一种基于光谱分析仪的光放大器分析方法及系统与流程

本发明涉及光放大器分析，特别是涉及一种基于光谱分析仪的光放大器分析方法及系统。

背景技术：

1、本部分的陈述仅仅是提到了与本发明相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

2、随着计算机网络及其数据业务的飞速发展，长距离光纤传输系统的通信容量及传输准确性要求日益提高，波分复用技术的发展与光纤放大器的技术成熟化使得光纤的通信容量得到长足的提升，波分复用技术使得通信容量从原来的10gbit/s升高到10tbit/s左右。光放大器主要应用于光纤通信中，起到放大信号，补偿传输过程中的损耗的作用。光纤通信系统是以光波作为载波，以光纤作为传播介质的通信系统，主要由光发信机、光收信机、光纤或光缆、中继器和光无源器件等五个部分组成，其中，光放大器主要在光收信机中，补偿光信号以满足光接收条件。

3、光放大器对每个波长的增益不同造成增益谱不平坦，增益谱不平坦的放大器级联起来会造成不同波长接收机的接收功率和osnr有很大不同。为了保证光纤通信系统的良好运行，要进行增益谱平坦，使每个波长的增益大致相同。为了获得更好的放大器增益平坦性，对检测光放大器增益性能的研究方法提出了更高要求，便于对edfa的增益进行调节。然而现有技术中，应用于edfa性能测试的仪器集成化程度不高，需要多个模块进行装配及调试；测试算法中的噪声拟合准确性有所欠缺。

技术实现思路

1、为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种基于光谱分析仪的光放大器分析方法及系统，操作简便、计算噪声鲁棒性好、普适性广。

2、第一方面，本发明提供了一种基于光谱分析仪的光放大器分析方法；

3、一种基于光谱分析仪的光放大器分析方法，包括：

4、获取原始光谱数据与经光放大器放大后的光谱信号数据，通过小波变换提取原始光谱数据与放大后的光谱信号数据中的噪声信号波段和光信号载波波段；其中，所述原始光谱数据与放大后的光谱信号数据通过光谱分析仪获取；

5、分别筛选原始光谱数据与放大后的光谱信号数据中光信号载波波段的最大值作为峰值功率；

6、分别在噪声信号波段通过多项式拟合光载波波段中的光噪声功率，根据峰值功率和光噪声功率，计算各个载波波段范围内的增益系数。

7、进一步的，设置自适应的小波变换时频窗口，分割噪声信号波段和光信号载波波段。

8、进一步的，所述增益系数表示为：

9、gi＝(pampi-laseampi)/(pinii-laseinii)

10、其中，gi为某波段的增益系数，pampi为放大后的光谱信号i波段的峰值功率，laseampi为放大后的光谱信号i波段计算的噪声(ase)功率，pini为原始光谱信号i波段的峰值功率，laseinii为原始光谱信号i波段的计算的噪声(ase)功率，i表示不同的光载波波段。

11、进一步的，所述分别在噪声信号波段通过多项式拟合光载波波段中的光噪声功率包括：

12、根据从原始光谱数据中筛选出的光信号载波波段，利用两侧的噪声波段通过多项式拟合出在光载波波段的光噪声，记录光噪声功率；

13、根据放大后的光谱信号数据中筛选出的光信号载波波段，利用两侧的噪声波段通过多项式拟合出在光载波波段的光噪声，记录光噪声功率。

14、进一步的，所述原始光谱数据为原始光谱信号的光谱波长及光谱波长对应的光功率，所述放大后的光谱信号数据为放大后的光谱信号的光谱波长及光谱波长对应的光功率。

15、第二方面，本发明提供了一种基于光谱分析仪的光放大器分析系统；

16、一种基于光谱分析仪的光放大器分析系统，用于实现上述基于光谱分析仪的光放大器分析方法；包括光源、光放大器、光谱分析仪和主控计算机；

17、所述光源用于发出原始光源信号，所述光放大器用于将原始光源信号放大，所述主控计算机用于控制光谱分析仪的测试参数，所述光谱分析仪用于根据相同的测试参数采集原始光源信号和放大后的原始光源信号，并执行如下步骤：

18、获取原始光谱数据与放大后的光谱信号数据，通过小波变换提取原始光谱数据与放大后的光谱信号数据中的噪声信号波段和光信号载波波段；其中，所述原始光谱数据与放大后的光谱信号数据由光谱分析仪采集；

