3.3 Стабилизация уровня усиления оптического усилителя

Передача цифровых сигналов в современных оптических системах передачи осуществляется в режиме уплотнения длин волн. Этот способ обеспечивает возможность повысить пропускную способность без повышения скорости передачи битов в отдельных каналах передачи. Это обеспечивает значительные преимущества по отношению к возникающим искажениям, обусловленным различным временем распространения (дисперсией), и позволяет применять более экономичные схемы передатчиков. Переналадки системы передачи или ошибки приводят к тому, что каналы должны подключаться и отключаться. Так как оптические усилители линии передачи обычно работают в режиме насыщения, то без принятия дополнительных мер отключение или подключение каналов приводило бы к изменению выходного уровня сигнала, передаваемого в активном канале [20-21].

Для поддержания усиления на заданном уровне при добавлении или исключении некоторых каналов в DWDM системе предложено использовать две схемы стабилизации: подавление избыточного усиления (gain clamping) и синхронизация остаточного излучения накачки (residualpump-power gain locking).

3.3.1 Подавление избыточного усиления

В этой схеме используется дополнительный канал в стороне от полосы пропускания DWDM, который забирает на себя избыточную мощность усилителя при уменьшении числа DWDM каналов.

Рисунок 15 - Схема оптического усиления с дополнительным каналом

На рис. 15 показана конфигурация схемы, использующая метод подавления избыточного усиления. В предлагаемого усилители GC-EDFA, который включает в себя два оптических разветвителя (OC1 и ОС2) L-диапазона EDFA, переменный оптический аттенюатор (VOA) и оптический полосовой фильтра (OBPF). В L-диапазоне EDFA работает по двунаправленной схеме усиления, в которой есть два на длине волны 1.48/1.58- мкм оптических мультиплексора (WSC1 и WSC2), два на длине волны 1,48-мкм лазера накачки, и оптоволокно легированное эрбием EDF. Центральная длина волны генерации света (L) определяется центральной длиной волны в пределах OBPF подавления избыточного усиления петли. Направление генерации света против часовой стрелки, которая определяется как OC1 и ОС2. _S обозначает длины волны сигнала, а переменные Pin и Pout обозначают входа и уровни выходной мощности, соответственно, EDFA. Модель EDFA используются на основе модели Джайлс и Desurvire. Максимально 1,48-мкм мощность каждого лазера накачки предполагается 135 мВт.

В результате применения такой схемы построения усиления оптического сигнала, для соответствующих каналов и диапазона длин волн (таб.4), получены следующие результаты для коэффициента усиления и шума (рис. 16, 17, 18).

Таблице 4 - Номера каналов и диапазон длин волн

Номер канала	min (nm)	ср (nm)	 max (nm)
1-канал	1574.54	1587.88	1600.60
4- канал	1574.54 ~ 1577.02	1586.20 ~ 1588.72	1598.04 ~1600.60
8- канал	1574.54 ~ 1580.35	1584.53 ~ 1590.41	1594.64 ~1600.60
16- канал	1574.54 ~ 1587.04	1581.18 ~ 1593.79	1587.88 ~ 1600.60
32- канал	1574.54 ~ 1600.60	1574.54 ~ 1600.60	1574.54 ~ 1600.60

Анализ графиков, показывает, что при оптимальном проектировании усиления EDFA на основе минимизации ΔG, использование оптимальной длины EDF, ΔG 0,5 дБ для 32-канальной операции была достигнута. Среди min, ср и max находим, что изменение коэффициента усиления и коэффициента шума характеристик правой полосе в лучшем случае, а левая полоса операции худшем случае. От хорошего подавления избыточного усиления возможностями точки зрения, 1610 нм длиной волны генерации с 15 дБ ослабления петли является лучшим выбором предложить большой коэффициент подавления избыточного усиления. Этот L-диапазона GC-EDFA в сочетании с С-диапазона GC-EDFA в параллельной конфигурации могут найти важное применение в DWDM широкополосных систем и сетей для обеспечения постоянного усиления с минимальным изменением коэффициента усиления в присутствии ввода / вывода оптических каналов.

Рисунок 16 - Усиление и шум в канале GC-EDFA оптического усилителя для min

Рисунок 17 - Усиление и шум в канале GC-EDFA оптического усилителя для ср

Рисунок 18 - Усиление и шум в канале GC-EDFA оптического усилителя для max