CN111934180A - 一种瞬态抑制控制方法、装置、光纤放大器及可读存储介质 - Google Patents
一种瞬态抑制控制方法、装置、光纤放大器及可读存储介质 Download PDFInfo
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Abstract
本申请实施例提出了一种瞬态抑制控制方法、装置、设备和存储介质,所述方法包括:实时监控入光信号的功率值变化和出光信号的功率值变化;获取当前入光信号对应的前馈补偿输出信号值;在确定所述入光信号的功率值发生瞬时上升的情况下,获取当前入光信号的功率值和当前出光信号的功率值;根据当前入光信号的功率值确定第一期望输出功率值;对当前出光信号的功率值进行延时处理,得到延时出光信号的功率值;根据所述第一期望输出功率值、所述延时出光信号的功率值和所述当前入光信号对应的前馈补偿输出信号值,确定泵浦激光器的第一驱动电流值;以所述第一驱动电流值驱动所述泵浦激光器。
Description
技术领域
本申请涉及光纤放大器控制技术,尤其涉及一种瞬态抑制控制方法、装置、设备及计算机可读存储介质。
背景技术
相关技术中,掺铒光纤放大器(Erbium Doped Fiber Application Amplifier,EDFA)的实际输入输出换挡电路和采样电路,对不同入光信号的功率值的响应速度是不一样的,无源器件对不同波长的增益平坦度也存在非线性效应,且控制电路的响应速率也不及时,因此,这些综合因素都是影响宽增益宽波长范围内的瞬态抑制效果。
发明内容
本申请实施例期望提供一种瞬态抑制控制的方法、装置、光纤放大器和计算机存储介质。
第一方面,本申请实施例提供了一种瞬态抑制控制方法,所述方法包括:
实时监控入光信号的功率值变化和出光信号的功率值变化;
获取当前入光信号对应的前馈补偿输出信号值;
在确定所述入光信号功率值发生瞬时上升的情况下,获取当前入光信号的功率值和当前出光信号的功率值;
根据当前入光信号的功率值确定第一期望输出功率值;
对当前出光信号的功率值进行延时处理,得到延时出光信号的功率值;
根据所述第一期望输出功率值、所述延时出光信号的功率值和所述当前入光信号对应的前馈补偿输出信号值,确定泵浦激光器的第一驱动电流值;
以所述第一驱动电流值驱动所述泵浦激光器。
第二方面,本申请实施例提供了一种瞬态抑制控制装置,包括:监控模块、前馈获取模块、入/出光信号功率值获取模块、第一期望输出功率值确定模块、第一延迟模块、第一驱动电流值确定模块和驱动模块,其中,
所述监控模块,用于实时监控入光信号的功率值变化和出光信号的功率值变化;
所述前馈获取模块,用于获取当前入光信号对应的前馈补偿输出信号值;
所述入/出光信号功率值获取模块,用于在确定所述入光信号功率值发生瞬时上升的情况下,获取当前入光信号的功率值和当前出光信号的功率值;
所述第一期望输出功率值确定模块,用于根据当前入光信号的功率值确定第一期望输出功率值;
所述第一延迟模块,用于对当前出光信号的功率值进行延时处理,得到延时出光信号的功率值;
所述第一驱动电流值确定模块,用于根据所述第一期望输出功率值、所述延时出光信号的功率值和所述当前入光信号对应的前馈补偿输出信号值,确定泵浦激光器的第一驱动电流值;
所述驱动模块,用于以所述第一驱动电流值驱动所述泵浦激光器。
第三方面,本申请实施例还提供了一种光纤放大器,包括:存储器和处理器;
所述存储器,用于存储可执行指令;
所述处理器,用于执行所述存储器中存储的可执行指令时,实现上述任一种所述的瞬态抑制控制方法。
第四方面,本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质,存储有可执行指令,用于被处理器执行时,实现上述任一种所述的瞬态抑制控制方法。
本申请实施方式中,由于泵浦激光器的第一驱动电流值是根据第一期望输出功率值、延时出光信号的功率值和当前入光信号对应的前馈补偿输出信号值来确定的,而第一期望输出功率值是根据当前入光信号的功率值确定的,对当前出光信号的功率值进行延时处理,得到延时出光信号的功率值,因此,有利于提高瞬态抑制效果。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,而非限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,这些附图示出了符合本发明的实施例,并与说明书一起用于说明本发明的技术方案。
图1为本申请实施例的EDFA的组成结构示意图;
图2为本申请实施例的一种瞬态抑制控制方法的流程图;
图3为本申请实施例的判断是否退出入光瞬时上升状态和是否退出入光瞬时下降状态的流程示意图;
图4为本申请实施例的确定增波换挡状态和掉波换挡状态的流程示意图;
图5A为本申请实施例的最小增益G=10,19dB动态时的增波瞬态示意图;
图5B为本申请实施例的最小增益G=10,19dB动态时的掉波瞬态示意图;
图5C为本申请实施例的最大增益G=22,19dB动态时的增波瞬态示意图;
图5D为本申请实施例的最大增益G=22,19dB动态时的掉波瞬态示意图;
图6为本申请实施例的瞬态抑制控制装置的组成结构示意图。
具体实施方式
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,此处所提供的实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。另外,以下所提供的实施例是用于实施本发明的部分实施例,而非提供实施本发明的全部实施例,在不冲突的情况下,本发明实施例记载的技术方案可以任意组合的方式实施。
需要说明的是,在本发明实施例中,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方法或者装置不仅包括所明确记载的要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为实施方法或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个......”限定的要素,并不排除在包括该要素的方法或者装置中还存在另外的相关要素(例如方法中的步骤或者装置中的单元,例如的单元可以是部分电路、部分处理器、部分程序或软件等等)。
本文中术语“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,U和/或W,可以表示:单独存在U,同时存在U和W,单独存在W这三种情况。另外,本文中术语“至少一种”表示多种中的任意一种或多种中的至少两种的任意组合,例如,包括U、W、V中的至少一种,可以表示包括从U、W和V构成的集合中选择的任意一个或多个元素。
