行预设相应参数值并存储在数据分析模块109中，例如采用经验值；
[0059] 步骤四，根据拟合所得PASE (λ)做积分功率运算，得到工作波长范围内的拟合所得 自发辐射噪声功率PASE。进一步分析：具体实施时，可以计算出增益G、掺铒光纤放大器的噪 声系数NF以及相应的输入输出光信噪比0SNR，等参数。步骤三、四可在数据分析模块109 中实现。
[0060] 本发明针对窄带滤波器（104和118)，进一步要求为距离工作带宽边缘的最邻近 ITU-T波长，同时其20dB带宽距离最边缘工作通道的中心波长至少0. 5nm以上，以保证工作 通道对采样信号的串扰足够小；
[0061] 数据分析模块（109)对平坦的自发辐射谱做校准的时候，可考虑到采样信号在短 波长处的谱形突变，结合输入输出ASE在采样点的功率变化，予以修正校准。
[0062] 为便于实施参考起见，提供相关监控参数定义如下：
[0063] 0SNR是指光链路上的接收信号与附加噪声之比，用于总体地给出光链路上的全 部噪声效应。当0SNR劣化到一定程度的时候，将超出光接收端的信噪比要求，从而限制了 光传输系统的无电中继距离，因此0SNR的监测为后端的通信质量提供了重要的判断依据。 0SNR定义如下：
[0064]
[0065] 其中，Pslg是指在分辨带宽RBW里积分的光信号功率，采用线性单位，具体实施时， 分辨带宽RBW为测试仪表的设置参数；PnMsi旨采用线性标度时积分的噪声功率。通常情况 下，光放大器的自发辐射噪声是光链路上噪声的主要组成部分，可近似认为PASE。在 放大器的输入端和输出端通常有分光装置，实施例采用光耦合器分光装置（102和119)，将 光路中的光功率分流出一小部分，随后的光电探测装置（包含光电二极管、运算放大器电 路及AD芯片等）可实现对输入端的光功率Ριη和输出端的光功率Ptot的测量监测。ASE功 率PASE (自发辐射噪声功率）由数据分析模块拟合估算，通过：pslg=Ptot-pASE即可实现对信 号功率的估算，进而方便的估算出系统进入掺铒光纤放大器前后分别的OSNR。
[0066] 光纤放大器的增益可以由下式估算：
[0067]
[0068] 进一步的，本发明提出可对光纤放大器噪声系数进行测算。噪声系数计算依据的 公式是：
[0069]
[0070] 式中h为普朗克常数，Δv为信号频率v附近的信号带宽，一般取为〇.lnm，PASE 为与信号同方向传输的ASE功率，通过数据分析模块的拟合得出。其中，v=光速/λ。
[0071] 需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明并 不限于【具体实施方式】中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出 的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。
【主权项】
1. 一种掺铒光纤放大器实时检测系统，其特征在于：掺铒光纤放大器的主光路上依次 连接有输入端（101)、第一光親合器分光装置（102)、第一带通滤波模块（104)、第一栗浦合 波装置（108)、第一掺铒光纤（113)、光可调衰减装置（114)、增益平坦滤波装置（115)、第二 掺铒光纤（116)、第二栗浦合波装置（117)、第二带通滤波模块（118)、第二光耦合器分光装 置（119)和输出端（124); 设置控制回路模块（121)和第一光电探测装置（103)、第二光电探测装置（123)、第一 栗浦装置（120)、第二栗浦装置（122);第一光电探测装置（103) -端连接第一光耦合器分 光装置（102)，另一端连接控制回路模块（121);第二光电探测装置（123) -端连接第二光 耦合器分光装置（119)，另一端连接控制回路模块（121);第一栗浦装置（120) -端连接第 一栗浦合波装置（108)，另一端连接控制回路模块（121)，第二栗浦装置（122) -端连接第 二栗浦合波装置（117)，另一端连接控制回路模块（121); 设置数据分析模块（109)和第一滤波模块（105)、第二滤波模块（112)、第一窄带功率 探测模块（106)、第二窄带功率探测模块（107)、第三窄带功率探测模块（110)、第四窄带功 率探测模块（111);第一滤波模块（105) -端与第一带通滤波模块（104)连接，另一端分别 