WO2004042467A1

WO2004042467A1 - Procede et appareil de controle de securite par amplification optique

Info

Publication number: WO2004042467A1
Application number: PCT/CN2003/000938
Authority: WO
Inventors: Jiaying Wang
Original assignee: Zte Corporation
Priority date: 2002-11-08
Filing date: 2003-11-07
Publication date: 2004-05-21
Also published as: EP1560065A1; EP1560065B1; CN1499281A; EP1560065A4; RU2005114006A; RU2324963C2; CN1313877C; AU2003284794A1

Description

光放大的安全控制方法及装置技术领域

本发明涉及光通信系统，具体地说，涉及在光传输过程中对光放大的安全控制的方法及装置。

背景技术

在密集波分复用 DWDM系统中，为了实现传输距离的延长需要使用光放大器。一种是使用拉曼（RAMAN )放大器，将大功率的泵浦光馈入光纤中，由于光纤中的受激 RAMAN散射效应（ SRS效应），泵浦光能量会转移到比其波长长的信号光中，实现信号光的放大。另一种方法是使用光纤放大器（例如掺铒光纤放大器），就是将一定功率的泵浦光馈入特种光纤，由于光纤中粒子受激产生的能级跃迁，使泵浦光能量转移到比其波长长的信号光中，实现信号光的放大。以上两种放大器适合应用在 WDM设备中以实现宽带放大。可以使用的放大器还包括半导体光放大器，依靠向半导体异质节中注入足够的电流，造成能量转移使通过其的信号光放大。无论以上何种放大器或激光器，均可以通过改变驱动电流来控制光功率。在目前使用的光通信设备中，放大器输出的为较大功率的不可见激光辐射，例如为实现 C波段信号在 G. 652光纤中的分布式放大， RAMAN放大器通过设备光端口输出到光缆中的泵浦激光辐射功率可达到数百至 1000毫瓦，而由光纤激光器放大的信号光功率通过光端口输出到光缆时也可以达到 100毫瓦以上。由于输出光的功率较大，因此在没有对设备进行相关的安全性控制时，当放大器工作时，设备调试人员应小心避开其连接器端面，避免灼伤眼睛及皮肤。在使用之前，务必保持输出尾纤端面清洁，防止强光功率令附着在光纤端面的尘埃炭化而导致端面损坏。由于设备光端口使用的连接器没有接好、连接器端面损坏、及设备内其它相关器件损坏而造成的反射光功率过大，也可能给设备的硬件设施带来损伤、影响设备的性能。减小光功率可以使设备或人员获得安全性保障，待设备缺陷被排除后再使之恢复正常。

公开发表的专利文献 US6417965 Opt ical ampl if ier control sys tem公布了一种对放大器输入、输出光进行分光检测和根据检测结果对放大器泵浦激光器进行控制的电路系统，但该系统没要考虑反射光的检测，因而无法检测到光端口的缺陷，易导致安全性的故障。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种光放大的安全控制方法和装置，以避免使用具有强光功率输出的设施时可能造成的人员损伤，及在出现设备光端口连接器没有接好、连接器端面损坏、及设备内外其它相关器件损坏时所造成设备功能损伤。

本发明所述光放大的安全控制方法，包括：检测光放大器的输出功率和反射功率，计算反射系数和反射功率；判断反射系数或反射功率是否超过给定的阔值，如果超过，则对光放大器进行安全控制，将光放大器的输出功率调整到安全值以下，继续检测功率值；如果未超过，则判断是否需要进行光功率调节，如果需要，则将输出功率调整到输出功率的配置值；如果不需要，则继续检测功率值。

本发明所述光放大的安全控制装置，包括：强光输出光器件组，用于产生高功率泵浦光；隔离器，用于保证光功率的单向传递，限制光功率的反向传递；输出光接口，用于将泵浦光功率输出到外部光纤；光功率采集装置，用于采集输出光功率检测量和反射光功率检测量；检测信息处理及控制电路，对所得输出光功率检测量和反射光功率检测量进行信息转换，根据所得转换信息计算得出反射系数，根据所得反射系数对所述强光输出光器件组自动进行光功率控制。所述检测信息处理及控制电路进一步包括：光电转换装置，用于将所得输出光功率检测量和反射光功率检测量分别转换为相应的模拟检测信号；光功率模数转换电路，将由所述光电转换装置传送来的模拟检测信号分别转换为相应的数字信号；控制单元，根据从所述光功率模数转换电路传送来的数字信号，计算反射系数，根据所得反射系数自动下达功率控制指令，和对光器件组实施功率控制，下达性能检测指令；光器件组功率控制和性能采集电路，接收由所述控制单元发出的功率控制指令，经数模转换后，实施光器件功率自动控制，和接收由所述控制单元发出的性能检测指令，检测光器件的性能，将所得信息经模数转换后输入所述控制单元。

