[發(fā)明專利]一種光纖拉曼放大器增益譜調(diào)控方法及裝置

有效

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• 申請日: 2021-11-01
• 公開（公告）號: CN113708207B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 忻向軍;常天海;李良川;田鳳;張琦;王光全;劉博;姚海鵬;高然;王浩哲;田清華;王擁軍;王富;李志沛;郭棟
• 申請（專利權(quán)）人: 北京郵電大學(xué);中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司研究院
• 主分類號: H01S3/10
• 分類號: H01S3/10;H01S3/30
• 代理公司: 北京金咨知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11612
• 代理人: 薛海波

1.一種光纖拉曼放大器增益譜調(diào)控方法，其特征在于，包括：

獲取基于微擾理論計算得到的多個泵浦波長組合下泵浦功率調(diào)整量和光纖拉曼放大器增益譜變化量的第一相關(guān)矩陣；

獲取所述光纖拉曼放大器的多個狀態(tài)變量測量值，基于上一狀態(tài)的狀態(tài)變量測量值采用擴(kuò)展卡爾曼濾波計算當(dāng)前狀態(tài)的狀態(tài)變量的最優(yōu)估計值，所述狀態(tài)變量至少包括泵浦波長、泵浦功率；其中，將當(dāng)前時刻狀態(tài)變量的預(yù)測處理為與上一時刻狀態(tài)變量的最優(yōu)估計值相等，并建立擴(kuò)展卡爾曼濾波器的預(yù)測方程；所述狀態(tài)變量的預(yù)估方程如下：

；

其中，，為狀態(tài)變量，為泵浦功率，為泵浦波長，為k-1時刻狀態(tài)變量的預(yù)估，為k時刻狀態(tài)變量的預(yù)估矩陣的共軛矩陣；

狀態(tài)協(xié)方差的預(yù)估方程為如下：

；

其中，是k-1時刻最優(yōu)估計的協(xié)方差矩陣，Q表示狀態(tài)噪聲的協(xié)方差，為k時刻最優(yōu)估計的協(xié)方差矩陣的共軛矩陣；

擴(kuò)展卡爾曼更新方程包括：

；

；

；

其中，K為卡爾曼增益，R為測量噪聲的協(xié)方差，C為測量矩陣，為k時刻最優(yōu)估計的協(xié)方差矩陣，為k時刻最優(yōu)估計的協(xié)方差矩陣的共軛矩陣；為k時刻狀態(tài)變量的預(yù)估矩陣，為k時刻狀態(tài)變量的預(yù)估矩陣的共軛矩陣；為預(yù)測值的誤差，根據(jù)泵浦功率及波長矩陣求得；

根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)泵浦波長和泵浦功率的最優(yōu)估計值計算當(dāng)前狀態(tài)光纖拉曼放大器增益譜，并計算與理想增益譜的第一偏移量，并根據(jù)所述第一偏移量、所述第一相關(guān)矩陣以及當(dāng)前狀態(tài)的泵浦波長和泵浦功率的最優(yōu)估計值計算泵浦波長偏移量和泵浦功率偏移量；

根據(jù)所述泵浦波長偏移量和所述泵浦功率偏移量確定靈活柵格光網(wǎng)絡(luò)的驅(qū)動電壓調(diào)整量，以消除所述泵浦波長偏移量和所述泵浦功率偏移量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖拉曼放大器增益譜調(diào)控方法，其特征在于，獲取基于微擾理論計算得到的多個泵浦波長組合下泵浦功率調(diào)整量和光纖拉曼放大器增益譜變化量的第一相關(guān)矩陣之前，還包括：

對于預(yù)設(shè)泵浦波長組合的所述光纖拉曼放大器，獲取各波長泵浦光的泵浦光功率關(guān)于單位長度光纖分布情況的微分方程，以表示傳輸狀態(tài)；

在所述微分方程中通過微擾理論引入泵浦光功率變量，并構(gòu)建線性齊次微分方程組，采用正向歐拉法對所述線性齊次微分方程組求解，得到各波長泵浦光在光纖內(nèi)傳輸過程中各單位長度光纖內(nèi)的泵浦光功率變量，并計算泵浦光功率在光纖內(nèi)的積分變量；

根據(jù)泵浦光功率在光纖內(nèi)的積分變量計算微擾后的泵浦功率積分，計算微擾后得到的光纖拉曼放大器增益譜和光纖拉曼放大器增益譜變量，對多個預(yù)設(shè)泵浦波長組合進(jìn)行微擾并構(gòu)建第一相關(guān)矩陣。