DE60312085T2

DE60312085T2 - WDM-Lichtverstärker zur Detektion der Veränderung der Anzahl von wellenlängenmultiplexierten Signalen

Info

Publication number: DE60312085T2
Application number: DE60312085T
Authority: DE
Inventors: Kaoru c/o Fujitsu Limited Kawasaki-shi Usui; Yoshio c/o Fujitsu Limited Kawasaki-shi Shimano; Hiroshi c/o Fujitsu Limited Kawasaki-shi Iizuka; Hiroyuki c/o Fujitsu Higashi-Nihon D Sapporo-shi Itou
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2002-09-10
Filing date: 2003-08-18
Publication date: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2023-08-19
Also published as: EP1398894A3; JP2004103861A; US7612936B2; EP1398894B1; DE60312085D1; EP1398894A2; JP4084144B2; US20040057732A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen eine Photo-(Licht)-Verstärkungsvorrichtung und, im Besonderen, eine Photoverstärkungsvorrichtung zum Verstärken von Wellenlängenmultiplex-(wavelength division multiplexing: WDM)-Signalen, die eine Messeinheit enthält, die die Energie einer spezifischen Wellenlänge misst, eine Messeinheit, die die Gesamtenergie aller Wellenlängen misst, und eine Steuereinheit, die die Ausgangsenergie der Photoverstärkungsvorrichtung steuert.
2. Beschreibung der verwandten Technik
Die Wellenlängenmultiplexierung (WDM) ist überwiegend eine Breitbandtechnik, bei der eine Vielzahl von Photosignalen mit verschiedenen Wellenlängen über einen einzelnen optischen Übertragungsweg übertragen wird.
Die Wellenlängenmultiplextechnik kommt bei optischen Mehrkanalkommunikationen für verschiedene Entfernungen zum Einsatz. In der Praxis sind Wellenlängenmultiplexkommunikationssysteme erforderlich, um optische Kommunikationen mit verschiedenen Wellenlängen und Entfernungen flexibel zu unterstützen.
Im Allgemeinen verstärkt eine WDM-Photoverstärkungsvorrichtung des WDM-Kommunikationssystems Photosignale so, dass die Ausgangsenergie von Ausgangsphotosignalen von jeder Wellenlänge gleich wird. Um dieses Ziel zu erreichen, steuert die WDM-Photoverstärkungsvorrichtung Erregungslichtquellen und darin vorgesehene optische Abschwächer auf der Basis von Informationen über die Energie von Photosignalen, die auf verschiedenen Stufen in dem optischen Weg überwacht werden, und von Informationen zum Einstellen der Verstär kung, der Anzahl von Wellenlängen und der Ausgangsenergie, die zum Beispiel von einem externen Betriebsmittel empfangen werden.
1 ist ein schematisches Diagramm, das eine herkömmliche Photoverstärkungsvorrichtung zeigt. Die in 1 gezeigte Photoverstärkungsvorrichtung enthält Photoverstärkungseinheiten 1, 2, einen variablen optischen Abschwächer 6, eine Steuereinheit 7, optische Teiler 12–15 und Photodioden (optische Überwachungsglieder) 32–35.
Die Photoverstärkungseinheiten 1, 2 enthalten ferner jeweilig erbiumdotierte Faserverstärker (EDFA) 3, 4, Laserdioden (Erregungslichtquellen) 21, 22 und Wellenlängenmischer 41, 42. Die Photoverstärkungseinheit 1 enthält des Weiteren einen Verstärkungsentzerrer 5.
Die EDFAs 3, 4 werden jeweilig durch die Laserdioden 21, 22 erregt.
2 ist ein Graph, der die Energieverteilung (dBm) über die Wellenlänge (nm) von Wellenlängenmultiplexsignalen zeigt. Wie in 2 gezeigt, bezeichnet X_in die Energie von Photosignalen von jeder Wellenlänge λ₁–λ_n. Das WDM-Signal, das die in 2 gezeigte Energieverteilung hat, wird der Photoverstärkungsvorrichtung über einen Eingangsanschluss IN eingegeben. Ein Bruchteil der Eingangsphotosignale wird durch den Phototeiler (Photokoppler) 12 von dem Hauptsignal abgeteilt und durch die Photodiode 32 in ein elektrisches Signal konvertiert.
3 ist ein schematisches Diagramm, das die Energie der Photosignale zeigt, die durch die Photodiode 32 überwacht werden. Die Ausgabe der Photodiode 32 hängt nur von der Gesamtenergie (= X_in + 10 × log(n)) von Photosignalen über alle Wellenlängen λ₁–λ_n ab. Gleichfalls hängen die Ausgaben der Photodioden 33–35 nur von der Gesamtenergie von Photosignalen über alle Wellenlängen λ₁–λ_n ab, die jeweilig an den Phototeilern 13–15 ankommen.
Die Steuereinheit 7 steuert die Energie von jeder Stufe auf der Basis der Gesamtenergie der Photosignale über alle Wellenlängen λ₁–λ_n, die durch die Photodioden 32–35 überwacht werden. Als Resultat gibt die in 1 gezeigte Photoverstärkungsvorrichtung die Zielausgangsphotosignale über einen Ausgangsanschluss OUT aus.
4 ist ein schematisches Diagramm zum Erläutern der automatischen Pegelsteuerung (automatic level control: ALC), die durch die Steuereinheit 7 ausgeführt wird. Die Steuereinheit 7 der in 1 gezeigten Photoverstärkungsvorrichtung steuert automatisch den optischen Pegel von jeder Stufe wie folgt:

(1) Steuerung der Laserdiode (Erregungslichtquelle) 21, so dass die Differenz zwischen dem Ausgang P_PD33 der Photodiode 33 und dem Ausgang P_PD32 der Photodiode 32 konstant wird. PPD33 – PPD32 = A (konstant) (1)
(2) Steuerung der Laserdiode (Erregungslichtquelle) 22, so dass die Differenz zwischen dem Ausgang P_PD35 der Photodiode 35 und dem Ausgang P_PD34 der Photodiode 34 konstant wird. PPD35 – PPD34 = B (konstant) (2)

In dem Fall, wenn die Photoverstärkungseinheit 1 (oder 2) eine vorbestimmte Verstärkung A (oder B) nicht erreichen kann, hebt die Steuereinheit 7 die Verstärkung der Photoverstärkungseinheit 2 (oder 1) an, damit A + B konstant wird.

(3) Steuerung des variablen Abschwächers 6, so dass die Ausgangsenergie von dem Ausgangsanschluss OUT den Zielausgangspegel erreicht.