采用本发明所述装置，与现有技术相比，取得了有强光输出的设施尤其是光通信设备中放大器工作安全性保证方式的进步，达到了通过检测输出反射系数对放大器（或其他强光输出设施）自动实现功率控制的效果，使设备或人员获得更多的安全性保障。

附图说明

图 1是 RAMAN放大器反射光检测及自动光功率控制装置结构图；

图 2是集总式放大器反射光检测及自动光功率控制装置结构图；

图 3是检测信息处理及控制电路的结构框图；

图 4是反射系数的检测范围示意图；

图 5是运行在控制单元中的软件流程图。

具体实施方式

下文详细介绍本发明各个组成部分的实施方案，各个组成部分之间的光、电连接关系、控制方式、软件工作方法、及本发明所述装置通过设备总线实现的通信功能。

( 1 )硬件组成

在图 1中，给出了通过反射系数检测实现 RAMAN放大器安全性控制的实施例。其中 G1是产生泵浦激光并向输出强光功率的光器件组，在 G1中：

P1是通用的泵浦激光器组，由 1只或多只激光器組成，所有 N只激光器通过电接口 JP1 , JP2 , …， JPN与控制电路 C2相连接。 P1在正常工作时可以输出满足设备工作要求的激光辐射。

I是隔离器，保证光功率的单向传递，与隔离器箭头方向相反的光功率将被隔离。 I的反向隔离度为 i [dB]。

T是带有 4个光端口的比例耦合器，分光比例为 X： y, 即由端口 1输入的光功率 pi [mw] ,将有 pi y/ (x+y) [mw]输出到端口 2，有 pi x/ (x+y) [mw]输出到端口 4; 相反，若由端口 2输入光功率 p2 [厨] , 将有 p2 x y/ (x+y) [mw]输出到端口 1 , 有 pi X x/ (x+y) [丽]输出到端口 3。当泵浦光功率从端口 1输入、按比例由端口 2 和端口 4输出时，其端口 2下游的器件所产生的反射光将沿光导从端口 2输入、按比例从端口 1和端口 3输出。为了减小耦合器对输出光功率的影响，应选择 x«y。端口 4和端口 3输出的光分别作为输出光功率的检测量 P-mon和反射光功率的检测量 Pr—tnon。

W是合波器，端口 1和端口 3之间构成泵浦光通路，端口 2和端口 3之间则构成信号光通路。泵浦光由端口 1输入、端口 3输出。若信号光由端口 2输入、端口 3 输出（即 a方向），是正向应用放大器；若信号光由端口 3输入、端口 2输出（即 b 方向），是反向应用的放大器。端口 1存在泵浦光 p，端口 2存在信号光 s , 端口 3 则存在泵浦和信号的混合光（p+s )。 W的插入损耗为 w [dB] , 端口 2和端口 3之间的隔离度为 iw [dB]。 Co是用活动式光纤连接器实现的输出光接口。泵浦光功率通过此连接器输出到与 G1连接的光纤。

E是检测信息处理及控制电路。在 E中：

PD1和 PD2是光电检测二极管，分别对所述输出光功率检测量 P-mon和反射光功率检测量 P r - mon进行光电转换。

C1包含双路放大及 A/D转换电路，从 P1和 P2输出的模拟检测信号被输入到 C1 中，经过适当放大和进行 A/D转换，以数字信号方式获得上述输出功率和反射功率的检测值。

CS是一个控制单元。从 C1输出的数字信号被输入到 CS内的 CPU中，计算输出反射系数。在 CS中运行的软件可以根据所得出的反射系数值进行判断，按照下文笫（4 ) 节说明的方法自动实施功率控制。

