光放大器的ASE功率谱调控方法及系统与流程

本发明涉及一种调控方法及系统，尤其是一种光放大器的ase功率谱调控方法及系统。

背景技术：

1、光通讯中，波分复用是增加光传输系统容量的常用手段，在此基础上，通过进一步扩展波长范围，可进一步有效增加光传输系统的容量。随着波长带宽的增加、通信带宽增加和/或调制速率的提升，光传输系统内每个节点的总输出功率也越来越高。

2、光波在光纤中传输时，由于受激拉曼散射(srs)效应，能量会从短波长的光波转移到长波长的光波，导致各个信道的功率强度在传输过程差别大，因而对系统的稳定性有较大影响。此外，波分复用的光传输系统在工作时，不一定都处于业务信道满配状态，也即会存在波长增加或者减少的情况，此时，srs效应对光传输系统的影响会愈加严重。

3、波分复用的光传输系统在试验调试阶段，一般需要模拟业务信道满配的场景，此时，可调整每个节点的放大器功率等，以达到实际满配配置，可减少后期业务增加造成的系统不稳定。由于业务信道多，如果全部配置所有波长列表的业务信道，以双向40ch满配为例，光源、电层业务板卡、机框等设备的费用可高达千万元级别，且这些设备的备料周期长；同时，测试过程中，电层业务板卡的功耗大、风扇转速大，并伴随产生巨大的噪音。

4、针对光传输系统在试验调试阶段存在的问题，一般根据波长要求，选择少数真实业务波长，其他业务的波长则通过虚拟光源(或称作为“假波”、“填充波”，波长、功率、波长带宽等匹配系统需求，但无业务信息，因此，不需要真正的光源和电层业务板卡)进行填充，模拟实际场景进行系统调试和系统测试，其中，电层业务板卡，即支持实际业务的板卡，光源一般插在电层业务板卡上。

5、目前，对虚拟光源，一般可采用ase光源(比如基于edfa原理的ase光源、基于soa的ase光源等)和波长选择器件(如波长选择开关wss、多通道波长合解波器件)，选择出适当的波长后作为填充波使用。

6、由上述说明可知，波分复用的光传输系统开通时，会根据需求逐渐进行扩容，即通过增加波长(通道)来扩大容量。对于级联跨段较少且波长范围较小时，增加波长或者减小波长，对整个波分复用的光传输系统的影响较小。

7、对ase光源，由于功率较高，一般在可用波长范围内，输出功率大于20dbm，如采用基于edf放大的ase光源，其原理和edfa一致。多跨的光传输系统中，需要利用放大器进行功率放大，以补偿无源器件、光纤等损耗。进一步地，目前的多跨传输系统所采用的波长主要基于c-band和l-band，这是由于edfa(erbium doped fiber amplifier)和传输光纤的损耗曲线非常匹配。需要说明的是，目前的多跨传输系统中，c-band的波长最大范围为1524～1572nm，l-band的波长最大范围对应1575～1626nm。

8、针对多跨多波光传输系统中的edfa，一般采用自动增益控制，即使出现掉波或加波，不考虑瞬态效应的影响，理论上可以保持每个波长的功率不变。当edfa输入端断开或无输入功率时，一般采用以下两种处理方法，其中，将输入端断开或无输入功率的edfa作为当前的edfa；具体地：

9、方法1：关闭当前edfa中的泵浦激光器，此时，当前edfa无输出功率；也即实现了对当前edfa的关闭，且当前edfa之后的edfa也会随之关闭。

10、一旦光传输系统的线路恢复(如当前edfa的输入端具有输入功率)后，所有的edfa都会逐渐重新开启，并逐步控制到位。同时由于edfa的开启，光传输系统中的wss会根据信号波长和功率逐步缓慢调整，导致整个光传输系统的恢复开启时间长，且级联之后的瞬态效应明显，导致光传输系统重新调试的难度较大。

11、方法2：当前edfa不关闭，此时，当前edfa会输出一个较小功率，由于有没有输入信号，此时当前defa输出的功率均为自发辐射功率(ase功率)，当前edfa之后的edfa可以正常工作(把当前edfa输出的ase功率当作为后续edfa的信号功率)。

12、当线路恢复后，所有的edfa的控制都会根据输入功率大小进行控制，此时，与方法1相比，控制时间快，所有的edfa控制状态不会因为重新开启发生变化，系统重新调试的难度小，瞬态效应不明显；同时其他设备，比如wss等，也无需重新调试设置参数。

13、ase功率的ase功率谱的形状、ase功率和edfa实际工作时所设置参数(比如增益设定值gain(set)，噪声指数nf、内部voa的衰减等参数)等密切相关。如果不对断点处edfa(当前edfa)的ase功率谱进行控制，会导致ase功率谱不满足光传输系统的使用，后面的edfa级联放大后，每级的ase功率谱的不平坦性(功率斜度)会急剧增加，一旦线路恢复，会产生比较严重的瞬态效应，甚至对接收机产生损坏。此外，wss也因为功率谱的不匹配会发生很大的调整，光传输系统的调试时间和调试难度都会增加明显。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种适于光放大器的ase功率谱调控方法，其能将ase功率谱的波形快速调控至与增益谱的波形接近，并可对ase功率谱的功率斜度进行调控。