Als Resultat der obigen automatischen Verstärkungssteuerung wird eine Ausgabe, deren Pegel auf der Basis der Anzahl von Wellenlängen bestimmt wird, über den Ausgangsanschluss OUT erhalten.
5A und 5B sind schematische Diagramme zum Erläutern eines Problems, das in dem Fall auftritt, wenn die Steuereinheit 7 beim Steuern der Ausgabe von dem Ausgangsanschluss OUT mit dem auf der Basis der Anzahl der Wellenlängen bestimmten Pegel versagt.
5A zeigt den Fall, wenn zwei Wellenlängen verwendet werden. Es wird angenommen, dass die Ausgangsenergien von beiden Wellenlängen λ₁, λ₂ den gleichen Wert X_in haben. Unter solch einer Bedingung wird unten der Fall geprüft, wenn zufällig die Lichtquelle der Wellenlänge λ₂ fehlerhaft funktioniert.
Da die Anzahl der Wellenlängen, die durch die Photoverstärkungsvorrichtung zu verstärken sind, von zwei Wellenlängen auf eine Wellenlänge reduziert wird, wird erwartet, dass sich der Ausgangspegel der Photoverstärkungsvorrichtung halbiert. Falls jedoch die Steuereinheit 7 nicht darüber informiert ist, dass die Anzahl der Eingangswellenlängen auf eine reduziert wird, gleicht die Steuereinheit 7 die durch das Verschwinden der Wellenlänge λ₂ verursachte Reduktion des Energiepegels aus, indem sie den Ausgangspegel von λ₁ erhöht. Demzufolge kann die Steuereinheit 7 den Ausgangspegel pro Wellenlänge nicht konstant halten.
Um dieses Problem zu lösen, übermittelt in einem WDM-Fernkommunikationssystem mit großer Kapazität eine höherrangige Photoübertragungsvorrichtung der Photoverstärkungsvorrichtung einer niederrangigen Photoübertragungsvorrichtung solche Informationen wie etwa die Anzahl von Wellenlängen und den Ausgangspegel von jeder Wellenlänge, um die Photoverstärkungsvorrichtung der niederrangigen Photoübertragungsvorrichtung zu konfigurieren.
Die Steuereinheit 7 der Photoverstärkungsvorrichtung der niederrangigen Photoübertragungsvorrichtung steuert die Ausgabe auf der Basis der Informationen (Konfigurationsinformationen), die von der höherrangigen Photoübertragungsvorrichtung empfangen werden, so dass die Ausgangsenergie der Photoverstärkungsvorrichtung auf dem Pegel entsprechend der Anzahl der Wellenlängen gehalten wird.
Da die Eigenschaften von optischen Teilen, die in herkömmliche Photoverstärkungsvorrichtungen eingebaut sind, gestreut sind, werden die herkömmlichen Photoverstärkungsvorrichtungen eine nach der anderen bei einem Produktionseinstellprozess eingestellt, so dass der Verstärkungsgradient über die Wellenlänge flach wird und die Verstärkungen den folgenden Gleichungen genügen: PPD33 – PPD32 = A (dB) (konstant) und (1) PPD35 – PPD34 = B (dB) (konstant) (2)
Die japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. 2000-312046 offenbart eine Technik, mit der eine Differenz zwischen Verstärkungen einer Photoverstärkungsvorrichtung, die durch verschiedene Eingangswellenlängen bestimmt werden, die durch eine Veränderung des faseroptischen Verlustes verursacht werden, eliminiert werden kann. Gemäß dieser Anmeldung steuert eine in die Photoverstärkungsvorrichtung eingebaute Steuereinheit die Operation der Photoverstärkungsvorrichtung auf der Basis der Intensität von empfangenem Referenzlicht.
Die japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. 2000-196169 offenbart eine Technik für eine Photoverstärkungsvorrichtung eines WDM-Kommunikationssystems, das eine Vielzahl von Photosignalen multiplexiert und überträgt, mit der die Minderung der nichtlinearen Eigenschaft und des Signal-Rausch-Verhältnisses auf Grund einer Veränderung der Anzahl der Kanäle eliminiert wird. Gemäß dieser Anmeldung ist eine Photoverstärkungsvorrichtung mit Folgendem versehen: einem ersten Abschnitt, der eine optische Faser mit Seltenerdelementdotierung, eine Erregungslaserdiode und eine automatische optische Verstärkungssteuerschaltung enthält; einem zweiten Abschnitt, der einen optischen Abschwächer und eine automatische Pegelsteuerschaltung enthält; und einer Überwachungssignalverarbeitungsschaltung. Vor einer Veränderung der Anzahl von Kanälen gibt die Photoverstärkungsvorrichtung die Verstärkung eines WDM-Signals aus, dessen Pegel durch die Anzahl von Kanälen bestimmt ist. Wenn der Photoverstärkungsvorrichtung die Veränderung der Anzahl der Kanäle mitgeteilt wird, fixiert die Photoverstärkungsvorrichtung temporär den Transmissionsgrad des optischen Abschwächers und hält ihre Verstärkung konstant, um ein Photosignal auszugeben, dessen Pegel der Anzahl der Kanäle entspricht. Nach der Veränderung der Anzahl der Kanäle nimmt die Photoverstärkungsvorrichtung das Steuern des Transmissionsgrades des optischen Abschwächers und ihrer Verstärkung wieder auf.
In dem Fall, wenn ein Signal mit einer gewissen Wellenlänge zum Beispiel auf Grund der Fehlfunktion einer Lichtquelle unverhofft verschwindet, bestimmt die höherrangige Photoübertragungsvorrichtung, dass sich die Anzahl der Wellenlängen verändert hat. Nach der Bestimmung informiert die höherrangige Photoübertragungsvorrichtung die Photoverstärkungsvorrichtung einer niederrangigen Photoübertragungsvorrichtung, die Konfigurationsinformationen (zum Beispiel die Anzahl der Wellenlängen und die Ausgangspegel) von der höherrangigen Photoübertragungsvorrichtung empfängt, über die Veränderung der Anzahl der Wellenlängen. Demzufolge empfängt die Photoverstärkungsvorrichtung die Informationen, die angeben, dass sich die Anzahl der Wellenlängen verändert hat, mit einer Verzögerung (von Hunderten ms bis hin zu mehreren s), nachdem sich die Anzahl der Wellenlängen tatsächlich verändert.
Eine herkömmliche Photoverstärkungsvorrichtung absorbiert die Verzögerung in dem Maße von Hunderten ms bis hin zu mehreren s auf folgende Weise.
Ein optischer Abschwächer mit einer Totzeit von Hunderten ms bis hin zu mehreren s kann verwendet werden; der optische Abschwächer arbeitet mit der Verzögerung von Hunderten ms bis hin zu mehreren s. Auch wenn die Photoverstärkungsvorrichtung die Informationen, die angeben, dass sich die Anzahl der Wellenlängen verändert hat, während der Verzögerung (von Hunderten ms bis mehreren s) empfängt, nachdem sich die Anzahl der Wellenlängen tatsächlich verändert, reagiert der optische Abschwächer nicht. Daher wird die Photoverstärkungsvorrichtung durch die Verzögerungszeit nicht beeinflusst.
Alternativ können Überwachungsschaltungen, die Signalpegel auf jeder Stufe abtasten, erforderlich sein, um ihre abgetasteten Werte während einer Haltezeit von ungefähr mehreren Sekunden zu halten. Da ein optischer Abschwächer auf der Basis der abgetasteten Signalpegel gesteuert wird, die durch die Überwachungsschaltungen überwacht werden, wird der optische Abschwächer nach der Haltezeit von mehreren Sekunden gesteuert. Daher kann vermieden werden, dass die optische Verstärkungsvorrichtung durch die Verzögerung beim Empfang der Informationen beeinflusst wird.
Jedoch hängt die Zeit, die für das Übertragen der Informationen über die Anzahl der Wellenlängen von der höherrangigen Photoübertragungsvorrichtung zu der Photoverstärkungsvorrichtung erforderlich ist, von der Leistung der höherrangigen Photoübertragungsvorrichtung zum Bestimmen der Anzahl der Wellenlängen ab, und demzufolge unterscheidet sie sich von der einen zur anderen. Das Problem, dass die obige Totzeit und/oder Haltezeit bei jeder höherrangigen Photoübertragungsvorrichtung optimiert werden muss, bleibt bestehen.
Da gewünscht wird, dass die Gesamtverstärkung einer Photoverstärkungsvorrichtung bei verschiedenen Wellenlängen nicht differiert, muss die Verstärkung der Photoverstärkungseinheit der Photoverstärkungsvorrichtung eingestellt werden, um die Differenz des optischen Wirkungsgrades des außer der Photoverstärkungseinheit verbleibenden Abschnittes der Photoverstärkungsvorrichtung auszugleichen.
Herkömmlicherweise wird die Verstärkung der Photoverstärkungseinheit von jeder WDM-Photoverstärkungsvorrichtung beim Produktionsprozess auf der Basis einer Testbedingung (zum Beispiel der maximalen Anzahl der Wellenlängen) individuell eingestellt. Falls die WDM-Photoverstärkungsvorrichtung in der Praxis unter einer Bedingung (zum Beispiel der Anzahl der Wellenlängen) verwendet wird, die sich von der Testbedingung unterscheidet, die zum Beispiel die maximale Anzahl der Wellenlängen definiert, kann es demzufolge pas sieren, dass zum Beispiel die gewünschte Flachheit der Gesamtverstärkung der WDM-Photoverstärkungsvorrichtung nicht erreicht wird.
Zum Beispiel wird, wie in 6 gezeigt, auch wenn die Photoverstärkungsvorrichtung bei ihrem Produktionsprozess auf der Basis der maximalen Anzahl der Wellenlängen (zum Beispiel zehn) eingestellt wird, die Photoverstärkungsvorrichtung oft mit einer Anzahl von Wellenlängen (zum Beispiel sieben) verwendet, die kleiner als die maximale Anzahl ist. In diesem Fall kann die Verstärkung der Photoverstärkungsvorrichtung einen Gradienten wie in 7 aufweisen.
Die Erfindung, die in der japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. 2000-312046 gelehrt wird, ist noch immer mit dem Problem behaftet, dass sich die Wellenlänge des Referenzlichtes von der Wellenlänge der Hauptsignale unterscheiden muss. Ein anderes Problem der Erfindung liegt darin, dass die Anzahl der Wellenlängen nicht identifiziert werden kann.
Gemäß der Erfindung, die in der japanischen offengelegten Anmeldung Nr. 2000-196169 gelehrt wird, wird dann, wenn sich die Wellenlängenanzahl verändert, zum Beispiel der Transmissionsgrad des optischen Abschwächers temporär fixiert, und nachdem sich die Wellenlängenanzahl verändert hat, wird die Steuerung des optischen Abschwächers wiederaufgenommen. Diese Erfindung ist auch mit den obigen Problemen behaftet.
EP 1011213 offenbart eine Vorrichtung zum Steuern der Ausgangsenergie von Wellenlängenmultiplexlicht, bei der die Energie von jeder Wellenlänge gemessen wird und der maximale Spitzenenergiewert detektiert wird und zum Sollwert zum Steuern des optischen Pegels aller Wellenlängen gemacht wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Daher ist es eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine neue und brauchbare Photoverstärkungsvorrichtung vorzusehen, bei der eines oder mehrere der oben beschriebenen Probleme eliminiert sind.
Ein anderes und spezifischeres Ziel der vorliegenden Erfindung ist das Vorsehen einer Photo-(optischen)-Verstärkungsvorrichtung, die die Veränderung der Wellenlängenanzahl und des Verstärkungsgradienten von Photosignalen auf der Basis der Photosignale detektiert und den Ausgangspegel steuert.
Um eines oder mehrere der obigen Ziele zu erreichen, enthält eine optische Verstärkungsvorrichtung zum Verstärken von Wellenlängenmultiplexsignalen gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung:
eine Messeinheit einer spezifischen Wellenlänge, die die Lichtenergie von optischen Signalen einer spezifischen Wellenlänge an einem Messpunkt misst; und
eine Gesamtenergiemesseinheit, die die Lichtenergie der optischen Signale aller Wellenlängen an dem Messpunkt misst; welche optische Verstärkungsvorrichtung gekennzeichnet ist durch
eine Ausgangssteuereinheit, die die Ausgabe der Photoverstärkungsvorrichtung auf der Basis der Lichtenergie der spezifischen Wellenlänge, die durch die Messeinheit der spezifischen Wellenlänge gemessen wurde, und der Lichtenergie aller Wellenlängen, die durch die Gesamtenergiemesseinheit gemessen wurde, steuert.
Die Photoverstärkungsvorrichtung misst sowohl die Lichtenergie einer spezifischen Wellenlänge als auch die Lichtenergie aller Wellenlängen an dem Messpunkt. Folglich kann die Photoverstärkungsvorrichtung eine Veränderung der Anzahl der multiplexierten Wellenlängen und des Verstärkungsgradienten des Photosignals auf der Basis der gemessenen Lichtenergie bestimmen und ihren Ausgangspegel korrekt steuern.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Photoverstärkungsvorrichtung ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinheit der spezifischen Wellenlänge ferner ein optisches Filter für variable Wellenlängen enthält.
Auch wenn eine spezifische Wellenlänge (Signal) zum Beispiel infolge einer Fehlfunktion stoppt, kann die Photoverstärkungsvorrichtung, die mit dem optischen Filter für variable Wellenlängen versehen ist, auf eine alternative Wellenlänge umschalten und die Überwachung der Lichtenergie der alternativen Wellenlänge fortsetzen. Daher kann die Ausgangssteuereinheit die Photoverstärkungsvorrichtung kontinuierlich steuern.
Andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden eingehenden Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen deutlicher hervor.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein schematisches Diagramm, das eine herkömmliche Photoverstärkungsvorrichtung zeigt;
2 ist ein Graph zum Erläutern von Photosignalen, die einer Photoverstärkungsvorrichtung eingegeben werden;
3 ist ein Graph zum Erläutern der Gesamtenergie von Photosignalen, die durch eine Photodiode überwacht wird;
4 ist ein Graph zum Erläutern der Verstärkung und Abschwächung von Photosignalen durch eine Photoverstärkungsvorrichtung;
5A und 5B sind Graphen zum Erläutern eines Problems, das durch die Reduzierung der Anzahl der Wellenlängen verursacht wird;
6 ist ein Graph zum Erläutern der Flachheit der Verstärkung über die maximale Anzahl der Wellenlängen hinweg;
7 ist ein Graph zum Erläutern des Verstärkungsgradienten über sieben Wellenlängen hinweg;
8 ist ein schematisches Diagramm, das eine Photoverstärkungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
9 ist ein Flussdiagramm zum Erhalten der Anzahl der Wellenlängen;
10 ist ein schematisches Diagramm, das eine Photoverstärkungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
11 ist ein Flussdiagramm, um Verstärkungen flach (konstant) zu machen;
12 ist ein Schaltungsdiagramm zum Erläutern der Verarbeitung, um Verstärkungen flach zu machen;
13 ist ein schematisches Diagramm, das eine Photoverstärkungsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
14 ist ein schematisches Diagramm, das eine Photoverstärkungsvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
15 ist ein schematisches Diagramm, das eine Photoverstärkungsvorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
16 ist ein schematisches Diagramm, das eine Photoverstärkungsvorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
EINGEHENDE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen sind im Folgenden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
[ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM]
8 ist ein schematisches Diagramm, das eine Photoverstärkungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Die Photoverstärkungsvorrichtung von 8 enthält Folgendes: Photoverstärkungseinheiten 1, 2, einen variablen optischen Abschwächer 6, eine Steuereinheit 7, optische Teiler 11–15, Photodioden 31–35 und ein fixiertes optisches Filter 51.
Das fixierte optische Filter 51 überträgt Photosignale mit einer spezifischen Wellenlänge. Die Photoverstärkungseinheit 1 enthält ferner eine Laserdiode 21 (Erregungslichtquelle), einen Wellenlängenmischer 41, einen EDFA 3 und einen Verstärkungsentzerrer 5. Die Photoverstärkungseinheit 2 enthält ferner eine Laserdiode 22 (Erregungslichtquelle), einen Wellenlängenmischer 42 und einen EDFA 4.
WDM-Photosignale (Wellenlängen: λ₁–λ_n, Intensität X_in) werden an einem Photosignaleingangsanschluss IN vorgesehen. Das Eingangsphotosignal wird durch die Photoverstärkungsein heit 1 verstärkt. Das verstärkte Photosignal wird durch den variablen optischen Abschwächer 6 auf einen vorbestimmten Signalpegel abgeschwächt. Das abgeschwächte Photosignal wird durch die Photoverstärkungseinheit 2 auf einen vorbestimmten Signalpegel verstärkt. Dann wird das verstärkte Photosignal von dem Photosignalausgangsanschluss OUT ausgegeben.
Die Photodiode 31 detektiert den Signalpegel (P_PD31) des Photosignals der spezifischen Wellenlänge, das durch das fixierte optische Filter 51 übertragen wird. Die Photodiode 32 detektiert die Gesamtenergie P_PD32 von Photosignalen (Wellenlängen: λ₁–λ_n), bevor sie durch die Photoverstärkungseinheit 1 verstärkt werden. Gleichfalls detektiert die Photodiode 33 die Gesamtenergie P_PD33 von Photosignalen (Wellenlängen: λ₁–λ_n), nachdem sie durch die Photoverstärkungseinheit 1 verstärkt wurden.
Die Photodiode 34 detektiert die Gesamtenergie P_PD34 von Photosignalen (Wellenlängen: λ₁–λ_n), bevor sie durch die Photoverstärkungseinheit 2 verstärkt werden. Die Photodiode 35 detektiert die Gesamtenergie P_PD35 von Photosignalen (Wellenlängen: λ₁–λ_n), nachdem sie durch die Photoverstärkungseinheit 2 verstärkt wurden.