在密集型光波复用(Dense Wavelength Division Multiplexing,DWDM)系统中,随着网络信息量的不断增长,上/下链路的信道数量也需要同步增加。当网络进行业务路由切换,光功率的切换,设备维护升级、无源器件损耗变化等都会引起EDFA的输入光功率变化,从而产生瞬态效应。对于传输链路上存在多个EDFA进行级联的情况,如果瞬态效应得不到有效抑制,则级联放大后的峰值光功率可能会损坏通信设备,导致网络通信中断的情况。
相关技术中,实际输入输出换挡电路和采样电路,对不同入光功率的响应速度不一样,无源器件对不同波长的增益平坦度存在非线性效应、控制电路的响应速率不及时等,这些综合因素会影响对宽增益宽波长范围内的瞬态抑制效果,导致EDFA的瞬态抑制效果较差。
为了解决上述技术问题,在本申请的一些实施例中,提出了一种瞬态抑制控制方法。该瞬态抑制控制方法可以应用于EDFA中,当然也可以应用于其它类型的光纤放大器中。
图1为本申请实施例的EDFA的组成结构示意图,如图1所示,所述EDFA中可以至少包括:光输入端口101、光纤耦合器102、光隔离器103、泵浦激光器104、入光电探测器(Photodetector,PD)105、出光电探测器106、掺铒光纤107、可变光衰减器(VariableOptical Attenuator,VOA)108、光输出端口109、控制单元110。其中,控制单元110分别与泵浦激光器104、入光电探测器105和出光电探测器连接106,以获得入光信号的功率值、出光信号的功率值以及泵浦激光器的性能参数,并根据获得的入光信号的功率值、出光信号的功率值以及泵浦激光器的性能参数来确定控制信号(电流泵浦激光器的驱动电流值),进而驱动泵浦激光器,使得泵浦激光器的输出功率以减小瞬态效应。
图2为本申请实施例的一种瞬态抑制控制方法的流程图,如图2所示,该流程可以包括:
步骤S201:实时监控入光信号的功率值变化和出光信号的功率值变化。
这里,入光信号表示进入EDFA的光信号,出光信号表示从EDFA发出的光信号。在一个示例中,入光信号可以通过光输入端口进入EDFA,通过EDFA的入光电探测器将入光信号转化为电压信号(可以称为入光电压信号),并对入光电压信号进行模拟/数字转换器(Analog-to-Digital Converter,ADC)采样,获得入光电压信号的数字量值,接着将获得的入光电压信号的数字量值转换为入光信号的功率值。
在一个示例中,可以通过EDFA的光输出端口输出出光信号,通过EDFA的出光点探测器将出光信号转化为电压信号(可以称为出光电压信号),并对出光检测电压信号进行ADC采样,获得出光电压信号的数字量值,接着将获得的出光电压信号的数字量值转换为出光信号的功率值。
在一些实施方式中,实时监控入光信号的功率值变化和出光信号的功率值变化包括:通过将入光信号的功率值和出光信号的功率值输入控制单元,通过控制单元实时监控入光信号的功率值变化和出光信号的功率值变化。这里的控制单元可以是比例积分微分(Proportion Integration Differentiation,PID)控制器。
步骤S202:获取当前入光信号对应的前馈补偿输出信号值。
这里,前馈补偿输出信号值可以作为驱动电流来控制驱动泵浦激光器的输出功率。
在一种实施方式中,步骤S202包括:通过对前馈算法进行定标的方式来获得当前入光信号对应的前馈补偿输出信号值。
在一些可能的实施方式中,通过对前馈算法进行定标的方式来获得当前入光信号对应的前馈补偿输出信号值包括:获取入光信号的功率值与前馈补偿输出信号值的函数关系,通过所述函数关系和当前入光信号的功率值确定当前入光信号对应的前馈补偿输出信号值。
步骤S203:在确定所述入光信号的功率值发生瞬时上升的情况下,获取当前入光信号的功率值和当前出光信号的功率值。
在一种可能的实施方式中,步骤S203包括:在控制器检测到入光信号的功率值发生变化,且入光信号的功率值的变化情况满足预设的第一变化条件时,控制器获取当前采样时刻的入光信号的功率值和出光信号的功率值。
步骤S204:根据当前入光信号的功率值确定第一期望输出功率值。
这里,第一期望输出功率值可以是当前入光信号的功率值对应的期望输出功率值。
在一个示例中,步骤S204,包括:根据当前EDFA的实时增益值、当前入光信号的功率值,以及单位步进增益值来确定第一期望输出功率。这里,单位增益值表示进行增益步进的最小步进增益单位。
在一种实施方式中,基于EDFA的目标增益值,可以在当前入光功率值的基础上,根据当前EDFA实时增益值以及单位步进增益值来确定达到EDFA的目标增益值所需要的步进数量。这里,EDFA的目标增益值可以是EDFA的期望增益值。
步骤S205:对当前出光信号的功率值进行延时处理,得到延时出光信号的功率值。
在一种可能的实施方式中,步骤S205,包括:根据当前入光信号的功率值发生瞬态变化的时刻,从入光信号的功率值未发生瞬态变化的先前时刻集合中,确定一个先前时刻,并将先前时刻的出光信号的功率值确定为延时出光信号的功率值。举例来说,入光信号的功率值发生瞬态变化的时刻可以是t5时刻,对应的入光信号的功率值未发生瞬态变化的先前时刻集合可以是t4、t3、t2、t1和t0时刻,因此,可以任意选取一个先前时刻t3,将t3时刻的出光信号的功率值确定为延时出光信号的功率值。
步骤S206:根据所述第一期望输出功率值、所述延时出光信号的功率值和所述当前入光信号对应的前馈补偿输出信号值,确定泵浦激光器的第一驱动电流值。
在一种可能的实施方式中,步骤S206,包括:可以根据第一期望输出功率值和延时出光信号的功率值,确定第一反馈控制输出信号值;将所述第一反馈控制输出信号值和所述当前入光信号对应的前馈补偿输出信号值之和,确定为所述泵浦激光器的第一驱动电流值。
这里,所述根据第一期望输出功率值和延时出光信号的功率值,确定第一反馈控制输出信号值,包括:可以将第一期望输出功率值和延时出光信号的功率值输入PID控制器,通过PID控制器得到第一反馈控制输出信号值。
步骤S207:以所述第一驱动电流值驱动所述泵浦激光器。
在一种实施方式中,步骤S207,包括:可以是通过将第一驱动电流值作为控制电流发送给泵浦激光器,进而控制泵浦激光器的输出功率。
