一种基于光纤环测量EDFA增益曲线的方法及装置与流程

一种基于光纤环测量edfa增益曲线的方法及装置
技术领域
1.本技术涉及光通信技术领域，具体涉及一种基于光纤环测量edfa增益曲线的方法及装置。


背景技术：

2.目前，在波分复用(wdm)系统中使用软件定义网络(sdn)可提高光网络的控制水平和灵活性。高水平的自动化软件控制需要了解相关器件和系统特性的准确信息，其中光放大器参数尤其重要。
3.光放大器的增益确定了进入传输光纤的信道功率，这决定了光信噪比以及光纤非线性效应，波长动态路由时光放大器的增益还影响光功率的偏移。因此，获得精确的信道模型以及链路中各放大器上的单信道功率信息，可以改善波长路由、调制格式自适应控制等功能的性能。光通信网络通常在上下路复用器节点通过波长选择开关实现精确的信道功率控制，若能精确知道每个放大器输出功率，可放宽链路的光功率裕度，降低系统成本，提高波长切换的速度和稳定性。
4.相关技术中，通常使用静态模型和机器学习方法估计掺铒光纤放大器edfa的增益曲线。其中，静态模型基于理论解析，可预测不同信道配置下的单个信道输出功率，但精度较差；机器学习的方法基于大量的数据进行建模，精度较高，但这种方式需要大量的测试数据,且对测量数据要求较高。对于测试单个edfa的增益曲线，仍需要更为简化的方法。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的缺陷，本技术的目的在于提供一种基于光纤环测量edfa增益曲线的方法及装置，以解决相关技术中测试单个edfa的增益曲线较为复杂的问题。
6.本技术第一方面提供一种基于光纤环测量edfa增益曲线的方法，其包括步骤：
7.信号源产生多波长的宽谱信号光，且一部分进入光谱仪，另一部分经过第一声光调制器进入光纤环路，并在光纤环路中传播预设的圈数和距离后，进入光谱仪；上述光纤环路包括待测edfa和第二波长选择开关wss；
8.比较光谱仪测试的进入光纤环路前后的光谱差异，调整上述第二wss的配置实现增益平坦；
9.根据上述第二wss的配置，反推得到待测edfa的增益曲线。
10.一些实施例中，上述光纤环路还包括串联的第二声光调制器和第一光分路器；
11.上述第一声光调制器控制上述宽谱信号光经过第一光分路器进入光纤环路；
12.上述第二声光调制器控制宽谱信号光在光纤环路中传播预设的圈数和距离后，经过第一光分路器进入光谱仪。
13.一些实施例中，上述信号源包括ase噪声源和第一wss；上述信号源产生宽谱信号光具体包括：
14.上述ase噪声源发射宽谱信号至第一wss；
15.上述第一wss对上述宽谱信号进行滤波，以构建上述宽谱信号光。
16.一些实施例中，上述信号源还包括非待测edfa；
17.当上述第一wss构建上述宽谱信号光之后，上述宽谱信号光经过上述非待测edfa进行放大。
18.一些实施例中，上述非待测edfa与第一声光调制器之间还连接有第二光分路器；
19.放大后的宽谱信号光经过上述第二光分路器分为两路，一路进入上述光谱仪，另一路进入上述第一声光调制器。
20.一些实施例中，上述待测edfa与第二wss之间还串联有可调光衰减器；
21.上述待测edfa的输出光经过上述可调光衰减器进行衰减后，进入第二wss。
22.本技术第二方面提供一种实现上述方法的基于光纤环测量edfa增益曲线的装置，其包括：
23.信号源，其用于产生多波长的宽谱信号光，且一部分进入光谱仪，另一部分经过第一声光调制器进入光纤环路；
24.上述光纤环路包括依次串联的第二声光调制器、第一光分路器、待测edfa和第二波长选择开关wss；上述第一光分路器的两个输入端分别连接第一声光调制器和第二声光调制器，其两个输出端分别连接第二声光调制器和光谱仪；
25.上述第一声光调制器用于控制宽谱信号光经过第一光分路器输入光纤环路；上述第二声光调制器用于控制宽谱信号光在光纤环路中传播预设的圈数和距离；
26.上述光谱仪用于测试进入光纤环路前后的光谱。
27.一些实施例中，上述信号源包括：
28.ase噪声源，上述ase噪声源用于发射宽谱信号；
29.第一wss，上述第一wss用于对上述宽谱信号进行滤波，以构建多波长的宽谱信号光；