(1) Die Steuereinheit 7 der Photoverstärkungsvorrichtung steuert die Laserdiode (Erregungslichtquelle) 21 so, dass die Differenz zwischen der Ausgabe P_PD33 der Photodiode 33 und der Ausgabe P_PD32 der Photodiode 32 konstant wird. PPD33 – PPD32 = D (dB) (konstant) (3)
(2) Die Steuereinheit 7 der Photoverstärkungsvorrichtung steuert die Laserdiode (Erregungslichtquelle) 22 so, dass die Differenz zwischen der Ausgabe P_PD35 der Photodiode 35 und der Ausgabe P_DP34 der Photodiode 34 konstant wird. PPD35 – PPD34 = E (dB) (konstant) (4)
(3) Falls die Verstärkung entweder der Photoverstärkungseinheit 1 oder der Photoverstärkungseinheit 2 die vorbestimmten Verstärkungen D oder E nicht erreichen kann, hebt die Steuereinheit 7 der Photoverstärkungsvorrichtung die Verstärkung der anderen Photoverstärkungseinheit 2 oder der Photoverstärkungseinheit 1 so an, dass sich ergibt: D + E = konstant (5)
(4) Die Steuereinheit 7 der Photoverstärkungsvorrichtung steuert den variablen optischen Abschwächer 6 so, dass die Ausgangsenergie P_PD35 von dem Ausgangsanschluss OUT auf einen Zielausgangspegel abgestimmt wird.

