特許 7379700 光増幅器、光信号処理方法、および記憶媒体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-06

(45)【発行日】2023-11-14

(54)【発明の名称】光増幅器、光信号処理方法、および記憶媒体

(51)【国際特許分類】

   H04B 10/294 20130101AFI20231107BHJP

【ＦＩ】

H04B10/294

【請求項の数】 19

(21)【出願番号】P 2022529332

(86)(22)【出願日】2020-07-08

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-01-24

(86)【国際出願番号】 CN2020100848

(87)【国際公開番号】W WO2021103553

(87)【国際公開日】2021-06-03

【審査請求日】2022-05-19

(31)【優先権主張番号】201911203051.3

(32)【優先日】2019-11-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】503433420

【氏名又は名称】華為技術有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＨＵＡＷＥＩ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ ＣＯ．，ＬＴＤ．

【住所又は居所原語表記】Ｈｕａｗｅｉ Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ， Ｂａｎｔｉａｎ， Ｌｏｎｇｇａｎｇ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ， Ｓｈｅｎｚｈｅｎ， Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ ５１８１２９， Ｐ．Ｒ． Ｃｈｉｎａ

(74)【代理人】

【識別番号】100132481

【弁理士】

【氏名又は名称】赤澤 克豪

(74)【代理人】

【識別番号】100115635

【弁理士】

【氏名又は名称】窪田 郁大

(72)【発明者】

【氏名】▲張▼ 楷

(72)【発明者】

【氏名】▲呉▼ 波

(72)【発明者】

【氏名】▲ドン▼ ▲寧▼

【審査官】前田 典之

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－１２８１５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－２５２９２３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｂ １０／２９４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも２段の光増幅器ユニット、光スイッチ、動的利得等化器（ＤＧＥ）、および制御回路を備えている光増幅器であって、前記少なくとも２段の光増幅器ユニットは、第１段の光増幅器ユニットおよび第２段の光増幅器ユニットを備え、
前記光スイッチの入力端は、前記第１段の光増幅器ユニットの出力端および前記第２段の光増幅器ユニットの出力端に別々に接続され、前記光スイッチの前記入力端が、前記第２段の光増幅ユニットの前記出力端に直接接続され、前記光スイッチの出力端は、前記第２段の光増幅器ユニットの入力端および前記ＤＧＥの入力端に別々に接続され、
前記光スイッチは、前記光増幅器の少なくとも２つの利得モードを設定するように構成され、前記光増幅器の増幅倍数は、前記光増幅器が異なる利得モードにある場合、異なっており、
前記第１段の光増幅器ユニットは、前記光増幅器の入力光信号を増幅するように構成され、前記第２段の光増幅器ユニットは、前記光スイッチによって出力された第１の光信号を増幅するように構成され、
前記制御回路は、前記光スイッチおよび前記ＤＧＥに別々に接続され、前記制御回路は、前記光スイッチを制御して前記少なくとも２つの利得モードを設定し、前記光スイッチによって設定された前記少なくとも２つの利得モードに基づいて、前記ＤＧＥの減衰スペクトルを調整するように構成され、
前記ＤＧＥは、調整された減衰スペクトルに基づいて、前記光スイッチによって出力された第２の光信号における異なる波長の信号に対してパワー減衰処理を実行するように構成される、光増幅器。

【請求項2】

前記光スイッチは、第１の入力ポート、第２の入力ポート、第１の出力ポート、および第２の出力ポートを備え、
前記第１の入力ポートは、前記第１段の光増幅器ユニットの前記出力端に接続され、前記第２の入力ポートは、前記第２段の光増幅器ユニットの前記出力端に接続され、前記第１の出力ポートは、前記第２段の光増幅器ユニットの前記入力端に接続され、前記第２の出力ポートは、前記ＤＧＥの前記入力端に接続され、前記ＤＧＥの出力端は、前記光増幅器の出力ポートに接続される請求項１に記載の光増幅器。

【請求項3】

前記少なくとも２つの利得モードは、第１の利得モードおよび第２の利得モードを含み、
前記光増幅器の前記利得モードが前記第１の利得モードである場合、前記光増幅器の前記入力光信号が前記第１段の光増幅器ユニット、前記光スイッチ、前記第２段の光増幅器ユニット、前記光スイッチ、および前記ＤＧＥを通って順次に流れ、その後、出力されるように、前記第１の入力ポートは前記第１の出力ポートに接続され、前記第２の入力ポートは前記第２の出力ポートに接続され、
前記光増幅器の前記利得モードが前記第２の利得モードである場合、前記光増幅器の前記入力光信号が前記第１段の光増幅器ユニット、前記光スイッチ、および前記ＤＧＥを通って順次に流れ、その後、出力されるように、前記第１の入力ポートは前記第２の出力ポートに接続される請求項２に記載の光増幅器。

【請求項4】

前記少なくとも２段の光増幅器ユニットは、前記ＤＧＥの前記出力端と前記光増幅器の出力端の間に接続された第３段の光増幅器ユニットをさらに備え、
前記光増幅器の利得モードが前記第１の利得モードである場合、前記光増幅器の前記入力光信号は、前記第１段の光増幅器ユニット、前記第２段の光増幅器ユニット、および前記第３段の光増幅器ユニットを含む３段の光増幅器ユニットによって増幅された後に、出力され、
前記光増幅器の前記利得モードが前記第２の利得モードである場合、前記光増幅器の前記入力光信号は、前記第１段の光増幅器ユニットおよび前記第３段の光増幅器ユニットを含む２段の光増幅器ユニットによって増幅された後に、出力される請求項３に記載の光増幅器。

【請求項5】

前記制御回路は、前記光増幅器の入力ポートデータおよび／または出力ポートデータに基づいて前記ＤＧＥの前記減衰スペクトルを調整するようにさらに構成される請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光増幅器。

【請求項6】

少なくとも２段の光増幅器ユニット、光スイッチ、動的利得等化器（ＤＧＥ）、および制御回路を備えている光増幅器であって、前記少なくとも２段の光増幅器ユニットは、第１段の光増幅器ユニットおよび第２段の光増幅器ユニットを備え、
前記ＤＧＥは、前記第１段の光増幅器ユニットの出力端と前記光スイッチの入力端の間に配置され、前記光スイッチの出力端は、前記第２段の光増幅器ユニットの入力端に接続され、
前記光スイッチは、前記光増幅器の少なくとも２つの利得モードを設定するように構成され、前記光増幅器の増幅倍数は、前記光増幅器が異なる利得モードにある場合、異なっており、
前記第１段の光増幅器ユニットは、前記光増幅器の入力光信号を増幅するように構成され、前記第２段の光増幅器ユニットは、前記光スイッチによって出力された第１の光信号を増幅するように構成され、
前記制御回路は、前記光スイッチおよび前記ＤＧＥに別々に接続され、前記制御回路は、前記光スイッチを制御して前記少なくとも２つの利得モードを設定し、前記光スイッチによって設定された前記少なくとも２つの利得モードに基づいて、前記ＤＧＥの減衰スペクトルを調整するように構成され、
前記ＤＧＥは、調整された減衰スペクトルに基づいて、前記第１段の光増幅器ユニットによって出力された光信号における異なる波長の信号に対してパワー減衰処理を実行するように構成される、光増幅器。

【請求項7】

１つの光スイッチが存在し、前記光スイッチが第１の入力ポート、第１の出力ポート、および第２の出力ポートを備えている場合、前記光増幅器は結合器をさらに備え、
前記第１の入力ポートは、前記ＤＧＥの出力端に接続され、前記第１の出力ポートは、前記第２段の光増幅器ユニットの前記入力端に接続され、前記第２の出力ポートおよび前記第２段の光増幅器ユニットの出力端の両方は、前記結合器に接続され、前記結合器は、前記光増幅器の出力ポートに接続される請求項６に記載の光増幅器。

【請求項8】

前記少なくとも２つの利得モードは、第１の利得モードおよび第２の利得モードを含み、
前記光増幅器の前記利得モードが前記第１の利得モードである場合、前記光増幅器の前記入力光信号が前記第１段の光増幅器ユニット、前記ＤＧＥ、前記光スイッチ、前記第２段の光増幅器ユニット、および前記結合器を通って順次に流れ、その後、出力されるように、前記第１の入力ポートは前記第１の出力ポートに接続され、
前記光増幅器の前記利得モードが前記第２の利得モードである場合、前記光増幅器の前記入力光信号が前記第１段の光増幅器ユニット、前記ＤＧＥ、前記光スイッチ、および前記結合器を通って順次に流れ、その後、出力されるように、前記第１の入力ポートは前記第２の出力ポートに接続される請求項７に記載の光増幅器。

【請求項9】

前記少なくとも２段の光増幅器ユニットは、第３段の光増幅器ユニットをさらに含み、２つの光スイッチが存在し、前記２つの光スイッチは第１の光スイッチおよび第２の光スイッチを含み、前記第１の光スイッチは第１の入力ポート、第２の入力ポート、第１の出力ポート、および第２の出力ポートを備え、前記第２の光スイッチは第３の入力ポート、第４の入力ポート、第３の出力ポート、および第４の出力ポートを備え、
前記第１の光スイッチの場合、前記第１の入力ポートは前記ＤＧＥに接続され、前記第１の出力ポートは前記第２段の光増幅器ユニットの前記入力端に接続され、前記第２の入力ポートは前記第４の出力ポートに接続され、前記第２の出力ポートは前記第３段の光増幅器ユニットの入力端に接続され、
前記第２の光スイッチの場合、前記第３の入力ポートは前記第２段の光増幅器ユニットの出力端に接続され、前記第４の入力ポートは前記第３段の光増幅器ユニットの出力端に接続され、前記第３の出力ポートは前記光増幅器の出力ポートに接続される請求項６に記載の光増幅器。

【請求項10】

前記少なくとも２つの利得モードは、第１の利得モード、第２の利得モード、および第３の利得モードを含み、
前記光増幅器の前記利得モードが前記第１の利得モードである場合、前記光増幅器の前記入力光信号が前記第１段の光増幅器ユニット、前記ＤＧＥ、前記第１の光スイッチ、前記第２段の光増幅器ユニット、および前記第２の光スイッチを通って順次に流れ、その後、出力されるように、前記第１の入力ポートは前記第１の出力ポートに接続され、前記第２の入力ポートは前記第２の出力ポートに接続され、前記第３の入力ポートは前記第３の出力ポートに接続され、前記第４の入力ポートは前記第４の出力ポートに接続され、
前記光増幅器の前記利得モードが前記第２の利得モードである場合、前記光増幅器の前記入力光信号が前記第１段の光増幅器ユニット、前記ＤＧＥ、前記第１の光スイッチ、前記第３段の光増幅器ユニット、および前記第２の光スイッチを通って順次に流れ、その後、出力されるように、前記第１の入力ポートは前記第２の出力ポートに接続され、前記第４の入力ポートは前記第３の出力ポートに接続され、
前記光増幅器の前記利得モードが前記第３の利得モードである場合、前記光増幅器の前記入力光信号が前記第１段の光増幅器ユニット、前記ＤＧＥ、前記第１の光スイッチ、前記第２段の光増幅器ユニット、前記第２の光スイッチ、前記第３段の光増幅器ユニット、および前記第２の光スイッチを通って順次に流れ、その後、出力されるように、前記第１の入力ポートは前記第１の出力ポートに接続され、前記第２の入力ポートは前記第２の出力ポートに接続され、前記第３の入力ポートは前記第４の出力ポートに接続され、前記第４の入力ポートは前記第３の出力ポートに接続される請求項９に記載の光増幅器。

【請求項11】

前記制御回路は、前記光増幅器の入力ポートデータおよび／または出力ポートデータに基づいて前記ＤＧＥの前記減衰スペクトルを調整するようにさらに構成される請求項６乃至１０のいずれか一項に記載の光増幅器。

【請求項12】

光増幅器に適用される光信号処理方法であって、前記光増幅器は少なくとも２段の光増幅器ユニット、光スイッチ、動的利得等化器（ＤＧＥ）、および制御回路を備え、前記少なくとも２段の光増幅器ユニットは第１段の光増幅器ユニットおよび第２段の光増幅器ユニットを含み、前記光スイッチの入力端は前記第１段の光増幅器ユニットの出力端および前記第２段の光増幅器ユニットの出力端に別々に接続され、前記光スイッチの前記入力端が、前記第２段の光増幅ユニットの前記出力端に直接接続され、前記光スイッチの出力端は前記第２段の光増幅器ユニットの入力端および前記ＤＧＥの入力端に別々に接続され、前記制御回路は前記光スイッチおよび前記ＤＧＥに別々に接続され、
前記方法は、
システム設定命令を取得するステップであって、前記システム設定命令は前記光増幅器の利得レンジを含む、ステップと、
前記光増幅器の前記利得レンジに基づいて、前記光スイッチを制御して、前記少なくとも２段の光増幅器ユニットの各々の少なくとも２つの利得モードおよび動作状態を設定するステップであって、前記第１段の光増幅器ユニットは、前記光増幅器の入力光信号を増幅するように構成され、前記第２段の光増幅器ユニットは、前記光スイッチによって出力された第１の光信号を増幅するように構成される、ステップと、
前記光スイッチによって設定された前記少なくとも２つの利得モードに基づいて、前記ＤＧＥの減衰スペクトルを調整するステップと、
前記ＤＧＥを制御して、調整された減衰スペクトルに基づいて、前記光スイッチによって出力された第２の光信号における異なる波長の信号に対してパワー減衰処理を実行するステップと
を含む、光信号処理方法。

【請求項13】

前記光スイッチは、第１の入力ポート、第２の入力ポート、第１の出力ポート、および第２の出力ポートを備え、
前記少なくとも２つの利得モードは、第１の利得モードおよび第２の利得モードを含み、
前記光スイッチを前記制御して少なくとも２つの利得モードを設定することは、
前記光増幅器の前記利得モードが前記第１の利得モードである場合、前記光増幅器の前記入力光信号が前記第１段の光増幅器ユニット、前記光スイッチ、前記第２段の光増幅器ユニット、前記光スイッチ、および前記ＤＧＥを通って順次に流れ、その後、出力されるように、前記第１の出力ポートに接続されるように前記第１の入力ポートを制御し、前記第２の出力ポートに接続されるように前記第２の入力ポートを制御するステップと、
前記光増幅器の前記利得モードが前記第２の利得モードである場合、前記光増幅器の前記入力光信号が前記第１段の光増幅器ユニット、前記光スイッチ、および前記ＤＧＥを通って順次に流れ、その後、出力されるように、前記第２の出力ポートに接続されるように前記第１の入力ポートを制御するステップと
を含む請求項１２に記載の光信号処理方法。

【請求項14】

前記方法は、
前記光増幅器の入力ポートデータおよび／または出力ポートデータを取得するステップと、
前記光増幅器の前記入力ポートデータおよび／または前記出力ポートデータに基づいて、前記ＤＧＥの前記減衰スペクトルを調整するステップと
をさらに含む請求項１２または１３に記載の光信号処理方法。

【請求項15】

光増幅器に適用される光信号処理方法であって、前記光増幅器は少なくとも２段の光増幅器ユニット、光スイッチ、動的利得等化器（ＤＧＥ）、および制御回路を備え、前記少なくとも２段の光増幅器ユニットは第１段の光増幅器ユニットおよび第２段の光増幅器ユニットを含み、前記ＤＧＥは前記第１段の光増幅器ユニットの出力端と前記光スイッチの入力端の間に配置され、前記光スイッチの出力端は前記第２段の光増幅器ユニットの入力端に接続され、前記制御回路は前記光スイッチおよび前記ＤＧＥに別々に接続され、
前記方法は、
システム設定命令を取得するステップであって、前記システム設定命令は前記光増幅器の利得レンジを含む、ステップと、
前記光増幅器の前記利得レンジに基づいて、前記光スイッチを制御して、前記少なくとも２段の光増幅器ユニットの各々の少なくとも２つの利得モードおよび動作状態を設定するステップであって、前記第１段の光増幅器ユニットは、前記光増幅器の入力光信号を増幅するように構成され、前記第２段の光増幅器ユニットは、前記光スイッチによって出力された第１の光信号を増幅するように構成される、ステップと、
前記光スイッチによって設定された前記少なくとも２つの利得モードに基づいて、前記ＤＧＥの減衰スペクトルを調整するステップと、
前記ＤＧＥを制御して、調整された減衰スペクトルに基づいて、前記第１段の光増幅器ユニットによって出力された光信号における異なる波長の信号に対してパワー減衰処理を実行するステップとを含む、光信号処理方法。

