[发明专利]一种光纤拉曼放大器动态增益调控方法及设备

说明书

本发明提供一种光纤拉曼放大器动态增益调控方法及设备，所述方法通过训练得到的预设神经网络模型，将待放大信号光的状态参数、理想增益谱的目标参数和设备参数映射得到包含泵浦个数、泵浦功率和泵浦波长的泵浦参数，自动化生成包含预测泵浦个数、预测泵浦功率和预测泵浦波长的泵浦参数以控制光线拉曼放大器工作，在计算实际增益谱和理想增益谱的均方误差后，利用预设神经网络进行梯度下降法调节泵浦参数，进行优化，直至调整后的实际增益谱与理想增益谱的均方误差小于设定门限值，能够快速自动调节泵浦参数，达到平坦的理想增益谱。

技术领域

本发明涉及光放大器技术领域，尤其涉及一种光纤拉曼放大器动态增益调控方法及设备。

背景技术

目前随着高速光纤通信系统的日益发展，对光放大器等关键技术提出了更高的要求。与掺铒光纤放大器相比，拉曼放大器具有增益高、噪声指数低、频谱范围宽、温度稳定性好等优点；增益波长由泵浦光波长决定，不受其他因素的限制，理论上只要具有合适的泵浦源的波长，就可以放大任意波长的信号光；同时拉曼放大器的增益介质为普通传输光纤，与光纤系统具有良好的兼容性；非线性影响小，适宜长距离光通信信号放大。

因为光纤拉曼放大器有如此多的优点，它可以放大掺铒光纤放大器所不能放大的波段，并且可以在1292~1660nm光谱范围内进行光放大 ，获得比EDFA宽得多的增益带宽。为了扩大拉曼放大器的增益范围，常将若干个拉曼泵浦集成于一个模块中来对信号进行放大。在放大时，由于接收机灵敏度的要求，需要所放大的信号在不同波长上具有相同的功率，即对于增益平坦度有较高的要求，因此实现拉曼放大器的增益平坦是一个十分必要的问题。若通过在输出端增加增益平坦滤波器来实现增益平坦，当目标增益发生变化时，由于增益平坦滤波器的滤波光谱是固定的，在新增益下是很难实现增益平坦的；若采用人工或控制单元在测试时记录若干平坦增益的泵浦功率值。当需要实现某个增益值的时候，需要进行大量的测试和数据记录，同时若系统线路发生变化，原先记录的最佳泵浦功率也会随之发生变化。并且，在实际应用过程中，待放大信号光的各项状态参数不断变化（比如：信道波长间隔，功率等），为了实现增益谱的稳定和平坦，就需要不断地动态调整光纤拉曼泵浦参数，因此，亟需一种方法和设备能够自动化地动态调控光纤拉曼放大器，以实现在待放大信号光动态变化条件下的增益谱平坦。

发明内容

本发明实施例提供了一种光纤拉曼放大器动态增益调控方法及设备，以消除或改善现有技术中存在的一个或更多个缺陷，解决传统多泵浦光源导致拉曼放大增益谱不平坦以及待放大信号光动态变化导致的益谱不平坦问题。

本发明的技术方案如下：

一方面，本发明提供一种光纤拉曼放大器动态增益调控方法，包括：

接收待放大信号光，并获取所述待放大信号光的状态参数，所述状态参数包括：所述待放大信号光的光强、频率和中心波长；

获取目标参数，所述目标参数至少包括：理想增益谱的平坦度和带宽；获取设备参数，所述设备参数至少包括：光纤拉曼放大器的工作波长范围和工作温度范围；

获取预设神经网络模型，所述预设神经网络模型用于将所述状态参数、所述目标参数和所述设备参数映射至达到所述理想增益谱所需的泵浦个数、泵浦功率和泵浦波长；

将所述状态参数、目标参数和设备参数输入所述预设神经网络以输出实现理想增益谱的预测泵浦个数、预测泵浦功率和预测泵浦波长；根据所述预测泵浦个数、所述预测泵浦功率和所述预测泵浦波长调节所述光纤拉曼放大器对所述待放大信号光进行放大，并检测实际增益谱；

计算实际增益谱与理想增益谱的均方误差，若所述均方误差大于设定门限值，则利用所述预设神经网络模型结合梯度下降法调整预测泵浦个数、预测泵浦功率和预测泵浦波长，并基于调整后的预测泵浦个数、预测泵浦功率和预测泵浦波长检测得到调整后的实际增益谱，并计算调整后的均方误差；直至调整后的均方误差小于所述设定门限值并输出调整后的预测泵浦个数、预测泵浦功率和预测泵浦波长。