在实际应用中,步骤S201至步骤S207可以利用EDFA中的控制单元实现,上述控制单元可以为特定用途集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)、数字信号处理装置(Digital SignalProcessing Device,DSPD)、可编程逻辑装置(Programmable Logic Device,PLD)、FPGA、中央处理器(Central Processing Unit,CPU)、控制器、微控制器、微处理器中的至少一种。
本申请实施方式中,由于泵浦激光器的第一驱动电流值是根据第一期望输出功率值、延时出光信号的功率值和当前入光信号对应的前馈补偿输出信号值来确定的,而第一期望输出功率值是根据当前入光信号的功率值确定的,对当前出光信号的功率值进行延时处理,得到延时出光信号的功率值,因此,有利于提高瞬态抑制效果。
在一些实施方式中,本申请实施例还提出了一种瞬态抑制控制方法,所述方法包括以下步骤:
步骤301:实时监控入光信号的功率值变化和出光信号的功率值变化。
步骤302:获得目标增益值下的至少两个入光信号的功率值与对应的至少两个泵浦激光器的第二驱动电流值。
在一种实施方式中,步骤302包括:基于预设的目标增益值,开启PID控制器的调节功能,确定泵浦激光器上报给PID控制器的至少两个泵浦激光器的第二驱动电流值以及目标增益下的至少两个不同入光信号的功率值。
步骤303:通过对所述目标增益、所述至少两个入光信号的功率值以及所述至少两个泵浦激光器的第二驱动电流值,进行曲线拟合,确定出前馈补偿输出信号值的标定因子。
在一种实施方式中,入光信号的功率值和泵浦激光器的第二驱动电流值可以是线性关系,对应曲线集合所获得的函数为线性函数。例如,线性函数可以参见公式(1):
y=Kx+b (1);
其中,x表示入光信号的功率值,y表示泵浦激光器的第二驱动电流值,K表示直线的斜率,b表示x为0时的y值。
在一个示例中,进行曲线拟合包括:根据0时刻和1时刻对应的两点A(x1,y1)和B(x2,y2)来确定出前馈补偿输出信号值的标定因子,即,确定标定因子K和b。这里,x1表示0时刻入光信号的功率值,y1表示0时刻的泵浦激光器的第二驱动电流值;x2表示1时刻入光信号的功率值,y2表示1时刻的泵浦激光器的第二驱动电流值。x1和x2为不同的入光信号的功率值。
步骤304:根据所述标定因子确定出所述前馈补偿输出信号值与入光信号的功率值的函数关系。
在一个示例中,步骤304包括:根据标定因子K和b,确定出前馈补偿输出信号值与入光信号的功率值的函数关系,例如,确定的函数关系可以参见公式(2):
y=3x+10 (2);
步骤305:根据当前入光信号的功率值和所述函数关系,确定当前入光信号值对应的前馈补偿输出信号值。
在一种实施方式中,步骤305包括:根据公式(2),以及x=100,即当前入光信号的功率值为100,得到y值即当前入光信号值对应的前馈补偿输出信号值。
步骤306:在确定所述入光信号的功率值发生瞬时上升的情况下,获取当前入光信号的功率值和当前出光信号的功率值。
步骤307:根据当前入光信号的功率值、当前出光信号的功率值和当前放大自发辐射ASE的功率值,确定当前增益值。
在一种实施方式中,步骤307包括:将第一差值与当前放大自发辐射ASE的功率值的差值,确定为当前增益值,其中,第一差值是指当前出光信号的功率值与当前入光信号的功率值的差值。
步骤308:将当前增益值与单位步进增益值之和,确定为所述步进增益值。
在一些可能的实施方式中,单位步进增益值可以是根据需求预设的最小步进增益单位,例如,可以是0.1dBm/100us,即,每100微秒增加0.1分贝毫瓦(dBm)。
在一种实施方式中,步骤308包括:在当前增益值的基础上以固定周期固定步长进行步进,得到步进增益值。
步骤309:将当前入光信号的功率值与步进增益值之和,确定为第一期望输出功率值。
步骤310:获取当前时刻的前N个采样时刻的出光功率信号值,N为大于1的整数。
在一个示例中,当前时刻表示入光信号的功率值发生瞬态上升的时刻,当前时刻的前N个采样时刻表示入光信号的功率值未发生瞬态上升的前N个采样时刻。
步骤311:根据预设的延迟参数,从所述前N个采样时刻的出光功率信号值中确定所述延迟出光信号的功率值。
在一种可能的实施方式中,预设的延迟参数可以是预设的延迟时间或延迟的采样时刻,例如,预设的延迟参数可以是当前采样时刻的前N个采样时刻中的第M个采样时刻,这里,M可以是小于等于N的整数。且预设的延迟参数可以通过上位机进行预先设置。
步骤312:根据所述第一期望输出功率值和所述延时出光信号的功率值,确定反馈控制输出信号值。
步骤313:将所述反馈控制输出信号值和所述当前入光信号对应的前馈补偿输出信号值之和,确定为所述泵浦激光器的第一驱动电流值。
步骤314:以所述第一驱动电流值驱动所述泵浦激光器。
在一些实施方式中,本申请又提出了一种瞬态抑制控制方法,所述方法包括以下步骤:
步骤401:实时监控入光信号的功率值变化和出光信号的功率值变化。
步骤402:获取当前入光信号对应的前馈补偿输出信号值。
步骤403:在确定所述入光信号的功率值发生瞬时上升的情况下,获取当前入光信号的功率值和当前出光信号的功率值。
步骤404:根据当前入光信号的功率值确定第一期望输出功率值。
步骤405:对当前出光信号的功率值进行延时处理,得到延时出光信号的功率值。
步骤406:根据所述第一期望输出功率值、所述延时出光信号的功率值和所述当前入光信号对应的前馈补偿输出信号值,确定泵浦激光器的第一驱动电流值。
步骤407:以所述第一驱动电流值驱动所述泵浦激光器。
步骤408:在确定所述入光信号功率值发生瞬时下落的情况下,获取当前入光信号的功率值和当前出光信号的功率值。
在一种可能的实施方式中,步骤408包括:控制器检测到入光信号的功率值发生变化,且入光信号的功率值的变化情况满足预设的第二变化条件时,控制器获取当前采样时刻的入光信号的功率值和出光信号的功率值。
步骤409:对当前入光信号的功率值进行延时处理,得到延时入光信号的功率值。
在一种可能的实施方式中,步骤409包括:根据当前入光信号的功率值发生瞬态变化的时刻,从入光信号的功率值未发生瞬态变化的先前时刻集合中,确定一个先前时刻,并将先前时刻的入光信号的功率值确定为延时入光信号的功率值。这里,入光信号的功率值发生瞬态变化的时刻可以是t5时刻,对应的入光信号的功率值未发生瞬态变化的先前时刻集合可以是t4、t3、t2、t1和t0时刻,因此,可以任意选取一个先前时刻t3,将t3时刻的入光信号的功率值确定为延时入光信号的功率值。
步骤410:根据所述延时入光信号的功率值确定第二期望输出功率值。
这里,第二期望输出功率值可以是延时入光信号的功率值对应的期望输出功率值。
