08-光纖放大器單元

1、第8章光纖放大器單元OptiXBWS1600G系統(tǒng)有兩種光纖放大器，一種是普遍用于DWDM系統(tǒng)的摻餌光纖放大器（EDFA）,在光纖中直接對(duì)光信號(hào)進(jìn)行放大，補(bǔ)償光器件及光纖造成的信號(hào)衰減；另一種是應(yīng)用于長(zhǎng)距離傳輸?shù)墓饫w拉曼（Raman）放大器，和EDFA混合使用可以實(shí)現(xiàn)低噪聲的光信號(hào)放大，抑制信號(hào)的信噪比劣化，延長(zhǎng)了無(wú)電中繼傳輸距離。OptiXBWS1600G系統(tǒng)的摻餌光纖放大器包括：OAU:光放大單元OBU:光功率放大單元OPU:光前置放大單元WBA:多波長(zhǎng)光功率放大單元HBA:高功率光功率放大單元OptiXBWS1600G系統(tǒng)的光纖拉曼（Raman）放大器包括：RPC:C波段Raman驅(qū)動(dòng)單

2、元RPL：L波段Raman驅(qū)動(dòng)單元RPA:C+L波段Raman驅(qū)動(dòng)單元本章中將對(duì)以上各單板分別進(jìn)行詳細(xì)介紹。說(shuō)明：設(shè)備手冊(cè)中的拉手條面板外觀圖均為示意圖，與實(shí)際拉手條面板的尺寸比例有出入。示意圖中主要標(biāo)明各光口的相對(duì)位置和光口絲印標(biāo)識(shí)。8.1OAUOAU單板根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合的不同，分為兩種類(lèi)型單板。對(duì)C-band光信號(hào)放大的是OAU-CG單板。對(duì)L-band光信號(hào)放大的是OAU-LG單板。這兩種類(lèi)型的單板在功能實(shí)現(xiàn)上是相同的，只是根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合設(shè)計(jì)參數(shù)不一樣。1 .功能可同時(shí)放大C-band或L-band的80個(gè)通道(通道間隔50GHz)的輸入光信號(hào)；OAU-C和OAU-L可以分別完成C-ba

3、nd和L-band波段的光放大；光無(wú)中繼傳輸段長(zhǎng)度可達(dá)80120km;OAU單板的典型增益為23dB,28dB,33dB;可以支持系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)不同跨段的無(wú)電中繼傳輸；OAU單板可以實(shí)現(xiàn)對(duì)光功率的檢測(cè)和上報(bào)，實(shí)現(xiàn)泵浦激光器的溫度控制，實(shí)現(xiàn)泵浦驅(qū)動(dòng)電流、背光電流、制冷電流、泵浦激光器溫度的檢測(cè)和單板環(huán)境溫度的檢測(cè)；在放大器的設(shè)計(jì)中還加入了泵浦保護(hù)方案，提高了摻餌光纖放大器的可靠性；增益鎖定技術(shù)：OAU單板內(nèi)的EDFA具有增益鎖定功能，增加/減少一路或幾路通道或者某些通道光信號(hào)波動(dòng)時(shí)，不影響其它通道的信號(hào)增益；瞬態(tài)控制技術(shù)：OAU單板內(nèi)的EDFA具有瞬態(tài)控制功能，使得系統(tǒng)在增加通道或減少通道時(shí)，能通過(guò)抑

4、制信道光功率波動(dòng)避免已有通道產(chǎn)生突發(fā)誤碼；2 .原理(1) C-band的OAUOAU單板的功能框圖如圖8-1所示。圖8-1OAU單板功能框圖OAU單板由EDFA光模塊和電路模塊構(gòu)成。EDFA光模塊實(shí)現(xiàn)輸入光信號(hào)的放大。電路模塊檢測(cè)光模塊工作狀態(tài)、控制EDFA光模塊并實(shí)現(xiàn)與SCC板通信。OAU單板可以接入DCM模塊，進(jìn)行色散補(bǔ)償。OAU單板中的EDFA采用自動(dòng)增益控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)“增益鎖定”和“動(dòng)態(tài)增益可調(diào)”，支持增益斜率可調(diào)，從而在各種工作情況下，使各工作波長(zhǎng)信號(hào)的增益變化在允許的范圍內(nèi)。在線路出現(xiàn)異常情況時(shí)，在系統(tǒng)網(wǎng)管和主控板SCC的控制下，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)功率控制，使得工作波長(zhǎng)數(shù)恒定的情況下輸出光