Wenn angenommen wird, dass die Lichtintensität, die am Photosignaleingangsanschluss IN eingegeben wird, "a" (dBm/ch) ist und die Lichtintensität, die von dem Photosignalausgangsanschluss OUT ausgegeben wird, "b" (dBm/ch) ist, lauten die Lichtintensitäten P_PD31, P_PD32 und P_PD35, die durch die Photodioden 31, 32 bzw. 35 überwacht werden PPD31 = a (dBm/ch) (6) PPD32 = a + 10 × log(n) (dBm) [Gesamtenergie] (7) PPD35 = b + 10 × log(n) (dBm) [Gesamtenergie] (8)
Falls sich der Verlust des Übertragungsweges, der mit dem Photosignaleingangsanschluss IN verbunden ist, um +/–x (dB) verändert, lauten die Lichtintensitäten P_PD31 und P_PD32, die durch die Photodioden 31 bzw. 32 überwacht werden: PPD31 = a ± x (dBm/ch) (9) PPD32 = a + 10 × log(n) ± x (dBm) (10)
Wenn angenommen wird, dass die Veränderung der überwachten Photointensitäten P_PD31 und P_PD32 Δx1 bzw. Δx2 ist, führen die Gleichungen (6), (7), (9) und (10) zu den folgenden Beziehungen: Δx1 = ± x (11) Δx2 = ± x (12)
Demzufolge sind Δx1 und Δx2 gleich.
Falls sich andererseits die Wellenlängenanzahl von "n" auf "n ± m" verändert, werden Lichtintensitäten P_PD31 und P_PD32 die durch die Photodiode 31 bzw. die Photodiode 32 überwacht werden, wie folgt erhalten: PPD31 = a (dBm/ch) (13) PPD32 = a + 10 × log(n ± m) [Gesamtenergie] (14)
Wie aus den obigen Gleichungen hervorgeht, ist dann, während sich die Lichtintensität P_PD31, die durch die Photodiode 31 überwacht wird, nicht verändert (Δx1 = 0), die Veränderung Δx2 der Lichtintensität P_PD32: Δx2 = 10 × log[(n ± m)/n] (15)
Wenn eine Veränderung des Eingangssignalpegels detektiert wird, kann man demnach bestimmen, ob die Veränderung entweder durch den Verlust des Übertragungsweges oder durch die Veränderung der Wellenlängenanzahl verursacht wird, indem die Veränderung Δx1 und Δx2 der überwachten Lichtintensitäten P_PD31 und P_PD32 verglichen wird.
Falls sich die Lichtintensität P_PD31, die durch die Photodiode 31 überwacht wird, und die Lichtintensität P_PD32, die durch die Photodiode 32 überwacht wird, im gleichen Maße verändern, kann man bestimmen, dass die Veränderung des Eingangssignalpegels durch den Verlust des Übertragungsweges verursacht wird. Falls sich die überwachte Lichtintensität P_PD31, die durch die Photodiode 31 überwacht wird, nicht verändert, aber die überwachte Lichtintensität P_PD32, die durch die Photodiode 32 überwacht wird, sich verändert, kann man bestimmen, dass die Veränderung des Eingangssignalpegels durch die Veränderung der Wellenlängenanzahl verursacht wird.
Da "n" bekannt ist, wird die Veränderung der Wellenlängenanzahl "m" auf der Basis der Gleichung (15) wie folgt erhalten: m = ± n × (10Δx2/10 – 1) (16)
Daher kann die Photoverstärkungsvorrichtung die gegenwärtige Anzahl der Wellenlängen identifizieren, sobald sich das Eingangssignal verändert, ohne auf Konfigurationsinformationen über die Anzahl der Wellenlängen zu warten, die von der höherrangigen Überwachungsvorrichtung der Photoverstärkungsvorrichtung zu übertragen sind. Demzufolge ist es nicht erforderlich, eine Totzeit oder eine Zeitverzögerung der Photoverstärkungsvorrichtung festzulegen oder die Totzeit oder die Zeitverzögerung zu optimieren, die von der höherrangigen Photoverstärkungsvorrichtung abhängt.
Da die Photoverstärkungsvorrichtung die Anzahl der Wellenlängen identifizieren kann, kann die Photoverstärkungsvorrichtung zusätzlich den optischen Abschwächer 6 so steuern, dass das Ausgangsphotosignal ein Ziel erreicht: b + 10 × log(n) + 10 × log[(n ± m)/n] (dBm), (17)ohne auf die Konfigurationsinformationen zu warten, die von der höherrangigen Beobachtungsvorrichtung der Photoverstärkungsvorrichtung übertragen werden.
9 ist ein Flussdiagramm, das die Berechnung der Anzahl der Wellenlängen "m" durch die Steuereinheit 7 der Photoverstärkungsvorrichtung zeigt, die in 8 dargestellt ist.
Die Lichtintensität wird durch die Photodioden 31 und 32 überwacht (Schritt S2). Dann werden die Veränderungen Δx1 und Δx2 der Lichtintensitäten berechnet, die durch die Photodioden 31 bzw. 32 überwacht werden (Schritt S3).
Δx1 und Δx2 werden verglichen (Schritt S4). Falls Δx1 = Δx2 ist, mit der Bedeutung, dass die Veränderung des Eingangssignalpegels durch einen Verlust des Übertragungsweges verursacht wird, kehrt der Prozess zu Schritt S2 zurück.
Falls Δx1 ≠ Δx2 ist, wird die erhöhte oder verringerte Anzahl der Wellenlängen auf der Basis der Gleichung (16) erhalten (Schritt S5).
Da die Photoverstärkungsvorrichtung, die in 8 gezeigt ist, die Anzahl der Wellenlängen allein identifizieren kann, wie oben beschrieben, braucht die Photoverstärkungsvorrichtung nicht mit einer Totzeit oder Haltezeit von Hunderten ms zum Steuern des Photoausgangssignals, um konstant zu sein, versehen zu werden. Die Photoverstärkungsvorrichtung kann demzufolge das Photoausgangssignal mit hoher Geschwindigkeit steuern.
Die Photoverstärkungsvorrichtung detektiert die Veränderung der Anzahl der Wellenlängen, sobald die Veränderung auftritt, und steuert das Photoausgangssignal auf der Basis der detektierten Veränderung der Anzahl der Wellenlängen. Daher wird die Steuerung durch die Photoverstärkungsvorrichtung stabil.
[ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM]
Die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist unter Bezugnahme auf 10 beschrieben. Eine Photoverstärkungsvorrichtung von 10 enthält Folgendes: Photo verstärkungseinheiten 1, 2, einen variablen optischen Abschwächer 6, eine Steuereinheit 7, optische Teiler 12–16, Photodioden 32–36 und ein fixiertes optisches Filter 52. Die Photoverstärkungseinheit 1 enthält ferner eine Laserdiode (Erregungslichtquelle) 21, einen Wellenlängenmischer 41, einen EDFA 3 und einen Verstärkungsentzerrer 5. Die Photoverstärkungseinheit 2 enthält ferner eine Laserdiode (Erregungslichtquelle) 22, einen Wellenlängenmischer 42 und einen EDFA 4.
Elemente, die mit denen der in 8 gezeigten Photoverstärkungsvorrichtung identisch sind, sind mit denselben Bezugszeichen versehen, und ihre Beschreibung wird weggelassen. Die in 10 gezeigte Photoverstärkungsvorrichtung ist im Wesentlichen dieselbe wie die Photoverstärkungsvorrichtung von 8, außer dass der optische Teiler 11, das fixierte optische Filter 51 und die Photodiode 31 entfernt wurden und der optische Teiler 16, das fixierte optische Filter 52 und die Photodiode 36 hinzugekommen sind. Das fixierte optische Filter 52 überträgt ein Photosignal mit spezifischer Wellenlänge.
WDM-Photosignale (Wellenlängen: λ₁–λ_n, Intensität X_in) werden an einem Photosignaleingangsanschluss IN vorgesehen. Das Eingangsphotosignal wird durch die Photoverstärkungseinheit 1 verstärkt. Das verstärkte Photosignal wird durch den variablen optischen Abschwächer 6 auf einen vorbestimmten Signalpegel abgeschwächt. Das abgeschwächte Photosignal wird durch die Photoverstärkungseinheit 2 auf einen vorbestimmten Signalpegel verstärkt. Dann wird das verstärkte Photosignal von dem Photosignalausgangsanschluss OUT ausgegeben.
Die Photodiode 32 detektiert die Gesamtenergie P_PD32 von Photosignalen (Wellenlängen: λ₁–λ_n), bevor sie durch die Photoverstärkungseinheit 1 verstärkt werden. Gleichfalls detektiert die Photodiode 33 die Gesamtenergie P_PD33 von Photosignalen (Wellenlängen: λ₁–λ_n), nachdem sie durch die Photoverstärkungseinheit 1 verstärkt sind. Die Photodiode 34 detektiert die Gesamtenergie P_PD34 von Photosignalen (Wellenlängen: λ₁–λ_n). Die Photodiode 35 detektiert die Gesamtenergie P_PD35 der Photosignale (Wellenlängen: λ₁–λ_n), nachdem sie durch die Photoverstärkungseinheit 2 verstärkt sind. Die Photodiode 36 detektiert den Signalpegel (P_PD36) des Photosignals mit der spezifischen Wellenlänge, die durch das fixierte optische Filter 52 übertragen wird.

