CN105337151B - 一种二阶拉曼放大器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种二阶拉曼放大器及其控制方法，所述拉曼光放大器设置于一块单盘上，所述二阶拉曼放大器包含一阶泵浦单元模块、二阶泵浦单元模块和单盘管理单元；其中，所述一阶泵浦单元模块作为信号波长的泵浦光源，所述二阶泵浦单元模块作为一阶泵浦单元泵浦光波长的泵浦光源，仅对一阶泵浦单元模块的泵浦光进行拉曼放大；所述一阶泵浦单元模块通过与所述二阶泵浦单元模块互联的电气接口对所述二阶泵浦单元模块进行控制。本发明装置及控制方法可有效控制二阶泵浦单元的开关状态，当光纤线路发生LOS告警时，能迅速有效关闭各阶泵浦单元的功率，实现激光安全功能。

Description

一种二阶拉曼放大器及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种光通信器件及其控制方法，具体地说，涉及光纤通信系统中二阶拉曼光纤放大器及其控制方法，本发明属于通信领域。

背景技术

目前，光网络正在向大容量方向发展，主干网容量越来越大，通道数量不断增加，无中继光传输的跨距越来越大。对各种光放大器的增益和功率要求进一步提高。光纤拉曼放大器(Fiber Raman Amplifier，缩写为FRA)因其极低的噪声指数指标在光传输系统中占有重要的地位，业界对其增益范围提出新的需求，要求不断提高其增益指标。常规的拉曼泵浦源使用14xx nm(其波长范围在1400nm～1499nm之内)的多波长激光器组成，目前，单独使用14xx nm泵浦波长的拉曼放大器，最大输出泵浦功率在1.4W以下，难以达到更高的增益。因此，产生了一种多阶泵浦的多级拉曼放大器，目前最常见的是二级拉曼放大器。该拉曼放大器同时包含13xx nm(其波长范围在1300nm～1399nm之内)波长泵浦光源和14xx nm波长泵浦光源，两种泵浦光同时泵浦进入传输光纤，13xx nm泵浦光将14xx nm泵浦光进行拉曼放大，14xx nm泵浦光再对传输光纤中的信号光进行拉曼放大，从而达到更高的拉曼增益和更好的噪声性能。多阶多种泵浦光源的引入，使拉曼放大器的控制更为复杂。另外，由于通信系统中的设备单盘尺寸的限制，导致多个泵浦光源难以集成在一个模块上，甚至可能需要分布在多个单盘上或不同的机柜上，因此，各模块和各单盘之间的交互控制尤为重要。同时为了保证激光安全，当光纤线路出现异常时，必须及时关闭各阶泵浦激光光源。目前，行业内普遍采用的是二阶模块通过光接口检测上一阶泵浦激光源光功率来判断是否开关二阶泵浦激光器的方法来实现。这种方法需要在一阶泵浦单元模块中分出一部分泵浦光功率，作为二阶泵浦单元的输入信号，因此增加了泵浦单元的复杂性，并且有可能导致一阶泵浦单元输出光口损耗增加。

发明内容

本发明的目的是提出一种二阶拉曼放大器及其控制方法，此方法适用于多个泵浦模块在同一单元盘上的应用。具体是通过拉曼泵浦模块之间的电气接口进行交互，实现一阶泵浦模块对同一单盘上二阶泵浦模块的有效管理，从而保障和提升拉曼放大器的其各项性能指标，使之更适应光传输系统应用。

本发明的技术方案是：

一种二阶拉曼放大器，所述拉曼光放大器设置于一块单盘上，所述二阶拉曼放大器包含一阶泵浦单元模块、二阶泵浦单元模块和单盘管理单元；其中，所述一阶泵浦单元模块作为信号波长的泵浦光源，所述二阶泵浦单元模块作为一阶泵浦单元泵浦光波长的泵浦光源，仅对一阶泵浦单元模块的泵浦光进行拉曼放大；所述一阶泵浦单元模块通过与所述二阶泵浦单元模块互联的电气接口对所述二阶泵浦单元模块进行控制。

