专利名称：光谱检测装置和方法以及喇曼放大器反馈控制装置和方法
技术领域：
本发明涉及光传输领域，具体涉及光谱的检测和喇曼放大器(RAMANamplifier)的控制。
背景技术：
图1显示了一个光传输系统的典型结构。如图1所示，信号从发送端送入光纤，通过一定的距离传输，因光纤自身的损耗，传输信号会被衰减，衰减的信号通过第一个光中继单元11被放大向下一级传，如此循环。当传输几级后，因光信噪比的劣化，信号无法继续向下传，此时通过一个电中继13单元对信号进行恢复，电中继单元输出的光信号有一个良好的光信噪比(OSNR)，使得信号可以继续向下一级传输，从而实现光信号的远距离传输。
光中继单元主要由光放大器(OA)组成，作用是对光功率进行放大。常见的光放大器有掺铒光纤放大器(EDFA)、喇曼放大器和半导体光放大器(SOA)等。各种光放大器在放大过程中都会引入噪声，使光信噪比劣化。其中SOA噪声特性最差，在光传输系统中应用较少。EDFA由于其技术成熟、成本较低、功耗较小等特点广泛应用于光传输系统。但EDFA的噪声特性也不尽如人意，传统的光中继单元由单纯的EDFA组成，EDFA引入的噪声过大，信噪比的劣化比较快，限制了级联数目的增加，从而限制了无电中继的距离。喇曼放大器因其具有低噪声特性被认为是实现无电中继长距离传输的基础。采用喇曼放大器或喇曼放大器+EDFA结构的中继单元将大大延伸无电中继距离。图2是使用喇曼放大器+EDFA的光中继站的典型结构，其中的可调光衰减器(VOA)也可以省略。
随着喇曼放大器在传输网络中的应用，喇曼放大器的控制问题日益摆在设备供应商面前。不加控制的喇曼放大器对线路情况的变化适应能力很差，不能很好适应网络要求。目前对光放大器的控制主要有两种，一种是自动增益控制(AGC)，即无论信号光怎么变化，都能保证信号光通过该光放大器得到的增益满足要求。另一种是自动功率控制(APC)，即无论信号光怎么变化，从该光放大器输出的信号光功率都满足要求。采用AGC还是APC根据组网的具体需要进行选择。
除了对增益和功率的控制，在波分复用(WDM)系统中还需要对增益谱或输出谱进行控制。WDM中同一根光纤中传输好几束信号光，每一束信号光的波长不同。光传输系统中要求每一束信号光的增益符合要求，从而对放大器的增益谱(增益随波长变化的曲线)或输出谱(输出随波长变化的曲线)提出要求。比如各波长的增益必须一致，或根据实际需要各波长功率略有差别。
目前，喇曼放大器的控制方式有以下几种。
在第一种现有技术方案中，喇曼放大器没有进行自动控制。只是在开局过程中，设置各波长泵浦的缺省功率。再根据线路情况，调整各波长泵浦的功率，使增益谱(或输出谱)满足要求。然后锁定泵浦功率的值，今后运行中一直都保持这个值。这种控制方案的缺点是1、不加控制的喇曼放大器，当线路情况发生改变时，不能自动调整适应链路变化，需要人为干预。2、如果与自动控制的EDFA联合使用，整个光中继单元的控制难度很大。
在第二种现有技术方案中，对喇曼放大器进行功率控制，而没有对增益谱进行控制。这种方案的缺点是在WDM系统中，各波长的信号光功率差别大，使级联后各波长信号光的功率或OSNR特性不能满足要求。
在第三种现有技术方案中，为了实现对光谱的控制，必须有探测光谱的组件。有的系统中采用在线的光谱探测模块OPM(光性能监视器)进行光谱探测。根据探测结果调整光放大器，实现反馈过程。这种方案的缺点是光谱探测模块价格昂贵，目前不适于商用。
发明内容
本发明是鉴于上述现有技术方案提出的，用于克服其中存在的一个或多个问题。
本发明的一个目的是提供一种低成本的光谱检测装置和方法。
本发明的另一个目的是提供一种低成本的喇曼放大器反馈控制装置及其反馈控制方法。
本发明的再一个目的是提供一种使用上述喇曼放大器反馈控制装置的光中继单元。
