专利名称：一种检测掺饵光纤放大器瞬态效应的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种能够检测掺饵光纤放大器瞬态效应的装置，本发明属于通信领域。
背景技术：
掺铒光纤放大器(EDFA :Erbium doped fiber amplifier)的出现加速了光通信得发展。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；直接对光信号进行放大，省去了电再生中继器，节省成本；増益带宽大，扩大了传输容量。EDFA 作为 DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing :密集型光波复用) 系统及未来高速系统、全光网络不可缺少的重要器件，必然需要适应光网络的新需求。例如在DWDM系统中，当输入EDFA的光信号強度放生较大变化，比如发生16dB的掉波或者上波时，并且瞬态持续时间在微秒级时，饵纤中的能量会瞬间转移到剰余的信号波长中，使该剩余信号波长产生过冲或者欠沖。过冲和欠冲在多级EDFA级联时会严重影响网络的稳定性，所以必须在每ー级EDFA中进行控制，这样瞬态的检测就变的十分重要。随着系统性能的要求越来越高，微秒级的瞬态响应成为了 EDFA的重要性能指标之一，现有的瞬态检测装置并不能响应如此快的瞬态变化，本装置能够准确的检测微秒级的瞬态。

发明内容
本发明的目的克服现有技术存在的技术缺陷，提供一种能够检测掺饵光纤放大器瞬态效应的装置。本发明所采用的技术方案是
ー种检测掺饵光纤放大器瞬态效应的装置，包括有依次相连的光电ニ极管、跨导数字TIA、高速模数转换器、数字处理器，其光电ニ极管上设置有供掺铒光放大器输入光接入的端ロ，其数字处理器包括低通滤波模块、先进先出缓冲器、斜率计算模块、瞬态判决模块依次相连。所述低通滤波模块包括有对数字信号进行Dt=(St_l + St-2 + St-3 +…+St-n)/n滑动平均处理的处理模块；其中Dt是滑动平均值，n是滑动平均的窗ロ深度，St-I是t-1时刻的采样值。所述先进先出缓冲器中的数据构成按Dl D2……Dm特征排列；其中，Dl为队列的尾部，表示最新进入队列的数据，Dm为队列的头部，表示最后进入队列的数据。所述斜率计算模块包括将先进先出数据缓冲器拟合成直线的数据处理单元以及对其数据采用最小二乗法而获得斜率值的计算单元。 所述瞬态判决模块包括有设置斜率预定值的门限単元、对斜率计算模块输出的斜率值和门限単元值进行比较的比较单元，以及同比较单元相连的瞬态判决単元。
所述斜率值的计算单元按公式k= Sxy-((N+l)/2) I y计算出队列中数据的斜率；其中X为所述先进先出缓冲器中的数据，y为数据序号，N为数据队列长度。本发明具有如下优点
1、本发明采用数字控制器来检测瞬态变化，不会增加系统成本；
2、本发明可以快速准确的检测EDFA输入光的斜率变化，能够检测出微秒级的瞬态变化，灵敏度高，准确可靠；从而对EDFA瞬态抑制提供了可靠信号，有利于提升系统性能；
3、本发明装置进行瞬态检测的处理流程简单，性能稳定，适用于噪声恶劣的环境。



图I是EDFA瞬态检测装置结构框 图2是EDFA瞬态检测流程框 其中
101:光电ニ极管；102:跨导电路；
103 :高速模数转换器；104 :低通滤波模块；
105 :先进先出缓冲器；106 :斜率计算模块；
107 :瞬态判决模块；108 :数字处理器；
具体实施例方式本发明提出了ー种EDFA瞬态检测装置，如图I所示，该装置包括光电ニ极管101、跨导电路TIA 102、高速模数转换器103、数字处理器108，光电ニ极管101、跨导数字TIA102、数字处理器108依次相连，所述光电ニ极管101同掺铒光放大器输入光端ロ相连接。数字处理器108包括依次相连的低通滤波模块104、先进先出缓冲器105、斜率计算模块106、瞬态判决模块107。所述低通滤波模块104包括有对数字信号进行Dt= (St-1 + St-2 + St-3+…+ St-n)/n滑动平均处理的处理模块，Dt是滑动平均值，n是滑动平均的窗ロ深度，St-I是前ー个采样值。所述斜率计算模块106包括将先进先出数据缓冲器FIFO 105拟合成直线的数据处理単元以及对其数据采用最小二乗法而获得斜率值的计算单元。所述瞬态判决模块107包括有设置斜率预定值的门限单元、对斜率计算模块106输出的斜率值和门限単元值进行比较的比较单元，以及同比较单元相连的瞬态判决単元。本发明装置组成单元的功能具体如下高速模数转换器，用于将模拟信号转换为数字信号；低通滤波器，用于对数字信号滤波；先进先出缓冲器，用于存储经低通滤波器滤波之后的数据队列；斜率计算模块，用于计算所述先进先出缓冲器中的数据队列斜率；瞬态判决模块，用于判决当前是否发生瞬态。下面结合附图和实施例对本发明装置的功能实现过程具体描述。EDFA瞬态检测流程如图2所示，EDFA输入光信号经过光电ニ极管101之后，经过跨导电路TIA 102，由高速模数转换器103转换为数字信号进入数字处理器108。在数字处理器内部，由低通滤波模块104对输入数字信号滤波处理，滤波算法用滑动平均法，使用该方法时需要选定滑动平均的窗ロ深度n。滑动平均法的处理公式为Dt=(St-l + St-2 +St-3 +…+ St-n)/n，其中Dt是滑动平均值，n是滑动平均的窗ロ深度，St-I是t_l时刻的采样值；滤波处理之后的数据进入先进先出缓冲器105，所述先进先出缓冲器中的数据