(1) Die Steuereinheit 7 der Photoverstärkungsvorrichtung steuert die Laserdiode (Erregungslichtquelle) 21 so, dass die Differenz zwischen der Ausgabe P_PD33 der Photodiode 33 und der Ausgabe P_PD32 der Photodiode 32 konstant wird. PPD33 – PPD32 = D (dB) (konstant) (3)
(2) Die Steuereinheit 7 der Photoverstärkungsvorrichtung steuert die Laserdiode (Erregungslichtquelle) 22 so, dass die Differenz zwischen der Ausgabe P_PD35 der Photodiode 35 und der Ausgabe P_PD34 der Photodiode 34 konstant wird. PPD35 – PPD39 = E (dB) (konstant) (4)
(3) Falls entweder die Photoverstärkungseinheit 1 oder die Photoverstärkungseinheit 2 die jeweiligen vorbestimmten Verstärkungen D oder E nicht erreichen kann, hebt die Steuereinheit 7 der Photoverstärkungsvorrichtung die Verstärkung der anderen Photoverstärkungseinheit 2 oder der Photoverstärkungseinheit 1 so an, dass sich ergibt D + E = konstant (5)
(4) Die Steuereinheit 7 der Photoverstärkungsvorrichtung steuert den variablen optischen Abschwächer 6 so, dass die Ausgangsenergie P_PD35 von dem Ausgangsanschluss OUT auf einen Zielausgangspegel abgestimmt wird.