为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供一种光谱检测方法，包括以下步骤在传输具有n个波长的光信号的传输线路中设置至少一个第一分路和一个第二分路，其中n是大于1的整数；使所述至少一个第一分路中的光信号分别通过具有倾斜插损谱的滤波器后，分别检测滤波后的光信号的功率；直接检测第二分路中的光信号的功率；根据所述至少一个第一分路中的光信号的功率和所述第二分路中的光信号的功率确定在所述传输线路中传输的所述光信号的光谱。
根据本发明另一个方面，提供一种光谱检测装置，用于检测在传输线路中传输的具有n个波长的光信号的光谱，其中n是大于1的整数，该装置包括至少一个第一分路器和一个第二分路器，设置在所述传输线路上，用于分接出所述光信号；分别与所述至少一个第一分路器连接的具有倾斜插损谱的滤波器，用于对相应的光信号进行滤波；分别与所述滤波器连接的第一功率检测器，用于检测滤波后的光信号的功率；第二功率检测器，直接与第二分路器连接以检测其中的光信号的功率。
根据本发明另一个发明，提供一种喇曼放大器的反馈控制方法，包括以下步骤根据目标输出光谱，确定喇曼放大器的控制量目标值；
根据控制量目标值，确定喇曼放大器的泵浦功率初始值并加载；检测控制量的当前值；判断当前值与目标值之差是否在容许范围内；如果不在容许范围内，则根据该差值调整泵浦功率并加载。
根据本发明另一个方面，提供一种喇曼放大器的反馈控制装置，包括光谱检测装置，用于检测喇曼放大器的输出光信号的光谱；控制装置，用于根据控制量目标值确定喇曼放大器的泵浦功率初始值并加载，并根据光谱检测装置检测的光谱，判断控制量目标值与当前值之差是否在容许范围内，如果不在容许范围内，则根据该差值调整喇曼放大器的泵浦功率并加载。
根据本发明另一个方面，提供一种光中继单元，包括喇曼放大器及其反馈控制装置，其中，所述反馈控制装置包括光谱检测装置，用于检测喇曼放大器的输出光信号的光谱；控制装置，用于以控制量目标值确定喇曼放大器的泵浦功率初始值并加载，并根据光谱检测装置检测的光谱，判断控制量目标值与当前值之差是否在容许范围内，如果不在容许范围内，则根据该差值调整喇曼放大器的泵浦功率并加载。
本发面可以实现廉价的光谱检测装置和增益谱可控的喇曼放大器，提高光传输系统的可靠性和灵活性。通过将探测点放在不同位置，还可以实现联合控制。
图1显示了光传输系统的典型结构；图2显示了包括喇曼放大器和EDFA的光中继站的典型结构；图3是喇曼增益因子分布图；图4显示了喇曼放大器在不同泵浦功率下获得的不同增益谱；图5显示了根据本发明的第一种光谱检测装置的示意性结构；
图6显示了根据本发明的第二种光谱检测装置的示意性结构；图7显示了直接控制喇曼放大器的输出光谱的控制结构；图8显示了控制喇曼放大器+EDFA级联光谱特性的控制结构；图9显示了本发明第一种光谱检测装置中的两个PIN管(PIN结光电二极管)的损耗谱；图10显示了本发明第一种光谱检测装置中的倾斜滤波器对不同光谱的滤波效果；图11显示了本发明第一种光谱检测装置中的泵浦功率与PIN1功率的关系；图12显示了本发明第一种光谱检测装置中的泵浦功率与PIN2功率的关系；图13是本发明的喇曼放大器的控制流程图。
具体实施例方式
在对本发明的实施例进行详细说明之前，首先介绍喇曼放大器的增益谱控制的原理。
对喇曼放大器的控制是基于喇曼放大器的工作原理。喇曼放大器是根据光纤中的受激喇曼散射(SRS)效应工作的。单一波长的泵浦光只能对有限波长范围(大约40nm)内的信号光进行有效的放大，在信号光与泵浦光的频率差为13.2THz(即波长相隔100nm左右)的地方实现最大的增益。为了实现整个传输带宽内的增益，必须使用多个波长的泵浦光。比如C BAND至少两个，C+L BAND至少3个。我们通过调整不同波长的泵浦功率，可以调节不同波长的信号光的增益，这就是增益可调的原因。也是喇曼放大器固有的优点。