[发明专利]一种光传输系统中光放大器增益控制的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及光传输系统中的光放大器，尤其涉及一种光传输系统中光放大器增益控制的方法及装置。

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自身具有以下优点：对数据格式和速率透明；增益大噪声小，噪声系数接近量子极限；直接对光信号进行放大，省去了电再生中继器，节省了成本；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。

但是，由于EDFA自身属于使用偏置电流控制其增益特性，因而，其控制环路的特性将决定单级、多级系统的增益锁定特性。特别是多级系统的特性，给EDFA控制环路的设计人员提出了新的挑战。

目前广泛使用的电路控制环路虽然有结构简单、跟随速度快等优点，但是在增益控制灵活性方面比较差，同时在多级系统特别是多级环路系统中，容易在外部干扰的情况下发生系统性的震荡，从而限制了其扩展能力。

数字控制系统的出现虽然解决了控制的灵活性问题，但是数字控制系统的精度问题却不容易解决，快速调整精度过高容易造成系统震荡，如果精度稍低则容易造成在多级级联系统中产生增益调整的“湮没”效应：单级的光放大器增益调整精度都满足设计指标，但是在经过若干级光放大器后，增益调整影响消失。具体如图1所示：

入光经过光放大器10后，光放大器10的增益锁定精度为±e(1)，光放大器10的出光经过线路11到达光放大器20，光放大器20的增益锁定精度为±e(2)，光放大器20的出光经过路线21......路线22，n级放大到达光放大器30，光放大器30的增益锁定精度为±e(n)。

在此多级系统中，如果在光放大器10实施增益调整动作，则由于出光功率的调整具有方向性，因此将会导致后续光放大器的增益偏差值偏向同一个方向，最终的增益偏差就可以表达为：

$G_{\mathrm{error}}=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}e\left(i\right)$

公式中，e(i)为第i级放大器的增益控制允许的误差值。

即使按照e(i)平均为0.1dB的精度而言，在现在的长途传输网络中，20个节点的增益调整误差已经达到了0.1*40＝4dB，这个结果是光传输系统不可接受的结果。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种光传输系统中光放大器增益控制的方法及装置，解决如何提高单级系统的控制精度，以及如何避免多级系统中增益调整的湮没效应。

本发明提供了一种光传输系统中光放大器增益控制的方法，包括：

步骤1，增益控制模块根据当前出光功率和入光功率计算当前增益误差，如果当前增益误差大于精度阈值，执行步骤2，否则执行步骤3；

步骤2，增益控制模块执行快速增益控制，完成后执行步骤1；

步骤3，增益积分调整模块对当前增益误差进行积分，并判断积分值是否达到调整阈值，如果是，进行增益微调，并执行步骤1，否则执行步骤1。

步骤2中，增益误差按照下式计算：

e_(n)＝G_(n)-G_(d)；其中，e_(n)表示当前增益误差，G_(n)表示当前实际增益，G_(d)表示目标增益。

步骤3中，按照下式对当前增益误差进行积分：