30.非待测edfa，上述非待测edfa用于对上述宽谱信号光进行放大。
31.一些实施例中，上述装置还包括第二光分路器，上述第二光分路器的输入端连接上述非待测edfa，其输出端分别连接第一声光调制器和光谱仪。
32.一些实施例中，上述待测edfa与第二wss之间还串联有可调光衰减器。
33.本技术提供的技术方案带来的有益效果包括：
34.本技术的基于光纤环测量edfa增益曲线的方法及装置，由于信号源产生的宽谱信号光一部分进入光谱仪，另一部分经过第一声光调制器进入光纤环路，并在光纤环路中传播预设的圈数和距离后，进入光谱仪，进而在比较光谱仪测试的进入光纤环路前后的光谱差异，调整第二wss的配置实现增益平坦时，可根据第二wss的配置，反推得到待测edfa的增益曲线，即在光纤环中使用第二wss消除了待测edfa的增益不平衡，进而通过第二wss的增益设置可拟合出待测edfa的增益模型；因此，不仅实现了edfa增益曲线的高精度测量，且测量方法简单，对于edfa在线路中的部署优化具有重大价值。
附图说明
35.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于
本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
36.图1为本实施例中基于光纤环测量edfa增益曲线的方法的流程图；
37.图2为本实施例中基于光纤环测量edfa增益曲线的装置的示意图。
具体实施方式
38.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
39.本技术实施例提供一种基于光纤环测量edfa增益曲线的方法及装置，其能解决相关技术中测试单个edfa的增益曲线较为复杂的问题。
40.如图1所示，本技术实施例的基于光纤环测量edfa增益曲线的方法，具体包括中步骤：
41.s1.信号源产生多波长的宽谱信号光，且一部分进入光谱仪，另一部分经过第一声光调制器进入光纤环路，并在光纤环路中传播预设的圈数和距离后，进入光谱仪。
42.上述光纤环路包括待测edfa和第二波长选择开关wss。
43.s2.比较光谱仪测试的进入光纤环路前后的光谱差异，调整上述第二wss的配置实现增益平坦。
44.其中，根据光谱仪的观测，可精确调整光纤环路中的第二wss，使得输出光纤环路的光谱平整。
45.s3.根据上述第二wss的配置，反推得到待测edfa的增益曲线。即，此时光纤环路中第二wss完全补偿了待测edfa在不同波长的增益不平衡，因此，通过第二wss的配置可反推出待测edfa的增益曲线。
46.本实施例的方法，由于信号源产生的宽谱信号光一部分进入光谱仪，另一部分经过第一声光调制器进入光纤环路，并在光纤环路中传播预设的圈数和距离后，进入光谱仪，进而在比较光谱仪测试的进入光纤环路前后的光谱差异，调整第二wss的配置实现增益平坦时，可基于第二wss的配置，反推得到待测edfa的增益曲线，即在光纤环中使用第二wss消除了待测edfa的增益不平衡，进而通过第二wss的增益设置可拟合出待测edfa的增益模型；因此，不仅实现了edfa增益曲线的高精度测量，且测量方法简单，对于edfa在线路中的部署优化具有重大价值。
47.在上述实施例的基础上，本实施例中，上述光纤环路还包括第二声光调制器和第一光分路器。即，光纤环路包括依次串联的第二声光调制器、第一光分路器、待测edfa和第二wss。
48.其中，上述第一声光调制器控制上述宽谱信号光经过第一光分路器进入光纤环路；上述第二声光调制器控制宽谱信号光在光纤环路中传播预设的圈数和距离后，经过第一光分路器进入光谱仪。
49.优选地，第一声光调制器还可在宽谱信号光在光纤环路循环传输时，阻止其它的光信号输入光纤环路。
50.本实施例中，由两个声光调制器控制第一光分路器，以控制宽谱信号光在光纤环路中传输设定的圈数和距离，该循环通过待测edfa，可放大和累积待测edfa对不同波长的增益不平衡，从而方便精确调整。
51.进一步地，上述信号源包括ase(amplifier spontaneous emission noise，放大器自发辐射噪声)噪声源和第一wss；上述步骤s1中的信号源产生宽谱信号光具体包括以下步骤：