在一个示例中,步骤410包括:根据当前EDFA的实时增益值、延时入光信号的功率值,以及单位步进增益值来确定第二期望输出功率。这里,单位增益值表示进行增益步进的最小步进增益单位。
在一种实施方式中,基于EDFA的目标增益值,可以在延时入光信号的功率值的基础上,根据当前EDFA实时增益值以及单位步进增益值来确定达到EDFA的目标增益值所需要的步进数量。这里,EDFA的目标增益值可以是EDFA的期望增益值。
步骤411:根据所述第二期望输出功率值、所述当前出光信号的功率值和所述当前入光信号对应的前馈补偿输出信号值,确定泵浦激光器的第二驱动电流值。
在一种可能的实施方式中,步骤411包括:根据第二期望输出功率值和当前出光信号的功率值,确定第二反馈控制输出信号值;将所述第二反馈控制输出信号值和所述当前入光信号对应的前馈补偿输出信号值之和,确定为所述泵浦激光器的第二驱动电流值。
这里,可以将第二期望输出功率值和延时出光信号的功率值输入PID控制器,通过PID控制器得到第二反馈控制输出信号值,然后,将第二反馈控制输出信号值和当前入光信号对应的前馈补偿输出信号值之和,确定为泵浦激光器的第二驱动电流值。
步骤412:获取第一边沿斜率值,所述第一边沿斜率值为根据第一预设时间内的至少2个入光信号的功率值确定的边沿斜率值。
这里,第一预设时间可以表示入光信号的瞬态上升的时间段,即,可以为增波窗口期。
在一个示例中,边沿斜率值可以表示每100us入光信号的功率幅度值的变化大小,即,边沿斜率值可以为每100us的功率幅度值变化量。
在一些可能的实施方式中,增波窗口期内可以包括至少2个入光信号,即对应至少2个入光信号的功率值,因此,可以确定至少一个边沿斜率值。即,在增波窗口期内,可能存在多个不同的入光斜率边沿斜率值,例如,可能入光信号刚开始发生变化时的入光信号的功率幅度值变化幅度大,即,计算出的沿斜率值也大,随着时间推移,后期入光信号的功率幅度值变化幅度小,即,计算出的沿斜率值也小。
在一个实例中,第一边沿斜率值可以是增波窗口期内多个不同的入光斜率边沿斜率值。
步骤413:根据所述第一边沿斜率值,确定掉波瞬态标志信号的状态。
这里,掉波瞬态标识信号的状态用于表示是否处于入光信号的瞬态下落状态,例如,掉波瞬态标识信号为有效可以表示处于入光信号的瞬态下落状态;掉波瞬态标识信号为无效可以表示处于入光信号的非下落状态,例如,处于入光信号的瞬态上升状态或是入光处于稳定状态。
在一种实施方式中,步骤413包括:判断第一边沿斜率值是否满足第一预设条件,在第一边沿斜率值满足第一预设条件的情况下,确定掉波瞬态标志信号为无效;在第一边沿斜率值不满足第一预设条件的情况下,确定掉波瞬态标志信号为有效。这里,第一预设条件可以包括大于预设掉波下降阈值。
步骤414:在所述第一边沿斜率值大于预设增波上升阈值,且所述掉波瞬态标志信号为无效的情况下,确定所述入光信号功率值发生瞬时上升。
这里,预设增波上升阈值可以通过上位机进行设置。
在一种实施方式中,步骤414包括:在第一边沿斜率值大于预设增波上升阈值,且掉波瞬态标志信号为无效的情况下,增波瞬态标识信号有效。
在一种可能的实施方式中,步骤414还包括:在第一边沿斜率值小于等于预设增波上升阈值,和/或掉波瞬态标志信号为有效的情况下,增波瞬态标识信号无效。
步骤415:获取第二边沿斜率值,所述第二边沿斜率值为根据第二预设时间段内的至少2个入光信号的功率值确定的边沿斜率值。
这里,第二预设时间可以表示入光信号的瞬态下落的时间段,即,可以为掉波窗口期。
在一个示例中,掉波窗口期内可以包括至少2个入光信号,即对应至少2个入光信号的功率值,因此,可以确定至少1个边沿斜率值。即,在掉波窗口期内,可能存在多个不同的入光斜率边沿斜率值,例如,可能入光信号刚开始发生变化时的入光信号的功率幅度值变化幅度大,即,计算出的沿斜率值也大,随着时间推移,后期入光信号的功率幅度值变化幅度小,即,计算出的沿斜率值也小。
在一个实例中,第二边沿斜率值可以是掉波窗口期内多个不同的入光斜率边沿斜率值。
步骤416:根据所述第二边沿斜率值,确定增波瞬态标识信号的状态。
这里,增波瞬态标识信号的状态用于表示是否处于入光信号的瞬态上升状态,例如,增波瞬态标识信号为有效可以表示处于入光信号的瞬态上升状态;增波瞬态标识信号为无效可以表示处于入光信号的非瞬态上升状态,例如,处于入光信号的瞬态下落状态或是入光信号处于稳定状态。
在一种实施方式中,步骤416包括:判断第一边沿斜率值是否满足第二预设条件,在第二边沿斜率值满足第二预设条件的情况下,确定增波瞬态标志信号为无效;在第二边沿斜率值不满足第二预设条件的情况下,确定增波瞬态标志信号为有效。这里,第二预设条件可以是小于预设增波上升阈值。
步骤417:在所述第二边沿斜率值小于预设掉波下降阈值,且所述增波瞬态标志信号为无效的情况下,确定所述入光信号功率值发生瞬时下落。
这里,预设掉波下降阈值可以通过上位机进行设置。
在一种实施方式中,步骤417包括:在第二边沿斜率值小于预设增波上升阈值,且增波瞬态标志信号为无效的情况下,掉波瞬态标识信号有效。
在一种可能的实施方式中,步骤417还包括:在第二边沿斜率值大于等于预设增波上升阈值,和/或增波瞬态标志信号为有效的情况下,掉波瞬态标识信号无效。
步骤418:获取入光信号的采样电路的档位信息。
这里,档位信息表示电路换挡的信息,不同的档位信息,代表不同的换挡。例如,档位信息为Y0,表示从A档位变换到B档位;档位信息为Y1,表示从B档位变换到A档位。在一个实例中,A档位可以是高电平档位、B档位可以是低电平档位。
在一种实施方式中,步骤418包括:通过控制器监测入光信号的采样电路的档位信息,得到入光信号的采样电路的档位信息。
步骤419:在所述档位信息为从高电平档位变换到低电平档位的情况下,确定所述入光信号的功率值发生瞬时上升。
在一个实施方式中,高电平档位可以表示功率大小或增益大小在第一设定范围内的档位,低电平档位可以表示功率大小或增益大小在第二设定范围内的档位。这里,第一预设范围的功率值或增益值大于第二预设范围的功率值,例如,第一预设范围可以为10至20dBm,第二预设范围可以是0至10dBm。
在一个示例中,可以是在入光信号发生瞬态上升,即对应的入光信号的功率值发生瞬态上升时,由于入光信号的功率值的瞬态上升可能导致,超出现在所处的采样电路的档位的功率值范围,进而需要进行换挡,变换到可以涵盖瞬态上升后的入光信号的功率值的档位。即,可以从高电平档位变换到低电平档位。
在一种可能的实施方式中,步骤419包括:在所述档位信息为从高电平档位变换到低电平档位的情况下,确定入光档位信息下降沿有效,进而,确定入光信号的功率值发生瞬时上升。
