光纤线路故障下游告警的抑制方法、装置及系统转让专利

申请号 : CN200510130383.5

文献号 : CN1852052B

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发明人 : 李从奇汪浩卢毅权

申请人 : 华为技术有限公司

摘要 :

本发明公开了实现光纤线路故障下游告警的抑制方法、基于该方法的光纤线路故障快速恢复方法,以及实现光纤线路故障下游告警抑制的光放大器及光通信系统。主要包括:检测到发生光纤线路故障后,故障点两侧相邻站点保持向自身下游站点的光信号输出,并在输出光信号中加载携带有告警抑制消息的标识信号;下游站点收到携带有告警抑制消息的标识信号后,维持正常的工作状态;检测到故障恢复后,故障点两侧相邻站点停止向下游站点发送的光信号中加载所述标识信号,并恢复正常工作状态,下游站点继续维持正常工作状态。通过本发明可以抑制下游放大器站点产生告警,同时抑制下游放大器产生光纤故障一样的APR或APSD保护动作。

权利要求 :

1.一种光纤线路故障下游告警的抑制方法,其特征在于,当站点检测到上游发生故障后,在向下游输出的光信号中加载携带有告警抑制消息的标识信号;

所述告警抑制消息中包括:发送该告警抑制消息的放大器站点ID、方向和光纤段标识ID中的一种或多种组合。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,该方法进一步包括:所述下游站点收到携带有告警抑制消息的标识信号后,保持自身的光信号输出处于开启状态。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述告警抑制消息的标识信号在故障阶段始终加载在向下游站点输出的光信号中。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,该方法进一步包括:在检测到上游发生故障后,所述站点将向自身下游站点输出的光信号功率调整为小于等于安全值。

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述标识信号为强度调制信号。

6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述标识信号是通过控制站点中光放大器的泵浦单元加载在输出光信号中的;

或者在站点中光放大器的输出侧增益可变器件或衰减可变器件,通过控制增益可变器件或衰减可变器件加载在输出光信号中的。

7.一种光通信系统的快速恢复方法,其特征在于,包括:A.检测到发生光纤线路故障后,故障点两侧相邻站点在向下游输出的光信号中加载携带有告警抑制消息的标识信号;

B.下游站点收到携带有告警抑制消息的标识信号后,保持自身的光信号输出处于开启状态;

C.检测到故障恢复后,故障点两侧相邻站点停止向下游站点发送的光信号中加载所述标识信号,并恢复正常工作状态;

所述告警抑制消息中包括:发送该告警抑制消息的放大器站点ID、方向和光纤段标识ID中的一种或多种组合。

8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述告警抑制消息的标识信号在故障阶段始终加载在向下游站点输出的光信号中。

9.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,该方法进一步包括:在检测到上游发生故障后,所述站点将向自身下游站点输出的光信号功率调整为小于等于安全值。

10.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述标识信号为强度调制信号。

11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,所述标识信号是通过控制站点中光放大器的泵浦单元加载在输出光信号中的;

或者在站点中光放大器的输出侧增益可变器件或衰减可变器件,通过控制增益可变器件或衰减可变器件加载在输出光信号中的。

12.一种实现光纤线路故障下游告警抑制的光放大器,包括:增益单元,用于将输入的光信号放大后输出;

泵浦激光单元,用于为所述增益单元提供泵浦光;

控制单元,包含有控制模块,用于产生并控制泵浦激光单元的泵浦电流;

其特征在于,所述控制单元进一步在站点检测到上游光纤线路故障后,调整所述泵浦电流,使控制单元输出的泵浦电流中加载一个控制信号,控制泵浦激光单元产生的泵浦光按确定的规律波动,使光放大器在输出信号中加载一个携带告警抑制消息的标识信号。

13.根据权利要求12所述的光放大器,其特征在于,光放大器为掺稀土元素光纤放大器,所述控制信号的周期大于光放大器的高能粒子激发态寿命。

14.一种实现光纤线路故障下游告警抑制的光放大器,包括:增益单元,用于将输入的光信号放大后输出;

泵浦激光单元,用于为所述增益单元提供泵浦光;

控制单元,包含有控制模块,用于产生并控制泵浦激光单元的泵浦电流;

其特征在于,所述增益单元输出端进一步包括:信号光强度调制模块,根据输入的控制信号,控制光放大器输出信号的强度变化,使在输出信号中加载一个携带告警抑制消息的标识信号。