2、按照本发明提供的技术方案，一种光放大器的ase功率谱调控方法，用于对断开输入光的多波光放大器输出的ase功率谱调控，并使得ase功率谱的波形与所述多波光放大器的增益曲线的波形接近，其中，所述ase功率谱调控方法包括：

3、获取所述多波光放大器在正常增益控制时的增益控制参数；

4、基于所获取的增益控制参数，获取所述多波光放大器在所述增益控制参数下的典型噪声指数nf谱线与增益曲线；

5、基于所获取的典型噪声指数nf谱线以及增益曲线，配置对多波光放大器进行ase功率谱调控时的目标功率；

6、基于目标功率配置所述多波光放大器的工作状态，并使得多波光放大器输出的ase功率与目标功率相一致。

7、对多波光放大器进行ase功率谱调控时的目标功率，基于目标基准功率生成，其中，

8、所述目标基准功率基于典型噪声指数nf谱线以及增益曲线计算得到。

9、对目标基准功率，则有：

10、

11、其中，pase(total)为目标基准功率，ν为多波光放大器工作时输入光的频率，单位为hz，h为普朗克常数，v1为多波光放大器能放大光信号的起始频率，v2为多波光放大器能放大光信号的终止频率，终止频率v2大于起始频率v1，nf(ν)为在频率ν下基于典型噪声指数nf谱线确定的典型噪声指数值，g(ν)为在频率ν下基于增益曲线确定的增益值。

12、对目标基准功率，则有：

13、pase(total)＝nfave*gave*hνave(ν2-ν1)

14、其中，pase(total)为目标基准功率，nfave为典型噪声指数nf谱线的平均值，gave为增益曲线的平均增益，v1为多波光放大器能放大光信号的起始频率，v2为多波光放大器能放大光信号的终止频率，νave为中心频率，中心频率νave为起始频率ν1与终止频率ν2的平均值，终止频率v2大于起始频率v1，h为普朗克常数。

15、多波光放大器内具有gff时，则所述多波光放大器的目标功率为目标基准功率与调控补偿值的和，其中，

16、调控补偿值为10*log(gff带宽/放大器带宽)，其中，gff带宽即为gff的工作带宽，放大器带宽为所述多波光放大器的有效带宽。

17、获取多波光放大器的增益控制参数，至少包括增益设定值gain(set)；

18、配置多波光放大器的工作状态，并使得所述多波光放大器的ase功率与目标功率相一致时，包括：

19、对多波光放大器内的多个泵浦源，调整泵浦源的泵浦功率，且将多个泵浦源调整后泵浦功率的比例，以使得多个泵浦源的泵浦功率比例保持与典型最小输入条件下正常增益控制时泵浦源的泵浦功率比例一致。

20、当多波光放大器内包括voa时，获取的多波光放大器的增益控制参数还包括voa的衰减值att(set)，其中，

21、配置多波光放大器的工作状态时，保持voa的衰减值att(set)不变。

22、获取在增益控制参数下的典型噪声指数nf谱线时，将多波光放大器在典型输入光以及典型输出光功率下的噪声指数nf谱线，配置作为典型噪声指数nf谱线。

23、配置多波光放大器的功率斜度时，则有：

24、powertilt＝powertiltc+k1*[pase(total)2-pase(total)c]+k2*[att(set)-att(set)c]

25、其中，powertilt为多波光放大器的目标功率斜度，powertiltc为多波光放大器的功率斜度初始值，pase(total)c为对多波光放大器进行功率斜度调控时的调控功率初始值，att(set)c为具有voa的多波光放大器衰减设定的初始值，pase(total)2为多波光放大器进行功率斜度调控后的目标斜度调控功率，斜度调控功率pase(total)2的单位为dbm，att(set)为具有voa的多波放大器的衰减设定值，

26、k1、k2均为校准系数；对于fga类多波光放大器，则有：att(set)-att(set)c为0。

27、一种光放大器的ase功率谱调控系统，包括功率谱调控设备，其中，对任一多波光放大器，当所述多波光放大器处于输入光断开状态时，功率谱调控设备采用上述权所述的ase功率谱调控方法对所述多波光放大器进行ase功率谱调控，以使得ase功率谱的形状与所述多波光放大器的增益曲线的形状接近。

28、本发明的优点：对于任意的多波光放大器，可快速实现对多波光放大器的ase功率谱调控，并将ase功率谱的形状与正常增益控制下的增益曲线的形状接近，还可以快速配置多波光放大器进行功率斜度调控，以使得多波光放大器输出的ase功率为目标斜度调控功率pase(total)2，且无需额外的ase光源。基于对多波光放大器的调控，还快速实现目标斜度调控功率pase(total)2的ase输出及填充波，无需专门进行备料板卡，大大节省了备料时间和备料成本。

29、针对带多波光放大器设备的多级传输系统，某一站点无输入时，可快速实现特定功率斜度的ase输出谱，保证系统在无信号光输入时的稳定性，当系统恢复时，可快速实现正常工作状态，减小因模式切换、系统参数重新调整等引起的瞬态、非稳定等影响。