光纤拉曼放大器的在线监控方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种光纤拉曼放大器的在线监控装置和办法，包括智能控制系统，其又包括一透射频率可调谐的FP腔，光探测器和主控模块，所述FP腔扫描信号通道后输出信号给光探测器，所述光探测器将其转换为电信号，再发送到主控模块。本发明成本低，易于实现，便于推广和商业化；受环境影响小，信号扫描是一个动态过程，只与控制量，比如热、电、磁的相对调谐量相关，而且调谐范围较小，不受环境影响，便于控制；应用广，可应用于任何波长不受限制的单信道系统或固定间隔波长的多信道系统。
【专利说明】光纤拉曼放大器的在线监控方法和装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及光通讯领域，尤其涉及分布式光纤拉曼放大器领域。
【背景技术】
[0002]光纤放大器是光通讯系统中关键的模块，随着40Gb/s光通讯系统开始大量部署，100Gb/s乃至400Gb/s系统的实际应用也逐渐提上日程，预计未来40Gb/s已上系统中50%以上都需要用到光纤拉曼放大器或混合放大器(拉曼放大器和掺铒光纤放大器组合使用)，这是因为拉曼放大器具有低噪声，高带宽，低非线性效应的特点。
[0003]光纤拉曼放大器一般采用分布式放大，即放大过程是在传输光纤上利用拉曼效应完成的，相对于传统的分立式掺铒光纤放大器，拉曼放大器要求更高的泵浦入纤功率，由于分布式的特性，输入光信号功率检测无法在模块内部完成，因而带来一些新的问题:1)当传输光纤断裂时，由于模块内部无法检测到这一信息，泵浦会一直处于打开状态，这对于使用者和环境都会造成很大的安全隐患；2)当传输信号丢失时，拉曼效应仍然会产生自发辐射光，这些自发辐射会被后级放大器逐级放大，最终到达接收端而对系统造成严重干扰。为了解决以上问题，中国专利CN1404237A描述了一种利用Interleaver器件分开信号光和自发辐射光的方法，可以有效解决以上问题，但其缺点是成本高，封装尺寸大，不利于大规模使用及未来模块的小型化要求；而美国专利US.6，423，963利用额外的监控通道来判断光纤的通断，却无法判断信号光的有无，而且并不是所有的光通讯系统都有加载监控通道，使得这种方法的实用性和通用性受到很大限制。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种光纤拉曼放大器的在线监控装置和方法，采用可调谐光学FP腔，扫描一个小的频率间隔，可以输出不同的透射谱强度在时域的分布，通过不同的分布形状来判断否存在有效信号输入。克服了上述技术中存在的问题，成本低，易于实现，便于推广和商业化。
[0005]本发明采用以下技术方案来实现:一种光纤拉曼放大器的在线监控装置，包括智能控制系统，其又包括一透射频率可调谐的FP腔，光探测器和主控模块，所述FP腔扫描信号通道后输出信号给光探测器，所述光探测器将其转换为电信号，再发送到主控模块。
[0006]优选的，所述FP腔和光探测器封装在一个壳体中，或独立封装。
[0007]一种光纤拉曼放大器的在线监控办法，包括以下步骤:
步骤1、施加调谐于FP腔；
步骤2、监测信号输入监控装置，FP腔对监测信号进行多通道同时扫描；
步骤3、根据扫描结果，FP腔输出透射谱强度在时域上的分布，并由光探测器转换成电信号;
步骤4、主控模块接收电信号，判断主光路中是否存在有效信号，并控制泵浦激光组开启或关闭。
[0008]优选的，在步骤I中，调谐方法是加热；或是在FP腔内内置电光材料，施加连续改变的电流或电压于电光材料上；或是在FP腔内内置磁光材料,施加连续改变的磁场于磁光材料上。
[0009]本发明成本低，易于实现，便于推广和商业化；受环境影响小，信号扫描是一个动态过程，只与控制量，比如热、电、磁的相对调谐量相关，而且调谐范围较小，不受环境影响，便于控制；应用广，可应用于任何波长不受限制的单信道系统或固定间隔波长的多信道系统。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是拉曼放大器的应用原理图；
图2是本发明的具体实施例的通道对准时原理示意图；
图3是本发明的具体实施例的通道不对准时原理示意图；
图4是本发明的具体实施例的无信号光时原理示意图；
图5是本发明的有信号光时透射光强的时域谱线；
图6是本发明的无信号光时透射光强的时域谱线；
附图标号说明:1、传输光纤；2、波分复用器；3、分光耦合器；4、智能控制系统；5、泵浦激光组；6、泵浦光；7、输入光；8、信号输出端；9、信号；10、检测信号；100、输入信号光；10UASE ;11、打开/关闭激光组信号；12、激光信号；13、FP腔；14、光探测器；15、主控模块；16、电信号；171、输出光；172、输出光；173、输出光；19、调谐。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0012]如图1所示，描述了分布式光纤拉曼放大器在光纤通信系统中的应用。传输光纤I与波分复用器2输入端相接，波分复用器2是一个三端口光纤器件，其泵浦输入端与泵浦激光组5输出端相连接；其信号输出端8与分光I禹合器3相连,分光I禹合器3有两个输出端，一个输出端用于输出放大后的信号9，另一输出端与智能控制系统4相连，智能控制系统4通过检测信号10来控制泵浦激光组5的开和关。