构成按如下特征排列Dl D2 ...... Dm，其中，Dl为队列的尾部，表示最新进入队列的数据，
Dm为队列的头部，表示最后进入队列的数据，依次类推，使用所述先进先出缓冲器时要选定缓冲器的深度n，由此决定斜率计算模块106取样点数。斜率计算模块106将先进先出缓冲器105中的数据拟合成一条直线，并计算该直线的斜率。本发明所用于计算所述先进先出缓冲器中数据斜率的方法为最小二乗法，斜率K的计算公式为k=(N2Xy-IXIyV(NIX~2-(IXr2)，化简之后得出的实际使用公式k= Ixy-((N+1)/2) Iy，其中X为所述先进先出缓冲器中的数据，y为数据序号，N为数据队列长度，由此计算出队列中数据的斜率。在瞬态判决模块中比较所得斜率值与斜率门限值，将当前计算得到的斜率与门限斜率进行比较，若大于门限，则判断瞬态发生，产生瞬态判决信号，否则认为没有瞬态发生。
本发明EDFA瞬态检测装置应用的工作过程如下输入信号进入跨导电路102，再通过高速模数转换器103，由高速模数转换器103将其转换为数字信号后进入低通滤波器104，滤波之后的信号进入先进先出缓冲器105，再由斜率计算模块106计算所述缓冲器中的数据队列的斜率，将斜率值输出到瞬态判决模块107，由所述瞬态判决模块根据当前斜率与门限斜率的比较得出当前是否发生瞬态，并输出瞬态判决信号。虽然本发明已经详细地示出并描述了一个相关的特定的实施例參考，但本领域的技术人员能够应该理解，在不背离本发明的精神和范围内可以在形式上和细节上作出各种改变。这些改变都将落入本发明的权利要求所要求的保护范围。
权利要求
1.ー种检测掺饵光纤放大器瞬态效应的装置，其特征在于 包括有依次相连的光电ニ极管(101)、跨导数字TIA (102)、高速模数转换器(103)、数字处理器(108)，其光电ニ极管(101)上设置有供掺铒光放大器输入光接入的端ロ，其数字处理器(108)包括低通滤波模块(104)、先进先出缓冲器(105)、斜率计算模块(106)、瞬态判决模块(107)依次相连。
2.如权利要求I所述的ー种检测掺饵光纤放大器瞬态效应的装置，其特征在于 所述低通滤波模块(104)包括有对数字信号进行Dt= (St-1 + St-2 + St-3 +…+St-n)/n滑动平均处理的处理模块；其中Dt是滑动平均值，η是滑动平均的窗ロ深度，St-I是t-Ι时刻的采样值。
3.如权利要求I所述的ー种检测掺饵光纤放大器瞬态效应的装置，其特征在于 所述先进先出缓冲器中的数据构成按Dl D2……Dm特征排列；其中，Dl为队列的尾部，表示最新进入队列的数据，Dm为队列的头部，表示最后进入队列的数据。
4.如权利要求I所述的ー种检测掺饵光纤放大器瞬态效应的装置，其特征在于 所述斜率计算模块(106)包括将先进先出数据缓冲器(105)拟合成直线的数据处理单元以及对其数据采用最小二乗法而获得斜率值的计算单元。
5.如权利要求I所述的ー种检测掺饵光纤放大器瞬态效应的装置，其特征在于 所述瞬态判决模块(107)包括有设置斜率预定值的门限单元、对斜率计算模块(106)输出的斜率值和门限单元值进行比较的比较单元，以及同比较单元相连的瞬态判决単元。
6.如权利要求4所述的ー种检测掺饵光纤放大器瞬态效应的装置，其特征在于 所述斜率值的计算单元按公式k=Sxy-((N+l)/2) Sy计算出队列中数据的斜率；其中X为所述先进先出缓冲器中的数据，y为数据序号，N为数据队列长度。
全文摘要
本发明公开了一种检测掺饵光纤放大器瞬态效应的装置，包括有依次相连的光电二极管(101)、跨导数字TIA(102)、高速模数转换器(103)、数字处理器(108)，其光电二极管(101)上设置有供掺铒光放大器输入光接入的端口，其数字处理器(108)包括低通滤波模块(104)、先进先出缓冲器(105)、斜率计算模块(106)、瞬态判决模块(107)依次相连。采用本发明装置可以快速准确的检测EDFA输入光的斜率变化，能够检测出微秒级的瞬态变化，灵敏度高，准确可靠；从而对EDFA瞬态抑制提供了可靠信号，有利于提升系统性能。
文档编号G01M11/02GK102706537SQ20121014166
公开日2012年10月3日 申请日期2012年5月9日 优先权日2012年5月9日
发明者余春平, 卜勤练, 李亚锋, 李春雨, 胡强高 申请人:武汉光迅科技股份有限公司