经第一窄带功率探测模块（106)、第二窄带功率探测模块（107)与数据分析模块（109)连 接；第二滤波模块（112) -端与第二带通滤波模块（118)连接，另一端分别经第三窄带功率 探测模块（110)和第四窄带功率探测模块（111)与数据分析模块（109)连接； 输入端（101)的信号通过第一光耦合器分光装置（102)后进入第一带通滤波模块 (104)，第一带通滤波模块（104)将采样监控信号从主光路中分离出来后接入第一滤波模 块（105)，设采样监控信号包括短波长的采样波长信号λ i和长波长的采样波长信号λ 2， 第一滤波模块（105)将短波长的采样波长信号λ 射到第一窄带功率探测模块（106)，将 长波长的采样波长信号λ2投射到第二窄带功率探测模块（107)，第一窄带功率探测模块 (106)和第二窄带功率探测模块（107)分别对采样波长信号λ λ 2窄带滤波并功率检 测，所得结果进入数据分析模块（109); 输出端（124)的信号通过第二光耦合器分光装置（119)后进入第二带通滤波模块 (118)，第二带通滤波模块（118)将采样监控信号从主光路中分离出来后接入第二滤波模 块（112)，设采样监控信号包括短波长的采样波长信号λ i和长波长的采样波长信号λ 2， 第二滤波模块（112)将短波长的采样波长信号λ 射到第三窄带功率探测模块（110)，将 长波长的采样波长信号λ 2投射到第四窄带功率探测模块（111)，第三窄带功率探测模块 (110)和第四窄带功率探测模块（111)分别对采样波长信号λ λ 2窄带滤波并功率检 测，所得结果进入数据分析模块（109)。2. 根据权利要求1所述掺铒光纤放大器实时检测系统，其特征在于：数据分析模块 (109)由窄带滤波并功率检测所得输入端的自发辐射噪声功率和输出端放大的自发辐射噪 声功率，拟合出工作波长范围带内的放大的自发辐射功率谱如下，式中，λ为工作波长范围带内的波长，），表示经过光放大器 后自发辐射ASE噪声在波长λ 2与λ i增量之差，B为线性拟合截 距，为补偿偏差。3. 根据权利要求2所述掺铒光纤放大器实时检测系统，其特征在于：数据分析模块 (109)计算出噪声功率，并计算出相应的输入输出光信噪比OSNR，掺铒光纤放大器的噪声 系数NF以及信号增益G， 所述输入输出光信噪比OSNR按以下定义计算，其中，Pslg是指分辨带宽RBW里积分的光信号功率，Ρ η_是采用线性标度时积分的噪声 功率，其中，PASE为根据自发辐射功率谱P ASE ( λ )做积分功率运算拟合所得工作波长范围内的 自发辐射噪声功率，Ptot为第二光耦合器分光装置（119)探测所得输出端的光功率； 所述信号增益G按以下定义计算，其中，？&和？ tat为基于第一光親合器分光装置（1〇2)和第二光親合器分光装置（119) 探测所得输入端、输出端的光功率； 所述噪声系数NF按以下定义计算，其中，h为普朗克常数，Δ v为信号频率v附近的信号带宽。4. 根据权利要求1或2或3所述掺铒光纤放大器实时检测系统，其特征在于：第一窄 带功率探测模块（106)、第二窄带功率探测模块（107)、第三窄带功率探测模块（110)、第四 窄带功率探测模块（111)的20dB带宽距离最边缘工作通道的中心波长至少0. 5nm以上。5. 根据权利要求1或2或3所述掺铒光纤放大器实时检测系统，其特征在于：采样波 长信号λ i和采样波长信号λ 2，是通过在工作波长范围之外首尾附近各取一个紧邻工作波 段的ITU-T波长得到。
【专利摘要】本发明提供一种掺铒光纤放大器实时检测系统，掺铒光纤放大器的主光路上连接有带通滤波模块，设置数据分析模块和滤波模块、窄带功率探测模块，输入端或输出端的信号通过带通滤波模块、滤波模块后将短波长和长波长分别从窄带功率探测模块进入数据分析模块。本发明利用光纤放大器的自发辐射噪声宽谱特性，支持实现对包含光纤放大器的光传输系统节点的系统指标（输入输出OSNR，信号增益，噪声指数等）的实时在线检测，具备结构简单，响应及时等特点，对于进行监控系统性能、网络管理、系统安装与维护等都十分有意义。
【IPC分类】H04B10/079, H04B10/073
【公开号】CN105281827
【申请号】CN201510631622
【发明人】刘青, 卜勤练, 乐孟辉, 付成鹏
【申请人】武汉光迅科技股份有限公司
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年9月29日