EDFA增益控制與差錯(cuò)檢測(cè)的功率監(jiān)測(cè)方案

摘要：介紹了波分復(fù)用網(wǎng)絡(luò)中EDFA高可靠增益控制與電壓監(jiān)測(cè)的差錯(cuò)檢測(cè)方案。EDFA增益與輸出電壓通過監(jiān)測(cè)控制信道電壓來實(shí)現(xiàn)控制。功率檢測(cè)中采用功率穩(wěn)定的控制信道可以正確檢測(cè)傳輸系統(tǒng)中的錯(cuò)誤。
關(guān)鍵詞：波分復(fù)用；摻鉺光纖放大器；差錯(cuò)檢測(cè)

引言

　　EDFA(摻鉺光纖放大器)使用在WDM網(wǎng)絡(luò)的中繼節(jié)點(diǎn)，包括光交叉鏈接和光上∕下復(fù)用。EDFA沿著不同路徑放大多路信號(hào)，輸入到EDFA的信道數(shù)在光路進(jìn)行重配置或一條鏈路失效時(shí)將會(huì)改變。輸入到每一個(gè)EDFA的WDM(波分復(fù)用)信道電壓由于光纖因使用時(shí)間受損變化而改變，這些變化影響了EDFA總的輸入電壓，而輸入電壓會(huì)引起EDFA增益變化，這些都會(huì)影響傳輸性能。由于光功率突然增加導(dǎo)致電壓峰值的出現(xiàn)將會(huì)破壞光接收器，接收器引起的突發(fā)錯(cuò)誤會(huì)使電壓低于最小需求電壓。這種衰減對(duì)系統(tǒng)性能的服務(wù)質(zhì)量有不利影響并 限制網(wǎng)絡(luò)的可測(cè)量性。為提供高質(zhì)量的服務(wù)和高精度網(wǎng)絡(luò)，對(duì)EDFA 增益以及光功率必須進(jìn)行控制。

　　WDM網(wǎng)絡(luò)中差錯(cuò)檢測(cè)對(duì)光傳輸系統(tǒng)是一個(gè)重要的問題。在WDM網(wǎng)絡(luò)的功率監(jiān)測(cè)中，使用光放大器，很難將信號(hào)功率與有一個(gè)很大的動(dòng)態(tài)范圍的ASE(放大自發(fā)輻射)功率區(qū)分開來，因?yàn)檫@兩種功率在信道數(shù)很小的時(shí)候很接近。這就在總功率被監(jiān)測(cè)時(shí)會(huì)引起差錯(cuò)監(jiān)測(cè)出錯(cuò)。對(duì)于WDM網(wǎng)絡(luò)，ASE對(duì)光功率監(jiān)測(cè)沒有影響。

　　本文介紹了EDFA增益與輸出功率控制以及對(duì)WDM網(wǎng)絡(luò)差錯(cuò)檢測(cè)的功率監(jiān)測(cè)機(jī)制。控制信道功率在一個(gè)光源有問題的節(jié)點(diǎn)中也可保持穩(wěn)定，并被用于EDFA增益與輸出功率控制和功率監(jiān)測(cè)。同時(shí)記錄了控制信道穩(wěn)定的EDFA節(jié)點(diǎn)瞬態(tài)功率（增益）結(jié)果。

