[发明专利]一种实现目标拉曼增益锁定的方法及其拉曼光纤放大器

说明书

技术领域

本发明本发明属于通讯领域，特别涉及一种拉曼光纤放大器及其对目标增益锁定的方法。

背景技术

目前，分布式拉曼光纤放大器已在通信系统中大量应用，由于分布式拉曼放大器的增益介质就是传输光纤本身，因此进入拉曼泵浦模块的输入功率无法实时监控，只有在关泵情况下才能探测到进入拉曼泵浦模块的信号功率，如果拉曼泵浦模块的泵浦激光器处于开的的状态，那么进入拉曼泵浦模块的信号功率就是放大后的功率了，也就是说泵浦模块无法同时既检测到关泵时的输入功率，又同时检测到开泵时的信号功率，所以分布式拉曼光纤放大器的增益控制就不能像传统的EDFA那样通过比较输入输出功率进行增益控制了。

以往分布式拉曼放大器的输入功率大多比较小，由于分布式拉曼放大器的饱和输入信号功率很高，以前的拉曼大多工作在小信号的线性放大区，只要保持固定的泵浦功率水平，在小信号区随着输入功率的变化增益基本是不变的，但是目前由于宽带的迅猛发展，人们对带宽的需求越来越高，运营商就不停的升级波长数目，导致了进入拉曼的功率有了很大的提升，使拉曼放大器工作在线性增益区与饱和增益区的拐点处，因此为了防止系统中的上下信道对增益的影响，引入拉曼增益锁定是必要的。同时在分布式拉曼光纤放大器的实际应用中，不同的客户会遇到不同类型的光纤，如SMF-28，Leaf，Truewave光纤等，即使同一类型的光纤，由于批次的不同，可能也会存在不同的衰减系数，这些都会导致泵浦功率恒定或驱动电流恒定时的较大的增益误差，考虑到光纤随时间的老化以及随周围环境温度的变化等因素的影响，会使光纤的损耗系数变大，从而使拉曼增益减小；在工程安装过程中，不同的节点损耗也会导致较大的增益误差(泵浦功率恒定)。在施工过程中，往往还会存在不同长度的跨段，为了应用灵活，拉曼增益可变也是系统的切实需求，综合以上各种因素，对拉曼放大器进行增益锁定并实现增益可调，是系统所需。

掺铒光纤放大器EDFA是通过能级跃迁实现信号的放大，因此有无信号输入对EDFA的ASE影响很大，但是在分布式拉曼放大器中，放大过程是通过非线性效应受激拉曼散射实现的，不存在能级跃迁，分布式拉曼放大器的ASE功率水平与有无信号光无关，在拉曼增益一定的情况下，拉曼的ASE功率水平将保持不变，，由于工作带宽内的ASE上叠加有信号，因此带宽内的ASE功率是无法监控的，但是带宽外的ASE功率是可以监控的，因此通过控制带宽外的ASE功率水平可实现拉曼的增益锁定，为了得到不同组拉曼增益，就是要得到不同组的带宽外ASE功率水平，因此增益可调的分布式拉曼放大器在技术上是可行的。

专利CN1412616A描述了一种通过ASE进行增益锁定的方法，其方法是在5％信号光探测处加入探测不同波长附近的若干个带通滤波器与光电探测器组合来探测不同频率处的ASE光功率，近而通过控制这几个点的ASE光功率的大小实现对拉曼放大器的拉曼增益的实时动态控制。该方法在ASE取值上有二点需要改进：一、在工作波长附近取值，带宽不够宽，取得的ASE功率值相对来说非常小，PIN的暗电流都会对增益精度带来比较大的影响；二、在工作波长附近进行ASE取值，虽然带通滤波器是非ITU-T的标准通道，但是光源本身的SSE也会对ASE功率造成比较大的影响，特别是针对DPSK调制的40Gbit/s与100Gbit/s信号，其信号带宽比较宽，很多基底的SSE功率都会串扰到ASE的取值区间，另外还有一个无法避免的现象就是在系统级联中由EDFA产生的ASE功率是无法避免的。以上两点将制约该技术的可行性。另外，该专利只是针对某个固定增益进行增益锁定，并没有增益可变的实现方法。

专利CN101552428A描述了一种根据探测拉曼放大器工作带宽外的ASE功率与工作带宽内ASE和信号功率的方法来实现信号功率探测与ASE补偿的技术及其装置，该专利仅是利用带外ASE的功率进行带内ASE的功率探测，进而实现信号功率的监控，并没有利用ASE功率进行增益锁定与调整，另外该方案中并没有涉及系统中EDFA自身的带外ASE对整个信号功率探测的影响，因为该专利的主要目的是用来解决光纤断裂或没有信号光时的泵浦关泵问题，系统中EDFA自身的带外ASE对其影响不大，因为当光纤断裂或没有信号光输入时，EDFA本身就没有ASE功率输出。

发明内容

本发明的目的就是克服现有技术存在的问题和不足，提供一种拉曼光纤放大器实现目标增益锁定的方法及可实现目标增益锁定的拉曼光纤放大器

本发明采用的技术方案是：