C2是功率控制电路。 C2受到 CS的管理，并通过泵浦激光器接口与 P1相连接。

B是设备通信总线， CS可以通过其包含的通信接口与设备通信总线 B相连接，使本发明的装置能够通过通信总线将所述放大器（或其他强光输出设施）的工作状态信息上报到设备管理系统 , 并能够接受设备管理系统的控制。

在图 2中，给出了通过反射系数检测实现集总式放大器安全性控制的装置结构图，作为体现与图 1相同设计构思的另一实施例。

与图 1的结构相似， G2是实现信号光放大和向设备外部输出强光功率的光器件组, 在 G2中

P2是集总式放大器，由 1只或多只光学放大器件组成，以光纤放大器为例，其中包含 1只或多只泵浦激光器。所有 N只激光器通过电接口 JP1 , JP2 , .·. , JPN 与控制电路 C2相连接。 P2在正常工作时可以输出满足设备工作要求的信号光。

I的含义与图 1相同。 T的含义与图 1相同。

Ci是本装置的输入光接口，待放大的光信号经过 Ci输入到 P2中。

Co的含义与图 1相同。

E及 E内部的各组成部分含义与图 1相同。其中的 C2通过泵浦激光器电接口 JP1 , JP2 , …， JPN与 P2相连接。

B的含义与图 1相同。

图 2作为体现与图 1相同设计构思的另一应用实例，表现了在不同的应用中光信号输入、输出方式的不同。

图 3是对图 1和图 2中 E的结构进行进一步细致的描述。

CS是由 CPU、 ROM存储器、 RAM存储器、 FPGA构成的控制单元，其中的 ROM存储器作为程序和数据存储器，保存着本发明的装置得以运行的可执行软件及程序运行所需要的缺省配置数据， ROM中可包含电可擦除存储器，实现在线下载配置数据； RAM存储器作为数据存储器，记录在程序运行中所产生的重要数据。各电路芯片之间通过数据线 D-R0M , D-RAM , D-FPGA和控制线 EN-FPGA, EN- RAM, EN- ROM相连接； CPU通过数据线 DJ和 I /O接口电路连接到 J2。 J2 是本装置与设备总线 B之间的信号连接器。电路中还包含标准的 DC/DC转换电路，输出各个部分功能电路所需要的偏置电压 VC1， VC2 , VCC, VO, VP。 DC/DC转换电路连接到 Jl , J1是本装置与设备总线 B之间的电源连接器， J1与 J2共同实现本装置和设备总线的电气连接。

C1是由放大器电路、 AD转换电路构成的输出光和反射光检测电路。对从 P1 和 P2输出的模拟检测信号分别经过 API , AP2放大。 CPU通过数据线 D1与 AD转换电路通信。当需要检测 P- mon时， CPU控制 FPGA之 CIS信号选择 AD的输入端口 1 , 同时 AD转换电路通过 D1向 CPU输出数据；当需要检测 Pr- mon时， CPU控制 FPGA之 CIS 信号选择 AD的输入端口 2 , 同时 AD转换电路通过 D1向 CPU输出数据。

C2是由 AD/DA转换电路、放大器电路 Al , A2 , A3 , A4构成泵浦激光器控制和性能采集部分。 JP1表示受控的泵浦激光器电接口，泵浦激光器接口的应用遵照商用激光器的用户应用资料。以 JP1为例， I I表示激光器偏置电流输入， 12表示激光器制冷电流输入， 01表示激光器背光功率检测信号输出， 02表示激光器管芯工作温度输出。 CPU通过数据线 D2与 AD/DA转换电路通信。当需要控制泵浦激光器 1的输出功率时， CPU控制 FPGA之 C2S信号选择 AD/DA的输出端口，同时 CPU 通过 D2向 AD/DA转换电路输出数据，实现 DA转换后通过 FPGA输出 C2S所选择的端口输出模拟工作电流并保持，再经过放大后送到 JP1的 I I。当需要控制泵浦激光器 1的管芯温度时， CPU控制 FPGA选择 AD/DA的输出端口，同时 CPU通过 D2向 AD/DA 转换电路输出数据。实现 DA转换后通过 FPGA所选择的端口输出模拟工作电流并保持，再经 i±丈大后送到 JP1的 12。当需要检测泵浦激光器 1的输出功率时， CPU 控制 FPGA选择 AD/DA的输入端口， JP1输出的 01信号经过适当放大后输入到 AD/DA 电路，实现 AD转换后经过 D2口输出到 CPU。当需要检测泵浦激光器的制冷电流时。 CPU控制 FPGA选择 AD/DA转换的输入端口， JP1输出的 02信号经过适当放大后输入到 AD/DA电路，实现 AD转换后经过 D2口输入到 CPU。当对泵浦激光器进行控制时需要对相应的性能进行检测以便进行更精确的反馈调节。