在一个示例中,确定入光信号的功率值发生瞬时上升,即确定增波瞬态标志有效。
在一个示例中,在确定光档位信息下降沿有效后还包括:启动计时器开始计时;计时器完成计时,确定增波换挡状态为0状态;计时器未完成计时时,确定增波换挡状态为1状态。这里,计时器的计时参数是根据出光信号的瞬态变化结果来确定的。在一个示例中,可以根据瞬态变化结果与计时参数的对应关系来确定,也可以通过经验丰富的研发人员来确定。对于不同的瞬态结果,对应的计时参数可以是不相同的。
步骤420:在所述档位信息为从低电平档位变换到高电平档位的情况下,确定所述入光信号的功率值发生瞬时下降。
在一个实施方式中,可以是在入光信号发生瞬态下落,即对应的入光信号的功率值发生瞬态下落时,由于入光信号的功率值的瞬态下落可能导致,超出现在所处的采样电路的档位的功率值范围,进而需要进行换挡,变换到可以涵盖瞬态下落后的入光信号的功率值的档位。即,可以从低电平档位变换到高电平档位。
在一种可能的实施方式中,步骤420包括:在所述档位信息为从低电平档位变换到高电平档位的情况下,确定入光档位信息上升沿有效,进而,确定入光信号的功率值发生瞬时下降。
在一个实例中,确定入光信号的功率值发生瞬时下降,即确定掉波瞬态标志有效。
在一个示例中,确定入光档位信息上升沿有效后还包括:启动计时器开始计时;计时器完成计时,确定掉波换挡状态为0状态;计时器未完成计时时,确定掉波换挡状态为1状态。这里,计时器的计时参数是根据出光信号的瞬态变化结果来确定的。在一个示例中,可以根据瞬态变化结果与计时参数的对应关系来确定,也可以通过经验丰富的研发人员来确定。对于不同的瞬态结果,对应的计时参数可以是不相同的。
在一些实施方式中,本申请再提出了一种瞬态抑制控制方法,所述方法包括以下步骤:
步骤501:实时监控入光信号的功率值变化和出光信号的功率值变化。
步骤502:获取当前入光信号对应的前馈补偿输出信号值。
步骤503:在确定所述入光信号的功率值发生瞬时上升的情况下,获取当前入光信号的功率值和当前出光信号的功率值。
步骤504:根据当前入光信号的功率值确定第一期望输出功率值。
步骤505:对当前出光信号的功率值进行延时处理,得到延时出光信号的功率值。
步骤506:根据所述第一期望输出功率值、所述延时出光信号的功率值和所述当前入光信号对应的前馈补偿输出信号值,确定泵浦激光器的第一驱动电流值。
步骤507:以所述第一驱动电流值驱动所述泵浦激光器。
步骤508:将所述入光信号的功率值发生瞬时上升的状态,确定为入光瞬态上升状态。
步骤509:将所述入光信号的功率值发生瞬时下落的状态,确定为入光瞬态下落状态。
步骤510:在所述入光信号要退出所述入光瞬态上升状态的情况下,或者,在所述入光信号要退出所述入光瞬态下落状态的情况下,根据瞬态发生前的控制参数确定泵浦激光器的驱动电流值。
在一个示例中,步骤510包括:在确定入光信号的功率值要退出瞬态变化状态的情况下,根据瞬态发生前的控制参数确定泵浦激光器的驱动电流值。
步骤511:获取第三边沿斜率值,所述第三边沿斜率值为根据第三预设时间内至少2个入光信号的功率值确定的边沿斜率值。
这里,第三预设时间段可以是增波退出窗口期,增波退出窗口期可以表示物理上还是增波状态,但现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)算法算出的入光边沿斜率值小于增波上升沿阈值,算法要退出增波检测状态的时间段。
在一个示例中,第三边沿斜率值可以是增波退出窗口期多个不同的入光斜率边沿斜率值。
步骤512:在所述第三边沿斜率值小于预设增波上升阈值与预设增波回滞阈值之差的情况下,获取所述增波换挡状态。
这里,预设增波回滞阈值是为了防止入光信号的功率值抖动,引起增波检测误判而加入的功率值抖动过滤值。预设增波回滞阈值可以通过上位机进行设置。
步骤513:在所述增波换挡状态为0状态的情况下,确定所述入光信号要退出所述入光瞬态上升状态。
在一种可能的实施方式中,步骤513包括:在第三边沿斜率值小于预设增波上升阈值与预设增波回滞阈值之差,且增波换挡状态为0状态的情况下,确定增波瞬态标志信号无效;在第三边沿斜率值大于预设增波上升阈值,且掉波瞬态标志信号为无效的情况下,确定增波瞬态标志信号有效。
步骤514:获取第四边沿斜率值,所述第四边沿斜率值为根据第四预设时间内至少2个入光信号的功率值确定的边沿斜率值。
这里,第四预设时间段可以是掉波退出窗口期,掉波退出窗口期可以表示物理上还是掉波状态,但FPGA算法算出的入光边沿斜率值大于掉波下降阈值,算法要退出掉波检测状态的时间段。
在一个示例中,第四边沿斜率值可以是掉波退出窗口期多个不同的入光斜率边沿斜率值。
步骤515:在所述第四边沿斜率值大于预设掉波下降阈值与预设掉波回滞阈值之和的情况下,获取所述掉波换挡状态。
在一个示例中,掉波回滞阈值是为了防止入光功率抖动,引起掉波检测误判而加入的功率抖动过滤值,掉波回滞阈值可以通过上位机进行设置。
步骤516:在所述掉波换挡状态为0状态的情况下,确定所述入光信号要退出所述入光瞬态下落状态。
在一种可能的实施方式中,步骤516包括:在第四边沿斜率值大于预设掉波下落阈值与预设掉波回滞阈值之和,且掉波换挡状态为0状态的情况下,确定掉波瞬态标志信号无效;在第四边沿斜率值小于预设掉波下落阈值,且所述增波瞬态标志信号为无效的情况下,确定掉波瞬态标志信号有效。
在介绍本申请实施例提供的一种EDFA瞬态抑制控制方法之前,本申请先提供一种EDFA瞬态抑制控制装置,包括四个模块:入/出光采样功率转换模块、瞬态识别模块、档位监测模块和瞬态处理模块。
本申请实施例提供的技术方案包括:采用计算入光信号的边沿斜率K来进行瞬态识别,采用入光档位信息来监测入光功率变化进行瞬态识别,优化了瞬态特性,并且具有很高的移植性,支持多参数可配置,兼容多种需求。
基于提供的EDFA瞬态抑制控制装置,本申请实施例提供的方法包括:
步骤1:光电探测器进行探测功率定标,其中,包括每个泵浦的功率定标,可变光衰减器的功率定标,放大自发辐射的功率定标等。
步骤2:前馈算法定标,这里,需要根据目标增益标定前馈算法,定出目标增益下,每个泵浦激光器在不同输入光功率下的功率,然后拟合曲线,确定出公式dac=f(gain,mw)(3);
中的对应参数。其中,mw表示不同的输入光信号的功率对应的mw值,输入光信号的功率的单位是dBm,dac表示每个泵浦激光器输出功率对应的泵浦激光器驱动值;gain表示目标增益值。
在一个示例中,根据目标增益标定前馈算法是指在目标增益下,开启PID控制器的调节功能,根据目标增益下的不同入光功率以及泵浦激光器的上报值,来进行线性拟合,得出前馈的定标因子。