【請求項16】

１つの光スイッチが存在し、前記光スイッチが第１の入力ポート、第１の出力ポート、および第２の出力ポートを備えている場合、前記光増幅器は結合器をさらに備え、
前記少なくとも２つの利得モードは、第１の利得モードおよび第２の利得モードを含み、
前記光スイッチを前記制御して少なくとも２つの利得モードを設定することは、
前記光増幅器の前記利得モードが前記第１の利得モードである場合に、前記光増幅器の前記入力光信号が前記第１段の光増幅器ユニット、前記ＤＧＥ、前記光スイッチ、前記第２段の光増幅器ユニット、および前記結合器を通って順次に流れ、その後、出力されるように、前記第１の出力ポートに接続されるように前記第１の入力ポートを制御するステップと、
前記光増幅器の前記利得モードが前記第２の利得モードである場合、前記光増幅器の前記入力光信号が前記第１段の光増幅器ユニット、前記ＤＧＥ、前記光スイッチ、および前記結合器を通って順次に流れ、その後、出力されるように、前記第２の出力ポートに接続されるように前記第１の入力ポートを制御するステップと
を含む請求項１５に記載の光信号処理方法。

【請求項17】

前記少なくとも２段の光増幅器ユニットは、第３段の光増幅器ユニットをさらに含み、２つの光スイッチが存在し、前記２つの光スイッチは第１の光スイッチおよび第２の光スイッチを含み、前記第１の光スイッチは第１の入力ポート、第２の入力ポート、第１の出力ポート、および第２の出力ポートを備え、前記第２の光スイッチは第３の入力ポート、第４の入力ポート、第３の出力ポート、および第４の出力ポートを備え、
前記少なくとも２つの利得モードは、第１の利得モード、第２の利得モード、および第３の利得モードを含み、
前記光スイッチを前記制御して少なくとも２つの利得モードを設定することは、
前記光増幅器の前記利得モードが前記第１の利得モードである場合、前記光増幅器の前記入力光信号が前記第１段の光増幅器ユニット、前記ＤＧＥ、前記第１の光スイッチ、前記第２段の光増幅器ユニット、および前記第２の光スイッチを通って順次に流れ、その後、出力されるように、前記第１の出力ポートに接続されるように前記第１の入力ポートを制御し、前記第２の出力ポートに接続されるように前記第２の入力ポートを制御し、前記第３の出力ポートに接続されるように前記第３の入力ポートを制御し、前記第４の出力ポートに接続されるように前記第４の入力ポートを制御するステップと、
前記光増幅器の前記利得モードが前記第２の利得モードである場合、前記光増幅器の前記入力光信号が前記第１段の光増幅器ユニット、前記ＤＧＥ、前記第１の光スイッチ、前記第３段の光増幅器ユニット、および前記第２の光スイッチを通って順次に流れ、その後、出力されるように、前記第２の出力ポートに接続されるように前記第１の入力ポートを制御し、前記第３の出力ポートに接続されるように前記第４の入力ポートを制御するステップと、
前記光増幅器の前記利得モードが前記第３の利得モードである場合、前記光増幅器の前記入力光信号が前記第１段の光増幅器ユニット、前記ＤＧＥ、前記第１の光スイッチ、前記第２段の光増幅器ユニット、前記第２の光スイッチ、前記第３段の光増幅器ユニット、および前記第２の光スイッチを通って順次に流れ、その後、出力されるように、前記第１の出力ポートに接続されるように前記第１の入力ポートを制御し、前記第２の出力ポートに接続されるように前記第２の入力ポートを制御し、前記第４の出力ポートに接続されるように前記第３の入力ポートを制御し、前記第３の出力ポートに接続されるように前記第４の入力ポートを制御するステップと
を含む請求項１５に記載の光信号処理方法。

【請求項18】

前記方法は、
前記光増幅器の入力ポートデータおよび／または出力ポートデータを取得するステップと、
前記光増幅器の前記入力ポートデータおよび／または前記出力ポートデータに基づいて、前記ＤＧＥの前記減衰スペクトルを調整するステップと
をさらに含む請求項１５乃至１７のいずれか一項に記載の光信号処理方法。

【請求項19】

コンピュータ可読媒体であって、前記コンピュータ可読媒体が命令を格納し、前記命令がコンピュータ上で実行された場合、前記コンピュータは、請求項１２乃至１４のいずれか一項に記載の方法を実行することが可能にされるか、または前記コンピュータは、請求項１５乃至１８のいずれか一項に記載の方法を実行することが可能にされる、コンピュータ可読記憶媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、光ファイバ通信技術の分野に関し、詳細には、光増幅器、光信号処理方法、および記憶媒体に関する。

【背景技術】

【0002】

本出願は、参照により全体として本明細書に組み込まれている、２０１９年１１月２９日に国家知識産権局に出願された中国特許出願第２０１９１１２０３０５１．３号「ＯＰＴＩＣＡＬ ＡＭＰＬＩＦＩＥＲ， ＯＰＴＩＣＡＬ ＳＩＧＮＡＬ ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ ＭＥＴＨＯＤ， ＡＮＤ ＳＴＯＲＡＧＥ ＭＥＤＩＵＭ」の優先権を主張する。

【0003】

光増幅器は、光ファイバ伝送リンクにおいて最も重要なデバイスの１つである。リピータとしての光増幅器は、光ファイバ伝送リンクでの伝送中に光信号が受けるパワー損失を補うように構成される。しかし、光ネットワーク内の異なる光ケーブルの長さ、受動コンポーネントの性能における違いなどに起因して、異なる距離を有する光ファイバ伝送リンクには、異なる利得を有する光増幅器が必要とされる。

【0004】

図１は、２段の光増幅器ユニットの従来の光増幅器の構造の概略図である。図１に示されているように、光増幅器は、２段の光増幅器ユニット、利得等化器、および可変光減衰器（ｖａｒｉａｂｌｅ ｏｐｔｉｃａｌ ａｔｔｅｎｕａｔｏｒ，ＶＯＡ）を含む。光増幅器ユニットの各段は、入出力ポート、光アイソレータ（ｉｓｏｌａｔｏｒ，ＩＳＯ）、波長分割マルチプレクサ（ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ，ＷＤＭ）、ポンプレーザ、およびエルビウム添加光ファイバ（ｅｒｂｉｕｍ－ｄｏｐｅｄ ｏｐｔｉｃａｌ ｆｉｂｅｒ，ＥＤＦ）を含む。ＥＤＦの長さは、光増幅器ユニットの各段の利得間隔の最大値および最小値を物理的に決定する。光増幅器の中間段の光ファイバ伝送リンクの光信号対ノイズ比（ｏｐｔｉｃａｌ ｓｉｇｎａｌ－ｔｏ－ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏ，ＯＳＮＲ）は、ＶＯＡの減衰値を調整することによって変更されてよい。しかし、異なる光サービスの伝送が最小ＯＳＮＲ要件を有するため、光増幅器のノイズ値（ｎｏｉｓｅ ｆｉｇｕｒｅ，ＮＦ）性能は、光増幅器のダイナミックレンジ（すなわち、光増幅器の調整可能な利得の範囲）を制限する。一般に、ダイナミックレンジが大きいほど、光増幅器がより多くのリンク損失状況に対処できることを示す。したがって、ダイナミックレンジが大きい場合、光増幅器のＮＦ性能が、必然的に悪化する。

【0005】

従来技術では、光増幅器のＮＦ性能悪化問題を軽減するために、改良された光増幅器が提案された。具体的には、図２が、従来技術において提案された、改良された光増幅器である。図２に示されているように、改良された光増幅器は、４段の光増幅器ユニット（第１段の光増幅器ユニットから第４段の光増幅器ユニット）を含む。光増幅器ユニットの４つの段の間で、４つの光スイッチ（第１の光スイッチから第４の光スイッチ）を使用することによって、光信号が通過する光増幅器ユニットの量および順序が制御される。特定の接続関係の場合、図２を参照すると、改良された光増幅器が異なる利得レンジを有するように、異なる光スイッチが調整されてよい。

【0006】

しかし、改良された光増幅器は、ＮＦ性能悪化および比較的高い実装コストの問題をまだ抱えている。加えて、光増幅器ユニットのすべての段において、複数段の増幅モードの１つのみが、ＧＦＦの設計プロセスにおいて考慮されることができるため、光増幅器ユニットのすべての段の利得スペクトルが完全に一致されることができない。これが、平坦性性能の劣化をもたらす。

【発明の概要】

【0007】

本出願の実施形態は、既存の光増幅器に存在するＮＦ性能悪化、比較的高い実装コストの問題、および低い平坦性性能の問題を解決するための光増幅器、光信号処理方法、および記憶媒体を提供する。

【0008】

第１の態様によれば、本出願は、少なくとも２段の光増幅器ユニット、光スイッチ、動的利得等化器ＤＧＥ、および制御回路を含む光増幅器を提供する。少なくとも２段の光増幅器ユニットは、第１段の光増幅器ユニットおよび第２段の光増幅器ユニットを含む。

【0009】

光スイッチの入力端は、第１段の光増幅器ユニットの出力端および第２段の光増幅器ユニットの出力端に別々に接続され、光スイッチの出力端は、第２段の光増幅器ユニットの入力端およびＤＧＥの入力端に別々に接続される。

【0010】

光スイッチは、光増幅器の少なくとも２つの利得モードを設定するように構成され、光増幅器の増幅倍数は、光増幅器が異なる利得モードにある場合、異なっている。

【0011】

第１段の光増幅器ユニットは、光増幅器の入力光信号を増幅するように構成され、第２段の光増幅器ユニットは、光スイッチによって出力された第１の光信号を増幅するように構成される。

【0012】

制御回路は、光スイッチおよびＤＧＥに別々に接続され、制御回路は、光スイッチを制御して少なくとも２つの利得モードを設定し、光スイッチによって設定された少なくとも２つの利得モードに基づいて、ＤＧＥの減衰スペクトルを調整するように構成される。

【0013】

ＤＧＥは、調整された減衰スペクトルに基づいて、光スイッチによって出力された第２の光信号における異なる波長の信号に対してパワー減衰処理を実行するように構成される。

【0014】

この実施形態では、光スイッチを使用することによって、利得モードが切り替えられ、調整可能な減衰スペクトルを有するＤＧＥを使用することによって、すなわち、利得平坦化フィルタの減衰スペクトルを変更することによって、利得調整が実行される。このようにして、光増幅器の中間段の特有の挿入損失が増やされず、より良いＮＦ性能が得られる。ＤＧＥは、光増幅器内のＧＦＦおよびＶＯＡを置き換えるために使用される。特有の挿入損失は類似しているが、利得調整処理では、ＤＧＥは、光増幅器の出力光信号パワーの平坦性が改善されるように、利得フィルタの減衰スペクトルを調整することによって、光増幅器ユニットの利得スペクトルでの一致を実装する。

【0015】

第１の態様の可能な実装では、光スイッチは、第１の入力ポート、第２の入力ポート、第１の出力ポート、および第２の出力ポートを含む。

【0016】

第１の入力ポートは、第１段の光増幅器ユニットの出力端に接続され、第２の入力ポートは、第２段の光増幅器ユニットの出力端に接続され、第１の出力ポートは、第２段の光増幅器ユニットの入力端に接続され、第２の出力ポートは、ＤＧＥの入力端に接続され、ＤＧＥの出力端は、光増幅器の出力ポートに接続される。

【0017】

任意選択で、少なくとも２つの利得モードが、第１の利得モードおよび第２の利得モードを含む。

【0018】

光増幅器の利得モードが第１の利得モードである場合、光増幅器の入力光信号が第１段の光増幅器ユニット、光スイッチ、第２段の光増幅器ユニット、光スイッチ、およびＤＧＥを通って順次に流れ、その後、出力されるように、第１の入力ポートが第１の出力ポートに接続され、第２の入力ポートが第２の出力ポートに接続される。

【0019】

光増幅器の利得モードが第２の利得モードである場合、光増幅器の入力光信号が第１段の光増幅器ユニット、光スイッチ、およびＤＧＥを通って順次に流れ、その後、出力されるように、第１の入力ポートが第２の出力ポートに接続される。

【0020】

この実施形態では、大きいダイナミックレンジでの光増幅器の調整が実装されることができ、光増幅器の設計が簡略化されるように、光スイッチを使用することによって光増幅器の異なる利得モードが設定され、ＤＧＥを使用することによって光増幅器の利得が調整される。

【0021】

任意選択で、第１の態様の前述の可能な実装では、少なくとも２段の光増幅器ユニットは、ＤＧＥの出力端と光増幅器の出力端の間に接続された第３段の光増幅器ユニットをさらに含む。

【0022】

光増幅器の利得モードが第１の利得モードである場合、光増幅器の入力光信号は、第１段の光増幅器ユニット、第２段の光増幅器ユニット、および第３段の光増幅器ユニットを含む３段の光増幅器ユニットによって増幅された後に、出力される。

【0023】

光増幅器の利得モードが第２の利得モードである場合、光増幅器の入力光信号は、第１段の光増幅器ユニットおよび第３段の光増幅器ユニットを含む２段の光増幅器ユニットによって増幅された後に、出力される。

【0024】

この実施形態では、光増幅器は、光スイッチを使用して、光信号が通過する光増幅器ユニットの量を切り替え、ＤＧＥと組み合わせてより大きいダイナミックレンジを実装することができる。一方で、光増幅器のＮＦ性能が改善されることができ、各利得モードの利得間隔が拡大されることができる。同じ利得ダイナミックレンジを有する光増幅器と比較して、この解決策はより少ない利得モードを含み、それによって、光増幅器のコストを減らす。他方では、ＤＧＥの共有方法が、従来の光増幅器内の複数のＧＦＦを置き換え、それによって、光増幅器設計を簡略化する。

【0025】

第１の態様の別の可能な実装では、制御回路は、光増幅器の入力ポートデータおよび／または出力ポートデータに基づいてＤＧＥの減衰スペクトルを調整するようにさらに構成される。すなわち、制御回路は、ＭＯＮポートで検出された光増幅器の出力光パワー分布に基づいて、ＤＧＥの減衰スペクトルを動的に調整してよい。サービスの変更などの事例が発生した場合、ＥＤＦの利得スペクトルが動的に一致される。

【0026】

第２の態様によれば、本出願は、少なくとも２段の光増幅器ユニット、光スイッチ、動的利得等化器ＤＧＥ、および制御回路を含む光増幅器を提供する。少なくとも２段の光増幅器ユニットは、第１段の光増幅器ユニットおよび第２段の光増幅器ユニットを含む。

【0027】

ＤＧＥは、第１段の光増幅器ユニットの出力端と光スイッチの入力端の間に配置され、光スイッチの出力端は、第２段の光増幅器ユニットの入力端に接続される。

【0028】

光スイッチは、光増幅器の少なくとも２つの利得モードを設定するように構成され、光増幅器の増幅倍数は、光増幅器が異なる利得モードにある場合、異なっている。

【0029】

第１段の光増幅器ユニットは、光増幅器の入力光信号を増幅するように構成され、第２段の光増幅器ユニットは、光スイッチによって出力された第１の光信号を増幅するように構成される。

【0030】

制御回路は、光スイッチおよびＤＧＥに別々に接続され、制御回路は、光スイッチを制御して少なくとも２つの利得モードを設定し、光スイッチによって設定された少なくとも２つの利得モードに基づいて、ＤＧＥの減衰スペクトルを調整するように構成される。

【0031】

ＤＧＥは、調整された減衰スペクトルに基づいて、第１段の光増幅器ユニットによって出力された光信号における異なる波長の信号に対してパワー減衰処理を実行するように構成される。

【0032】

この実施形態では、ＤＧＥが配置される位置を変更することによって、異なる設計の光増幅器が形成されてよい。光増幅器では、光スイッチを使用することによって、光増幅器の利得モードが変更され、すなわち、光増幅器の入力端に入力された光信号が通過するＥＤＦの長さが変更され、ＤＧＥと組み合わせて、より大きいダイナミックレンジが実装されることができる。加えて、光増幅器のＮＦ性能および出力パワーの平坦性が改善され、各利得モードの利得間隔が拡大され、利得モードが減らされ、光増幅器のコストが減らされ、光増幅器設計が簡略化される。

【0033】

第２の態様の可能な設計では、１つの光スイッチが存在し、光スイッチが第１の入力ポート、第１の出力ポート、および第２の出力ポートを含む場合、光増幅器が結合器をさらに含む。

【0034】

第１の入力ポートは、ＤＧＥの出力端に接続され、第１の出力ポートは、第２段の光増幅器ユニットの入力端に接続され、第２の出力ポートおよび第２段の光増幅器ユニットの出力端の両方は、結合器に接続され、結合器は、光増幅器の出力ポートに接続される。

【0035】

任意選択で、少なくとも２つの利得モードが、第１の利得モードおよび第２の利得モードを含む。

【0036】

光増幅器の利得モードが第１の利得モードである場合、光増幅器の入力光信号が第１段の光増幅器ユニット、ＤＧＥ、光スイッチ、第２段の光増幅器ユニット、および結合器を通って順次に流れ、その後、出力されるように、第１の入力ポートが第１の出力ポートに接続される。

【0037】

光増幅器の利得モードが第２の利得モードである場合、光増幅器の入力光信号が第１段の光増幅器ユニット、ＤＧＥ、光スイッチ、および結合器を通って順次に流れ、その後、出力されるように、第１の入力ポートが第２の出力ポートに接続される。