当需要检测控制的泵浦激光器较多时，需要更多的检测和控制电路，通过电接口 JP1 , JP2 , …， JPN分别与各个激光器相连，根据激光器的数量、需要进行检测和控制的参数数量来选择合适的 AD/DA转换器，实现多路检测和控制。

( 2 )反射系数阈值及反射系数检测范围

不失一般性，下文的反射系数、插入损耗等均以其 dB值的正数值表示。设 P 是 P1的输出功率（在 T的端口 1 ), Pr是反射功率（在 T的端口 2 )。比例耦合器 T 各端口光功率关系是：

[P, Pr] [dB] = [P-mon, Pr-mon] [dB]+101g (1+y/x) (1) 在比例耦合器 T的固有插入损耗很小时，公式（1) 忽略了该固有损耗。上文所述反射系数可定义于本发明的装置中连接器 Co的端面。以在图 1所示的应用为例，连接器端面反射系数和反射、输出检测光之间的关系为：

R [dB] =P [dB] -2w [dB]— Pr [dB] ( 2 ) 其中 R[dB]是连接器 Co的端面反射系数（R〉0), w是 W的插入损耗（w>0)。

反射光进入 PI的光功率为：

Pr i [dB] =P [dB] -2w [dB]— R [dB]— i [dB] -201g {y/ (x+y) } [dB]

«P[dB]-2w[dB] -R[dB]-i[dB], 当 x«y时（3) 其中， i是隔离器 I的反向隔离度。在比例耦合器 T的固有插入损耗很小时，公式 (3)忽略了该固有损耗。在设备正常工作时希望进入 P1的反射光足够小，设其阈值为 Pri- th, 在反射输入功率 Pri达到阈值时的反射系数为：

R-th! [dB] =P [dB] -2w [dB] -Pr i-th [dB] - i [dB] ( 4 ) 反射光经过 W的端口 2输出的光功率为：

Pro [dB] =P [dB] -w [dB]— R [dB]— iw [dB] ( 5 ) 其中， iw是 W端口 2和端口 3之间的隔离度，且满足 iw>0。在设备正常工作时希望反射光经过 W的端口 2输出的光功率足够小，设其阈值为 Pro- th, 在反射输出功率 Pro达到阈值时的反射系数为：

R-th₂ [dB] =P [dB] -w [dB]—Pro— th [dB] -iw[dB] ( 6 )

R - 和！^-^是随着设备输出功率 P变化的参数。

此外，在输出接口连接器 Co端面也可以直接定义反射功率的阈值，记为 Pr-th。在设备应用中应考虑以下情况的反射系数：

I. 设连接器光纤端面良好匹配时的反射系数为 Rc [dB] ,是由设备所选用的连接器规格确定的参数；

II. 设连接器光纤端面暴露在空气中的反射系数为 Rl [dB]，是由设备所选用的连接器规格确定的参数；有 Rl [dB] <Rc [dB]。

I II . 设外部光纤虽然接好但是连接器光纤端间存在空隙时反射系数为 R2 [dB] , 有 R2 [dB] <Rc [dB]；

IV. 假设在连接器光纤端面有灰尘污染时、连接器法兰盘配合公差较大时、连接器器件损坏、或设备外部光缆损伤时导致反射光变大时的反射系数为 R3 [dB] , 则有 R3 [dB] <Rc [dB]。

因此在保证设备内外部连接正常时，反射系数 R-th₃应满足：

Rc [dB] >R-th₃ [dB] >raax {Rl [dB] , R2 [dB]， R3 [dB] } ( 7 ) 考虑到以上各性能量，告警条件可以是：

条件 1 当反射功率 Pri>Pri- th时, 表明进入功率输出装置的光功率过大; 条件 2 当反射功率 Pro>Pro- th时，表明信号光端口输出的反射光功率过大；

