[发明专利]控制半导体光放大器和光放大设备的方法

说明书

本发明公开了一种控制光放大系统的方法，其处理具有PAM4模式的光信号。光放大系统包括可变光衰减器(VOA)和半导体光放大器(SOA)。VOA衰减光信号使得对应于PAM4信号的物理层级之一的该光信号的最大光功率变为等于预设光层级，SOA针对该预设光层级可以线性操作。SOA可以因此利用固定的光增益来放大经过衰减的光信号。

相关申请的交叉引用

本申请基于2017年7月19日提交的日本专利申请No.2017-139917，并要求其优先权，该申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本申请涉及控制半导体光放大器(SOA)和光放大设备的方法。

背景技术

包括光放大器(如，半导体光放大器(SOA))的光放大设备有时在光通信系统中的光设备之间实施。这种光放大器检测进入其中的光信号并调节其光增益以输出具有设计好的光功率的经过放大的光信号，这通常被称为自动功率控制(APC)。进入其中的光信号具有取决于各种条件(例如，与光发射器或光中继站的距离，系统中光学元件和电气元件的时间劣化等)的光功率。因此，光放大设备通常衰减进入其中的光信号，然后放大经过衰减的光信号，以将该经过放大的光信号的功率设置在预设范围内。

日本专利文件特开JP-H09-224016A已经公开了一种光放大设备，其包括光衰减器、光耦合器和光放大器。光衰减器将光信号衰减至设计好的功率，光耦合器波长复用经过衰减的光信号，因此，光放大器以预设增益放大经过复用的光信号。在其中公开的光放大设备中，衰减器基于经过放大的信号的层级来衰减光信号。当光放大设备实施半导体光放大器(SOA)作为光放大器时，SOA固有地示出其光增益的非线性。具体地，SOA对于具有相对较小功率的输入光信号通常显示出固定的光增益，但对于具有相对较大功率的输入光信号，输出信号的光功率逐渐饱和。当通过例如具有四个或更多个层级的脉冲幅度调制(PAM)的模式来调制输入光信号时，层级之间的差异成为实质性的。为了恢复利用PAM-n模式调制的光信号中所包含的数据，彼此相邻的层级之间的差异有必要彼此基本相同。

发明内容

本发明的一个方面涉及控制光放大设备的方法。本发明的光放大设备接收具有遵从脉冲幅度调制(PAM)模式的四个或更多物理层级的光信号，且包括可变光衰减器(VOA)和半导体光放大器(SOA)。本发明的方法包括以下步骤：(a)通过对进入其中的光信号进行衰减生成经过衰减的光信号，使得经过衰减的光信号的处于PAM模式的物理层级之一的最大功率变成预设功率，该预设功率使SOA是可线性操作的；和(b)通过SOA利用光增益(优选是固定的光增益)放大经过衰减的光信号。

附图说明

根据本发明的优选实施例的以下具体实施方式参考附图将更好的理解前述和其他目的、方面和优点，其中，

图1示意性地示出利用脉冲幅度调制(PAM)模式实施光信号的光通信系统的功能框图；

图2A和图2B比较分别由本发明的光放大设备和常规光放大设备处理的具有PAM4模式的光信号的眼图；

图3示意性地示出根据本发明的第一实施例的光放大设备的功能框图；

图4A至图4C示出根据本发明的设置VOA中的衰减和SOA中的光增益的机制；

图5A至图5C示出VOA和SOA的常规机制中的光信号的状态；

图6示出SOA 12的光输入信号的功率与其伴随着具有PAM4模式的光信号的光层级的光增益的关系；

图7示出根据图3中示出的光放大设备修改的另一光放大设备的功能框图；和

图8示出也是根据图3中示出的光放大设备修改的又一光放大设备的功能框图。

具体实施方式