[0013]具体的过程如下:输入光信号7在传输光纤I上正向传输，泵浦光6反向传输，信号光7在泵浦光6的作用下在传输光纤I上经过拉曼效应被放大，放大后的信号光经过波分复用器2后进入到分光耦合器3，分光耦合器3将放大后的信号光分成两束，大比例输出的一端作为输出信号9输出，小比例输出的一端作为检测信号10进入智能控制系统4，智能控制系统4利用检测信号10进行判断，如果判断的结果说明存在信号光，则开启泵浦激光组5，反之，则关闭泵浦激光组5。
[0014]如图2，3，4所示，主要描述的是本发明具体实施例的工作原理。光纤拉曼放大器的在线监控装置，包括智能控制系统，智能控制系统又包括一个透射频率可调谐的FP腔
13、一个光探测器14和主控模块15，FP腔13扫描信号通道后输出信号给光探测器14，光探测器14将其转换为电信号，再发送到主控模块15。FP腔13和光探测器14可以封装在一个壳体里，也可以独立封装。
[0015]还有，一种光纤拉曼放大器的在线监控办法，包括以下步骤: 步骤1、施加调谐于FP腔；
步骤2、监测信号输入监控装置，FP腔对监测信号进行多通道同时扫描，扫描一个小的频率间隔，；
步骤3、根据扫描结果，FP腔输出透射谱强度在时域上的分布，并由光探测器转换成电信号;
步骤4、主控模块接收电信号，判断主光路中是否存在有效信号，并控制泵浦激光组开启或关闭。
[0016]在FP腔上施加调谐方法，比如:通过加热；或是在FP腔内内置电光材料，施加连续改变的电流或电压于电光材料上；或是在FP腔内内置磁光材料,施加连续改变的磁场于磁光材料上。通过连续改变材料的折射率，从而实现连续调谐整个FP腔的输出谱线。
[0017]当系统中有信号输入时，设定好的光学FP腔13将对信号进行多通道同时扫描，其中信道间隔由光学FP腔13本身决定，即FP腔13的自由光谱范围FSR，在扫描过程中将再现系统中的输入信号与ASE噪声。若系统是单波长工作，在扫描过程中，当FP腔13任一透过通道与输入信道对准时，则输出较强的信号光，而在信号通道附近的扫描只能输出微弱的ASE光，这样得到透过FP腔13的强度信号在时间域上会有一个突然的增大；若系统是多通道情况且通道间隔一样时，同样的，在扫描过程中，总会同时有多个波长对准FP腔13的透过峰，输出较强的信号光，而信号光两边则只有探测到微弱的信号光，不同的是，多通道情况下可能在时间域上会输出多个较强的峰值；若不存在信号光，无论对于多通道或单通道，都只是输出自发辐射光ASE，由于自发辐射光在小范围内连续且平坦，通过FP腔扫描后得到的时间谱线不存在较强的峰值，这样就可以有效区分出光通讯系统中是否信号光还是仅仅是ASE光。
[0018]如图2所示，为通道对准时的原理示意图。输入信号光100为等间隔频率信号波形，施加调谐19于光学FP腔13上，在时间tl点，使等间隔的系列波长对准输出光171，输出光171进入光探测器14被转换为电信号16，参考图5中时间tl和t3时间点，此强度信号可传递到主控模块15。判断主光路是存在信号光，输出打开泵浦激光组信号11。
[0019]如图3所示,为通道不对准时的原理示意图。显示当调谐在t2时间点时偏离输入通道间隔时，得到ASE光强输出光172，参考图5中t2点光强，同样转换为电信号传递给主控模块15，主控模块15通过透射光强在时间域的分布图5，判断主光路是存在信号光，输出打开泵浦激光组信号11。
[0020]当光路中不存在信号光而全部是ASE光时，如图4所示，扫描的结果得到的是在时间域平坦的强度输出谱线，如图6所示，此时判断光路无信号光存在，输出关闭激光器泵浦信号11。
[0021]以上扫描过程重复进行，扫描频率间隔长度可以通过软件来改变。
[0022]尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种光纤拉曼放大器的在线监控装置，其特征在于，包括智能控制系统，其又包括一透射频率可调谐的FP腔，光探测器和主控模块，所述FP腔扫描信号通道后输出信号给光探测器，所述光探测器将其转换为电信号，再发送到主控模块。
2.如权利要求1所述的一种光纤拉曼放大器的在线监控装置，其特征在于，所述FP腔和光探测器封装在一个壳体中，或独立封装。
3.一种光纤拉曼放大器的在线监控办法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤1、施加调谐于FP腔； 步骤2、监测信号输入监控装置，FP腔对监测信号进行多通道同时扫描； 步骤3、根据扫描结果，FP腔输出透射谱强度在时域上的分布，并由光探测器转换成电信号; 步骤4、主控模块接收电信号，判断主光路中是否存在有效信号，并控制泵浦激光组开启或关闭。
4.如权利要求3所述的一种光纤拉曼放大器的在线监控办法，特征在于，在步骤I中，调谐方法是加热；或是在FP腔内内置电光材料，施加连续改变的电流或电压于电光材料上；或是在FP腔内内置磁光材料,施加连续改变的磁场于磁光材料上。
【文档编号】H04B10/077GK104243024SQ201310234707
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年6月14日 优先权日:2013年6月14日
【发明者】张党卫, 吴砺, 赵武丽, 林斌 申请人:福州高意通讯有限公司