15.根据权利要求14所述的光放大器,其特征在于,所述信号光强度调制模块为增益可变器件或衰减可变器件。

16.根据权利要求15所述的光放大器,其特征在于,所述增益可变器件包括:掺稀土元素光纤、和半导体激光器中的一种或多种组合;

所述衰减可变器件为MZ调制器、或VOA。

17.一种实现光纤线路故障下游告警抑制的光通信系统,包括多个含有光放大器的站点,并通过光纤连接,其特征在于,包括:故障点两侧相邻站点检测到发生光纤线路故障后在输出光信号中加载携带有告警抑制消息的标识信号;

下游站点收到携带有告警抑制消息的标识信号后,保持自身的光信号输出处于开启状态;

所述告警抑制消息中包括:发送该告警抑制消息的放大器站点ID、方向和光纤段标识ID中的一种或多种组合。

18.根据权利要求17所述的光通信系统,其特征在于,所述站点的光放大器中包括:增益单元,用于将输入的光信号放大后输出;

泵浦激光单元,用于为所述增益单元提供泵浦光;

控制单元,包含有控制模块,用于产生并控制泵浦激光单元的泵浦电流;并且进一步在站点检测到上游光纤线路故障后,调整所述泵浦电流,使控制单元输出的泵浦电流中加载一个控制信号,控制泵浦激光单元产生的泵浦光按确定的规律波动,使光放大器在输出信号中加载一个携带告警抑制消息的标识信号。

19.根据权利要求17所述的光通信系统,其特征在于,所述站点的光放大器中包括:泵浦激光单元,用于为所述增益单元提供泵浦光;

控制单元,包含有控制模块,用于产生并控制泵浦激光单元的泵浦电流;

增益单元,用于将输入的光信号放大后输出;所述增益单元输出端进一步包括:信号光强度调制模块,根据输入的控制信号,控制光放大器输出信号的强度变化,使在输出信号中加载一个携带告警抑制消息的标识信号。

说明书 :

技术领域

本发明涉及光通信技术领域,特别是指实现光纤线路故障下游告警的抑制方法、基于该方法的光纤线路故障快速恢复方法,以及实现光纤线路故障下游告警抑制的光放大器及光通信系统。

