一种光信号的补偿和采集系统及光功率采集方法与流程

本发明涉及光纤放大器领域，具体涉及一种光信号的补偿和采集系统及光功率采集方法。

背景技术：

1、目前对数硬控edfa(掺铒光纤放大器)，其输入端由于需要补偿ase(自发辐射光源)功率，通常都采用单独的光探测器的方案，一个用于控制增益，另外一个则用于采集输入功率，光学分光器和光探测器以及对应的电路器件都需要单独设置，其不仅成本高，而且还不利于空间设计。

2、因此，设计一种结构简单、采集方便的光信号的补偿和采集系统及光功率采集方法，对本领域来说是至关重要的。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种光信号的补偿和采集系统及光功率采集方法，克服了现有技术中器件较多，不仅成本高，还不利于空间设计的缺陷。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种光信号的补偿和采集系统，其具体方案在于：包括光纤放大器、第一光探测器、第二光探测器、ase补偿模块、增益模块以及功率采集模块；所述光纤放大器设置在光信号的输入端与输出端之间，所述第一光探测器与所述光纤放大器的输入端连接，所述第二光探测器与所述光纤放大器的输出端连接，所述ase补偿模块与所述第一光探测器连接，所述增益模块和所述功率采集模块均设置在所述第一光探测器与所述第二光探测器之间。

3、其中，较佳方案为：所述增益模块包括第一对数放大器、增益控制器以及第二对数放大器，所述第一对数放大器与所述第一光探测器连接，所述第二对数放大器与所述第二光探测器连接，所述增益控制器设置在所述第一对数放大器和所述第二对数放大器之间。

4、其中，较佳方案为：所述功率采集模块包括第一模数转换器、采集控制器以及第二模数转换器，所述第一模数转换器与所述第一光探测器连接，所述第二模数转换器与所述第二光探测器连接，所述采集控制器设置在所述第一模数转换器和所述第二模数转换器之间。

5、其中，较佳方案为：所述光纤放大器与光信号的输入端之间设置有第一分光器，所述第一分光器的输入端与光信号的输入端连接，所述第一分光器的第一输出端与所述光纤放大器连接，所述第一分光器的第二输出端分别与所述第一对数放大器和所述第一模数转换器连接。

6、其中，较佳方案为：所述光纤放大器与光信号的输出端之间设置有第二分光器，所述第二分光器的输入端与所述光纤放大器的输出端连接，所述第二分光器的第一输出端与光信号的输出端连接，所述第二分光器的第二输出端分别与所述第二对数放大器和所述第二模数转换器连接。

7、为解决现有技术存在的问题，本发明还提供一种光功率采集方法，其具体方案在于，所述光功率采集方法采用如上所述的光信号的补偿和采集系统实现，具体包括以下步骤：

8、获取所述ase补偿模块中的dac值，并计算补偿电流值；

9、获取所述第一模数转换器中的adc值，并计算总电流值；

10、根据补偿电流值和总电流值，计算光输入信号的实际电流值；

11、根据光输入信号的实际电流值，计算光输入信号的实际光功率。

12、其中，较佳方案为，所述补偿电流的计算公式为：iase＝k1*dac+b1，其中，dac为所述ase补偿模块中电流的dac值，k1为通过所述ase补偿模块进行数模转换的斜率，b1为通过所述ase补偿模块进行数模转换的截距。

13、其中，较佳方案为，所述总电流值的计算公式为：iall＝10(adc-b2)/k2,其中，adc为所述第一光探测器与所述ase补偿模块产生的总电流经过所述第一对数放大器后，在所述第一模数转换器产生的数字量，b2为所述总电流进行模数转换的截距，k2为所述总电流进行模数转换的斜率。

14、其中，较佳方案为，所述实际电流值的计算公式为：

15、(adc-b2)/k2

16、ipd1＝iall-iase＝10-(k1*dac+b1)。

17、其中，较佳方案为，所述实际光功率的计算公式为：其中,rpd1为光探测器的光电响应度(单位：ma/mw)，pin_dbm为输入光功率的dbm值，pin_mw为输入光功率的mw值，通过公式计算。

18、本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明通过设计一种光信号的补偿和采集系统，在满足光纤放大器的增益控制的前提下，利用软件算法来减少硬件系统中的光器件，使得光信号的增益和采集系统结构更加简单，不仅降低了生产成本，还减小了整个系统的体积，更满足于光模块的小型化设计。