5、功率也恒定。OAU單板的MON口提供一路監(jiān)控信號(hào)給多通道分析板MCA或者測(cè)試儀器做光譜分析用。(2) L-band的OAUOptiXBWS1600G系統(tǒng)的復(fù)用通道數(shù)最多為160個(gè)，包括了C-band的80個(gè)通道和L-band的80個(gè)通道。但是通常使用的EDFA的放大帶寬只有約35nm,覆蓋了石英單模光纖的低損耗窗口(1550nm)的一部分，因此要使用L-band的帶寬資源，增大EDFA的放大帶寬非常重要。L-band的OAU單板使用一種高濃度、低損耗的特殊摻餌光纖，可以提高L-band泵浦轉(zhuǎn)換效率、降低傳輸損耗。L-bandOAU單板的工作原理和C-bandOAU單板基本相同，L-bandOA

6、U單板只是在C-bandOAU單板的基礎(chǔ)上增加了EDFA的溫控電路。(3) 板規(guī)格及應(yīng)用面板外觀圖參數(shù)及說(shuō)明單板尺寸：321mm（長(zhǎng)）x218.5mm（寬）x2mm（厚）拉手條尺寸：345mm（高）x76mm（寬）nrOAlJALM-紅色告警指示燈狀態(tài)描述：每隔1秒閃爍3次一一有緊急告警發(fā)生每隔1秒閃爍2次一一有主要告警發(fā)生每隔1秒閃爍1次一一有次要告警發(fā)生RUNALMMONRUN-綠色運(yùn)行燈狀態(tài)描述：每隔1秒閃爍1次一一正常運(yùn)行（開(kāi)工）2秒亮2秒滅一一單板和SCC單板通信中斷每秒閃爍5次未開(kāi)工狀態(tài)IF接口說(shuō)明：NOUTTDCRDC面板接口接口類(lèi)型用途說(shuō)明INLC接入待放大的合波信號(hào)OUTLC

7、輸出放大后的合波信號(hào)TDC/RDCLC連接DCM（色散補(bǔ)償模塊）接口，進(jìn)行色散補(bǔ)償MONLC連接MCA單板，進(jìn)行在線的性能監(jiān)測(cè)單板占用兩個(gè)槽位巾單板插放槽位：IU1IU5,IU8IU12單板名稱(chēng)單板重量單板最大功耗（常溫25C）單板最大功耗（高溫55）OAU-C2.4kg30W50WOAU-L2.4kg42W70WOAUC01C032.7kg22W35WOAUC052.7kg28W45W8.2 OBUOBU單板是功率放大單元，根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合的不同分為兩種類(lèi)型單板。對(duì)C-band光信號(hào)放大的是OBU-C單板。對(duì)L-band光信號(hào)放大的是OBU-L單板。1 .功能可同時(shí)放大80個(gè)通道（通道間隔50G

8、Hz）的輸入光信號(hào)；OBU-C和OBU-L可以分別完成C-band和L-band波段的光放大；光無(wú)中繼傳輸段長(zhǎng)度可達(dá)80120km;OBU單板典型增益為23dB;OBU單板支持增益可調(diào)功能；OBU單板可以實(shí)現(xiàn)對(duì)光功率的檢測(cè)和上報(bào)，實(shí)現(xiàn)泵浦激光器的溫度控制，實(shí)現(xiàn)泵浦驅(qū)動(dòng)電流、背光電流、制冷電流、泵浦激光器溫度的檢測(cè)和單板環(huán)境溫度的檢測(cè)；增益鎖定技術(shù)：OBU單板具有增益鎖定功能，增加/減少一路或幾路通道或者某些通道光信號(hào)波動(dòng)時(shí)，不影響其它通道的信號(hào)增益；瞬態(tài)控制技術(shù)：OBU單板具有瞬態(tài)控制功能，使得系統(tǒng)在增加通道或減少通道時(shí)，能通過(guò)抑制信道光功率波動(dòng)避免已有通道產(chǎn)生突發(fā)誤碼；摻餌光纖放大器的輸入從