背景技术

由于激光具有方向性好等特性,因此其输出方向上的强度特别高,对人眼的威胁也特别大。特别是在现有通信系统中所用到的激光,光波长一般分布在短波670nm、长波1310nm和1550nm附近,都在可见光范围之外,人眼无法直接看到光束,因此给人眼造成伤害的可能性更大。而且自从掺铒光纤放大器(EDFA)和波分复用(WDM)技术发明之后,光纤中所承载的光信号功率较之传统的同步数字系列(SDH)设备,输出功率更高,再加上现在的通信系统中也开始使用了拉曼(RAMAN)放大器,这些装置的应用使得部分系统中的光纤所承载的光信号功率甚至已达到或超过30dBm,这样强的光功率对电信系统操作、维护人员的安全造成强烈威胁。
IEC60825标准中对激光装置和设备的安全等级进行了划分,并且规定了具体的操作措施和安全标识,国际电信联盟电信标准化组织(ITU-T)专门针对通信系统中的激光安全问题制订了G.664标准,提出了光通信装置能够在出现激光辐射的时候自动降低输出光功率乃至关闭激光器输出,这就是G.664中所提到的自动光功率降低(APR,Automatic Power Reduction)、自动光功率关断(APSD,Automatic Power Shutdown)方案。
APR执行过程是通过在光通信设备上增加链路状态检测及激光器输出功率控制部件来实现的。当一根光缆发生故障可能造成激光泄漏时,下行方向上的下游站点中的链路状态检测部件就会检测到光功率丢失,从而判定上游链路存在激光泄漏危险,则通过激光器输出功率控制部件降低本站点在上行方向的功率输出;其上游站点在上行方向上检测到该下游站点的功率降低后,则会降低自身下行方向上的功率输出,从而降低了激光泄漏造成人身事故的危险。
下面以光通信系统中常见的光放大器APR过程为例进行具体描述。
参见图1所示,当从站点B到站点A的西向光纤发生故障引起激光泄漏危险时,站点A西向光放大器通过链路状态检测部件会检测到站点B过来的信号丢失,则判定站点B至A的光纤链路存在激光泄漏危险,同时A至B的光纤中同样可能存在激光泄漏危险,因此会通知站点A的东向光放大器降低输出,以使A至B中的激光泄漏符合IEC60825标准所规定的安全等级,保护操作维护人员的安全。这样,站点B东向光放大器会检测到东向光信号功率的降低或丢失,因此它也会执行相同的过程,通知站点B西向光放大器降低输出,以使A至B中的激光泄漏符合IEC60825标准所规定的安全等级。
APSD执行过程和APR类似,不同的是APSD方案是直接关闭激光器或光放大器输出,而不是降低输出功率到低于某一预先设定的值。
现有通信装置的APR和APSD执行方式基本上都是通过检测光功率实现的,即在收方向上的光功率出现异常时,马上降低或关断自身反方向上的光功率输出,既保证反方向上的激光泄漏满足安全标准要求,又可以通知对侧设备也执行相应的保护措施。其关键是通过检测接收到的光功率是否低于某个域值来判定链路是否会发生激光泄漏的危险。但是,仅通过光功率检测方式解决不了存在拉曼放大器或遥泵放大器应用场合中的APR问题。
参见图2所示,在使用了拉曼放大器或遥泵放大器场合中,常会将拉曼放大器或遥泵放大器的泵浦光沿信号光的相反方向输入到传输光纤中,虽然B至A的西向光纤发生了故障比如断纤,存在激光泄漏的危险,但在站点A的西向接收侧,仍然会检测到相当强的光功率,因为泵浦光进入光纤后有一部分泵浦光会被反射回来,并且反向受激拉曼辐射也会产生并且以和光信号一致的方向被站点A接收到,这导致光功率检测方式无法正确判断出网络是否发生故障以及网络是否存在激光泄漏的危险。
到目前为止,已经有多种技术方案用来解决带拉曼或遥泵放大器等辅助放大设施光通信系统激光安全问题,比较典型的方案有利用光监控信道来检测线路是否失效,也有利用光通道多数表决机制来判决线路是否失效,甚至还有利用光信噪比OSNR、电信噪比检测来作为判定线路是否失效的依据。
但激光安全问题不仅要求在存在激光泄漏风险时能启动APR或APSD进程,并能在线路修复后及时安全启动线路恢复,恢复通信系统至正常工作状态。在ITU-T G664中,提到了光通信系统在线路故障后的恢复过程,其恢复过程大致如下:
进入到故障状态后,在上游站点或下游站点各自开始恢复计时过程,在计时完毕后即启动自恢复进程。假设上游终端或下游终端先完成计时,则上游终端站或下游终端站会发出探测脉冲,沿该方向的放大器检测到该探测脉冲后,即可判定该方向上游链路已恢复正常,它继续沿该方向放大该探测脉冲直到该探测脉冲到达该方向的下游终端站,该方向的下游终端站接收到该探测脉冲后,即恢复该终端站的反方向的输出光功率,同理反向光也被沿线的放大器放大,如链路恢复正常,则所述的探测脉冲发起终端站会检测到反方向的输出光,其可确认网络已恢复正常,即完成整个恢复过程。
参见图3所示,假设先由上游站点发起恢复请求,它在t1时刻发出探测脉冲,探测脉冲的功率强度低于或等于安全门限功率,如果正向光纤链路恢复正常,下游站点肯定会检测到该探测脉冲,经过一段延时后在t2时刻反向链路恢复正常输出光功率,而上游站点在t3时刻检测到反向光功率后,它也可得知网络恢复正常,也可以将探测光功率恢复到正常光功率,至此整个链路恢复正常。如果正向链路未恢复正常,则下游终端站检测不到所述的探测脉冲,它也不会开启反向光通路,因此上游站点也得不到反馈,在超时等待后会停止输出探测脉冲。如下游链路未恢复正常,则下游终端站输出的光不会抵达上游终端站,上游终端站超时等待后关闭输出,则下游终端站也会因为检测不到光信号而停止输出。
ITU-T G664中所定义的恢复过程在上游终端站和下游终端站之间进行。显而易见,在上游终端站和下游终端站之间的所有放大器在某光纤段发生故障后都会进入了故障状态,这是因为故障段相邻放大器在检测到故障段后会关闭输出,结果导致非相邻故障段放大器也进入故障状态。而放大器恢复输出需要一定的时间,结果导致整个光通信系统的自恢复时间特长,特别是级联的放大器数量越多,恢复时间也就越长。而且,在一次断纤故障后,故障段相邻放大器都会关断输出,下游放大器收不到光信号后,也会判断网络发生故障,产生告警,结果是一个地方的故障,导致整网所有节点都上报告警信息,造成整网故障定位困难,而且突发的告警信息会造成系统开销信道和服务器的拥塞,导致网络混乱。

