CN207504871U - 一种edfa自动增益的控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种EDFA自动增益的控制装置，包括依次相连接的第一光能量检测模块、第一模数转换模块、第一光能量线性修正模块、信号延时模块、第一数模转换模块和第一倍数可控放大器；还包括依次相连接的第二光能量检测模块、第二模数转换模块、第二光能量线性修正模块、第二数模转换模块和第二倍数可控放大器；还包括减法器和压控电流源模块；第一光能量检测模块与输入光相连接；第二光能量检测模块与输出光相连接；所述减法器的两输入端分别与第一倍数可控放大器和第二倍数可控放大器的输出端相连接，所述减法器的输出端与所述压控电流源相连接。本实用新型可提高控制精度，减小光纤通信系统的能量波动，从而提高光纤通信的稳定性。

Description

一种EDFA自动增益的控制装置

技术领域

本实用新型涉及WDM通信领域，具体为一种EDFA自动增益的控制装置。

背景技术

惨饵光纤放大器(EDFA)由于具有高增益、高饱和输出功率、低噪声、低连接损耗、增益与偏振无关等优点而在光纤网络中成为必不可少的关键器件之一。作为光纤信号传输的中继点，EDFA可以同时放大多个波长的光信号，可适用波分复用(WDM)和密集波分复用(DWDM)从而获得更大带宽。EDFA作为光纤信号传输的中继点实现了直接“光-->光”的中继放大，相对传统“光-->电-->光”具放大器有延时小、功耗低等优点。

但是，WDM通讯过程中经常会发生通道数目的变化，这种变化会引起剩余信道增益波动、信噪比降低、比特误码率增大等问题，甚至会破坏信道，为了尽量减小这些可能的影响，对EDFA进行自动增益控制(AGC)是非常必要的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术之不足，提供一种EDFA自动增益的控制装置，可以提高控制精度，减小光纤通信系统的能量波动，从而提高光纤通信的稳定性。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种EDFA自动增益的控制装置，包括依次相连接的第一光能量检测模块、第一模数转换模块、第一光能量线性修正模块、信号延时模块、第一数模转换模块和第一倍数可控放大器；还包括依次相连接的第二光能量检测模块、第二模数转换模块、第二光能量线性修正模块、第二数模转换模块和第二倍数可控放大器；还包括减法器和压控电流源模块；所述第一光能量检测模块的输入端与EDFA的输入光相连接以将光信号转换成电信号；所述第二光能量检测模块的输入端与EDFA的输出光相连接以将光信号转换成电信号；所述第一倍数可控放大器的输出端与所述减法器的第一输入端相连接；所述第二倍数可控放大器的输出端与所述减法器的第二输入端相连接；所述减法器的输出端与所述压控电流源相连接以调节流过激光器的电流。

优选的，所述第一光能量线性修正模块为只读存储器ROM芯片、FPGA集成芯片或MCU集成芯片。

优选的，所述第二光能量线性修正模块为只读存储器ROM芯片、FPGA集成芯片或MCU集成芯片。

优选的，所述信号延时模块为FIFO存储器芯片、FPGA集成芯片或MCU集成芯片。

优选的，所述第一倍数可控放大器为模拟乘法器VGA。

优选的，所述第二倍数可控放大器为模拟乘法器VGA。

优选的，一增益控制信号与所述第一倍数可控放大器相连接以控制输入光经EDFA放大后的理想功率值。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型通过光能量线性修正模块对光信号能量进行线性修正(第一光能量线性修正模块对输入光光信号能量进行线性修正，第二光能量线性修正模块对输出光光信号能量进行线性修正)，可以修正光检测模块的不线性问题；