以两个泵浦波长的喇曼放大器为例，第j波长信号光经过喇曼放大后光功率可以表示如下Pj1=Pj(0)+4.343g1jA1eff(a1P1+b1)+4.343g2jA2eff(a2P2+b2)+G12+G±---(1)]]>这里，泵浦功率P1、P2取线性单位(W)，信号功率Pj取对数单位(dB)。等号右边第二、三项分别为泵浦源1、2对信号光的小信号增益；G12为由泵浦源相互作用、泵浦消耗(放大信号光引起)导致的增益；G±是由于信号光间的喇曼相互作用导致的增益。a1、b1和a2、b2是表征RAMAN增益与泵浦功率线性关系的参数，其取值与光纤的衰减和长度有关。Aeff是光纤的有效截面积，Aeff越小则模场内功率密度越大，非线性效应约明显。不同泵浦波长的有效截面积略有不同。这里泵浦光P1、P2对信号光的增益系数g1和g2是强烈依赖于j的量，正是这个原因我们可以对输出谱进行控制。图3显示了喇曼增益因子的分布情况。纵坐标是增益因子，与增益量成正比。横坐标是泵浦光与信号光之间的频率差。
以上仅是喇曼放大器具有两个泵浦波长的情况下的关系式，经喇曼放大后的光功率与喇曼放大器的泵浦功率之间的关系(即喇曼放大器的输入与输出之间的关系)完全可以根据放大器自身性质推导出来，在此不一一列举。
基于以上分析，控制各波长的泵浦，即可得到不同的增益和增益谱。图4是控制泵浦功率得到不同增益谱的实例，其中横坐标为信号光波长，纵坐标为各波长信号光的增益。图4是通过测试两个泵浦波长(1427nm、1457nm)的喇曼放大器得到的。每条曲线都是某种泵浦功率的设置情况下的增益谱。1427nm泵浦功率越大，短波信号光增益越高，1457nm泵浦功率越大，长波信号光增益越高。图4的结果是在控制总增益一定的条件下得到的，如果同时增加1427nm和1457nm泵浦的功率，则曲线整体向上移，反之则下移。如果将增益谱改为输出谱，得到的结果也类似。
探测光谱特性的原理至此我们知道可以通过控制泵浦功率得到不同的增益谱或输出谱，为了实现自动控制我们必须构造一个自反馈系统以实现闭环过程。基于OPM的反馈系统成本太高，本发明提出了另一种反馈机制用两个(或两个以上)光探测器(PIN)来感知光谱。一个典型的光谱检测光路如图5所示。应注意的是，本发明实施例中使用PIN管作为探测光功率的器件，其感应电流与输入的光功率成正比。但是也可以用APD(雪崩效应二极管)等替代，后者多用于小功率情况，功耗和噪声都较大。
在图5中，所针对的喇曼放大器具有两个泵浦波长，也可以在多个泵浦波长的RAMAN放大器中使用此探测结构。探测方法，反馈方法和控制流程都不变，只是在具体计算泵浦功率改变量时考虑长短波长的总功率配比，而不是文中直接的长短波长单一波长功率配比。由于目前业界普遍采用两个波长的RAMAN放大器，所以本发明中以两波长放大器为例。
在图5中，反馈系统由两个分路器，两个PIN管和一个滤波器实现。这部分光路可以方便地做在喇曼放大器模块和EDFA模块中，直接应用于当前的系统。也可以单独做成简单的小模块，置于任何需要探测光谱特性的地方。我们叫这种小模块为SDM(Spectrum Detect Module)。SDM也可以是纯粹的无源模块，只包括分路器和滤波器，将PIN管设在须控制的模块中。这样可以简化电路通信。
反馈系统也可以是图6所示的形式这里有多个滤波器，每个滤波器只通过部分波长(一个波段)的光，综合所有PIN管的功率即可得到各波段的功率情况进而得知光谱情况。
根据控制目标的不同，可以有不同的控制结构。图7显示了直接控制喇曼放大器的输出光谱的控制结构，其中将SDM置于喇曼放大器后，用来探测喇曼放大器的输出光谱，从而控制喇曼放大器的光谱性能。
图8显示了控制喇曼放大器+EDFA级联光谱特性的控制结构，其中将SDM置于EDFA后，探测EDFA输出光谱的性能，探测结果反馈给喇曼放大器，控制喇曼放大器以影响喇曼放大器+EDFA的级联性能，从而实现控制喇曼放大器+EDFA光谱特性的目的。
