CN110350977B - 一种混合光纤放大器ase补偿参数使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光放大器技术领域，提供了一种混合光纤放大器ASE补偿参数使用方法。使用方法包括：根据设置的目标增益参数值，配置混合光纤放大器中的拉曼光纤放大器和掺铒光纤放大器的工作参数；从映射关系中查找与配置的拉曼光纤放大器和掺铒光纤放大器的工作参数所对应的目标ASE补偿参数；计算掺铒光纤放大器的输入光功率、目标ASE补偿参数和掺铒光纤放大器的增益的总和，通过调整拉曼光纤放大器和/或掺铒光纤放大器的增益，使得对应调整后的上述总和等于目标增益参数值。本发明利用模拟工作模式得到的不同ASE补偿值，用来对实际应用场合上EDFA的增益进行控制，使得混合光纤放大器可以达到精确的增益控制效果。

Description

一种混合光纤放大器ASE补偿参数使用方法

【技术领域】

本发明涉及光放大器技术领域，特别是涉及一种混合光纤放大器ASE补偿参数使用方法。

【背景技术】

随着高速率光通信系统的发展，尤其是100G及超100G光纤通信系统的商用，系统对光信噪比的要求越来越高。提升系统的光信噪比是每个光通信系统设备上必须要解决的问题。拉曼光纤放大器(Raman fiber amplifier，以下简称RFA)以其可以改善光信噪比的特性，愈发受到设备商的青睐。混合光纤放大器是(Hybrid fiber amplifier，以下简称HYFA)将拉曼光纤放大器RFA和掺铒光纤放大器(Erbium Doped Fiber ApplicationAmplifier,以下简称EDFA)结合的一种光纤放大器，它同时具有RFA低噪声指数的特性，同时具有EDFA那样的大输出功率。现在很多光纤通信设备上开始在长跨距或者需要改善信噪比的系统中，大规模的使用HYFA。

专利“CN102843192A”，描述了混合光纤放大器的使用，及增益、斜率的控制方法。其RFA和EDFA的增益是分开单独控制。但在实际的应用中，根据场景的需要，可能会需要EDFA，或拉曼的单独使用，或者是两者级联使用。当EDFA和RFA光纤放大器级联使用，且进入拉曼的光功率比较低时，此时经过拉曼的放大光中，自发辐射放大光(AmplifiedSpontaneous Emission，简写为：ASE)占的比重较大，但EDFA的输入探测无法区分其输入光中信号光和ASE的比重，因此其EDFA的实际增益会偏大。专利“CN105871468A”，主要描述了RFA增益的精确控制方法。没有对整体的增益控制做说明。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题是现有技术中当进入HYFA的输入光比较小时，输入光首先通过RFA放大后，进入EDFA部分的信号光已经包含大量的ASE，如果EDFA按照常规的控制方式，则将输入光中的信号光和ASE同样视为信号光一起放大，最终整个HYFA的增益将比目标增益要大。

本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明提出了一种混合光纤放大器ASE补偿参数获取方法，使用由拉曼光纤放大器和掺铒光纤放大器构成的混合光纤放大器，所述混合光纤放大器被接入测试光路，所述测试光路由光源、可调衰减器、混合光纤放大器和光谱分析仪依次连接构成，混合光纤放大器的控制端口连接着调控装置，方法包括：

根据混合光纤放大器在工作环境中所涉及的一组或者多组光信号参数，设置所述光源和可调衰减器，使得进入混合光纤放大器的光信号达到指定要求；

所述拉曼光纤放大器和掺铒光纤放大器的测试光通路上设置有一个或者多个分光器，所述分光器的分光口连接激光探测器；所述激光探测器用于将获取到的探测内容反馈给分析端，以便在得出分析结果后，通过所述调控装置调整拉曼光纤放大器和/或掺铒光纤放大器的工作参数，使得所述光谱分析仪检测到的光信号满足预定的光信号放大结果，并记录相应的调整参数；

在完成了多组工作环境中的光信号模拟，以及对应拉曼光纤放大器和/或掺铒光纤放大器工作参数调整后，根据所述多组拉曼光纤放大器和/或掺铒光纤放大器调整后的工作参数计算得到对应各工作环境中光信号的ASE补偿参数。

优选的，拉曼光纤放大器和掺铒光纤放大器的工作参数包括：

所述拉曼光纤放大器的增益值和斜率值，以及掺铒光纤放大器的增益值和斜率值。

优选的，当所述拉曼光纤放大器和掺铒光纤放大器工作在整体模式时，所述根据所述多组拉曼光纤放大器和/或掺铒光纤放大器调整后的工作参数计算得到对应各工作环境中光信号的ASE补偿参数，具体包括：

根据ASE补偿值ASE_H与曼光纤放大器和掺铒光纤放大器的工作参数的第一公式关系，将多组拉曼光纤放大器和掺铒光纤放大器调整后得到的工作参数代入所述第一公式，定标得到所述公式关系中的系数；所述第一公式为：

ASE_H＝(k1*Gain_R_m+k2*Tilt_R_x+B1)*Gain_E_n+k3*Gain_E_n+k4*Tilt_E_y+B2

其中，Gain_R_m和Gain_E_n分别代表拉曼光纤放大器的第m个增益参数和掺铒光纤放大器的第n个增益参数；Tilt_R_x和Tilt_E_y分别代表拉曼光纤放大器和掺铒光纤放大器的斜率；其中，k1、k2、k3、k4、B1和B3为所述系数，所述m、n、x和y为自然数。