控制信道功率的穩(wěn)定化處理

　　此增益與功率控制方案包括監(jiān)測(cè)一個(gè)WDM信道校準(zhǔn)泵浦功率，監(jiān)測(cè)總的信號(hào)功率，監(jiān)測(cè)一個(gè)加在放大器或泵浦功率的額外的探測(cè)信號(hào)，插入一個(gè)補(bǔ)償信號(hào)，通過一個(gè)后向反饋環(huán)路鉗制增益。最重要的是監(jiān)測(cè)一個(gè)EDFA放大波段的WDM信道（控制信道）。采用這種方法，控制信道的輸入與輸出功率通過窄帶帶通濾波器（BPF）監(jiān)測(cè)，信道增益可以計(jì)算?？刂齐娐酚脕碚{(diào)整泵浦功率，維持控制信道增益為常量。這種增益控制方案對(duì)于信道數(shù)目很小的時(shí)候很有優(yōu)勢(shì)。當(dāng)只有幾個(gè)信道時(shí)，ASE電壓相當(dāng)于輸出信道功率。如果監(jiān)測(cè)總功率，ASE引起監(jiān)測(cè)信號(hào)功率的誤碼。然而，直到ASE在控制信道輸出功率中被消除后，這種方案才可控制EDFA不受ASE影響。此方案在一個(gè)OADM環(huán)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)，可成功減少光浪涌。如果EDFA不實(shí)行控制將導(dǎo)致系統(tǒng)性能下降，由于控制信道光源出現(xiàn)問題將使得控制信道不能輸入到EDFA非常高或非常低的功率。因此，按照服務(wù)質(zhì)量，穩(wěn)定控制信道功率對(duì)獲得EDFA增益與輸出功率控制非常重要。

　　圖1（a）為WDM網(wǎng)絡(luò)一個(gè)鏈路及其節(jié)點(diǎn)的示意圖，顯示了控制EDFA增益與輸出功率的控制信道。節(jié)點(diǎn)包括控制信道源，WDM復(fù)用、解復(fù)用器以及3R轉(zhuǎn)發(fā)器，OXC，和一個(gè)OADM（用于實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)功能）。對(duì)所有WDM信道的功率在這個(gè)設(shè)備中被補(bǔ)償然后發(fā)送到傳輸光纖。設(shè)備分別被安裝在工作和保護(hù)節(jié)點(diǎn)，控制信道源設(shè)置也相同。如果其中一個(gè)信道源出現(xiàn)問題，在節(jié)點(diǎn)與下一節(jié)點(diǎn)之間控制信道功率將減少或消失。圖1（b）描述了穩(wěn)定化的控制信道功率方案。此方案考慮到在相同操作條件下光電二極管比激光器更可靠，且控制電路有足夠的可靠性。

圖1（a）WDM網(wǎng)絡(luò)鏈路節(jié)點(diǎn)框圖

圖1（b）穩(wěn)定性控制信道方案框圖

　　控制信道功率穩(wěn)定在控制信道源單元。耦合器功率用一個(gè)PD探測(cè)，使控制信道源的電流穩(wěn)定?？刂菩诺赖淖詣?dòng)變平控制阻止了控制信道功率的變化。因此，由于光功率持續(xù)輸入到EDFA以及在控制信道光源有問題的情況下光功率也可以控制就會(huì)使得EDFA增益與輸出功率保持穩(wěn)定。

　　信道功率的穩(wěn)定性控制不只用于EDFA增益控制，也用于WDM網(wǎng)絡(luò)中差錯(cuò)檢測(cè)，例如監(jiān)測(cè)信號(hào)差損（LOS），而且還用于對(duì)總功率進(jìn)行監(jiān)測(cè)。如果在一個(gè)級(jí)聯(lián)光放大器WDM網(wǎng)絡(luò)中只有幾個(gè)信道，累積的ASE將比在一個(gè)光放大器輸入終端的LOS大，即使當(dāng)信道功率下降到低于電壓值。信道功率也會(huì)下降到低于LOS臨界值，由于放大器有AGC或ALC功能，信道斜率在輸出終端會(huì)變大。如果使用總功率監(jiān)測(cè)將會(huì)引起差錯(cuò)監(jiān)測(cè)出錯(cuò)。在傳輸光纖上游應(yīng)該可以監(jiān)測(cè)到出錯(cuò)，然而錯(cuò)誤是由放大器監(jiān)測(cè)到的。相比而言，當(dāng)控制信道功率監(jiān)測(cè)只受ASE影響，出錯(cuò)將被精確檢測(cè)到。因此，這個(gè)功率監(jiān)測(cè)機(jī)制在傳輸系統(tǒng)中提供了高可靠差錯(cuò)監(jiān)測(cè)。