CN105281827A - 掺铒光纤放大器实时检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种掺铒光纤放大器实时检测系统，掺铒光纤放大器的主光路上连接有带通滤波模块，设置数据分析模块和滤波模块、窄带功率探测模块，输入端或输出端的信号通过带通滤波模块、滤波模块后将短波长和长波长分别从窄带功率探测模块进入数据分析模块。本发明利用光纤放大器的自发辐射噪声宽谱特性，支持实现对包含光纤放大器的光传输系统节点的系统指标（输入输出OSNR，信号增益，噪声指数等）的实时在线检测，具备结构简单，响应及时等特点，对于进行监控系统性能、网络管理、系统安装与维护等都十分有意义。

Description

掺铒光纤放大器实时检测系统

技术领域

本发明涉及光通信中的实时光信噪比监测技术领域，特别涉及一种掺铒光纤放大器实时检测系统。

背景技术

光纤放大器是长距离光纤通信系统中不可或缺的重要器件，尤其是掺铒光纤放大器(EDFA)，因为其增益高、带宽大、高饱和输出功率以及较低的噪声指数成为商用程度最高的光纤放大器。其缺点在于，掺铒光纤放大器在放大光信号的同时放大了自发辐射噪声，逐级累积的自发辐射噪声引起了系统光信噪比(OSNR)的劣化，从而限制了光纤通信系统无电中继传输距离。

掺铒光纤放大器自身产生的自发辐射噪声是一段较为平滑的噪声谱线，目前比较常用的测试正是利用这一特性，利用P_i相邻波峰之间的噪声水平，即距离信道中心波长λ_i左右各Δλ处的噪声功率N_i(λ_i-Δλ)和N_i(λ_i+Δλ)对波峰下的噪声功率N_i(λ_i)做插值拟合(如图1所示)，来测试EDFA的噪声指数，但目前所采用的测试都是依赖于光谱分析仪进行光源以及EDFA的分别测试并经复杂计算后才能得到EDFA的噪声指数。还有一种方法则是利用自发辐射噪声的无偏振特性，将具有偏振特性的信号光与无偏振特性的噪声分别检测出来，其对多个通道的DWDM(密集型光波复用)用EDFA将难以适用。这两种方法在实际应用的时候都较复杂，需要借助光谱分析仪等来实现，在线实时监控实现困难。

发明内容

由于光通信系统中越来越多的使用可调增益EDFA，在不同增益下的噪声指数会有很大差别，对这类EDFA，在实际系统应用中都是依赖于生产时在个别增益点下测试的噪声来进行系统优化，而这会导致优化偏差较大，可能会使得系统余量严重降低或系统性能劣化。本发明提供了一种在线监测密集波分复用系统输入输出光信噪比及放大器性能参数(如噪声指数和增益等)的技术方案，适用于包含光放大器的DWDM系统。

本发明技术方案提供.一种掺铒光纤放大器实时检测系统，掺铒光纤放大器的主光路上依次连接有输入端101、第一光耦合器分光装置102、第一带通滤波模块104、第一泵浦合波装置108、第一掺铒光纤113、光可调衰减装置114、增益平坦滤波装置115、第二掺铒光纤116、第二泵浦合波装置117、第二带通滤波模块118、第二光耦合器分光装置119和输出端124；

设置控制回路模块121和第一光电探测装置103、第二光电探测装置123、第一泵浦装置120、第二泵浦装置122；第一光电探测装置103一端连接第一光耦合器分光装置102，另一端连接控制回路模块121；第二光电探测装置123一端连接第二光耦合器分光装置119，另一端连接控制回路模块121；第一泵浦装置120一端连接第一泵浦合波装置108，另一端连接控制回路模块121，第二泵浦装置122一端连接第二泵浦合波装置117，另一端连接控制回路模块121；

设置数据分析模块109和第一滤波模块105、第二滤波模块112、第一窄带功率探测模块106、第二窄带功率探测模块107、第三窄带功率探测模块110、第四窄带功率探测模块111；第一滤波模块105一端与第一带通滤波模块104连接，另一端分别经第一窄带功率探测模块106、第二窄带功率探测模块107与数据分析模块109连接；第二滤波模块112一端与第二带通滤波模块118连接，另一端分别经第三窄带功率探测模块110和第四窄带功率探测模块111与数据分析模块109连接；