当然，SDM的输出也可以反馈给EDFA，通过控制EDFA实现光谱控制的目的。但如何调整EDFA改变光谱特性的方法不在本专利申请的讨论范围之内。
图6所示的反馈系统较易于理解，通过探测各波段功率得到光谱特性，该结构比较直观可靠，但成本高且数据量大算法复杂。图5所示的反馈系统是一个更好的低成本的方案。图5中的滤波器不是通道截止滤波器，而是倾斜插损谱的滤波器。该滤波器不是选择让一部分波长的光通过，而是使各波长的光通过它以后受到的损耗各不相同。经滤波器损耗后的光进入PIN1，而另一路探测光未经滤波器直接进入PIN2，其各波长的损耗相同。
图9是进入两个PIN管的光相对于输出端口的光的损耗谱，横坐标是波长，纵坐标是损耗。由图9可知，进入PIN1的光功率随波长而变化，进入PIN2的则不随波长变化。
采用以上两个PIN管如何实现光谱探测功能呢，为了便于理解，参考图10的例子进行说明。所谓光谱就是各波长信号光的功率差别，光谱整体的长波与短波之间的功率差别称为光谱的倾斜。在通信系统中，由于信号光之间的喇曼效应以及EDFA工作点选取等因素会影响光谱的倾斜，控制光谱的倾斜程度是光放大器控制的主要目的。简单地，如图10所示，仅考虑两波的情况，三种情况下总功率都是2mW。第一种情况下，平坦光经过滤波器以后，总功率为0.6mW。第二种情况下，与滤波器衰减谱倾斜方向相反的光谱经过滤波器以后，总功率为0.8mW。第三种情况下，倾斜方向相同的光谱经过滤波器以后总功率为0.4mW。由此可见，对于相同总功率的光，经过倾斜谱滤波器以后，可以由衰减后的总功率来判断原光谱的倾斜程度。
使用倾斜谱滤波器实际上是对不同波长的信号光功率加权，透过滤波器后的总功率是各信号光功率的加权和，衰减越大的地方权重越小。
PIN1＝∑wiPi(2)PIN2＝∑Pi(3)这里Pi是第i波的信号光功率，wi＝1-mw(ATTi)，ATTi是滤波器对第i波的衰减，取对数单位，即dB。mw()是对数量换算成线性量的函数，mw(x)＝10^(x/10)。其反函数是dB()，将线性量换算成对数量dB(x)＝log(x)/10。一般光传输中关心mW(毫瓦)与dBm(毫分贝)之间的换算，就是采用以上的公式，比如1mW＝0dBm，1000mW＝30dBm。在上例中短波衰减大，长波衰减小，所以短波权重小，长波权重大。
对于总功率一定即PIN2为定值的多波信号光，如果短波功率偏高，长波功率偏低，经过倾斜滤波器以后，短波功率增加的部分对PIN1的正贡献不如长波功率减小的部分对PIN1的负贡献，所以PIN1将减小。反之，PIN1将增大。至此，通过两个PIN管的探测值，我们可以知道当前光谱的倾斜情况。
滤波器倾斜谱的形状要综合考虑PIN管性能、器件成本以及控制过程的简便性。插损的线性值随波长变化最好是线性的，这样控制过程中采用的控制参数才是线性的。反映在对数单位上，插损与波长的关系应是一条对数曲线。另一方面，插损量不能太大也不能太小，插损太大则PIN接收的功率太小，影响灵敏度。插损太小则长短波长的功率相差不大，降低探测结果的精度。本例中采用的插损谱(见图9)，经验证，可实现较好的控制结果。
我们再举一个三个波长情况下的更具体的例子。有三个波长，功率是1，1，2，调整RAMAN放大器，维持总功率，使三个波长功率成为1.5，1，1.5，就是调整成功了。这时PIN1和PIN2的功率与三个波长都是1.33时(理想目标)的功率是相同的。
具体一点，比如三波信号光衰减后剩余10％30％50％，目标功率是每波1.33，则PIN1的目标功率是1.33*0.1+1.33*0.3+1.33*0.5＝1.2，PIN2的目标功率是1.33+1.33+1.33＝4。一开始PIN1功率是1*0.1+1*0.3+2*0.5＝1.4，不符合目标功率，则在保持PIN2的基础上调整泵浦功率，最终得到1.5 1 1.5的三波信号光，这时PIN1功率是1.5*0.1+1*0.3+1.5*0.5＝1.2，调整成功。
