一種拉曼光纖放大器傳輸光纖接頭損耗的探測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種拉曼光纖放大器，尤其是關(guān)于一種拉曼光纖放大器傳輸光纖接頭損耗的探測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]受激拉曼散射(SRS)是光纖中的一種非線性現(xiàn)象，其將一小部分入射光功率轉(zhuǎn)移到頻率比其低的斯托克斯波上；如果一個弱信號與一強(qiáng)栗浦光波同時在光纖中傳輸，并使弱信號波長置于栗浦光的拉曼增益帶寬內(nèi)，弱信號光就可以得到放大，這種基于受激拉曼散射機(jī)制的光放大器即稱為光纖拉曼放大器(FRA)。
[0003]對于分布式拉曼光纖放大器，一般通過定標(biāo)增益和信號工作帶寬外的某段波長內(nèi)的自發(fā)輻射放大光功率來控制增益。如果傳輸光纖和拉曼光纖放大器之間存在較大的接頭損耗，就會影響到自發(fā)輻射光功率和增益之間的定標(biāo)關(guān)系，從而造成較大的增益誤差，因此需對拉曼光纖放大器與傳輸光纖之間的接頭損耗進(jìn)行精確測量。
[0004]專利CN102749783中闡述了一種利用帶外自發(fā)輻射放大光功率和栗浦光功率之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，及確定接頭損耗與帶外自發(fā)輻射放大光功率之間的數(shù)學(xué)關(guān)系確定接頭損耗值。但是，這種方法的局限性在于，通過計(jì)算得到的光纖接頭損耗和傳輸光纖的損耗有關(guān)，而不是同批次的光纖之間存在一定的損耗差異，這就導(dǎo)致了計(jì)算得到的光纖接頭損耗存在一定誤差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為避免光纖損耗差異造成光纖接頭損耗誤差，本發(fā)明提供一種拉曼光纖放大器傳輸光纖接頭損耗的探測方法。
[0006]為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下:一種拉曼光纖放大器傳輸光纖接頭損耗的探測方法，其結(jié)構(gòu)包括栗浦功率監(jiān)測單元和帶外ASE探測單元；其中，栗浦功率監(jiān)測單元連接于中央控制處理器，且包括一功率探測器，該功率探測器通過WDM連接于功率耦合器；帶外ASE探測單元包括ASE帶探測器，且ASE帶探測器連接至中央控制處理器，其步驟包括:
[0007]第一步:設(shè)定初始栗浦光功率為P1 ;
[0008]第二步:探測帶外ASE功率值Pasel ；
[0009]第三步:設(shè)定栗浦光功率為P2 ;
[0010]第四步:探測帶外ASE功率值Pase2 ；
[0011]第五步:程序自動收斂計(jì)算得到拉曼光纖放大器與傳輸光纖的接頭損耗。
[0012]其中，優(yōu)選實(shí)施方式為:對多栗浦拉曼光纖放大器，栗浦光功率設(shè)置為短波長栗浦功率、或多個栗浦光的功率之和，栗浦功率監(jiān)測單元的功率探測器探測功率耦合器分離出的部分栗浦光的功率值并傳送至中央控制處理器。
[0013]其中，優(yōu)選實(shí)施方式為:帶外ASE探測單元利用功率耦合器和濾波器將部分信號帶寬之外的ASE光抽離，并將抽離的ASE光傳輸至ASE帶探測器，ASE帶探測器將該功率值傳送至中央控制處理器，計(jì)算出實(shí)際系統(tǒng)中的帶款范圍內(nèi)的ASE功率值。
[0014]本發(fā)明的一種拉曼光纖放大器傳輸光纖接頭損耗的探測方法相比于現(xiàn)有技術(shù)來說具有以下優(yōu)點(diǎn)和積極效果:在實(shí)際工作中，測量拉曼光纖放大器和傳輸光纖的接頭損耗與工作帶寬內(nèi)的信號光功率無關(guān)；而且，通過此方法計(jì)算得到光纖接頭損耗和傳輸光纖的衰減系數(shù)無關(guān)，一致性較好。
【附圖說明】
[0015]圖1為栗浦方式RFA應(yīng)用于通信系統(tǒng)的示意圖。