输入端101的信号通过第一光耦合器分光装置102后进入第一带通滤波模块104，第一带通滤波模块104将采样监控信号从主光路中分离出来后接入第一滤波模块105，设采样监控信号包括短波长的采样波长信号λ₁和长波长的采样波长信号λ₂，第一滤波模块105将短波长的采样波长信号λ₁反射到第一窄带功率探测模块106，将长波长的采样波长信号λ₂投射到第二窄带功率探测模块107，第一窄带功率探测模块106和第二窄带功率探测模块107分别对采样波长信号λ₁和λ₂窄带滤波并功率检测，所得结果进入数据分析模块109；

输出端124的信号通过第二光耦合器分光装置119后进入第二带通滤波模块118，第二带通滤波模块118将采样监控信号从主光路中分离出来后接入第二滤波模块112，设采样监控信号包括短波长的采样波长信号λ₁和长波长的采样波长信号λ₂，第二滤波模块112将短波长的采样波长信号λ₁反射到第三窄带功率探测模块110，将长波长的采样波长信号λ₂投射到第四窄带功率探测模块111，第三窄带功率探测模块110和第四窄带功率探测模块111分别对采样波长信号λ₁和λ₂窄带滤波并功率检测，所得结果进入数据分析模块109。

而且，数据分析模块109由窄带滤波并功率检测所得输入端的自发辐射噪声功率和输出端放大的自发辐射噪声功率，拟合出工作波长范围带内的放大的自发辐射功率谱如下，

$P_{ASE}\left(\mathrm{\λ}\right)=\frac{A\mathrm{\λ}}{{\mathrm{\λ}}_2-{\mathrm{\λ}}_1}+B+D(\mathrm{\λ},{\mathrm{\ΔP}}_{ASE}({\mathrm{\λ}}_2),{\mathrm{\ΔP}}_{ASE}({\mathrm{\λ}}_1\left)\right)$

式中，λ为工作波长范围带内的波长，A＝ΔP_ASE(λ₂)-ΔP_ASE(λ₁)，表示经过光放大器后自发辐射ASE噪声在波长λ₂与λ₁增量ΔP_ASE(λ₂)、ΔP_ASE(λ₁)之差，B为线性拟合截距，D(λ,ΔP_ASE(λ₂),ΔP_ASE(λ₁))为补偿偏差。

而且，数据分析模块109计算出噪声功率，并计算出相应的输入输出光信噪比OSNR，掺铒光纤放大器的噪声系数NF以及信号增益G，

所述输入输出光信噪比OSNR按以下定义计算，

$OSNR=10\·\lg \frac{P_{sig}}{P_{noise}}\left(dB\right)$

其中，P_sig是指分辨带宽RBW里积分的光信号功率，P_noise是采用线性标度时积分的噪声功率，

P_sig＝P_tot-P_ASE

其中，P_ASE为根据自发辐射功率谱P_ASE(λ)做积分功率运算拟合所得工作波长范围内的自发辐射噪声功率，P_tot为第二光耦合器分光装置119探测所得输出端的光功率；

所述信号增益G按以下定义计算，

$G\≈\frac{P_{tot}-P_{ASE}}{P_{in}}$

其中，P_in和P_tot为基于第一光耦合器分光装置102和第二光耦合器分光装置119探测所得输入端、输出端的光功率；

所述噪声系数NF按以下定义计算，

$NF=\frac{1}{G}(\frac{P_{ASE}\left(\mathrm{\λ}\right)}{\mathrm{\Δ}v\·hv}+1)$

其中，h为普朗克常数，Δν为信号频率ν附近的信号带宽。

而且，第一窄带功率探测模块106、第二窄带功率探测模块107、第三窄带功率探测模块110、第四窄带功率探测模块111的20dB带宽距离最边缘工作通道的中心波长至少0.5nm以上。