当所述一阶泵浦单元模块的输入信号出现LOS告警时，所述一阶泵浦单元模块关闭所述一阶泵浦单元模块中的泵浦激光器，并通过所述电气接口通知所述二阶泵浦单元模块关闭所述二阶泵浦单元模块中的泵浦激光器。

所述一阶泵浦单元模块和二阶泵浦单元模块的开关泵控制信号输入接口与所述单盘管理单元相接，能够由所述单盘管理单元配置所述一阶泵浦单元模块和二阶泵浦单元模块中的泵浦激光器的工作状态。

所述一阶泵浦单元模块的泵浦光输出接口和信号光口通过所述一阶泵浦单元模块内的WDM器件耦合在一起；所述二级泵浦单元模块的光输出口与所述一阶泵浦单元模块的光口通过外部的WDM器件耦合到一起。

所述一阶泵浦单元模块的波长范围在1400nm～1499nm；所述二阶泵浦单元模块的波长范围在1300nm～1399nm。

二阶拉曼放大器的控制方法，所述一阶泵浦单元模块内部实时检测输入信号光的LOS状态，若处于告警状态，则关闭所述一阶泵浦单元模块中的泵浦激光器，同时配置输出到所述二阶泵浦单元模块的互联电气接口为关闭模式；若LOS状态正常，则配置输出到所述二阶泵浦单元模块的互联电气接口为开启模式，并进入下一步；所述一阶泵浦单元模块实时检测所述单盘管理单元输出的相应引脚的电平状态，当其为开泵状态时，打开所述一阶泵浦单元模块中的泵浦激光器，所述一阶泵浦单元模块进入正常工作状态。所述二阶泵浦单元模块实时检测所述一阶泵浦单元模块输出的互联电气接口状态和所述单盘管理单元输出的相应引脚的电平状态，当所述一阶泵浦单元模块输出的互联电气接口状态为开启模式并且所述单盘管理单元输出的相应引脚的电平状态为开泵状态时，打开所述二阶泵浦单元模块中的泵浦激光器，否则关闭所述二阶泵浦单元模块中的泵浦激光器。