【0038】

この実施形態では、２段の光増幅器ユニットおよび１つの光スイッチが使用され、光スイッチの接続モードを制御することによって、光増幅器の２つの利得モードが制御されてよい。ＤＧＥと組み合わせて、より大きいダイナミックレンジが実装されることができる。加えて、光増幅器のＮＦ性能および出力パワーの平坦性が改善され、光増幅器のコストが減らされ、光増幅器設計が簡略化される。

【0039】

第２の態様の別の可能な設計では、少なくとも２段の光増幅器ユニットが、第３段の光増幅器ユニットをさらに含む。２つの光スイッチが存在し、２つの光スイッチは、第１の光スイッチおよび第２の光スイッチを含む。第１の光スイッチは、第１の入力ポート、第２の入力ポート、第１の出力ポート、および第２の出力ポートを含む。第２の光スイッチは、第３の入力ポート、第４の入力ポート、第３の出力ポート、および第４の出力ポートを含む。

【0040】

第１の光スイッチの場合、第１の入力ポートがＤＧＥに接続され、第１の出力ポートが第２段の光増幅器ユニットの入力端に接続され、第２の入力ポートが第４の出力ポートに接続され、第２の出力ポートが第３段の光増幅器ユニットの入力端に接続される。

【0041】

第２の光スイッチの場合、第３の入力ポートが第２段の光増幅器ユニットの出力端に接続され、第４の入力ポートが第３段の光増幅器ユニットの出力端に接続され、第３の出力ポートが光増幅器の出力ポートに接続される。

【0042】

任意選択で、少なくとも２つの利得モードが、第１の利得モード、第２の利得モード、および第３の利得モードを含む。

【0043】

光増幅器の利得モードが第１の利得モードである場合、光増幅器の入力光信号が第１段の光増幅器ユニット、ＤＧＥ、第１の光スイッチ、第２段の光増幅器ユニット、および第２の光スイッチを通って順次に流れ、その後、出力されるように、第１の入力ポートが第１の出力ポートに接続され、第２の入力ポートが第２の出力ポートに接続され、第３の入力ポートが第３の出力ポートに接続され、第４の入力ポートが第４の出力ポートに接続される。

【0044】

光増幅器の利得モードが第２の利得モードである場合、光増幅器の入力光信号が第１段の光増幅器ユニット、ＤＧＥ、第１の光スイッチ、第３段の光増幅器ユニット、および第２の光スイッチを通って順次に流れ、その後、出力されるように、第１の入力ポートが第２の出力ポートに接続され、第４の入力ポートが第３の出力ポートに接続される。

【0045】

光増幅器の利得モードが第３の利得モードである場合、光増幅器の入力光信号が第１段の光増幅器ユニット、ＤＧＥ、第１の光スイッチ、第２段の光増幅器ユニット、第２の光スイッチ、第３段の光増幅器ユニット、および第２の光スイッチを通って順次に流れ、その後、出力されるように、第１の入力ポートが第１の出力ポートに接続され、第２の入力ポートが第２の出力ポートに接続され、第３の入力ポートが第４の出力ポートに接続され、第４の入力ポートが第３の出力ポートに接続される。

【0046】

この実施形態では、３段の光増幅器ユニットおよび２つの光スイッチが使用される。より大きい利得レンジが提供され、光スイッチの制御の複雑さが減らされるように、各光スイッチの接続モードを制御することによって、光増幅器の３つの利得モードが実装されてよい。

【0047】

第２の態様の別の可能な設計では、制御回路は、光増幅器の入力ポートデータおよび／または出力ポートデータに基づいてＤＧＥの減衰スペクトルを調整することと、ＤＧＥの減衰スペクトルのリアルタイムの制御および動的な調整を実装することとを行い、それによって、光増幅器の正常動作を保証するようにさらに構成される。

【0048】

第３の態様によれば、本出願は、光増幅器に適用される光信号処理方法を提供する。光増幅器は、少なくとも２段の光増幅器ユニット、光スイッチ、動的利得等化器ＤＧＥ、および制御回路を含み、少なくとも２段の光増幅器ユニットは、第１段の光増幅器ユニットおよび第２段の光増幅器ユニットを含む。光スイッチの入力端は、第１段の光増幅器ユニットの出力端および第２段の光増幅器ユニットの出力端に別々に接続され、光スイッチの出力端は、第２段の光増幅器ユニットの入力端およびＤＧＥの入力端に別々に接続される。制御回路は、光スイッチおよびＤＧＥに別々に接続される。

【0049】

この方法は、
システム設定命令を取得することであって、システム設定命令が光増幅器の利得レンジを含む、取得することと、
光増幅器の利得レンジに基づいて、光スイッチを制御して、少なくとも２段の光増幅器ユニットの各々の少なくとも２つの利得モードおよび動作状態を設定することであって、第１段の光増幅器ユニットが、光増幅器の入力光信号を増幅するように構成され、第２段の光増幅器ユニットが、光スイッチによって出力された第１の光信号を増幅するように構成される、設定することと、
光スイッチによって設定された少なくとも２つの利得モードに基づいて、ＤＧＥの減衰スペクトルを調整することと、
ＤＧＥを制御して、調整された減衰スペクトルに基づいて、光スイッチによって出力された第２の光信号における異なる波長の信号に対してパワー減衰処理を実行することとを含む。

【0050】

第３の態様の可能な実装では、光スイッチは、第１の入力ポート、第２の入力ポート、第１の出力ポート、および第２の出力ポートを含む。

【0051】

少なくとも２つの利得モードが、第１の利得モードおよび第２の利得モードを含む。

【0052】

光スイッチを制御して少なくとも２つの利得モードを設定することが、
光増幅器の利得モードが第１の利得モードである場合に、光増幅器の入力光信号が第１段の光増幅器ユニット、光スイッチ、第２段の光増幅器ユニット、光スイッチ、およびＤＧＥを通って順次に流れ、その後、出力されるように、第１の出力ポートに接続されるように第１の入力ポートを制御し、第２の出力ポートに接続されるように第２の入力ポートを制御することと、
光増幅器の利得モードが第２の利得モードである場合に、光増幅器の入力光信号が第１段の光増幅器ユニット、光スイッチ、およびＤＧＥを通って順次に流れ、その後、出力されるように、第２の出力ポートに接続されるように第１の入力ポートを制御することとを含む。

【0053】

任意選択で、この方法は、
光増幅器の入力ポートデータおよび／または出力ポートデータを取得することと、
光増幅器の入力ポートデータおよび／または出力ポートデータに基づいて、ＤＧＥの減衰スペクトルを調整することとをさらに含む。

【0054】

第４の態様によれば、本出願は、光増幅器に適用される光信号処理方法を提供する。光増幅器は、少なくとも２段の光増幅器ユニット、光スイッチ、動的利得等化器ＤＧＥ、および制御回路を含み、少なくとも２段の光増幅器ユニットは、第１段の光増幅器ユニットおよび第２段の光増幅器ユニットを含む。ＤＧＥは、第１段の光増幅器ユニットの出力端と光スイッチの入力端の間に配置され、光スイッチの出力端は、第２段の光増幅器ユニットの入力端に接続される。制御回路は、光スイッチおよびＤＧＥに別々に接続される。

【0055】

この方法は、
システム設定命令を取得することであって、システム設定命令が光増幅器の利得レンジを含む、取得することと、
光増幅器の利得レンジに基づいて、光スイッチを制御して、少なくとも２段の光増幅器ユニットの各々の少なくとも２つの利得モードおよび動作状態を設定することであって、第１段の光増幅器ユニットが、光増幅器の入力光信号を増幅するように構成され、第２段の光増幅器ユニットが、光スイッチによって出力された第１の光信号を増幅するように構成される、設定することと、
光スイッチによって設定された少なくとも２つの利得モードに基づいて、ＤＧＥの減衰スペクトルを調整することと、
ＤＧＥを制御して、調整された減衰スペクトルに基づいて、第１段の光増幅器ユニットによって出力された光信号における異なる波長の信号に対してパワー減衰処理を実行することとを含む。

【0056】

第４の態様の可能な実装では、１つの光スイッチが存在し、光スイッチが第１の入力ポート、第１の出力ポート、および第２の出力ポートを含む場合、光増幅器が結合器をさらに含む。

【0057】

少なくとも２つの利得モードが、第１の利得モードおよび第２の利得モードを含む。

【0058】

光スイッチを制御して少なくとも２つの利得モードを設定することが、
光増幅器の利得モードが第１の利得モードである場合に、光増幅器の入力光信号が第１段の光増幅器ユニット、ＤＧＥ、光スイッチ、第２段の光増幅器ユニット、および結合器を通って順次に流れ、その後、出力されるように、第１の出力ポートに接続されるように第１の入力ポートを制御することと、
光増幅器の利得モードが第２の利得モードである場合に、光増幅器の入力光信号が第１段の光増幅器ユニット、ＤＧＥ、光スイッチ、および結合器を通って順次に流れ、その後、出力されるように、第２の出力ポートに接続されるように第１の入力ポートを制御することとを含む。

【0059】

第４の態様の別の可能な実装では、少なくとも２段の光増幅器ユニットが、第３段の光増幅器ユニットをさらに含む。２つの光スイッチが存在し、２つの光スイッチは、第１の光スイッチおよび第２の光スイッチを含む。第１の光スイッチは、第１の入力ポート、第２の入力ポート、第１の出力ポート、および第２の出力ポートを含む。第２の光スイッチは、第３の入力ポート、第４の入力ポート、第３の出力ポート、および第４の出力ポートを含む。

【0060】

少なくとも２つの利得モードが、第１の利得モード、第２の利得モード、および第３の利得モードを含む。

【0061】

光スイッチを制御して少なくとも２つの利得モードを設定することが、
光増幅器の利得モードが第１の利得モードである場合に、光増幅器の入力光信号が第１段の光増幅器ユニット、ＤＧＥ、第１の光スイッチ、第２段の光増幅器ユニット、および第２の光スイッチを通って順次に流れ、その後、出力されるように、第１の出力ポートに接続されるように第１の入力ポートを制御し、第２の出力ポートに接続されるように第２の入力ポートを制御し、第３の出力ポートに接続されるように第３の入力ポートを制御し、第４の出力ポートに接続されるように第４の入力ポートを制御することと、
光増幅器の利得モードが第２の利得モードである場合に、光増幅器の入力光信号が第１段の光増幅器ユニット、ＤＧＥ、第１の光スイッチ、第３段の光増幅器ユニット、および第２の光スイッチを通って順次に流れ、その後、出力されるように、第２の出力ポートに接続されるように第１の入力ポートを制御し、第３の出力ポートに接続されるように第４の入力ポートを制御することと、
光増幅器の利得モードが第３の利得モードである場合に、光増幅器の入力光信号が第１段の光増幅器ユニット、ＤＧＥ、第１の光スイッチ、第２段の光増幅器ユニット、第２の光スイッチ、第３段の光増幅器ユニット、および第２の光スイッチを通って順次に流れ、その後、出力されるように、第１の出力ポートに接続されるように第１の入力ポートを制御し、第２の出力ポートに接続されるように第２の入力ポートを制御し、第４の出力ポートに接続されるように第３の入力ポートを制御し、第３の出力ポートに接続されるように第４の入力ポートを制御することとを含む。

【0062】

第４の態様のさらに別の可能な実装では、この方法は、
光増幅器の入力ポートデータおよび／または出力ポートデータを取得することと、
光増幅器の入力ポートデータおよび／または出力ポートデータに基づいて、ＤＧＥの減衰スペクトルを調整することとをさらに含む。

【0063】

第５の態様によれば、本出願は、コンピュータ可読記憶媒体を提供する。コンピュータ可読記憶媒体は命令を格納し、命令がコンピュータ上で実行された場合、コンピュータは、第３の態様および可能な実装に従って方法を実行することが可能にされる。

【0064】

第６の態様によれば、本出願は、コンピュータ可読記憶媒体を提供する。コンピュータ可読記憶媒体は命令を格納し、命令がコンピュータ上で実行された場合、コンピュータは、第４の態様および可能な実装に従って方法を実行することが可能にされる。

【0065】

本出願の実施形態は、光増幅器、光信号処理方法、および記憶媒体を提供する。光増幅器は、少なくとも２段の光増幅器ユニット、光スイッチ、ＤＧＥ、および制御回路を含み、少なくとも２段の光増幅器ユニットは、第１段の光増幅器ユニットおよび第２段の光増幅器ユニットを含む。設計では、光スイッチの入力端は、第１段の光増幅器ユニットの出力端および第２段の光増幅器ユニットの出力端に別々に接続され、光スイッチの出力端は、第２段の光増幅器ユニットの入力端およびＤＧＥの入力端に別々に接続される。別の設計では、ＤＧＥは、第１段の光増幅器ユニットの出力端と光スイッチの入力端の間に配置され、光スイッチの出力端は、第２段の光増幅器ユニットの入力端に接続される。前述の２つの設計では、光スイッチが、光増幅器の少なくとも２つの利得モードを設定するように構成され、第１段の光増幅器ユニットが、光増幅器の入力光信号を増幅するように構成され、第２段の光増幅器ユニットが、光スイッチによって出力された第１の光信号を増幅するように構成され、制御回路が、光スイッチによって設定された少なくとも２つの利得モードに基づいてＤＧＥの減衰スペクトルを調整するように構成され、ＤＧＥが、調整された減衰スペクトルに基づいて、受信された光信号における異なる波長の信号に対してパワー減衰処理を実行するように構成される。言い換えると、光スイッチを使用することによって、利得モードが切り替えられ、調整可能な減衰スペクトルを有するＤＧＥを使用することによって、すなわち、利得平坦化フィルタの減衰スペクトルを変更することによって、利得調整が実行される。このようにして、光増幅器の中間段の特有の挿入損失が増やされず、より良いＮＦ性能が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0066】

【図1】２段の光増幅器ユニットの従来の光増幅器の構造の概略図である。

【図2】従来技術において提案された、改良された光増幅器の図である。

【図3】本出願の実施形態による、光通信システムのアーキテクチャの概略図である。

【図4】本出願の実施形態による、光増幅器の構造の概略図である。

【図5】本出願の実施形態による、光増幅器の構造の別の概略図である。

【図6】本出願の実施形態による、光増幅器の構造のさらに別の概略図である。

【図7】本出願の実施形態による、光増幅器の構造の別の概略図である。

【図8】本出願の実施形態による、光増幅器の構造のさらに別の概略図である。

【図9】本出願の実施形態による、光増幅器の構造のさらに別の概略図である。

【図10】本出願の実施形態による、光増幅器の構造のさらに別の概略図である。

【図11】本出願の実施形態による、光増幅器の構造のさらに別の概略図である。

【図12】本出願の実施形態による、光増幅器の構造のさらに別の概略図である。

【図13】本出願の実施形態による、光増幅器の構造のさらに別の概略図である。

【図14】本出願による、光信号処理方法の実施例１の概略フローチャートの図である。

【図15】本出願による、光信号処理方法の実施例２の概略フローチャートの図である。

【発明を実施するための形態】

【0067】

情報社会の継続的な発展、ならびに高解像度ビデオ、ＶＲ／ＡＲ、およびモノのインターネットサービスの継続的な出現に伴って、光ファイバ通信が、通信の最も重要な手段の１つとしてネットワークトラフィックの大部分を伝えている。リピータとしての光増幅器は、光ファイバ伝送リンクにおける最も重要なデバイスの１つであり、リンク伝送中に光信号が受けるパワー損失を補うように構成される。光ネットワーク内の異なる光ケーブルの長さ、受動コンポーネントの性能における違いなどに起因して、異なる距離を有する光ファイバ伝送リンクには、異なる利得を有する光増幅器が必要とされる。

【0068】

実用的応用では、２段光増幅器は、２段の光増幅器ユニットを含む光増幅器である。図１は、２段の光増幅器ユニットの従来の光増幅器を示している。２段光増幅器の場合、中間段は、２つの光増幅器ユニット間のコンポーネントの一般的な用語として定義されてよく、利得等化器および可変光減衰器を主に含む。各コンポーネントは、コンポーネントの物理的特性、実装などに起因する特有の損失を有する。すなわち、光信号がコンポーネントを通過した後に、パワー損失が発生する。そのような特有の損失は、挿入損失と呼ばれ、略してＩＬと呼ばれる。中間段の挿入損失は、利得等化器および可変光減衰器によって引き起こされた光パワー損失を表し、利得等化器の特有の挿入損失、ＶＯＡの特有の挿入損失、ＶＯＡの設定された減衰値などを含む。

【0069】

現在、２段光増幅器において使用される利得等化器の正式な名前は、利得平坦化フィルタ（ｇａｉｎ ｆｌａｔｔｅｎｉｎｇ ｆｉｌｔｅｒ，ＧＦＦ）である。利得等化器は、多層膜技術を使用することによって製造され、利得等化器の減衰スペクトルが固定され、調整されることができない。利得等化器は、エルビウム添加光ファイバ（ＥＤＦ）の増幅スペクトルを一致させ、すなわち、異なる波長の減衰を調整し、光増幅器の出力光信号パワーが必ず平坦になるようにする。２段光増幅器では、利得等化器が、２段の光増幅器ユニットの間、すなわち、中間段に位置する。