[0016]圖2為本發(fā)明的拉曼光纖放大器的功能模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖3為本發(fā)明的拉曼光纖放大器傳輸光纖接頭損耗的探測方法的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為使對本發(fā)明的目的、構(gòu)造特征及其功能有進(jìn)一步的了解，配合附圖詳細(xì)說明如下。應(yīng)當(dāng)理解，此部分所描述的具體實(shí)施例僅可用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0019]如圖1所示，以采用后向栗浦方式的分布式拉曼光纖放大器(RFA)為例，圖中RFA的栗浦10光的初始功率設(shè)為P1 ;正向傳輸?shù)臑樾盘柟釹1 ;其中，信號光S1從遠(yuǎn)端發(fā)射，經(jīng)過長距離的傳輸光纖110傳輸至RFA輸入端II，經(jīng)RFA輸出端01輸出。其中，RFA的輸入端II既是信號光S1的輸入端，同時也是RFA栗浦光P1的輸出端。
[0020]請同時參照圖2，圖2為本發(fā)明的拉曼光纖放大器中的激光功能模塊500，該功能模塊500包括栗浦功率監(jiān)測單元510和帶外ASE探測單元530。其中，栗浦功率監(jiān)測單元510連接于中央控制處理器，其包括一功率探測器，該功率探測器通過RFA100的WDM連接于RFA的功率耦合器。其中，帶外ASE探測單元530包括ASE帶探測器，且ASE帶探測器連接至中央控制處理器。
[0021]請參照圖3，本發(fā)明的拉曼光纖放大器傳輸光纖接頭損耗(Connector Loss)的探測方法，包括以下步驟:
[0022]首先，設(shè)定初始栗浦10光功率為P1，單位為mW ;對多栗浦拉曼光纖放大器，P1設(shè)置為短波長栗浦功率、或多個栗浦光的功率之和，栗浦功率監(jiān)測單元510的功率探測器探測RFA的功率耦合器分離出的部分栗浦光的功率值并傳送至中央控制處理器；
[0023]其次，探測帶外ASE功率值Pasel，單位為dBm ;帶外ASE探測單元530利用功率耦合器和濾波器將部分信號帶寬之外的ASE光抽離，并將抽離的ASE光傳輸至ASE帶探測器，ASE帶探測器探測出帶外ASE功率值Pasel并傳送至中央控制處理器；
[0024]再次，設(shè)定栗浦10光功率為P2，單位為mW ;對多栗浦拉曼光纖放大器，P2設(shè)置為短波長栗浦功率、或多個栗浦光的功率之和，栗浦功率監(jiān)測單元510的功率探測器探測RFA的功率耦合器分離出的部分栗浦光的功率值并傳送至中央控制處理器；
[0025]然后，探測帶外ASE功率值Pase2，單位為dBm ;帶外ASE探測單元530利用功率耦合器和濾波器將部分信號帶寬之外的ASE光抽離，并將抽離的ASE光傳輸至ASE帶探測器，ASE帶探測器探測出帶外ASE功率值Pasel并傳送至中央控制處理器；
[0026]最后，通過計(jì)算得到拉曼光纖放大器與傳輸光纖的接頭損耗LossCon ;其計(jì)算方法詳細(xì)解釋如下:
[0027]拉曼光纖放大器在主光路中自發(fā)輻射ASE項(xiàng)為2h* V * Δ v *gR*Pp，其中h為普朗克常量，V為自發(fā)輻射光頻率，△ V為自發(fā)輻射相對于栗浦光的拉曼頻移，gR為拉曼增益系數(shù)，Pp為栗浦光功率。
[0028]設(shè)G (rat1)為拉曼放大器的線性開關(guān)增益，當(dāng)G (rat1) ?1時，對ASE功率作一系列近似后可得:
[0029]Pase(dBm) = 10*logl0(G(rat1)_1)+a (1)
[0030]其中Pase (dB)為ASE功率，單位為dBm ；a是一個和光纖有效長度，拉曼增益系數(shù)相關(guān)的一個參數(shù)，其和栗浦功率，光纖衰減系數(shù)無關(guān)；
[0031]而對G(rat1)存在下式:
[0032]G (rat1) = exp (gR*Pp*Leff/AefT) (2)
[0033]其中g(shù)R為拉曼增益系數(shù)，Pp為栗浦光功率，單位為mW ；Leff為光纖的有效長度，Aeff為光纖的有效面積。如果G的單位為dB，那么增益G(dB)和栗浦功率Pp (mff)則成線性關(guān)系
[0034]設(shè)Pase(mW) = 10' (Pase (dBm) /10),單位為 mW，根據(jù)(1)式，通過定標(biāo)可以
[0035]得到G (rat1) = gal*Pase (mff)+ga2+l (3)
[0036]其中g(shù)al，ga2為與光纖損耗無關(guān)的定標(biāo)系數(shù)。
[0037]首先將栗浦功率設(shè)置為PI (mff)，測量此時帶外ASE功率Pasel (dBm)，對應(yīng)的線性開關(guān)增益為G1 (rat1);隨后將栗浦功率設(shè)置到P2 (mW)，有P2>P1，一般取P2為P1的兩倍左右，記錄下此時的帶外ASE功率Pase2 (dBm)，對應(yīng)的線性開關(guān)增益為G2 (rat1)。
[0038]由公式⑵式可得
