一种自动增益光纤放大器及光功率损耗的增益方法与流程

本发明涉及光通信，特别是涉及一种自动增益光纤放大器及光功率损耗的增益方法。

背景技术：

1、波分复用光传输系统中，光纤放大器是补偿器件光功率插损和链路光功率损耗的必须手段。其中，掺铒光纤放大器是最常见的光纤放大器方案。掺铒光纤放大器一般分为放在光纤输入端的前置放大器，放大业务光信号达到一定的入纤功率，以及放在光纤输出端的预放大器，用来补偿光纤链路的损耗。

2、由于波分复用光传输系统多个业务光同时在光纤中传输，而业务光的数量根据实际应用可能动态发生变化，因此波分复用光传输系统中的掺铒光纤放大器多采用和光纤链路损耗匹配的恒增益工作模式，即总输入或总输出功率随业务波的数量动态变化，恒定光放大器增益保证单信道功率基本保持不变。

3、预放大器的增益主要用于补偿光纤链路的损耗，而光纤链路的损耗在不同应用场景下不同，甚至在同一应用场景下可能根据外界环境发生动态变化，具体的，光纤链路损耗受到光纤长度、光纤路径中端口到端口的插损以及光纤中修复点的质量影响，同时，光纤在外界环境中逐渐老化或者受到挤压等情况下，也会影响光纤链路损耗。实际应用中，预放大器检测到的光功率与光纤损耗和业务光波长数量均有关，如果无其它通信方式传递发射端的功率，在无法确定波长数量的情况下，预放大器无法根据自身对光功率的探测，来自动选择合适的增益，以匹配光纤链路的损耗。往往需要通过人工配置或网管系统统筹光纤输入输出两端的功率，计算链路损耗，来进行预放大器增益的配置。

4、鉴于此，克服该现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种自动增益光纤放大器及光功率损耗的增益方法，解决在无法确定波长数量的情况下，预放大器无法根据自身对光功率的探测，来自动选择合适的增益，以匹配光纤链路的损耗的问题。

2、本发明采用如下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种自动增益光纤放大器，包括：前置放大器、传输光纤、预放大器和增益调整模块；

4、所述前置放大器的输出端通过传输光纤和所述预放大器的一个输入端耦合，适用于对初始光信号进行放大，得到放大光信号，其中，放大光信号中携带有ase噪声，该ase噪声是所述前置放大器工作时所产生的；

5、所述传输光纤适用于传输放大光信号；

6、所述增益调整模块的输入端和传输光纤耦合，所述增益调整模块的输出端和所述预放大器的另一个输入端耦合，适用于检测从所述放大光信号中分离出来的ase噪声的光功率大小，以得到ase光功率探测值，并根据所述ase光功率探测值和ase光功率设定值动态设置所述预放大器的目标增益；

7、所述预放大器适用于根据所述目标增益对放大光信号进行补偿，以动态补偿所述传输光纤所引入的链路损耗。

8、进一步地，所述自动增益光纤放大器还包括滤波器，所述滤波器设置在所述前置放大器和所述预放大器之间，其中：

9、所述滤波器的输入端和所述传输光纤耦合，所述滤波器的一个输出端和所述增益调整模块连接，所述放大光信号通过所述传输光纤后直接到达所述滤波器，所述滤波器适用于分离出放大光信号中预设波长范围内的ase噪声，并将该ase噪声发送给所述增益调整模块；

10、所述滤波器的另一个输出端和所述预放大器耦合，适用于向所述预放大器传输分离后的放大光信号。

11、进一步地，所述增益调整模块还用于计算所述ase光功率探测值和所述ase光功率设定值的差值，并将其作为放大光信号在传输光纤中的链路损耗值；

12、所述增益调整模块还用于根据不同的增益补偿需求，将所述链路损耗值为基准进行增益设置；当需要对放大光信号的链路损耗进行完全补偿时，将目标增益的大小设置为和链路损耗值相同；当不需要对放大光信号的链路损耗进行完全补偿时，将增益目标的大小设置在链路损耗值大小的预定范围内。

13、进一步地，所述自动增益光纤放大器还包括滤波器，所述滤波器设置在所述预放大器之后，其中：

14、所述滤波器的输入端和所述预放大器的输出端耦合，所述滤波器的一个输出端和所述增益调整模块连接，所述放大光信号经过所述预放大器进行补偿后到达所述滤波器，所述滤波器适用于分离出补偿后的所述放大光信号中预设波长范围内的ase噪声，并将所述ase噪声发送给所述增益调整模块。

