專利名稱：分布喇曼放大子系統(tǒng)及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種分布喇曼放大子系統(tǒng)及其裝置，用于電信傳輸領(lǐng)域，尤其涉及需要采用光放大的光纖通信系統(tǒng)，例如高速、長距離或超長距離的密集波分復(fù)用(DWDM)系統(tǒng)和高速、單信道的光同步數(shù)字網(wǎng)(SDH)。
背景技術(shù)：
在大容量的光傳輸系統(tǒng)特別是密集波分復(fù)用(DWDM)系統(tǒng)中，光放大器可以說是必不可少的。正是由于摻鉺光纖放大器(EDFA)的發(fā)明，密集波分復(fù)用(DWDM)技術(shù)才得以飛速發(fā)展。當(dāng)前，基于EDFA光放大技術(shù)的密集波分復(fù)用(DWDM)系統(tǒng)已遍布全球。然而，EDFA在對信號提供增益的同時，也將引入噪聲，即放大的自發(fā)輻射(ASE)噪聲，從而劣化系統(tǒng)的性能。通常EDFA是一種集總式的光放大裝置，使得它的噪聲指數(shù)受3dB量子極限的限制，即噪聲指數(shù)不可能低于3dB。在這樣的限制下，常規(guī)的DWDM系統(tǒng)無電再生傳輸距離只有幾百公里。
為了實現(xiàn)超高速、高信道數(shù)、超長距離DWDM光傳輸，急需一種既能提供增益、又不產(chǎn)生太大噪聲的光放大器。分布的喇曼光纖放大器正好能夠滿足這樣的要求，由于其固有的分布放大特性，這種放大器的等效噪聲指數(shù)可以突破3dB量子極限的限制，甚至能夠為負(fù)值。分布喇曼放大器在系統(tǒng)中的主要作用是顯著改善傳輸線路的光信噪比(OSNR)，增加系統(tǒng)的Q值富余度。利用這個富余度，我們可以用來1)大大延長放大器之間的跨距，目前可達(dá)到250km；2)延長無電再生距離，利用Raman-EDFA混合放大可以實現(xiàn)數(shù)千公里、甚至上萬公里的無電再生光纖傳輸；3)提高接收靈敏度，有利于高比特率信號傳輸，分布喇曼放大器將是40Gbit/s時代最主要的技術(shù)之一；4)降低入纖功率，從而有效地避免光纖的各種非線性效應(yīng)，這樣不僅有利于信號傳輸，而且有利于減小WDM信道間隔，增加信道數(shù)，從而提高頻譜效率。喇曼放大器還有其他一些特點①喇曼增益不限于任何特定波長區(qū)。隨著時間的推移，喇曼放大的應(yīng)用可以擴(kuò)充到整個透明帶，從300nm～2000nm，甚至進(jìn)入可見帶。對近期的DWDM應(yīng)用，喇曼增益實際上可用于光纖的1300～1700nm低損耗區(qū)。而EDFA的可用范圍在1525～1620nm，只有將近100nm的窗口。②利用多波長泵浦技術(shù)，可以得到寬的增益帶寬(～100nm)。③喇曼放大器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計比EDFA簡單，因為在傳輸光纖內(nèi)就可直接放大光信號，而不需要特別的增益介質(zhì)。
喇曼放大的物理基礎(chǔ)是受激喇曼散射(SRS)，這種效應(yīng)是印度物理學(xué)家C.V.Raman于1928年發(fā)現(xiàn)的。在非線性介質(zhì)中，入射光束ωp與介質(zhì)原子相互作用的結(jié)果，使入射光子發(fā)生非彈性散射，失去一部分能量，產(chǎn)生另一個低頻光子ωs。失去的能量被介質(zhì)以分子振動的形式吸收，即演變成光學(xué)聲子，此過程稱為喇曼散射效應(yīng)。在喇曼散射中，入射光子與散射光子的頻率差稱為斯托克斯(Stokes)頻移，由介質(zhì)的振動模式?jīng)Q定。當(dāng)一束泵浦光與一束斯托克斯頻移的信號光同時在光纖20中傳輸(同向或反向或雙向)時，將會產(chǎn)生受激喇曼散射，泵浦光的一部分能量將轉(zhuǎn)移到信號光，使信號光得到放大，這就是喇曼放大，如圖1、圖2所示。