【0070】

実用的応用では、光増幅器の中間段の挿入損失が大きいほど、より大きいノイズ値（ｎｏｉｓｅ ｆｉｇｕｒｅ，ＮＦ）につながり、それによって、光伝送リンクの光信号対ノイズ比（ｏｐｔｉｃａｌ ｓｉｇｎａｌ－ｔｏ－ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏ，ＯＳＮＲ）に影響を与える。異なる光サービスの伝送が最小ＯＳＮＲ要件を有するため、光増幅器のＮＦ性能に対する要件は、光増幅器のダイナミックレンジ、すなわち、光増幅器の調整可能な利得の範囲を制限する。ダイナミックレンジが大きいほど、光増幅器がより多くのリンク損失状況に対処できることを示す。大きいダイナミックレンジを有する光増幅器の適用は、リンクにおいて必要とされる光増幅器の種類を減らすことができる。大都市の状況またはデータセンタ間の相互接続の状況では、大きいダイナミックレンジを有する光増幅器は、配備、制御、および保守のコストを減らすために、光増幅器の「正規化」を実装する可能性がある。

【0071】

光増幅器のＮＦ値は、光信号が光増幅器を通過した後のＯＳＮＲ値から、光信号が光増幅器を通過する前のＯＳＮＲ値を引くことによって得られる値として定義される。したがって、ＮＦ性能は、光信号のＯＳＮＲ性能に直接影響を与える。光信号のＯＳＮＲ性能は、光信号の品質を直接反映する。受信された信号の品質（ビットエラーレート）が必ず標準に達するようにするために、受信端での光信号のＯＳＮＲ値が設定された目標値以上になることを保証する必要がある。したがって、目標のＯＳＮＲによって制限されて、ＮＦ値ができるだけ小さくなる必要がある。既存の光増幅器の場合、ＶＯＡを調整することによって光増幅器の利得が変更され、中間段の挿入損失が大きいほど、より厳しいＮＦ性能の悪化につながる。

【0072】

既存の光増幅器におけるＮＦ性能悪化の問題を考慮して、本出願の実施形態は光増幅器を提供する。光増幅器は、少なくとも２段の光増幅器ユニット、光スイッチ、ＤＧＥ、および制御回路を含み、少なくとも２段の光増幅器ユニットは、第１段の光増幅器ユニットおよび第２段の光増幅器ユニットを含む。設計では、光スイッチの入力端は、第１段の光増幅器ユニットの出力端および第２段の光増幅器ユニットの出力端に別々に接続され、光スイッチの出力端は、第２段の光増幅器ユニットの入力端およびＤＧＥの入力端に別々に接続される。別の設計では、ＤＧＥは、第１段の光増幅器ユニットの出力端と光スイッチの入力端の間に配置され、光スイッチの出力端は、第２段の光増幅器ユニットの入力端に接続される。前述の２つの設計では、光スイッチが、光増幅器の少なくとも２つの利得モードを設定するように構成され、第１段の光増幅器ユニットが、光増幅器の入力光信号を増幅するように構成され、第２段の光増幅器ユニットが、光スイッチによって出力された第１の光信号を増幅するように構成され、制御回路が、光スイッチおよびＤＧＥに別々に接続され、制御回路が、光スイッチによって設定された少なくとも２つの利得モードに基づいてＤＧＥの減衰スペクトルを調整するように構成され、ＤＧＥが、調整された減衰スペクトルに基づいて、受信された光信号における異なる波長の信号に対してパワー減衰処理を実行するように構成される。この技術的解決策では、光スイッチを使用することによって、利得モードが切り替えられ、調整可能な減衰スペクトルを有するＤＧＥを使用することによって、すなわち、利得平坦化フィルタの減衰スペクトルを変更することによって、利得調整が実行される。このようにして、光増幅器の中間段の特有の挿入損失が増やされず、より良いＮＦ性能が得られる。

【0073】

さらに、ＮＦが小さい場合、光増幅器の利得間隔レンジ（ｇａｉｎ ｉｎｔｅｒｖａｌ ｒａｎｇｅ）が拡大されることができる。合計ダイナミックレンジが変化しない場合、利得モードが減らされることができ、光スイッチの制御の複雑さが減らされることができる。加えて、本出願の実施形態で提案される光増幅器設計は、複数の利得モードがＤＧＥを共有することを可能にすることができ、それによって、光増幅器の構造設計を簡略化し、動的利得平坦化フィルタの設計における困難さを軽減する。

【0074】

本出願の実施形態では、光増幅器内のＧＦＦおよびＶＯＡを置き換えるために、ＤＧＥが使用される。特有の挿入損失は類似しているが、利得調整処理では、ＤＧＥは、光増幅器の出力光信号パワーの平坦性が改善されるように、利得フィルタの減衰スペクトルを調整することによって、光増幅器ユニットの利得スペクトルでの一致を実装する。

【0075】

実用的応用では、本出願の実施形態において提供される光増幅器は、大都市の光ネットワークまたはデータセンタ間の光ファイバ通信リンク内の光増幅器の正規化を実装し、それによって、デバイスのコストならびに運用および保守のコストを減らし、リンクのエンドツーエンドの伝送性能を改善する。

【0076】

例えば、図３は、本出願の実施形態による、光通信システムのアーキテクチャの概略図である。図３を参照する。光通信システムは、マルチプレクサ（ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ，ＭＵＸ）３１、デマルチプレクサ（ｄｅｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ，ＤＭＵＸ）３２、および複数の光増幅器（ｏｐｔｉｃａｌ ａｍｐｌｉｆｉｅｒｓ，ＯＡ）を含んでよい。例えば、図３に示されている概略図では、４つの光増幅器が、説明のための例として使用されており、光増幅器はそれぞれＯＡ１からＯＡ４である。実用的応用では、光通信システム内の光増幅器の量は制限されず、実際の要件に基づいて設定されてよいことが理解されてよい。

【0077】

図３を参照する。光増幅器は、光ネットワーク内の重要なコンポーネントとして使用され、中継装置を使用しないで伝送の距離が改善されることができるように、伝送中の光信号のパワー損失を補うように構成される。任意選択で、ＭＵＸ３１を使用することによって、異なる波長を有する光信号が波長分割多重信号を形成してよく、波長分割多重信号が複数の光ファイバ３３および複数の光増幅器を通過した後に、複数の異なる波長を有する光信号を取得するためにＤＭＵＸ３２を使用することによって波長分割多重信号が分割される。

【0078】

例えば、本出願のこの実施形態では、光ネットワーク内のさまざまなデバイスが、デバイス内のシステム制御および通信ボード（ｓｙｓｔｅｍ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｂｏａｒｄｓ，ＳＣＣ）を使用することによって、外部ネットワーク管理システムと通信し、ネットワーク管理システムを使用することによって、デバイスを制御するという目的を達成する。

【0079】

任意選択で、この実施形態におけるネットワーク管理システムは、光通信システム内の制御デバイスであってよく、または外部制御デバイスであってよい。ネットワーク管理システムの特定の実装は、実際の要件に基づいて設定されてよく、その詳細は本明細書では説明されない。

【0080】

本出願のこの実施形態では、光通信システムに含まれるコンポーネントの種類および量が制限されないことに留意されたい。例えば、光通信システムは、光結合器、光電検出器、および光学モニタなどのコンポーネントをさらに含んでよい。光通信システムに含まれる特定のコンポーネントの種類および量は、実際の状況に基づいて設定されてよい。その詳細は、本明細書では説明されない。

【0081】

本出願の実施形態で提供される光増幅器は、図３に示されている光通信システム内の任意の光増幅器であってよい。光増幅器の構成および実装の原理に関しては、以下の実施形態の説明を参照する。

【0082】

任意選択で、本出願の技術的解決策が説明される前に、本出願において使用されてよい複数のコンポーネントの機能原理が最初に説明される。

【0083】

光結合器は、光パワーを異なるポートに分散するか、または光パワーを特定の比率で光ファイバに結合する。例えば、この実施形態における光結合器は、溶融テーパ型ファイバ結合器（ｆｕｓｅｄ－ｔａｐｅｒｅｄ ｆｉｂｅｒ ｃｏｕｐｌｅｒ）またはマイクロ光学素子結合器（ｍｉｃｒｏ ｏｐｔｉｃａｌ ｅｌｅｍｅｎｔ ｃｏｕｐｌｅｒ）であってよい。

【0084】

光電検出器は、光信号を電気信号に変換し、光信号のパワーを取得する。

【0085】

光学モニタは、光監視（ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ，ＭＯＮ）ポートを使用することによって、光増幅器の出力信号のパワーおよびＯＳＮＲなどのパラメータを監視する。

【0086】

光増幅器の制御回路は、光電検出器および光監視モジュールから情報を収集し、動的利得等化器の応答、光スイッチの設定、および光増幅器ユニットのポンプレーザパワーを制御する。

【0087】

本出願の実施形態では、光増幅器は、入力光信号の異なるパワーレンジ、異なる利得レンジ、異なる飽和出力パワー、異なるノイズ係数、および異なる波長レンジを有する。光増幅器の主要な構成構造は、光アイソレータ、ポンプレーザ、光波長分割マルチプレクサ、およびエルビウム添加光ファイバを含む。

【0088】

光アイソレータは、光信号を、特定の方向での移動に制限する。

【0089】

ポンプレーザは、特定の波長のポンプレーザ光を生成する。

【0090】

光波長分割マルチプレクサは、信号光およびポンプ光を同じ光ファイバに結合する。

【0091】

エルビウム添加光ファイバは、希土類元素エルビウムを二酸化ケイ素光ファイバ内に添加することによって製造される。光信号およびポンプ光は、エルビウム添加光ファイバに一緒に入る。エルビウムイオンは、ポンプ光を吸収し、高いエネルギーレベルに遷移して粒子を形成し、反転の後に誘導放射が発生し、光信号が増幅される。信号増幅度は、光信号の波長、光信号のパワー、エルビウム添加光ファイバの長さ、エルビウム添加光ファイバの物理的パラメータ、ポンプ光のパワー、およびポンプ光の波長に関連付けられる。

【0092】

以下では、本出願の技術的解決策を詳細に説明するために、具体的な実施形態が使用される。以下の複数の具体的な実施形態は互いに組み合わせられてよく、同じであるか、または類似する概念または処理は、一部の実施形態では繰り返し説明されないことがあることに留意されたい。

【実施例1】

【0093】

図４は、本出願の実施形態による、光増幅器の構造の概略図である。図４に示されているように、光増幅器は、少なくとも２段の光増幅器ユニット、光スイッチ４１、ＤＧＥ４２、および制御回路４３を含む。少なくとも２段の光増幅器ユニットは、第１段の光増幅器ユニット４０１および第２段の光増幅器ユニット４０２を含む。

【0094】

例えば、光スイッチ４１の入力端は、第１段の光増幅器ユニット４０１の出力端および第２段の光増幅器ユニット４０２の出力端に別々に接続され、光スイッチ４１の出力端は、第２段の光増幅器ユニット４０２の入力端およびＤＧＥ４２の入力端に別々に接続される。

【0095】

光スイッチ４１は、光増幅器の少なくとも２つの利得モードを設定するように構成され、光増幅器の増幅倍数は、光増幅器が異なる利得モードにある場合、異なっている。第１段の光増幅器ユニット４０１は、光増幅器の入力光信号を増幅するように構成され、第２段の光増幅器ユニット４０２は、光スイッチ４１によって出力された第１の光信号を増幅するように構成される。

【0096】

図４を参照する。制御回路４３は、光スイッチ４１およびＤＧＥ４２に別々に接続され、制御回路４３は、光スイッチ４１を制御して少なくとも２つの利得モードを設定し、光スイッチ４１によって設定された少なくとも２つの利得モードに基づいて、ＤＧＥ４２の減衰スペクトルを調整するように構成される。

【0097】

ＤＧＥ４２は、調整された減衰スペクトルに基づいて、光スイッチ４１によって出力された第２の光信号における異なる波長の信号に対してパワー減衰処理を実行するように構成される。

【0098】

任意選択で、図４を参照する。光増幅器ユニットの各段は、アイソレータＩＳＯ、ＷＤＭ、ＥＤＦ、ポンプレーザなどを含んでよい。各コンポーネントの機能および実装の原理は、既存の光増幅器の原理に類似しており、その詳細は本明細書では説明されない。

【0099】

例えば、本出願のこの実施形態では、光増幅器の内部回路が、主光学経路および分岐光学経路に分割されることが仮定される。主光学経路は、すべての光信号が通過する必要がある経路であり、分岐光学経路は、光信号が異なる利得モードで通過する異なる光学経路である。したがって、この実施形態では、ＤＧＥ４２が主光学経路上に位置し、利得モードがＤＧＥ４２を確実に共有できるようにする。光スイッチ４１は、主光学経路と分岐光学経路の間の接続点である。光増幅器ユニットの各段は、主光学経路または分岐光学経路上に配置されてよく、特定の増幅要件に基づいて変更が行われてよい。例えば、図４に示されている実施形態では、第１段の光増幅器ユニット４０１が主光学経路上に位置し、第２段の光増幅器ユニット４０２が分岐光学経路上に位置している。

【0100】

この実施形態では、光スイッチ４１の後にＤＧＥ４２が配備され、制御回路４３の制御下で、光スイッチ４１によって出力された第２の光信号における異なる波長の信号に対して、パワー減衰処理を実行する。ＤＧＥ４２の応答は、さまざまな波長の信号の減衰値のセットである。

【0101】

例えば、ＤＧＥ４２は、液晶（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ，ＬＣ）、エルコス（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｏｎ ｓｉｌｉｃｏｎ，ＬＣＯＳ）、平面光波回路（ｐｌａｎａｒ ｌｉｇｈｔｗａｖｅ ｃｉｒｃｕｉｔ，ＰＬＣ）、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）、および透明電気光学セラミックス（ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ ｅｌｅｃｔｒｏ－ｏｐｔｉｃ ｃｅｒａｍｉｃｓ，ＴＥＯＣ）という複数の実装のうちのいずれか１つにおいて実装されてよい。

【0102】

任意選択で、この実施形態で提供される光増幅器では、既存の光増幅器内の固定利得平坦化フィルタ（ＧＦＦ）および可変光減衰器（ＶＯＡ）を置き換えるためにＤＧＥ４２が使用される。ＤＧＥ４２は、光増幅器が異なる利得モードにあるか、または異なる利得モードが異なるＤＧＥ４２に対応する場合に、共有されてよい。ＧＦＦおよびＶＯＡと比較して、ＤＧＥ４２は、利得が小さい場合に光増幅器の性能が改善されることができるように、より低い挿入損失をもたらす利得調整方法を実装する。

【0103】

任意選択で、ＤＧＥ４２の応答は、異なる利得の状況において異なる。

【0104】

利得の状況は、増幅器の設定された動作利得値、例えば、１９ｄＢから２５ｄＢのレンジ内の任意の動作利得値のことを指している。光増幅器の目的は、光ファイバ／光ケーブルでの伝送中に光信号が受ける能力損失を補うことである。光信号の減衰は、光ファイバ／光ケーブルの長さと共に変化する。したがって、光増幅器の対応する利得値が設定される必要がある。光増幅器内のＥＤＦの利得スペクトルは、利得値と共に変化する。したがって、光増幅器の出力光信号パワーが平坦であることを保証するために、ＤＧＥ４２の応答が変更される必要がある。

【0105】

加えて、光増幅器の異なる利得モード（利得レンジ）が重複する利得点を含むため、ＤＧＥ４２の減衰スペクトルが設定されるときに、光増幅器が動作する利得モードが取得される必要がある。例えば、光増幅器のダイナミックレンジが１４ｄＢから３２ｄＢである場合、第１の利得モードの利得レンジが１９ｄＢから３２ｄＢに設定されてよく、第２の利得モードの利得レンジが１４ｄＢから２０ｄＢに設定されてよい。

【0106】

この実施形態では、ＤＧＥ４２の減衰スペクトルの目的は、光増幅器内の光増幅器ユニットの各段の利得スペクトルを一致させ、光増幅器の出力光信号パワーが平坦になることを保証することである。光増幅器の異なる利得値がネットワーク管理システムによって制御され、光スイッチ４１の異なる利得モードが制御回路４３によって制御され、制御回路４３は、光スイッチ４１の利得モードを決定した後にＤＧＥ４２の減衰スペクトルなどをさらに制御してよい。ネットワーク管理システムは、光増幅器を制御するために使用されるソフトウェアまたはプログラムであってよい。ネットワーク管理システムの具体的な実装は、本明細書では制限されない。

【0107】

制御回路４３が光増幅器ユニットの各段にさらに接続されてよいことが理解されてよい。特に、制御回路４３は、光増幅器ユニットの各段内のポンプレーザに接続され、光スイッチ４１の利得モードを決定した後に、光増幅器ユニットの各段内のポンプレーザの動作状態を制御するように構成される。