9、80通道變化至1通道時(shí)每通道的輸出功率變化不超過(guò)2dB。2 .原理OBU單板的原理與OAU單板基本相同，請(qǐng)參見(jiàn)“8.1OAU”。3 .單板規(guī)格及應(yīng)用面板外觀圖參數(shù)及說(shuō)明單板尺寸：321mm（長(zhǎng)）x218.5mm（寬）x2mm（厚）拉手條尺寸：345mm（高）x76mm（寬）OBIUALM-紅色告警指示燈狀態(tài)描述：每隔1秒閃爍3次一一有緊急告警發(fā)生每隔1秒閃爍2次一一有主要告警發(fā)生每隔1秒閃爍1次一一有次要告警發(fā)生0RUNQALMaMONQINOUTRUN-綠色運(yùn)行燈狀態(tài)描述：每隔1秒閃爍1次一一正常運(yùn)行（開(kāi)工）2秒亮2秒滅一一單板和SCC單板通信中斷每秒閃爍5次未開(kāi)工狀態(tài)接口說(shuō)明：面板接口接口

10、類(lèi)型用途說(shuō)明INLC接入待放大的合波信號(hào)，可與ITL或FIU連接OUTLC輸出放大后的合波信號(hào)，可與ITL或FIU連接MONLC連接MCA單板，進(jìn)行在線的性能監(jiān)測(cè)單板占用兩個(gè)槽位單板插放位置：IU1IU5,IU8IU12單板名稱(chēng)單板重量單板最大功耗（常溫25C）單板最大功耗（高溫55）OBU-C2.15kg23W30WOBU-L2.15kg35W50WOBUC03C052.6kg23W30W8.3 OPUOPU單板是光前置放大單元，具有噪聲指數(shù)小的特點(diǎn)。用于提高光接收機(jī)的靈敏度，實(shí)現(xiàn)小信號(hào)放大。目前支持C波段光信號(hào)放大。1 .功能可同時(shí)放大C波段80個(gè)通道的輸入光信號(hào)；OPU單板典型增益為23

11、dB;OPU單板支持增益可調(diào)功能；OPU單板可以實(shí)現(xiàn)對(duì)光功率的檢測(cè)和上報(bào)，實(shí)現(xiàn)泵浦激光器的溫度控制，實(shí)現(xiàn)泵浦驅(qū)動(dòng)電流、背光電流、制冷電流、泵浦激光器溫度的檢測(cè)和單板環(huán)境溫度的檢測(cè)；增益鎖定技術(shù)：OPU單板具有增益鎖定功能，增加/減少一路或幾路通道或者某些通道光信號(hào)波動(dòng)時(shí)，不影響其它通道的信號(hào)增益；瞬態(tài)控制技術(shù)：OPU單板具有瞬態(tài)控制功能，使得系統(tǒng)在增加通道或減少通道時(shí)，能通過(guò)抑制信道光功率波動(dòng)避免已有通道產(chǎn)生突發(fā)誤碼；摻餌光纖放大器的輸入從80通道變化至1通道時(shí)每通道的輸出功率變化不超過(guò)2dB。2 .原理OPU單板的原理與OAU單板基本相同，請(qǐng)參見(jiàn)“8.1OAU”。3 .單板規(guī)格及應(yīng)用面板外觀

