一种带快速关断功能的级联光放大器系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种带快速关断功能的级联光放大器系统，涉及光纤通信技术领域，包括多个级联光放大器及对应的泵浦激光器，对于每个光放大器，还包括分光器、光电探测器和快速关断电路；分光器的输入端作为本级放大器的输入通过传输光纤连接上一级放大器的输出，分光器的第一输出端连接光放大器，光放大器的输出端作为本级放大器的输出通过传输光纤连接下一级放大器的输入；分光器的第二输出端通过光电探测器连接快速关断电路的输入端，快速关断电路的输出端连接泵浦激光器的控制端，快速关断电路用于基于硬件电路实现采集光信号与关泵门限阈值的比较，进而输出驱动电平控制泵浦激光器的通断，有效保护多个放大器级联的光传输系统。传输系统。传输系统。

【技术实现步骤摘要】
一种带快速关断功能的级联光放大器系统


[0001]本技术涉及光纤通信
，尤其是一种带快速关断功能的级联光放大器系统。

技术介绍

[0002]传统的光放大器在无光时关断泵浦，需要通过软件判别输入光功率低于关泵门限，执行关泵动作，由于软件循环计算周期都要几十毫秒，当多个光放大器级联时，整体时延会累积到几百毫秒，不能满足系统保护应用。