技术特征：

1.一种光信号的补偿和采集系统，其特征在于：包括光纤放大器、第一光探测器、第二光探测器、ase补偿模块、增益模块以及功率采集模块；所述光纤放大器设置在光信号的输入端与输出端之间，所述第一光探测器与所述光纤放大器的输入端连接，所述第二光探测器与所述光纤放大器的输出端连接，所述ase补偿模块与所述第一光探测器连接，所述增益模块和所述功率采集模块均设置在所述第一光探测器与所述第二光探测器之间。

2.根据权利要求1所述的光信号的补偿和采集系统，其特征在于：所述增益模块包括第一对数放大器、增益控制器以及第二对数放大器，所述第一对数放大器与所述第一光探测器连接，所述第二对数放大器与所述第二光探测器连接，所述增益控制器设置在所述第一对数放大器和所述第二对数放大器之间。

3.根据权利要求2所述的光信号的补偿和采集系统，其特征在于：所述功率采集模块包括第一模数转换器、采集控制器以及第二模数转换器，所述第一模数转换器与所述第一光探测器连接，所述第二模数转换器与所述第二光探测器连接，所述采集控制器设置在所述第一模数转换器和所述第二模数转换器之间。

4.根据权利要求3所述的光信号的补偿和采集系统，其特征在于：所述光纤放大器与光信号的输入端之间设置有第一分光器，所述第一分光器的输入端与光信号的输入端连接，所述第一分光器的第一输出端与所述光纤放大器连接，所述第一分光器的第二输出端分别与所述第一对数放大器和所述第一模数转换器连接。

5.根据权利要求3所述的光信号的补偿和采集系统，其特征在于：所述光纤放大器与光信号的输出端之间设置有第二分光器，所述第二分光器的输入端与所述光纤放大器的输出端连接，所述第二分光器的第一输出端与光信号的输出端连接，所述第二分光器的第二输出端分别与所述第二对数放大器和所述第二模数转换器连接。

6.一种光功率采集方法，其特征在于，所述光功率采集方法采用如权利要求1-5任一所述的光信号的补偿和采集系统实现，具体包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的光功率采集方法，其特征在于，所述ase补偿电流的计算公式为：iase＝k1*dac+b1，其中，dac为所述ase补偿模块中电流的dac值，k1为通过所述ase补偿模块进行数模转换的斜率，b1为通过所述ase补偿模块进行数模转换的截距。

8.根据权利要求7所述的光功率采集方法，其特征在于，所述总电流值的计算公式为：iall＝10(adc-b2)/k2,其中，adc为所述第一光探测器与所述ase补偿模块产生的总电流经过所述第一对数放大器后，在所述第一模数转换器产生的数字量，b2为所述总电流进行模数转换的截距，k2为所述总电流进行模数转换的斜率。

9.根据权利要求8所述的光功率采集方法，其特征在于，所述实际电流值的计算公式为：ipd1＝iall-iase＝10(adc-b2)/k2-(k1*dac+b1)。

10.根据权利要求9所述的光功率采集方法，其特征在于，所述实际光功率的计算公式为：其中,rpd1为光探测器的光电响应度(单位：ma/mw)，pin_dbm为输入光功率的dbm值，pin_mw为输入光功率的mw值，通过公式计算。

技术总结
本发明涉及光纤放大器领域，具体涉及一种光信号的补偿和采集系统及光功率采集方法；包括光纤放大器、第一光探测器、第二光探测器、ASE补偿模块、增益模块以及功率采集模块；所述光纤放大器设置在光信号的输入端与输出端之间，所述第一光探测器与所述光纤放大器的输入端连接，所述第二光探测器与所述光纤放大器的输出端连接，所述ASE补偿模块与所述第一光探测器连接，所述增益模块和所述功率采集模块均设置在所述第一光探测器与所述第二光探测器之间；在满足光纤放大器的增益控制的前提下，利用软件算法减少硬件系统中的光器件，使得光信号的增益和采集系统结构更加简单，不仅降低了生产成本，还减小整个系统的体积，更满足于光模块的小型化设计。

技术研发人员：罗勇,李瑞浔
受保护的技术使用者：昂纳科技（深圳）集团股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15