[发明专利]拉曼光纤放大器增益补偿及瞬态控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种方法，是一种拉曼光纤放大器增益补偿及瞬态控制方法，属于光通讯的技术领域。

背景技术

拉曼光纤放大器(RFA：Raman Fiber Amplifier)由于噪声指数低，与掺铒光纤放大器(EDFA：Erbium-doped Optical Fiber Amplifier)配合使用，可优化光信噪比(OSNR：Optical Signal Noise Ratio)，减小误码率，增大传输距离，目前广泛应用于长距离光通讯传输系统中。

对于某一泵浦波长，RFA的小信号开关增益可由公式(1)表示：

其中，g_R为光纤拉曼增益系数；A_eff为光纤有效面积；P_p为入纤泵浦功率；K为偏振因子；L_eff为光纤有效长度，定义为L_eff＝1-exp(-α_pL)/α_p；α_p为泵浦光在光纤中的衰减系数；L为光纤长度，小信号是指信号功率小到不会影响泵浦功率在光纤中的分布。

以往的RFA输入功率很小，RFA工作在小信号放大区，通过公式(1)可以看出，此时只要入纤泵浦功率P_p恒定即可实现恒增益控制。但随着传输系统中波长数目的增多，输入功率也随之增大，导致RFA工作区间超出了小信号放大区，此时一旦输入功率发生变化，恒泵浦功率工作模式无法保证恒增益控制，此时需要对增益进行相应补偿。

RFA的增益介质是传输光纤本身，其长度较长(即使是分立式的RFA，其增益光纤长度基本上也在5km以上)，因此RFA模块中只有一个功率监测器，故无法采用EDFA的增益控制方法(通过输入输出监测器的监测结果进行增益控制)进行增益补偿及瞬态控制。

公开号为CN102307068A文件描述的是通过带外ASE进行拉曼增益锁定的方法，但该专利仅考虑了拉曼增益与ASE的数学关系，没有考虑输入功率的影响，因此该专利只适合于输入光功率保持不变的RFA。

公开号为CN200510067689.0文件主要介绍了输入光功率变化时，拉曼增益调整的方法，但是通过两个功率监测器来实现的，在实际传输系统中是不现实的；且专利中只是改变最短波长泵功率来实现增益补偿的，此时可以保持总增益不变，但增益平坦、增益斜率会发生变化，在信号接收端可能会出现误码。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种拉曼光纤放大器增益补偿及瞬态控制方法，其对泵浦激光器组工作于恒定功率模式的RFA，在输入光功率大范围变化时，可实现前向、后向、双向拉曼放大器的增益补偿。

按照本发明提供的技术方案，所述拉曼光纤放大器增益补偿及瞬态控制方法，拉曼光纤放大器中的泵浦激光器组工作于恒定功率模式且所述泵浦激光器组处于锁定输出功率状态下时，确定所述拉曼光纤放大器的输入功率或输出功率变化量，并根据输入功率或输出功率的变化量调整泵浦激光器组的功率，以使得泵浦激光器组的功率变化量与输入功率或输出功率变化量满足ΔP_P＝k*ΔPtotal，其中，ΔP_p为泵浦激光器组的功率变化量，单位mw；ΔPtotal为输入功率或输出功率的变化量，单位mw；k为校正斜率。

所述拉曼光纤放大器为前向拉曼光纤放大器、后向拉曼光纤放大器或双向拉曼光纤放大器。

所述泵浦激光器组包括若干泵浦激光器，对泵浦激光器组内的每个泵浦激光器进行校准，以确定每个泵浦激光器所对应的校正斜率k_i,i＝1,2,…n，n为泵浦激光器组中泵浦激光器的数量。

对泵浦激光器组内泵浦激光器校正斜率k_i的校准包括如下步骤：

步骤1、关闭泵浦激光器组，接入测试光源，调整衰减器使得输入光为一固定值，并通过光谱分析仪扫描拉曼光纤放大器输出光谱；

步骤2、打开并调整泵浦激光器组，通过光谱分析仪扫描拉曼光纤放大器的输出光谱，以使得拉曼光纤放大器参数满足要求；

步骤3、记录泵浦激光器组内每个泵浦激光器的泵浦功率、拉曼光纤放大器的输入功率或输出功率；

步骤4、重复上述步骤，以得到多组校准数据组，所述多组校准数据组中均包含泵浦激光器组内每个泵浦激光器的泵浦功率、拉曼光纤放大器的输入功率或输出功率；

步骤5、根据多组校准数据进行拟合，以得到每个泵浦激光器的校正斜率k_i,i＝1,2,…n。