条件 3 当反射功率 Pr>Pr-th时，表明由输出端口连接器产生的反射光功率过大；

条件 4 当反射系数 I R-ttu, 发生反射输入功率告警；

条件 5 当反射系数 R<R-th₂, 发生反射输出功率告警；

条件 6 当反射系数 R<R- th₃, 发生光接口工作状态不良告警，表明设备有上述 II、 II I、 IV等情况发生。

本发明可以采用上述条件 ί至 6的一部分或全部作为依据，实施安全控制。考虑以上几个方面，设备正常工作时应满足：

R>MAX [R-th_{l 5} R - th₂, R-th₃] ( 8 ) 图 4表示反射系数的检测范围。反射系数的检测范围决定于输出光和反射光检测的范围。图中横坐标 P [dB]是 P1的输出功率（在 T的端口 1 ), 纵坐标 Pr [dB] 是反射功率（在 T的端口 2 )。 Pmax是输出功率检测范围上限， Pmin是输出功率检测范围下限； Prmax^ ^射功率检测范围上限， Prmin是反射功率检测范围下限。

¾ Pmin - Pmax, Prmin ~ Prmax范围内是检测电路的工作范围；在与此范围相交的直线中，

直线 1表示 R=0时， Pr随 P的变化；直线 1上方的部分为无现实意义的区域；直线 2表示 R=Pmin- Prmin- 2w时， Pr随 Ρ的变化；

直线 3表示 R=Pmax-Prmax - 2w时， Pr随 P的变化；

直线 4表示 R=Praax- Prtnin - 2w时， Pr随 P的变化。

反射系数的检测范围为 Rmin ~ Rmax , 并受到输出光功率和反射光功率检测范围的限制。有：

Rmin=0; Rmax=Pmax-Prmin-2w ( ) 图 4中直线 5表示设备在特定的输出反射系数条件下， Pr随 P的变化。在直线 5上的 A、 B、 C标志着本装置的几种典型工作状态。

A: 在 P和 Pr的检测范围之外，反射系数不可测；

B:在 P和 Pr的检测范围内，可测得反射系数。此时的 P处于安全的输出功率。在此状态下利用所检测的反射系数，可以预测 P被调节到安全的输出功率以上时 (例如 C的位置）的 Pri和 Pro。若 P在装置外部命令控制下提高到位置 B时检测到的反射系数达到反射系数阈值，则进一步的功率提高会被禁止；若预测 P被调节到安全的输出功率以上时的 Pri或 Pro达到或超过其阔值 Pri- th和 Pro- th, 则进一步的功率提高也会被禁止。

C: 在 P和 Pr的检测范围内，可测得反射系数。此时的 P处于安全的输出功率以上。设备在此情况下工作时，若突发的故障使检测到的反射系数达到阈值 R-th_{l 5} R- th₂或 R- th₃, 则自动启动安全控制，将输出功率调节到功率安全线以下（例如 B的位置）。

当上述内容用于图 2所表示的应用实例中时，反射输出功率 Pro不存在，并且在上各式中取 w=0 [dB]。

本装置在 CPU中运行的软件可以把当前的检测数据等存入存储器 RAM中，作为性能列表，包括本装置当前的反射系数 R、反射输入功率 Pri、反射输出功率 Pro, 激光器输出功率 P等。

本装置在 CPU中运行的软件可以把通过数据总线 B下达到本装置的配置数据存入存储器，作为配置列表，包括本装置当前配置的反射系数阈值 R-th₃、反射输入功率阈值 Pri-th、反射输出功率阈值 Pro- th、激光器输出功率 Pc等。

本装置在 CPU中运行的软件可以把本装置所产生到告警信息存入存储器，作为告警列表，包括本装置当前发生的反射输入功率告警 I R-tl 反射输出功率告警 R<R-th₂、光接口状态不良 R<R- th₃等。

( 3 )设备通信

本装置作为实用设备的组成部分，可与设备管理系统进行通讯。本节详细说明与本装置的功能相关的设备通信类型。

设备管理系统可以通过设备总线 B对本装置实施以下查询：

性能信息查询（对应报文 1 )

配置信息查询（对应报文 2 )