优选的，当所述混合光纤放大器工作在独立模式时，则根据掺铒光纤放大器调整后的工作参数计算得到对应各工作环境中光信号的ASE补偿参数，具体实现为：

根据ASE补偿值ASE_H与掺铒光纤放大器的工作参数的第二公式，将多组拉曼光纤放大器和掺铒光纤放大器调整后的工作参数代入所述第二公式，定标得到所述第二公式中的系数；所述第二公式为：

ASE_H＝k5*Gain_E_n+k6*Tilt_E_y+B3；根据第二公式和多组掺铒光纤放大器调整后的工作参数，定标得到系数k5、k6和B3。

优选的，当所述混合光纤放大器工作在整体模式时，则所述根据所述多组拉曼光纤放大器和/或掺铒光纤放大器调整后的工作参数计算得到对应各工作环境中光信号的ASE补偿参数，具体包括：

选择一组或者多组拉曼光纤放大器和掺铒光纤放大器的工作参数，导入第一公式：

ASE_H＝(k1*Gain_R_m+k2*Tilt_R_x+B1)*Gain_E_n+k3*Gain_E_n+k4*Tilt_E_y+B2，得到一个或者多个ASE补偿参数；将各ASE补偿参数与相应导入公式的拉曼光纤放大器和掺铒光纤放大器的工作参数建立映射关系。

第二方面，本发明还提供了一种混合光纤放大器的ASE补偿参数使用方法，方法中使用权利要求1-5任一所述混合光纤放大器ASE补偿参数获取方法计算得到多个ASE补偿参数，并将各ASE补偿参数与相应导入公式的拉曼光纤放大器和掺铒光纤放大器的工作参数建立映射关系，具体的：

所述映射关系被存储在混合光纤放大器的调控装置中；

所述调控装置接收当前混合光纤放大器的工作参数，所述混合光纤放大器的工作参数包括拉曼光纤放大器和/或掺铒光纤放大器的工作参数；

根据所述拉曼光纤放大器和/或掺铒光纤放大器的工作参数，查找调控装置中存储的映射关系获得ASE补偿参数；

将所述ASE补偿参数作为当前混合光纤放大器的ASE补偿参数。

优选的，所述拉曼光纤放大器的工作参数包括所述拉曼光纤放大器的增益值和斜率值；所述掺铒光纤放大器的工作参数包括掺铒光纤放大器的增益值和斜率值。

优选的，所述映射关系由多组包含拉曼光纤放大器增益值、掺铒光纤放大器增益值和ASE补偿值构成，其中，在拉曼光纤放大器的斜率和掺铒光纤放大器斜率设定的情况下，每一对拉曼光纤放大器增益值和掺铒光纤放大器增益值对应一ASE补偿值。

第三方面，本发明还提供了一种混合光纤放大器ASE补偿参数使用装置，包括光源、可调衰减器、混合光纤放大器，其特征在于，所述光源、可调衰减器和混合光纤放大器依次连接，其中，混合光纤放大器的控制端口连接着调控装置，所述调控装置包括拉曼光纤放大器调控子单元和掺铒光纤放大器调控子单元，具体的：

所述拉曼光纤放大器的光信号输出端口连接第一信号分光耦合器，所述第一信号分光耦合器的分光口连接激光探测器，所述第一信号分光耦合器的出光口连接第二信号分光耦合器；

所述第二信号分光耦合器的分光口连接激光探测器，所述第二信号分光耦合器的出光口连接掺铒光纤放大器，所述掺铒光纤放大器的出光口连接第三信号分光耦合器，所述第三信号分光耦合器的分光口连接激光探测器；

其中所述拉曼光纤放大器的控制端口与所述拉曼光纤放大器调控子单元连接；所述掺铒光纤放大器的控制端口与所述掺铒光纤放大器调控子单元连接。

优选的，所述拉曼光纤放大器包括第一泵浦信号合波器和RFA泵浦单元，其中，所述第一泵浦信号合波器输入端连接可调衰减器，所述第一泵浦信号合波器的耦合端连接所述RFA泵浦单元，所述第一泵浦信号合波器的输出端口为拉曼光纤放大器的光信号输出端口；所述拉曼光纤放大器调控子单元具体与所述拉曼光纤放大器中的RFA泵浦单元相连。

优选的，所述掺铒光纤放大器包括第二泵浦信号合波器和EDFA泵浦单元，其中，所述第二泵浦信号合波器输入端连接第二信号分光耦合器，所述第二泵浦信号合波器的耦合端连接所述EDFA泵浦单元，所述第二泵浦信号合波器的输出端口为掺铒光纤放大器的光信号输出端口，并且连接一三信号分光耦合器；所述掺铒光纤放大器调控子单元具体与所述掺铒光纤放大器中的EDFA泵浦单元相连；其中，所述第二信号分光耦合器和第三信号分光耦合器的分光口分别连接EDFA输入光信号探测器和EDFA输出光信号探测器。