而且，采样波长信号λ₁和采样波长信号λ₂，是通过在工作波长范围之外首尾附近各取一个紧邻工作波段的ITU-T波长得到。

本发明提供一种集成于掺铒光纤放大器内部的简便、快速且对系统无损的自发辐射噪声检测技术，在探测带宽范围的首尾各设置一个采样监控波长的滤波探测部分，通过对监控波长功率的实时检测，基于对整个测试波段底部噪声曲线进行拟合计算出噪声功率，进而可以得到光放大器的重要性能如噪声指数、增益以及输入输出OSNR等的在线数据，这些参数对于监控系统性能、网络管理、系统安装与维护等都十分有意义。

附图说明

图1是现有技术中基于IEC-61280-2-9建议的插值OSNR测试方法。

图2是本发明实施例的装置图。

图3是本发明实施例的ASE功率谱拟合的原理示意图。

具体实施方式

为了使本发明实施例的目的、技术方案、优点更加清晰，下面将结合本发明实施例和附图来介绍本发明的技术方案。

本发明提供了一种在线监测密集波分复用系统输入输出光信噪比及放大器性能参数如噪声指数和增益等的技术方案，适用于包含光放大器的DWDM系统，所提供掺铒光纤放大器实时检测系统主要包括下述部分：

掺铒光纤放大器部分，主要包括掺铒光纤、光可调衰减装置、泵浦装置、泵浦合波装置，用于放大信号光；

控制部分，主要包括参与掺铒光纤放大器探测与控制的控制回路模块；

检测部分，主要包括与掺铒光纤放大器主光路相连的带通滤波模块(104和118)，可采用窄带滤波器，用于分离出EDFA工作波长信号带边缘的ASE功率谱，并在工作信道范围内具有极低的插入损耗。带通滤波模块104(118)后的滤波模块105(112)则进一步将短波长反射到窄带功率探测模块106(110)，并将长波长透射到窄带功率探测模块107(111)，窄带功率探测模块106(110)与107(111)分别对采样波长信号λ₁和λ₂窄带滤波并功率检测。

随后的窄带功率探测模块106,107,110,111，为尽量减小相邻通道的串扰对采样信号探测产生的误差，窄带滤波器的20dB带宽距离相邻的工作信道至少0.5nm。针对掺铒光纤自发辐射谱特性，短波长的采样信号在泵浦功率较大时，通常需要在随后的数据分析模块中特别考虑并做算法校准/修正。

参见图2所示，本发明实施例所提供掺铒光纤放大器实时检测系统如下：

掺铒光纤放大器的主光路上依次连接有输入端101、第一光耦合器分光装置102、第一带通滤波模块104、第一泵浦合波装置108、第一掺铒光纤113、光可调衰减装置114、增益平坦滤波装置115、第二掺铒光纤116、第二泵浦合波装置117、第二带通滤波模块118、第二光耦合器分光装置119和输出端124；设置控制回路模块121和第一光电探测装置103、第二光电探测装置123、第一泵浦装置120、第二泵浦装置122；第一光电探测装置103一端连接第一光耦合器分光装置102，另一端连接控制回路模块121；第二光电探测装置123一端连接第二光耦合器分光装置119，另一端连接控制回路模块121；第一泵浦装置120一端连接第一泵浦合波装置108，另一端连接控制回路模块121，第二泵浦装置122一端连接第二泵浦合波装置117，另一端连接控制回路模块121；

设置数据分析模块109和第一滤波模块105、第二滤波模块112、第一窄带功率探测模块106、第二窄带功率探测模块107、第三窄带功率探测模块110、第四窄带功率探测模块111；第一滤波模块105一端与第一带通滤波模块104连接，另一端分别经第一窄带功率探测模块106、第二窄带功率探测模块107与数据分析模块109连接；第二滤波模块112一端与第二带通滤波模块118连接，另一端分别经第三窄带功率探测模块110和第四窄带功率探测模块111与数据分析模块109连接。