研究發(fā)現(xiàn)，石英光纖具有很寬的受激喇曼散射(SRS)增益譜，并在13.2THz附近有一較寬的主峰，如圖3所示。如果一個弱信號與一強(qiáng)泵浦光波同時在光纖中傳輸，并使弱信號波長置于泵浦光的喇曼增益帶寬內(nèi)，弱信號光即可得到放大，這種基于受激喇曼散射機(jī)制的光放大器即稱為光纖喇曼放大器。圖4繪出了喇曼放大的能級圖，入射的泵浦光子將電子從低能級激勵到虛擬的高能級，然后發(fā)生受激輻射，將信號放大，電子能級向下躍遷至石英分子的上聲子能級，該能級有一定的寬度，起源于石英玻璃的非晶特性，因此石英光纖具有較寬的喇曼增益譜。斯托克斯頻移量對應(yīng)于聲子的本征能量，對石英光纖，該頻移大約為13.2THz(在1550nm波長～100nm)。由于喇曼放大是一種非諧振式放大，因此只要泵浦選擇合適，可以在任何波長獲得增益。喇曼放大器的缺點是轉(zhuǎn)換效率低，目前通過兩種方法解決，一是選擇喇曼增益效率高的光纖(如色散補(bǔ)償光纖DCF)作為增益介質(zhì)；二是利用高輸出功率的泵浦源。目前基于二極管激光器的泵浦源發(fā)展很快，最新的高功率激光二極管輸出功率可在1W以上，新的二極管陣列包層泵浦的喇曼光纖激光器輸出功率可超過10W。
隨著高功率半導(dǎo)體激光器制造技術(shù)的成熟，喇曼放大器已經(jīng)商用。然而，對于分布喇曼放大器，由于其放大介質(zhì)是傳輸光纖，目前喇曼模塊的供應(yīng)商通常只提供多波長的泵浦源，對于如何有效地將它應(yīng)用于系統(tǒng)，一般不提供解決方案。嚴(yán)格說來，喇曼增益模塊還算不上是真正意義上的喇曼放大器，從喇曼增益模塊到實用化的分布喇曼光纖放大器，還有很多工作要做。其中，主要技術(shù)難點是設(shè)計出一套完善的泵浦功率控制方案，從而在各種不同的應(yīng)用場合迅速、方便、有效地實現(xiàn)增益平坦，滿足DWDM系統(tǒng)的要求。
當(dāng)前，分布喇曼放大技術(shù)應(yīng)用于商用的DWDM系統(tǒng)，亟待一個科學(xué)、合理的解決方案。這是因為，分布的喇曼放大特性與線路光纖密切相關(guān)，隨著光纖種類的不同，喇曼增益譜有很大的差異性。在包含喇曼分布放大的DWDM系統(tǒng)中，為了實現(xiàn)增益平坦，需要調(diào)節(jié)線路上每個喇曼泵浦模塊中各個泵浦激光器的輸出功率。商用的喇曼模塊通常包含4～8個泵浦激光器，一個長距離的DWDM系統(tǒng)含有數(shù)個至數(shù)十個跨段，可見這項調(diào)節(jié)工作將是非常煩瑣的，而且需要配備多波長信號源和光譜分析儀等測試設(shè)備。在實驗室完成這樣的工作還是可以接受的，如果在工程開通和維護(hù)過程中還需要進(jìn)行這樣的調(diào)節(jié)，則不僅費事費力，大大提高開通和維護(hù)成本，而且往往很難有這樣的實驗條件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是對DWDM系統(tǒng)中的分布喇曼放大提供子系統(tǒng)層面上的解決方案，將各種光纖、各種喇曼增益下所需的泵浦功率預(yù)置在子系統(tǒng)中，實際應(yīng)用時，根據(jù)線路光纖種類和所需喇曼放大增益的不同，只需在網(wǎng)管界面上進(jìn)行簡單的配置，就能實現(xiàn)平坦的喇曼放大增益，避免了工程開通和維護(hù)過程中煩瑣的泵浦功率調(diào)節(jié)問題，使在DWDM光傳輸系統(tǒng)中，光放大器達(dá)到一定的增益平坦度，保證接收端各個光信道的光功率和光信噪比滿足要求，實現(xiàn)每個信道的無誤碼傳輸。