步骤3:入/出光采样功率转换模块将光纤放大器的入光信号转换为入光电压信号(Vin)后,再对Vin进行ADC采样,得到Vin数字量值,将Vin数字量值转换为入光信号的功率值(Power_in),并对Power_in进行实时监测。将光纤放大器的出光信号转换为出光电压检测信号Vout后,再对Vout进行ADC采样,得到Vout数字量值,将Vout数字量值转换为(出光功率信号)Power_out。
步骤4:瞬态识别模块判断入光信号的检测信号是否发生瞬态变化,即入光瞬时上升或瞬时下落。
(a)判断Vin是否发生瞬态变化是,是对Vin转换后的Power_in进行判断。具体方法是在采样同步信号触发下,缓存入光功率信号Power_in1、Power_in2、Power_in3、…Power_inx,其中,参数x表示第x时刻,x为大于1的整数,x可以通过上位机进行配置,根据缓存的入光功率信号Power_in1、Power_in2、Power_in3、…Power_inx计算入光信号边沿的斜率(K)。如果在增波窗口期(T_add)内判断K大于增波上升沿阈值(Add_thr)且掉波瞬态标志信号(undershoot_flag)无效,则判定发生了瞬态上升。其中,T_add和Add_thr可通过上位机配置。
如果在掉波窗口期(T_drop)内判断K小于掉波下降沿阈值(Drop_thr)且增波瞬态标志信号(addshoot_flag)无效,则判定发生了瞬态下落。其中,T_drop和Drop_thr可通过上位机配置。
(b)判断入光瞬时上升状态有效一段窗口期后,要退出入光瞬时上升状态需要满足的条件是,在增波退出窗口期(T_add_exit)内K要小于Add_thr减增波回滞阈值(Add_hys),同时增波换挡状态为0状态。
判断入光瞬态下落状态有效一段窗口期后,要退出入光瞬态下落状态需要满足的条件是,在掉波退出窗口期(T_drop_exit)内K要大于Drop_thr加掉波回滞阈值(Drop_hys),同时掉波换挡状态为0状态。其中,T_add_exit、Add_hys,T_drop_exit和Drop_hys均可通过上位机配置。
步骤5:档位监测模块对入光采样电路的Y档位信息进行判断,如果档位信息从Yn档变换到Y1档,档位监测模块判断入光档位信息下降沿有效,则入光发生增波瞬态上升,即addshoot_flag有效。如果档位信息从Y1档变换到Yn档,则档位监测模块判断入光档位信息上升沿有效,则入光发生掉波瞬态下落,即undershoot_flag有效。这里,Y档位信息表示电路换挡的控制信号,根据Y=0还是Y=1,电路进行不同的换挡,实现不同的放大倍数。Yn档和Y1档分别表示不同的档位。
入光换挡监测模块判断入光档位下降沿有效,启动增波换挡过滤计时,如果增波换挡滤波计时完成,则增波换挡状态为0状态,否则增波换挡状态为1状态。入光换挡监测模块判断入光档位上升沿有效,启动掉波换挡过滤计时,如果掉波换挡滤波计时完成,则掉波换挡状态为0状态,否则掉波换挡状态为1状态。
在一个实例中,由于电路对不同入光功率进行探测时,可能会存在抖动,因此,为了防止入光信号的功率值探测抖动引起电路误换挡,需要对Y档位信息即,换挡控制信号进行滤波处理,只有滤波处理通过才表示该换挡状态是稳定的。
步骤6:瞬态处理模块在addshoot_flag有效时,需要对Power_out进行延时处理,得到延时出光功率信号(Power_out'),且延时参数(Output_dly)可通过上位机配置。然后将Power_in计算出的期望输出功率(Power_out_exp)和Power_out’,送入PID控制器进行闭环控制。
瞬态处理模块在undershoot_flag有效时,需要对Power_in进行延时处理,得到延时入光功率信号(Power_in’),且延时参数(Input_dly)可通过上位机配置。然后将延时后的Power_in’计算出的期望输出功率(Power_out_exp’)和Power_out,送入PID控制器进行闭环控制。
瞬态处理模块将前馈补偿输出信号(FF_out_dac)和PID反馈控制环路输出信号(PID_out_dac)相加,得到结果FF_PID_out_dac,通过结果FF_PID_out_dac对泵浦激光器驱动电流进行控制。
图3为本申请实施例的判断是否退出入光瞬时上升状态和是否退出入光瞬时下降状态的流程示意图,如图3所示,所述流程包括以下步骤:
步骤S301:在采样同步信号触发下,缓存输入功率数据X1,X2,X3...Xn;
这里,n为采样点数,一般情况下n>=10。
步骤S302:计算输入光边沿的斜率K。
这里,根据输入功率数据X1,X2,X3...Xn计算输入光边沿的斜率K;
步骤S303:判断在增波判断窗口期内K是否大于增波上升沿门限,且掉波瞬态标志无效;是时,进入步骤S305;否时,进入步骤307;
这里,如果步骤S301和步骤S302输入功率数据是在增波判断窗口期内,那么判断斜率K是否大于增波上升沿门限,且掉波瞬态标志无效。
步骤S304:判断在掉波判断窗口期内K是否小于掉波下降沿门限持续有效且增波瞬态标志无效;若是,进入步骤S308,若否,进入步骤S310。
这里,如果步骤S301和步骤S302输入功率数据是在掉波判断窗口期内,那么判断斜率K是否小于掉波下降沿门限且增波瞬态标志无效。
步骤S305:addshoot_flag有效;
这里,步骤305包括:入光信号的功率信号发生瞬态上升。
步骤S306:判断增波退出窗口期内K是否小于增波门限与增波回滞门限之差且增波换挡状态为0状态;若是,进入步骤S307,若否,进入步骤S305;
步骤S307:addshoot_flag无效;
步骤S308:undershoot_flag有效。
步骤S309:判断在掉波退出窗口期内K是否大于掉波门限与掉波回滞门限之和且掉波换挡状态为0状态;若是,进入步骤S310,若否进入步骤S308。
步骤S310:undershoot_flag无效。
图4为本申请实施例的确定增波换挡状态和掉波换挡状态的流程示意图,如图4所示,所述流程包括以下步骤:
步骤S401:输入光档位信息;
这里,根据输入光档位信息,判断输入光档位为下降沿有效还是上升沿有效,当输入光档位为下降沿有效时进入步骤S402;当输入光档位为上升沿有效时进入步骤S403;
步骤S402:确定输入光档位为下降沿有效;
这里,在确定输入光档位为下降沿有效时,同时进入步骤S404和步骤S405。
步骤S403,确定输入光档位为上升沿有效;
这里,在确定输入光档位为上升沿有限时,同时进入步骤S409和步骤S410.