各部分工作原理如下：

其中，掺铒光纤放大器部分主要包含输入端101和输出端124，光耦合器分光装置(CPL，102和119)，从主光路中分离出少量的光功率；

其中，光电探测装置(103和123)对输入输出的总光功率(信号光通道功率与噪声功率之和)实时检测，具体实施时可采用现有技术，例如可能包含光电转换检测电路(PD)、I/V(电流/电压)转换电路以及线性或对数放大器电路；

其中，带通滤波模块(104和118)将采样监控信号从主光路中分离出来。采样监控信号的波长的选择是预先特定的，在掺铒光纤放大器的工作波长范围之外首尾附近的紧邻工作波段的ITU-T波长各一个(波长分别为λ₁和λ₂)。ITU-T是国际电信联盟远程通信标准化组织。比如对于通常的C波段或C+波段，可选择C10.5和C62.5；对于L波段，可选择L56和C08.5。这两个波长的采样信号进一步的由所述的滤波模块(105和112)分离。

所述泵浦合波装置(108和117)，将泵浦激光器输出光与主光路信号光通道合波，将泵浦光功率注入到所述掺铒光纤(113和116)中激发Er²⁺产生受激发射。

所述泵浦装置(120和122)，包含980nm和/或1480nm等泵浦激光器，在EDFA控制回路模块(121)的控制下，合适的驱动光纤放大器对光信号做放大。

所述光可调衰减装置(VOA,114)可调整衰减值，使输入光在一定范围内变化时维持输出不变的同时，保持掺铒光纤的粒子数反转度维持不变以保证输出增益谱线的平坦，从而使光放大器增益可变。

所述增益平坦滤波装置115是保证放大器增益平坦度的关键器件，避免因为增益谱不平坦导致信道间功率差异的导致的OSNR代价。该装置在设计的时候，通常会使工作波段之外插损尽可能大以隔断ASE在光链路中的影响，具体实施时，在选取采样监控信号的时候，如果采样监控信号的波长离工作波段太远，可能大大降低探测到的噪声功率，从而降低监测精度。因此，本发明进一步提出的采样波长信号λ₁和采样波长信号λ₂，是通过在工作波长范围之外首尾附近各取一个紧邻工作波段的ITU-T波长得到，可以解决此问题。

所述数据分析模块109将拟合工作波长范围带内的放大的自发辐射功率谱，具体实施时，可将噪声谱线与采样监控信号之间的对应关系相关参数预先通过校准存贮于该计算模块中。由于前向ASE噪声谱在1530nm波长对于泵浦功率非常敏感，以及掺铒光纤的不均匀性导致的SHB效应影响，造成自发辐射噪声谱在短波长处会有较陡峭的深度，因此需要特别予以考虑，在做拟合通过减小拟合步长以增加精度。如图3所示，通过对掺铒光纤放大器节点前后的采样监控信号功率做实时监测，可估算光纤放大器前后的ASE谱线。图3(a)为光放大器的典型光谱，其中Δλ_s为信号光谱范围，位于首尾的λ₁和λ₂为滤波模块分离出的采样信号光波长。根据输入端的第一带通滤波模块104和输出端的第二带通滤波模块118以及随后的滤波模块(105和112)所得结果，可以分别求出在进入光放大器放大之前、之后的采样信号功率的增益情况，比如图3(b)、3(c)、3(d)分别对应于光放大器工作于低、中、高增益的情况，可拟合得到不同工作状态下的自发辐射噪声ASE的光谱情况。

所述控制回路模块121是掺铒光纤放大器的核心控制部分，完成对输入输出光功率数据的分析与处理，并根据合理的算法实现对放大器的控制，具体实施时，本领域技术人员可根据现有技术实现。所述控制回路模块完成滤波信号的运算放大、数模转换及分析处理，包含但不局限于可能采用的MCU或FPGA技术。

这种获得DWDM系统光放大器节点的输入输出OSNR、增益及噪声指数等参数的方式，具体实施时可作为软件功能模块内嵌DWDM系统的网管上，也可以应用在DWDM系统设计中，作为辅助软件指导系统的配置设计。