(2)本实用新型通过对光能量线性修正模块配置不同参数可以使装置适用于不同型号的光能量检测模块，在保证性能的前提下降低对光能量检测模块的性线指标要求；

(3)本实用新型通过信号延时模块对输入光信号延时进行平衡，可以更及时反应光信号放大的状态变化；

(4)本实用新型通过有益效果(1)、(2)及(3)可以提高光信号放大倍数控制的精度；

(5)本实用新型使用模倍数可控放大器(第一倍数可控放大器和第二倍数可控放大器)作为光能量放大倍数的控制信号，可以更灵活方便地控制光能量的放大倍数。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细说明，但本实用新型的一种EDFA自动增益的控制装置不局限于实施例。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

附图标记：1、第一光能量检测模块，2、第一模数转换模块，3、第一光能量线性修正模块，4、信号延时模块，5、第一数模转换模块，6、第一倍数可控放大器，7、第二光能量检测模块，8、第二模数转换模块，9、第二光能量线性修正模块，10、第二数模转换模块，11、第二倍数可控放大器，12、减法器，13、压控电流源模块。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1所示，一种EDFA自动增益的控制装置，包括依次相连接的第一光能量检测模块1、第一模数转换模块2、第一光能量线性修正模块3、信号延时模块4、第一数模转换模块5和第一倍数可控放大器6；还包括依次相连接的第二光能量检测模块7、第二模数转换模块8、第二光能量线性修正模块9、第二数模转换模块10和第二倍数可控放大器11；还包括减法器12和压控电流源模块13；所述第一光能量检测模块1的输入端与EDFA的输入光相连接以将光信号转换成电信号；所述第二光能量检测模块7的输入端与EDFA的输出光相连接以将光信号转换成电信号；所述第一倍数可控放大器6的输出端与所述减法器12的第一输入端相连接；所述第二倍数可控放大器11的输出端与所述减法器12的第二输入端相连接；所述减法器12的输出端与所述压控电流源相连接以调节流过激光器的电流。

进一步的，所述第一光能量线性修正模块3为只读存储器ROM芯片、FPGA集成芯片或MCU集成芯片；所述第二光能量线性修正模块9为只读存储器ROM芯片、FPGA集成芯片或MCU集成芯片。由于光能量检测模块(如无特殊说明，后述光能量检测模块包括第一光能量检测模块1和第二光能量检测模块7)在高功率和低功率时呈现出非线性，因此需要对经过模数转换后的光能量进行线性修改。具体的，所述只读存储器ROM芯片、FPGA集成芯片或MCU集成芯片通过配置参数并查表实现对不同型号的光能量检测模块的输出信号进行线性修正的功能。本实施例以ROM芯片为例进行说明。在ROM中对光能量进行查表修正的方法为：假如光检测到输入光的能量为1W，但实际能量为2W，那么就在1W相应ADC值为地址的地方填充2W的值。

进一步的，所述信号延时模块4为FIFO存储器芯片、FPGA集成芯片或MCU集成芯片。具体的，所述FIFO存储器芯片、FPGA集成芯片或MCU集成芯片通过配置对输入光信号进行时间延时。本实施例以FIFO存储器芯片进行说明。经过所述第一光能量线性修正模块3线性修正后的信号进入FIFO存储器进行时间延时，用以平衡光信号从输入到输出的时间延迟。

进一步的，所述第一倍数可控放大器6和所述第二倍数可控放大器11具体为模拟乘法器VGA。由于光能量检测模块输出多为微弱小信号，可经过第一放大电路和第二放大电路进行放大，增加信号动态范围。具体的，所述第一放大电路为信号延时模块4、所述第一模数转换电路及所述第一倍数可控放大器6的组合。所述第二放大电路为所述第二模数转换电路及所述第二倍数可控放大器11的组合。

进一步的，外部增益控制信号与所述第一倍数可控放大器6相连接以控制输入光经EDFA放大后的理想功率值；所述减法器12用于对当前增益与目标增益进行对比；所述压控电流源模块13用于控制EDFA系统中激光器出光功率。具体的，外部增益控制信号与所述第一倍数可控放大器6相连接以计算得出输入光经EDFA放大后的理想功率值，并与实际输出光的功率值(所述第二倍数可控放大器11输出的光功率值)在减法器中进行差值比较，最后依据比较结果对压控电流源的电流进行修正，电流源电流的变化将影响EDFA对输入光的放大倍数，从而实现AGC控制的目的。

