[发明专利]光放大器增益噪声补偿方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种在光传输系统中的光放大器增益噪声补偿方法和装置，其可以实现光放大器增益锁定问题中噪声的滤除，从而实现真正的信号增益锁定。

背景技术

光放大器，尤其是掺饵光纤放大器(EDFA)的出现加速了光通信的发展。EDFA本身具有以下优点：1，对数据格式和速率透明；2，增益大噪声小，噪声系数接近量子极限；3，直接对光信号进行放大，省去了电再生中继器，节省了成本；以及4，增益带宽大，扩大了传输容量。这些优点使得EDFA在光通信中得到了最广泛的应用。

然而，EDFA由于自身的一些固有特性所导致的不利因素也给设计人员提出了挑战。其中的一个问题是EDFA的噪声对信号增益的影响问题，虽然噪声小是EDFA的优点之一，但是当放大光信号小到一定程度的时候，EDFA的噪声仍然有一定的影响。

在实际的EDFA增益控制中，通常的做法是依据对EDFA的输入和输出的总光功率的检测，来达到增益控制的目的。然而，在长跨距传输等的应用中，入光信号功率非常小，这时在EDFA的输出光中，ASE(自发辐射)噪声占了相当大的比例。如果仍然按照原有的增益控制方法，就会导致实际的信号功率得不到预期中的放大，并且这种累积效应会随着传输线路上放大器数目的增加而增大，从而影响系统的整体性能，使传输参数偏离优化值，降低光信号的信噪比。

实际的应用中，EDFA的输出功率为：P_Total＝P_Signal+P_ASE。

其中，在输入光功率较大信号时，由于P_Signal较大，P_ASE功率所占比例很小，信号增益的偏差并不大；而在小信号时，由于P_Signal较小，P_ASE功率所占比例很大，所以增益的偏差较大。信号功率较大时，$G_{\mathrm{Total}}=\frac{{(P_{\mathrm{Signal}}+P_{\mathrm{ASE}})}_{\mathrm{OUT}}}{{\left(P_{\mathrm{Singal}}\right)}_{\mathrm{IN}}}\≈\frac{{\left(P_{\mathrm{Signal}}\right)}_{\mathrm{OUT}}}{{\left(P_{\mathrm{Signal}}\right)}_{\mathrm{IN}}}=G_{\mathrm{Signal}},$信号功率较小时$G_{\mathrm{Total}}=\frac{{(P_{\mathrm{Signal}}+P_{\mathrm{ASE}})}_{\mathrm{OUT}}}{(P_{\mathrm{Signal}}{)}_{\mathrm{IN}}}>>\frac{{\left(P_{\mathrm{Signal}}\right)}_{\mathrm{OUT}}}{(P_{\mathrm{Signal}}{)}_{\mathrm{IN}}}=G_{\mathrm{Signal}}.$