本发明提供一种实时监测光传输系统光信噪比的方法，适用于包含掺铒光纤放大器的DWDM系统或单波长光传输系统，包括以下步骤：

步骤一，光纤放大器的输入端101的信号通过第一光耦合器分光装置102、第一带通滤波模块104、第一滤波模块105和第一窄带功率探测模块106、第二窄带功率探测模块107，进入数据分析模块109，实现某特定波长范围内的自发辐射噪声功率和输入信号功率探测；

具体过程为，输入端101的信号通过第一光耦合器分光装置102后进入第一带通滤波模块104，第一带通滤波模块104将采样监控信号从主光路中分离出来后接入第一滤波模块105，设采样监控信号包括短波长的采样波长信号λ₁和长波长的采样波长信号λ₂，第一滤波模块105将短波长的采样波长信号λ₁反射到第一窄带功率探测模块106，将长波长的采样波长信号λ₂投射到第二窄带功率探测模块107，第一窄带功率探测模块106和第二窄带功率探测模块107分别对采样波长信号λ₁和λ₂窄带滤波并功率检测，所得结果进入数据分析模块109；

步骤二，放大后的该特定波长范围内的自发辐射噪声功率ASE和放大后的信号功率也通过在输出端124的第二光耦合器分光装置119、第二带通滤波模块118、第二滤波模块112和第三窄带功率探测模块110、第四窄带功率探测模块111，进入数据分析模块109，从而使输出端放大的自发辐射噪声功率被探测到；

具体过程为，输出端124的信号通过第二光耦合器分光装置119后进入第二带通滤波模块118，第二带通滤波模块118将采样监控信号从主光路中分离出来后接入第二滤波模块112，设采样监控信号包括短波长的采样波长信号λ₁和长波长的采样波长信号λ₂，第二滤波模块112将短波长的采样波长信号λ₁反射到第三窄带功率探测模块110，将长波长的采样波长信号λ₂投射到第四窄带功率探测模块111，第三窄带功率探测模块110和第四窄带功率探测模块111分别对采样波长信号λ₁和λ₂窄带滤波并功率检测，所得结果进入数据分析模块109；

步骤三，由所述采样波长信号λ₁和λ₂之间的特定波长范围内的输入端的自发辐射噪声功率、输出端放大的自发辐射噪声功率，拟合出工作波长范围带内的放大的自发辐射功率谱：

$P_{ASE}\left(\mathrm{\λ}\right)=\frac{A\mathrm{\λ}}{{\mathrm{\λ}}_2-{\mathrm{\λ}}_1}+B+P(\mathrm{\λ},{\mathrm{\ΔP}}_{ASE}({\mathrm{\λ}}_2),{\mathrm{\ΔP}}_{ASE}({\mathrm{\λ}}_1\left)\right)$

式中，λ为工作波长范围带内的波长，A＝ΔP_ASE(λ₂)-ΔP_ASE(λ₁)，表示经过光放大器后自发辐射ASE噪声在波长λ₂与λ₁增量ΔP_ASE(λ₂)、ΔP_ASE(λ₁)之差，B为线性拟合截距，D(λ,ΔP_ASE(λ₂),ΔP_ASE(λ₁))为补偿偏差，具体实施时可以由本领域技术人员自行预设相应参数值并存储在数据分析模块109中，例如采用经验值；

步骤四，根据拟合所得P_ASE(λ)做积分功率运算，得到工作波长范围内的拟合所得自发辐射噪声功率P_ASE。进一步分析：具体实施时，可以计算出增益G、掺铒光纤放大器的噪声系数NF以及相应的输入输出光信噪比OSNR，等参数。步骤三、四可在数据分析模块109中实现。

本发明针对窄带滤波器(104和118)，进一步要求为距离工作带宽边缘的最邻近ITU-T波长，同时其20dB带宽距离最边缘工作通道的中心波长至少0.5nm以上，以保证工作通道对采样信号的串扰足够小；