步骤S404:addshoot_flag有效;
步骤S405:启动增波换挡滤波计时;
这里,步骤S405包括:启动计时器,在计时时间内执行增比换挡滤波操作。
步骤S406:判断增波换挡滤波计时是否完成;若是,进入步骤S407,若否,进入步骤S408。
步骤S407:增波换挡状态为0状态;
步骤S408:增波换挡状态为1状态;
步骤S409:undershoot_flag有效;
步骤S410:启动掉波换挡滤波计时;
步骤S411:判断掉波换挡滤波计时是否完成;若是进入步骤S412;若否,进入步骤S413;
步骤S412:掉波换挡状态为0状态;
步骤S413:掉波换挡状态为1状态。
图5A为本申请实施例的最小增益G=10,19dB动态时的增波瞬态示意图;图5B为本申请实施例的最小增益G=10,19dB动态时的掉波瞬态示意图;图5C为本申请实施例的最大增益G=22,19dB动态时的增波瞬态示意图;图5D为本申请实施例的最大增益G=22,19dB动态时的掉波瞬态示意图。在图5A、5B、5C和5D中,横坐标表示时间t,纵坐标表示电压幅值,图5A、5B、5C和5D的每一幅图中都包括上下两条曲线,其中,上面曲线51至54中的510、512、520、522、530、532、540和542电压幅值平稳态的时间段表示未进行瞬态抑制的电压幅值,上面曲线51至54中的511、521、531和541电压幅值瞬态变化的时间段表示进行了瞬态抑制处理的电压幅值;下面曲线55至58中的550、552、560、562、570、572、580和582电压幅值平稳态的时间段表示入光功率没有发生变化的电压幅值,下面曲线55至58中的551、561、571和581电压幅值瞬态变化的时间段表示电压幅值发生瞬态上升或下落。可以看出,通过本申请提出的瞬态抑制控制方法可以快速并有效地抑制瞬态变化。
图6为本申请实施例的瞬态抑制控制装置的组成结构示意图,如图6所示,该装置可以包括:监控模块601、前馈获取模块602、入/出光信号功率值获取模块603、第一期望输出功率值确定模块604、第一延迟模块605、第一驱动电流值确定模块606和驱动模块607,其中,
所述监控模块601,用于实时监控入光信号的功率值变化和出光信号的功率值变化;
所述前馈获取模块602,用于获取当前入光信号对应的前馈补偿输出信号值;
所述入/出光信号功率值获取模块603,用于在确定所述入光信号功率值发生瞬时上升的情况下,获取当前入光信号的功率值和当前出光信号的功率值;
所述第一期望输出功率值确定模块604,用于根据当前入光信号的功率值确定第一期望输出功率值;
所述第一延迟模块605,用于对当前出光信号的功率值进行延时处理,得到延时出光信号的功率值;
所述第一驱动电流值确定模块606,用于根据所述第一期望输出功率值、所述延时出光信号的功率值和所述当前入光信号对应的前馈补偿输出信号值,确定泵浦激光器的第一驱动电流值;
所述驱动模块607,用于以所述第一驱动电流值驱动所述泵浦激光器。
在一些实施方式中,所述装置还包括:第二驱动电流值确定模块608,用于在确定所述入光信号功率值发生瞬时下落的情况下,获取当前入光信号的功率值和当前出光信号的功率值;对当前入光信号的功率值进行延时处理,得到延时入光信号的功率值;根据所述延时入光信号的功率值确定第二期望输出功率值;根据所述第二期望输出功率值、所述当前出光信号的功率值和所述当前入光信号对应的前馈补偿输出信号值,确定泵浦激光器的第二驱动电流值。
在一些实施方式中,所述装置还包括:第一瞬时变化确定模块609,用于取第一边沿斜率值,所述第一边沿斜率值为根据第一预设时间内的至少2个入光信号的功率值确定的边沿斜率值;根据所述第一边沿斜率值,确定掉波瞬态标志信号的状态;在所述第一边沿斜率值大于预设增波上升阈值,且所述掉波瞬态标志信号为无效的情况下,确定所述入光信号功率值发生瞬时上升;获取第二边沿斜率值,所述第一边沿斜率值为根据第二预设时间段内至少2个入光信号的功率值确定的边沿斜率值;根据所述第二边沿斜率值,确定增波瞬态标识信号的状态;在所述第二边沿斜率值小于预设掉波下降阈值,且所述增波瞬态标志信号为无效的情况下,确定所述入光信号功率值发生瞬时下落。
在一些实施方式中,所述装置还包括:第二瞬时变化确定模块610,用于获取入光信号的采样电路的档位信息;在所述档位信息为从高电平档位变换到低电平档位的情况下,确定所述入光信号的功率值发生瞬时上升;在所述档位信息为从低电平档位变换到高电平档位的情况下,确定所述入光信号的功率值发生瞬时下降。
在一些实施方式中,所述装置还包括:第二驱动电流值确定模块611,用于将所述入光信号的功率值发生瞬时上升的状态,确定为入光瞬态上升状态;将所述入光信号的功率值发生瞬时下落的状态,确定为入光瞬态下落状态;在所述入光信号要退出所述入光瞬态上升状态的情况下,或者,在所述入光信号要退出所述入光瞬态下落状态的情况下,根据瞬态发生前的控制参数确定泵浦激光器的驱动电流值。
在一些实施方式中,所述装置还包括:入光瞬态变化退出模块612,用于获取第三边沿斜率值,所述第三边沿斜率值为根据第三预设时间内至少2个入光信号的功率值确定的边沿斜率值;在所述第三边沿斜率值小于预设增波上升阈值与预设增波回滞阈值之差的情况下,获取所述增波换挡状态;在所述增波换挡状态为0状态的情况下,确定所述入光信号要退出所述入光瞬态上升状态;获取第四边沿斜率值,所述第四边沿斜率值为根据第四预设时间内至少2个入光信号的功率值确定的边沿斜率值;在所述第四边沿斜率值大于预设掉波下降阈值与预设掉波回滞阈值之和的情况下,获取所述掉波换挡状态;在所述掉波换挡状态为0状态的情况下,确定所述入光信号要退出所述入光瞬态下落状态。
在一些实施方式中,所述第一驱动电流值确定模块606,用于根据所述第一期望输出功率值和所述延时出光信号的功率值,确定反馈控制输出信号值;将所述反馈控制输出信号值和所述当前入光信号对应的前馈补偿输出信号值之和,确定为所述泵浦激光器的第一驱动电流值。
在一些实施方式中,所述前馈获取模块602,用于获得目标增益下的至少两个入光信号的功率值与对应的至少两个泵浦激光器的驱动电流值;通过对所述目标增益、所述至少两个入光信号的功率值以及所述至少两个泵浦激光器的第二驱动电流值,进行曲线拟合,确定出前馈补偿输出信号值的标定因子;根据所述标定因子确定出所述前馈补偿输出信号值与入光信号的功率值的函数关系;根据当前入光信号的功率和所述函数关系,确定当前入光信号值对应的前馈补偿输出信号值。
在一些实施方式中,所述第一期望输出功率值确定模块604,用于根据当前入光信号的功率值、当前出光信号的功率值和当前ASE的功率值,确定当前增益值;将当前增益值与单位步进增益值之和,确定为所述步进增益值;将当前入光信号的功率值与步进增益值之和,确定为第一期望输出功率值。
在一些实施方式中,所述第一延迟模块605,用于获取当前时刻的前N个采样时刻的出光功率信号值,N为大于1的整数;根据预设的延迟参数,从所述前N个采样时刻的出光功率信号值中确定所述延迟出光信号的功率值。
实际应用中,监控模块601、前馈获取模块602、入/出光信号功率值获取模块603、第一期望输出功率值确定模块604、第一延迟模块605、第一驱动电流值确定模块606、驱动模块607、第二驱动电流值确定模块608、第一瞬时变化确定模块609、第二瞬时变化确定模块610、第二驱动电流值确定模块611和入光瞬态变化退出模块612可以利用EDFA中的控制单元实现,上述控制单元可以为ASIC、DSP、DSPD、PLD、FPGA、CPU、控制器、微控制器、微处理器中的至少一种。
另外,在本实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模块的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并非作为独立的产品进行销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中,基于这样的理解,本实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)或processor(处理器)执行本实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(Read Only Memory,ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