进一步的，由于所述第一模数转换模块2、第一数模转换模块5、第二模数转换模块8和第二数模转换模块10运行时需要时钟驱动，应用时各模块应使用同步时钟，以减小设计难度并提高稳定性；此外，提高驱动时钟的频率，可以减小光信号输入到输出的时间平衡的精度，进一步提高自动增益控制精度。

进一步的，应用时，通过提高所述第一模数转换模块2和第二模数转换模块8的采集位宽、增加所述第一光能量线性修正模块3和所述第二光能量线性修正模块9的深度可以提高自动增益控制精度。

本实用新型的工作原理如下：

利用第一光能量检测模块1对输入的光能量进行检测，检测结果为模拟信号，此模拟信号经过第一模数转换模块2进行数字量化；得到的量化数据作为查找表修正第一光能量线性修正模块3的读地址信号，所述第一光能量线性修正模块3的数据输出是已经经过光能量进行线性修正后的信号，因此可以线性地反应输入输出光信号的能量强度；经过线性修正后的输入光信号进入所述信号延时模块4进行时间延时，用以平衡信号从输入到输出的时间延迟，延迟后的光能量信号再通过第一数模转化模块转化为模拟信号后再经由所述第一倍数可控放大器6进行放大，所得结果为目标输出光能量信号，此信号量与经过第二光能量线性修正模块9线性修正和第二数模转化模块模拟转化后的输出光信号能量用所述减法器12进行差值运算，运算结果为实际输出光能量与目标输出光能量信号强度的差值，此差值控制所述压控电流源模块13，调节流过激光器的电流，从而实现所述压控电流源模块13的输出与输入光信号能量强度呈固定倍数关系。

以上所述，仅为本实用新型较佳实施案例而已，故不能限定本实用新型实施的范围，即依本实用新型专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆属于本实用新型涵盖的范围内。

Claims (7)

1.一种EDFA自动增益的控制装置，其特征在于，包括依次相连接的第一光能量检测模块、第一模数转换模块、第一光能量线性修正模块、信号延时模块、第一数模转换模块和第一倍数可控放大器；还包括依次相连接的第二光能量检测模块、第二模数转换模块、第二光能量线性修正模块、第二数模转换模块和第二倍数可控放大器；还包括减法器和压控电流源模块；所述第一光能量检测模块的输入端与EDFA的输入光相连接以将光信号转换成电信号；所述第二光能量检测模块的输入端与EDFA的输出光相连接以将光信号转换成电信号；所述第一倍数可控放大器的输出端与所述减法器的第一输入端相连接；所述第二倍数可控放大器的输出端与所述减法器的第二输入端相连接；所述减法器的输出端与所述压控电流源相连接以调节流过激光器的电流。

2.根据权利要求1所述的EDFA自动增益的控制装置，其特征在于：所述第一光能量线性修正模块为只读存储器ROM芯片、FPGA集成芯片或MCU集成芯片。

3.根据权利要求1所述的EDFA自动增益的控制装置，其特征在于：所述第二光能量线性修正模块为只读存储器ROM芯片、FPGA集成芯片或MCU集成芯片。

4.根据权利要求1所述的EDFA自动增益的控制装置，其特征在于：所述信号延时模块为FIFO存储器芯片、FPGA集成芯片或MCU集成芯片。

5.根据权利要求1所述的EDFA自动增益的控制装置，其特征在于：所述第一倍数可控放大器为模拟乘法器VGA。

6.根据权利要求1所述的EDFA自动增益的控制装置，其特征在于：所述第二倍数可控放大器为模拟乘法器VGA。

7.根据权利要求1所述的EDFA自动增益的控制装置，其特征在于：一增益控制信号与所述第一倍数可控放大器相连接以控制输入光经EDFA放大后的理想功率值。