本发明的上述实施例中使光信号的一路经过倾斜谱滤波器，另一路直接探测。也有一个可能的方案是探测光分为3路，两路都经过倾斜谱滤波器，两个滤波器的倾斜方向是相反的。第三路不经过滤波器。这样的好处是当信号波长集中在长波或者短波时，精确度更高。也可以把第三路不经过滤波器的去掉，直接通过两路滤波后的光控制光谱。在此方案中，只需将公式(3)PIN2＝∑Pi更改为PIN2＝∑w2iPi，其中w2i是1减去第二个滤波器对第i波的衰减。其过程和方法与上述实施例中的完全相同。
这里必须指出的是，要用这种方法实现输出谱控制，必须知道系统的上波情况。不但要知道上多少波，还要知道上哪几波。要实现这一点需要网管软件和主控软件提供接口。网管软件获知当前的上波情况，通过主控软件下发给RAMAN放大器的控制软件，让该软件拥有当前上波情况的信息。如图10所示的例子，如果两波信号光的波长改变，最终的总功率也会随着改变，因为衰减器对于每波信号光的衰减量就不同了。但是一旦确定了信号光的波长，根据衰减器的插损谱，就可以确定输出平坦的情况下，衰减后的目标总功率。
喇曼放大器的输出谱的控制实现过程采用图7(或图8)所示的光路形成反馈系统以后，可以对喇曼输出谱进行闭环控制了。图13是本发明的喇曼放大器的控制流程图。控制过程分两步1、控制量目标值的确定对于给定的目标输出光谱，PIN1和PIN2的探测功率达到什么值时认为目标达到。2、如何调整系统参量使控制量达到目标值通过调整各泵浦的功率以影响PIN1和PIN2的探测功率，最终使之充分接近目标值。以下分别讨论这两步的实现。
控制量目标值的确定放大器的输出光是信号光与放大的自发辐射噪声光(ASE)的总合，一般ASE功率远小于信号光。在忽略ASE的情况下，计算目标光谱中每波信号光对探测总功率的贡献，然后加起来，就可以得到PIN1、PIN2探测功率的期望值。如果考虑ASE，则要把ASE功率再加上去。
无论是控制增益谱还是输出谱，每波信号光的目标输出功率都是已经确定的。设第i波信号光的目标输出功率是Pi_tag，ASE对PIN1的贡献是ASE1，ASE对PIN2的贡献是ASE2，则PIN1和PIN2的目标功率为PIN1_tag＝∑(w1i*Pi_tag)+ASE1(4)PIN2_tag＝∑(w2i*Pi_tag)+ASE2(5)其中w1i和w2i是第i波信号光在PIN1和PIN2处探测到的功率与输出口处的功率之比，即w1i＝Pi_pin1/Pi_out(6)w2i＝Pi_pin2/Pi_out(7)实际上w1i和w2i是由TAP的插损量和滤波器的插损谱决定的量。
调整放大器工作参数使控制量达到目标值具体地说，就是调整喇曼放大器的各泵浦功率使PIN1和PIN2的功率达到目标值。首先是根据控制量的目标值确定各泵浦的初始功率，依据此初始功率给各泵浦上电。探测控制量的当前值，计算与目标值的差别，根据其差别调整各泵浦功率，使之最终与目标值一致。
通过对上述公式(1)的分析，泵浦功率(单位mW)与增益(单位dB)的关系是线性的。我们以两个泵浦波长的喇曼放大器为例进行实验，通过实验得知，泵浦功率与PIN1和PIN2的功率关系也是线性的，如图11和12所示。
由以上结果可以总结出以下线性公式α27α57β27β57P27P57+C1C2=dBPIN1dBPIN2---(8)]]>则其差量公式为α27α57β27β57ΔP27ΔP57=ΔdBPIN1ΔdBPIN2---(9)]]>由实验结果统计得到的系数矩阵α27α57β27β57=0.018940.020890.016850.02350---(10)]]>其中，dBPIN1与dBPIN2分别是两个探测器PIN1与PIN2探测到的光功率，取对数单位(dBm)。上文提到这两个量与泵浦功率是成线性关系的，α27，β27，α57，β57，C1，C2，就是此线性关系的系数。其取值由业务配置情况和光纤链路情况决定。通过以上公式，即可通过当前控制量与目标量的差值 计算得到泵浦功率的改变量 系统运行过程中不断地探测PIN1和PIN2的值，不断调整各泵浦的功率，使系统性能始终满足要求。