19、分别筛选原始光谱数据与放大后的光谱信号数据中光信号载波波段的最大值作为峰值功率；

20、分别在噪声信号波段通过多项式拟合光载波波段中的光噪声功率，根据峰值功率和光噪声功率，计算各个载波波段范围内的增益系数。

21、进一步的，所述光源通过光纤与所述光谱分析仪连接，所述光源通过光纤与所述光放大器连接，所述光放大器通过光纤与所述光谱分析仪连接；

22、所述光谱分析仪与所述主控计算机通信连接。

23、进一步的，所述主控计算机分别与所述光源和所述光放大器通信连接，所述主控计算机还用于控制所述光源和所述光放大器的启动运行。

24、进一步的，所述主控计算机还用于控制所述光放大器的放大参数。

25、第三方面，本发明提供了一种基于光谱分析仪的光放大器分析系统，包括包括光源、光放大器、光谱分析仪和主控计算机；

26、所述光源用于发出原始光源信号，所述光放大器用于将原始光源信号放大，所述主控计算机用于控制光谱分析仪的测试参数和光放大器的放大参数，所述光谱分析仪用于根据相同的测试参数采集原始光源信号和放大后的原始光源信号，根据原始光源信号和放大后的原始光源信号，生成原始光谱数据与放大后的光谱信号数据并传输至所述主控计算机：

27、所述主控计算机还用于执行如下步骤：

28、获取原始光谱数据与放大后的光谱信号数据，通过小波变换提取原始光谱数据与放大后的光谱信号数据中的噪声信号波段和光信号载波波段；其中，所述原始光谱数据与放大后的光谱信号数据由光谱分析仪采集；

29、分别筛选原始光谱数据与放大后的光谱信号数据中光信号载波波段的最大值作为峰值功率；

30、分别在噪声信号波段通过多项式拟合光载波波段中的光噪声功率，根据峰值功率和光噪声功率，计算各个载波波段范围内的增益系数。

31、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

32、1、本发明提供的技术方案，基于光谱分析仪进行记录测试，能够更好的减少人为参与影响因素，有利于测试准确性的提高。

33、2、本发明提供的技术方案，提出基于小波变换的ase噪声曲线拟合方法，从而分析光放大器的增益效果，信噪比和ase噪声等性能指标，有益于拟合各个载波信号的噪声曲线，达到分析光放大器的增益效果的目的。

技术特征：

1.一种基于光谱分析仪的光放大器分析方法，其特征是，包括：

2.如权利要求1所述的基于光谱分析仪的光放大器分析方法，其特征是，设置自适应的小波变换时频窗口，分割噪声信号波段和光信号载波波段。

3.如权利要求1所述的基于光谱分析仪的光放大器分析方法，其特征是，所述增益系数表示为：

4.如权利要求1所述的基于光谱分析仪的光放大器分析方法，其特征是，所述分别在噪声信号波段通过多项式拟合光载波波段中的光噪声功率包括：

5.如权利要求1所述的基于光谱分析仪的光放大器分析方法，其特征是，

6.一种基于光谱分析仪的光放大器分析系统，其特征是，用于实现权利要求1-5任一项所述的基于光谱分析仪的光放大器分析方法；包括光源、光放大器、光谱分析仪和主控计算机；

7.如权利要求6所述的基于光谱分析仪的光放大器分析系统，其特征是，所述光源通过光纤与所述光谱分析仪连接，所述光源通过光纤与所述光放大器连接，所述光放大器通过光纤与所述光谱分析仪连接；

8.如权利要求6所述的基于光谱分析仪的光放大器分析系统，其特征是，所述主控计算机分别与所述光源和所述光放大器通信连接，所述主控计算机还用于控制所述光源和所述光放大器的启动运行。

9.如权利要求6所述的基于光谱分析仪的光放大器分析系统，其特征是，所述主控计算机还用于控制所述光放大器的放大参数。

10.一种基于光谱分析仪的光放大器分析系统，其特征是，用于实现基于权利要求1-3任一项所述的基于光谱分析仪的光放大器分析方法，包括光源、光放大器、光谱分析仪和主控计算机；

技术总结
本发明公开了一种基于光谱分析仪的光放大器分析方法及系统，属于光放大器分析技术领域。包括获取原始光谱数据与经光放大器放大后的光谱信号数据，通过小波变换提取原始光谱数据与放大后的光谱信号数据中的噪声信号波段和光信号载波波段；分别筛选原始光谱数据与放大后的光谱信号数据中光信号载波波段的最大值作为峰值功率；分别在噪声信号波段通过多项式拟合光载波波段中的光噪声功率，根据峰值功率和光噪声功率，计算各个载波波段范围内的增益系数。能够减少人为参与影响因素，有利于光放大器测试准确性的提高，解决了现有技术中存在“应用于EDFA性能测试的仪器集成化程度不高，需要人为装配和调试”的问题。

技术研发人员：刘彦良,李志增,吴威,刘磊,刘志明,张洋,刘加庆
受保护的技术使用者：中电科思仪科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13