第四方面，本发明还提供了一种混合光纤放大器ASE补偿参数使用方法，所述方法包括：

根据设置的目标增益参数值，配置混合光纤放大器中的拉曼光纤放大器和掺铒光纤放大器的工作参数；

从映射关系中查找与配置的拉曼光纤放大器和掺铒光纤放大器的工作参数所对应的目标ASE补偿参数；

计算掺铒光纤放大器的输入光功率、目标ASE补偿参数和掺铒光纤放大器的增益之和，并通过调整拉曼光纤放大器和/或掺铒光纤放大器的增益，使得对应调整后各参数满足输入光功率、目标ASE补偿参数和掺铒光纤放大器的增益之和等于目标增益参数值。

优选的，所述调整拉曼光纤放大器和/或掺铒光纤放大器的增益，使得对应调整后各参数满足输入光功率、目标ASE补偿参数和掺铒光纤放大器的增益之和等于目标增益参数值，具体包括：

获取掺铒光纤放大器的输出功率P_E_OUT；

计算得到掺铒光纤放大器的输入功率P_E_IN、目标ASE补偿参数和铒光纤放大器增益的总和EDFA_ALL；

比较所述掺铒光纤放大器的输出功率和所述铒光纤放大器增益的总和EDFA_ALL；

如果相等，表示达到EDFA的目标增益；如果不相等，则通过调节RFA和/或EDFA的泵浦功率直到两者相等。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：提供的一种混合光纤放大器ASE补偿参数获取方法，通过模拟不同的工作模式得到不同的ASE补偿值，其中，所述ASE补偿值可以用来对实际应用场合上EDFA的增益进行控制，使得混合光纤放大器在不同的运用场景下均可以达到精确的增益控制效果。

本专利提出混合光纤放大器ASE补偿的方法，来保证即使在低输入光时，HYFA也可以得到精确的增益控制。

进一步，本发明还结合具体应用实例，有效的将混合光纤放大器的工作模式分为整体模式和独立模式，提高了本发明的可应用范围和应用场合，提高了应用广度。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，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它的附图。

图1是本发明实施例提供的一种混合光纤放大器ASE补偿参数获取装置结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种混合光纤放大器ASE补偿参数获取方法流程图；

图3是本发明实施例提供的一种拉曼光纤放大器的增益、掺铒光纤放大器的增益和ASE补偿值间映射关系示意图；

图4是本发明实施例提供的一种掺铒光纤放大器在独立模式下工作情况下的映射关系示意图；

图5是本发明实施例提供的一种混合光纤放大器ASE补偿参数使用方法流程图；

图6是本发明实施例提供的一种混合光纤放大器ASE补偿参数使用装置结构图；

图7是本发明实施例提供的一种混合光纤放大器ASE补偿参数使用装置局部结构示意图；

图8是本发明实施例提供的一种混合光纤放大器ASE补偿参数使用装置局部结构示意图；

图9是本发明实施例提供的一种混合光纤放大器ASE补偿参数使用装置细化示意图；

图10是本发明实施例提供的另一种混合光纤放大器ASE补偿参数使用装置局部结构示意图；

图11是本发明实施例提供的一种混合光纤放大器ASE补偿参数使用方法流程图；

图12是本发明实施例提供的一种拉曼光纤放大器的斜率、掺铒光纤放大器的斜率和两者各自增益间的映射关系示意图；

图13是本发明实施例提供的一种掺铒光纤放大器单独使用的ASE补偿参数使用方法流程图；

图14是本发明实施例提供的一种实测控制得到的增益与目标增益的误差示意图；

图15是本发明实施例提供的一种实测控制得到的增益与目标增益的误差示意图。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的、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。

在拉曼光纤放大器(下文也简称为RFA)中，其增益通过与带外ASE的关系来确定，其增益的精度不受输入光高低点的影响，在掺铒光纤放大器(下文也简称为EDFA)中，其增益是通过放大后的光与放大前的光比较，其差值和增益相等时表示增益控制到位。放大后的功率都是通过光电探测器(Photoelectric detector，以下简称PD)得到，PD只能探测功率，无法区分信号光或ASE。在信号光较大时，ASE成分的比重较小，对增益的控制基本没有影响；当信号光较小时，ASE成分的比重较大。此时仅仅通过输出光与输入光相减等于增益来控制的话，增益会有较大的偏差，因此需要进行ASE的补偿。在系统中应用时，当进入HYFA的光比较大时，RFA和EDFA通过目前的现有技术即可得到对增益的准确控制；但当进入HYFA的输入光比较小时，输入光首先通过RFA放大后，进入EDFA部分的信号光已经包含大量的ASE，如果EDFA按照常规的控制方式，则将输入光中的信号光和ASE同样视为信号光一起放大，最终整个HYFA的增益将比目标增益要大。

在开始阐述本发明各实施例之前，首先对本发明各实施例中可能出现或者涉及的标识做定义如下：

RFA的增益记为Gain_R_m，其变化范围记为Gain_R_1～Gain_R_i，m介于1～i之间；

RFA的斜率记为Tilt_R_x，其变化范围记为Tilt_R_1～Tilt_R_a，x介于1～a之间；

EDFA的增益记为Gain_E_n，其变化范围记为Gain_E_1～Gain_E_j，n介于1～j之间；

EDFA的斜率记为Tilt_E_y，其变化范围记为Tilt_E_1～Tilt_E_b，y介于1～b之间；

RFA在增益为Gain_R_m时，RFA部分产生的带内ASE功率为ASE_R_m；

EDFA在增益为Gain_E_n时，EDFA部分产生的ASE功率记为ASE_E_n；

EDFA的输入光功率探测值记为：P_E_IN；

EDFA的输出光功率探测值记为：P_E_OUT；

需要补偿的ASE功率记为ASE_H，在本发明各实施例中也被称为目标ASE补偿参数。

实施例1:

本发明实施例1提供了一种混合光纤放大器ASE补偿参数获取方法，使用由拉曼光纤放大器和掺铒光纤放大器构成的混合光纤放大器，所述混合光纤放大器被接入测试光路，如图1所示，所述测试光路由光源1、可调衰减器2、混合光纤放大器4和光谱分析仪5依次连接构成，混合光纤放大器4的控制端口连接着调控装置，如图2所示，所述方法包括：

在步骤201中，根据混合光纤放大器4在工作环境中所涉及的一组或者多组光信号参数，设置所述光源1和可调衰减器2，使得进入混合光纤放大器4的光信号达到指定要求。

其中，所述指定要求可以是要求进入混合光纤放大器4的光信号与工作环境中的光信号相似，其相似表现为例如：光信号波长、光信号光强等参数之间相同或者相近。

在步骤202中，所述拉曼光纤放大器和掺铒光纤放大器的测试光通路上设置有一个或者多个分光器，所述分光器的分光口连接光电探测器；所述光电探测器用于将获取到的探测内容反馈给分析端，以便在得出分析结果后，通过所述调控装置调整拉曼光纤放大器和/或掺铒光纤放大器的工作参数，使得所述光谱分析仪5检测到的光信号满足预定的光信号放大结果，并记录相应的调整参数。

其中，分析端可以是独立的计算机或者服务器，也可以是集成在调控装置上的处理器，还可以是设置就是具备分析功能的调控装置自身，所述分析端的主体形式可以是多种，各种实现形式均属于本发明实施例的保护范围内。

在步骤203中，在完成了多组工作环境中的光信号模拟，以及对应拉曼光纤放大器和/或掺铒光纤放大器工作参数调整后，根据所述多组拉曼光纤放大器和/或掺铒光纤放大器调整后的工作参数计算得到对应各工作环境中光信号的ASE补偿参数。

在本发明实施例中，所述拉曼光纤放大器和掺铒光纤放大器的工作参数主要包括：所述拉曼光纤放大器的增益值和斜率值，以及掺铒光纤放大器的增益值和斜率值。

本发明实施例提供的一种混合光纤放大器ASE补偿参数获取方法，通过模拟工作模式得到不同的ASE补偿值，其中,所述ASE补偿值可以用来对实际应用场合上EDFA的增益进行控制，使得混合光纤放大器在不同的运用场景下均可以达到精确的增益控制效果。

在本发明实施例中，混合光纤放大器的工作模式包括工作模式一：整体模式和工作模式二：独立模式。

工作模式一：

整体模式的含义是Raman放大器和EDFA放大器作为一个整体控制增益，通常是经过Raman放大器放大后的光信号再进入EDFA放大器进行光信号的放大，即HYFA输出光＝HYFA输入光+Raman增益+EDFA增益+Raman产生的带内ASE*EDFA增益+EDFA产生的ASE。上述公式是从DB单位角度进行阐述的。

例如：所述整体模式可以是指混合光纤放大器中拉曼光纤放大器和掺铒光纤放大器处于串联状态，且同时处于功率放大工作状态，即本发明实施例中各步骤中的“拉曼光纤放大器和/或掺铒光纤放大器”的描述具体表现为“拉曼光纤放大器和掺铒光纤放大器”。

在本发明实施例中，对于步骤203中所实现的根据所述多组拉曼光纤放大器和/或掺铒光纤放大器调整后的工作参数计算得到对应各工作环境中光信号的ASE补偿参数，尤其是对于上述整体工作模式下的实现，给予了具体内容的阐述，如下：

根据ASE补偿值ASE_H与拉曼光纤放大器和掺铒光纤放大器的工作参数的第一公式关系(1)，将多组拉曼光纤放大器和/或掺铒光纤放大器调整后的工作参数代入所述第一公式(1)，定标得到所述第一公式关系(1)中的系数；所述第一公式(1)为：

ASE_H＝(k1*Gain_R_m+k2*Tilt_R_x+B1)*Gain_E_n+k3*Gain_E_n+k4*Tilt_E_y+B2 (1)

其中，Gain_R_m和Gain_E_n分别代表拉曼光纤放大器的第m个增益参数和掺铒光纤放大器的第n个增益参数；Tilt_R_x和Tilt_E_y分别代表拉曼光纤放大器和掺铒光纤放大器的斜率。k1、k2、k3、k4，B1，B2均为需要定标的系数。对于所述定标方法，具体可以采用线性回归实现，即对于设定的Tilt_R_x和Tilt_E_y，通过采集多组Gain_R_i和Gain_E_i，通过线性回归方法计算得到系数k1、k2、k3、k4、B1和B2。