发明内容

有鉴于此,本发明第一个主要目的在于提供一种实现光纤线路故障下游告警的抑制方法,抑制下游放大器站点产生告警,进而抑制下游放大器产生光纤故障一样的APR或APSD保护动作,以减少APR、APSD自恢复时间。
基于上述目的本发明提供的光纤线路故障下游告警的抑制方法,包括:当站点检测到上游发生故障后,在向下游输出的光信号中加载携带有告警抑制消息的标识信号;
所述告警抑制消息中包括:发送该告警抑制消息的放大器站点ID、方向和光纤段标识ID中的一种或多种组合。
该方法进一步包括:所述下游站点收到携带有告警抑制消息的标识信号后,保持自身的光信号输出处于开启状态。
所述告警抑制消息的标识信号在故障阶段始终加载在向下游站点输出的光信号中。
该方法进一步包括:在检测到上游发生故障后,所述站点将向自身下游站点输出的光信号功率调整为小于等于安全值。
所述标识信号为强度调制信号。
所述标识信号是通过控制站点中光放大器的泵浦单元加载在输出光信号中的;
或者在站点中光放大器的输出侧增益可变器件或衰减可变器件,通过控制增益可变器件或衰减可变器件加载在输出光信号中的。
一种光通信系统的快速恢复方法,包括:
A.检测到发生光纤线路故障后,故障点两侧相邻站点在向下游输出的光信号中加载携带有告警抑制消息的标识信号;
B.下游站点收到携带有告警抑制消息的标识信号后,保持自身的光信号输出处于开启状态;
C.检测到故障恢复后,故障点两侧相邻站点停止向下游站点发送的光信号中加载所述标识信号,并恢复正常工作状态;
所述告警抑制消息中包括:发送该告警抑制消息的放大器站点ID、方向和光纤段标识ID中的一种或多种组合。
所述告警抑制消息的标识信号在故障阶段始终加载在向下游站点输出的光信号中。
该方法进一步包括:在检测到上游发生故障后,所述站点将向自身下游站点输出的光信号功率调整为小于等于安全值。
所述标识信号为强度调制信号。
所述标识信号是通过控制站点中光放大器的泵浦单元加载在输出光信号中的;
或者在站点中光放大器的输出侧增益可变器件或衰减可变器件,通过控制增益可变器件或衰减可变器件加载在输出光信号中的。
一种实现光纤线路故障下游告警抑制的光放大器,包括:
增益单元,用于将输入的光信号放大后输出;
泵浦激光单元,用于为所述增益单元提供泵浦光;
控制单元,包含有控制模块,用于产生并控制泵浦激光单元的泵浦电流;
所述控制单元进一步在站点检测到上游光纤线路故障后,调整所述泵浦电流,使控制单元输出的泵浦电流中加载一个控制信号,控制泵浦激光单元产生的泵浦光按确定的规律波动,使光放大器在输出信号中加载一个携带告警抑制消息的标识信号。
光放大器为掺稀土元素光纤放大器,所述控制信号的周期大于光放大器的高能粒子激发态寿命。
一种实现光纤线路故障下游告警抑制的光放大器,包括:
增益单元,用于将输入的光信号放大后输出;
泵浦激光单元,用于为所述增益单元提供泵浦光;
控制单元,包含有控制模块,用于产生并控制泵浦激光单元的泵浦电流;
所述增益单元输出端进一步包括:信号光强度调制模块,根据输入的控制信号,控制光放大器输出信号的强度变化,使在输出信号中加载一个携带告警抑制消息的标识信号。
所述信号光强度调制模块为增益可变器件或衰减可变器件。
所述增益可变器件包括:掺稀土元素光纤、和半导体激光器中的一种或多种组合;
所述衰减可变器件为MZ调制器、或VOA。
一种实现光纤线路故障下游告警抑制的光通信系统,包括多个含有光放大器的站点,并通过光纤连接,包括:
故障点两侧相邻站点检测到发生光纤线路故障后在输出光信号中加载携带有告警抑制消息的标识信号;
下游站点收到携带有告警抑制消息的标识信号后,保持自身的光信号输出处于开启状态;
所述告警抑制消息中包括:发送该告警抑制消息的放大器站点ID、方向和光纤段标识ID中的一种或多种组合。
所述站点的光放大器中包括:增益单元,用于将输入的光信号放大后输出;
泵浦激光单元,用于为所述增益单元提供泵浦光;
控制单元,包含有控制模块,用于产生并控制泵浦激光单元的泵浦电流;并且进一步在站点检测到上游光纤线路故障后,调整所述泵浦电流,使控制单元输出的泵浦电流中加载一个控制信号,控制泵浦激光单元产生的泵浦光按确定的规律波动,使光放大器在输出信号中加载一个携带告警抑制消息的标识信号。
所述站点的光放大器中包括:泵浦激光单元,用于为所述增益单元提供泵浦光;
控制单元,包含有控制模块,用于产生并控制泵浦激光单元的泵浦电流;
增益单元,用于将输入的光信号放大后输出;所述增益单元输出端进一步包括:信号光强度调制模块,根据输入的控制信号,控制光放大器输出信号的强度变化,使在输出信号中加载一个携带告警抑制消息的标识信号。
从上面所述可以看出,本发明针对一次光纤故障导致一个复用段内所有放大器都被关断,重启时间过长,而且所有放大器都会产生告警信息导致网络故障诊断和定位困难的问题,通过故障段相邻放大器向下游放大器指示上游光传输段发生故障等技术手段实现了抑制下游放大器站点产生告警,同时抑制下游放大器产生光纤故障一样的APR或APSD保护动作,并进一步避免了下游放大器彻底关断,以减少APR、APSD自恢复时间。通过本发明方案可以避免多个站点同时告警,避免告警通道阻塞;减轻网管处理工作量,提升网管处理效率;更快更准确地定位光纤故障所在;节省故障自恢复时间。