52.首先，上述ase噪声源发射宽谱信号至第一wss。
53.然后，上述第一wss对上述宽谱信号进行滤波，以构建多波长的宽谱信号光。
54.优选地，上述信号源还包括非待测edfa。当上述第一wss构建多波长的宽谱信号光之后，上述宽谱信号光经过上述非待测edfa进行放大。
55.具体地，调整信号源产生宽谱信号光时，由ase噪声源产生的宽谱信号经过第一wss整形，所有波长上输出相同光功率。第一wss同时滤出部分波长进行放大，模拟这部分波长上有信号光传输。随后通过非待测edfa进行放大，以分别进入光纤环路和光谱仪。
56.在上述实施例的基础上，本实施例中，上述非待测edfa与第一声光调制器之间还连接有第二光分路器。
57.经过非待测edfa放大后的宽谱信号光经过上述第二光分路器分为两路，一路进入光谱仪，另一路进入第一声光调制器。
58.在上述实施例的基础上，本实施例中，上述待测edfa与第二wss之间还串联有可调光衰减器；上述待测edfa的输出光经过上述可调光衰减器进行衰减后，进入第二wss。
59.本实施例的方法，通过第一wss设置不同波长处光路的通断，可模拟不同光通道的信号传输；通过精确调整第二wss在不同波长处的光功率衰减值，可将输出光谱调平整。当光信号经过光纤环路后仍然增益平坦，读出光纤环路中wss的设置，即可从不同波长处的光衰减值推测出edfa2的增益起伏,从而获得edfa2的增益曲线。
60.如图2所示，本实施例的实现上述方法的测量edfa增益曲线的装置，包括信号源、光纤环路和光谱仪。
61.上述信号源用于产生多波长的宽谱信号光，且产生的宽谱信号光一部分进入光谱仪，另一部分经过第一声光调制器进入光纤环路。
62.上述光纤环路包括依次串联的第二声光调制器、第一光分路器、待测edfa和第二波长选择开关wss；上述第一光分路器的两个输入端分别连接第一声光调制器和第二声光调制器，第一光分路器的两个输出端分别连接第二声光调制器和光谱仪。
63.上述第一声光调制器用于控制宽谱信号光经过第一光分路器输入光纤环路；上述第二声光调制器用于控制宽谱信号光在光纤环路中传播预设的圈数和距离，随后即可经过第一光分路器进入至光谱仪。
64.上述光谱仪用于测试进入光纤环路前后的光谱，以便于观测不同波长处光功率是否平整。
65.当基于进入光纤环路前后的光谱差异，调整第二wss的配置实现增益平坦时，上述待测edfa的增益曲线可根据上述第二wss的配置反推得到。
66.在上述实施例的基础上，本实施例中，上述信号源包括ase噪声源和第一波长选择开关wss。
67.上述ase噪声源用于发射宽谱信号。上述第一wss用于对上述宽谱信号进行滤波，以构建多波长的宽谱信号光。
68.具体地，ase噪声源产生的宽谱噪声信号通过第一wss进行整形，并选取部分波长进行放大，以模拟通道传输信号光。
69.进一步地，上述信号源还包括非待测edfa，上述非待测edfa用于对上述宽谱信号光进行放大。
70.在上述实施例的基础上，本实施例中，上述装置还包括第二光分路器，上述第二光分路器的输入端连接上述非待测edfa，第二光分路器的输出端分别连接第一声光调制器和光谱仪，以便于将放大后的宽谱信号光分为两路。
71.优选地，上述待测edfa与第二wss之间还串联有可调光衰减器，以将待测edfa的输出光进行衰减后，输入第二wss。
72.本实施例的测量edfa增益曲线的装置，适用于上述各方法，尤其适用于在实验室环境下测试单个edfa的增益曲线，通过控制宽谱信号光在光纤环中传输，以便观测待测edfa增益不平衡的累积，当找到第二wss的增益设置能使待测edfa的增益精确平坦时，可反推edfa在所测波长范围内的增益不平衡。该方法，不仅实现了edfa增益曲线的高精度测量，且测量方法简单，对于edfa在线路中的部署优化具有重大价值。
73.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
74.需要说明的是，在本技术中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
75.以上所述仅是本技术的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。