【0108】

本出願の実施形態では、ＤＧＥ４２の減衰スペクトルが前もって生成されてよく、異なる利得モードの利得レンジとＤＧＥ４２の減衰スペクトルの間の対応関係が光増幅器内で事前に設定され、例えば、テーブルの形態で格納される。したがって、光増幅器の利得レンジおよび光スイッチの利得モードを取得した後に、制御回路４３は、異なる利得モードの利得レンジに基づいてテーブル検索方法を使用することによってＤＧＥ４２の応答を取得し、ＤＧＥ４２を制御してよい。前もって生成された減衰スペクトルが、光増幅器の定格動作ダイナミックレンジに一致するため、光増幅器の利得レンジは、その後の使用中に超えられない。

【0109】

例えば、ＤＧＥ４２の減衰スペクトルは、基本的に、光波長と共に変化する光信号のパワー減衰値の曲線である。すなわち、光信号は、各波長で減衰値を有し、複数の波長に対応するパワー減衰値は、ＤＧＥ４２の減衰スペクトルを形成する。実用的応用では、光スイッチ４１が異なる利得モードにある場合にＤＧＥ４２が異なる応答を有するように、ＤＧＥ４２の減衰スペクトルが、設定ファイルとして光増幅器に格納されてよく、例えば、光増幅器の制御回路に格納されてよい。

【0110】

本出願の別の実施形態では、制御回路４３は、光監視ポートＭＯＮから取得された監視データに基づいて、ＤＧＥ４２の減衰スペクトルをリアルタイムにさらに制御してよい。すなわち、制御回路４３は、各性能パラメータの差が設定されたしきい値要件を満たすまで複数回、光増幅器の出力光信号パワー／利得／ＯＳＮＲなどの性能パラメータの差を計算し、ＤＧＥ４２の応答を更新して、反復する。任意選択で、設定されたしきい値は、ネットワーク管理システムによって事前に設定される。

【0111】

本出願のこの実施形態では、光スイッチ４１は、光信号を選択的に接続もしくは切断するか、または１つのチャネルから別のチャネルに切り替えることができる装置である。光スイッチ４１は、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）光スイッチ、液晶（ＬＣ）光スイッチ、導波路光スイッチ、メカニカル光スイッチ、または電気光学スイッチのうちのいずれか１つによって主に実装される。

【0112】

光スイッチ４１が高度な分離を有している場合、隣接する光増幅器ユニット内のＩＳＯが省略されてよく、またはその他の方法で、ＩＳＯが使用される必要がないことに留意されたい。例えば、ＭＥＭＳ光スイッチおよびメカニカル光スイッチは、隣接する光増幅器ユニット内のＩＳＯが省略され得るように、高度な分離を有している。

【0113】

本出願のこの実施形態において提供される光増幅器では、光スイッチを使用することによって光増幅器の利得モードが設定され、調整可能な減衰スペクトルを有するＤＧＥを使用することによって利得調整が実行される。このようにして、光増幅器の中間段の特有の挿入損失が増やされず、より良いＮＦ性能が得られる。ＮＦが小さい場合、光増幅器の利得間隔レンジが拡大されることができる。合計ダイナミックレンジが変化しない場合、利得モードが減らされることができ、光スイッチの制御の複雑さが減らされることができる。加えて、本出願における光増幅器設計は、複数の利得モードがＤＧＥを共有することを可能にすることができ、それによって、光増幅器の構造設計を簡略化し、動的利得平坦化フィルタの設計における困難さを軽減する。

【0114】

例えば、この実施形態では、光スイッチ４１は、第１の入力ポート４１ａ１、第２の入力ポート４１ａ２、第１の出力ポート４１ｂ１、および第２の出力ポート４１ｂ２を含む。第１の入力ポート４１ａ１は、第１段の光増幅器ユニット４０１の出力端に接続され、第２の入力ポート４１ａ２は、第２段の光増幅器ユニット４０２の出力端に接続され、第１の出力ポート４１ｂ１は、第２段の光増幅器ユニット４０２の入力端に接続され、第２の出力ポート４１ｂ２は、ＤＧＥ４２の入力端に接続され、ＤＧＥ４２の出力端は、光増幅器の出力ポートに接続される。

【0115】

この実施形態では、光増幅器の少なくとも２つの利得モードが、第１の利得モードおよび第２の利得モードを含む。

【0116】

本出願の可能な設計では、図４を参照する。光増幅器の利得モードが第１の利得モードである場合、光増幅器の入力光信号が第１段の光増幅器ユニット４０１、光スイッチ４１、第２段の光増幅器ユニット４０２、光スイッチ４１、およびＤＧＥ４２を通って順次に流れ、その後、出力されるように、第１の入力ポート４１ａ１が第１の出力ポート４１ｂ１に接続され、第２の入力ポート４１ａ２が第２の出力ポート４１ｂ２に接続される。

【0117】

例えば、光増幅器が第１の利得モード、すなわち、高利得モードにある場合、光スイッチ４１は二重経路モード（ｄｕａｌ－ｐａｓｓ ｍｏｄｅ）に設定される。この場合、光スイッチ４１では、第１の入力ポート４１ａ１が第１の出力ポート４１ｂ１に接続され、第２の入力ポート４１ａ２が第２の出力ポート４１ｂ２に接続される。光増幅器の入力端から入る光サービス信号が、第１段の光増幅器ユニット４０１および第２段の光増幅器ユニット４０２によって増幅された後に出力され得るように、光サービス信号（ｏｐｔｉｃａｌ ｓｅｒｖｉｃｅ ｓｉｇｎａｌ）が光増幅器の入力端から入り、第１段の光増幅器ユニット４０１、光スイッチ４１、第２段の光増幅器ユニット４０２、光スイッチ４１、およびＤＧＥ４２を順次に通過し、光増幅器の出力ポートを使用することによって最終的に出力される。

【0118】

本出願の別の可能な設計では、図４を参照する。光増幅器の利得モードが第２の利得モードである場合、光増幅器の入力光信号が第１段の光増幅器ユニット４０１、光スイッチ４１、およびＤＧＥ４２を通って順次に流れ、その後、出力されるように、第１の入力ポート４１ａ１が第２の出力ポート４１ｂ２に接続される。

【0119】

特に、光増幅器が第２の利得モード、すなわち、低利得モードにある場合、光スイッチ４１の第１の入力ポート４１ａ１および第２の出力ポート４１ｂ２が接続されるように、光スイッチ４１が交差接続モードに設定される。光スイッチ４１の第２の出力ポート４１ｂ２および第１の出力ポート４１ｂ１も接続された場合、第２段の光増幅器ユニット４０２内のポンプレーザのパワーが減らされる必要があるか、または第２段の光増幅器ユニット４０２内のポンプレーザが一時的に止められる必要がある。この場合、光増幅器の入力端から入る光サービス信号が、第１段の光増幅器ユニット４０１によって増幅された後に出力され得るように、光サービス信号が光増幅器の入力端から入り、第１段の光増幅器ユニット４０１、光スイッチ４１、およびＤＧＥ４２を順次に通過し、光増幅器の出力ポートを使用することによって最終的に出力される。

【0120】

この実施形態では、第２の入力ポート４１ａ２および第１の出力ポート４１ｂ１が接続されるかどうかは、光スイッチ４１の設定に依存する。本出願のこの実施形態では、第２の入力ポート４１ａ２および第１の出力ポート４１ｂ１は必ずしも接続されない。しかし、より一般的な事例を考慮して、光スイッチ４１が交差接続状態にある場合、各ポートは一時停止されず、したがって、接続関係を有してよい。

【0121】

ネットワーク管理システムが光増幅器の利得モードを設定した後に、ネットワーク管理システムが、制御回路４３を使用することによって制御を実行することが、理解されてよい。光増幅器が第２の利得モードにある場合、第２段の光増幅器ユニット４０２内で形成されたループによって引き起こされる自己励起が回避され得るように、第２段の光増幅器ユニット４０２内のポンプレーザが止められる。

【0122】

この実施形態では、大きいダイナミックレンジでの光増幅器の調整が実装されることができ、光増幅器の設計が簡略化されるように、光スイッチを使用することによって光増幅器の異なる利得モードが設定され、ＤＧＥを使用することによって光増幅器の利得が調整される。

【実施例2】

【0123】

例えば、図４に示された実施形態に基づいて、図５は、本出願の実施形態による、光増幅器の構造の別の概略図である。図５を参照する。この実施形態では、少なくとも２段の光増幅器ユニットは、ＤＧＥ４２の出力端と光増幅器の出力端の間に接続された第３段の光増幅器ユニット４０３をさらに含む。

【0124】

この実施形態では、光増幅器内のＤＧＥ４２の後に、１段の光増幅器ユニット（すなわち、第３段の光増幅器ユニット４０３）がさらに接続され、第３段の光増幅器ユニット４０３は、光増幅器の主光学経路内で接続される。この場合、光増幅器が異なる利得モードにある場合、光信号が通過する光増幅器ユニットの量は異なり、すなわち、光増幅器は異なる利得レンジを有する。

【0125】

例では、光増幅器の利得モードが第１の利得モードである場合、光増幅器の入力光信号は、第１段の光増幅器ユニット４０１、第２段の光増幅器ユニット４０２、および第３段の光増幅器ユニット４０３を含む３段の光増幅器ユニットによって増幅された後に、出力される。

【0126】

別の例では、光増幅器の利得モードが第２の利得モードである場合、光増幅器の入力光信号は、第１段の光増幅器ユニット４０１および第３段の光増幅器ユニット４０３を含む２段の光増幅器ユニットによって増幅された後に、出力される。

【0127】

本出願のこの実施形態で提供される光増幅器が、代替として他の量の光スイッチおよび／または光増幅器ユニットを含んでよく、異なる量の光スイッチおよび／または光増幅器ユニットを使用することによって、光増幅器の利得レンジが変更されてよいことに留意されたい。本出願のこの実施形態では、光スイッチおよび光増幅器ユニットの量は制限されない。実用的応用では、光スイッチおよび光増幅器ユニットの量は、ダイナミックレンジ要件に基づいて調整されてよく、本明細書では制限されない。

【0128】

この実施形態では、ＩＳＯ、ＷＤＭ、ＥＤＦ、ポンプレーザ、およびＤＧＥに加えて、光増幅器の光増幅器ユニットの各段が、光結合器、光電検出器、光スイッチ、および制御回路などの１つまたは複数の要素をさらに含んでよい。光スイッチは、光信号が通過する光増幅器ユニットの組み合わせを切り替え、異なる利得モード、すなわち、第１の利得モードおよび第２の利得モードを形成する。各利得モードは、特定の利得間隔に対応する。ＤＧＥは、各利得モードでの利得間隔レンジが大きく拡大されて、光増幅器のＮＦ性能が改善されるように、ＧＦＦおよびＶＯＡの組み合わせを置き換えるために使用される。光増幅器の設計における困難さが軽減されるように、少なくとも２つの利得モードが、従来の光増幅器内の複数のＧＦＦを置き換えるＤＧＥを共有する。

【0129】

さらに、前述の実施形態に基づいて、制御回路４３は、光増幅器の入力ポートデータおよび出力ポートデータに基づいてＤＧＥ４２の減衰スペクトルを調整するようにさらに構成される。

【0130】

本出願のこの実施形態では、制御回路４３は、光増幅器の入力ポートデータおよび出力ポートデータをさらに検出し、ＭＯＮポートで検出された光増幅器の出力光パワー分布に基づいて、ＤＧＥ４２の減衰スペクトルをさらに動的に調整してよい。サービスの変更などの事例が発生した場合、ＥＤＦの利得スペクトルが動的に一致される。

【0131】

この実施形態では、光増幅器は、光スイッチを使用して、光信号が通過する光増幅器ユニットの量を切り替え、ＤＧＥと組み合わせてより大きいダイナミックレンジを実装することができる。一方で、光増幅器のＮＦ性能が改善されることができ、各利得モードの利得間隔が拡大されることができる。同じ利得ダイナミックレンジを有する光増幅器と比較して、この解決策はより少ない利得モードを含み、それによって、光増幅器のコストを減らす。他方では、ＤＧＥの共有方法が、従来の光増幅器内の複数のＧＦＦを置き換え、それによって、光増幅器設計を簡略化する。

【実施例3】

【0132】

例えば、図６は、本出願の実施形態による、光増幅器の構造のさらに別の概略図である。図６を参照する。この実施形態では、光増幅器は、少なくとも２段の光増幅器ユニット、光スイッチ６１、ＤＧＥ６２、および制御回路６３を含んでよい。少なくとも２段の光増幅器ユニットは、第１段の光増幅器ユニット６０１および第２段の光増幅器ユニット６０２を含む。

【0133】

図６を参照する。本出願のこの実施形態では、ＤＧＥ６２は、第１段の光増幅器ユニット６０１の出力端と光スイッチ６１の入力端の間に配置され、光スイッチ６１の出力端は、第２段の光増幅器ユニット６０２の入力端に接続される。

【0134】

光スイッチ６１は、光増幅器の少なくとも２つの利得モードを設定するように構成され、光増幅器の増幅倍数は、光増幅器が異なる利得モードにある場合、異なっている。第１段の光増幅器ユニット６０１は、光増幅器の入力光信号を増幅するように構成され、第２段の光増幅器ユニット６０２は、光スイッチ６１によって出力された第１の光信号を増幅するように構成される。

【0135】

制御回路６３は、光スイッチ６１およびＤＧＥ６２に別々に接続され、制御回路６３は、光スイッチ６１を制御して少なくとも２つの利得モードを設定し、光スイッチ６１によって設定された少なくとも２つの利得モードに基づいて、ＤＧＥ６２の減衰スペクトルを調整するように構成される。

【0136】

ＤＧＥ６２は、調整された減衰スペクトルに基づいて、第１段の光増幅器ユニット６０１によって出力された光信号における異なる波長の信号に対してパワー減衰処理を実行するように構成される。

【0137】

例えば、図６に示されているように、ＤＧＥ６２は、第１段の光増幅器ユニット６０１と光スイッチ６１の間に配置され、光増幅器内の制御回路６３の制御下で、ＤＧＥ６２の応答がさまざまな波長の信号の減衰値のセットになるように、入力光信号における異なる波長の信号に対してパワー減衰処理を実行する。

【0138】

この実施形態で提供される光増幅器のコンポーネントが、図４に示された光増幅器のコンポーネントに類似しており、コンポーネントの機能も同じであることが理解されてよい。例えば、図４または図５に示された実施形態でのＤＧＥ４２に類似して、ＤＧＥ６２は、液晶（ＬＣ）、エルコス（ＬＣＯＳ）、平面光波回路（ＰＬＣ）、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）、および透明電気光学セラミックス（ＴＥＯＣ）という、可能な設計のうちのいずれか１つを使用することによって実装されてよい。

【0139】

同様に、従来技術と比較して、既存の光増幅器内の固定利得平坦化フィルタ（ＧＦＦ）および可変光減衰器（ＶＯＡ）を置き換えるためにＤＧＥ６２が使用される。ＤＧＥ６２は、光増幅器が異なる利得モードにあるか、または異なる利得モードが異なるＤＧＥ６２に対応する場合に、共有されてよい。ＤＧＥ６２の応答は、異なる利得の状況において異なる。

【0140】

この実施形態では、光増幅器の入力端に入力された光信号が通過する光増幅器ユニットの量が異なる場合、光信号が通過する合計ＥＤＦが異なる。光増幅器の入力光信号が通過する合計ＥＤＦがより長い場合、光増幅器は、より大きい利得を最終的に実装することができる。本出願のこの実施形態では、光スイッチによって設定された光増幅器の少なくとも２つの利得モードに関して、各利得モードの利得値は、利得モードの名前とは無関係であり、異なる設定に基づいて実装される必要がある。例えば、光増幅器が第１の利得モードおよび第２の利得モードを含む場合、２つの利得モードは、必ずしも高／低に対応していない。

【0141】

任意選択で、この実施形態では、ＤＧＥ６２の減衰スペクトルが前もって生成されてもよい。例えば、前もって生成された減衰スペクトルは、光増幅器の定格利得レンジと一致される。実用的応用では、制御回路６３は、異なる利得の利得レンジに基づいてＤＧＥ６２の応答を取得し、ＤＧＥ６２の応答が定格利得レンジを超えないように、ＤＧＥ６２の応答を制御してよい。

【0142】

制御回路６３は、代替として、光監視ポートのデータに基づいてリアルタイム制御を実行してよい。すなわち、制御回路６３は、各性能パラメータの差が設定されたしきい値を満たすように、光増幅器の出力パワー／利得／ＯＳＮＲなどの性能パラメータの差を計算し、ＤＧＥ６２の応答を更新する。

