用于实时检测掺铒光纤放大器噪声的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种光纤通信器件的监测技术，尤其涉及一种可以实时检测掺铒光纤放大器的噪声的方法及其装置，本发明属于光通信领域。
技术背景
[0002]随着掺铒光纤放大器(EDFA)的出现，光纤通信系统正向着更高传输速率，更大带宽方向发展。而随着系统传输速率的增加，对信号光功率和光信噪比(OSNR)等指标提出了特别的要求。光纤放大器，特别是掺铒光纤放大器能很好的解决信号光功率的放大问题，但是也会引入光放大器的ASE(放大的自发辐射)噪声功率，从而引起OSNR的劣化，误码率增加等问题。即掺铒光纤放大器(EDFA)在放大信号光的同时，也会放大来自上游系统的ASE噪声，而且光放大器工作的同时自身也会产生ASE (放大的自发辐射)噪声，从而引起光信噪比(OSNR)的劣化，而OSNR正是光通信系统中很重要的一个评价指标。
[0003]一般来说，掺铒光纤放大器的噪声可以由光谱分析仪(OSA)准确测得，即常规的光放大器噪声测量方法。当光放大器应用于光通信系统时，如何在不影响光通信系统正常业务的前提下准确评估光放大器是否正常工作将给链路的诊断提供参考意义。对于光放大器来说，准确的光信号增益和合适的噪声是衡量光放大器工作正常的两个标准。在增益锁定状态下，光放大器噪声的较大劣化是光放大器工作不正常的典型表现。传统的在线判断光放大器工作正常的依据很大程度依赖于检验光放大器工作的信号增益是否达到设定目标值，在一些情况下，这种简单判断方法迅速且有效果。但是也存在某些情况下，光放大器内部的光学器件特性劣化或者失效导致光放大器内部的损耗急剧增大，但光放大器却依然可以工作在设定的增益下，而此时放大器的噪声已经急剧增大，从而影响到通信链路的0SNR。但是由于缺少相应的光放大器直接噪声检验机制，使得放大器不会将这异常情况上报网管，从而造成对光通信系统异常OSNR的判断和定位的难度急剧增加。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是解决现有技术中存在的上述技术问题，即在不影响正常光通信传输的前提下，提供一种实时检测放大器噪声是否正常的方法及其装置。
[0005]为此，本发明提供了一种实时检测光纤放大器噪声的方法，包括:
[0006]步骤一、从输入被测光纤放大器的光信号中按第一分光比分离出输入端被测光信号;
[0007]步骤二、检测输入端被测光信号的带内信号光功率、带外短波长光功率、带外长波长光功率；
[0008]步骤三、通过输入端被测光信号的带内信号光功率、带外短波长光功率和带外长波长光功率计算得到输入被测光纤放大器的光信号的光功率Psig_in和带内ase功率Pase_in ；
[0009]步骤四、从被测光纤放大器输出的光信号中按第二分光比分离出输出端被测光信号;
[0010]步骤五、检测输出端被测光信号的带内信号光功率、带外短波长光功率、带外长波长光功率；
[0011]步骤六、通过输出端被测光信号的带内信号光功率、带外短波长光功率和带外长波长光功率计算得到被测光纤放大器输出的光信号的光功率Psig_0Ut和带内ase功率Pase_out ；
[0012]步骤七、通过输入被测光纤放大器的光信号的光功率Psigjn和被测光纤放大器输出光信号的光功率Psig_out计算得到被测光纤放大器的放大增益G，通过输入被测光纤放大器的光信号的带内ase功率Pase_in和被测光纤放大器输出光信号的带内ase功率Pase_out计算得到被测光纤放大器本身产生的ase功率Pase ；
[0013]步骤八、通过被测光纤放大器的放大增益G和被测光纤放大器本身产生的ase功率Pase估算得到被测光纤放大器的噪声水平NF。
[0014]在上述技术方案中，所述步骤八中估算被测光纤放大器的噪声水平NF的公式为:
[0015]NF = 1/G+Pase/ (h* υ * Δ U )
[0016]其中，h为普朗克常数，u为某一频率的信号光，Λ υ为噪声频谱的带宽。
[0017]在上述技术方案中，所述被测光纤放大器为掺铒光纤放大器；所述第一分光比为5%?15%，优选为10% ;所述第二分光比为5%?15%，优选为10%。
[0018]在上述技术方案中，所述步骤二中检测输入端被测光信号的带内信号光功率、带外短波长光功率、带外长波长光功率的方法具体包括:通过第三分光比将输入端被测光信号分为两路，其中一路通过输入光带通滤波器滤去带外光，检测保留的带内光信号的光功率，通过第三分光比得到输入端被测光信号的带内信号光功率；其中另一路通过第四分光比再次分为Α、B两路，A路通过输入端带外短波长窄带滤波器滤波后检测得到带外短波长光功率，B路通过输入端带外长波长窄带滤波器滤波后检测得到带外长波长光功率。
[0019]在上述技术方案中，所述第三分光比为10%?50%，优选为20% ;所述第四分光比为40%?60%，优选为50%。
[0020]在上述技术方案中，所述步骤五中检测输出端被测光信号的带内信号光功率、带外短波长光功率、带外长波长光功率的方法具体包括:通过第五分光比将输出端被测光信号分为两路，其中一路通过输出光带通滤波器滤去带外光，检测保留的带内光信号的光功率，通过第五分光比得到输出端被测光信号的带内信号光功率；其中另一路通过第六分光比再次分为C、D两路，C路通过输出端带外短波长窄带滤波器滤波后检测得到带外短波长光功率，D路通过输出端带外长波长窄带滤波器滤波后检测得到带外长波长光功率。
[0021]在上述技术方案中，所述第五分光比为10%?50%，优选为20% ;所述第六分光比为40%?60%，优选为50%。
[0022]在上述技术方案中，带外长波长的范围和带外短波长的范围被所述被测光纤放大器中的增益平坦滤波器的带通范围所覆盖，并且带外长波长和带外短波长的中心波长靠近带内通信信道的边缘波长。
[0023]本发明还提供了一种实时检测光纤放大器噪声的装置，包括:中央处理器、以及:
[0024]设置在被测光纤放大器输入端侧的:输入端第一光親合器、输入端第二光親合器、输入端第三光耦合器、输入端带外短波长窄带滤波器、输入端带外短波长光电探测装置、输入端带外短波长光电信号模数转换装置、输入端带外长波长窄带滤波器、输入端带外长波长光电探测装置、输入端带外长波长光电信号模数转换装置、输入光带通滤波器、输入端光电探测装置、输入端光电信号模数转换装置；
[0025]设置在被测光纤放大器输出端侧的:输出端第一光親合器、输出端第二光親合器、输出端第三光耦合器、输出端带外短波长窄带滤波器、输出端带外短波长光电探测装置、输出端带外短波长光电信号模数转换装置、输出端带外长波长窄带滤波器、输出端带外长波长光电探测装置、输出端带外长波长光电信号模数转换装置、输出光带通滤波器、输出端光电探测装置、输出端光电信号模数转换装置；
[0026]其中，
[0027]所述输入端第一光親合器的一个输出端连接被测光纤放大器输入端，另一个输出端连接所述输入端第二光耦合器的输入端；
[0028]所述输入端第二光親合器的一个输出端连接所述输入端第三光親合器的输入端，另一个输出端连接所述输入光带通滤波器的输入端；
[0029]所述输入光带通滤波器的输出端顺序连接所述输入端光电探测装置、输入端光电信号模数转换装置，所述输入端光电信号模数转换装置的输出端连接到所述中央处理器；
[0030]所述输入端第三光耦合器的一个输出端顺序连接所述输入端带外短波长窄带滤波器、输入端带外短波长光电探测装置、输入端带外短波长光电信号模数转换装置，所述输入端带外短波长光电信号模数转换装置的输出端连接到所述中央处理器；另一个输出端顺序连接所述输入端带外长波长窄带滤波器、输入端带外长波长光电探测装置、输入端带外长波长光电信号模数转换装置，所述输入端带外长波