12、圖參數(shù)及說(shuō)明單板尺寸：321mm（長(zhǎng)）x218.5mm（寬）x2mm（厚）拉手條尺寸：345mm（高）x76mm（寬）（DOPlUALM-紅色告警指示燈狀態(tài)描述：每隔1秒閃爍3次一一有緊急告警發(fā)生每隔1秒閃爍2次一一有主要告警發(fā)生每隔1秒閃爍1次一一有次要告警發(fā)生RUNOALM回MONBINOUTRUN-綠色運(yùn)行燈狀態(tài)描述：每隔1秒閃爍1次一一正常運(yùn)行（開(kāi)工）2秒亮2秒滅一一單板和SCC單板通信中斷每秒閃爍5次未開(kāi)工狀態(tài)接口說(shuō)明：面板接口接口類(lèi)型用途說(shuō)明INLC接入待放大的合波信號(hào)，與FIU連接OUTLC輸出放大后的合波信號(hào)，與FIU連接MONLC連接MCA單板，進(jìn)行在線的性能監(jiān)測(cè)單板占用兩個(gè)

13、槽位單板插放位置：IU1IU5,IU8IU12單板名稱(chēng)單板重量單板最大功耗（常溫25）單板最大功耗（高溫55）OPU2.6kg20W22W8.4WBAWBA單板也是功率放大單元，分為兩種類(lèi)型單板。WBA05:增益20dB。WBA06:增益17dB。1 .功能WBA單板只支持C波段光信號(hào)功率放大；WBA單板典型增益為17dB和20dB;WBA單板可以實(shí)現(xiàn)對(duì)光功率的檢測(cè)和上報(bào)，實(shí)現(xiàn)泵浦激光器的溫度控制，實(shí)現(xiàn)泵浦驅(qū)動(dòng)電流、背光電流、制冷電流、泵浦激光器溫度的檢測(cè)和單板環(huán)境溫度的檢測(cè)；WBA單板具有增益鎖定功能，增加/減少一路或幾路通道或者某些通道光信號(hào)波動(dòng)時(shí)，不影響其它通道的信號(hào)增益；WBA單板具有

14、瞬態(tài)控制功能，使得系統(tǒng)在增加通道或減少通道時(shí)，能通過(guò)抑制信道光功率波動(dòng)避免已有通道產(chǎn)生突發(fā)誤碼。2 .原理WBA單板的原理與OAU單板基本相同，請(qǐng)參見(jiàn)“8.1OAU”。3.單板規(guī)格及應(yīng)用面板外觀圖WBARUNALMMONINOUT參數(shù)及說(shuō)明單板尺寸：321mm（長(zhǎng)）x218.5mm（寬）x2mm（厚）拉手條尺寸：345mm（高）x76mm（寬）ALM-紅色告警指示燈狀態(tài)描述：每隔1秒閃爍3次一一有緊急告警發(fā)生每隔1秒閃爍2次一一有主要告警發(fā)生每隔1秒閃爍1次一一有次要告警發(fā)生RUN-綠色運(yùn)行燈狀態(tài)描述：每隔1秒閃爍1次一一正常運(yùn)行（開(kāi)工）2秒亮2秒滅一一單板和SCC單板通信中斷每秒閃爍5次未開(kāi)

15、工狀態(tài)接口說(shuō)明：面板接口接口類(lèi)型用途說(shuō)明INLC接入待放大的合波信號(hào)，與FIU連接OUTLC輸出放大后的合波信號(hào)，與FIU連接MONLC連接MCA單板，進(jìn)行在線的性能監(jiān)測(cè)單板占用兩個(gè)槽位單板插放位置：IU1IU5,IU8IU12單板名稱(chēng)單板重量單板最大功耗（常溫25）單板最大功耗（高溫55）WBA1.2kg20W22W8.5HBAHBA板應(yīng)用于超長(zhǎng)單跨系統(tǒng)（LHP）的OTM站的發(fā)送部分。作用就是提高信號(hào)的輸出光功率，完成發(fā)送方向的功率放大，滿足單跨距超長(zhǎng)距離的傳輸要求。1 .功能實(shí)現(xiàn)C波段光信號(hào)的大功率放大，提高信號(hào)的輸出光功率；提供兩種增益規(guī)格：29dB或者35dB,其中29dB增益的規(guī)格對(duì)

