一种拉曼光纤放大器的最大增益获取方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及光通信技术领域，提供了一种拉曼光纤放大器的最大增益获取方法和装置。其中方法包括获取当前光纤传输线路的传输性能参数；根据传输性能参数所包含的接头距泵浦源的距离、光纤损耗系数、光纤长度，分别得到影响因子A1、A2、A4；根据接头距泵浦源的距离、光纤损耗系数，计算得到接头损耗值AttAeff，并根据AttAeff查找得到影响因子A3；根据A1、A2、A3和A4，确定所述拉曼光纤放大器能够达到的实际最大增益。本发明专利技术得到的实际最大增益是在所有输入功率范围内都可达到的最大增益，保持系统中原有信号在固定增益下工作，实现一种增益锁定的效果，避免了传输光纤链路中信号变化造成的已有传输信号功率的波动。

【技术实现步骤摘要】
一种拉曼光纤放大器的最大增益获取方法和装置
本专利技术涉及光通信
,尤其涉及一种拉曼光纤放大器的最大增益获取方法和装置。
技术介绍
拉曼光纤放大器是高速率、长距离光纤通信系统的重要组成部分。移动互联网、云计算、大数据、物联网的发展对现有通讯网络的带宽和速率都提出了更高的要求，而制约高速率、超长距离通信系统大规模应用的主要因素是光信噪比(OpticalSignalNoiseRatio，简写为：OSNR)，拉曼光纤放大器在提高系统OSNR方面有独特优势，其低噪声系数的特性可显著降低光纤通信系统中光信噪比劣化速度，对延长传输距离、扩大跨段间距、降低系统成本等有重要意义。中国专利CN201110174019.4描述了一种利用带外ASE进行增益控制的方法，公布了带外放大自发辐射(AmplifiedSpontaneousEmission，简写为：ASE)与增益的线性关系，同时公布了不同输入功率情况下，对ASE修正的关系，但是该控制方法还是容易受到传输线路性能的影响，所述传输线路性能包括如传输的光纤长度、光纤的损耗系数及传输线路中的接头损耗。中国专利CN200810154431.8描述了一种利用带外ASE功率进行带内ASE功率计算的方法，公布了一种带内ASE功率与带外ASE线性关系的一种方法，该方法对于分布式拉曼光纤放大器的增益控制有着非常大的帮助。中国专利CN201210235491.9描述了一种利用带外ASE功率进行接头损耗计算的方法，该方法得到了一定程度的应用，但是该方法无法区分光纤损耗系数、模场直径或光纤有效面积及固定衰耗点引起的总的接头损耗值pointloss。美国专利US8643941描述了一种利用带外ASE进行增益控制的方法，公开了用一种输出功率减去输入功率计算增益的方法，该方法是通过带外ASE功率与信号总功率探测，利用带内外ASE的线性关系计算出带内ASE功率，然后求出放大后的纯信号功率，这样在控制过程中就可以将目标信号功率定为目标增益+打开拉曼泵谱激光器前的信号功率的方法来实现，该方法类似于EDFA的增益控制，控制过程中泵浦比例与增益满足线性关系，该方法只有在一定的增益斜率情况及光纤长度超过一定长度下才能适用，另外该方法仍然无法克服输线路性能的影响，所述传输线路性能包括如传输的光纤长度、光纤的损耗系数及传输线路中的接头损耗；美国专利US6519082描述了一种集成OTDR的分布式拉曼光纤放大器的控制方法，该专利公布了一种利用OTDR实时探测的传输线路损耗、接头损耗及光纤长度、光纤色散及来计算拉曼增益系数，该方法在放大器内部内置了不同增益情况下各泵的泵浦功率配置表，并通过检测拉曼光纤放大器输出端的每个信道功率或每个子带宽内的总功率实现拉曼增益及增益斜率控制。该方法用光时域反射仪(OpticalTimeDomainReflectometer，简写为：OTDR)实时探测光纤损耗的方法会较大程度上受到拉曼增益影响，计算拉曼增益系数的方法也需要对微分方程求解，数据处理对控制单元要求较高，由于计算过程过于复杂，时间会非常慢，内置表格受环境因素影响较大，需要建立庞大的表格才能适应所有情况，对硬件成本要求较高。鉴于此，克服该现有技术所存在的缺陷是本
亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术实施例要解决的技术问题是：现有技术缺少一种行之有效的，获得拉曼光纤放大器可锁定的最大增益的方法。