【0143】

この実施形態で提供される光増幅器では、光スイッチを使用することによって、光増幅器の利得モードが変更され、すなわち、光増幅器の入力端に入力された光信号が通過するＥＤＦの長さが変更され、ＤＧＥと組み合わせて、より大きいダイナミックレンジが実装されることができる。加えて、光増幅器のＮＦ性能および出力パワーの平坦性が改善され、各利得モードの利得間隔が拡大され、利得モードが減らされ、光増幅器のコストが減らされる。他方では、利得モードが、従来の光増幅器内の複数のＧＦＦを置き換えるＤＧＥを共有し、それによって、光増幅器設計を簡略化する。

【0144】

例えば、本出願の可能な設計では、１つの光スイッチが存在する。図６を参照する。光スイッチ６１が第１の入力ポート６１ａ１、第１の出力ポート６１ｂ１、および第２の出力ポート６１ｂ２を含む場合、光増幅器は結合器６４をさらに含む。

【0145】

第１の入力ポート６１ａ１は、ＤＧＥ６２の出力端に接続され、第１の出力ポート６１ｂ１は、第２段の光増幅器ユニット６０２の入力端に接続され、第２の出力ポート６１ｂ２および第２段の光増幅器ユニット６０２の出力端の両方は、結合器６４に接続され、結合器６４は、光増幅器の出力ポートに接続される。

【0146】

この実施形態では、光増幅器が第１段の光増幅器ユニット６０１および第２段の光増幅器ユニット６０２を含み、光スイッチ６１が、１つの入力ポートおよび２つの出力ポートを含む光スイッチである場合、結合器６４は、光スイッチ６１の２つの出力経路上に配置され、光スイッチ６１の２つの出力信号を結合する。特に、光増幅器の構成構造が図６に示されている。

【0147】

この実施形態では、光増幅器の少なくとも２つの利得モードが、第１の利得モードおよび第２の利得モードを含む。

【0148】

必要に応じて、例では、光増幅器の利得モードが第１の利得モードである場合、光増幅器の入力光信号が第１段の光増幅器ユニット６０１、ＤＧＥ６２、光スイッチ６１、第２段の光増幅器ユニット６０２、および結合器６４を通って順次に流れ、その後、出力されるように、第１の入力ポート６１ａ１が第１の出力ポート６１ｂ１に接続される。

【0149】

任意選択で、本出願のこの実施形態では、光増幅器が第１の利得モードにある場合、光スイッチ６１の第１の入力ポート６１ａ１および第１の出力ポート６１ｂ１が接続される。光増幅器の入力端から入る光サービス信号が、第１段の光増幅器ユニット６０１および第２段の光増幅器ユニット６０２によって増幅された後に出力され得るように、光サービス信号が光増幅器の入力端から入り、第１段の光増幅器ユニット６０１、ＤＧＥ６２、光スイッチ６１、第２段の光増幅器ユニット６０２、および結合器６４を順次に通過し、光増幅器の出力ポートを使用することによって最終的に出力される。

【0150】

別の例では、光増幅器の利得モードが第２の利得モードである場合、光増幅器の入力光信号が第１段の光増幅器ユニット６０１、ＤＧＥ６２、光スイッチ６１、および結合器６４を通って順次に流れ、その後、出力されるように、第１の入力ポート６１ａ１が第２の出力ポート６１ｂ１に接続される。

【0151】

任意選択で、本出願のこの実施形態では、光増幅器が第２の利得モードにある場合、光スイッチ６１の第１の入力ポート６１ａ１および第２の出力ポート６１ｂ２が接続される。光増幅器の入力端から入る光サービス信号が、第１段の光増幅器ユニット６０１のみによって増幅された後に出力されるように、光サービス信号が光増幅器の入力端から入り、第１段の光増幅器ユニット６０１、ＤＧＥ６２、光スイッチ６１、および結合器６４を順次に通過し、光増幅器の出力ポートを使用することによって最終的に出力される。

【0152】

図６に示されているように、光スイッチ６１の第２の出力ポート６１ｂ２が結合器６４に直接接続されてよく、またはＷＤＭを使用することによって結合器６４に接続されてよいことが、理解されてよい。すなわち、光スイッチ６１の第２の出力ポート６１ｂ２によって出力された光信号は、結合器６４に直接出力され、光増幅器の出力ポートを使用することによって出力されてよく、またはＷＤＭの波長分割多重化を最初に受け、その後、結合器６４に出力され、光増幅器の出力ポートを使用することによって出力されてよい。

【0153】

本出願のこの実施形態では、光スイッチと結合器の間の接続モードは制限されない。接続モードは、実際の状況に基づいて決定されてよい。その詳細は、本明細書では説明されない。

【実施例4】

【0154】

例えば、図６に示された実施形態に基づいて、図７は、本出願の実施形態による、光増幅器の構造のさらに別の概略図である。図７を参照する。第３段の光増幅器ユニット６０３が、光スイッチ６１の第２の出力ポート６１ｂ２と結合器６４の間に接続されてよい。光スイッチの６１の第１の入力ポート６１ａ１および第２の出力ポート６１ｂ２が接続された場合、光増幅器の入力端から入る光サービス信号が、第１段の光増幅器ユニット６０１および第３段の光増幅器ユニット６０３によって増幅された後に出力され得るように、光サービス信号が光増幅器の入力端から入り、第１段の光増幅器ユニット６０１、ＤＧＥ６２、光スイッチ６１、第３段の光増幅器ユニット６０３、および結合器６４を順次に通過し、光増幅器の出力ポートを使用することによって最終的に出力される。

【0155】

一般に、第２段の光増幅器ユニット６０２および第３段の光増幅器ユニット６０３は異なる増幅倍数を有し、光スイッチ６１の第１の入力ポート６１ａ１は、光増幅器が異なる増幅倍数を有するように、異なる出力ポートに接続するように制御されてよいことが理解されてよい。

【0156】

同様に、光スイッチ６１が３つ以上の出力ポートを含む場合、異なる出力ポートが異なる光増幅器ユニットに接続されてよく、異なる出力ポートは、光増幅器が異なる増幅倍数を有するように、第１の入力ポート６１ａ１に接続されるように制御される。

【実施例5】

【0157】

例えば、図８は、本出願の実施形態による、光増幅器の構造のさらに別の概略図である。図８を参照する。この実施形態では、４つの光増幅器ユニットが存在し、それらの光増幅器ユニットは、それぞれ、第１段の光増幅器ユニット６０１から第４段の光増幅器ユニット６０４である。２つの光スイッチが存在し、それらの光スイッチは、それぞれ、第１の光スイッチ６１１および第２の光スイッチ６１２である。第１の光スイッチ６１１は、１つの入力ポートおよび３つの出力ポートを含む光スイッチである。第２の光スイッチ６１２は、３つの入力ポートおよび１つの出力ポートを含む光スイッチである。第１の光スイッチ６１１は、第１の入力ポート６１１ａ１、第１の出力ポート６１１ｂ１、第２の出力ポート６１１ｂ２、および第３の出力ポート６１１ｂ３を含む。第２の光スイッチ６１２は、第２の入力ポート６１２ａ１、第３の入力ポート６１２ａ２、第４の入力ポート６１２ａ３、および第４の出力ポート６１２ｂ１を含む。

【0158】

この実施形態では、第１の光スイッチ６１１の第１の入力ポート６１１ａ１がＤＧＥ６２の出力端に接続される。第２段の光増幅器ユニット６０２を使用することによって、第１の光スイッチ６１１の第１の出力ポート６１１ｂ１が、第２の光スイッチ６１２の第２の入力ポート６１２ａ１に接続される。第３段の光増幅器ユニット６０３を使用することによって、第１の光スイッチ６１１の第２の出力ポート６１１ｂ２が、第２の光スイッチ６１２の第３の入力ポート６１２ａ２に接続される。第４段の光増幅器ユニット６０４を使用することによって、第１の光スイッチ６１１の第３の出力ポート６１１ｂ３が、第２の光スイッチ６１２の第４の入力ポート６１２ａ３に接続される。第２の光スイッチ６１２の第４の出力ポート６１２ｂ１が、光増幅器の出力端に接続される。

【0159】

例えば、第１の光スイッチ６１１の第１の入力ポート６１１ａ１および第１の出力ポート６１１ｂ１が接続された場合、光増幅器の入力端から入る光サービス信号が、第１段の光増幅器ユニット６０１および第２段の光増幅器ユニット６０２によって増幅された後に出力され得るように、光サービス信号が光増幅器の入力端から入り、第１段の光増幅器ユニット６０１、ＤＧＥ６２、第１の光スイッチ６１１、第２段の光増幅器ユニット６０２、および第２の光スイッチ６１２を順次に通過し、光増幅器の出力ポートを使用することによって最終的に出力される。

【0160】

同様に、第１の光スイッチ６１１の第１の入力ポート６１１ａ１および第２の出力ポート６１１ｂ２が接続された場合、光増幅器の入力端から入る光サービス信号が、第１段の光増幅器ユニット６０１および第３段の光増幅器ユニット６０３によって増幅された後に出力され得るように、光サービス信号が光増幅器の入力端から入り、第１段の光増幅器ユニット６０１、ＤＧＥ６２、第１の光スイッチ６１１、第３段の光増幅器ユニット６０３、および第２の光スイッチ６１２を順次に通過し、光増幅器の出力ポートを使用することによって最終的に出力される。

【0161】

第１の光スイッチ６１１の第１の入力ポート６１１ａ１および第３の出力ポート６１１ｂ３が接続された場合、光増幅器の入力端から入る光サービス信号が、第１段の光増幅器ユニット６０１および第４段の光増幅器ユニット６０４によって増幅された後に出力され得るように、光サービス信号が光増幅器の入力端から入り、第１段の光増幅器ユニット６０１、ＤＧＥ６２、第１の光スイッチ６１１、第４段の光増幅器ユニット６０４、および第２の光スイッチ６１２を順次に通過し、光増幅器の出力ポートを使用することによって最終的に出力される。

【0162】

一般に、第４段の光増幅器ユニットに対する第２段の光増幅器ユニットの増幅倍数は異なってよく、第１の光スイッチ６１１を通って流れる光信号が、第２の光スイッチ６１２を通過した後に光増幅器の出力端に最終的に出力され得ることを保証するために、第１の光スイッチ６１１の入力ポートと出力ポートの間の接続関係に基づいて第２の光スイッチ６１２の入力ポートと出力ポートの間の接続関係が決定される必要があることが、理解されてよい。

【0163】

光増幅器の入力端に入力される光信号が、光増幅器内の少なくとも１段の光増幅器ユニットによって増幅され、その後、光増幅器の出力端を使用して出力されることができることを条件として、本出願のこの実施形態では、各光スイッチの寸法（入力ポートの量および出力ポートの量）が制限されないことに留意されたい。本出願のこの実施形態では、光増幅器ユニットの各段の増幅倍数も制限されない。各光スイッチの寸法および光増幅器ユニットの各段の増幅倍数は、実際の状況に基づいて決定されてよい。その詳細は、本明細書では説明されない。

【実施例6】

【0164】

任意選択で、図９は、本出願の実施形態による、光増幅器の構造のさらに別の概略図である。図９を参照する。光増幅器に含まれているコンポーネントは、図６に示されている光増幅器のコンポーネントと同じである。唯一の違いは、図６に示されている光増幅器では、ＤＧＥ６２が第１段の光増幅器ユニット６０１の出力端と光スイッチ６１の入力端の間に配置されるが、この実施形態で提供される光増幅器では、ＤＧＥ６２が結合器６４の出力端に配置されるという点である。それに応じて、光スイッチ６１の第１の入力端６１ａ１が、第１段の光増幅器ユニット６０１の出力端に接続される。

【0165】

図９に示されている実施形態では、光スイッチ６１、第１段の光増幅器ユニット６０１、第２段の光増幅器ユニット６０２、および制御回路６３の実装の原理および技術的効果は、図６に示された光増幅器の実装の原理および技術的効果に類似しており、その詳細は本明細書では説明されない。

【0166】

加えて、この実施形態では、ＤＧＥ６２が結合器６４の出力端に配置されるため、ＤＧＥ６２は、調整された減衰スペクトルに基づいて、結合器６４によって出力された光信号における異なる波長の信号に対してパワー減衰処理を実行するように構成される。

【実施例7】

【0167】

例えば、図６に示された実施形態に基づいて、図１０は、本出願の実施形態による、光増幅器の構造のさらに別の概略図である。図１０を参照する。少なくとも２段の光増幅器ユニットが、第３段の光増幅器ユニット６０３をさらに含む。２つの光スイッチが存在し、２つの光スイッチは、第１の光スイッチ６１１および第２の光スイッチ６１２を含む。第１の光スイッチ６１１は、第１の入力ポート６１１ａ１、第２の入力ポート６１１ａ２、第１の出力ポート６１１ｂ１、および第２の出力ポート６１１ｂ２を含む。第２の光スイッチ６１２は、第３の入力ポート６１２ａ１、第４の入力ポート６１２ａ２、第３の出力ポート６１２ｂ１、および第４の出力ポート６１２ｂ２を含む。

【0168】

第１の光スイッチ６１１の場合、第１の入力ポート６１１ａ１がＤＧＥ６２に接続され、第１の出力ポート６１１ｂ１が第２段の光増幅器ユニット６０２の入力端に接続され、第２の入力ポート６１１ａ２が第４の出力ポート６１２ｂ２に接続され、第２の出力ポート６１１ｂ２が第３段の光増幅器ユニット６０３の入力端に接続される。

【0169】

第２の光スイッチ６１２の場合、第３の入力ポート６１２ａ１が第２段の光増幅器ユニット６０２の出力端に接続され、第４の入力ポート６１２ａ２が第３段の光増幅器ユニット６０３の出力端に接続され、第３の出力ポート６１２ｂ１が光増幅器の出力ポートに接続される。

【0170】

図１０を参照する。本出願のこの実施形態では、光増幅器が、３つの光増幅器ユニット、２つの２＊２光スイッチ、制御回路６３、およびＤＧＥ６２を含む。第１の光スイッチ６１１および第２の光スイッチ６１２は、光増幅器の入力光信号が通過する光増幅器ユニットの組み合わせを切り替え、異なる利得モード、例えば、第１の利得モード、第２の利得モード、および第３の利得モードを形成してよい。各利得モードは、特定の利得間隔に対応する。利得間隔レンジが大きく拡大され、光増幅器の設計における困難さが軽減されるように、すべての利得モードがＤＧＥ６２を共有する。

【0171】

本出願のこの実施形態では、少なくとも２つの利得モードが、第１の利得モード、第２の利得モード、および第３の利得モードを含む。

【0172】

具体的に、図１０を参照する。光増幅器の利得モードが第１の利得モードである場合、光増幅器の入力光信号が第１段の光増幅器ユニット６０１、ＤＧＥ６２、第１の光スイッチ６１１、第２段の光増幅器ユニット６０２、および第２の光スイッチ６１２を通って順次に流れ、その後、出力されるように、第１の入力ポート６１１ａ１が第１の出力ポート６１１ｂ１に接続され、第２の入力ポート６１１ａ２が第２の出力ポート６１１ｂ２に接続され、第３の入力ポート６１２ａ１が第３の出力ポート６１２ｂ１に接続され、第４の入力ポート６１２ａ２が第４の出力ポート６１２ｂ２に接続される。

【0173】

本出願のこの実施形態では、光増幅器の利得モードが第１の利得モードである場合、第１の光スイッチ６１１および第２の光スイッチ６１２の両方が、二重経路モードに設定され、第３段の光増幅器ユニット６０３に対応するポンプレーザのパワーが減らされるか、またはポンプレーザが止められる。この場合、光増幅器の入力端から入る光サービス信号が、第１段の光増幅器ユニット６０１および第２段の光増幅器ユニット６０２によって増幅された後に出力され得るように、光サービス信号が光増幅器の入力端から入り、第１段の光増幅器ユニット６０１、ＤＧＥ６２、第１の光スイッチ６１１、第２段の光増幅器ユニット６０２、および第２の光スイッチ６１２を順次に通って流れ、その後、出力される。

【0174】

この実施形態では、光増幅器の電力消費が減らされ、第３段の光増幅器ユニット６０３の自己ループ現象が回避され得るように、第３段の光増幅器ユニット６０３に対応するポンプレーザのパワーが減らされるか、またはポンプレーザが止められる。

【0175】

光増幅器の利得モードが第２の利得モードである場合、光増幅器の入力光信号が第１段の光増幅器ユニット６０１、ＤＧＥ６２、第１の光スイッチ６１１、第３段の光増幅器ユニット６０３、および第２の光スイッチ６１２を通って順次に流れ、その後、出力されるように、第１の入力ポート６１１ａ１が第２の出力ポート６１１ｂ２に接続され、第４の入力ポート６１２ａ２が第３の出力ポート６１２ｂ１に接続される。