由于喇曼放大器采用线路光纤作为增益介质，所以系数矩阵 的取值随线路情况而改变。线路光纤种类，线路插损分布甚至光纤的缓慢变化都会影响系数矩阵的取值。所以实际应用中需要实时采集该控制参数。方法是刚开始工作的时候，采集几组泵浦功率对应的PIN功率变化的值，类似上文中的实验，但采样点不用那么多，以两个泵浦波长为例，取4个点即可计算出系数矩阵。将来根据实测的系数矩阵进行工作。为了避免光纤状态缓变对控制结果的影响，根据控制过程中泵浦功率对应的PIN功率的实际结果，可以实时地修正控制参数。也可以一开始采用缺省的控制参数，省略专门的探测过程，直接根据控制过程的中间结果实时修正控制参数。
权利要求
1.一种光谱检测方法，包括以下步骤在传输具有n个波长的光信号的传输线路中设置至少一个第一分路和一个第二分路，其中n是大于1的整数；使所述至少一个第一分路中的光信号分别通过具有倾斜插损谱的滤波器后，分别检测滤波后的光信号的功率；直接检测第二分路中的光信号的功率；根据所述至少一个第一分路中的光信号的功率和所述第二分路中的光信号的功率确定在所述传输线路中传输的所述光信号的光谱。
2.根据权利要求1所述的光谱检测方法，其中所述滤波器的倾斜谱是线性的。
3.根据权利要求1所述的光谱检测方法，其中所述至少一个第一分路包括两个第一分路，两个第一分路中的滤波器的倾斜谱的倾斜方向相反。
4.一种光谱检测装置，用于检测在传输线路中传输的具有n个波长的光信号的光谱，其中n是大于1的整数，该装置包括至少一个第一分路器和一个第二分路器，设置在所述传输线路上，用于分接出所述光信号；分别与所述至少一个第一分路器连接的具有倾斜插损谱的滤波器，用于对相应的光信号进行滤波；分别与所述滤波器连接的第一功率检测器，用于检测滤波后的光信号的功率；第二功率检测器，直接与第二分路器连接以检测其中的光信号的功率。
5.根据权利要求4所述的光谱检测装置，其中所述滤波器的倾斜谱是线性的。
6.根据权利要求4所述的光谱检测装置，其中所述至少一个第一分路器包括两个第一分路器，两个第一分路器中的滤波器的倾斜谱的倾斜方向相反。
7.根据权利要求4所述的光谱检测装置，其中所述分路器和所述滤波器设置在一个独立的无源模块中，所述功率检测器设置在要使用其检测结果的装置内。
8.根据权利要求4所述的光谱检测装置，其中所述功率检测器是PIN结光电二极管。
9.根据权利要求4所述的光谱检测装置，其中所述光谱检测装置设置在喇曼放大器内。
10.一种喇曼放大器的反馈控制方法，包括以下步骤根据目标输出光谱，确定喇曼放大器的控制量目标值；根据控制量目标值，确定喇曼放大器的泵浦功率初始值并加载；检测控制量的当前值；判断当前值与目标值之差是否在容许范围内；如果不在容许范围内，则根据该差值调整泵浦功率并加载。
11.根据权利要求10所述的反馈控制方法，其中在所述调整泵浦功率的步骤中使用的依赖于线路的控制参数被实时修正。
12.根据权利要求11所述的反馈控制方法，其中在所述确定控制量目标值的步骤之前执行校准所述控制参数的步骤。
13.根据权利要求10所述的反馈控制方法，其中设喇曼放大器放大的光信号具有n个波长，n是大于1的整数，所述检测控制量的当前值的步骤包括以下步骤在传输具有n个波长的光信号的传输线路中设置至少一个第一分路和一个第二分路；使所述至少一个第一分路中的光信号分别通过具有倾斜插损谱的滤波器后，分别检测滤波后的光信号的功率；直接检测第二分路中的光信号的功率；根据所述至少一个第一分路中的光信号的功率和所述第二分路中的光信号的功率确定在所述传输线路中传输的所述光信号的光谱，其中所述各功率值即为所述控制量。