数据分析模块(109)对平坦的自发辐射谱做校准的时候，可考虑到采样信号在短波长处的谱形突变，结合输入输出ASE在采样点的功率变化，予以修正校准。

为便于实施参考起见，提供相关监控参数定义如下：

OSNR是指光链路上的接收信号与附加噪声之比，用于总体地给出光链路上的全部噪声效应。当OSNR劣化到一定程度的时候，将超出光接收端的信噪比要求，从而限制了光传输系统的无电中继距离，因此OSNR的监测为后端的通信质量提供了重要的判断依据。OSNR定义如下：

$OSNR=10\·\lg \frac{P_{sig}}{P_{noise}}\left(dB\right)$

其中，P_sig是指在分辨带宽RBW里积分的光信号功率，采用线性单位，具体实施时，分辨带宽RBW为测试仪表的设置参数；P_noise指采用线性标度时积分的噪声功率。通常情况下，光放大器的自发辐射噪声是光链路上噪声的主要组成部分，可近似认为P_noise≈P_ASE。在放大器的输入端和输出端通常有分光装置，实施例采用光耦合器分光装置(102和119)，将光路中的光功率分流出一小部分，随后的光电探测装置(包含光电二极管、运算放大器电路及AD芯片等)可实现对输入端的光功率P_in和输出端的光功率P_tot的测量监测。ASE功率P_ASE(自发辐射噪声功率)由数据分析模块拟合估算，通过：P_sig＝P_tot-P_ASE即可实现对信号功率的估算，进而方便的估算出系统进入掺铒光纤放大器前后分别的OSNR。

光纤放大器的增益可以由下式估算：

$G\≈\frac{P_{tot}-P_{ASE}}{P_{in}}$

进一步的，本发明提出可对光纤放大器噪声系数进行测算。噪声系数计算依据的公式是：

$NF=\frac{1}{G}(\frac{P_{ASE}\left(\mathrm{\λ}\right)}{\mathrm{\Δ}v\·hv}+1)$

式中h为普朗克常数，Δν为信号频率ν附近的信号带宽，一般取为0.1nm，P_ASE为与信号同方向传输的ASE功率，通过数据分析模块的拟合得出。其中，ν＝光速/λ。

需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (5)

1.一种掺铒光纤放大器实时检测系统，其特征在于：掺铒光纤放大器的主光路上依次连接有输入端(101)、第一光耦合器分光装置(102)、第一带通滤波模块(104)、第一泵浦合波装置(108)、第一掺铒光纤(113)、光可调衰减装置(114)、增益平坦滤波装置(115)、第二掺铒光纤(116)、第二泵浦合波装置(117)、第二带通滤波模块(118)、第二光耦合器分光装置(119)和输出端(124)；

设置控制回路模块(121)和第一光电探测装置(103)、第二光电探测装置(123)、第一泵浦装置(120)、第二泵浦装置(122)；第一光电探测装置(103)一端连接第一光耦合器分光装置(102)，另一端连接控制回路模块(121)；第二光电探测装置(123)一端连接第二光耦合器分光装置(119)，另一端连接控制回路模块(121)；第一泵浦装置(120)一端连接第一泵浦合波装置(108)，另一端连接控制回路模块(121)，第二泵浦装置(122)一端连接第二泵浦合波装置(117)，另一端连接控制回路模块(121)；

设置数据分析模块(109)和第一滤波模块(105)、第二滤波模块(112)、第一窄带功率探测模块(106)、第二窄带功率探测模块(107)、第三窄带功率探测模块(110)、第四窄带功率探测模块(111)；第一滤波模块(105)一端与第一带通滤波模块(104)连接，另一端分别经第一窄带功率探测模块(106)、第二窄带功率探测模块(107)与数据分析模块(109)连接；第二滤波模块(112)一端与第二带通滤波模块(118)连接，另一端分别经第三窄带功率探测模块(110)和第四窄带功率探测模块(111)与数据分析模块(109)连接；

输入端(101)的信号通过第一光耦合器分光装置(102)后进入第一带通滤波模块(104)，第一带通滤波模块(104)将采样监控信号从主光路中分离出来后接入第一滤波模块(105)，设采样监控信号包括短波长的采样波长信号λ₁和长波长的采样波长信号λ₂，第一滤波模块(105)将短波长的采样波长信号λ₁反射到第一窄带功率探测模块(106)，将长波长的采样波长信号λ₂投射到第二窄带功率探测模块(107)，第一窄带功率探测模块(106)和第二窄带功率探测模块(107)分别对采样波长信号λ₁和λ₂窄带滤波并功率检测，所得结果进入数据分析模块(109)；

