[发明专利]光纤放大器中的双模拟/数字式自动功率控制装置

说明书

本发明涉及一种光纤放大器，尤其涉及一种自动控制泵浦激光二级管(LD)的输出的装置，其中该泵浦激光二极管用作掺铒光纤放大器(EDFA)中的激发光源。

光纤放大器通常对从一定距离处的发射器所发出的微弱的光信号进行放大，使得由电信号转换成的光信号可在传输介质即光纤中传递到指定的目的地。光纤放大器在经过位于发射器/接收器和光学线路之间功率放大及预定放大的光通讯中起到重要的作用。因此，正在朝着通过采用光纤放大器来稳定光传输信号的输出的方面作出努力。

这种努力的一种结果是在本发明的实施例中公开了一种稳定泵浦LD输出的方法，该泵浦LD用于放大光纤放大器中的光传输信号。在对本发明进行描述之前先参见图1、2、3和4对传统的用于稳定泵浦LD的输出的自动功率控制装置作简要的描述。

图1是传统的在泵浦LD中采用光电二极管(PD)的自动功率控制装置的框图。泵浦LD110中的PD116探测从泵浦LD110向波长分配多路转换器(WDM)104发送的光激发信号(2)，将探测到的光信号转换成电信号，并将电信号输出到泵浦LD电流控制器114。泵浦LD电流控制器114将控制电流输出给泵浦LD电流驱动器112以控制泵浦LD110的输出。

泵浦LD电流控制器114比较从PD116接收到的电信号的电流电平和用户预定的电平，并在比较结果的基础上控制泵浦LD110输出的光激发信号的强度。因此，这是一种反馈控制电路。

上述自动功率控制器的优点在于不管外界温度或外界输入给光纤放大器的光传输信号的强度如何变化，泵浦LD110的输出保持恒定，从而延长了泵浦LD110的寿命。

但是，输出端120的最后输出变得不稳定，这是因为除光激发信号发生装置以外的装置(即，第一光隔离器102、WDM104、掺铒光纤106和第二光隔离器108)的特性随温度变化而发生的变化未被补偿。另外，从输入端100接收到的光传输信号的变化的强度非稳定地改变输出端120的输出。

图2是在光纤放大器中的输出端采用PD(以下称作输出PD)的另一种传统的自动功率控制装置框图。参见图2，输出的抽头210将传输信号在输出端212和输出PD214之间按预定的比例分开。输出PD214把接收到的来自输出抽头210的光信号转变成电信号，并将该电信号馈送给泵浦LD电流控制器216。泵浦LD电流控制器216将控制电流输出给泵浦LD电流驱动器218以控制泵浦LD220的输出。

泵浦LD电流控制器216比较从输出PD214接收到的电信号的电流电平和用户预定的电平，并在比较结果的基础上控制从泵浦LD220输出的光激发信号的强度，从而稳定从输出端212最终输出的光输出信号。因此，这也是一种反馈控制电路。

通过比较图1中所示的自动功率控制装置，即使除上述光激发信号发生装置以外的装置(即，第一光隔离器202、WDM204、EDF206和第二光隔离器208)的特性随温度或外界输入给光纤放大器的光传输信号的强度的变化而变化，但从泵浦LD220输出的光激发信号的强度可被适当地调整，并从而稳定输出端212输出的光传输信号。

但是，如果外界输入给光纤放大器的极弱的光传输信号导致在输出端212处极弱的光传输信号，则应增强从泵浦LD220输出的光激发信号的强度。为此，泵浦LD电流控制器216应施加更大的负控制电流量，这将使得更大的负载加到泵浦LD220上，并因而缩短了泵浦LD220的寿命。

图3是在光纤放大器中使用输出PD的第三种传统的数字式自动功率控制装置的框图。参见图3，输出PD318探测被输出抽头310分开的最终输出的一部分。A/D(模拟-数字)转换器324将由输出PD318接收的光信号转换成数字信号。微处理器328比较由A/D转换器324接收到的数字信号值和预定的参考输出值，如果数字值大于参考输出值，则进行负反馈操作，并将控制信号输出给D/A(数字-模拟)转换器326，以降低最终输出水平。如果数字值小于参考输出值，微处理器328由负反馈操作向D/A转换器326输出控制信号，以提高最终输出水平。D/A转换器把数字值转换成模拟信号。通过降低或增加泵浦LD314的输出并因此恒定光纤放大器的最终输出的方式模拟信号激活泵浦LD电流驱动器320，如果被泵浦LD偏置电流传感器316传感并被D/A转换器326转换为数字信号的偏置电流电平大于根据泵浦LD314特性预定的泵浦LD偏置电流限，则控制操作结束。在此自动功率控制装置中，当输出抽头310和输出PD318有缺陷时，结束泵浦LD314，则有时会导致传输系统不能正常工作。因此，自动功率控制装置的可靠性降低。