Die Steuereinheit 7 steuert die Laserdioden 21 und 22, die Erregungslichtquellen der EDFA 3 bzw. 4 sind, und steuert folglich die Verstärkungen der Photoverstärkungseinheiten 1 und 2, damit ihre Verstärkungen flach genug werden.
Die folgende Gleichung muss erfüllt sein: [(PPD35 – ASE)/n]/PPD36 = konstant, (18)wobei "n" die Anzahl der Wellenlängen ist, die durch die Photoverstärkungsvorrichtung verstärkt werden, und ASE die Rauschleistung ist, die zum Beispiel durch akkumulierte spontane Emission verursacht wird.
(P_PD35 – ASE) ist die Energie der Signalkomponente, und (P_PD35 – ASE)/n ist die Energie der Signalkomponente pro Wellenlänge. Die Gleichung (18) bedeutet, dass das Verhältnis zwischen der Energie der Signalkomponente pro Wellenlänge und P_PD36 konstant ist. P_PD36 ist die Energie einer beliebig selektierten Wellenlänge. Das konstante Verhältnis zwischen der Energie der beliebig selektierten Wellenlänge und der durchschnittlichen Energie über "n" Wellenlängen hinweg bedeutet, dass die Verstärkung der Photoverstärkungsvorrichtung flach ist. ASE wird auf der Basis eines verschiedenen Experimentes bestimmt.
Falls die Gleichung (18) nicht erfüllt wird, ist die Verstärkung nicht flach. Daher steuert die Steuereinheit 7 die Laserdioden 21 und 22, die Erregungslichtquellen sind, so, dass das Verhältnis zwischen (P_PD35 – ASE)/n und dem Pegel P_PD36 des Photosignals, das durch das fixierte optische Filter 52 übertragen wird, einen vorbestimmten Wert erreicht.
Die Steuereinheit 7 steuert den variablen optischen Abschwächer 6 so, dass die Photosignalenergie pro Wellenlänge (P_PD35 – ASE)/n auf einem vorbestimmten Wert gehalten wird, um die Energie pro Wellenlänge auszugleichen.
11 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern der Verarbeitung durch die Steuereinheit 7 der Photoverstärkungsvorrichtung, um deren Verstärkung flach zu machen.
12 ist ein Blockdiagramm zum Erläutern der Verarbeitung durch die Steuereinheit 7 der Photoverstärkungsvorrichtung, um deren Verstärkung flach zu machen.
Die Verarbeitung durch die Steuereinheit 7 ist unten unter Bezugnahme auf 11 und 12 beschrieben.
Die Photosignale werden, wie in 12 gezeigt, durch die Photodioden 32–34, 35 und 36 empfangen und in Stromsignale konvertiert und die Widerstände R2–R4, R5 und R6 in Spannungssignale konvertiert. Die Spannungssignale werden durch Verstärker 2–4, 5, 6 verstärkt und ferner durch Analog-Digital-Konverter ADC2–4, 5 und 6 in digitale Signale konvertiert. Dann werden die digitalen Signale der Steuereinheit 7 eingegeben.
Die Steuereinheit 7 verarbeitet die eingegebenen digitalen Signale wie folgt (Anfangsoperation):

(1) Detektieren des Signalpegels der Ausgaben von Amp4, 5 und 6 (Schritt S12).
(2) Antreiben der Laserdiode 22, die die Erregungslichtquelle der Photoverstärkungseinheit 2 ist, so dass das Verhältnis zwischen elektrischen Signalen von Amp4 und 5 einen vorbestimmten Wert ergibt, um die Verstärkung zu steuern (Schritt S13, S14).
(3) Steuern des variablen optischen Abschwächers 6, so dass der Pegel des elektrischen Signals von Amp6 einen vorbestimmten Wert ergibt (Schritte S15, S16).