工作模式二：

独立模式的意思是Raman放大器和EDFA放大器独立控制，具体的可以是：1)、仅使用所述混合光纤放大器中的Raman放大器，此时与所述Raman放大器串联的EDFA放大器处于休息状态；或者，2)、仅使用所述混合光纤放大器中的EDFA放大器，此时与所述EDFA放大器串联的Raman放大器处于休息状态；或者，3)、还可以是混合光纤放大器中的Raman放大器和EDFA放大器并非整体模式中串联结构，而是一种各自独立工作的模式，此时，Raman放大器和EDFA放大器各自独立工作。对于Raman放大器独立工作时，Raman输出光＝HYFA的输入光(HYFA的输入光相当于Raman的输入光)+Raman增益+Raman产生的带内ASE(此时其产生的带外ASE相对于带内ASE来说可以忽略不计)；对于EDFA放大器独立工作时，EDFA输出光＝EDFA的输入光+EDFA增益+EDFA产生的ASE。

当所述混合光纤放大器工作在独立模式时(具体为EDFA独立工作模式)，则根据掺铒光纤放大器调整后的工作参数计算得到对应各工作环境中光信号的ASE补偿参数，具体实现为：

根据ASE补偿值ASE_H与掺铒光纤放大器的工作参数的第二公式(2)，将多组拉曼光纤放大器和掺铒光纤放大器调整后的工作参数代入所述第二公式(2)，定标得到所述第二公式(2)中的系数；所述第二公式(2)为：

ASE_H＝k5*Gain_E_n+k6*Tilt_E_y+B3 (2)

根据第二公式(2)和多组掺铒光纤放大器调整后的工作参数，定标得到系数k5、k6和B3。

需要强调的是，本发明实施例所提供的第一公式(1)和第二公式(2)仅仅是诸多可实现的对应关系之一，本发明实施例所要保护的是该解决思路，而并非将本发明限定在所述第一公式(1)和第二公式(2)上，因为，未来在实践的过程中可能基于所述第一公式(1)和第二公式(2)提出更优的等式关系。

本发明实施例在完成步骤203之时，除了可以得到ASE补偿参数外，还可以进一步的为后续使用所述ASE补偿参数做准备，因此，当所述混合光纤放大器4工作在工作模式一(即混合光纤放大器中拉曼光纤放大器和掺铒光纤放大器处于整体模式工作状态)时，则所述根据所述多组拉曼光纤放大器和/或掺铒光纤放大器调整后的工作参数计算得到对应各工作环境中光信号的ASE补偿参数，具体包括：

选择一组或者多组拉曼光纤放大器和掺铒光纤放大器的工作参数，导入第一公式(1)得到一个或者多个ASE补偿参数；将各ASE补偿参数与相应导入第一公式(1)的拉曼光纤放大器和掺铒光纤放大器的工作参数建立映射关系。如图3所示，其中，每一个ASE补偿参数值，可以由导入的拉曼光纤放大器的增益值Gain_R_i和掺铒光纤放大器的增益值Gain_E_i唯一的锁定(即上述工作模式一的映射关系表现形式)，在具体使用过程中可以通过类似图3的数据库来查找混合光纤放大器实际工作状态下的ASE补偿参数。需要补充说的是，图3所示的表格通常对应一组拉曼光纤放大器的斜率和掺铒光纤放大器的斜率，即每一组曼光纤放大器的斜率和掺铒光纤放大器的斜率，都对应一张如图3所示的表格数据。如图4所示，为本发明实施例提供的对应上述工作模式二的映射关系表现形式。

实施例2:

本发明实施例除了提供如实施例1所述的一种混合光纤放大器的ASE补偿参数获取方法，还进一步的提供了一种混合光纤放大器的ASE补偿参数使用方法，方法中使用了实施例1中所述混合光纤放大器ASE补偿参数获取方法计算得到多个ASE补偿参数(可参考图3所示的ASE补偿参数展现形式)，并将各ASE补偿参数与相应导入公式的拉曼光纤放大器和掺铒光纤放大器的工作参数建立映射关系，如图5所示，所述方法具体包括以下执行步骤：

在步骤301中，所述映射关系被存储在混合光纤放大器4的调控装置中。

在具体实现过程中，若所述混合光纤放大器4的调控装置之上还有更高段位的控制主体，则所述映射关系数据还可以存储在所述更高段位的控制主体上，例如：所述更高段位的控制主体可以是计算机，中心管理装置等等。

在步骤302中，所述调控装置接收当前混合光纤放大器4的工作参数，所述混合光纤放大器4的工作参数包括拉曼光纤放大器和/或掺铒光纤放大器的工作参数。

其中，步骤202中阐述的所述混合光纤放大器4的工作参数包括拉曼光纤放大器和/或掺铒光纤放大器的工作参数，是指本发明实施例可以适用于实施例1中介绍的工作模式一和工作模式二。

其中，混合光纤放大器4的工作参数通常是由操作人员输入完成，输入方式可以是直接在所述调控装置的输入接口中输入实现，也可以是通过类似步骤301中介绍的更高段位的控制主体在获取操作人员输入的工作参数后，转发给所述调控装置来完成。其获取形式在此不做特殊限定，均可被本发明实施例所涵盖。

