控制光放大器对光信号进行放大处理的方法及其装置

摘要

本发明公开了一种控制光放大器对光信号进行放大处理的方法及其装置，用以提高无源光网络PON系统的光信号传输性能，其中方法包括在光放大器采用恒增益放大方式对输入光信号进行放大处理时，检测所述输入光信号的功率；当检测到输入光信号的功率发生振荡时，控制光放大器由采用恒增益放大方式切换为采用恒泵浦放大方式对输入光信号进行放大处理。

权利要求

1.一种控制光放大器对光信号进行放大处理的方法，其特征在于，包括：在光放大器采用恒增益放大方式对输入光信号进行放大处理时，检测所述输入光信号的功率；

当检测到输入光信号的功率发生振荡时，控制光放大器由采用恒增益放大方式切换为采用恒泵浦放大方式对输入光信号进行放大处理，所述振荡是在光信号的变化频率与光放大器中反馈电路的响应频率接近时产生。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，检测所述输入光信号的功率，具体包括：在规定时间长度内，对所述输入光信号的功率值进行规定次数的检测。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述检测到输入光信号的功率发生振荡，具体包括：统计在所述规定时间长度内，检测到的功率值中与所述输入光信号的恒定功率值的差值的绝对值超过规定阈值的功率值的个数；

当统计得到的个数值达到规定数目时，确定检测到输入光信号的功率发生振荡。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

在光放大器采用恒增益放大方式对输入光信号进行放大处理时，确定用于对输入光信号进行泵浦放大的泵浦光的泵浦功率；

所述控制光放大器由采用恒增益放大方式切换为采用恒泵浦放大方式对输入光信号进行放大处理，具体指：控制光放大器由采用恒增益放大方式切换为采用确定的泵浦功率的恒泵浦放大方式，对输入光信号进行放大处理。

5.如1～4任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述光放大器为掺饵光纤放大器。

6.一种控制光放大器对光信号进行放大处理的装置，其特征在于，包括： 输入光功率检测单元，用于在光放大器采用恒增益放大方式对输入光信号进行放大处理时，检测所述输入光信号的功率；

控制单元，用于当输入光功率检测单元检测到输入光信号的功率发生振荡时，控制光放大器由采用恒增益放大方式切换为采用恒泵浦放大方式对输入光信号进行放大处理，所述振荡是在光信号的变化频率与光放大器中反馈电路的响应频率接近时产生。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述输入光功率检测单元在规定时间长度内，对所述输入光信号的功率值进行规定次数的检测。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述控制单元具体包括：统计子单元，用于统计在所述规定时间长度内，输入光功率检测单元检测到的功率值中与所述输入光信号的恒定功率值的差值的绝对值超过规定阈值的功率值的个数；

确定子单元，用于当统计子单元统计得到的个数值达到规定数目时，确定检测到输入光信号的功率发生振荡；

控制子单元，用于在确定子单元确定检测到输入光信号的功率发生振荡时，控制光放大器由采用恒增益放大方式切换为采用恒泵浦放大方式对输入光信号进行放大处理。

9.如权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括功率确定单元，用于在光放大器采用恒增益放大方式对输入光信号进行放大处理时，确定用于对输入光信号进行泵浦放大的泵浦光的泵浦功率；以及控制单元控制光放大器由采用恒增益放大方式切换为采用功率确定单元确定的泵浦功率的恒泵浦放大方式，对输入光信号进行放大处理。

10.如6～9任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述光放大器为掺饵光纤放大器。

说明书

控制光放大器对光信号进行放大处理的方法及其装置

技术领域

[0001] 本发明涉及光通信技术领域，尤其是涉及一种控制光放大器对光信号进行放大处理的方法及其装置。

背景技术

[0002] 无源光网络(PON，Passive Optical Network)技术是实现光纤到目标物(FTTx，Fiber To The X)的主流技术，如图1所示，为现有技术中典型的PON网络结构图，具体包括光线路终端(OLT，Optical Line Terminal)10、光分配网络(ODN，Optical Distribution Network)20和光网络单元(ONU，OpticalNetwork Unit)30。具体的，“无源”即是指ODN 20中不包含任何有源的电子器件及电源，全部由光纤和光分路器等无源器件组成。