本发明具有以下优点和积极效果：

1、本发明多个拉曼泵浦单元模块集成在同一个单盘上，可通过电气接口进行交互控制。每个泵浦单元模块可独立使用，也可以作为二阶拉曼放大器联合使用。

2、本发明作为二阶拉曼放大器使用时，可有效控制二阶泵浦单元的开关状态，当光纤线路发生LOS告警时，能迅速有效关闭各阶泵浦单元的功率，实现激光安全功能。

附图说明

图1－本发明实施例的控制方法示意图；

图2－本发明实施例的控制流程图；

其中：

1：一阶泵浦单元模块(14xx nm波长)；

2：二阶泵浦单元模块(13xx nm波长)；

3：单盘管理单元；

4：(一阶泵浦单元模块中的)WDM器件；

1-1：(一阶泵浦单元模块中的)泵浦激光器；

1-2：(一阶泵浦单元模块中的)控制器；

1-3：(一阶泵浦单元模块中的)关闭模式电平设置；

1-4：WDM器件；

2-1：(二阶泵浦单元模块中的)泵浦激光器；

2-2：(二阶泵浦单元模块中的)控制器；

2-3：(二阶泵浦单元模块中的)关闭模式电平设置

UNIT_n：泵浦单元模块阶次检测输入口；

PUMP_^2nd：泵浦单元开关控制输出脚(对于一阶泵浦单元模块)；泵浦开关状态检测输入脚(对于二阶泵浦单元模块)；

PUMP_DIS：开关泵控制信号输入口；

Manage port：管理接口；

IO1，IO2：单盘管理单元对泵浦单元模块的泵浦开关使能控制接口；

Manage port1，Manage port2：单盘管理单元对泵浦单元模块的管理接口；

1-4-1,1-4-2,1-4-3,4-1,4-2,4-3：WDM器件的光端口；

具体实施方式

下面结合附图和实例对本发明做进一步说明：

本发明提供的二阶拉曼放大器的控制框图如图1所示，单盘上包含一个一阶泵浦单元模块1和一个二阶泵浦单元模块2，两个泵浦单元模块之间的PUMP_^2nd连接在一起，即一阶泵浦单元模块的泵浦开关控制输出脚与二阶泵浦单元模块的泵浦开关状态检测输入脚连接在一起，该引脚在两个泵浦单元模块内部通过电阻连接至内部配置电平，作为上电初始化过程中的默认状态，初始化状态为关闭模式。两个泵浦单元模块的泵浦单元模块阶次检测输入口UNIT_n的输入状态在单盘管理单元3上分别进行配置，不同的电平状态表示不同阶的模块状态，即一阶泵浦单元模块的UNIT_n在单盘管理单元3上配置为一阶模块电平状态，二阶泵浦单元模块的UNIT_n在单盘管理单元3上配置为二阶模块电平状态。两个泵浦单元模块均有开关泵控制信号输入口PUMP_DIS接口与单盘管理单元3相接，其状态由单盘管理单元3配置。此外，每个泵浦单元模块均有一组管理接口Manage port与单盘管理单元3相接，作为单盘管理单元3对个泵浦单元模块的管理接口。一阶泵浦单元模块1的泵浦光输出接口和信号光口通过一阶泵浦单元模块1内WDM器件1-4耦合在一起，其中1-4-1为信号光输出光口，1-4-2为一阶泵浦光输入光口和信号光输入光口，1-4-3为泵浦光输入接口。二级泵浦单元模块2的光输出口与一阶泵浦单元模块1的光口通过WDM器件4耦合到一起，其中4-1为一阶泵浦和二阶泵浦的输出光口和信号光的输入光口，4-2为一阶泵浦光的输入光口和信号光的输入光口，4-3为二级泵浦光的输入光口。

二阶拉曼放大器的控制方法，具体的实施方式如图2所示，其步骤具体如下：

步骤一、上电开始，单盘初始化；各个泵浦单元模块初始化，PUMP_^2nd引脚在模块内部硬件配置初始状态为关闭模式。各个泵浦单元模块初始化完成后，各个泵浦单元模块内控制器将PUMP_^2nd引脚的初始状态配置为输入口。

步骤二、各个泵浦单元模块的阶次检测输入口UNIT_n引脚状态由单盘管理单元3配置。在各个泵浦单元模块上，UNIT_n为阶次检测输入口，各个泵浦单元模块初始化完成后，通过检测输入阶次检测输入口UNIT_n的电平状态判断自身是一阶泵浦单元模块1还是二阶泵浦单元模块2。

步骤三：通过检测UNIT_n的电平状态，确定自身为一阶泵浦单元的拉曼泵浦模块1，将PUMP_^2nd引脚重新配置为输出接口，并赋予初始值状态为关闭模式，作为对二阶泵浦单元模块2的控制引脚。此时，一阶泵浦单元模块1对二阶泵浦单元模块2配置的PUMP_^2nd为关闭模式，即输出到二阶泵浦单元模块2的PUMP_^2nd引脚电平处于关闭状态。通过检测UNIT_n的电平状态，确定为二阶泵浦单元的泵浦单元模块2，将PUMP_^2nd引脚重新配置为输入接口，作为接收一阶泵浦单元模块1对二阶泵浦单元模块2进行开关控制状态检测的输入引脚。此时，二阶泵浦单元模块2检测到的泵浦开关状态PUMP_^2nd为关闭模式，二阶泵浦单元模块2的泵浦激光器2-1处于关闭状态。

步骤四、条件判断和执行：

一阶泵浦单元模块1内部实时检测输入光信号的LOS状态，若处于告警状态，则配置PUMP_^2nd为关闭模式，关闭二阶泵浦单元模块。若LOS状态正常，则进行如下步骤。