技术实现思路

[0003]本专利技术人针对上述问题及技术需求，提出了一种带快速关断功能的级联光放大器系统。
[0004]本技术的技术方案如下：
[0005]一种带快速关断功能的级联光放大器系统，包括位于主路上的多个级联光放大器及对应的泵浦激光器、位于备路上的多个级联光放大器及对应的泵浦激光器，泵浦激光器用于给对应的光放大器提供光信号，其特征在于，对于每个光放大器，系统还包括分光器、光电探测器和快速关断电路；分光器的输入端作为本级放大器的输入通过传输光纤连接上一级放大器的输出，分光器的第一输出端连接光放大器的输入端，光放大器的输出端作为本级放大器的输出通过传输光纤连接下一级放大器的输入；分光器的第二输出端通过光电探测器连接快速关断电路的输入端，快速关断电路的输出端连接泵浦激光器的控制端，快速关断电路用于基于硬件电路实现采集光信号与关泵门限阈值的比较，进而输出驱动电平控制泵浦激光器的通断。
[0006]其进一步的技术方案为，快速关断电路包括依次相连的信号转换电路、信号比较电路和信号关断电路；信号转换电路基于多个第一运算放大器实现采样信号的多路分段放大转换，且每路的放大系数不同；光电探测器将采集的光信号转换为电流信号后，进入一路第一运算放大器，实现电流信号转换为采样电压信号；信号比较电路用于基于采样电压信号和关泵门限阈值的比较结果输出驱动电平，关泵门限阈值基于MCU实现阈值修改；信号关断电路基于三极管实现，三极管的基极通过电阻接入驱动电平，三极管的集电极作为快速关断电路的输出端，基于驱动电平控制三极管的通断，进而实现控制泵浦激光器的通断。
[0007]其进一步的技术方案为，信号比较电路包括射随取样电路和比较电路，其中：射随取样电路基于第二运算放大器实现，比较电路基于比较器实现；采样电压信号接入第二运算放大器的同相输入端进行射随取样，第二运算放大器的输出端连接比较器的负向端；在采样过程中，各个采样电压信号送入MCU的ADC采样器进行采样转换，作为关泵门限阈值的可选值，选定的关泵门限阈值对应的电压信号通过DAC芯片接入比较器的正向端，两电压信号经过比较在比较器的输出端输出相应的驱动电平。
[0008]其进一步的技术方案为，第一运算放大器和第二运算放大器均基于TP2312
‑
VR型
号实现；比较器基于LMV331TP
‑
TR型号实现；DAC芯片基于TPC116S8
‑
TR型号实现；三极管基于BSS138K型号实现。
[0009]其进一步的技术方案为，该系统还包括两个OLP，第一OLP作为发送端分别连接主路上的初级放大器的输入和备路上的初级放大器的输入，第二OLP作为接收端分别连接主路上的末级放大器的输出和备路上的末级放大器的输出，第二OLP用于根据接收到链路上的光功率变化信息进行主备路之间的切换。
[0010]本技术的有益技术效果是：
[0011]当主路中间某跨段光纤断开，后面级联光放大器对应的各个光电探测器实时采集光信号并传输给快递关断电路与关泵门限阈值进行比较，从而输出驱动电平快速关断各个泵浦激光器，基于硬件电路的关断响应是非常迅速的，可以实现放大器无光关断响应时间小于5ms，从而有效保护多个放大器级联的光传输系统，这样第二OLP的接收端才能及时得到光功率变化信息，满足切换阈值时切换到备路，实现系统保护及传输不间断，主备保护系统切换时间小于50ms，保证了光通信系统的可靠性。
附图说明
[0012]图1是本申请提供的级联光放大器系统的应用场景框图。
[0013]图2是本申请提供的带快速关断功能的单个光放大器的示意图。
[0014]图3是本申请提供的快速关断电路的功能框图。
[0015]图4是本申请提供的信号转换电路图。
[0016]图5是本申请提供的信号比较电路图。
[0017]图6是本申请提供的信号关断电路图。
具体实施方式
[0018]下面结合附图对本技术的具体实施方式做进一步说明。
[0019]结合图1、图2所示，本申请提供了一种带快速关断功能的级联光放大器系统，包括：位于主路上的多个级联光放大器OA1、OA2
……
OAn及对应的泵浦激光器、位于备路上的多个级联光放大器OA1、OA2
……
OAn及对应的泵浦激光器，以及两个OLP(Optical Fiber Line Auto Switch Protection Equipment，光纤线路自动切换保护装置)，其中泵浦激光器用于给对应的光放大器提供光信号；级联光放大器采用掺铒光纤放大器实现。对于每个光放大器，该系统还包括分光器1、光电探测器2和快速关断电路。分光器1的输入端作为本级放大器的输入通过传输光纤连接上一级放大器的输出，分光器1的第一输出端连接光放大器3的输入端，光放大器3的输出端作为本级放大器的输出通过传输光纤连接下一级放大器的输入。分光器1的第二输出端通过光电探测器2连接快速关断电路的输入端，快速关断电路的输出端连接泵浦激光器4的控制端，快速关断电路用于基于硬件电路实现采集光信号与关泵门限阈值的比较，进而输出驱动电平控制泵浦激光器4的通断。第一OLP作为发送端分别连接主路上的初级放大器(也即链路上的第一级放大器)的输入和备路上的初级放大器的输入，第二OLP作为接收端分别连接主路上的末级放大器(也即链路上的最后一级放大器)的输出和备路上的末级放大器的输出，第二OLP用于根据接收到链路上的光功率变化信息进行主备路之间的切换。可选的，分光器1的分光比例为2:98，且2％的光输入至光电探
测器2中进行检测。
[0020]如图3所示，快速关断电路包括依次相连的信号转换电路、信号比较电路和信号关断电路。如图4所示，信号转换电路基于多个第一运算放大器实现采样信号的多路分段放大转换，且每路的放大系数不同，本实施例以三个第一运算放大器构建信号转换电路为例，且第一运算放大器U9A的放大系数大于另外两个运放，适用于弱光信号的放大。光电探测器PD将采集的光信号转换为电流信号后，进入一路第一运算放大器U8A、U9A，实现电流信号转换为采样电压信号Input1Power3。
[0021]信号比较电路用于基于采样电压信号和关泵门限阈值的比较结果输出驱动电平，关泵门限阈值基于MCU实现阈值修改。具体如图5所示，信号比较电路包括射随取样电路和比较电路，其中：射随取样电路基于第二运算放大器U11A实现，比较电路基于比较器U13实现。采样电压信号Input1Power3接入第二运算放大器U11A的同相输本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带快速关断功能的级联光放大器系统，包括位于主路上的多个级联光放大器及对应的泵浦激光器、位于备路上的多个级联光放大器及对应的泵浦激光器，所述泵浦激光器用于给对应的光放大器提供光信号，其特征在于，对于每个光放大器，所述系统还包括分光器、光电探测器和快速关断电路；所述分光器的输入端作为本级放大器的输入通过传输光纤连接上一级放大器的输出，所述分光器的第一输出端连接所述光放大器的输入端，所述光放大器的输出端作为本级放大器的输出通过所述传输光纤连接下一级放大器的输入；所述分光器的第二输出端通过所述光电探测器连接所述快速关断电路的输入端，所述快速关断电路的输出端连接所述泵浦激光器的控制端，所述快速关断电路用于基于硬件电路实现采集光信号与关泵门限阈值的比较，进而输出驱动电平控制所述泵浦激光器的通断。2.根据权利要求1所述的带快速关断功能的级联光放大器系统，其特征在于，所述快速关断电路包括依次相连的信号转换电路、信号比较电路和信号关断电路；所述信号转换电路基于多个第一运算放大器实现采样信号的多路分段放大转换，且每路的放大系数不同；所述光电探测器将采集的光信号转换为电流信号后，进入一路第一运算放大器，实现所述电流信号转换为采样电压信号；所述信号比较电路用于基于所述采样电压信号和关泵门限阈值的比较结果输出驱动电平，所述关泵门限阈值基于MCU实现阈值修改；所述信号关断电路基于三极管实现，所述三极管的基极通过电阻接入所述驱动电平，所述三极管的集电极作为所述快速关断电路的输出端，基于所述驱动电平控制所述三...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱林东，
申请(专利权)人：无锡恒纳信息技术有限公司，
类型：新型
国别省市：