[0003] 随着光信号传输距离的逐渐增大以及复用器/解复用器的引入，PON中光信号在传输过程中的衰减也越来越明显，为了减小PON中光信号在传输过程中的衰减，需要在OLT和ODN之间引入掺铒光纤放大器(EDFA，Erbium-dopedFiber Amplifier)，用以对PON中传输的光信号进行补偿，以弥补信号衰减。

[0004] 如图2所示，为下一代PON(NG-PON)和千兆PON(GPON)共存的PON网络结构图，其中放大与处理模块(AmPM，Amplifies Process Module)中包含有EDFA。如图3所示，为放大与处理模块内部的组成结构示意图，具体包括EDFA1和EDFA2，具体的EDFA1用于放大OLT至ONU的下行光信号，EDFA2用于放大ONU至OLT的上行光信号。

[0005] 在PON系统中，每个波长上可带多个ONU(32、64或128等)，同一波长上的ONU采用时分复用(TDM，Time Division Multiplexing)方式共享光纤通道，且ONU以突发形式发射上行光信号。

[0006] 目前，EDFA通常采用恒输出功率、恒泵浦和恒增益三种放大方式对光信号进行放大处理。通常情况下EDFA多采用恒增益放大方式对光信号进行放大处理，其中采用恒增益放大方式对光信号进行放大处理的具体过程为：EDFA通过自身内部的反馈电路，不断检测自身的输入光信号的功率，并根据检测结果，对输入光信号的功率放大恒定的倍数后进行输出。

[0007] 但是由于ONU通常采用突发形式发射上行光信号，就会导致出现这样一种情况：突发光信号的变化频率与EDFA内部的反馈电路的响应频率接近(EDFA内部的反馈电路的响应频率大约为kHz量级，对应的反馈周期大概为ms量级)时，EDFA就有可能无法准确的判断自身的输入光信号的功率，因此会造成输出光信号的功率的严重振荡，由此将严重影响PON系统的光信号传输性能，造成传输光信号中大量误码的产生。

发明内容

[0008] 本发明实施例提供一种控制光放大器对光信号进行放大处理的方法及其装置，以提高PON系统的光信号传输性能。

[0009] 为解决上述问题，本发明实施例提供了一种控制光放大器对光信号进行放大处理的方法，包括：在光放大器采用恒增益放大方式对输入光信号进行放大处理时，检测所述输入光信号的功率；当检测到输入光信号的功率发生振荡时，控制光放大器由采用恒增益放大方式切换为采用恒泵浦放大方式对输入光信号进行放大处理。

[0010] 本发明实施例还对应的提供了一种控制光放大器对光信号进行放大处理的装置，包括输入光功率检测单元，用于在光放大器采用恒增益放大方式对输入光信号进行放大处理时，检测所述输入光信号的功率；控制单元，用于当输入光功率检测单元检测到输入光信号的功率发生振荡时，控制光放大器由采用恒增益放大方式切换为采用恒泵浦放大方式对输入光信号进行放大处理。

[0011] 本发明实施例通过在光放大器(例如EDFA)采用恒增益放大方式对输入光信号进行放大处理时，判断输入到光放大器的光信号的变化频率是否与光放大器中反馈电路的响应频率接近，以及在判断结果为接近时，控制光放大器由采用恒增益放大方式切换为采用恒泵浦放大方式对输入光信号进行放大处理，由此可以避免当输入到光放大器的光信号的变化频率与光放大器中反馈电路的响应频率接近时，光放大器可能无法准确的判断自身的输入光信号的功率，此时如果还继续采用恒增益放大方式对输入光信号进行放大处理，就会造成输出光信号功率的严重振荡问题，从而影响PON系统的光信号传输性能。

