一种拉曼光纤放大器传输光纤接头损耗的探测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种拉曼光纤放大器，尤其是关于一种拉曼光纤放大器传输光纤接头损耗的探测方法。
【背景技术】
[0002]受激拉曼散射(SRS)是光纤中的一种非线性现象，其将一小部分入射光功率转移到频率比其低的斯托克斯波上；如果一个弱信号与一强栗浦光波同时在光纤中传输，并使弱信号波长置于栗浦光的拉曼增益带宽内，弱信号光就可以得到放大，这种基于受激拉曼散射机制的光放大器即称为光纤拉曼放大器(FRA)。
[0003]对于分布式拉曼光纤放大器，一般通过定标增益和信号工作带宽外的某段波长内的自发辐射放大光功率来控制增益。如果传输光纤和拉曼光纤放大器之间存在较大的接头损耗，就会影响到自发辐射光功率和增益之间的定标关系，从而造成较大的增益误差，因此需对拉曼光纤放大器与传输光纤之间的接头损耗进行精确测量。
[0004]专利CN102749783中阐述了一种利用带外自发辐射放大光功率和栗浦光功率之间的数学关系，及确定接头损耗与带外自发辐射放大光功率之间的数学关系确定接头损耗值。但是，这种方法的局限性在于，通过计算得到的光纤接头损耗和传输光纤的损耗有关，而不是同批次的光纤之间存在一定的损耗差异，这就导致了计算得到的光纤接头损耗存在一定误差。
【发明内容】
[0005]为避免光纤损耗差异造成光纤接头损耗误差，本发明提供一种拉曼光纤放大器传输光纤接头损耗的探测方法。
[0006]为了达到上述发明目的，本发明提供的技术方案如下:一种拉曼光纤放大器传输光纤接头损耗的探测方法，其结构包括栗浦功率监测单元和带外ASE探测单元；其中，栗浦功率监测单元连接于中央控制处理器，且包括一功率探测器，该功率探测器通过WDM连接于功率耦合器；带外ASE探测单元包括ASE带探测器，且ASE带探测器连接至中央控制处理器，其步骤包括:
[0007]第一步:设定初始栗浦光功率为P1 ;
[0008]第二步:探测带外ASE功率值Pasel ；
[0009]第三步:设定栗浦光功率为P2 ;
[0010]第四步:探测带外ASE功率值Pase2 ；
[0011]第五步:程序自动收敛计算得到拉曼光纤放大器与传输光纤的接头损耗。
[0012]其中，优选实施方式为:对多栗浦拉曼光纤放大器，栗浦光功率设置为短波长栗浦功率、或多个栗浦光的功率之和，栗浦功率监测单元的功率探测器探测功率耦合器分离出的部分栗浦光的功率值并传送至中央控制处理器。
[0013]其中，优选实施方式为:带外ASE探测单元利用功率耦合器和滤波器将部分信号带宽之外的ASE光抽离，并将抽离的ASE光传输至ASE带探测器，ASE带探测器将该功率值传送至中央控制处理器，计算出实际系统中的带款范围内的ASE功率值。
[0014]本发明的一种拉曼光纤放大器传输光纤接头损耗的探测方法相比于现有技术来说具有以下优点和积极效果:在实际工作中，测量拉曼光纤放大器和传输光纤的接头损耗与工作带宽内的信号光功率无关；而且，通过此方法计算得到光纤接头损耗和传输光纤的衰减系数无关，一致性较好。
【附图说明】
[0015]图1为栗浦方式RFA应用于通信系统的示意图。
[0016]图2为本发明的拉曼光纤放大器的功能模块结构示意图。
[0017]图3为本发明的拉曼光纤放大器传输光纤接头损耗的探测方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0018]为使对本发明的目的、构造特征及其功能有进一步的了解，配合附图详细说明如下。应当理解，此部分所描述的具体实施例仅可用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0019]如图1所示，以采用后向栗浦方式的分布式拉曼光纤放大器(RFA)为例，图中RFA的栗浦10光的初始功率设为P1 ;正向传输的为信号光S1 ;其中，信号光S1从远端发射，经过长距离的传输光纤110传输至RFA输入端II，经RFA输出端01输出。其中，RFA的输入端II既是信号光S1的输入端，同时也是RFA栗浦光P1的输出端。
[0020]请同时参照图2，图2为本发明的拉曼光纤放大器中的激光功能模块500，该功能模块500包括栗浦功率监测单元510和带外ASE探测单元530。其中，栗浦功率监测单元510连接于中央控制处理器，其包括一功率探测器，该功率探测器通过RFA100的WDM连接于RFA的功率耦合器。其中，带外ASE探测单元530包括ASE带探测器，且ASE带探测器连接至中央控制处理器。
[0021]请参照图3，本发明的拉曼光纤放大器传输光纤接头损耗(Connector Loss)的探测方法，包括以下步骤:
[0022]首先，设定初始栗浦10光功率为P1，单位为mW ;对多栗浦拉曼光纤放大器，P1设置为短波长栗浦功率、或多个栗浦光的功率之和，栗浦功率监测单元510的功率探测器探测RFA的功率耦合器分离出的部分栗浦光的功率值并传送至中央控制处理器；
[0023]其次，探测带外ASE功率值Pasel，单位为dBm ;带外ASE探测单元530利用功率耦合器和滤波器将部分信号带宽之外的ASE光抽离，并将抽离的ASE光传输至ASE带探测器，ASE带探测器探测出带外ASE功率值Pasel并传送至中央控制处理器；
[0024]再次，设定栗浦10光功率为P2，单位为mW ;对多栗浦拉曼光纤放大器，P2设置为短波长栗浦功率、或多个栗浦光的功率之和，栗浦功率监测单元510的功率探测器探测RFA的功率耦合器分离出的部分栗浦光的功率值并传送至中央控制处理器；
