EDFA增益控制與差錯檢測的功率監測方案

摘要：介紹了波分復用網(wǎng)絡(luò )中EDFA高可靠增益控制與電壓監測的差錯檢測方案。EDFA增益與輸出電壓通過(guò)監測控制信道電壓來(lái)實(shí)現控制。功率檢測中采用功率穩定的控制信道可以正確檢測傳輸系統中的錯誤。
關(guān)鍵詞：波分復用；摻鉺光纖放大器；差錯檢測

引言

　　EDFA(摻鉺光纖放大器)使用在WDM網(wǎng)絡(luò )的中繼節點(diǎn)，包括光交叉鏈接和光上∕下復用。EDFA沿著(zhù)不同路徑放大多路信號，輸入到EDFA的信道數在光路進(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致電壓峰值的出現將會(huì )破壞光接收器，接收器引起的突發(fā)錯誤會(huì )使電壓低于最小需求電壓。這種衰減對系統性能的服務(wù)質(zhì)量有不利影響并 限制網(wǎng)絡(luò )的可測量性。為提供高質(zhì)量的服務(wù)和高精度網(wǎng)絡(luò )，對EDFA 增益以及光功率必須進(jìn)行控制。

　　WDM網(wǎng)絡(luò )中差錯檢測對光傳輸系統是一個(gè)重要的問(wèn)題。在WDM網(wǎng)絡(luò )的功率監測中，使用光放大器，很難將信號功率與有一個(gè)很大的動(dòng)態(tài)范圍的ASE(放大自發(fā)輻射)功率區分開(kāi)來(lái)，因為這兩種功率在信道數很小的時(shí)候很接近。這就在總功率被監測時(shí)會(huì )引起差錯監測出錯。對于WDM網(wǎng)絡(luò )，ASE對光功率監測沒(méi)有影響。

　　本文介紹了EDFA增益與輸出功率控制以及對WDM網(wǎng)絡(luò )差錯檢測的功率監測機制?？刂菩诺拦β试谝粋€(gè)光源有問(wèn)題的節點(diǎn)中也可保持穩定，并被用于EDFA增益與輸出功率控制和功率監測。同時(shí)記錄了控制信道穩定的EDFA節點(diǎn)瞬態(tài)功率（增益）結果。

控制信道功率的穩定化處理

　　此增益與功率控制方案包括監測一個(gè)WDM信道校準泵浦功率，監測總的信號功率，監測一個(gè)加在放大器或泵浦功率的額外的探測信號，插入一個(gè)補償信號，通過(guò)一個(gè)后向反饋環(huán)路鉗制增益。最重要的是監測一個(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(guò)窄帶帶通濾波器（BPF）監測，信道增益可以計算?？刂齐娐酚脕?lái)調整泵浦功率，維持控制信道增益為常量。這種增益控制方案對于信道數目很小的時(shí)候很有優(yōu)勢。當只有幾個(gè)信道時(shí)，ASE電壓相當于輸出信道功率。如果監測總功率，ASE引起監測信號功率的誤碼。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)系統中實(shí)現，可成功減少光浪涌。如果EDFA不實(shí)行控制將導致系統性能下降，由于控制信道光源出現問(wèn)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，穩定控制信道功率對獲得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。節點(diǎn)包括控制信道源，WDM復用、解復用器以及3R轉發(fā)器，OXC，和一個(gè)OADM（用于實(shí)現節點(diǎn)功能）。對所有WDM信道的功率在這個(gè)設備中被補償然后發(fā)送到傳輸光纖。設備分別被安裝在工作和保護節點(diǎn)，控制信道源設置也相同。如果其中一個(gè)信道源出現問(wèn)題，在節點(diǎn)與下一節點(diǎn)之間控制信道功率將減少或消失。圖1（b）描述了穩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 )鏈路節點(diǎn)框圖

圖1（b）穩定性控制信道方案框圖

　　控制信道功率穩定在控制信道源單元。耦合器功率用一個(gè)PD探測，使控制信道源的電流穩定?？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，由于光功率持續輸入到EDFA以及在控制信道光源有問(wèn)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定。

　　信道功率的穩定性控制不只用于EDFA增益控制，也用于WDM網(wǎng)絡(luò )中差錯檢測，例如監測信號差損（LOS），而且還用于對總功率進(jìn)行監測。如果在一個(gè)級聯(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。如果使用總功率監測將會(huì )引起差錯監測出錯。在傳輸光纖上游應該可以監測到出錯，然而錯誤是由放大器監測到的。相比而言，當控制信道功率監測只受ASE影響，出錯將被精確檢測到。因此，這個(gè)功率監測機制在傳輸系統中提供了高可靠差錯監測。