本發(fā)明對DWDM系統(tǒng)中的分布喇曼放大提供子系統(tǒng)層面上的解決方案，分布喇曼放大子系統(tǒng)對泵浦功率的控制，是將各種光纖、各種喇曼增益下所需的泵浦功率預(yù)置在子系統(tǒng)中，實際應(yīng)用時，根據(jù)線路光纖種類和所需喇曼放大增益的不同，在網(wǎng)管界面上進(jìn)行配置。
所述的分布喇曼放大子系統(tǒng)，是對每個泵浦激光器的輸出光功率進(jìn)行間接檢測，并采集檢測到的值，利用一個包括微處理器的反饋環(huán)控制電路，將采集值與給定值進(jìn)行比較，反饋環(huán)控制電路根據(jù)設(shè)定的允許差值進(jìn)行調(diào)節(jié)，直到達(dá)到要求，實現(xiàn)對多個激光器的輸出功率進(jìn)行配置和自動控制。
所述的分布喇曼放大子系統(tǒng)，具體配置方式是網(wǎng)管配置方式，根據(jù)光纖種類和喇曼放大增益的不同將喇曼泵浦的配置分成若干個工作模式，每個模式對應(yīng)一種特定的光纖和某個特定的喇曼增益值，也對應(yīng)一組喇曼泵浦激光器的功率值，這些值通過實驗測量而來，保存在高功率泵浦單元中的存貯器ROM中，工程開通時只需根據(jù)用戶光纖的種類和系統(tǒng)所需喇曼增益的大小，在網(wǎng)管界面上點擊一下相應(yīng)的工作模式，就能自動實現(xiàn)所要求的喇曼增益和增益平坦度。
所述的分布喇曼放大子系統(tǒng)，配置方式可以是網(wǎng)管連續(xù)調(diào)節(jié)方式，網(wǎng)管連續(xù)調(diào)節(jié)方式在網(wǎng)管界面上輸入的是每個泵浦激光器的具體功率值，是通過網(wǎng)管界面連續(xù)調(diào)節(jié)各個泵浦激光器的輸出功率，它與激光器的實際輸出功率應(yīng)該是相同的。
所述的分布喇曼放大子系統(tǒng)，配置方式還可以是人工調(diào)節(jié)方式，是指手工調(diào)節(jié)喇曼增益模塊中各個泵浦激光器的驅(qū)動電流，使它們輸出的光功率達(dá)到所需要的值，或使喇曼放大器達(dá)到所需的增益和增益平坦度分布喇曼放大子系統(tǒng)的裝置包括高功率泵浦單元和傳輸光纖兩部分，其特征是高功率泵浦單元主要包括電源、喇曼增益模塊RGM及其外圍電路、微處理單元MPU及其接口部分，喇曼增益模塊RGM由泵浦激光器及其驅(qū)動電路、各種無源光器件、PIN探測器構(gòu)成，一般以模塊形式封裝，對外提供電接口和光接口，喇曼增益模塊RGM電接口輸出的數(shù)據(jù)送到RGM的外圍電路ALM&PM、BFM、ATC。ALM&PM中的性能數(shù)據(jù)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換電路變換后，通過其數(shù)據(jù)總線與MPU的數(shù)據(jù)總線相連，ALM&PM中的告警數(shù)據(jù)可以直接連到MPU的I/O口，APC電路一方面接收來自BFM的數(shù)據(jù)，另一方面接收來自微處理單元MPU送出并經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)，經(jīng)過其內(nèi)部電路變換后與喇曼增益模塊RGM的控制端子相連，為RGM提供驅(qū)動。BFM經(jīng)過消截距和斜率補(bǔ)償處理、A/D變換后接到微處理單元MPU的數(shù)據(jù)總線。微處理單元MPU通過其串口數(shù)據(jù)總線、時鐘線和地址線與背板相連，與網(wǎng)管之間進(jìn)行數(shù)據(jù)和控制信息的交換，ATC電路對泵浦激光器的溫度進(jìn)行自動控制。
