für ein optisches WDM-Kommunikationssystem geeignet ist, in dem ein so genanntes „C-Band" WDM-Signallicht mit einem Wellenlänngenband von 1550 nm und ein so genanntes „L-Band" WDM-Signallicht mit einem Wellenlängenband von 1580 nm zum Beispiel gemeinsam übertragen werden.
  • 6 ist ein Blockdiagramm das den Aufbau des optischen Verstärkungsgeräts gemäß der zweiten Ausführung zeigt. Die gleichen Bezugszeichen werden in dieser Figur verwendet, um die gleichen aufbauenden Teile wie in der in 1 gezeigten ersten Ausführung zu identifizieren.
  • In 6 liegt der Aufbau des optischen Verstärkungsgerätes, der unterschiedlich zu dem aus der ersten Ausführung ist, in den folgenden Punkten. Ein erster unterschiedlicher Punkt ist, dass eine Vielzahl (zum Beispiel drei in der Figur) von Anregungslichtquellen 101 bis 103 mit wechselseitig unterschiedlichen Wellenlängen in dieser Ausführung bereitgestellt werden. Die Wellenlängen λPR1 bis λPR3, die durch diese Anregungslichtquellen 101 bis 103 erzeugt werden, werden durch einen WDM-Koppler 16 multiplext und dann einem Übertragungspfad 3 durch einen optischen Koppler 12 zugeführt. Ein Teil Raman-Anregungslichts, das jedes eine Wellenlänge λPR1 bis λPR3 aufweist, die von jeder Anregungslichtquelle 101 bis 103 erzeugt wird, wird von jedem optischen Koppler 111 bis 113 abgezweigt und wird durch jeden Überwacher 131 bis 133 überwacht. Jedes Überwachungsergebnis wird an einen Berechnungssteuerabschnitt 40 gesendet. Ein zweiter unterschiedlicher Punkt betrifft den Aufbau der EDFA-Seite. Die EDFA-Seite ist jeweils entsprechend zu dem C-Band bzw. dem L-Band aufgebaut. Der andere Aufbau als der oben beschriebene Aufbau ist der gleiche wie der der ersten Ausführung.
  • Insbesondere umfasst der Aufbau auf der EDFA-Seite einen WDM-Koppler zum Demultiplexen von WDM-Signallicht, das den optischen Koppler 12 zu dem C-Band und dem L-Band passiert hat, einen C-Band-EDFA 20C zum Verstärken von WDM-Signallicht des C-Bands, das durch den WDM-Koppler 51 demultiplext wird, einen L-Band-EDFA 20L zum Verstärken von WDM-Signallicht des L-Bands, das durch den WDM-Koppler 51 demultiplext wird, und einen WDM-Koppler 52 zum Multiplexen von Ausgabelicht des C-Band-EDFA 20C und von Ausgabelicht des L-Band-EDFA 20L , um es an den Übertragungspfad auszugeben. Hier sind die optischen Koppler 31C und 31L zwischen dem WDM-Koppler 51 und dem C-Band-EDFA 20C bzw. zwischen dem WDM-Koppler 51 und dem L-Band-EDFA 20L aufgestellt. Überwacher 32C und 32L überwachen eine Eingabelichtleistung des C-Band-EDFA 20C bzw. Eingabelichtleistung des L-Band-EDFA 20L und jedes Überwachungsergebnis wird an einen Berechnungssteuerabschnitt 14 gesendet. Im Übrigen wird der Berechnungssteuerabschnitt 40 durch Versammeln des Berechnungsabschnittes 14 und des Steuerabschnitts 15 in der ersten Ausführung in einem Block zusammengesetzt und weist die gleichen Funktionen dieses Berechnungsabschnitts 14 und Steuerabschnitts 15 auf.
  • In dem optischen Verstärkungsgerät mit dem oben beschriebenen Aufbau wird Raman-Anregungslicht mit drei Wellenlängen λPR1 bis λPR3, die im Voraus gesetzt werden, um dem C-Band und dem L-Band zu entsprechen, durch den WDM-Koppler 16 multiplext und dann wird das gemultiplexte Licht dem Übertragungspfad 3 durch den optischen Koppler 12 zugeführt. Zu dieser Zeit wird ein Teil des Raman-Anregungslichts jeder Wellenlänge durch die optischen Koppler 111 bis 113 abgezweigt und an jeden Überwacher 131 bis 133 gesendet. Jeder Überwacher 131 bis 133 überwacht die Raman-Anregungslichtleistung jeder Wellenlänge und gibt das Überwachungsergebnis an den Berechnungssteuerabschnitt 40.