输出端(124)的信号通过第二光耦合器分光装置(119)后进入第二带通滤波模块(118)，第二带通滤波模块(118)将采样监控信号从主光路中分离出来后接入第二滤波模块(112)，设采样监控信号包括短波长的采样波长信号λ₁和长波长的采样波长信号λ₂，第二滤波模块(112)将短波长的采样波长信号λ₁反射到第三窄带功率探测模块(110)，将长波长的采样波长信号λ₂投射到第四窄带功率探测模块(111)，第三窄带功率探测模块(110)和第四窄带功率探测模块(111)分别对采样波长信号λ₁和λ₂窄带滤波并功率检测，所得结果进入数据分析模块(109)。

2.根据权利要求1所述掺铒光纤放大器实时检测系统，其特征在于：数据分析模块(109)由窄带滤波并功率检测所得输入端的自发辐射噪声功率和输出端放大的自发辐射噪声功率，拟合出工作波长范围带内的放大的自发辐射功率谱如下，

$P_{ASE}\left(\mathrm{\λ}\right)=\frac{A\mathrm{\λ}}{{\mathrm{\λ}}_2-{\mathrm{\λ}}_1}+B+D(\mathrm{\λ},{\mathrm{\ΔP}}_{ASE}({\mathrm{\λ}}_2),{\mathrm{\ΔP}}_{ASE}({\mathrm{\λ}}_1\left)\right)$

式中，λ为工作波长范围带内的波长，A＝ΔP_ASE(λ₂)-ΔP_ASE(λ₁)，表示经过光放大器后自发辐射ASE噪声在波长λ₂与λ₁增量ΔP_ASE(λ₂)、ΔP_ASE(λ₁)之差，B为线性拟合截距，D(λ,ΔP_ASE(λ₂),ΔP_ASE(λ₁))为补偿偏差。

3.根据权利要求2所述掺铒光纤放大器实时检测系统，其特征在于：数据分析模块(109)计算出噪声功率，并计算出相应的输入输出光信噪比OSNR，掺铒光纤放大器的噪声系数NF以及信号增益G，

所述输入输出光信噪比OSNR按以下定义计算，

$OSNR=10\·lg\frac{P_{sig}}{P_{noise}}\left(dB\right)$

其中，P_sig是指分辨带宽RBW里积分的光信号功率，P_noise是采用线性标度时积分的噪声功率，

P_sig＝P_tot-P_ASE

其中，P_ASE为根据自发辐射功率谱P_ASE(λ)做积分功率运算拟合所得工作波长范围内的自发辐射噪声功率，P_tot为第二光耦合器分光装置(119)探测所得输出端的光功率；

所述信号增益G按以下定义计算，

$G\≈\frac{P_{tot}-P_{ASE}}{P_{in}}$

其中，P_in和P_tot为基于第一光耦合器分光装置(102)和第二光耦合器分光装置(119)探测所得输入端、输出端的光功率；

所述噪声系数NF按以下定义计算，

$NF=\frac{1}{G}(\frac{P_{ASE}\left(\mathrm{\λ}\right)}{\mathrm{\Δ}v\·hv}+1)$

其中，h为普朗克常数，Δν为信号频率ν附近的信号带宽。

4.根据权利要求1或2或3所述掺铒光纤放大器实时检测系统，其特征在于：第一窄带功率探测模块(106)、第二窄带功率探测模块(107)、第三窄带功率探测模块(110)、第四窄带功率探测模块(111)的20dB带宽距离最边缘工作通道的中心波长至少0.5nm以上。

5.根据权利要求1或2或3所述掺铒光纤放大器实时检测系统，其特征在于：采样波长信号λ₁和采样波长信号λ₂，是通过在工作波长范围之外首尾附近各取一个紧邻工作波段的ITU-T波长得到。