[0039]10*log (G1 (rat1)) *P2/Pl_10*log (G2 (rat1)) =0 (4)
[0040]設(shè)拉曼光纖放大器與傳輸光纖的接頭損耗為LossCon,單位為dB,對光纖接頭損耗之前的Pase (mW)可折算如下
[0041 ] Pase(mff) = 10'((Pase(dBm)+LossCon)/10) (5)
[0042]公式(5)式代入公式(3)可得到
[0043]G(rat1) = gal*10~ ((Pase(dBm)+LossCon)/10)+ga2+l (6)
[0044]公式(6)式代入公式⑷可得到
[0045]10*log(gal*10~((Pasel(dBm)+LossCon)/10)+ga2+l)*P2/Pl_10*log(gal*lCT ((Pase2(dBm)+LossCon)/10)+ga2+l) = Error (7)
[0046]Error為誤差，用迭代法求LossCon使得Error = 0
[0047]設(shè)置收斂因子ke，使
[0048]LossCon = LossCon+Error*ke ；
[0049]程序?qū)⒆詣邮諗坑?jì)算得到拉曼光纖放大器與傳輸光纖的接頭損耗LossCon。
[0050]本發(fā)明的一種拉曼光纖放大器傳輸光纖接頭損耗的探測方法相比于現(xiàn)有技術(shù)來說具有以下優(yōu)點(diǎn)和積極效果:在實(shí)際工作中，測量拉曼光纖放大器和傳輸光纖的接頭損耗與工作帶寬內(nèi)的信號光功率無關(guān)；而且，通過此方法計(jì)算得到光纖接頭損耗和傳輸光纖的衰減系數(shù)無關(guān)，一致性較好。
[0051]以上所述，僅為本發(fā)明最佳實(shí)施例而已，并非用于限制本發(fā)明的范圍，凡依本發(fā)明申請專利范圍所作的等效變化或修飾，皆為本發(fā)明所涵蓋。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種拉曼光纖放大器傳輸光纖接頭損耗的探測方法，其結(jié)構(gòu)包括栗浦功率監(jiān)測單元和帶外ASE探測單元；其中，栗浦功率監(jiān)測單元連接于中央控制處理器，且包括一功率探測器，該功率探測器通過WDM連接于功率耦合器；帶外ASE探測單元包括ASE帶探測器，且ASE帶探測器連接至中央控制處理器，其步驟包括: 第一步:設(shè)定初始栗浦光功率為P1 ; 第二步:探測帶外ASE功率值Pasel ； 第三步:設(shè)定栗浦光功率為P2 ; 第四步:探測帶外ASE功率值Pase2 ； 第五步:程序自動收斂計(jì)算得到拉曼光纖放大器與傳輸光纖的接頭損耗。2.如權(quán)利要求1所述的一種拉曼光纖放大器傳輸光纖接頭損耗的探測方法，其特征在于:對多栗浦拉曼光纖放大器，栗浦光功率設(shè)置為短波長栗浦功率、或多個栗浦光的功率之和，栗浦功率監(jiān)測單元的功率探測器探測功率耦合器分離出的部分栗浦光的功率值并傳送至中央控制處理器。3.如權(quán)利要求1所述的一種拉曼光纖放大器傳輸光纖接頭損耗的探測方法，其特征在于:帶外ASE探測單元利用功率耦合器和濾波器將部分信號帶寬之外的ASE光抽離，并將抽離的ASE光傳輸至ASE帶探測器，ASE帶探測器探測出帶外ASE功率值Pasel并傳送至中央控制處理器。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種拉曼光纖放大器傳輸光纖接頭損耗的探測方法,其結(jié)構(gòu)包括泵浦功率監(jiān)測單元和帶外ASE探測單元；其中，泵浦功率監(jiān)測單元連接于中央控制處理器，且包括一功率探測器，該功率探測器通過WDM連接于功率耦合器；帶外ASE探測單元包括ASE帶探測器，且ASE帶探測器連接至中央控制處理器，其步驟包括：第一步：設(shè)定初始泵浦光功率為P1；第二步：探測帶外ASE功率值Pase1；第三步：設(shè)定泵浦光功率為P2；第四步：探測帶外ASE功率值Pase2；第五步：程序自動收斂計(jì)算得到拉曼光纖放大器與傳輸光纖的接頭損耗；在實(shí)際工作中，測量拉曼光纖放大器和傳輸光纖的接頭損耗與工作帶寬內(nèi)的信號光功率無關(guān)；而且，通過此方法計(jì)算得到光纖接頭損耗和傳輸光纖的衰減系數(shù)無關(guān)，一致性較好。
【IPC分類】G01M11/00
【公開號】CN105258920
【申請?zhí)枴緾N201510551765
【發(fā)明人】吳朝輝
【申請人】昂納信息技術(shù)（深圳）有限公司
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年9月1日