3.3.2 Синхронизация остаточного излучения накачки
Схема основывается на сравнение остаточной мощности усилителя на выходе EDFA и мощности накачки на входе EDFA. С помощью обратной связи удается достичь постоянной величины усиления отдельных каналов.
Фактически в оптический усилитель введена обратная связь (ОС) — при которой изменение выходного сигнала системы приводит к такому изменению входного сигнала (т.е. изменению накачки), которое позволяет при «коммутации» каналов, добиться, что коэффициент усиления для каждого отдельного канала не изменяется в процессе «коммутации».
Рисунок 19 - Схема оптического усилителя EDFA с обратной связью
На рис. 19 представлена функциональная схема EDFA с обратной связью, функционирование которой включает непрерывный контроль входной и выходной мощности, мощности, отраженной от выхода, температуры чувствительной части изделия. Применение в схеме микроконтроллера и фотодиодов контроля, позволяет организовать в оптическом усилители обратную связь, которая управляется по заданным алгоритмам с целью стабилизации коэффициента усиления и снижения общего шума усилителя.
Вся информация обрабатывается встроенным микроконтроллером, что позволяет эффективно управлять устройствами накачки. Схема накачки состоит из двух ЛД с длиной волны 1480 нм, работающих на одно и то же волокно. Один из них действует в сонаправленном, другой – в противонаправленном режиме накачки. Чтобы устранить взаимовлияние двух ЛД, а также свести к минимуму влияние УСИ и устранить воздействие отраженных сигналов, в состав устройства введены три оптических фильтра-изолятора. Для контроля входных и выходных сигналов предусмотрены встроенные фотодиоды.
Применение такой схемы позволяет эффективно контролировать коэффициент усиления усилителя с одновременным контролем параметров как по шуму, так и мощности накачки.
Применение специализированного программного обеспечения в микроконтроллере позволяет, за счет высокого быстродействия последнего (желательно применение специализированного DSP процессора) эффективного стабилизировать усиление в во всем рабочем диапазоне усилителя.
На основе предложенной схемы разработана блок-схема функционирования оптического усилителя, включающий алгоритм стабилизации усиления.
Рисунок 20 - Блок-схема функционирования оптического усилителя
Заключение
1. С увеличением расстояния распространения оптического сигнала, происходит его как ослабление, так и уширения импульса, что требует применения специализированных устройств восстановления сигнала.
2. Используемых в настоящее время волоконные оптические усилители применяются для регенерации оптических сигналов со спектральным уплотнением. При этом широкая полоса усиления волоконного оптического усилителя позволяет проводить одновременную регенерацию до 10 каналов со спектральным уплотнением.
3. При реализации систем дальней связи с большим количеством каналов с высокими скоростями передачи требуется применение волоконно-оптических усилитель на оптическом волокне и имеющих следующие параметры:
мощность насыщения;
коэффициент усиления;
мощность усиленного спонтанного излучения;
шум-фактор.
4. Для эффективного применение оптических усилителей, требуется нахождения оптимальных параметров функционирования усилителей.
5. Использование многокаскадного усиления оптического сигнала позволяет добиться оптимального и высокого значения коэффициента усиления, при этом минимизировать шум усиления.
6. Использование фильтров GFF, совпадающих с кривой спектра усиления в усилителе EDFA, позволяет достичь более широкого и равномерного спектра усиления.
7. Для поддержания усиления на заданном уровне при добавлении или исключении некоторых каналов в DWDM системе используются две схемы стабилизации: подавление избыточного усиления и синхронизация остаточного излучения накачки, каждая из которых имеет как свои положительные, так и отрицательные стороны применения: по сложности реализации, по сложности алгоритмов функционирования аппаратно-программной части усилителя, по характеристикам коэффициента усиления в каждом канале и шумовым характеристикам.