【0176】

この実施形態では、第１の光スイッチ６１１および第２の光スイッチ６１２の両方が交差接続モードに設定される。すなわち、第１の光スイッチ６１１の第１の入力ポート６１１ａ１および第２の出力ポート６１１ｂ２が接続され、第２の光スイッチ６１２の第４の入力ポート６１２ａ２および第３の出力ポート６１２ｂ１が接続される。加えて、光増幅器の入力端から入る光サービス信号が、第１段の光増幅器ユニット６０１および第３段の光増幅器ユニット６０３によって増幅された後に出力され得るように、第２段の光増幅器ユニット６０２に対応するポンプレーザのパワーが減らされるか、またはポンプレーザが止められる。

【0177】

この実施形態では、一方で、光増幅器の電力消費が減らされ、他方で、この状態での第１の光スイッチ６１１および第２の光スイッチ６１２の接続状態に起因して第２段の光増幅器ユニット６０２で発生する自己ループ現象が回避され得るように、第２段の光増幅器ユニット６０２に対応するポンプレーザのパワーが減らされるか、またはポンプレーザが止められる。

【0178】

本出願のこの実施形態では、光増幅器ユニットによって使用されるポンプレーザが、ポンプレーザが共有されるように、光スプリッタを使用することによって光分割を実行してよく、それによって、コストをさらに減らすことに留意されたい。加えて、一部の利得モードで、ポンプレーザのパワーが減らされる必要があるか、または光増幅器ユニットのポンプレーザが止められる必要があるという問題が解決され得る。特定の実装は、実際の要件に基づいて設定されてよく、その詳細は本明細書では説明されない。

【0179】

光増幅器の利得モードが第３の利得モードである場合、光増幅器の入力光信号が第１段の光増幅器ユニット６０１、ＤＧＥ６２、第１の光スイッチ６１１、第２段の光増幅器ユニット６０２、第２の光スイッチ６１２、第３段の光増幅器ユニット６０３、および第２の光スイッチ６１２を通って順次に流れ、その後、出力されるように、第１の入力ポート６１１ａ１が第１の出力ポート６１１ｂ１に接続され、第２の入力ポート６１１ａ２が第２の出力ポート６１１ｂ２に接続され、第３の入力ポート６１２ａ１が第４の出力ポート６１２ｂ２に接続され、第４の入力ポート６１２ａ２が第３の出力ポート６１２ｂ１に接続される。

【0180】

この実施形態では、第１の光スイッチ６１１が二重経路モードに設定され、第２の光スイッチ６１２が交差接続モードに設定される。すなわち、第１の光スイッチ６１１では、第１の入力ポート６１１ａ１が第１の出力ポート６１１ｂ１に接続され、第２の入力ポート６１１ａ２が第２の出力ポート６１１ｂ２に接続され、第２の光スイッチ６１２では、第３の入力ポート６１２ａ１が第４の出力ポート６１２ｂ２に接続され、第４の入力ポート６１２ａ２が第３の出力ポート６１２ｂ１に接続される。この場合、光サービス信号が光増幅器の入力端から入り、第１段の光増幅器ユニット６０１、第２段の光増幅器ユニット６０２、および第３段の光増幅器ユニット６０３を順次に通過し、光増幅器の出力ポートを使用することによって最終的に出力される。

【0181】

この実施形態の技術的解決策では、２＊２光スイッチが存在し、第１段の光増幅器ユニットの後にＤＧＥが配備され、光増幅器のダイナミックレンジがさらに拡大されるように、光増幅器が２つの利得モードから３つの利得モードに拡大される。加えて、大きいダイナミックレンジを有する従来の光増幅器と比較して、光増幅器がより良いＮＦ性能および平坦性性能、より単純な設計、ならびにより低いコストを有する。

【0182】

さらに、本出願の前述の実施形態では、制御回路６３は、光増幅器の入力ポートデータおよび／または出力ポートデータに基づいてＤＧＥの減衰スペクトルを調整するようにさらに構成される。

【0183】

例えば、制御回路６３は、光増幅器の入力ポートおよび／または出力ポートにさらに別々に接続され、光増幅器の入力ポートデータおよび／または出力ポートデータを取得して、ＤＧＥの減衰スペクトルのリアルタイムの制御および動的な調整を実装してよく、それによって、光増幅器の正常動作を保証する。

【0184】

さらに、前述の実施形態に基づいて、光スイッチの入力ポートおよび出力ポートは、１×Ｎ、Ｎ×１、およびＮ×Ｎの寸法を含んでよく、Ｎは、２以上の値を持つ自然数である。複数の光スイッチの組み合わせが、異なる光増幅器ユニットの接続の組み合わせを制御する。異なる光スイッチの組み合わせが異なる光学経路を生成するが、原理は同じである。

【実施例8】

【0185】

例えば、前述の実施形態に基づいて、図１１は、本出願の実施形態による、光増幅器の構造のさらに別の概略図である。例えば、光スイッチは、Ｎ＊Ｎの寸法の光スイッチであってよい。Ｎは正の整数であり、Ｎの特定の値は、実際の状況に基づいて決定されてよく、この実施形態では制限されない。

【0186】

例えば、図１１を参照する。この実施形態では、光増幅器が、１つの６＊６光スイッチおよび７段の光増幅器ユニットを含んでよい。第１段の光増幅器ユニット、光スイッチ、ＤＧＥ、および第７段の光増幅器ユニットが、光増幅器の主光学経路上で接続される。第２段の光増幅器ユニットから第６段の光増幅器ユニットまでが、光増幅器の分岐光学経路上で接続される。光増幅器ユニットの各段は、ＩＳＯ、ＷＤＭ、ＥＤＦ、ポンプレーザなどを含む。

【0187】

この実施形態では、光学経路上で接続される光増幅器ユニットの量は、光スイッチの接続モード、および２（光スイッチの第１の入力ポートが第６の出力ポートに接続される場合）から７（第６の入力ポートが第６の出力ポートに接続されるまで、光スイッチの第１の入力ポートが第１の出力ポートに接続され、第２の入力ポートが第２の出力ポートに接続される、などの場合）のレンジに基づいて任意の方法で組み合わせられた光増幅器ユニットの量であってよい。光学経路上で接続される光増幅器ユニットの量は、光スイッチの接続モードを変更することによって変更されてよい。光増幅器ユニットの任意の組み合わせは増幅モードであり、すべての増幅モードがＤＧＥを共有する。

【0188】

本出願のこの実施形態では、光スイッチが６×６の寸法を有し、光増幅器ユニットの量が７であることが、単に説明のための例として使用されることが理解されてよい。光スイッチの寸法および光増幅器ユニットの量は、実際の状況に基づいて決定されてよく、その詳細は本明細書では説明されない。

【実施例9】

【0189】

例えば、前述の実施形態に基づいて、図１２は、本出願の実施形態による、光増幅器の構造のさらに別の概略図である。例えば、光スイッチは、Ｎ＊Ｍの寸法の光スイッチであってよい。ＮおよびＭは両方とも正の整数であり、ＮおよびＭの特定の値は、実際の状況に基づいて決定されてよく、この実施形態では制限されない。

【0190】

例えば、図１２を参照する。この実施形態では、光増幅器が１つの５＊６光スイッチおよび６段の光増幅器ユニットを含み得るように、光スイッチは５＊６の寸法の光スイッチであってよい。第１段の光増幅器ユニット、ＤＧＥ、光スイッチ、および結合器が、光増幅器の主光学経路上で接続される。第２段の光増幅器ユニットから第６段の光増幅器ユニットまでが、光増幅器の分岐光学経路上で接続される。

【0191】

この実施形態では、光学経路上で接続される光増幅器ユニットの量は、代替として、光スイッチの接続モード、および１（光スイッチの第１の入力ポートが第６の出力ポートに接続される場合）から６（第５の入力ポートが第５の出力ポートおよび第６の出力ポートに接続されるまで、光スイッチの第１の入力ポートが第１の出力ポートに接続され、第２の入力ポートが第２の出力ポートに接続される、などの場合）のレンジに基づいて任意の方法で組み合わせられた光増幅器ユニットの量であってよい。光学経路上で接続される光増幅器ユニットの量は、光スイッチの接続モードを変更することによって変更されてよい。光増幅器ユニットの任意の組み合わせは増幅モードであり、すべての増幅モードがＤＧＥを共有する。

【0192】

本出願のこの実施形態では、光スイッチが５×６の寸法を有し、光増幅器ユニットの量が６であることが、単に説明のための例として使用されることが理解されてよい。光スイッチの寸法および光増幅器ユニットの量は、実際の状況に基づいて決定されてよく、その詳細は本明細書では説明されない。

【実施例10】

【0193】

例えば、前述の実施形態に基づいて、図１３は、本出願の実施形態による、光増幅器の構造のさらに別の概略図である。例えば、少なくとも２つの光スイッチが存在してよく、各光スイッチはＮ＊Ｍの寸法の光スイッチであってよい。ＮおよびＭは両方とも正の整数であり、ＮおよびＭの値は同じであるか、または異なってよい。特定の値は、実際の状況に基づいて決定されてよく、この実施形態では制限されない。

【0194】

例えば、図１３を参照する。この実施形態では、光増幅器が第１の５＊５光スイッチ、第２の５＊５光スイッチ、および７段の光増幅器ユニットを含み得るように、２つの光スイッチがそれぞれ５＊５の寸法を有することが、説明のための例として使用される。第１段の光増幅器ユニット、第１の５＊５光スイッチ、第２の５＊５光スイッチ、ＤＧＥ、および第７段の光増幅器ユニットが、光増幅器の主光学経路上で接続される。第２段の光増幅器ユニットから第６段の光増幅器ユニットまでが、光増幅器の分岐光学経路上で接続される。

【0195】

この実施形態では、光学経路上で接続される光増幅器ユニットの量は、第１の５＊５光スイッチおよび第２の５＊５光スイッチの接続モード、ならびに３（第１の５＊５光スイッチの第１の入力ポートが第１の５＊５光スイッチの任意の出力ポートに接続され、第２の５＊５光スイッチの対応する入力ポートが第２の５＊５光スイッチの第５の出力ポートに接続される場合）から７（第１の５＊５光スイッチの第５の入力ポートが第１の５＊５光スイッチの第５の出力ポートに接続され、第２の５＊５光スイッチの第５の入力ポートが第２の５＊５光スイッチの第５の出力ポートに接続されるまで、第１の５＊５光スイッチの第１の入力ポートが第１の５＊５光スイッチの第１の出力ポートに接続され、第２の５＊５光スイッチの第１の入力ポートが第２の５＊５光スイッチの第１の出力ポートに接続される、などの場合）のレンジに基づいて任意の方法で組み合わせられた光増幅器ユニットの量であってよい。光学経路上で接続される光増幅器ユニットの量は、光スイッチの接続モードを変更することによって変更されてよい。光増幅器ユニットの任意の組み合わせは増幅モードであり、すべての増幅モードがＤＧＥを共有する。

【0196】

第１の５＊５光スイッチと第２の５＊５光スイッチの間で、光増幅器ユニットが接続されていない経路が存在する場合、光学経路上で接続される光増幅器ユニットの最少量は２であってよいことが理解されてよい。第１の５＊５光スイッチと第２の５＊５光スイッチの間で光増幅器ユニットが接続されるかどうかは、実際の要件に基づいて決定されてよく、その詳細は本明細書では説明されない。

【0197】

本出願のこの実施形態では、単一の光スイッチを含む光増幅器と比較して、２つの光スイッチを含む光増幅器は、より柔軟な増幅モードおよびより多くの組み合わせを実装する。

【0198】

前述の実施形態に基づいて、本出願の実施形態は、光信号処理方法をさらに提供する。以下では、図４および図５で提供された光増幅器ならびに図６から図１０で提供された光増幅器を参照して、本出願の技術的解決策を詳細に説明する。方法の実施形態で説明されない詳細については、光増幅器の前述の実施形態を参照する。

【0199】

図１４は、本出願による、光信号処理方法の実施例１の概略フローチャートである。この方法は、図４に示されている光増幅器に適用される。具体的に、図４を参照する。光増幅器は、少なくとも２段の光増幅器ユニット、光スイッチ、動的利得等化器ＤＧＥ、および制御回路を含み、少なくとも２段の光増幅器ユニットは、第１段の光増幅器ユニットおよび第２段の光増幅器ユニットを含むことがわかる。光スイッチの入力端は、第１段の光増幅器ユニットの出力端および第２段の光増幅器ユニットの出力端に別々に接続され、光スイッチの出力端は、第２段の光増幅器ユニットの入力端およびＤＧＥの入力端に別々に接続される。制御回路は、光スイッチおよびＤＧＥに別々に接続される。それに応じて、図１４に示されているように、この方法は以下のステップを含んでよい。

【0200】

ステップ１４０１：システム設定命令を取得し、システム設定命令が光増幅器の利得レンジを含む。

【0201】

例えば、本出願のこの実施形態では、光増幅器の利得レンジは、外部ネットワーク管理システムによって構成されてよい。したがって、ネットワーク管理システムは、光増幅器の構成された利得レンジを光増幅器に配信してよい。次に、光増幅器は、光増幅器の取得された利得レンジに基づいて、光スイッチ、光増幅器ユニットの各段、およびＤＧＥを制御する。

【0202】

特定の実装では、光増幅器がコンポーネント全体と見なされ、この方法の実行の本体が光増幅器であることが理解されてよい。実用的応用では、光増幅器の制御回路によって、光増幅器内の各コンポーネントの制御が実際に実行される。

【0203】

さらに、本出願のこの実施形態では、光増幅器が正確な制御下にあることを保証するために、送信端から受信端への方向に光増幅器のコンポーネントを初期化して構成するように、システム設定命令がさらに使用されてよい。

【0204】

ステップ１４０２：光増幅器の利得レンジに基づいて、光スイッチを制御し、少なくとも２段の光増幅器ユニットの各々の少なくとも２つの利得モードおよび動作状態を設定する。

【0205】

第１段の光増幅器ユニットは、光増幅器の入力光信号を増幅するように構成され、第２段の光増幅器ユニットは、光スイッチによって出力された第１の光信号を増幅するように構成される。

【0206】

本出願のこの実施形態では、取得されたシステム設定命令に基づいて光増幅器の利得レンジを決定した後に、光増幅器が、光増幅器の利得レンジに基づいて、光スイッチによって設定される利得モードおよび光増幅器ユニットの各段の動作状態を制御してよい。

【0207】

例えば、図４に示された光増幅器を参照する。光スイッチは、第１の入力ポート、第２の入力ポート、第１の出力ポート、および第２の出力ポートを含む。光スイッチによって設定されてよい少なくとも２つの利得モードが第１の利得モードおよび第２の利得モードを含む場合、光スイッチを制御して少なくとも２つの利得モードを設定することの実装は、次の通りであってよい。

【0208】

例では、光増幅器の利得モードが第１の利得モードである場合、光増幅器の入力光信号が第１段の光増幅器ユニット、光スイッチ、第２段の光増幅器ユニット、光スイッチ、およびＤＧＥを通って順次に流れ、その後、出力されるように、第１の入力ポートが第１の出力ポートに接続するように制御され、第２の入力ポートが第２の出力ポートに接続するように制御される。

【0209】

例えば、光増幅器のダイナミックレンジ全体は、１４ｄＢから３２ｄＢである。例では、システム設定命令に設定された光増幅器の利得レンジが１９ｄＢから３２ｄＢである場合、光増幅器が第１の利得モードになり、光増幅器の入力光信号が第１段の光増幅器ユニット、光スイッチ、第２段の光増幅器ユニット、光スイッチ、およびＤＧＥを通って順次に流れ、その後、出力されるように、光スイッチの第１の入力ポートが第１の出力ポートに接続するように制御されてよく、第２の入力ポートが第２の出力ポートに接続するように制御されてよい。この場合、第１段の光増幅器ユニットおよび第２段の光増幅器ユニットの動作状態は正常である。

【0210】

別の例では、光増幅器の利得モードが第２の利得モードである場合、光増幅器の入力光信号が第１段の光増幅器ユニット、光スイッチ、およびＤＧＥを通って順次に流れ、その後、出力されるように、第１の入力ポートが第２の出力ポートに接続するように制御される。

【0211】

例えば、システム設定命令に設定された光増幅器の利得レンジが１４ｄＢから２０ｄＢである場合、光増幅器が第２の利得モードになり、光増幅器の入力光信号が第１段の光増幅器ユニット、光スイッチ、およびＤＧＥを通って順次に流れ、その後、出力されるように、光スイッチの第１の入力ポートが第２の出力ポートに接続するように制御されてよい。この場合、第１段の光増幅器ユニットの動作状態は正常である。しかし、第２段の光増幅器ユニット内で形成されたループによって引き起こされる自己励起を回避するために、第２段の光増幅器ユニット内のポンプレーザが止められる必要があるか、または第２段の光増幅器ユニット内のポンプレーザのパワーが減らされる必要がある。

【0212】

各光増幅ユニットが独立したポンプレーザを含み、異なる利得値に基づいてポンプレーザの送信パワー値が調整される必要があることが理解されてよい。異なる光増幅器ユニットに対応するポンプレーザは、異なる。ポンプレーザのパワーを変更することは、光増幅器ユニットの利得スペクトルに影響を与える。ＤＧＥの減衰スペクトルは、光増幅器ユニットの利得スペクトルに一致する必要がある。