附图说明

图1为光放大器APR示意图;
图2为带拉曼放大器或遥泵放大器场合的光放大器APR示意图;
图3为APR或APSD自恢复过程示意图;
图4为本发明实现光纤线路故障下游告警抑制过程的光通信系统结构示意图;
图5为EDFA结构示意图;
图6为本发明通过调制泵浦电流实现在主光通道上加载标识信号的光放大器结构示意图;
图7为本发明利用可变衰减器件实现主光通道加载标识信号的原理图;
图8为本发明通过可变衰减器件实现在主光通道加载标识信号的光放大器结构示意图。

具体实施方式

本发明提出的光纤线路故障下游告警的抑制方法核心思想是:当某段光纤发生故障,其相邻的下游放大器站点检测到该故障后,即在自己的下行输出光上增加一个标识,用于指示上游发生故障。从而一方面抑制下游放大器站点上报故障信息,避免下游放大器收不到对应的光信号而诱发执行APR或APSD动作,另一方面在光纤修复时,因与故障点非相邻的放大器都未关闭,自恢复时间将大大缩短。
当线路上某光纤段发生光纤故障后,故障光纤段下游相邻放大器将会检测到输入光信号丢失(LOS),其判断上游可能存在光纤被截断并存在激光泄漏危险,此时其将关闭反向,即向故障方向的放大器输出。与之同时,该站点中自故障点向下游方向的放大器将在向下游的光输出上增加一个特殊的标识信号,代表一个特别消息,如FDI以指示下游放大器站点上游产生故障,抑制下游放大器站点产生信号丢失告警。因为故障相邻站点被强制向下游发送光信号,因此下游站点会检测到光信号的存在(功率未丢失),下游站点不会判断上游信号丢失,也不会执行相同的APR或APSD动作,从而达到了本发明的目的。
下面结合附图详细介绍本发明光纤线路故障下游告警抑制方法较佳实施例的执行过程。
参见图4所示,图示为本发明实现光纤线路故障下游告警抑制过程的光通信系统。站点A中包含有东向的放大器EDFA1和西向的放大器EDFA6,站点B中包含有东向的放大器EDFA2和西向的放大器EDFA5,站点C中包含有东向的放大器EDFA3和西向的放大器EDFA4。当站点A至站点B的东向光纤发生故障后,在东向下游的站点B放大器EDFA2通过其内嵌的功率或随路标识信号检测装置,检测到该放大器EDFA2的输入信号丢失,它可以关断或降低同站点反方向放大器EDFA5的输出,避免从站点B至站点A间的激光泄漏危险,同时通知对端站点A关断或降低EDFA1的输出,避免A至B站点的激光泄漏危险。上述的这一过程为现有技术,具体细节这里不再赘述。在站点B的放大器EDFA2检测到上游光信号丢失后,自身仍会维持一定功率输出,并在输出光信号上加载一个标识信号,该标识信号中含有预先协商好的告警抑制消息;位于下游的站点C中的放大器EDFA3上会检测到光信号及所加载的光标识信号,通过随路光标识信号可以判定上游非相邻光纤段发生光纤故障,此时其继续保持正常工作状态,也不产生告警信号。其中,下游站点C也可以稍微下降输出光功率或者做一些其他处理,甚至也可以将告警抑制消息继续向其自身的下游转发,只是不产生告警信号。此外,在西向上,站点A检测到站点B的光信号输出关断后,也可如东向一样使自身仍会维持一定功率输出,并在输出光信号上加载一个标识信号,该标识信号中含有预先协商好的告警抑制消息;从而使西向上位于站点A的下游站点不产生告警信号,继续保持正常工作状态。显而易见,本发明方法通过附加的一种特别标识可以抑制B站点下游所有放大器产生误动作。