在步骤303中，根据所述拉曼光纤放大器和/或掺铒光纤放大器的工作参数，查找调控装置中存储的映射关系获得ASE补偿参数。

在实现步骤303之前，实际上应该还需要先进行拉曼光纤放大器的斜率和掺铒光纤放大器的斜率的获取，并根据所述斜率查找存储的映射关系，如实施例1中所阐述的，每一组拉曼光纤放大器的斜率和掺铒光纤放大器斜率可以对应如图3所示的由拉曼光纤放大器的增益、掺铒光纤放大器的增益和ASE补偿值构成的表格。此时，映射关系实际上涵盖了拉曼光纤放大器的增益和斜率、掺铒光纤放大器的增益和斜率，以及ASE补偿值。

在步骤304中，将所述ASE补偿参数作为当前混合光纤放大器4的ASE补偿参数。

其中，上述ASE补偿参数的使用具体为：分析端通过公式P_E_OUT＝P_E_IN+Gain_E+ASE_H(3)补偿值，使EDFA输出光功率P_E_OUT参数值和EDFA输入光功率P_E_IN+Gain_E+ASE_H补偿值的结果相等，则EDFA进入稳定状态；如果不相等，则调节泵浦激光器(包括拉曼光纤放大器和掺铒光纤放大器)直到其相等。其中，每一次调整都需要根据调整后的泵浦激光器参数(包括所述拉曼光纤放大器的增益值和斜率值，以及掺铒光纤放大器的增益值和斜率值中的一个或者多个参数)重新计算得到新的ASE_H补偿值，用于带入上述公式(3)重新计算等式是否成立(即是否进入稳定状态，无需再调整)。

本发明实施例提供了如何利用实施例1所述的混合光纤放大器ASE补偿参数获取方法得到的映射关系，应用到具体工作环境下的实例。在本发明实施例中，所述拉曼光纤放大器的工作参数包括所述拉曼光纤放大器的增益值和斜率值；所述掺铒光纤放大器的工作参数包括掺铒光纤放大器的增益值和斜率值。

通过实施例1和实施例2给予的ASE补偿参数获取方法和ASE补偿参数使用方法后，再具体使用ASE补偿参数过程中，除了可以使用本实施例所提出的映射关系(如图3所示)，还可以通过计算得到的系数(如：k1、k2、k3、k4、B1和B2)，在整体模式使用过程中实时根据第一公式(1)，以此替代本实施例中查询映射关系；或者还可以通过计算得到的系数(如：k5、k6和B3)，在EFDA独立工作模式使用过程中实时根据第二公式(2)，以此作为本实施例中查询映射关系的替代方案。

实施例3:

在提供了如实施例2所述的一种混合光纤放大器ASE补偿参数使用方法后，本发明实施例进一步提供了一种混合光纤放大器ASE补偿参数使用装置，所述使用装置可以用于完成实施例2中所阐述的方法内容。如图6-8所示，所述使用装置包括光源1、可调衰减器2、混合光纤放大器4，其特征在于，所述光源1、可调衰减器2和混合光纤放大器4依次连接，其中，混合光纤放大器4的控制端口连接着调控装置6，所述调控装置包括拉曼光纤放大器调控子单元6-1和掺铒光纤放大器调控子单元6-2，具体的：

所述拉曼光纤放大器的光信号输出端口连接第一信号分光耦合器，所述第一信号分光耦合器的分光口连接激光探测器1，所述第一信号分光耦合器的出光口连接第二信号分光耦合器。所述激光探测器1具体可以为带内ASE探测PD。

所述第二信号分光耦合器的分光口连接激光探测器2，所述第二信号分光耦合器的出光口连接掺铒光纤放大器，所述掺铒光纤放大器的出光口连接第三信号分光耦合器，所述第三信号分光耦合器的分光口连接激光探测器3；其中，所述激光探测器2和激光探测器3分别对应图8所示的EDFA输入PD和EDFA输出PD。

其中所述拉曼光纤放大器的控制端口与所述拉曼光纤放大器调控子单元6-1连接；所述掺铒光纤放大器的控制端口与所述掺铒光纤放大器调控子单元连接。

在本发明实施例中，如图7所示，所述拉曼光纤放大器包括第一泵浦信号合波器和RFA泵浦单元，其中，所述第一泵浦信号合波器输入端连接可调衰减器2，所述第一泵浦信号合波器的耦合端连接所述RFA泵浦单元，所述第一泵浦信号合波器的输出端口为拉曼光纤放大器的光信号输出端口；所述拉曼光纤放大器调控子单元6-1具体与所述拉曼光纤放大器中的RFA泵浦单元相连。

在本发明实施例中，如图8所示，所述掺铒光纤放大器包括第二泵浦信号合波器和EDFA泵浦单元，其中，所述第二泵浦信号合波器输入端连接第二信号分光耦合器，所述第二泵浦信号合波器的耦合端连接所述EDFA泵浦单元，所述第二泵浦信号合波器的输出端口为掺铒光纤放大器的光信号输出端口，并且连接一第三信号分光耦合器；所述掺铒光纤放大器调控子单元具体与所述掺铒光纤放大器中的EDFA泵浦单元相连；其中，所述第二信号分光耦合器和第三信号分光耦合器的分光口分别连接EDFA输入光信号探测器和EDFA输出光信号探测器。

如图9所示，是结合了上述具体拉曼光纤放大器结构和掺铒光纤放大器结构后得到的使用结构图。

本发明实施例所给予的如图7和图8所示的结构示意图，仅是多种可行实现方式中的一种。例如，拉曼光纤放大器的结构划分可以是由图7中的各结构单元共同构成(如图10所示)，其划分的方式具体由不同的厂商所决定，在此不做特殊限定。类似的结构划分同样适用于掺铒光纤放大器，在此不再赘述。

