[發(fā)明專利]一種拉曼光纖放大器的控制方法和系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910144665.2
• 申請(qǐng)日: 2019-02-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109980492B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張皓;付成鵬;陶金濤;程麗晶;曾冰梅;范景洋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢光迅科技股份有限公司
• 主分類號(hào): H01S3/10
• 分類號(hào): H01S3/10;H01S3/13
• 代理公司: 深圳市愛(ài)迪森知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44341
• 代理人: 何婷

本發(fā)明涉及拉曼光纖放大器技術(shù)領(lǐng)域，具體提供了一種拉曼光纖放大器的控制方法和系統(tǒng)，其中方法包括：根據(jù)設(shè)置的目標(biāo)增益和斜率，采用前饋公式計(jì)算出每個(gè)泵浦的期望輸出功率，并通過(guò)PD探測(cè)得到每個(gè)泵浦的實(shí)際輸出功率；通過(guò)PID反饋將每個(gè)泵浦的實(shí)際輸出功率鎖定至期望輸出功率，實(shí)現(xiàn)第一級(jí)反饋控制；結(jié)合帶外ASE，通過(guò)PID反饋確定每個(gè)泵浦的增益補(bǔ)償和斜率補(bǔ)償，并反饋補(bǔ)償至前饋公式重新計(jì)算，實(shí)現(xiàn)第二級(jí)反饋控制；對(duì)每個(gè)泵浦重復(fù)第一級(jí)和第二級(jí)反饋控制，直至實(shí)現(xiàn)增益和斜率鎖定。本發(fā)明采用前饋結(jié)合多閉環(huán)反饋控制的結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)泵浦功率的快速鎖定以及增益和斜率的補(bǔ)償鎖定，提高了增益和斜率的控制精度，加快響應(yīng)速度。

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及拉曼光纖放大器技術(shù)領(lǐng)域，具體提供了一種拉曼光纖放大器的控制方法和系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】

現(xiàn)如今，拉曼光纖放大器已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用在密集波分復(fù)用的光通信系統(tǒng)中，相較于摻鉺光纖放大器，拉曼光纖放大器可利用光纖本身作為增益介質(zhì)，具有全波段可放大、分布式放大等特點(diǎn)，特別適用于長(zhǎng)距離、超長(zhǎng)距離和海底傳輸系統(tǒng)中，拉曼光纖放大器的研究和實(shí)用化加速了光通信的發(fā)展進(jìn)程。

目前拉曼光纖放大器的控制方法主要有兩種，分別為模擬方案和數(shù)字化方案，模擬方案中利用模擬電路和數(shù)字電路搭建閉環(huán)控制環(huán)路，單片機(jī)作為協(xié)助控制處理；數(shù)字化方案采用單片機(jī)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(Field－Programmable Gate Array，簡(jiǎn)寫(xiě)為FPGA)以及數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片等，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為FPGA可以處理的數(shù)字信號(hào)，通過(guò)FPGA處理閉環(huán)算法且并行控制，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)增益控制。與模擬方案相比，數(shù)字化的方案靈活度更高、動(dòng)態(tài)特性更好、功能更豐富，因此應(yīng)用也更為廣泛。在數(shù)字化方案中，對(duì)于多泵浦的輸出控制，通常采用比例控制來(lái)實(shí)現(xiàn)增益和斜率的均衡，但是工作在C+L波段時(shí)，每個(gè)泵浦的比例很難控制，從而增益和斜率的精度較低，調(diào)節(jié)周期較長(zhǎng)，此時(shí)泵浦比例分配算法較難實(shí)現(xiàn)不同條件下的增益均衡，并且可移植性和復(fù)用性不高。

鑒于此，克服上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷是本技術(shù)領(lǐng)域亟待解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明需要解決的技術(shù)問(wèn)題是：

拉曼光纖放大器工作在C+L波段時(shí)，泵浦比例分配算法較難實(shí)現(xiàn)不同條件下的增益均衡，增益和斜率的控制精度較低，并且可移植性和復(fù)用性不高。

本發(fā)明通過(guò)如下技術(shù)方案達(dá)到上述目的：

第一方面，本發(fā)明提供了一種拉曼光纖放大器的控制方法，包括：

根據(jù)設(shè)置的目標(biāo)增益和目標(biāo)斜率，采用前饋公式計(jì)算出每個(gè)泵浦的期望輸出功率，并通過(guò)PD探測(cè)得到每個(gè)泵浦的實(shí)際輸出功率；

通過(guò)第一級(jí)反饋控制，將每個(gè)泵浦的實(shí)際輸出功率鎖定至對(duì)應(yīng)的期望輸出功率；

根據(jù)設(shè)置的目標(biāo)增益和目標(biāo)斜率，采用ASE公式計(jì)算出每個(gè)泵浦的期望帶外ASE功率，并通過(guò)PD探測(cè)得到每個(gè)泵浦的實(shí)際帶外ASE功率；

若泵浦的帶外ASE未鎖定，則通過(guò)第二級(jí)反饋控制，確定泵浦的增益補(bǔ)償和斜率補(bǔ)償，并反饋補(bǔ)償至前饋公式和ASE公式中進(jìn)行重新計(jì)算；

對(duì)每個(gè)泵浦重復(fù)進(jìn)行第一級(jí)反饋控制和第二級(jí)反饋控制，直至泵浦的實(shí)際帶外ASE功率鎖定至對(duì)應(yīng)的期望帶外ASE功率，實(shí)現(xiàn)增益和斜率鎖定。

優(yōu)選的，在所述采用前饋公式計(jì)算出每個(gè)泵浦的期望輸出功率之前，所述方法還包括：在每個(gè)泵浦開(kāi)泵時(shí)，將對(duì)應(yīng)泵浦輸出一功率，進(jìn)而根據(jù)實(shí)際帶外ASE的探測(cè)功率，計(jì)算出每個(gè)泵浦當(dāng)前接入光纖的插入損耗；

則在采用前饋公式計(jì)算出每個(gè)泵浦的期望輸出功率之后，所述方法還包括：將計(jì)算得到的對(duì)應(yīng)插入損耗補(bǔ)償?shù)矫總€(gè)泵浦的期望輸出功率中，作為后續(xù)使用的期望輸出功率。