而在恢复时,因为下游站点一直处于正常工作状态,因此只需要A、B站点恢复成功,整网即恢复正常,与传统的逐站恢复方式相比,大大减少了恢复时间。
考虑到放大器无输入时,维持大功率输出会在恢复时产生过大的浪涌,因此,建议故障相邻段放大器向下游的输出不要超过一定的安全值。
上述过程中所述的在主光通道上加载标识信号的一个较简单的实现方案是在主光通道上加载一个浅度的强度调制信号,即以该主光通道信号作为一个载体来承载一个强度调制信号。该强度调制信号在下游站点中会随同主光通道信号被下游站点接收,当下游能检测到该强度调制信号的存在时,即可判定上游来的信号是完整无缺的,从而可判定线路无故障。
下面对该方案的两个较佳的实施方式进行具体说明。
在WDM系统中由于光复用和解复用的需要,其功率预算往往需要光放大器的参与,因此在WDM系统中用到的光放大器为保证每个通道的光信号经过光放大器放大后的功率保持稳定,不会因为增加或减少光波长信号而影响到单路光通道的功率,普遍采用了自动增益控制或自动功率控制模式。光放大器的这两种控制模式的实现原理都是通过控制光放大器的泵浦激光器输出功率来实现对光信号的放大作用。
以目前最常用的EDFA为例,光放大器的结构参见图5所示,光放大器通常由增益单元501、泵浦激光单元502和反馈控制单元503三个部分组成,图中粗线表示电信号,细线表示光信号。增益单元501与主光通道光纤相连,包括有耦合器、隔离器、合波器和掺铒光纤(EDF);泵浦激光单元502主要由像半导体激光器这样的泵浦激光器LD组成;反馈控制单元503由PIN管和控制模块组成。经光放大器放大前的输入光信号,和经光放大器放大后的输出光信号,分别通过耦合器分离出一小部分,经PIN管光电转换后输入至控制模块,控制模块据此对输入和输出信号光进行分析,从而控制泵浦激光器的泵浦电流输出给泵浦激光器LD,使其产生合适的泵浦光强,保证信号光和泵浦光可以在经过EDF后产生所需要的放大性能。图中忽略了对泵浦光强的检测,实际上电路还可能会存在对泵浦激光器输出光强大小的检测部分;另外,泵浦激光器可能是多个的。
基于上述光放大器的工作原理和特点,本发明提出的第一个较佳实施例可以通过控制光放大器中的控制模块来控制泵浦激光器的泵浦光输出,进而达到在光放大器输出信号中增加一个浅度的强度调制信号的目的。
下面以EDFA为例详细介绍本实施例中浅度强度调制信号的实现过程。众所周知,EDFA的工作原理是通过泵浦光将铒离子抽运到激发态,铒离子从激发态到亚稳态的驰豫时间很短,会快速从激发态衰变到亚稳态,由于铒离子从亚稳态到基态的驰豫时间很长,因此铒离子会在亚稳态和基态之间形成粒子数反转,信号光即可利用铒离子的粒子数反转实现自身的放大。基于这一原理,控制模块通过控制泵浦激光器的泵浦电流就可以间接实现对EDF中铒离子反转数的控制,从而可以控制经过光放大器的信号光的增益变化。
因为铒离子亚稳态寿命时间较长,在10ms左右,本实施例中若要通过控制泵浦激光器的泵浦光输出来实现对主光通道信号的浅度强度调制,就意味着控制泵浦激光器的信号周期要大于铒离子亚稳态的寿命时间,否则泵浦激光器的周期性输出变化并不会导致铒离子的周期性变化,这样就无法实现对放大器输出信号的浅度强度调制,也就无法达到本发明的目的。因此,本实施例可在泵浦电流中加载一个周期大于10ms的低频低幅控制信号,通过强度调制方式、或脉冲宽度调制(PWM)方式来控制泵浦激光器泵浦电流的变化,从而使经过光放大器的信号光强度也产生低频低幅变化,达到携带所述标识信号的目的。上述过程可通过在光放大器控制单元中增加一个控制信号产生模块来实现。