附图说明

[0012] 下面将结合各个附图对本发明实施例的具体实施过程进行更为详尽的阐述，其中在各个附图中：

[0013] 图1为现有技术中典型的PON网络结构图；

[0014] 图2为NG-PON和GPON共存的PON网络结构图；

[0015] 图3为放大与处理模块内部的组成结构示意图；

[0016] 图4为本发明实施例中EDFA的内部结构示意图；

[0017] 图5为本发明实施例提出的控制EDFA对光信号进行放大处理的装置的组成结构框图。

具体实施方式

[0018] 本发明实施例的设计思想是在光放大器采用恒增益放大方式对输入光信号进行放大处理时，判断输入到光放大器的突发光信号的变化频率是否与光放大器中反馈电路的响应频率接近，以及在接近的情况下，控制光放大器由采用恒增益放大方式切换为采用恒泵浦放大方式对输入光信号进行放大处理，从而避免了输入到光放大器的光信号的变化频率与光放大器中反馈电路的响应频率接近时，仍然继续采用恒增益放大方式对输入光信号进行放大处理，可能会造成输出光信号功率产生严重振荡的问题，因此较好地保证了PON系统的光信号传输性能。

[0019] 目前在光通信技术领域中，光放大器通常采用EDFA，因此本发明实施例这里也采用EDFA为例来进行详尽说明，当然其他类型的光放大器也在本发明的保护范围之内。

[0020] 如图4所示，为本发明实施例中EDFA的内部结构示意图，其中EDFA包括由输入光功率检测部分、输出光功率检测部分和控制器部分组成的放大控制反馈电路，其中控制器可以控制EDFA具体采用恒增益放大方式、或是采用恒泵浦放大方式、或是采用恒输出功率放大方式对输入光信号进行放大处理。当控制器检测到输入到EDFA的突发光信号的变化频率接近EDFA中反馈电路的响应频率时，自动将EDFA对输入光信号的放大方式由恒增益放大方式切换为恒泵浦放大方式。

[0021] 具体地，在EDFA采用恒增益放大方式对输入到EDFA的光信号进行放大处理时，这里假设EDFA采用的恒增益为GO，则控制器会通过PIN管1检测输入到EDFA的光信号的功率P1，然后通过控制泵浦激光器发射适当功率的泵浦光，输入到EDFA的光信号经该泵浦激光器发射的适当功率的泵浦光放大后，输出EDFA的光信号的功率将变为P2，正常情况下GO＝P2/P1，且P1应该保持恒定。

[0022] 控制器通过PIN管3检测输出EDFA的光信号的功率P2，并验证GO＝PI/P2是否成立，如果不成立则通过调整泵浦激光器发射泵浦光的功率来调整输出EDFA的光信号的功率P2，直到上述公式GO＝P1/P2成立，这个调整过程即构成EDFA内部反馈电路的响应频率。

[0023] 按照现有技术，在输入到EDFA的突发光信号的变化频率接近EDFA内部反馈电路的响应频率时，控制器检测到输入到EDFA的光信号的功率P1将有瞬时变化，即输入到EDFA的输入光信号的功率将会发生振荡，因此采用泵浦光信号对输入光信号进行放大后，EDFA输出的光信号的功率P2也将发生振荡，从而造成输出光信号质量劣化，以致影响PON系统的光信号传输性能。

[0024] 为了解决现有技术中存在的这个问题，本发明实施例中在控制器检测到输入到EDFA的光信号的功率P1有瞬时变化时，即检测到输入到EDFA的光信号的功率发生了振荡时，就确定输入到EDFA的突发光信号的变化频率接近EDFA内部反馈电路的响应频率，自动会将EDFA对输入光信号的放大方式由恒增益放大方式切换为恒泵浦放大方式，从而有效避免了由于输入光信号的功率发生振荡，较好防止了输出光信号的质量劣化，提高了PON系统的光信号传输性能。否则，若还继续采用恒增益放大方式对输入光信号进行放大处理，将会造成输出光信号的功率发生振荡。

[0025] 其中控制器如何检测输入到EDFA的突发光信号的变化频率接近EDFA内部反馈电路的响应频率对本领域技术人员来说是很容易理解的，这里仅给出一种较佳检测方式，但在具体实施本发明实施例时，还可以根据具体情况采用其他检测方式：

[0026] 由于当输入到EDFA的突发光信号的变化频率接近EDFA内部反馈电路的响应频率时，输入到EDFA的突发光信号的功率将有瞬时变化，即输入到EDFA的突发光信号的功率将会发生振荡，因此可以通过检测输入到EDFA的突发光信号是否产生振荡来确定输入到EDFA的突发光信号的变化频率是否接近EDFA内部反馈电路的响应频率。具体检测过程如下：

