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EDFA增益控制与差错检测的功率监测方案

EDFA(掺铒光纤放大器)使用在WDM网络的中继节点,包括光交叉链接和光上∕下复用。EDFA沿着不同路径放大多路信号,输入到EDFA的信道数在光路进行重配置或一条链路失效时将会改变。输入到每一个EDFA的WDM(波分复用)信道电压由于光纤因使用时间受损变化而改变,这些变化影响了EDFA总的输入电压,而输入电压会引起EDFA增益变化,这些都会影响传输性能。由于光功率突然增加导致电压峰值的出现将会破坏光接收器,接收器引起的突发错误会使电压低于最小需求电压。这种衰减对系统性能的服务质量有不利影响并限制网络的可测量性。为提供高质量的服务和高精度网络,对EDFA增益以及光功率必须进行控制。

  WDM网络中差错检测对光传输系统是一个重要的问题。在WDM网络的功率监测中,使用光放大器,很难将信号功率与有一个很大的动态范围的ASE(放大自发辐射)功率区分开来,因为这两种功率在信道数很小的时候很接近。这就在总功率被监测时会引起差错监测出错。对于WDM网络,ASE对光功率监测没有影响。

  本文介绍了EDFA增益与输出功率控制以及对WDM网络差错检测的功率监测机制。控制信道功率在一个光源有问题的节点中也可保持稳定,并被用于EDFA增益与输出功率控制和功率监测。同时记录了控制信道稳定的EDFA节点瞬态功率(增益)结果。

  控制信道功率的稳定化处理

  此增益与功率控制方案包括监测一个WDM信道校准泵浦功率,监测总的信号功率,监测一个加在放大器或泵浦功率的额外的探测信号,插入一个补偿信号,通过一个后向反馈环路钳制增益。最重要的是监测一个EDFA放大波段的WDM信道(控制信道)。采用这种方法,控制信道的输入与输出功率通过窄带带通滤波器(BPF)监测,信道增益可以计算。控制电路用来调整泵浦功率,维持控制信道增益为常量。这种增益控制方案对于信道数目很小的时候很有优势。当只有几个信道时,ASE电压相当于输出信道功率。如果监测总功率,ASE引起监测信号功率的误码。然而,直到ASE在控制信道输出功率中被消除后,这种方案才可控制EDFA不受ASE影响。此方案在一个OADM环系统中实现,可成功减少光浪涌。如果EDFA不实行控制将导致系统性能下降,由于控制信道光源出现问题将使得控制信道不能输入到EDFA非常高或非常低的功率。因此,按照服务质量,稳定控制信道功率对获得EDFA增益与输出功率控制非常重要。

  图1(a)为WDM网络一个链路及其节点的示意图,显示了控制EDFA增益与输出功率的控制信道。节点包括控制信道源,WDM复用、解复用器以及3R转发器,OXC,和一个OADM(用于实现节点功能)。对所有WDM信道的功率在这个设备中被补偿然后发送到传输光纤。设备分别被安装在工作和保护节点,控制信道源设置也相同。如果其中一个信道源出现问题,在节点与下一节点之间控制信道功率将减少或消失。图1(b)描述了稳定化的控制信道功率方案。此方案考虑到在相同操作条件下光电二极管比激光器更可靠,且控制电路有足够的可靠性。

 

  图1(a)WDM网络链路节点框图

 

  图1(b)稳定性控制信道方案框图

  控制信道功率稳定在控制信道源单元。耦合器功率用一个PD探测,使控制信道源的电流稳定。控制信道的自动变平控制阻止了控制信道功率的变化。因此,由于光功率持续输入到EDFA以及在控制信道光源有问题的情况下光功率也可以控制就会使得EDFA增益与输出功率保持稳定。