参见图6所示,在EDFA控制单元503内增加一个低频低幅度信号源作为所述控制信号产生模块,该信号源可以根据需要产生用于强度调制或来脉冲宽度调制的低频低幅控制信号。控制信号的幅度及频率等变化规律可以预先根据所需在主光通道中加载的强度调制信号的幅度和频率等特征,结合所采取的调制方式,通过计算确定,或者通过实验手段进行确定;然后,设置低频低幅度信号源使其产生所述控制信号,并将该信号源的输出叠加到控制模块原来输出的泵浦电流信号上,从而使激光器输出的泵浦光强度产生一个浅度的周期性变化,进而引起经EDFA后输出主光通道上光信号强度的浅度变化,实现在主光通道上加载强度调制信号的目的。所述信号源也可以与控制模块连接,由控制模块对信号源的输出进行控制。
另外,也可以直接对控制模块进行控制使其产生带有所述控制信号的泵浦电流。具体可以在控制单元503中增加一个慢速控制模块作为所述控制信号产生模块,该模块可以是硬件逻辑模块也可以由软件模块实现。一方面控制模块保留原有功能快速响应信号变化,比如新增加或新下路一路信号时,输入信号功率出现变动,那么快速控制根据检测到的信号功率变动情况立即调整泵浦电流至对应的数值以使光放大器完成对信号的对应放大;另一方面,慢速控制模块由时间驱动,慢速周期性地控制所述控制模块对泵浦电流进行小幅度改变,使输出的泵浦电流同时被一个快速控制和一个慢速控制过程所控制,达到类似于在泵浦激光器泵浦电流上增加一个低频低幅度调制信号的效果,从而最终实现在主光通道上增加一个浅度调制信号。
在主光通道上增加标识信号也不限于通过控制放大器的泵浦实现,本发明的第二个较佳实施例就是通过在主光通道上增加,如:衰减可变器件或增益可变器件等信号光强度调制模块了实现在主光通道上加载标识信号的目的。
参见图7所示,以采用衰减可变器件为例,该衰减可变器件可以是马赫-曾德尔(MZ)调制器或电可调衰耗器(VOA)等。将衰减可变器件设置于主光通道的上游站点侧,通过一个控制单元输出与所需标识信号相同的控制信号来控制所述衰减可变器件,标识信号的起伏引起衰减可变器件衰减量大小的变化,从而可以控制主光通道光功率的起伏,实现将主光通道标识调制到主光通道上。较佳的,可以将该衰减可变器件置于光放大器内部信号光的输出位置,并与光放大器的控制单元503相连,由控制单元503通过输出所述控制信号对衰减可变器件进行控制。这样,在光放大器的控制单元503中还需要增加一个信号源,输出所述控制信号至衰减可变器件的控制端。另外,该信号源可以与控制单元503中的控制模块连接,由控制模块进行控制,参见图8所示。可以看出,本实施例相对于所述第一个实施例的优点是,通常控制信号与所需加载的标识信号相同,无需再根据标识信号来计算控制信号。
另外,通过在主光通道上增加一个增益可变器件,也可以实现与衰减可变器件完全相同的功能。增益可变器件可以采用半导体激光器、EDF等。
实现本发明标识信号发射、检测功能的光放大器除EDFA以外,也可以采用其它掺稀土元素放大器,或半导体光放大器等其它类型的光放大器来实现,只要该种光放大器不是依赖于向站点间的传输光纤注入泵浦光来实现光信号放大即可。
总之,以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。