实施例4:

在提供了如实施例3所述的一种混合光纤放大器ASE补偿参数使用装置后，本发明实施例还提供了相对应的一种混合光纤放大器ASE补偿参数使用方法，所示使用方法可以在如实施例3所述的装置中实现，也可以应用在其它类似实施例3衍生出的类似装置中，如图11所示，所述方法包括：

在步骤401中，根据设置的目标增益参数值，配置混合光纤放大器4中的拉曼光纤放大器和掺铒光纤放大器的工作参数。

其中，所述拉曼光纤放大器和掺铒光纤放大器的工作参数包括：所述拉曼光纤放大器的增益值和斜率值，以及掺铒光纤放大器的增益值和斜率值。

在步骤402中，从映射关系中查找与配置的拉曼光纤放大器和掺铒光纤放大器的工作参数所对应的目标ASE补偿参数。

其中，所述目标ASE补偿参数是从诸多补偿的ASE功率ASE_H中查找得到，例如图3所示的数据库中查找得到。

所述映射关系可以参考如图3所示对应形式，而依据所述映射关系的查找可以是分步骤实现的，例如：本发明实施例方法所适用的具体环境中，其拉曼光纤放大器的斜率值和掺铒光纤放大器的斜率值都是需要操作人员设置的，那么此时步骤402就会拆分成：首先根据设置的拉曼光纤放大器的斜率值和掺铒光纤放大器的斜率值，如图12所示，查找第一映射关系中与之对应的如图3所示的第二映射关系,图12中，Gain_R1_E1代表的并非是单一值(Gain_E_1，Gain_R_1)，而是对应图3中的一组，并根据拉曼光纤放大器的增益值和掺铒光纤放大器的增益值查找得到相应的ASE补偿值。

在步骤403中，计算掺铒光纤放大器的输入光功率、目标ASE补偿参数和掺铒光纤放大器的增益之和，并通过调整拉曼光纤放大器和/或掺铒光纤放大器的增益，使得对应调整后各参数满足输入光功率、目标ASE补偿参数和掺铒光纤放大器的增益之和等于目标增益参数值。此时，便完成了混合光纤放大器的ASE补偿。

实施例5:

本发明实施例，是针对实施例4中步骤403中实现内容展开后的具体描述，所述调整拉曼光纤放大器和/或掺铒光纤放大器的增益，使得对应调整后各参数满足输入光功率、目标ASE补偿参数和掺铒光纤放大器的增益之和等于目标增益参数值，具体包括拉曼光纤放大器侧的和/或掺铒光纤放大器侧的，具体选择哪一侧的根据混合光纤放大器处于实施例中两种工作方式中的哪一种来决定，本发明实施例则是从掺铒光纤放大器侧的调整进行阐述的，适用于实施例1中介绍的两种混合光纤放大器工作模式，如图13所示，包括：

在步骤601中，获取掺铒光纤放大器的输出功率P_E_OUT。

如图8所示，可以通过EDFA输出PD探测到掺铒光纤放大器的输出功率P_E_OUT。

在步骤602中，计算得到掺铒光纤放大器的输入功率P_E_IN、目标ASE补偿参数和铒光纤放大器的增益Gain_E的总和EDFA_ALL。

如图8所示，可以通过EDFA输入PD探测到掺铒光纤放大器的输出功率P_E_IN。在所述混合光纤放大器工作在实施例1所述的工作模式一时，所示目标ASE补偿参数可以通过类似图3所示的数据库中查询得到；而在所述混合光纤放大器工作在实施例1所述的工作模式二时，所示目标ASE补偿参数可以通过类似图4所示的数据库中查询得到。其中，掺铒光纤放大器的输入功率P_E_IN在上述工作模式一时，具体表现为经由RFA放大后的光信号；而掺铒光纤放大器的输入功率P_E_IN在上述工作模式二时，具体表现为光源的光信号。

在步骤603中，比较所述掺铒光纤放大器的输出功率与所述总和EDFA_ALL。

在步骤604中，如果相等，表示达到EDFA的目标增益；如果不相等，则通过调节RFA和/或EDFA的泵浦功率直到两者相等。

其中，每一次调节RFA和/或EDFA的泵浦功率都需要重新查找映射关系，并更新用于计算所述总和EDFA_ALL中的目标ASE补偿参数值。当然，如果EDFA的泵浦功率被调整了，相应的用于计算所述总和EDFA_ALL中的铒光纤放大器的增益Gain_E也需要更新。然后，在重新进行步骤603和604的比较和调整过程，直到比较结果为相等。

本发明实施例利用模拟工作模式得到的不同ASE补偿值，用来对实际应用场合上EDFA的增益进行控制，使得混合光纤放大器可以达到精确的增益控制效果。

根据上述ASE的补偿方法，设置混合光纤放大器的工作模式为整体模式，在100km的传输光纤中，设置RFA的增益为10dB，EDFA的增益从10dB到25dB，实测控制得到的增益与目标增益的误差如图14所示。其中横坐标为设置增益，单位为dB，纵坐标为误差。