第一方面，本专利技术提供了一种拉曼光纤放大器的最大增益获取方法，预先配置有一种或者多种光纤在不同位置光纤处的接头损耗等效为0km处的接头损耗值Attpoint[i]与最大拉曼增益对应关系；光纤的损耗系数引起的接头损耗等效为0km处的接头损耗值Attcoefficient[j]与最大拉曼增益对应关系；光纤模场直径引起的接头损耗等效为0km处的接头损耗值AttAeff[k]与最大拉曼增益对应关系；光纤长度与最大拉曼增益对应关系；其中，i为接头距泵浦源的距离，j为光纤的损耗系数值，k为光纤的模场直径，方法包括：获取当前光纤传输线路的传输性能参数；其中，所述传输性能参数包括接头距泵浦源的距离、光纤损耗系数、光纤长度；根据传输性能参数所包含的所述接头距泵浦源的距离、光纤损耗系数、光纤长度，分别查找接头损耗值Attpoint[i]与最大拉曼增益对应关系得到最大增益值影响因子A1；查找接头损耗值Attcoefficient[j]与最大拉曼增益对应关系得到最大增益值影响因子A2；查找传输线路的光纤长度与最大拉曼增益对应关系得到最大增益值影响因子A4；根据接头距泵浦源的距离、光纤损耗系数，计算得到当前光纤传输线路中光纤模场直径引起的接头损耗等效为0km处的接头损耗值AttAeff，并根据所述接头损耗值AttAeff查找接头损耗值AttAeff[k]与最大拉曼增益对应关系得到最大增益值影响因子A3；根据所述影响因子A1、A2、A3和A4，确定所述拉曼光纤放大器能够达到的实际最大增益Gmax_factual。优选的，所述根据光纤损耗系数、接头距泵浦源的距离，计算得到当前光纤传输线路中光纤模场直径引起的接头损耗等效为0km处的接头损耗值AttAeff，并根据所述接头损耗值AttAeff查找接头损耗值AttAeff[k]与最大拉曼增益对应关系得到最大增益值影响因子A3，具体包括：根据所述接头距泵浦源的距离，获取接头损耗等效为0km处的接头损耗值Attpoint；根据所述光纤的损耗系数，获取接头损耗等效为0km处的接头损耗值Attcoefficient；利用带外ASE进行传输线路的总的接头损耗pointloss获取，所述总的接头损耗pointloss记为AttToal；由AttAeff＝AttToal-Attpoint-Attcoefficient计算出当前光纤传输线路中模场直径引起的等效为0km处的接头损耗AttAeff；根据所述接头损耗值AttAeff查找接头损耗值AttAeff[k]与最大拉曼增益对应关系得到最大增益值影响因子A3。优选的，利用带外ASE进行传输线路的总的接头损耗pointloss获取，具体包括：获取带外ASE功率值ASEout-of-band，带入公式Atttotal＝(ASEout-of-band-k*Ppump-b)/(k+1)计算得到总的接头损耗pointloss；其中，ASEout-of-band为检测到的带外ASE功率，Ppump为用于计算接头损耗的泵浦功率，AttToal为总的接头损耗，k为线性关系的斜率，b为直线的截距。优选的，接头损耗值Attpoint[i]与最大拉曼增益对应关系，接头损耗值Attcoefficient[j]与最大拉曼增益对应关系，接头损耗值AttAeff[l]与最大拉曼增益对应关系，具体包括：根据每一个损耗值Attpoint[i]，计算得到一实际最大增益值，并将所述实际最大增益值与定标的最大增益值相除得到对应的影响因子；建立每一损耗值Attpoint[i]与相应影响因子对应关系；根据每一个损耗值Attcoefficient[j]，计算得到一实际最大增益值，并将所述实际最大增益值与定标的最大增益值相除得到对应的影响因子；建立每一损耗值Attcoefficient[j]与相应影响因子对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种拉曼光纤放大器的最大增益获取方法，其特征在于，预先配置有一种或者多种光纤在不同位置光纤处的接头损耗等效为0km处的接头损耗值Attpoint[i]与最大拉曼增益对应关系；光纤的损耗系数引起的接头损耗等效为0km处的接头损耗值Attcoefficient[j]与最大拉曼增益对应关系；光纤模场直径引起的接头损耗等效为0km处的接头损耗值AttAeff[k]与最大拉曼增益对应关系；光纤长度与最大拉曼增益对应关系；其中，i为接头距泵浦源的距离，j为光纤的损耗系数值，k为光纤的模场直径，方法包括：获取当前光纤传输线路的传输性能参数；其中，所述传输性能参数包括接头距泵浦源的距离、光纤损耗系数、光纤长度；根据传输性能参数所包含的所述接头距泵浦源的距离、光纤损耗系数、光纤长度，分别查找接头损耗值Attpoint[i]与最大拉曼增益对应关系得到最大增益值影响因子A1；查找接头损耗值Attcoefficient[j]与最大拉曼增益对应关系得到最大增益值影响因子A2；查找传输线路的光纤长度与最大拉曼增益对应关系得到最大增益值影响因子A4；根据接头距泵浦源的距离、光纤损耗系数，计算得到当前光纤传输线路中光纤模场直径引起的接头损耗等效为0km处的接头损耗值AttAeff，并根据所述接头损耗值AttAeff查找接头损耗值AttAeff[k]与最大拉曼增益对应关系得到最大增益值影响因子A3；根据所述影响因子A1、A2、A3和A4，确定所述拉曼光纤放大器能够达到的实际最大增益Gmax_factual。...