  • Der Berechnungssteuerabschnitt 40 berechnet die Gesamtleistung ASSC, ASSL des ASS-Lichtes jedes Bands unter Verwendung der Raman-Anregungslichtleistung jeder Wellenlänge in Übereinstimmung mit den folgenden Gleichungen (1C) und (1L). Im Übrigen stellen die Gleichungen (1C) und (1L) ein Beispiel der relationalen Formeln dessen dar, wenn die Anzahl i der Anregungslichtquellen zur Raman-Verstärkung in der zuvor erwähnten Gleichung (1) 3 ist, wobei die Einflüsse von Inter-Pump-Raman berücksichtigt werden und die Relation zwischen der Gesamtleistung des ASS-Lichts und der Leistung des Raman-Anregungslichts durch die quadratische Funktion angenähert werden um die Genauigkeit zu verbessern.
  • Figure 00210001
  • Wobei Pu1 bis Pu3 die Raman-Anregungslichtleistung ist, die in den Raman-Anregungslichtquellen erzeugt wird, cm1 bis cm3 und lm1 bis lm3 Wichtungskoeffizienten sind, cd0 bis cd2 und Id0 bis Id2 Berechnungskoeffizienten sind, cp1 bis cp3 und lp1 bis lp3 effektive Pumpkoeffizienten sind und d12, d23 bzw. d31 Interpump-Raman-Koeffizienten sind.
  • Nachdem die ASS-Gesamtlichtleistung ASSC und ASSL des C-Bands und L-Bands berechnet sind, wird der Setzprozess des Eingabelichtleistungszielwerts des EDFA in der gleichen Weise wie in der ersten Ausführung durchgeführt. Hier sind der C-Band-EDFA 20C und der L-Band-EDFA 20L parallel miteinander wie der Aufbau auf der EDFA-Seite verbunden. Daher wird der Eingabelichtleistungszielwert für jedes Band in solch einer Art und Weise gesetzt, um der Rauschcharakteristik des C-Band-EDFA 20C bzw. der Rauschcharakteristik des L-Band-EDFA 20L zu entsprechen.
  • Wenn der jedem Band entsprechende Zielwert daher gesetzt ist, wird die Antriebsbedingung jeder Anregungslichtquelle 101 bis 103 durch den Berechnungssteuerabschnitt 40 gesteuert, so dass die Eingabelichtleistung des C-Band-EDFA 20C und des L-Band-EDFA 20L mit den jeweiligen Zielwerten übereinstimmen. Hier wird ebenso eine Rückkopplungssteuerung durch Bezugnehmen auf die tatsächliche Eingabelichtleistung für jedes Band durchgeführt, die durch die Überwachere 32C , 32L erhalten wird.
  • Im Übrigen weist der Berechnungssteuerabschnitt vorzugsweise eine zusätzliche Funktion des Berechnens einer so genannten „SRS-Neigung" und des Setzens eines Anfangwertes eines Ausgabelichtleistungsverhältnisses jeder Anregungslichtquelle 101 bis 103 auf. Die Berechnung der SRS-Neigung geschieht, um ungefähr einen Unterschied einer Verstärkungsneigung eines WDM-Signallichts zu berechnen, die in Übereinstimmung mit Unterschieden in der Anzahl von Kanälen und einer Anordnung (Nummer und Anordnung der optischen Signale jeder Wellenlänge) auftritt, die in dem C- und L-Band-WDM-Signallicht enthalten ist. Wenn das Auftreten der im unteren Teil von 7a gezeigten SRS-Neigung zum Beispiel vor der Raman-Verstärkung berechnet wird (mit Anregungslicht AUS), wird der Anfangswert des Ausgabelichtleistungsverhältnisses jeder Anregungslichtquelle 101 bis 103 durch Erzeugung verteilter Raman-Verstärkung in dem Übertragungspfad gesetzt, so dass die Wellenlängencharakteristik wie in dem oberen Teil aus 7A gezeigt flach wird. Das Setzen des Anfangswertes in diesem Fall wird so durchgeführt, dass das Anregungslichtleistungsverhältnis jeder Wellenlänge λRP1 bis λRP3, die zum Beispiel die in 7B gezeigten verstärkten Wellenlängencharakteristiken bereitstellen, erhalten wird, um den Anfangswert zu setzen. Die Berechnung von solch einer SRS-Neigung und das Setzen des Anfangswertes des Ausgabelichtleistungsverhältnisses jeder Anregungslichtquelle 101 bis 103 werden zu der Zeit der anfänglichen Aktivierung oder der Wiederherstellung aus einer Abschaltbedingung des optischen Verstärkungsgerätes wieder hergestellt. Daher wird das Setzen des Eingabelichtleistungszielwertes an den EDFA durchgeführt, nachdem das Setzen des Eingabewertes des Eingabeleistungsverhältnisses jeder Anregungslichtquelle 101 bis 103 vollendet wurde, und dann kann WDM-Signallicht mit einer flachen Wellenlängecharakteristik erhalten werden.