Nach der obigen Verarbeitung führt die Steuereinheit 7 Folgendes aus, um den Verstärkungsgradienten und die Ausgabe pro Wellenlänge auszugleichen:

(4) Detektieren der elektrischen Signalpegel von Amp5 und Amp6 (Schritt S17).
(5) Steuern des variablen optischen Abschwächers 6, so dass der elektrische Signalpegel von Amp6 einen Sollwert ergibt (Schritte S19, S20).
(6) Steuern der Laserdioden 21 und 22, die die Erregungslichtquellen der Photoverstärkungseinheiten 1 bzw. 2 sind, so dass die Gleichung (18) erfüllt wird (Schritte S21, S22).

Falls die Steuereinheit 7 eine Instruktion zum Stoppen der Verarbeitung empfängt oder detektiert, dass das Eingangssignal stoppt, steigt die Steuereinheit 7 aus der Verarbeitung aus (Schritte S18, S23).
[DRITTE AUSFÜHRUNGSFORM]
13 ist ein schematisches Diagramm, das eine Photoverstärkungsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Elemente, die mit denen der Photoverstärkungsvorrichtung von 8 identisch sind, sind mit denselben Bezugszeichen versehen, und ihre Beschreibung wird weggelassen.
Die in 13 gezeigte Photoverstärkungsvorrichtung ist dieselbe wie die Photoverstärkungsvorrichtung von 8, außer dass das fixierte optische Filter 51, das Photosignale einer spezifischen Wellenlänge überträgt, durch ein variables optisches Filter 61 ersetzt wurde, das Photosignale einer spezifischen Wellenlänge überträgt, und durch eine Antriebsschaltung 71, die das variable optische Filter 61 steuert. Mit diesen neuen Komponenten kann jede beliebige Wellenlänge selektiert werden.
Die Operation der in 13 gezeigten Photoverstärkungsvorrichtung ist im Wesentlichen mit jener der in 8 gezeigten Photoverstärkungsvorrichtung identisch. Der Vorteil der Photoverstärkungsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform liegt darin, dass dann, falls das Photosignal mit der spezifischen Wellenlänge, das durch die Photodiode 31 detektiert wird, zum Beispiel auf Grund einer Fehlfunktion stoppt, die Steuereinheit 7 bewirkt, dass das variable optische Filter 61 auf eine andere Wellenlänge umschaltet und die Überwachung des Photosignals der anderen Wellenlänge fortsetzt. Im Falle der Photoverstärkungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform wird jedoch, falls das Photosignal mit der spezifischen Wellenlänge stoppt, das durch die Photodiode 31 detektiert wird, die Steuereinheit 7 der Photoverstärkungsvorrichtung von 8 beim korrekten Steuern der Photoverstärkungsvorrichtung versagen.
[VIERTE AUSFÜHRUNGSFORM]
14 ist ein schematisches Diagramm, das eine Photoverstärkungsvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Die in 14 gezeigte Photoverstärkungsvorrichtung unterscheidet sich von der Photoverstärkungsvorrichtung von 10 darin, dass das fixierte optische Filter 52, das eine spezifische Wellenlänge überträgt, durch ein variables optisches Filter 62 ersetzt wurde, das eine variable Wellen länge überträgt, und eine Antriebsschaltung 72 zum Steuern des variablen optischen Filters 62 hinzugekommen ist. Auch wenn das Photosignal mit der spezifischen Wellenlänge, das durch die Photodiode 36 detektiert wird, zum Beispiel auf Grund einer Fehlfunktion stoppt, kann daher das variable optische Filter 62 eine alternative Wellenlänge selektieren und die Überwachung des Photosignals der alternativen Wellenlänge fortsetzen.
Die Photoverstärkungsvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform arbeitet auf dieselbe Weise wie die Photoverstärkungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform, außer dass dann, selbst wenn das Photosignal der spezifischen Wellenlänge stoppt, die Steuereinheit 7 bewirkt, dass die Filterantriebsschaltung 72 die gestoppte Wellenlänge auf eine andere Wellenlänge umschaltet, und die korrekte Steuerung fortsetzt.
[FÜNFTE AUSFÜHRUNGSFORM]
15 ist ein schematisches Diagramm, das eine Photoverstärkungsvorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Die fünfte Ausführungsform ist eine Kombination aus der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform.
Im Vergleich zu den Photoverstärkungsvorrichtungen, die in 8 und 10 gezeigt sind, unterscheidet sich die in 15 gezeigte Photoverstärkungsvorrichtung darin, dass sie mit beiden fixierten optischen Filtern 51 und 52 und beiden Photodioden 31 und 36 versehen ist.
Da die Photoverstärkungsvorrichtung mit dem fixierten optischen Filter 51 und der Photodiode 31 versehen ist, wie es unter Bezugnahme auf 15 beschrieben ist, kann die Photoverstärkungsvorrichtung die Anzahl der Wellenlängen bestimmen, sobald sich die Anzahl der Wellenlängen verändert. Unter Verwendung der bestimmten Anzahl der Wellenlängen kann die Photoverstärkungsvorrichtung ihre Verstärkung flach machen.
[SECHSTE AUSFÜHRUNGSFORM]
16 ist ein schematisches Diagramm, das eine Photoverstärkungsvorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform zeigt.
Die sechste Ausführungsform ist eine Kombination aus der dritten Ausführungsform und der vierten Ausführungsform. Die in 16 gezeigte Photoverstärkungsvorrichtung unterscheidet sich von der in 15 gezeigten Photoverstärkungsvorrichtung darin, dass die fixierten optischen Filter 51 und 52 durch variable optische Filter 61 und 62 ersetzt wurden und die Antriebsschaltungen 71 und 72 hinzugekommen sind. Die Antriebsschaltungen 71 und 72 steuern die variablen optischen Filter 61 bzw. 62, so dass die variablen optischen Filter 61 und 62 Photosignale übertragen, deren Wellenlänge durch die Steuereinheit 7 variabel bestimmt wurde. Daher kann die Steuereinheit 7 der in 16 gezeigten Photoverstärkungsvorrichtung die Wellenlänge der Photosignale beliebig bestimmen, die die variablen optischen Filter 61 und 62 übertragen.
Die Photoverstärkungsvorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform, die in 16 gezeigt ist, arbeitet im Wesentlichen auf dieselbe Weise wie die Photoverstärkungsvorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform, die in 15 gezeigt ist. Falls das Photosignal der Wellenlänge, das durch die Photodioden 31 und 36 überwacht wird, zum Beispiel auf Grund einer Fehlfunktion stoppt, kann die Steuereinheit 7 der Photoverstärkungsvorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform durch die Photoverstärkungsvorrichtung nicht mehr korrekt gesteuert werden. Jedoch kann die Steuereinheit 7 der Photoverstärkungsvorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform die Photoverstärkungsvorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform kontinuierlich steuern, indem sie die überwachte Wellenlänge auf eine andere Wellenlänge umschaltet. Daher kann die Steuereinheit 7 die korrekte Steuerung der Photoverstärkungsvorrichtung fortsetzen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung steuert die Photoverstärkungsvorrichtung den Ausgangssignalpegel, wie oben beschrieben, durch das Detektieren, auf der Basis der Veränderung der Photosignale, von Veränderungen der Anzahl der Wellenlängen und des Verstärkungsgradienten der Photosignale.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsformen begrenzt, sondern Veränderungen und Abwandlungen können vorgenommen werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung, der durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, abzuweichen.
Diese Patentanmeldung basiert auf der japanischen Prioritätspatentanmeldung Nr. 2002-264261, eingereicht am 10. September 2002.