告警信息查询（对应报文 3 ) 本装置还将通过 I/O接口向设备总线 B输出以下报文：

性能信息上报（对应报文 4 )

配置信息上报（对应报文 5 )

告警信息上报（对应报文 6 )

设备管理系统可以通过设备总线 B对本装置实施以下控制：

配置数据更新 (对应艮文 7 )

下面分别给出上述艮文 1 ~ 7的实施例：

报文 1: [H, ADD, CI , L, F]

其中 H表示报文头，是为了实现通信同步的固定格式脉冲串； ADD表示本装置在设备中的地址标志； C1是通信协议编码，在这里表示对本装置实施性能查询； L表示报文长度； F表示向本装置查询的性能值类别，包括本装置当前的反射系数 R、反射输入功率 Pri、反射输出功率 Pro、激光器输出功率 P等。

报文 2: [H, ADD, C2 , L， C]

其中 H表示报文头，是为了实现通信同步的固定格式脉冲串； ADD表示本装置在设备中的地址标志； C2是通信协议编码，在这里表示对本装置实施配置信息查询； L表示报文长度； C表示向本装置查询的配置数据类别，包括本装置当前配置的反射系数阈值 R-th₃、反射输入功率阈值 Pri-th、反射输出功率阈值 Pro-th, 激光器输出功率 Pc等。

报文 3: [H, ADD, C3, L]

其中 H表示报文头，是为了实现通信同步的固定格式脉冲串； ADD表示本装置在设备中的地址标志； C3是通信协议编码，在这里表示对本装置实施告警信息查询； L表示报文长度。

为回应拫文 1的查询，本装置将通过 I /0接口向设备总线 B输出以下格式的才艮文：

报文 4: [H, ADD, C4, L, F, VI, V2, .··， Vn]

其中 H表示报文头，是为了实现通信同步的固定格式脉冲串； A表示本装置在设备中的地址标志； C4是协议编码，在这里表示本装置性能值上报； L表示报文长度； F表示向本装置查询的性能值类别，包括本装置当前的反射系数 R、反射输入功率 Pri、反射输出功率 Pro、激光器输出功率 P等； VI, V2, …， Vn表示上报的 n个性能值。

为回应报文 2的查询，本装置可通过 I/O接口向设备总线 B输出以下格式的报文：

报文 5: [H, ADD, C5, L， C, VI, V2, …， Vn]

其中 H表示报文头，是为了实现通信同步的固定格式脉冲串； ADD表示本装置在设备中的地址标志； C5是协议编码，在这里表示本装置配置信息上报； L 表示报文长度； C表示向本装置查询的配置数据类别，包括本装置当前配置的反射系数阈值 R- th₃、反射输入功率阈值 Pri- th、反射输出功率阈值 Pro- th、激光器输出功率 Pc等； VI， V2, .··, Vn表示上报的 n个配置信息值。

为回应报文 3的查询，本装置可通过 I/O接口向设备总线 B输出以下格式的报文：

报文 6: [H, ADD, C6, L, Al, A2, .·., An]

其中 H表示报文头，是为了实现通信同步的固定格式脉冲串； ADD表示本装置在设备中的地址标志； C6是协议编码，在这里表示本装置告警信息上报； L 表示报文长度； Al, A2, An表示上报的 n个告警信息值。包括本装置当前发生的反射输入功率告警 I R-th 反射输出功率告警 R<R- th₂、光接口状态不良 R<R - th₃等。；设备管理系统对本装置实施配置数据更新时，通过设备总线 B对本装置发送以下格式的报文

报文 7: [H, ADD, C7， L， C, VI, V2, Vn]

其中 H表示报文头，是为了实现通信同步的固定格式脉冲串； ADD表示本装置在设备中的地址标志； C7是协议编码，在这里表示对本装置进行配置数据更新； L表示报文长度； C表示要更新的配置数据类别，包括本装置当前配置的反射系数阈值 R- thi, R- th₂和 R- th₃、反射输入功率阈值 Pri- th、反射输出功率阈值 Pro-th、激光器输出功率 P等； VI, V2, .·., Vn表示上报的 n个配置信息值。

(4) 实现自动控制的软件流程

本装置实现光功率自动控制的软件流程如图 5所示。下面给出详细说明。步骤 1: 装置上电 /复位时， CPU系统启动，自存储器中装载可执行程序。程序启动有效的缺省值，如 Pc、 Pri- th、 Pro- th和 R- ₃等，并将功率调整到缺省值。