一般来讲,本实施例中的一种瞬态抑制控制方法对应的计算机程序指令可以被存储在光盘,硬盘,U盘等存储介质上,当存储介质中的与一种瞬态抑制控制方法对应的计算机程序指令被一掺铒光纤放大器中的控制单元读取或被执行时,实现前述实施例的任意一种瞬态抑制控制方法。
在一些实施例中,本申请实施例提供的装置具有的功能或包含的模块可以用于执行上文方法实施例描述的方法,其实现可以参照上文方法实施例的描述,为了简洁,这里不再赘述。
上文对各个实施例的描述倾向于强调各个实施例之间的不同之处,其相同或相似之处可以互相参考,为了简洁,本文不再赘述。
本申请所提供的各方法实施例中所揭露的方法,在不冲突的情况下可以任意组合,得到新的方法实施例。
本申请所提供的各产品实施例中所揭露的特征,在不冲突的情况下可以任意组合,得到新的产品实施例。
本申请所提供的各方法或设备实施例中所揭露的特征,在不冲突的情况下可以任意组合,得到新的方法实施例或设备实施例。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件,但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中,包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机,计算机,服务器,空调器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。
上面结合附图对本申请的实施例进行了描述,但是本申请并不局限于上述的实施方式,上述的实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本申请的启示下,在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式,这些均属于本申请的保护之内。
Claims (13)
1.一种瞬态抑制控制方法,其特征在于,包括:
实时监控光纤放大器的入光信号的功率值变化和出光信号的功率值变化;
获取当前入光信号对应的前馈补偿输出信号值;
在确定所述入光信号的功率值发生瞬时上升的情况下,获取当前入光信号的功率值和当前出光信号的功率值;
根据当前入光信号的功率值确定第一期望输出功率值;
对当前出光信号的功率值进行延时处理,得到延时出光信号的功率值;
根据所述第一期望输出功率值、所述延时出光信号的功率值和所述当前入光信号对应的前馈补偿输出信号值,确定泵浦激光器的第一驱动电流值;
以所述第一驱动电流值驱动所述泵浦激光器。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
在确定所述入光信号功率值发生瞬时下落的情况下,获取当前入光信号的功率值和当前出光信号的功率值;
对当前入光信号的功率值进行延时处理,得到延时入光信号的功率值;
根据所述延时入光信号的功率值确定第二期望输出功率值;
根据所述第二期望输出功率值、所述当前出光信号的功率值和所述当前入光信号对应的前馈补偿输出信号值,确定泵浦激光器的第二驱动电流值。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
获取第一边沿斜率值,所述第一边沿斜率值为根据第一预设时间内的至少2个入光信号的功率值确定的边沿斜率值;
根据所述第一边沿斜率值,确定掉波瞬态标志信号的状态;
在所述第一边沿斜率值大于预设增波上升阈值,且所述掉波瞬态标志信号为无效的情况下,确定所述入光信号功率值发生瞬时上升;
获取第二边沿斜率值,所述第二边沿斜率值为根据第二预设时间段内的至少2个入光信号的功率值确定的边沿斜率值;
根据所述第二边沿斜率值,确定增波瞬态标识信号的状态;在所述第二边沿斜率值小于预设掉波下降阈值,且所述增波瞬态标志信号为无效的情况下,确定所述入光信号功率值发生瞬时下落。
4.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
获取入光信号的采样电路的档位信息;
在所述档位信息为从高电平档位变换到低电平档位的情况下,确定所述入光信号的功率值发生瞬时上升;
在所述档位信息为从低电平档位变换到高电平档位的情况下,确定所述入光信号的功率值发生瞬时下降。
5.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
将所述入光信号的功率值发生瞬时上升的状态,确定为入光瞬态上升状态;
将所述入光信号的功率值发生瞬时下落的状态,确定为入光瞬态下落状态;
在所述入光信号要退出所述入光瞬态上升状态的情况下,或者,在所述入光信号要退出所述入光瞬态下落状态的情况下,根据瞬态发生前的控制参数确定泵浦激光器的驱动电流值。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
获取第三边沿斜率值,所述第三边沿斜率值为根据第三预设时间内的至少2个入光信号的功率值确定的边沿斜率值;
在所述第三边沿斜率值小于预设增波上升阈值与预设增波回滞阈值之差的情况下,获取所述增波换挡状态;
在所述增波换挡状态为0状态的情况下,确定所述入光信号要退出所述入光瞬态上升状态;
获取第四边沿斜率值,所述第四边沿斜率值为根据第四预设时间内至少2个入光信号的功率值确定的边沿斜率值;
在所述第四边沿斜率值大于预设掉波下降阈值与预设掉波回滞阈值之和的情况下,获取所述掉波换挡状态;
在所述掉波换挡状态为0状态的情况下,确定所述入光信号要退出所述入光瞬态下落状态。
7.根据权利要求1至6任一项所述的方法,其特征在于,所述根据所述第一期望输出功率值、所述延时出光信号的功率值和所述当前入光信号对应的前馈补偿输出信号值,确定泵浦激光器的第一驱动电流值,包括:
根据所述第一期望输出功率值和所述延时出光信号的功率值,确定反馈控制输出信号值;
将所述反馈控制输出信号值和所述当前入光信号对应的前馈补偿输出信号值之和,确定为所述泵浦激光器的第一驱动电流值。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取当前入光信号值对应的前馈补偿输出信号值,包括:
获得目标增益下的至少两个入光信号的功率值与对应的至少两个泵浦激光器的第二驱动电流值;
通过对所述目标增益、所述至少两个入光信号的功率值以及所述至少两个泵浦激光器的第二驱动电流值,进行曲线拟合,确定出前馈补偿输出信号值的标定因子;
根据所述标定因子确定出所述前馈补偿输出信号值与入光信号的功率值的函数关系;
根据当前入光信号的功率值和所述函数关系,确定当前入光信号值对应的前馈补偿输出信号值。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据当前入光信号的功率值确定第一期望输出功率值,包括:
根据当前入光信号的功率值、当前出光信号的功率值和当前放大自发辐射ASE的功率值,确定当前增益值;
将当前增益值与单位步进增益值之和,确定为所述步进增益值;
将当前入光信号的功率值与步进增益值之和,确定为第一期望输出功率值。
10.根据权利要求1所述的方法,所述对当前出光信号的功率值进行延时处理,得到延时出光信号的功率值,包括:
获取当前时刻的前N个采样时刻的出光功率信号值,N为大于1的整数;
根据预设的延迟参数,从所述前N个采样时刻的出光功率信号值中确定所述延迟出光信号的功率值。
11.一种瞬态抑制控制装置,其特征在于,包括:
监控模块,用于实时监控入光信号的功率值变化和出光信号的功率值变化;
前馈获取模块,用于获取当前入光信号对应的前馈补偿输出信号值;
入/出光信号功率值获取模块,用于在确定所述入光信号功率值发生瞬时上升的情况下,获取当前入光信号的功率值和当前出光信号的功率值;
第一期望输出功率值确定模块,用于根据当前入光信号的功率值确定第一期望输出功率值;
第一延迟模块,用于对当前出光信号的功率值进行延时处理,得到延时出光信号的功率值;
第一驱动电流值确定模块,用于根据所述第一期望输出功率值、所述延时出光信号的功率值和所述当前入光信号对应的前馈补偿输出信号值,确定泵浦激光器的第一驱动电流值;
驱动模块,用于以所述第一驱动电流值驱动所述泵浦激光器。
12.一种光纤放大器,其特征在于,包括:存储器,用于存储可执行指令;
处理器,用于执行所述存储器中存储的可执行指令时,实现权利要求1至10任一项所述的瞬态抑制控制方法。
13.一种计算机可读存储介质,其特征在于,存储有可执行指令,用于被处理器执行时,实现权利要求1至10任一项所述的瞬态抑制控制方法。
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