【技术特征摘要】
1.一种拉曼光纤放大器的最大增益获取方法，其特征在于，预先配置有一种或者多种光纤在不同位置光纤处的接头损耗等效为0km处的接头损耗值Attpoint[i]与最大拉曼增益对应关系；光纤的损耗系数引起的接头损耗等效为0km处的接头损耗值Attcoefficient[j]与最大拉曼增益对应关系；光纤模场直径引起的接头损耗等效为0km处的接头损耗值AttAeff[k]与最大拉曼增益对应关系；光纤长度与最大拉曼增益对应关系；其中，i为接头距泵浦源的距离，j为光纤的损耗系数值，k为光纤的模场直径，方法包括：获取当前光纤传输线路的传输性能参数；其中，所述传输性能参数包括接头距泵浦源的距离、光纤损耗系数、光纤长度；根据传输性能参数所包含的所述接头距泵浦源的距离、光纤损耗系数、光纤长度，分别查找接头损耗值Attpoint[i]与最大拉曼增益对应关系得到最大增益值影响因子A1；查找接头损耗值Attcoefficient[j]与最大拉曼增益对应关系得到最大增益值影响因子A2；查找传输线路的光纤长度与最大拉曼增益对应关系得到最大增益值影响因子A4；根据接头距泵浦源的距离、光纤损耗系数，计算得到当前光纤传输线路中光纤模场直径引起的接头损耗等效为0km处的接头损耗值AttAeff，并根据所述接头损耗值AttAeff查找接头损耗值AttAeff[k]与最大拉曼增益对应关系得到最大增益值影响因子A3；根据所述影响因子A1、A2、A3和A4，确定所述拉曼光纤放大器能够达到的实际最大增益Gmax_factual。2.根据权利要求1所述的拉曼光纤放大器的最大增益获取方法，其特征在于，所述根据光纤损耗系数、接头距泵浦源的距离，计算得到当前光纤传输线路中光纤模场直径引起的接头损耗等效为0km处的接头损耗值AttAeff，并根据所述接头损耗值AttAeff查找接头损耗值AttAeff[k]与最大拉曼增益对应关系得到最大增益值影响因子A3，具体包括：根据所述接头距泵浦源的距离，获取接头损耗等效为0km处的接头损耗值Attpoint；根据所述光纤的损耗系数，获取接头损耗等效为0km处的接头损耗值Attcoefficient；利用带外ASE进行传输线路的总的接头损耗pointloss获取，所述总的接头损耗pointloss记为AttToal；由AttAeff＝AttToal-Attpoint-Attcoefficient计算出当前光纤传输线路中模场直径引起的等效为0km处的接头损耗AttAeff；根据所述接头损耗值AttAeff查找接头损耗值AttAeff[k]与最大拉曼增益对应关系得到最大增益值影响因子A3。3.根据权利要求2所述的拉曼光纤放大器的最大增益获取方法，其特征在于，利用带外ASE进行传输线路的总的接头损耗pointloss获取，具体包括：获取带外ASE功率值ASEout-of-band，带入公式Atttotal＝(ASEout-of-band-k*Ppump-b)/(k+1)计算得到总的接头损耗pointloss；其中，ASEout-of-band为检测到的带外ASE功率，Ppump为用于计算接头损耗的泵浦功率，AttToal为总的接头损耗，k为线性关系的斜率，b为直线的截距。4.根据权利要求1所述的拉曼光纤放大器的最大增益获取方法，其特征在于，接头损耗值Attpoint[i]与最大拉曼增益对应关系，接头损耗值Attcoefficient[j]与最大拉曼增益对应关系，接头损耗值AttAeff[l]与最大拉曼增益对应关系，具体包括：根据每一个损耗值Attpoint[i]，计算得到一实际最大增益值...

【专利技术属性】
技术研发人员：付成鹏，陶金涛，乐孟辉，张翠红，方迪，卜勤练，余春平，刘飞，张鹏，
申请(专利权)人：武汉光迅科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42