本發(fā)明的優(yōu)點是提供一種配置靈活、實用的分布喇曼放大子系統(tǒng)技術(shù)方案，具有如下特點①實用、多樣化的泵浦功率控制方式，便于喇曼放大器的系統(tǒng)應(yīng)用。
人工調(diào)節(jié)方式，使喇曼放大器在網(wǎng)管、微處理單元失效的情況下仍能提供平坦的增益；網(wǎng)管配置方式，針對不同的增益和不同類型的光纖預(yù)置有9種工作模式，將來還可根據(jù)需要進(jìn)行擴(kuò)充；網(wǎng)管連續(xù)調(diào)節(jié)方式，在一定范圍內(nèi)，通過網(wǎng)管可以隨意調(diào)節(jié)各個泵浦激光器的輸出功率，從而實現(xiàn)所需要的喇曼增益和增益平坦度。利用這種方式，可以在一定程度上補(bǔ)償因EDFA級聯(lián)引起的增益不平坦。
②對光纖沒有特殊要求，可適用于各種類型、不同廠家的石英光纖，如標(biāo)準(zhǔn)單模光纖(NDSF)、色散位移光纖(DSF)、非零色散位移光纖(NZ-DSF)、色散補(bǔ)償光纖(DCF)等；③喇曼增益高，對標(biāo)準(zhǔn)單模光纖(NDSF)，開關(guān)增益可大于10dB；對DCF光纖，喇曼增益可達(dá)到20dB以上。
④增益平坦度高，對C波段，增益平坦度接近1dB；對C+L波段，增益平坦度可控制在1.5dB以內(nèi)；⑤噪聲低，等效噪聲指數(shù)接近0dB。
⑥具有泵浦自動關(guān)斷功能，當(dāng)高功率泵浦單元前面的光纖斷裂或連接頭松脫時，泵浦瞬間自動關(guān)斷，從而保護(hù)現(xiàn)場人員和設(shè)備的安全。
⑦對高功率泵浦單元自身提供性能監(jiān)測和告警功能；③對輸入的光信號進(jìn)行功率監(jiān)測。


圖1是喇曼散射示意圖；圖2是喇曼放大的基本原理示意圖；圖3是石英光纖喇曼放大的增益譜圖；圖4是石英光纖喇曼放大的能級圖；圖5是分布喇曼放大器(DRA)在DWDM系統(tǒng)中的應(yīng)用框圖；圖6是本發(fā)明所述的喇曼放大子系統(tǒng)裝置的框圖；圖7是本發(fā)明所述的軟件流程圖。
具體實施例方式
分布喇曼光纖放大器不同于常規(guī)的EDFA，其結(jié)構(gòu)是開放式的，因為放大器中的核心部件—增益介質(zhì)(傳輸光纖或色散補(bǔ)償光纖DCF)通常要向外延伸數(shù)十公里。因此，一個分布喇曼放大子系統(tǒng)包括高功率泵浦單元50和傳輸光纖20兩部分，傳輸光纖除了傳輸信號之外，也充當(dāng)增益介質(zhì)。增益介質(zhì)如果采用DCF，則這樣的喇曼放大器還具有色散補(bǔ)償?shù)墓δ堋?br> 由于放大器的增益介質(zhì)是普通的傳輸光纖，因此放大器不僅不能對光纖提出任何特殊要求，相反，還要能適應(yīng)各種各樣的光纖類型。即使是同一類光纖，如G.652光纖，不同廠家售出的產(chǎn)品，喇曼放大特性也略有不同，放大器應(yīng)具有抵抗這種差異的能力。
