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掺饵光纤放大器的开发与应用<2>

2/14/2005来源:光纤通信人气:8577

掺饵光纤放大器的开发与应用<2> 泵浦源输出的泵捕光经95/5的光耦合器,将其95%的分支耦合进掺饵光纤输入端的 波分复用器(WDM)中,用作EDFA的泵浦光(其副载波调制对主信号光的影响可忽略); 另5%的分支耦合到惨铒光纤输出瑞隔离器后的WDM上,使加有小信号调制泵浦光和信号 光同时在光纤中传输至下一个中继站或系统接收端。 为了进行EDFA输出信号光功率的自闭环控制,可以用中继器输出端WDM的另一分支 端接收光纤光栅滤波器或其他窄带光学滤波器选择所要测量的信号,实测的信号功率和 本地状态寄存器中的参考电平进行比较,通过一个自动增益控制电路来控制泵浦激光器 的偏置电流,实现EDFA的本地闭环控制。同时也为了进行故障定位,可以通过微处理器 在一定时间没有收到前面监控信号的前提下,向终端发送告警信号,报告终端系统出现 故障和故障可能出现在什么地方。 基于泵浦源调制的监控技术,利用EDFA的泵浦源作为监控信道的光发射机,不用加 入另外的光有源器件,并可利用现有的载波机以降低成本,能够完成的监控项目很全面, 是一种较有竞争力的监控方案。但这种方案需要可靠的泵浦源,若采用幅度调制方式, 则调制深度受限制。 考虑到通信网络中系统的横向兼容,也就是说,为了使通信系统标准化,ITU-T已 经对EDFA的监控制订出有关的建议草案。ITUT建议采用一个特定的波长来传送检测信号 和管理信号。这一波长可以是1550nm,或是1480nm,也可以是1310nm,还可选择1530nm。 如果选择1510nm、1480nm或1310nm波长,那么监控系统的速率就是2048kbit/S。若选 择1530nm波长,则监控系统速率为155Mbit/s。 由于1550nm、1480nm和1310nm都在EDFA的增益带宽外,如果采用上述波长,则监控 信号不能通过EDFA,也就是说,必须在EDFA前取出,在EDFA之后插入,这种方法称之为 带外波长监控。 因为2048kbit/s系统的接收灵敏度可根高(-50dBm以下),所以监控信道的光信 号不需要经过EDFA。 如果采用1530nm波长,由于它处在EDFA的增益带宽内,可以利用EDFA的增益,因而 监控系统的速率可以相对高一些(155Mbit/s),监控信号则在EDFA前插入,在EDFA后 出,这方法称之为带内波长监控。 因为155Mbit/s系统的接收灵活度较高,尽管EDFA的增益在1530nm波长处于一谷点, 但监控信息仍然能够正常传输。 值得注意的是,在上述建议采用的监控波长中,如果采用1410nm、1550nm或1530nm, 由于它们都在1550nm窗口,为了便于分离,可能都需要采用分布反馈式半导体激光器 (DFB-LD)作发送光源,这样会使系统的造价相应增高。 如果采用1310nm波段作为监控信道,尤其在多通信的WDM系统中,则可采用极简单 的1310nm/1550nm两窗口的被分复用技术,而且对1310nm波长的发送光源也无严格的波 长要求,因而造价十分低廉。但是,这一方案的缺点则是占用了目前使用较广泛的1310nm 波长信道。 鉴于以上情况,建议研制不同波长的监控系统,以适应不同工程的需要,节省工程 造价。 (2)基于OTDR的监控技术 光时域反射测试仪(OTDR)是光通信工程中使用的重要测量仪器,最大优点是可从 光纤的一端测全程特性。利用从光纤中返回的背向散射信号和菲涅尔反射,能测出故障 点的位置、大小、连(熔)接点的损耗、某段或全程损耗等。OTDR的一项重要技术指标 是它的动态范围,它决定了OTDR所能测最远距离,并在一定程度上决定着测量精度,动 态范围越大,所能测得的距离越远。 在实际应用中,光纤本身制造得越均匀,光纤中的损耗越小,能够返回的散射信号 就越弱,这是OTDR测量技术中面临的主要难题之一。此外,在EDFA监控系统中使用OTDR 时,有其特殊的技术难点,表现以下几方面: 采用了EDFA的通信系统,传输距离大大延长,要求OTDR具有很大的动态范围; 为保证工作稳定性,EDFA一般带有隔离器以消除反射,妨碍OTDR对背向散射信号检 测; OTDR会接收到来自EDFA的大量自发辐射,干扰OTDR对背向散射信号的接收。 对于以上问题,有各种不同的解决方法。 首先,采用光放大技术可以解诀背向散射信号太弱的问题,提高OTDR的动态范围, 但由于EDFA中带有光隔离器,阻止了散射信号的返回。如果不加修改地使用OTDR对EDFA 进行监控,则只能监测从OTDR到第一个 EDFA间的线路,显然不符合要求,因而要对线路 进行适当的修改,方法有许多种,例如在放大器之间加光环形器或设置反向迂回路径, 采用WDM方式实现OTDR监测等。 其次,提高OTDR动态范围的方法,除了上述利用通信系统本身的放大器放大背向散射 信号外,还有两种方法:一种是采用Q一开关光纤激光器,另一种是采用相干检测技术。 此外,相干检测技术也是解决EDFA自发辐射问题的一种有效方法。利用相干检测技术可自 动消除自发辐射信号,抽取背向散射信号。 OTDR监控技术利用工程中常用的测量仪器OTDR,节省成本,其可从光纤的一端测全程 的特性特别适合海底光缆系统。但这种方案能够监测的项目不全面,如果线路中采用环形 器或利用相干检测技术,则费用昂贵,显得不实用。 摘自《广播与电视技术》