[0025]然后，探测带外ASE功率值Pase2，单位为dBm ;带外ASE探测单元530利用功率耦合器和滤波器将部分信号带宽之外的ASE光抽离，并将抽离的ASE光传输至ASE带探测器，ASE带探测器探测出带外ASE功率值Pasel并传送至中央控制处理器；
[0026]最后，通过计算得到拉曼光纤放大器与传输光纤的接头损耗LossCon ;其计算方法详细解释如下:
[0027]拉曼光纤放大器在主光路中自发辐射ASE项为2h* V * Δ v *gR*Pp，其中h为普朗克常量，V为自发辐射光频率，△ V为自发辐射相对于栗浦光的拉曼频移，gR为拉曼增益系数，Pp为栗浦光功率。
[0028]设G (rat1)为拉曼放大器的线性开关增益，当G (rat1) ?1时，对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)为ASE功率，单位为dBm ；a是一个和光纤有效长度，拉曼增益系数相关的一个参数，其和栗浦功率，光纤衰减系数无关；
[0031]而对G(rat1)存在下式:
[0032]G (rat1) = exp (gR*Pp*Leff/AefT) (2)
[0033]其中gR为拉曼增益系数，Pp为栗浦光功率，单位为mW ；Leff为光纤的有效长度，Aeff为光纤的有效面积。如果G的单位为dB，那么增益G(dB)和栗浦功率Pp (mff)则成线性关系
[0034]设Pase(mW) = 10' (Pase (dBm) /10),单位为 mW，根据(1)式，通过定标可以
[0035]得到G (rat1) = gal*Pase (mff)+ga2+l (3)
[0036]其中gal，ga2为与光纤损耗无关的定标系数。
[0037]首先将栗浦功率设置为PI (mff)，测量此时带外ASE功率Pasel (dBm)，对应的线性开关增益为G1 (rat1);随后将栗浦功率设置到P2 (mW)，有P2>P1，一般取P2为P1的两倍左右，记录下此时的带外ASE功率Pase2 (dBm)，对应的线性开关增益为G2 (rat1)。
[0038]由公式⑵式可得
[0039]10*log (G1 (rat1)) *P2/Pl_10*log (G2 (rat1)) =0 (4)
[0040]设拉曼光纤放大器与传输光纤的接头损耗为LossCon,单位为dB,对光纤接头损耗之前的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为误差，用迭代法求LossCon使得Error = 0
[0047]设置收敛因子ke，使
[0048]LossCon = LossCon+Error*ke ；
[0049]程序将自动收敛计算得到拉曼光纤放大器与传输光纤的接头损耗LossCon。
[0050]本发明的一种拉曼光纤放大器传输光纤接头损耗的探测方法相比于现有技术来说具有以下优点和积极效果:在实际工作中，测量拉曼光纤放大器和传输光纤的接头损耗与工作带宽内的信号光功率无关；而且，通过此方法计算得到光纤接头损耗和传输光纤的衰减系数无关，一致性较好。
[0051]以上所述，仅为本发明最佳实施例而已，并非用于限制本发明的范围，凡依本发明申请专利范围所作的等效变化或修饰，皆为本发明所涵盖。
【主权项】
1.一种拉曼光纤放大器传输光纤接头损耗的探测方法，其结构包括栗浦功率监测单元和带外ASE探测单元；其中，栗浦功率监测单元连接于中央控制处理器，且包括一功率探测器，该功率探测器通过WDM连接于功率耦合器；带外ASE探测单元包括ASE带探测器，且ASE带探测器连接至中央控制处理器，其步骤包括: 第一步:设定初始栗浦光功率为P1 ; 第二步:探测带外ASE功率值Pasel ； 第三步:设定栗浦光功率为P2 ; 第四步:探测带外ASE功率值Pase2 ； 第五步:程序自动收敛计算得到拉曼光纤放大器与传输光纤的接头损耗。2.如权利要求1所述的一种拉曼光纤放大器传输光纤接头损耗的探测方法，其特征在于:对多栗浦拉曼光纤放大器，栗浦光功率设置为短波长栗浦功率、或多个栗浦光的功率之和，栗浦功率监测单元的功率探测器探测功率耦合器分离出的部分栗浦光的功率值并传送至中央控制处理器。3.如权利要求1所述的一种拉曼光纤放大器传输光纤接头损耗的探测方法，其特征在于:带外ASE探测单元利用功率耦合器和滤波器将部分信号带宽之外的ASE光抽离，并将抽离的ASE光传输至ASE带探测器，ASE带探测器探测出带外ASE功率值Pasel并传送至中央控制处理器。
【专利摘要】本发明提供一种拉曼光纤放大器传输光纤接头损耗的探测方法,其结构包括泵浦功率监测单元和带外ASE探测单元；其中，泵浦功率监测单元连接于中央控制处理器，且包括一功率探测器，该功率探测器通过WDM连接于功率耦合器；带外ASE探测单元包括ASE带探测器，且ASE带探测器连接至中央控制处理器，其步骤包括：第一步：设定初始泵浦光功率为P1；第二步：探测带外ASE功率值Pase1；第三步：设定泵浦光功率为P2；第四步：探测带外ASE功率值Pase2；第五步：程序自动收敛计算得到拉曼光纤放大器与传输光纤的接头损耗；在实际工作中，测量拉曼光纤放大器和传输光纤的接头损耗与工作带宽内的信号光功率无关；而且，通过此方法计算得到光纤接头损耗和传输光纤的衰减系数无关，一致性较好。
【IPC分类】G01M11/00
【公开号】CN105258920
【申请号】CN201510551765
【发明人】吴朝辉
【申请人】昂纳信息技术（深圳）有限公司
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年9月1日