本發(fā)明公開的喇曼放大子系統(tǒng)，完全滿足上面所述的要求，關(guān)鍵在于其中的高功率喇曼泵浦單元(RPU)。該RPU采用了專門的背光監(jiān)測反饋環(huán)(BFM Feedback Loop)技術(shù)，不僅性能穩(wěn)定、配置靈活，能夠適應(yīng)任意種類的石英光纖，而且具備安全防護(hù)功能。
圖6示出了本發(fā)明的一個實施案例，喇曼放大子系統(tǒng)由高功率喇曼泵浦單元(RPU)50和傳輸光纖20組成，其中高功率喇曼泵浦單元50包括硬件電路和控制軟件兩個部分。
硬件電路包含①電源40為整個單元提供直流供電電壓。
②喇曼增益模塊(RGM)30單元中最重要的元件，由泵浦激光器及其驅(qū)動電路、各種無源光器件、PIN探測器等部分構(gòu)成。一般以模塊形式封裝，對外提供電接口和光接口。
③喇曼增益模塊(RGM)的外圍電路為RGM提供驅(qū)動、自動功率控制(APC)42和自動溫度控制(ATC)44等，并對RGM的性能和告警信息(ALM&PM)41進(jìn)行處理，上報網(wǎng)管。
④微處理單元(MPU)及其接口MPU是基于單片微型計算機(jī)的控制單元，其主要功能除了采集高功率喇曼泵浦單元的告警、性能等信息上報給網(wǎng)元管理單元(EMU)之外，一個重要功能是實現(xiàn)泵浦單元的自動控制，它是該單元的控制中心，主要用來控制RGM中各個泵浦激光器的輸出功率，必要時關(guān)斷泵浦，其控制規(guī)程通過軟件實現(xiàn)。MPU還有一個功能是提供DEBUG調(diào)試口，便于泵浦單元的調(diào)試。
每個泵浦激光器的功率控制與配置通過背光監(jiān)測反饋環(huán)檢測泵浦激光器的背光輸出功率作為反饋控制信號，經(jīng)過消截距與斜率補(bǔ)償處理，得到泵浦輸出功率的采集值，作為對泵浦輸出功率配置和控制的依據(jù)，利用一個包括微處理器的反饋環(huán)控制電路，對多個激光器的輸出功率進(jìn)行配置和自動控制。微處理單元對泵浦輸出功率的配置和控制，仍然通過調(diào)節(jié)泵浦激光器的驅(qū)動電流來實現(xiàn)。
方案包括下面將要詳細(xì)描述的三種泵浦功率調(diào)節(jié)方式，即人工調(diào)節(jié)方式、網(wǎng)管配置方式和網(wǎng)管連續(xù)調(diào)節(jié)方式，在系統(tǒng)應(yīng)用中可以根據(jù)需要采用其中的任意一種。
人工調(diào)節(jié)方式是指手工調(diào)節(jié)喇曼增益模塊中各個泵浦激光器的驅(qū)動電流，使它們輸出的光功率達(dá)到所需要的值，或使喇曼放大器達(dá)到所需的增益和增益平坦度。這種方式不需要網(wǎng)管，甚至不需要微處理單元(MPU)，特別適合在實驗室里研究喇曼放大效應(yīng)。盡管人工調(diào)節(jié)方式不大適合系統(tǒng)的現(xiàn)場使用，但也是系統(tǒng)制造商所需要的。利用這種泵浦調(diào)節(jié)方式，可以摸索出各種各樣光纖的喇曼放大效應(yīng)，從而摸索出一套最佳參數(shù)配置，為下面的網(wǎng)管配置方式提供依據(jù)。