  • Gemäß der oben beschriebenen zweiten Ausführung können die Rauschkomponenten, die aus der Raman-Verstärkung resultieren, in Übereinstimmung mit den oben beschriebenen Gleichungen (1C) und (1L) durch Überwachen der Leistung des Raman-Anregungslichts mit der jeweiligen Wellenlänge berechnet werden, in dem Aufbau, der Raman-Verstärkungslicht durch Kombinieren einer Vielzahl von Anregungslichtquellen 101 bis 103 mit wechselseitig unterschiedlichen Wellenlängen erzeugt. Daher kann die zweite Ausführung ähnliche Auswirkungen wie die Auswirkungen der ersten Ausführung erzielen. In dem Aufbau, in dem der EDFA 20C und 20L entsprechend zu den C- und bzw. L-Bändern parallel verbunden sind, wird der Eingabelichtleistungszielwert gesetzt, um der Rauschcharakteristik des EDFA 20C , 20L jedes Bandes zu entsprechen. In dieser Art und Weise kann das Rauschmaß des gesamten Gerätes auf ein Minimum reduziert werden. Wenn darüber hinaus die SRS-Neigung berechnet wird, um den Anfangswert des Ausgabeleistungsverhältnisses jeder Anregungslichtquelle 101 bis 103 zu setzen, wird es möglich, ein optisches Verstärkungsgerät mit einer überlegenen Verstärkungscharakteristik zu erhalten.
  • In der oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführung wird ein Teil des Raman-Anregungslichts, das von der Vorderseite der Anregungslichtquelle ausgegeben wird, durch den optischen Koppler abgezweigt und dann überwacht. Jedoch ist es ebenso möglich, Licht zu überwachen, das von der Rückseite der Anregungslichtquelle ausgegeben wird (Ausgabe einer Rück-Leistung PD im Falle von LD). Wenn eine Vielzahl von Anregungslichtquellen wie in der zweiten Ausführung verwendet werden, ist es weiter möglich, einen Teil von Raman-Anregungslicht abzuzweigen, das von dem WDM-Koppler 16 gemultiplext wird und dieses abgezweigte Licht in jede Wellenlängenkomponente durch einen optischen Filter mit einem schmalen Band zu demultiplexen, wodurch seine optische Leistung überwacht wird.
  • Industrielle Anwendbarkeit:
  • Die vorliegende Erfindung hat große industrielle Anwendbarkeit auf ein optisches Verstärkungsgerät, das in unterschiedlichen optischen Kommunikationssystemen verwendet wird und auf ein Steuerverfahren des optischen Verstärkungsgerätes und ist insbesondere effektiv zur Verbesserung von Rauschcharakteristik des optischen Verstärkungsgeräts zum Verstärken von Signallicht durch die Kombination mit einem Raman-Verstärker und ebenso effektiv als eine Steuertechnologie zum Erreichen solch einer Verbesserung.

Claims (8)

  1. Gerät zur optischen Verstärkung, welches Raman-Verstärkung verwendet, umfassend: eine erste optische Verstärkungseinrichtung (10, 12) zum Raman-Verstärken von Signallicht, das sich in einem Raman-Verstärkungsmedium (3) ausbreitet, durch Zuführen von Anregungslicht zu diesem Raman-Verstärkungsmedium; und eine zweite optische Verstärkungseinrichtung (30) zum Verstärken des Signallichtausgangs von der ersten optischen Verstärkungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Verstärkungsgerät weiter beinhaltet: eine Einrichtung zum Setzen eines Zielwertes (14), die konfiguriert ist, einen Zielwert für die Eingangslichtleistung der zweiten Verstärkungseinrichtung zu setzen, um die Rauschzahl des gesamten optischen Verstärkungsgerätes zu minimieren; und eine Steuereinrichtung für das Anregungslicht, die konfiguriert ist, eine Bedingung für die Versorgung mit Anregungslicht der ersten optischen Verstärkungseinrichtung in Übereinstimmung mit dem Zielwert, der durch die Einrichtung zum Setzen des Zielwertes gesetzt wurde, zu steuern.
