[发明专利]光传输系统中光放大器增益噪声补偿装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及光传输系统，尤其是涉及一种在光传输系统中的光放大器增益噪声的补偿装置和方法。

背景技术

光通讯技术的产生和发展，极大的带动了整个通讯行业的发展，从而进一步推动了社会经济的进步。在光通讯技术的发展中，光放大器是一个不可或缺的技术，光放大器能极大的延长传输距离、降低系统成本、并且对信号的格式和速率具有高度的透明性，使得整个系统更加简单、健壮、灵活、高效、低廉。而掺饵光纤放大器(EDFA，Erbium Doped Fiber Amplifier)的研制成功，是光通信发展的一个里程碑。它的出现打破了光纤通信传输距离受光纤损耗的限制，使全光通信距离延长至上千公里，为光纤通信带来了革命性的变化。EDFA自身具有以下优点：对数据格式和速率透明；增益大噪声小，噪声系数接近量子极限；直接对光信号进行放大，省去电再生中继器，节省了成本；增益带宽大，扩大了传输容量。这些优点使得EDFA在光通信中得到了最为广泛的应用。

虽然噪声小是EDFA的优点之一，但是当放大光信号减小到一定程度的时候，EDFA的噪声对信号增益仍然具有较大的影响。在实际的EDFA增益控制中，通常依据对EDFA的输入、输出总光功率的检测，来达到增益控制的目的。但是在长跨距传输等的应用中，入光信号功率非常小，这时EDFA的输出光中，自发辐射(ASE，Amplified Spontaneous Emission)噪声占了相当大的比例。如果仍然按照原有的增益控制方法，将会导致实际的信号功率得不到预期中的放大，这种累积效应会随着传输线路上放大器数目的增加而增大，从而影响系统的整体性能，使传输参数偏离优化值，降低光信号的信噪比。

具体来讲，EDFA的输出功率为：P_Total＝P_Signal+P_ASE，在输入光功率较大信号时，由于P_Signal较大，P_ASE功率所占比例很小，信号增益的偏差并不大，

$G_{\mathrm{Total}}=\frac{(P_{\mathrm{Signal}}+P_{\mathrm{ASE}}{)}_{\mathrm{out}}}{{\left(P_{\mathrm{Signal}}\right)}_{\mathrm{IN}}}\≈\frac{{\left(P_{\mathrm{Signal}}\right)}_{\mathrm{OUT}}}{{\left(P_{\mathrm{Signal}}\right)}_{\mathrm{IN}}}=G_{\mathrm{Signal}};$