步骤 2: CPU系统控制 C1实施检测，执行性能检测后得到 Pr- mon和 P- mon。然后根据公式 1 -6, 分别计算性能值 Pr、 P、 R、 Pri、 Pro,

计算后将结果存入存储器之性能列表。

步骤 3: 判断反射系数，或反射功率是否符合安全性要求。根据条件 1至条件 6中的一个或多个。若反射超过阔值，则进入步驟 4即安全控制过程；若不超过阈值则进入步骤 5即光功率调节过程。

步骤 4: 进入安全控制过程。包括：（1)告警产生和上报，在图 1实施例中，可以按照以下情况分别产生告警：若 R<R- tiu, 则产生反射输入功率过限告警；若 R<R- th₂, 则产生反射输出功率过限告警；若 R<R- th₃，则产生设备光接口不良告警。可以通过设备通信总线主动上报 [报文 ⁶], 并在新产生的告警与存储器中原告警列表不同时修改告警列表）。（2 ) CPU系统控制 C²实施光功率控制，使输出光功率减小到安全值以下。

步骤 5: 因步骤 3的判断结果是反射系数正常，则执行光功率调节过程。在光功率调节过程中，首先比较当前输出光功率性能值 P和配置值 Pc , 若 | P-Pc | <err (其中 err是准许的调节误差），则当前功率值正常，直接进入步骤 6; 否则进行功率调整：若？ 0；, CPU系统控制 C2实施光功率控制，直接降 ^氐输出功率至 Pc; 若？ 0 , 则调节当前输出光功率，使光功率分级提高。注意此时可以按照步长 d进行一次调节，避免在 Pc超过安全值时由于可能的设备故障导致设备损伤和人员损伤。完成后进入步驟 6。这个控制可称为功率分级控制，当进入下一循环后将再次按照步长 d进行一次调节，在设备无故障情况下光功率将逐步接近 Pc。在反射正常时可删除存储器中当前告警列表，避免告警产生。

步骤 6:对 CPU系统中与 I/O接口相关的命令堆栈进行查询，若查询结果为空时，无接收报文。则进入步骤 2 , 实施循环性能检测。若有接收报文时，则进行 4艮文处理， CPU通过 I/O接口进行设备通讯。举例说明：若命令堆栈有性能查询命令（报文 1 )，按照性能列表上报（报文 4 ); 若命令堆栈有配置查询命令（报文 2 ), 按照列配置表上报（报文 5 ); 若命令堆栈有告警查询命令（报文 3 ), 按照告警列表上报（报文 6 ); 若命令堆栈有配置数据更新命令（报文 7 ), 则修改存储器中配置列表。完成后进入步骤 2，继续实施循环性能检测。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

权利要求书

1、一种光放大的安全控制方法，其特征在于，包括：检测光放大器的输出功率和反射功率，计算反射系数和反射功率；判断反射系数或反射功率是否超过给定的阔值，如果超过，则对光放大器进行安全控制，将光放大器的输出功率调整到安全值以下，继续检测功率值；如果未超过，则判断是否需要进行光功率调节，如果需要，则将输出功率调整到输出功率的配置值；如果不需要，则继续检测功率值。

2、根据权利要求 1所述的光放大的安全控制方法，其特征在于，所述执行光功率调节的依据是：比较当前输出功率与输出功率配置值的误差是否在准许的范围内，如果是，则表明当前输出功率值正常，不执行功率调节；如果否，则执行光功率调节。

3、根据权利要求 2所述的光放大的安全控制方法，其特征在于，所述光功率调节进一步包括：判断输出功率是否大于输出功率配置值，如果大于，则控制输出功率经过一次调节直接降低至输出功率配置值；如果小于，则分级控制提高输出功率。