網(wǎng)管配置方式是根據(jù)光纖種類和喇曼放大增益的不同將喇曼泵浦的配置分成若干個工作模式，每個模式對應(yīng)一種特定的光纖和某個特定的喇曼增益值。例如，模式1代表傳輸光纖為Corning公司的SMF28，系統(tǒng)要求的喇曼開關(guān)增益為8dB；模式2代表傳輸光纖為烽火通信科技股份有限公司的G.652纖，系統(tǒng)要求的喇曼開關(guān)增益為10dB；等等。工程開通時，只需根據(jù)用戶光纖的種類和系統(tǒng)所需喇曼增益的大小，在網(wǎng)管界面上點擊一下相應(yīng)的工作模式，就能自動實現(xiàn)所要求的喇曼增益和增益平坦度。本發(fā)明公開的喇曼放大子系統(tǒng)已經(jīng)預(yù)置9種工作模式，今后還可根據(jù)需要無限擴(kuò)充。每個工作模式對應(yīng)一組喇曼泵浦激光器的功率值，這些值通過實驗測量而來，保存在高功率泵浦單元的存貯器(ROM)中，每個泵浦激光器的功率控制與配置通過背光監(jiān)測反饋環(huán)技術(shù)實現(xiàn)。
網(wǎng)管連續(xù)調(diào)節(jié)方式就是通過網(wǎng)管界面連續(xù)調(diào)節(jié)各個泵浦激光器的輸出功率，這種方式與第一種方式有點相似，不同的是該方式是在網(wǎng)管界面上調(diào)節(jié)功率，而人工調(diào)節(jié)方式必須直接在高功率泵浦單元上操作。還有一點重要的不同，網(wǎng)管連續(xù)調(diào)節(jié)方式在網(wǎng)管界面上輸入的是每個泵浦激光器的具體功率值，它與激光器的實際輸出功率應(yīng)該是相同的，而人工調(diào)節(jié)方式必須配有儀表進(jìn)行監(jiān)測。在網(wǎng)管正常工作的情形下，網(wǎng)管連續(xù)調(diào)節(jié)方式可以代替人工調(diào)節(jié)方式對喇曼放大器的增益和增益平坦度進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)?shù)诙N方式即網(wǎng)管配置方式的幾種工作模式都不能滿足工程實際需要時，采用網(wǎng)管連續(xù)調(diào)節(jié)方式也能達(dá)到工程開通的目的。該方式還有一個很重要的用途，系統(tǒng)中EDFA級聯(lián)容易造成DWDM信號的增益不平坦，此時，可以采用網(wǎng)管連續(xù)調(diào)節(jié)方式進(jìn)行細(xì)調(diào)，通過調(diào)節(jié)喇曼增益譜使DWDM信號的增益平坦度在一定程度上得到改善。
圖7是本發(fā)明所述的泵浦功率控制軟件流程圖?？刂栖浖饕?fù)責(zé)對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、實施高功率泵浦單元的自動控制，另外還負(fù)責(zé)與EMU之間通過高級數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議(HDLC)進(jìn)行通信。
泵浦功率的控制規(guī)程如下MPU接收來自網(wǎng)管的指令，如果是連續(xù)調(diào)節(jié)方式，則根據(jù)接收到的一組泵浦功率值計算出各個泵浦激光器驅(qū)動電流的初始值和P點的參考值P2，下載計算出的驅(qū)動電流初始值到各個泵浦激光器。監(jiān)測P點的采集值P1，并將P1同P2比較，如果P1比P2大兩個單位以上，則將驅(qū)動電流下調(diào)一個單位；如果P1比P2小兩個單位以上，則將驅(qū)動電流上調(diào)一個單位；如果P1與P2之間的差值在兩個單位以內(nèi)，則對驅(qū)動電流不作調(diào)整。這樣的過程繼續(xù)進(jìn)行下去，直到MPU接收到網(wǎng)管新的指令。MPU接收來自網(wǎng)管的指令，如果是網(wǎng)管配置方式，則根據(jù)接收到的工作模式的代碼，從高功率泵浦單元的存貯器ROM中讀出各個泵浦激光器驅(qū)動電流的初始值和P點的參考值P2，下載驅(qū)動電流初始值到各個泵浦激光器。監(jiān)測P點的采集值P1，并將P1同P2比較，如果P1比P2大兩個單位以上，則將驅(qū)動電流下調(diào)一個單位；如果P1比P2小兩個單位以上，則將驅(qū)動電流上調(diào)一個單位；如果P1與P2之間的差值在兩個單位以內(nèi)，則對驅(qū)動電流不作調(diào)整。這樣的過程繼續(xù)進(jìn)行下去，直到MPU接收到網(wǎng)管新的指令。