根据上述ASE的补偿方法，设置混合光纤放大器的工作模式为独立模式，在100km的传输光纤中，设置RFA的增益为10dB，EDFA的增益从10dB到25dB，实测EDFA的增益与与目标增益的误差如图15所示，其中横坐标为设置增益，单位为dB，纵坐标为误差。

根据实际测试的结果可知，由此方法控制的混合光纤放大器，其增益精度可以控制到±0.2dB以内。

值得说明的是，上述装置和系统内的模块、单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明的处理方法实施例基于同一构思，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种混合光纤放大器ASE补偿参数使用方法，其特征在于，所述方法包括：

根据设置的目标增益参数值，配置混合光纤放大器中的拉曼光纤放大器和掺铒光纤放大器的工作参数；

从映射关系中查找与配置的拉曼光纤放大器和掺铒光纤放大器的工作参数所对应的目标ASE补偿参数；

计算掺铒光纤放大器的输入光功率、目标ASE补偿参数和掺铒光纤放大器的增益之和，并通过调整拉曼光纤放大器和/或掺铒光纤放大器的增益，使得对应调整后各参数满足输入光功率、目标ASE补偿参数和掺铒光纤放大器的增益之和等于目标增益参数值；

其中，调整拉曼光纤放大器和/或掺铒光纤放大器的增益表现为调节RFA和/或EDFA的泵浦功率；

每一次调节RFA和/或EDFA的泵浦功率都需要重新查找映射关系，并更新用于计算总和EDFA_ALL中的目标ASE补偿参数值；如果EDFA的泵浦功率被调整了，相应的用于计算总和EDFA_ALL中的铒光纤放大器的增益Gain_E也需要更新，再重新进行比较所述掺铒光纤放大器的输出功率和所述铒光纤放大器增益的总和，以及调节RFA和/或EDFA的泵浦功率直到两者相等的过程；

混合光纤放大器的工作模式包括工作模式一和工作模式二，具体的：

工作模式一是Raman放大器和EDFA放大器作为一个整体控制增益，经过Raman放大器放大后的光信号再进入EDFA放大器进行光信号的放大；工作模式二是Raman放大器和EDFA放大器独立控制。

2.根据权利要求1所述的混合光纤放大器ASE补偿参数使用方法，其特征在于，所述调整拉曼光纤放大器和/或掺铒光纤放大器的增益，使得对应调整后各参数满足输入光功率、目标ASE补偿参数和掺铒光纤放大器的增益之和等于目标增益参数值，从掺铒光纤放大器侧的调整，具体包括：

获取掺铒光纤放大器的输出功率P_E_OUT；

计算得到掺铒光纤放大器的输入功率P_E_IN、目标ASE补偿参数和铒光纤放大器增益的总和EDFA_ALL；

比较所述掺铒光纤放大器的输出功率和所述掺铒光纤放大器增益的总和EDFA_ALL；

如果相等，表示达到EDFA的目标增益；如果不相等，则通过调节RFA和/或EDFA的泵浦功率直到两者相等。

3.根据权利要求2所述的混合光纤放大器ASE补偿参数使用方法，其特征在于，所述获取掺铒光纤放大器的输出功率P_E_OUT，具体为：

通过EDFA输出PD探测到掺铒光纤放大器的输出功率P_E_OUT。

4.根据权利要求2所述的混合光纤放大器ASE补偿参数使用方法，其特征在于，所述计算得到掺铒光纤放大器的输入功率P_E_IN、目标ASE补偿参数和铒光纤放大器的增益Gain_E的总和EDFA_ALL，具体包括：

通过EDFA输入PD探测到掺铒光纤放大器的输入功率P_E_IN；在所述混合光纤放大器工作在工作模式一时，所述目标ASE补偿参数通过第一数据库查询得到；而在所述混合光纤放大器工作在工作模式二时，所述目标ASE补偿参数通过第二数据库中查询得到；其中，掺铒光纤放大器的输入功率P_E_IN在上述工作模式一时，具体表现为经由RFA放大后的光信号；而掺铒光纤放大器的输入功率P_E_IN在上述工作模式二时，具体表现为光源的光信号。

5.根据权利要求1所述的混合光纤放大器ASE补偿参数使用方法，其特征在于，所述拉曼光纤放大器和掺铒光纤放大器的工作参数包括：所述拉曼光纤放大器的增益值和斜率值，以及掺铒光纤放大器的增益值和斜率值。

6.根据权利要求1所述的混合光纤放大器ASE补偿参数使用方法，其特征在于，在工作模式二是Raman放大器和EDFA放大器独立控制中，具体的是：1)、仅使用所述混合光纤放大器中的Raman放大器，此时与所述Raman放大器串联的EDFA放大器处于休息状态；或者，2)、仅使用所述混合光纤放大器中的EDFA放大器，此时与所述EDFA放大器串联的Raman放大器处于休息状态；或者，3)、混合光纤放大器中的Raman放大器和EDFA放大器并非整体模式中串联结构，而是一种各自独立工作的模式，此时，Raman放大器和EDFA放大器各自独立工作；对于Raman放大器独立工作时，Raman输出光＝HYFA的输入光+Raman增益+Raman产生的带内ASE；对于EDFA放大器独立工作时，EDFA输出光＝EDFA的输入光+EDFA增益+EDFA产生的ASE。

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