[發明專利]一種FM-EDFA自動增益控制裝置

有效

• 申請號: 202110109400.6
• 申請日: 2021-01-27
• 公開（公告）號: CN112953643B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 武保劍;江歆睿;文峰;邱昆
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04B10/294
• 分類號: H04B10/294;H01S3/067
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平

本發明公開了一種FM?EDFA自動增益控制裝置，通過將少模輸入信號在泵浦可調FM?EDFA中與多模泵浦光一同注入到FM?EDF中進行模式放大，放大后的少模信號送入模態綜合檢測模塊，完成少模放大信號的模態綜合測量；模態反饋控制電路根據模態綜合測量結果，產生泵浦控制信號并控制可調泵浦單元來調整泵浦模式分量及其功率大小，從而實現整個FM?EDFA的自動增益控制功能。

技術領域

本發明屬于光通信技術領域，更為具體地講，涉及一種FM-EDFA自動增益控制裝置。

背景技術

隨著網絡流量爆炸式增長，單模光纖通信系統的傳輸容量正在逐漸趨近非線性香農極限。為了滿足光網絡不斷增長的容量需求，空分復用技術越來越多地受到關注。空分復用長距離傳輸系統離不開空分復用光放大器，其中少?；蚨嘈镜膿姐s光纖放大器有著最為廣泛的應用場景，尤其是少模摻鉺光纖放大器(FM-EDFA)不但可用于補償模式傳輸與交換系統中模式的衰減，還可以用于少模非線性系統來提高模式光功率。

與傳統的單模摻鉺光纖放大器EDFA相比，FM-EDFA還需額外關注不同模式信號之間的增益差，即差模增益(DMG)，這是設計少模摻鉺光纖需要考慮的新參數。

在模分復用光纖系統中，較大的模間增益差值不僅會導致信號失真，誤碼率增加，增大系統中斷概率，還會增加后端多進多出(MIMO)信號處理的復雜度。因此，對于常規的應用而言，設計和研制FM-EDFA，既要達到有足夠的模式增益，又要具有較低的差模增益。

此外，在一些特殊的應用場景下，人們可以利用FM-EDFA的差模增益來補償模式相關損耗，如在光交換節點中實現模式均衡。無論哪種應用情形，都希望FM-EDFA具有類似傳統單模EDFA那樣的自動增益控制功能。模式的增益控制的實現依賴于模式增益的檢測和反饋機制，若采用將FM-EDFA輸出的模式復用放大信號進行解復用的檢測方法，會大大增加設備成本，也不適合于更多模式的放大情形。更何況，少模光纖中高階模的模場分布不再是單模光纖中圓對稱的高斯分布，致使FM-EDFA的增益控制更加困難。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種FM-EDFA自動增益控制裝置，通過對FM-EDFA少模放大信號的模態綜合檢測，并根據檢測結果調節FM-EDFA泵浦光的模式及功率，來自動控制FM-EDFA的模式增益，從而解決FM-EDFA中放大信號的模式增益不均衡或差模增益大的問題。

為實現上述發明目的，本發明一種FM-EDFA自動增益控制裝置，其特征在于，包括：泵浦可調FM-EDFA、模態綜合檢測模塊和模態反饋控制電路；

所述泵浦可調FM-EDFA包括復用器、少模摻鉺光纖FM-EDF、可調泵浦單元和泵浦剝離器；其中，可調泵浦單元又包括泵浦光源、模態調制器和驅動電路；

驅動電路在泵浦控制信號控制下，分別對泵浦光源的輸出功率和模態調制器的模態進行調節，產生多模泵浦光；復用器將少模信號光與多模泵浦光合并在一起注入FM-EDF實現信號光放大；再將放大的信號光和泵浦光傳輸至泵浦剝離器，泵浦剝離器濾除FM-EDF輸出的泵浦光，從而輸出少模放大信號；

所述模態綜合檢測模塊包括多通道偏振檢測和模態綜合表征兩個功能單元，其作用是實現多種組合模態的表征和測量；其中，多通道偏振檢測單元又包括四個分光板，四個偏振檢偏器，一個偏振轉換器以及四個光電探測器；

少模放大信號進入多通道偏振檢測單元通過四個分光板進行分束，主光束輸出該FM-EDFA自動增益控制裝置的絕大部分信號功率，四束次光束的信號分別進入水平檢偏器、垂直檢偏器、+45°檢偏器、+45°檢偏器和偏振轉換器，得到四路偏振狀態的光信號，然后通過四個光電探測器將四路偏振狀態的光信號轉換成電信號，同時測得四路偏振狀態的光信號的功率和模態綜合表征單元對來自多通道偏振檢測單元的多路輸出電信號進行適當地組合和權重計算，輸出模態綜合表征結果；