  2. Gerät zur optischen Verstärkung nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung zum Setzen des Zielwertes einen Abschnitt zum Detektieren der Anregungslichtleistung (13) einschließt, um die Leistung des Anregungslichtes, das dem Raman-Verstärkungsmedium zugeführt wird, zu detektieren, und einen Berechnungsabschnitt (14) zum Berechnen einer Rauschlichtleistung durch die erste optische Verstärkungseinrichtung in Übereinstimmung mit einem Detektionsergebnis des Abschnittes zum Detektieren der Anregungslichtleistung, und zum Setzen eines Zielwertes für die Eingangslichtleistung der zweiten optischen Verstärkungseinrichtung, um den Rauschfaktor des gesamten optischen Verstärkungsgerätes auf der Grundlage der berechneten Rauschlichtleistung und auf Grundlage der Rauscheigenschaften der zweiten optischen Verstärkungseinrichtung zu minimieren.
  3. Gerät zur optischen Verstärkung nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung zum Setzen des Zielwertes (14) konfiguriert ist, einen Maximalwert eines dynamischen Eingangsbereiches der zweiten optischen Verstärkungseinrichtung als den Zielwert der Eingangslichtleistung der zweiten optischen Verstärkungseinrichtung (20) zu setzen.
  4. Gerät zur optischen Verstärkung nach Anspruch 3, wobei die Einrichtung zum Setzen des Zielwertes konfiguriert ist, einen Zielwert für die Eingangslichtleistung der zweiten optischen Verstärkungseinrichtung zu setzen, damit dieser mit dem Maximalwert der Anregungslichtleistung der ersten optischen Verstärkungseinrichtung übereinstimmt, wenn die Anregungslichtleistung der ersten optischen Verstärkungseinrichtung einen Maximalwert erreicht, bevor die Eingangslichtleistung der zweiten optischen Verstärkungseinrichtung den Maximalwert des dynamischen Eingangsbereiches erreicht.
  5. Gerät zum optischen Verstärken nach Anspruch 1, das weiter beinhaltet: eine Einrichtung zum Detektieren der Eingangslichtleistung (31, 32), um die Eingangslichtleistung der zweiten optischen Verstärkungseinrichtung zu detektieren, wobei die Einrichtung zum Steuern des Anregungslichtes konfiguriert ist, die Bedingung für die Versorgung mit Anregungslicht der ersten optischen Verstärkungseinrichtung zu steuern, so dass das Detektionsergebnis der Einrichtung für das Detektieren der Eingangslichtleistung mit dem Zielwert übereinstimmt, der von der Einrichtung für das Setzen des Zielwertes gesetzt wurde.
  6. Gerät zum optischen Verstärken nach Anspruch 1, wobei, wenn die zweite optische Verstärkungseinrichtung eine Vielzahl von optischen Verstärkungsabschnitten (20C, 20L) einschließt, die parallel miteinander verbunden sind, die Einrichtung zum Steuern des Anregungslichtes konfiguriert ist, einen Zielwert für die Eingangslichtleistung entsprechend jedem der optischen Verstärkungsabschnitte zu setzen.
  7. Gerät zur optischen Verstärkung nach Anspruch 1, wobei die zweite optische Verstärkungseinrichtung einen optischen Faserverstärker einschließt, der eine Faser verwendet, die mit einem Seltenenerdenelement dotiert ist.
  8. Verfahren zum Steuern eines Gerätes zur optischen Verstärkung gemäß Anspruch 1, wobei ein Zielwert der Eingangslichtleistung der zweiten Verstärkungseinrichtung gesetzt wird, um den Rauschfaktor des gesamten optischen Verstärkungsgerätes zu minimieren und eine Bedingung für die Versorgung mit Anregungslicht der ersten optischen Verstärkungseinrichtung in Übereinstimmung mit dem Zielwert gesteuert wird.
DE60031141T 2000-08-30 2000-08-30 Lichtverstärker unter verwendung der ramanverstärkung und zugehöriges steuerungsverfahren Expired - Lifetime DE60031141T2 (de)

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PCT/JP2000/005885 WO2002019023A1 (fr) 2000-08-30 2000-08-30 Amplificateur de lumiere utilisant une amplification de raman et procede de commande de l'amplificateur

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