Claims

Optische Verstärkungsvorrichtung, zum Verstärken von Wellenlängenmultiplexsignalen, mit: einer Messeinheit einer spezifischen Wellenlänge (31, 36), die die Lichtenergie von optischen Signalen einer spezifischen Wellenlänge an einem Messpunkt misst; und einer Gesamtenergiemesseinheit (32, 35), die die Lichtenergie der optischen Signale aller Wellenlängen (λ₁–λ_n) an dem Messpunkt misst; welche optische Verstärkungsvorrichtung gekennzeichnet ist durch eine Ausgangssteuereinheit (7), die die Ausgabe der optischen Verstärkungsvorrichtung auf der Basis der Lichtenergie der spezifischen Wellenlänge, die durch die Messeinheit der spezifischen Wellenlänge (31, 36) gemessen wurde, und der Lichtenergie aller Wellenlängen (λ₁–λ_n), die durch die Gesamtenergiemesseinheit (32, 35) gemessen wurde, steuert.
Optische Verstärkungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Messeinheit der spezifischen Wellenlänge (31, 36) ferner ein optisches Filter für variable Wellenlängen (61, 62) umfasst.
Optische Verstärkungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Messpunkt entweder in einer Eingangsstufe, einer Zwischenstufe oder einer Ausgangsstufe positioniert ist; und die Ausgangssteuereinheit (7) dann, wenn die Lichtenergie, die durch die Messeinheit der spezifischen Wellenlänge (31, 36) gemessen wurde, sich nicht verändert und die Licht energie, die durch die Gesamtenergiemesseinheit (32, 35) gemessen wurde, sich verändert, die Anzahl (n) der multiplexierten Wellenlängen der optischen Signale auf der Basis der Lichtenergie, die durch die Messeinheit der spezifischen Wellenlänge (31, 36) gemessen wurde, und der Lichtenergie, die durch die Gesamtenergiemesseinheit (32, 35) gemessen wurde, bestimmt.
Optische Verstärkungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Ausgangssteuereinheit (7), wenn eine Veränderung (Δx1) der Lichtenergie, die durch die Messeinheit der spezifischen Wellenlänge (31, 36) gemessen wurde, gleich einer Veränderung (Δx2) der Lichtenergie ist, die durch die Gesamtenergiemesseinheit (32, 35) gemessen wurde, die Ausgabe der optischen Verstärkungsvorrichtung auf der Basis der Lichtenergie steuert, die durch die Messeinheit der spezifischen Wellenlänge (31, 36) gemessen wurde, und der Lichtenergie, die durch die Gesamtenergiemesseinheit (32, 35) gemessen wurde, um den Verlust des optischen Übertragungsweges auszugleichen.
Optische Verstärkungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Messpunkt in einer Ausgangsstufe positioniert ist; und die Ausgangssteuerschaltung (7) die Ausgabe der optischen Verstärkungsvorrichtung auf der Basis der Anzahl (n) der multiplexierten Wellenlängen (λ₁–λ_n) steuert, der Lichtenergie, die durch die Messeinheit der spezifischen Wellenlänge (36) gemessen wurde, und der Lichtenergie, die durch die Gesamtenergiemesseinheit (35) gemessen wurde, um einen Verstärkungsgradienten von optischen Ausgangssignalen auszugleichen.
Verfahren von einer optischen Verstärkungsvorrichtung zum Verarbeiten von Wellenlängenmultiplexsignalen, in der eine Vielzahl von Wellenlängen (λ₁–λ_n) multiplexiert ist, mit den Schritten: Messen der Lichtenergie einer spezifischen Wellenlänge an einem Messpunkt, der in der optischen Verstärkungsvorrichtung vorgesehen ist; Messen der Lichtenergie aller Wellenlängen (λ₁–λ_n) an dem Messpunkt; welches Verfahren gekennzeichnet ist durch Bestimmen, wenn eine Veränderung (Δx1) der gemessenen Lichtenergie der spezifischen Wellenlänge gleich einer Veränderung (Δx2) der gemessenen Lichtenergie aller Wellenlängen ist, dass die Veränderung des Signalpegels der Wellenlängenmultiplexsignale, die durch einen optischen Übertragungsweg übertragen werden, durch den Übertragungsverlust in dem optischen Übertragungsweg verursacht wird, und Bestimmen der Veränderung auf der Basis der Veränderung (Δx1) der gemessenen Lichtenergie der spezifischen Wellenlänge oder der Veränderung (Δx2) der gemessenen Lichtenergie aller Wellenlängen (λ₁–λ_n).
Verfahren nach Anspruch 6, ferner mit dem Schritt: Bestimmen, wenn die gemessene Lichtenergie der spezifischen Wellenlänge sich nicht verändert (Δx1 = 0) und die gemessene Lichtenergie aller Wellenlängen sich verändert, einer Veränderung (m) der Anzahl (n) der multiplexierten Wellenlängen auf der Basis der gemessenen Lichtenergie der spezifischen Wellenlänge und der gemessenen Lichtenergie aller Wellenlängen.