4、根据权利要求 1所述的光放大的安全控制方法，其特征在于，所述安全控制进一步包括：产生告警信息并上报；控制输出功率降低到安全值。

5、根据权利要求 4所述的光放大的安全控制方法，其特征在于，所述告警信息为：如果反射输入功率大于反射输入功率阔值，则进入功率输出装置的光功率过大；如果反射输出功率大于反射输出功率阈值，则由光接口输出的反射光功率过大；如果反射功率大于反射功率阈值，则由输出端口连接器产生的反射光功率过大；如果反射系数小于反映反射输入光功率的反射系数阈值，则产生反射输入功率过限告警；如果反射系数小于反映反射输出光功率的反射系数阈值，则产生反射输出功率过限告警；如果反射系数小于反映光接口工作状态的反射系数阔值，则产生设备光接口不良告警。

6、根据权利要求 3所述的光放大的安全控制方法，其特征在于，在调节光功率过程中，分级控制提高输出功率采用步长式调节，每次只调节一个步长，同时进行检测，只有在分级控制过程中不发生告警时，输出功率才能逐步提高到输出功率配置值。

7、一种光放大的安全控制装置，包括：

强光输出光器件组，用于产生高功率泵浦光；

隔离器，用于保证光功率的单向传递，限制光功率的反向传递；

输出光接口，用于将泵浦光功率输出到外部光纤；

光功率采集装置，用于采集输出光功率检测量和反射光功率检测量；检测信息处理及控制电路，对所得输出光功率检测量和反射光功率检测量进行信息转换，根据所得转换信息计算得出反射系数，根据所得反射系数对所述强光输出光器件组自动进行光功率控制。

8、根据权利要求 7所述的光放大的安全控制装置，其特征在于：所述强光输出器件组是通过改变驱动电流来控制光功率的放大器。

9、根据权利要求 8所述的光放大的安全控制装置，其特征在于：所述通过改变驱动电流来控制光功率的放大器是集总式放大器。

10、根据权利要求 '8所述的光放大的安全控制装置，其特征在于：所述集总式放大器是由一只或多只光纤放大器或半导体放大器组合而成。

11、根据权利要求 9或 10所述的光放大的安全控制装置，其特征在于：所述光防大的安全控制装置还包括输入光信号的输入光接口，将输入的光信号输出到所述集总式放大器中。

12、根据权利要求 8所述的光放大的安全控制装置，其特征在于：所述通过改变驱动电流来控制光功率的放大器是分布式拉曼放大器。

13、根据权利要求 12所述的光放大的安全控制装置，其特征在于：所述分布式拉曼放大器是由一只或多只激光源构成的泵浦激光器组。

14、才艮据权利要求 12或 13所述的光放大的安全控制装置，其特征在于：所述光放大的安全控制装置还包括用于合成泵浦光和信号光的合波器，所述合波器的一个端口接收所述光功率采集装置输出的泵浦光，另一个端口输入信号光，向所述输出光接口输出泵浦光和信号光的混合光。

15、根据权利要求 7所述的光放大的安全控制装置，其特征在于：所述光功率采集装置是比例耦合器。

16、根据权利要求 7所述的光放大的安全控制装置，其特征在于：所述输出光接口是活动式光纤连接器。

17、根据权利要求 7所述的光放大的安全控制装置，其特征在于：所述检测信息处理及控制电路包括：

光电转换装置，用于将所得输出光功率检测量和反射光功率检测量分别转换为相应的模拟检测信号；

光功率模数转换电路，将由所述光电转换装置传送来的模拟检测信号分别转换为相应的数字信号；

控制单元，根据从所述光功率模数转换电路传送来的数字信号，计算反射系数，根据所得反射系数自动下达功率控制指令，和对光器件组实施功率控制，下达性能检测指令；

光器件组功率控制和性能采集电路，接收由所述控制单元发出的功率控制指令，经数模转换后，实施光器件功率自动控制，和接收由所述控制单元发出的性能检测指令，检测光器件的性能，将所得信息经模数转换后输入所述控制单元。

18、根据权利要求 17所述的光放大的安全控制装置，其特征在于：所述光电转换装置是光电检测二极管。

19、根据权利要求 17所述的光放大的安全控制装置，其特征在于：所述控制单元有通信接口，使所述控制单元与设备通信总线相连接，将光放大装置的工作状态信息上报设备管理系统，并接收设备管理系统的控制指令。

20、才艮据权利要求 17所述的光放大的安全控制装置，其特征在于：所述光器件组功率控制和性能采集电路上有电接口，使所述光器件组功率控制和性能采集电路与各个光器件相连接，实现功率控制和性能采集。