16、應(yīng)波長(zhǎng)數(shù)為40波的系統(tǒng)（192.1196.0THz,波長(zhǎng)間隔100GHz）;35dB增益又10波長(zhǎng)系統(tǒng)（192.1194.0THZ,波長(zhǎng)間隔200GHz）,最大輸出功率26dBm;支持對(duì)當(dāng)前增益、輸入輸出光功率、泵浦激光器驅(qū)動(dòng)電流、泵浦激光器工作溫度、EDFA光模塊溫度的檢測(cè)和上報(bào)；支持軟件在線升級(jí)，支持單板FPGA、單板軟件在線加載和升級(jí)；支持FPGA、單板軟件版本查詢(xún)、單板制造信息查詢(xún)和模塊類(lèi)型查詢(xún)；豐富的信息查詢(xún)：能夠查詢(xún)：?jiǎn)伟瀛h(huán)境工作溫度、單板詳細(xì)信息、單板軟件版本等；可靠的電源備份：?jiǎn)伟咫娫茨K采用雙路熱備份，可對(duì)電源模塊的工作狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)及告警上報(bào)。2 .原理HBA板原理框圖如圖8

17、-2所示。IN圖8-2HBA板的原理框圖HBA板包括EDFA光模塊和電路模塊兩部分。EDFA光模塊單板使用集成式EDFA模塊，包括EDFA光模塊和相關(guān)的控制、檢測(cè)電路。EDFA光模塊在較好增益平坦度的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的大功率放大。集成式EDFA模塊含有內(nèi)置控制系統(tǒng)，支持對(duì)EDFA光模塊的控制和各參數(shù)的檢測(cè)，并通過(guò)串口通信電路和單板通信。電路模塊檢測(cè)、控制及通信電路模塊是整個(gè)單板的中樞系統(tǒng)。它將其他的功能模塊有機(jī)的連接起來(lái)，使其成為一個(gè)系統(tǒng)。電路模塊完成單板的控制、監(jiān)測(cè)和告警功能，并完成HBA單板和SCC板之間的數(shù)據(jù)通訊。它將單板的各種信息（告警、性能事件）上報(bào)給SCC板，并且也將SCC下發(fā)的命

18、令傳遞給HBA板。3 .單板規(guī)格及應(yīng)用面板外觀圖參數(shù)及說(shuō)明單板尺寸：321mm（長(zhǎng)）x218.5mm（寬）x2mm（厚）(1：HB/拉手條尺寸：345mm（高）x76mm（寬）0RUNALM-紅色告警指示燈狀態(tài)描述：每隔1秒閃爍3次一一有緊急告警發(fā)生每隔1秒閃爍2次一一有主要告警發(fā)生每隔1秒閃爍1次一一有次要告警發(fā)生2ALM回MON回INOUTRUN-綠色運(yùn)行燈狀態(tài)描述：每隔1秒閃爍1次一一正常運(yùn)行（開(kāi)工）2秒亮2秒滅一一單板和SCC板通信中斷每秒1爍5次未開(kāi)工狀態(tài)接口說(shuō)明：面板接口接口類(lèi)型用途說(shuō)明INLC接入待放大的合波信號(hào)wOUTE2000/APC輸出放大后的合波信號(hào)MONLC連接MCA單