[0027] 控制器在规定时间长度内，对输入到EDFA的突发光信号的功率值进行规定次数的检测；在检测到的功率值中，统计与输入到EDFA的突发光信号的恒定功率值的差值的绝对值超过规定阈值的功率值的个数；当统计得到的个数值达到规定数目时，则可以确定检测到输入到EDFA的突发光信号的功率产生振荡，即检测到输入到EDFA的突发光信号的变化频率接近EDFA内部反馈电路的响应频率。例如可以设定每30ms对输入到EDFA的光信号的功率值进行20次检测，即在每30ms内可以检测到20个输入光信号的功率值P1，若检测到的20个P1值中存在10个以上的P1值，其与输入到EDFA的突发光信号的恒定功率值差别在1dB以上，则可以确定此时输入到EDFA的突发光信号的变化频率接近EDFA内部反馈电路的响应频率。

[0028] 控制器在检测到输入到EDFA的突发光信号的变化频率接近EDFA内部反馈电路的响应频率时，在自动将EDFA的放大方式由恒增益放大方式切换为恒泵浦放大方式前，可以进而确定EDFA在采用恒增益放大方式对输入光信号进行放大处理时，具体采用多大功率的泵浦光信号对输入光信号进行放大处理，即确定泵浦激光器产生的用于对输入光信号进行放大处理的泵浦光信号的泵浦功率值，在自动控制EDFA对输入光信号的放大方式由恒增益放大方式切换为恒泵浦放大方式时，控制EDFA切换为采用确定的泵浦功率值的恒泵浦放大方式，继续对输入到EDFA的光信号进行放大处理。

[0029] 特别是在以下几种情况下，采用本发明实施例后的效果将更将明显：

[0030] 1)单波长传输时，PON系统中增加有滤波器；

[0031] 2)多信道传输时，传输光信号的波长数目增加；

[0032] 3)PON系统中EDFA级联的情况。

[0033] 相应于本发明实施例上述提出的方法，这里还对应的提出了一种控制光放大器对光信号进行放大处理的装置，这里以该装置为EDFA为例来进行说明。如图5所示，为本发明实施例提出的控制光放大器对光信号进行放大处理的装置的组成结构框图，其中包括输入光功率检测单元50，用于在EDFA采用恒增益放大方式对输入光信号进行放大处理时，检测输入到EDFA的输入光信号的功率；控制单元52，用于当输入光功率检测单元50检测到输入到EDFA的输入光信号的功率产生振荡时，控制EDFA由采用恒增益放大方式切换为采用恒泵浦放大方式对输入光信号进行放大处理。

[0034] 一般情况下，当输入到EDFA的突发光信号的变化频率接近EDFA内部反馈电路的响应频率时，输入到EDFA的突发光信号的功率就会产生振荡，其中如何判断输入到EDFA的突发光信号的功率产生振荡对于本领域技术人员而言是很容易理解的，这里仅给出一种较佳实现方式，但在具体实施本发明实施例时，还可以根据具体情况采用其他实现方式：

[0035] 其中要求输入光功率检测单元50在规定时间长度内，对输入到EDFA的突发光信号的功率值进行规定次数的检测；进而控制单元52可以包括统计子单元，用于统计在上述规定时间长度内，输入光功率检测单元50检测到的功率值中与输入到EDFA的光信号的恒定功率值的差值的绝对值超过规定阈值的功率值的个数，确定子单元，用于当统计子单元统计得到的个数值达到规定数目时，确定检测到输入到EDFA的光信号的功率发生振荡，控制子单元，用于在确定子单元确定检测到输入到EDFA的光信号的功率发生振荡时，控制EDFA由采用恒增益放大方式切换为采用恒泵浦放大方式对输入光信号进行放大处理。

[0036] 较佳地，一般EDFA采用恒泵浦放大方式对输入到EDFA的光信号进行放大处理时，都要采用适当的泵浦功率，因此本发明实施例提出的装置中还可以进而包括功率确定单元54，用于在EDFA采用恒增益放大方式对输入光信号进行放大处理时，确定出泵浦激光器发出的用于对输入光信号进行泵浦放大的泵浦光的泵浦功率；这样控制单元52控制EDFA由采用恒增益放大方式切换为采用功率确定单元54确定的泵浦功率的恒泵浦放大方式，继续对输入光信号进行放大处理。

[0037] 显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。