【0213】

ステップ１４０３：光スイッチによって設定された少なくとも２つの利得モードに基づいて、ＤＧＥの減衰スペクトルを調整する。

【0214】

この実施形態では、光スイッチによって設定される利得モードを決定した後に、光増幅器は、ＤＧＥの減衰スペクトルが光増幅器ユニットのすべての段の利得スペクトルに一致することができ、それによって、光増幅器の出力光信号パワーが平坦になることを保証するように、光増幅器の設定された利得レンジに基づいてＤＧＥの減衰スペクトルを調整してよい。このようにして、光増幅器の全体的な増幅倍数が設計要件を満たし、すなわち、光増幅器の利得が設定を満たすことが保証され、出力光パワー分布の平坦性が要件を満たす。

【0215】

例えば、ＤＧＥの減衰スペクトルが前もって生成され、ネットワーク管理システムにおいて異なる利得モードの利得レンジとＤＧＥの減衰スペクトルの間の対応関係が事前に設定された場合、光増幅器の利得レンジおよび光スイッチの利得モードを取得した後に、光増幅器の制御回路は、異なる利得モードの利得レンジに基づいてテーブル検索方法を使用することによってＤＧＥの応答を取得し、ＤＧＥを制御してよい。前もって生成された減衰スペクトルが、光増幅器の定格動作ダイナミックレンジに一致するため、光増幅器の利得レンジは、その後の使用中に超えられない。

【0216】

この実施形態では、光増幅器の制御回路は、光増幅器の出力光パワーができるだけ平坦になるように、ＤＧＥの減衰スペクトルを調整する。

【0217】

ステップ１４０４：ＤＧＥを制御して、調整された減衰スペクトルに基づいて、光スイッチによって出力された第２の光信号における異なる波長の信号に対してパワー減衰処理を実行する。

【0218】

この実施形態では、ＤＧＥは、光スイッチの出力端に配置される。具体的には、ＤＧＥは、光スイッチの第２の出力ポートに接続される。このようにして、光スイッチの第２の出力ポートを使用することによって出力された第２の光信号がＤＧＥを通って流れる。このようにして、ＤＧＥは、光増幅器の利得レンジが設計要件を満たすことを保証するために、光増幅器の利得レンジに基づいて、異なる波長の信号に対してパワー減衰処理を実行してよい。

【0219】

さらに、本出願のこの実施形態では、光増幅器の制御回路は、光増幅器の入力端で、光監視（ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ，ＭＯＮ）ポート、ＰＩＮ光ダイオード（ＰＩＮ ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ，ＰＩＮ）、および／または光学性能モニタ（ｏｐｔｉｃａｌ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｍｏｎｉｔｏｒ，ＯＰＭ）にさらに接続されてよく、および／または光増幅器の制御回路は、光増幅器の出力端で、光監視ポートＭＯＮおよび／またはＰＩＮ光ダイオードにさらに接続されてよい。したがって、この実施形態で提供される光信号処理方法は、以下のステップをさらに含んでよい。

【0220】

Ａ１：光増幅器の入力ポートデータおよび／または出力ポートデータを取得する。

【0221】

Ａ２：光増幅器の入力ポートデータおよび／または出力ポートデータに基づいて、ＤＧＥの減衰スペクトルを調整する。

【0222】

この実施形態では、光増幅器は、ＭＯＮポートに接続された分光計または同じ機能を有するスペクトル検出ツールを使用することによって、光増幅器の出力ポートで光信号の各波長のパワーを検出し、光信号の各波長のパワーを制御回路にフィードバックする。制御回路は、光増幅器の出力パワー分布に基づいて各光増幅器ユニット内のポンプレーザの動作電流を調整して、ポンプレーザの送信光パワーを調整し、それによって、光増幅器がネットワーク管理システムによって設定された利得レンジ内で動作することを保証する。

【0223】

光増幅器の入力端および出力端でのＰＩＮは、光増幅器の合計入力パワーおよび合計出力パワーを検出するように構成される。各光増幅器ユニット内のポンプレーザの電流値は、ポンプレーザの光パワーを変更するために、光増幅器の合計入力パワーおよび合計出力パワーに基づいて制御されてよい。一般に、光増幅器の出力パワーが飽和していない場合、ポンプレーザのパワーを増やすことによって、光増幅器の出力光パワーが増やされることができる。

【0224】

具体的には、光増幅器の制御回路は、光増幅器の入力端および／または出力端に配置された光監視ポートＭＯＮ、ＰＩＮ、および／またはＯＰＵを使用することによって取得された監視データに基づいて、ＤＧＥの減衰スペクトルをリアルタイムに制御してよい。すなわち、制御回路は、各性能パラメータの差が設定されたしきい値要件を満たすまで複数回、光増幅器の出力光信号パワー／利得／ＯＳＮＲなどの性能パラメータの差を計算し、ＤＧＥの応答を更新して、反復する。任意選択で、設定されたしきい値は、ネットワーク管理システムによって事前に設定される。

【0225】

本出願のこの実施形態で提供される光信号処理方法では、光増幅器は、システム設定命令を取得することであって、システム設定命令が光増幅器の利得レンジを含む、取得することと、光増幅器の利得レンジに基づいて光スイッチを制御し、少なくとも２段の光増幅器ユニットの各々の少なくとも２つの利得モードおよび動作状態を設定することと、光スイッチによって設定された少なくとも２つの利得モードに基づいてＤＧＥの減衰スペクトルを調整することと、ＤＧＥを制御して、調整された減衰スペクトルに基づいて、光スイッチによって出力された第２の光信号における異なる波長の信号に対してパワー減衰処理を実行することとを行う。この技術的解決策では、光スイッチを使用することによって光増幅器の利得モードが設定され、調整可能な減衰スペクトルを有するＤＧＥを使用することによって利得調整が実行される。このようにして、光増幅器の中間段の特有の挿入損失が増やされず、より良いＮＦ性能が得られる。ＮＦが小さい場合、光増幅器の利得間隔レンジが拡大されることができ、光スイッチの制御の複雑さが軽減されることができる。加えて、本出願における光増幅器設計は、複数の利得モードがＤＧＥを共有することを可能にすることができ、それによって、光増幅器の構造設計を簡略化し、動的利得平坦化フィルタの設計における困難さを軽減する。

【0226】

図１５は、本出願による、光信号処理方法の実施例２の概略フローチャートである。この方法は、図６に示されている光増幅器に適用される。具体的に、図６を参照する。光増幅器は、少なくとも２段の光増幅器ユニット、光スイッチ、動的利得等化器ＤＧＥ、および制御回路を含み、少なくとも２段の光増幅器ユニットは、第１段の光増幅器ユニットおよび第２段の光増幅器ユニットを含むことがわかる。ＤＧＥは、第１段の光増幅器ユニットの出力端と光スイッチの入力端の間に配置され、光スイッチの出力端は、第２段の光増幅器ユニットの入力端に接続される。制御回路は、光スイッチおよびＤＧＥに別々に接続される。それに応じて、図１５に示されているように、この方法は以下のステップを含んでよい。

【0227】

ステップ１５０１：システム設定命令を取得し、システム設定命令が光増幅器の利得レンジを含む。

【0228】

ステップ１５０２：光増幅器の利得レンジに基づいて、光スイッチを制御し、少なくとも２段の光増幅器ユニットの各々の少なくとも２つの利得モードおよび動作状態を設定する。

【0229】

第１段の光増幅器ユニットは、光増幅器の入力光信号を増幅するように構成され、第２段の光増幅器ユニットは、光スイッチによって出力された第１の光信号を増幅するように構成される。

【0230】

本出願のこの実施形態では、光増幅器が、取得されたシステム設定命令に基づいて光増幅器の利得レンジを決定してもよく、その後、光増幅器の利得レンジに基づいて、光スイッチによって設定される利得モードおよび光増幅器ユニットの各段の動作状態を制御してよい。

【0231】

例えば、本出願の可能な設計では、図６に示された光増幅器を参照する。１つの光スイッチが存在し、光スイッチが第１の入力ポート、第１の出力ポート、および第２の出力ポートを含む場合、光増幅器が結合器をさらに含む。光スイッチによって設定されてよい少なくとも２つの利得モードは、第１の利得モードおよび第２の利得モードを含む。この場合、光スイッチを制御して少なくとも２つの利得モードを設定することの実装は、次の通りであってよい。

【0232】

例では、光増幅器の利得モードが第１の利得モードである場合、光増幅器の入力光信号が第１段の光増幅器ユニット、ＤＧＥ、光スイッチ、第２段の光増幅器ユニット、および結合器を通って順次に流れ、その後、出力されるように、第１の入力ポートが第１の出力ポートに接続するように制御される。この場合、第１段の光増幅器ユニットおよび第２段の光増幅器ユニットの動作状態は正常である。

【0233】

別の例では、光増幅器の利得モードが第２の利得モードである場合、光増幅器の入力光信号が第１段の光増幅器ユニット、ＤＧＥ、光スイッチ、および結合器を通って順次に流れ、その後、出力されるように、第１の入力ポートが第２の出力ポートに接続するように制御される。この場合、第１段の光増幅器ユニットの動作状態は正常である。しかし、第２段の光増幅器ユニット内で形成されたループによって引き起こされる自己励起を回避するために、第２段の光増幅器ユニット内のポンプレーザが止められる必要があるか、または第２段の光増幅器ユニット内のポンプレーザのパワーが減らされる必要がある。

【0234】

例えば、本出願の別の可能な設計では、図１０に示された光増幅器を参照する。少なくとも２段の光増幅器ユニットが、第３段の光増幅器ユニットをさらに含む。すなわち、光増幅器は、第１段の光増幅器ユニット、第２段の光増幅器ユニット、および第３段の光増幅器ユニットを含む。２つの光スイッチが存在し、２つの光スイッチは、第１の光スイッチおよび第２の光スイッチを含む。第１の光スイッチは、第１の入力ポート、第２の入力ポート、第１の出力ポート、および第２の出力ポートを含む。第２の光スイッチは、第３の入力ポート、第４の入力ポート、第３の出力ポート、および第４の出力ポートを含む。光スイッチを制御して少なくとも２つの利得モードを設定することが次の方法で実装され得るように、光スイッチによって設定されてよい少なくとも２つの利得モードが第１の利得モード、第２の利得モード、および第３の利得モードを含む。

【0235】

例では、光増幅器の利得モードが第１の利得モードである場合、光増幅器の入力光信号が第１段の光増幅器ユニット、ＤＧＥ、第１の光スイッチ、第２段の光増幅器ユニット、および第２の光スイッチを通って順次に流れ、その後、出力され得るように、第１の入力ポートが第１の出力ポートに接続するように制御され、第２の入力ポートが第２の出力ポートに接続するように制御され、第３の入力ポートが第３の出力ポートに接続するように制御され、第４の入力ポートが第４の出力ポートに接続するように制御される。

【0236】

具体的には、この実施形態では、第１の光スイッチおよび第２の光スイッチの両方が二重経路モードに設定され、光増幅器の電力消費が減らされ、第１の光スイッチおよび第２の光スイッチの接続状態に起因して第３段の光増幅器ユニットに発生する自己ループ現象が回避され得るように、第３段の光増幅器ユニットに対応するポンプレーザのパワーが減らされるか、またはポンプレーザが止められる。このようにして、光増幅器の出力全体が利得要件を満たす。

【0237】

別の例では、光増幅器の利得モードが第２の利得モードである場合、光増幅器の入力光信号が第１段の光増幅器ユニット、ＤＧＥ、第１の光スイッチ、第３段の光増幅器ユニット、および第２の光スイッチを通って順次に流れ、その後、出力されるように、第１の入力ポートが第２の出力ポートに接続するように制御され、第４の入力ポートが第３の出力ポートに接続するように制御される。

【0238】

この実施形態では、第１の光スイッチおよび第２の光スイッチの両方が、交差接続モードに設定され、第２段の光増幅器ユニットに対応するポンプレーザのパワーが減らされるか、またはポンプレーザが止められる。第２段の光増幅器ユニットに対応するポンプレーザのパワーを減らすか、またはポンプレーザを止めることによって、光増幅器の電力消費が減らされ、第２段の光増幅器ユニットの自己ループ現象が回避され得る。

【0239】

さらに別の例では、光増幅器の利得モードが第３の利得モードである場合、光増幅器の入力光信号が第１段の光増幅器ユニット、ＤＧＥ、第１の光スイッチ、第２段の光増幅器ユニット、第２の光スイッチ、第３段の光増幅器ユニット、および第２の光スイッチを通って順次に流れ、その後、出力されるように、第１の入力ポートが第１の出力ポートに接続するように制御され、第２の入力ポートが第２の出力ポートに接続するように制御され、第３の入力ポートが第４の出力ポートに接続するように制御され、第４の入力ポートが第３の出力ポートに接続するように制御される。

【0240】

この実施形態では、第１の光スイッチが二重経路モードに設定され、第２の光スイッチが交差接続モードに設定される。この例では、光増幅器に含まれている３段の光増幅器ユニットすべてが正常に動作する。光増幅器が第３の利得モードにある場合、光増幅器は、第１の利得モードおよび第２の利得モードと比較して、最高の利得を有する。

【0241】

ステップ１５０３：光スイッチによって設定された少なくとも２つの利得モードに基づいて、ＤＧＥの減衰スペクトルを調整する。

【0242】

ステップ１５０４：ＤＧＥを制御して、調整された減衰スペクトルに基づいて、第１段の光増幅器ユニットによって出力された光信号における異なる波長の信号に対してパワー減衰処理を実行する。

【0243】

この実施形態では、ＤＧＥが、光スイッチの前、および第１段の光増幅器ユニットの後に配置され、第１段の光増幅器ユニットによって出力された光信号がＤＧＥを通って流れる。このようにして、ＤＧＥは、光増幅器の利得レンジが設計要件を満たすことを保証するために、光増幅器の利得レンジに基づいて、異なる波長の信号に対してパワー減衰処理を実行してよい。

【0244】

この実施形態でのステップ１５０１およびステップ１５０４の実装の原理が、図１４に示された方法の実施形態でのステップ１４０１およびステップ１４０４の実装の原理と同じであり、その詳細が本明細書では説明されないことが理解されてよい。

【0245】

さらに、この実施形態では、この方法は次のステップをさらに含んでよい。

【0246】

Ｂ１：光増幅器の入力ポートデータおよび／または出力ポートデータを取得する。

【0247】

Ｂ２：光増幅器の入力ポートデータおよび／または出力ポートデータに基づいて、ＤＧＥの減衰スペクトルを調整する。

【0248】

この実施形態では、Ｂ１およびＢ２の実装の原理は、図１４に示された方法の実施形態でのＡ１およびＡ２の実装の原理と同じであり、その詳細は本明細書では説明されない。

【0249】

さらに、この実施形態で説明されない詳細については、図４から図１３の光増幅器の実施形態での説明を参照する。その詳細は、本明細書では説明されない。

【0250】

例えば、本出願の実施形態は、コンピュータ可読記憶媒体をさらに提供する。コンピュータ可読記憶媒体は命令を格納し、命令がコンピュータ上で実行された場合、コンピュータは、図１４に示された実施形態で方法を実行することが可能にされる。

【0251】

例えば、本出願の実施形態は、コンピュータ可読記憶媒体をさらに提供する。コンピュータ可読記憶媒体は命令を格納し、命令がコンピュータ上で実行された場合、コンピュータは、図１５に示された実施形態で方法を実行することが可能にされる。

【0252】

本出願では、「少なくとも１つの」は１つまたは複数を意味し、「複数の」は２つ以上を意味する。「および／または」という用語は、関連付けられた対象間の相関関係を表し、３つの関係を示してよい。例えば、Ａおよび／またはＢは、次の事例を示してよい。Ａのみが存在する、ＡとＢの両方が存在する、およびＢのみが存在する。ＡおよびＢは、単数または複数であってよい。文字「／」は、関連付けられた対象間の関係が「または」であることを示す。式では、文字「／」は、関連付けられた対象間の関係が「除算」であることを示す。「次の項目（要素）のうちの少なくとも１つ」またはそれに類似する表現は、単数の項目（要素）または複数の項目（要素）の任意の組み合わせを含む、これらの項目の任意の組み合わせを意味する。例えば、ａ、ｂ、またはｃのうちの少なくとも１つは、ａ、ｂ、ｃ、ａ－ｂ、ａ－ｃ、ｂ－ｃ、またはａ－ｂ－ｃを表してよく、ａ、ｂ、およびｃの量は１つまたは複数であってよい。

【0253】

本出願の実施形態でのさまざまな番号は、単に説明を簡単にするための区別に使用されており、本出願の実施形態の範囲を制限するために使用されていないことが、理解されてよい。

【0254】

本出願の実施形態では、前述の処理の連続番号が実行順序を意味していないことが理解されてよい。処理の実行順序は、処理の機能および内部論理に基づいて決定されるべきであり、本出願の実施形態の実装処理に対する制限と解釈されるべきではない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】