19、板，進(jìn)行在線性能監(jiān)測(cè)單板占用兩個(gè)槽位單板插放位置：IU1IU5,IU8IU12單板名稱(chēng)單板重量單板最大功耗（常溫25C）單板最大功耗（高溫55）HBA2.6kg65W71.5W8.6RPA、RPC、RPL1 .功能可以產(chǎn)生多波長(zhǎng)高功率的泵浦光，為在傳輸光纖中放大信號(hào)光提供能量；可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離、寬帶寬、低噪聲、分布式的在線信號(hào)光放大；可以實(shí)現(xiàn)對(duì)泵浦光功率、溫度控制電流、泵浦電流和背光電流進(jìn)行檢測(cè)；具有泵浦功率自動(dòng)鎖定、接受主控命令開(kāi)關(guān)泵浦源、分離信號(hào)光、上報(bào)各種性能及告警和泵浦激光器保護(hù)的功能；2 .原理光纖拉曼（Raman）放大器用在DWDM系統(tǒng)的接收端，利用光纖的受激拉曼散射效應(yīng)使光信號(hào)在傳

20、輸過(guò)程中得以放大。在OptiXBWS1600G系統(tǒng)中，光纖拉曼（Raman）放大器不是孤立的，必須和EDFA混合使用；應(yīng)用于OptiXBWS1600G系統(tǒng)的光纖拉曼（Raman）放大器分為3種類(lèi)型：用于C-band光放大的RPC用于C波段系統(tǒng)向L波段系統(tǒng)升級(jí)的RPL用于全波段放大的RPA此處以RPA為例介紹光纖拉曼（Raman）放大器的原理。單板功能框圖如圖8-3所示。泵浦光是由泵浦源模塊內(nèi)激光器產(chǎn)生，控制模塊根據(jù)設(shè)定的泵浦驅(qū)動(dòng)電流值，驅(qū)動(dòng)泵浦激光器?？刂颇K還控制激光器的溫度、激光器的關(guān)斷和異常狀態(tài)保護(hù)。LINE圖8-3RPA單板功能框圖RPC單板的原理和RPA相同，只用于C-band光放大

21、。L-band放大器RPL單板上只有一個(gè)OUT光接口，用來(lái)輸出驅(qū)動(dòng)L波段光放大的泵浦光。RPL單板必須和C波段的RPC單板聯(lián)合使用實(shí)現(xiàn)全波段的光纖Raman放大。單板的功能框圖和C-band的基本一致。光纖拉曼（Raman）放大器額定增益為10dB,與相應(yīng)的專(zhuān)用EDFA配合使用可使系統(tǒng)的增益平坦度小于2dB,噪聲系數(shù)大大減小。注意：插拔、連接RPA單板上的光纖時(shí)，應(yīng)先關(guān)閉RPA單板的泵浦激光器。3 .單板規(guī)格及應(yīng)用面板外觀圖參數(shù)及說(shuō)明單板尺寸：321mm（長(zhǎng)）x218.5mm（寬）x2mm（厚）拉手條尺寸：345mm（高）x76mm（寬）出F*AALM-紅色告警指示燈狀態(tài)描述：每隔1秒閃爍3次

22、一一有緊急告警發(fā)生每隔1秒閃爍2次一一有主要告警發(fā)生每隔1秒閃爍1次一一有次要告警發(fā)生RUNALMRUN-綠色運(yùn)行燈狀態(tài)描述：每隔1秒閃爍1次一一正常運(yùn)行（開(kāi)工）2秒亮2秒滅一一單板和SCC單板通信中斷每秒閃爍5次未開(kāi)工狀態(tài)LINE接口說(shuō)明：扃面板接口接口類(lèi)型用途說(shuō)明SYSMONoLINEE2000/APC接收來(lái)自線路上的光信號(hào)SYSLC與FIU單板相連，將經(jīng)過(guò)放大的信號(hào)發(fā)送給FIU1)MONLC與MCA單板的輸入口相連，進(jìn)行在線光性能監(jiān)測(cè)單板占用兩個(gè)槽位，單板插放位置：IU1IU5,IU8IU12單板名稱(chēng)單板重量單板最大功耗（常溫25）單板最大功耗（高溫55）RPA4.25kg90W99W面板外觀圖參數(shù)及說(shuō)明單板尺寸：321mm（長(zhǎng)）x218.5mm（寬）x2mm（厚）拉手條尺寸：345mm（高）x76mm（寬）IIFRPCA