15、进一步地，所述增益调整模块调整目标增益的大小，直至所述增益调整模块检测到的ase光功率探测值等于所述ase光功率设定值。

16、进一步地，所述自动增益光纤放大器还包括：第一mcu控制器、第一收发单元、第二mcu控制器、第二收发单元、填充光信号发生器、本地光信号发生器和合波装置，其中：

17、所述本地光信号发生器与所述合波装置连接，适用于向所述合波装置发送本地业务信号；

18、所述填充光信号发生器与所述合波装置连接，适用于向所述合波装置发送填充信号；

19、所述合波装置用于获取网络业务信号，以及本地业务信号和填充信号两者中的一个，并将获取的各个信号耦合成总业务光；

20、所述第一mcu控制器与所述填充光信号发生器和所述本地业务信号发生器连接，当本地业务信号发生掉线时，所述第一mcu控制器用于控制所述填充光信号发送填充信号，以替代所述本地业务信号；

21、所述第一收发单元和所述第二收发单元进行通信，以将本地业务信号发生掉线的通知信息发送给第二mcu控制器；

22、所述第二mcu控制器与所述增益调整模块连接，适用于根据所述通知信息控制所述增益调整模块进行增益设置，使得所述预放大器避开所述填充信号的光放大，将预放大器中的放大光调制到针对有效光信号进行增益补偿。

23、第二方面，本发明提供一种光功率损耗的增益方法，应用在如第一方面所述的自动增益光纤放大器上，包括：

24、所述前置放大器对初始光信号进行放大，得到放大光信号，其中，放大光信号中携带有ase噪声，该ase噪声是所述前置放大器工作时所产生的；

25、通过所述增益调整模块检测从所述放大光信号中分离出来的ase噪声的光功率大小，以得到ase光功率探测值；

26、根据所述ase光功率探测值和所述ase光功率设定值动态设置所述预放大器的目标增益；

27、所述预放大器根据所述目标增益对放大光信号进行补偿，以动态补偿所述传输光纤所引入的链路损耗。

28、进一步地，所述增益方法还包括：

29、滤波器接收来自于所述传输光纤的所述放大光信号，从放大光信号中分离出预设波长范围内的ase噪声，并将该ase噪声发送给所述增益调整模块；或，

30、滤波器接收经过所述预放大器补偿后的所述放大光信号，从补偿后的所述放大光信号中分离出预设波长范围内的ase噪声，并将所述ase噪声发送给所述增益调整模块。

31、进一步地，所述根据所述ase光功率探测值和ase光功率设定值动态设置预放大器的目标增益具体为：

32、计算所述ase光功率探测值和所述ase光功率设定值的差值，并将其作为放大光信号在传输光纤中的链路损耗值；

33、根据不同的增益补偿需求，将所述链路损耗值为基准进行增益设置；

34、当需要对放大光信号的链路损耗进行完全补偿时，将目标增益的大小设置为和链路损耗值相同；当不需要对放大光信号的链路损耗进行完全补偿时，将增益目标的大小设置在链路损耗值大小的预定范围内。

35、进一步地，当所述放大光信号经过所述预放大器增益补偿后到达所述滤波器时，所述根据所述ase光功率探测值和ase光功率设定值动态设置预放大器的目标增益具体为：

36、调整目标增益的大小，直至所述增益调整模块检测到的ase光功率探测值等于所述ase光功率设定值。

37、进一步地，所述增益方法还包括：通过所述前置放大器对初始光信号进行合波损耗补偿。

38、进一步地，所述增益方法还包括：

39、当所述本地业务信号掉线时，所述第一mcu控制器控制所述填充光信号发生器向所述合波装置发送填充信号，以替代所述本地业务信号；

40、所述第一收发单元和所述第二收发单元进行通信，以将本地业务信号发生掉线的通知信息发送给第二mcu控制器；

41、所述第二mcu控制器根据通知信息，控制所述增益调整模块进行增益设置；使得所述预放大器避开所述填充信号的光放大，将预放大器中的放大光调制到针对有效光信号进行增益补偿；

42、当所述本地业务信号恢复后，所述预放大器恢复对所述放大光信号整体的增益补偿。

43、在本发明中，通过所述前置放大器对初始光信号进行放大，得到放大光信号，放大光信号中携带有ase噪声，所述传输光纤适将放大光信号传输到所述预放大器端，所述增益调整模块检测从所述放大光信号中分离出来的ase噪声的光功率大小，以得到ase光功率探测值，并根据所述ase光功率探测值和ase光功率设定值动态设置所述预放大器的目标增益，所述预放大器根据所述目标增益对放大光信号进行补偿，使得在无法确定波长数量的情况下，所述预放大器能够根据所述目标增益动态补偿所述传输光纤所引入的光纤链路损耗。