1、一阶泵浦单元模块1实时检测PUMP_DIS引脚电平状态，当其为开泵状态时，打开泵浦激光器1-1，一阶泵浦单元模块1进入正常工作状态。

2、一阶泵浦单元模块1配置PUMP_^2nd为开启模式。

3、二阶泵浦单元模块2实时检测PUMP_DIS和PUMP_^2nd引脚状态，判断如下条件：PUMP_^2nd为开启模式且PUMP_DIS为开泵状态，如果上述条件同时满足则打开二阶泵浦单元模块2的泵浦激光器2-1，二阶泵浦单元模块2进入正常工作状态，否则关闭二阶泵浦单元模块2的泵浦激光器2-1。

从而实现二阶泵浦单元模块2与一阶泵浦单元模块1的工作状态同步，当一阶泵浦单元模块1的输入光信号异常时，二阶泵浦单元模块2与一阶泵浦单元模块1的泵浦激光器同时被关闭。

以上所述实施例仅表达了本发明的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种二阶拉曼放大器，其特征在于：所述拉曼光放大器设置于一块单盘上，所述二阶拉曼放大器包含一阶泵浦单元模块、二阶泵浦单元模块和单盘管理单元；其中，所述一阶泵浦单元模块作为信号波长的泵浦光源，所述二阶泵浦单元模块作为一阶泵浦单元泵浦光波长的泵浦光源，仅对一阶泵浦单元模块的泵浦光进行拉曼放大；所述一阶泵浦单元模块通过与所述二阶泵浦单元模块互联的电气接口对所述二阶泵浦单元模块进行控制。

2.如权利要求1所述一种二阶拉曼放大器，其特征在于：当所述一阶泵浦单元模块的输入信号出现LOS告警时，所述一阶泵浦单元模块关闭所述一阶泵浦单元模块中的泵浦激光器，并通过所述电气接口通知所述二阶泵浦单元模块关闭所述二阶泵浦单元模块中的泵浦激光器。

3.如权利要求1或2所述一种二阶拉曼放大器，其特征在于：所述一阶泵浦单元模块和二阶泵浦单元模块的开关泵控制信号输入接口与所述单盘管理单元相接，能够由所述单盘管理单元配置所述一阶泵浦单元模块和二阶泵浦单元模块中的泵浦激光器的工作状态。

4.如权利要求3所述一种二阶拉曼放大器，其特征在于：所述一阶泵浦单元模块的泵浦光输出接口和信号光口通过所述一阶泵浦单元模块内的WDM器件耦合在一起；所述二阶泵浦单元模块的光输出口与所述一阶泵浦单元模块的光口通过外部的WDM器件耦合到一起。

5.如权利要求4所述一种二阶拉曼放大器，其特征在于：所述一阶泵浦单元模块的波长范围在1400nm～1499nm；所述二阶泵浦单元模块的波长范围在1300nm～1399nm。

6.一种如权利要求1-5中任一项所述的二阶拉曼放大器的控制方法，其特征在于：

所述一阶泵浦单元模块内部实时检测输入信号光的LOS状态，若处于告警状态，则关闭所述一阶泵浦单元模块中的泵浦激光器，同时配置输出到所述二阶泵浦单元模块的互联电气接口为关闭模式；若LOS状态正常，则配置输出到所述二阶泵浦单元模块的互联电气接口为开启模式，并进入下一步；

所述一阶泵浦单元模块实时检测所述单盘管理单元输出的相应引脚的电平状态，当其为开泵状态时，打开所述一阶泵浦单元模块中的泵浦激光器，所述一阶泵浦单元模块进入正常工作状态；

所述二阶泵浦单元模块实时检测所述一阶泵浦单元模块输出的互联电气接口状态和所述单盘管理单元输出的相应引脚的电平状态，当所述一阶泵浦单元模块输出的互联电气接口状态为开启模式并且所述单盘管理单元输出的相应引脚的电平状态为开泵状态时，打开所述二阶泵浦单元模块中的泵浦激光器，否则关闭所述二阶泵浦单元模块中的泵浦激光器。