14.根据权利要求13所述的反馈控制方法，其中所述滤波器的倾斜谱是线性的。
15.根据权利要求13所述的反馈控制方法，其中所述至少一个第一分路包括两个第一分路，两个第一分路中的滤波器的倾斜谱的倾斜方向相反。
16.一种喇曼放大器的反馈控制装置，包括光谱检测装置，用于检测喇曼放大器的输出光信号的光谱；控制装置，用于根据控制量目标值确定喇曼放大器的泵浦功率初始值并加载，并根据光谱检测装置检测的光谱，判断控制量目标值与当前值之差是否在容许范围内，如果不在容许范围内，则根据该差值调整喇曼放大器的泵浦功率并加载。
17.根据权利要求16所述的反馈控制装置，还包括控制参数修正装置，用于实时修正在调整泵浦功率时使用的依赖于线路的控制参数。
18.根据权利要求17所述的反馈控制装置，还包括控制参数校准装置，用于在确定泵浦功率初始值之前校准所述控制参数。
19.根据权利要求16所述的反馈控制装置，其中设喇曼放大器放大的光信号具有n个波长，n是大于1的整数，所述光谱检测装置包括至少一个第一分路器和一个第二分路器，设置在所述传输线路上，用于分接出所述光信号；分别与所述至少一个第一分路器连接的具有倾斜插损谱的滤波器，用于对相应的光信号进行滤波；分别与所述滤波器连接的第一功率检测器，用于检测滤波后的光信号的功率；第二功率检测器，直接与第二分路器连接以检测其中的光信号的功率。
20.根据权利要求19所述的反馈控制装置，其中所述滤波器的倾斜谱是线性的。
21.根据权利要求19所述的反馈控制装置，其中所述至少一个第一分路器包括两个第一分路器，两个第一分路器中的滤波器的倾斜谱的倾斜方向相反。
22.一种光中继单元，包括喇曼放大器及其反馈控制装置，其中，所述反馈控制装置包括光谱检测装置，用于检测喇曼放大器的输出光信号的光谱；控制装置，用于以控制量目标值确定喇曼放大器的泵浦功率初始值并加载，并根据光谱检测装置检测的光谱，判断控制量目标值与当前值之差是否在容许范围内，如果不在容许范围内，则根据该差值调整喇曼放大器的泵浦功率并加载。
23.根据权利要求22所述的光中继单元，其中在喇曼放大器和光谱检测装置之间连接有掺铒光纤放大器，所述控制装置对喇曼放大器和掺铒光纤放大器的级联光谱特性进行控制。
24.根据权利要求22或23所述的光中继单元，其中设喇曼放大器放大的光信号具有n个波长，n是大于1的整数，所述光谱检测装置包括至少一个第一分路器和一个第二分路器，设置在所述传输线路上，用于分接出所述光信号；分别与所述至少一个第一分路器连接的具有倾斜插损谱的滤波器，用于对相应的光信号进行滤波；分别与所述滤波器连接的第一功率检测器，用于检测滤波后的光信号的功率；第二功率检测器，直接与第二分路器连接以检测其中的光信号的功率。
25.根据权利要求24所述的光中继单元，其中所述至少一个第一分路器包括两个第一分路器，两个第一分路器中的滤波器的倾斜谱的倾斜方向相反。
全文摘要
光谱检测装置和方法以及喇曼放大器反馈控制装置和方法。本发明的光谱检测装置用于检测在传输线路中传输的具有n个波长的光信号的光谱，其中n是大于1的整数，该装置包括至少一个第一分路器和一个第二分路器，设置在所述传输线路上，用于分接出所述光信号；分别与所述至少一个第一分路器连接的具有倾斜插损谱的滤波器，用于对相应的光信号进行滤波；分别与所述滤波器连接的第一功率检测器，用于检测滤波后的光信号的功率；第二功率检测器，直接与第二分路器连接以检测其中的光信号的功率。本发明可以实现廉价的光谱检测装置和增益谱可控的喇曼放大器，提高光传输系统的可靠性和灵活性。通过将探测点放在不同位置，还可以实现联合控制。
文档编号H04B10/12GK1743936SQ20041007416
公开日2006年3月8日 申请日期2004年9月1日 优先权日2004年9月1日
发明者林东 申请人:华为技术有限公司