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应用于DWDM测试中的一种新型光源

  • 发布日期:2007-03-07 浏览次数360
  作者:刘少辉  杨红  钱东

    摘要:本文在阐述了DWDM技术的优点、DWDM的扩容带来了相应的器件测试仪表的光源问题的基础上,提出了一种双向泵浦双级双程结构的掺铒光纤ASE光源,并论述了用于测试DWDM设备的宽带光源的实验实现过程,及其更进一步的应用。

    1、引言

    由于各种新业务的不断涌现,特别是互联网的迅猛发展,光传输由PDH准同步数字系列到SDH同步数字系列,速率由140Mbit/s到2.5G直至10G,传输由原来只是满足语音业务到目前语音与数据同平台处理,因之引起的容量问题成为人们关注的焦点,于是为了解决光纤和容量问题,一种新型设备DWDM(密集波分复用)问世了,DWDM技术极大地提高了系统传输数据的容量,然而近年来不断增长的通信业务对DWDM系统传输容量的要求日益增大,现有的DWDM仍然无法满足迅速发展的网络数据要求。这就使得提高系统的容量成为亟待解决的问题。

    传统的扩容方法主要有两种:一是提高单信道的传输率,二是减少信道间隔,增加信道数量。前一种方法会增大色散对系统的影响,从而对系统的色散管理和补偿要求提高,加大了系统的成本。后一种方法会导致非线性效应增强,同时对系统器件的波长稳定性要求更加严格,同样使成本上升。为了解决这些矛盾,人们逐渐将研究思路转向如何充分“发掘”光纤的带宽传输潜力上,利用C-带(传统带,1520-1570nm)以外的L-带(长波长带,1570~1620nm),实现对C+L波段信号同时传输,这样就避免了传统扩容方法所面临的技术难题。可直接在现有的DWDM系统中实现扩容,是一种更直接更根本也更行之有效的方法。而ASE(放大的自发辐射)宽带光源作为DWDM系统测试中最为关键的器件,人们对其带宽也提出了新的要求。

    随着C-波段光源的研究越来越趋向成熟并迈向市场化,且由于迅速增长的光通信对带宽的要求,为满足将来人们对通信容量的更大需求,科研人员正在继续开拓L-波段的资源,扩展L-波段光源及相关器件的研究便显得尤为迫切,因此使得C+L段光源便成为研究的焦点。

    2、DWDM的优越性及其关键器件

    DWDM系统可以充分利用光纤的巨大带宽资源,使一根光纤的传输容量扩大几倍至几十倍。在长途网中,可以根据实际业务量的需要逐步增加波长来实现扩容,十分灵活。

    DWDM技术具有如下特点:

    (1)超大容量;

    (2)对数据率“透明”;

    (3)系统升级时能最大限度地保护已有投资;

    (4)高度的组网灵活性、经济性和可靠性;

    (5)可兼容全光交换。可以预见,在未来可望实现的全光网络中,各种电信业务的上/下、交叉连接等都是在光上通过对光信号波长的改变和调整来实现的。因此,DWDM技术将是实现全光网的关键技术之一,而且DWDM系统能与未来的全光网兼容,将来可能会在已经建成的DWDM系统的基础上实现透明的、具有高度生存性的全光网络。

    DWDM的关键器件有:光源,掺铒光纤放大器和DWDM器件。本文作者研究一种新型C+L波段宽带ASE光源是作为关键器件的测试用光源。

    3、C+L波段宽带ASE光源的实验及结果

    通过大量检索及理论设计,在分析比对多种现在流行的方案的基础上,提出了自己切实可行的设计方案。通过软件仿真实验,在分析了光源结构、抽运功率及光纤浓度、反射镜参数对光纤输出性能的影响的基础上,设计了一种基于光纤环行镜的双向泵浦双级双程结构光源,实验原理如图1所示:

    图1  C+L波段宽带ASE光源的实验原理图

    如上图所示,试验采用两级浓度不同的掺铒光纤(EDF)作为增益介质,并通过优化选择合适的长度;

    采用3dB耦合器制作的光纤环行镜(FLR)作为反射镜,光纤环行镜的使用,不仅提高了抽运源利用效率,且改善光源的平坦度;

    采用980nm的泵浦源(LD)双向分别泵浦,其优点在于提高输出光源的稳定性,采用反向输出,避免了超荧光与剩余980nm泵浦光的混合输出。通过两级抽运光功率的反复调整来调整输出光谱,使其输出更平坦;

    采用厦门安特光电子技术有限公司生产的单模光纤波分复用器--980/1590nm的WDM将980nm的泵浦光耦合入掺铒光纤,提高耦合效率;

    采用的光隔离器ISO

 

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