本發(fā)明公開的喇曼放大子系統(tǒng)主要應(yīng)用于以下場合①常規(guī)N×2.5Gb/s、N×10Gb/s(N＝4，8，16，...，40)DWDM系統(tǒng)特殊線路配置；②作為160×10Gb/s DWDM系統(tǒng)的可選部件；③超長距離DWDM系統(tǒng)所必需；④10Gb/s、40Gb/s SDH系統(tǒng)。
在DWDM系統(tǒng)中，分布喇曼放大器(DRA)通常結(jié)合EDFA使用，放在每個跨段的接收側(cè)，用來提高DWDM信號的光信噪比。典型的系統(tǒng)應(yīng)用框圖如圖5所示TX是發(fā)射機(jī)、MUX是波分復(fù)用器、EDFA是摻鉺光纖放大器、DRA是分布喇曼放大器、DEMUX是解復(fù)用器、RX是接收機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種分布喇曼放大子系統(tǒng)，包括對泵浦功率的控制，其特征是將各種光纖、各種喇曼增益下所需的泵浦功率預(yù)置在子系統(tǒng)中，實際應(yīng)用時，根據(jù)線路光纖種類和所需喇曼放大增益的不同，在網(wǎng)管界面上進(jìn)行配置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布喇曼放大子系統(tǒng)，其特征是子系統(tǒng)對各泵浦激光器的輸出光功率進(jìn)行間接檢測，采集檢測到的值，利用一個包括微處理器的反饋環(huán)控制電路，將采集值與給定值進(jìn)行比較，反饋環(huán)控制電路根據(jù)設(shè)定的允許差值調(diào)節(jié)激光器的驅(qū)動電流，直到達(dá)到要求，實現(xiàn)對多個激光器的輸出功率進(jìn)行配置和自動控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的分布喇曼放大子系統(tǒng)，其特征是每個泵浦激光器的功率控制與配置是通過檢測泵浦激光器的背光輸出功率作為反饋控制信號，經(jīng)過消截距與斜率補(bǔ)償處理，得到泵浦輸出功率的采集值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的分布喇曼放大子系統(tǒng)，其特征是具體配置方式是網(wǎng)管配置方式，根據(jù)光纖種類和喇曼放大增益的不同將喇曼泵浦的配置分成若干個工作模式，每個模式對應(yīng)一種特定的光纖和某個特定的喇曼增益值，也對應(yīng)一組喇曼泵浦激光器的功率值，這些功率值通過實驗測量而來，保存在高功率泵浦單元中的存貯器ROM中，工程開通時只需根據(jù)用戶光纖的種類和系統(tǒng)所需喇曼增益的大小，在網(wǎng)管界面上點擊一下相應(yīng)的工作模式，就能自動實現(xiàn)所要求的喇曼增益和增益平坦度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的分布喇曼放大子系統(tǒng)，其特征是配置方式可以是網(wǎng)管連續(xù)調(diào