高功率光纖放大器的三網(wǎng)融合應用

標簽：接入網(wǎng) PON

近年來(lái)，接入網(wǎng)所承載的主體業(yè)務(wù)正逐漸由語(yǔ)音、數據向視頻、圖像轉變。這就需要高速、對稱(chēng)、大范圍(20km)的接入網(wǎng)來(lái)連接城域網(wǎng)/主干網(wǎng)和用戶(hù)網(wǎng)。傳統的接入網(wǎng)已逐漸不能滿(mǎn)足這種需求，而光纖由于其近乎無(wú)限的帶寬被人們認為是接入網(wǎng)媒質(zhì)的不二之選，光纖到戶(hù)(FTTH)也成為滿(mǎn)足帶寬暴漲的終極選擇。為了充分利用光纖和設備資源，節省運行和維護費用，人們選擇點(diǎn)到多點(diǎn)的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò )(PON)作接入，而在此基礎上實(shí)現傳統電信網(wǎng)、計算機網(wǎng)和有線(xiàn)電視網(wǎng)融合的“三網(wǎng)合一”則是進(jìn)一步降低成本的可行、有效的方案，也是網(wǎng)絡(luò )發(fā)展的大趨勢。

圖1為目前應用較廣的一種基于PON結構的FTTH方案，應用wavelength division multiplexing(WDM)技術(shù)實(shí)現上行1310nm波段、下行1490nm波段和廣播CATV 1550nm波段信號光的單纖傳輸，并使用time-division multiple access(TDMA)實(shí)現多用戶(hù)的帶寬共享。

圖1 基于PON結構的FTTH方案示意圖，OLT-Optical Line Terminal，ODN-Optical Distribution Network，ONU-Optical Network Unit

現階段，CATV信號多采用模擬調制，載噪比(CNR)是衡量系統性能的重要指標。當CNR>50dB時(shí)，人眼覺(jué)察不到圖像的損傷，我國相關(guān)標準規定CATV用戶(hù)接收端的CNR不小于43dB。而根據模擬調制系統的相關(guān)理論，為了在接收端得到高的CNR，必須減少線(xiàn)路傳輸過(guò)程中的CNR劣化，提高入接收機的光功率(-6~2dBm，典型值為-1~0dBm@1550nm)，即提高局端CATV信號光的發(fā)射功率。在實(shí)際三網(wǎng)合一應用中，局端CATV信號的處理常如圖2所示(對應于圖1紅色虛線(xiàn)框中部分)。

圖2 三網(wǎng)合一系統中的光信號合成

若考慮參與合波的承載CATV業(yè)務(wù)的1550nm信號光光功率為16dBm，當圖1和圖2中N>8時(shí)，光放大器OA的總輸出功率應>27dBm(假設Splitter與連接器的固有損耗為2dB)，這對于常規的EDFA來(lái)說(shuō)，無(wú)論技術(shù)還是成本都已經(jīng)非常困難。武漢光迅科技股份有限公司開(kāi)發(fā)的高功率光纖放大器(HFA)采用鉺鐿共摻雙包層光纖和側向包層泵浦技術(shù)，其最大輸出功率達36dBm，且單位mW的價(jià)格明顯低于普通EDFA。表1為集成HFA和1310+1490/1550WDM的OPAMS的性能指標。

表1 High-Power OPAMS Specifications

放大器的各項指標中，噪聲指數NF是決定放大器所引入的系統CNR劣化量的關(guān)鍵參數。由表中數據可以發(fā)現，HFA的NF與功放EDFA相當。此外，HFA的光纖不長(cháng)，系統的CSO與CTB不會(huì )有明顯下降，我們的實(shí)驗數據也表明HFA引入的系統CSO/CTB代價(jià)與常規EDFA無(wú)明顯區別。因此，HFA和基于HFA的OPAMS能滿(mǎn)足光節點(diǎn)數較大的CATV系統和三網(wǎng)合一系統的應用要求，能有效地降低成本，以彌補常規EDFA的不足。

在信息爆炸的時(shí)代，為了滿(mǎn)足人們不斷增長(cháng)的帶寬要求，“光進(jìn)銅退”已是必然趨勢。隨著(zhù)光纖向用戶(hù)逐步推進(jìn)(直至FTTH)，系統的功率預算必定越來(lái)越高。因此我們相信，光迅的高功率光纖放大器會(huì )在光網(wǎng)絡(luò )的持續發(fā)展中有一番作為。