)節(jié)方式，網(wǎng)管連續(xù)調(diào)節(jié)方式在網(wǎng)管界面上輸入的是每個泵浦激光器的具體功率值，是通過網(wǎng)管界面連續(xù)調(diào)節(jié)各個泵浦激光器的輸出功率，它與激光器的實際輸出功率應(yīng)該是相同的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布喇曼放大子系統(tǒng)，其特征配置方式還可以是人工調(diào)節(jié)方式，是指手工調(diào)節(jié)喇曼增益模塊中各個泵浦激光器的驅(qū)動電流，使它們輸出的光功率達(dá)到所需要的值，或使喇曼放大器達(dá)到所需的增益和增益平坦度
7.一種分布喇曼放大子系統(tǒng)的裝置，包括高功率泵浦單元和傳輸光纖兩部分，其特征是高功率泵浦單元主要包括電源、喇曼增益模塊RGM及其外圍電路、微處理單元MPU及其接口部分，喇曼增益模塊RGM由泵浦激光器及其驅(qū)動電路、各種無源光器件、PIN探測器構(gòu)成，一般以模塊形式封裝，對外提供電接口和光接口，喇曼增益模塊RGM電接口輸出的數(shù)據(jù)送到RGM的外圍電路ALM&PM、BFM、ATC。ALM&PM中的性能數(shù)據(jù)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換電路變換后，通過其數(shù)據(jù)總線與MPU的數(shù)據(jù)總線相連，ALM&PM中的告警數(shù)據(jù)可以直接連到MPU的I/O口，APC電路一方面接收來自BFM的數(shù)據(jù)，另一方面接收來自微處理單元MPU送出并經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)，經(jīng)過其內(nèi)部電路變換后與喇曼增益模塊RGM的控制端子相連，為RGM提供驅(qū)動。BFM經(jīng)過消截距和斜率補(bǔ)償處理、A/D變換后接到微處理單元MPU的數(shù)據(jù)總線。微處理單元MPU通過其串口數(shù)據(jù)總線、時鐘線和地址線與背板相連，與網(wǎng)管之間進(jìn)行數(shù)據(jù)和控制信息的交換，ATC電路對泵浦激光器的溫度進(jìn)行自動控制。
全文摘要
本發(fā)明提供一種分布喇曼放大子系統(tǒng)及其裝置，對泵浦功率進(jìn)行配置和自動控制是將各種光纖、各種喇曼增益下所需的泵浦功率預(yù)置在子系統(tǒng)中，實際應(yīng)用時，根據(jù)線路光纖種類和所需喇曼放大增益的不同，在網(wǎng)管界面上進(jìn)行配置。具體是對每個泵浦激光器的輸出光功率進(jìn)行間接檢測，并采集檢測到的值，利用一個包括微處理器的反饋環(huán)控制電路，將采集值與給定值進(jìn)行比較，反饋環(huán)控制電路根據(jù)設(shè)定的允許差值進(jìn)行調(diào)節(jié)，直到達(dá)到要求，實現(xiàn)對多個激光器的輸出功率進(jìn)行配置和自動控制。具體配置方式有三種，即人工調(diào)節(jié)方式、網(wǎng)管配置方式和網(wǎng)管連續(xù)調(diào)節(jié)方式。
文檔編號H04B10/12GK1402073SQ02139059
公開日2003年3月12日 申請日期2002年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月16日
發(fā)明者劉賢炳, 謝秋紅, 王紅啟, 郭正鈞, 楊鑄, 楊壯 申請人:烽火通信科技股份有限公司