08-光纤放大器单元

1、第8章光纤放大器单元OptiXBWS1600G系统有两种光纤放大器，一种是普遍用于DWDM系统的掺饵光纤放大器（EDFA）,在光纤中直接对光信号进行放大，补偿光器件及光纤造成的信号衰减；另一种是应用于长距离传输的光纤拉曼（Raman）放大器，和EDFA混合使用可以实现低噪声的光信号放大，抑制信号的信噪比劣化，延长了无电中继传输距离。OptiXBWS1600G系统的掺饵光纤放大器包括：OAU:光放大单元OBU:光功率放大单元OPU:光前置放大单元WBA:多波长光功率放大单元HBA:高功率光功率放大单元OptiXBWS1600G系统的光纤拉曼（Raman）放大器包括：RPC:C波段Raman驱动单

2、元RPL：L波段Raman驱动单元RPA:C+L波段Raman驱动单元本章中将对以上各单板分别进行详细介绍。说明：设备手册中的拉手条面板外观图均为示意图，与实际拉手条面板的尺寸比例有出入。示意图中主要标明各光口的相对位置和光口丝印标识。8.1OAUOAU单板根据应用场合的不同，分为两种类型单板。对C-band光信号放大的是OAU-CG单板。对L-band光信号放大的是OAU-LG单板。这两种类型的单板在功能实现上是相同的，只是根据不同的应用场合设计参数不一样。1 .功能可同时放大C-band或L-band的80个通道(通道间隔50GHz)的输入光信号；OAU-C和OAU-L可以分别完成C-ba

3、nd和L-band波段的光放大；光无中继传输段长度可达80120km;OAU单板的典型增益为23dB,28dB,33dB;可以支持系统实现不同跨段的无电中继传输；OAU单板可以实现对光功率的检测和上报，实现泵浦激光器的温度控制，实现泵浦驱动电流、背光电流、制冷电流、泵浦激光器温度的检测和单板环境温度的检测；在放大器的设计中还加入了泵浦保护方案，提高了掺饵光纤放大器的可靠性；增益锁定技术：OAU单板内的EDFA具有增益锁定功能，增加/减少一路或几路通道或者某些通道光信号波动时，不影响其它通道的信号增益；瞬态控制技术：OAU单板内的EDFA具有瞬态控制功能，使得系统在增加通道或减少通道时，能通过抑

4、制信道光功率波动避免已有通道产生突发误码；2 .原理(1) C-band的OAUOAU单板的功能框图如图8-1所示。图8-1OAU单板功能框图OAU单板由EDFA光模块和电路模块构成。EDFA光模块实现输入光信号的放大。电路模块检测光模块工作状态、控制EDFA光模块并实现与SCC板通信。OAU单板可以接入DCM模块，进行色散补偿。OAU单板中的EDFA采用自动增益控制技术，实现“增益锁定”和“动态增益可调”，支持增益斜率可调，从而在各种工作情况下，使各工作波长信号的增益变化在允许的范围内。在线路出现异常情况时，在系统网管和主控板SCC的控制下，实现自动功率控制，使得工作波长数恒定的情况下输出光

5、功率也恒定。OAU单板的MON口提供一路监控信号给多通道分析板MCA或者测试仪器做光谱分析用。(2) L-band的OAUOptiXBWS1600G系统的复用通道数最多为160个，包括了C-band的80个通道和L-band的80个通道。但是通常使用的EDFA的放大带宽只有约35nm,覆盖了石英单模光纤的低损耗窗口(1550nm)的一部分，因此要使用L-band的带宽资源，增大EDFA的放大带宽非常重要。L-band的OAU单板使用一种高浓度、低损耗的特殊掺饵光纤，可以提高L-band泵浦转换效率、降低传输损耗。L-bandOAU单板的工作原理和C-bandOAU单板基本相同，L-bandOA

6、U单板只是在C-bandOAU单板的基础上增加了EDFA的温控电路。(3) 板规格及应用面板外观图参数及说明单板尺寸：321mm（长）x218.5mm（宽）x2mm（厚）拉手条尺寸：345mm（高）x76mm（宽）nrOAlJALM-红色告警指示灯状态描述：每隔1秒闪烁3次一一有紧急告警发生每隔1秒闪烁2次一一有主要告警发生每隔1秒闪烁1次一一有次要告警发生RUNALMMONRUN-绿色运行灯状态描述：每隔1秒闪烁1次一一正常运行（开工）2秒亮2秒灭一一单板和SCC单板通信中断每秒闪烁5次未开工状态IF接口说明：NOUTTDCRDC面板接口接口类型用途说明INLC接入待放大的合波信号OUTLC

7、输出放大后的合波信号TDC/RDCLC连接DCM（色散补偿模块）接口，进行色散补偿MONLC连接MCA单板，进行在线的性能监测单板占用两个槽位巾单板插放槽位：IU1IU5,IU8IU12单板名称单板重量单板最大功耗（常温25C）单板最大功耗（高温55）OAU-C2.4kg30W50WOAU-L2.4kg42W70WOAUC01C032.7kg22W35WOAUC052.7kg28W45W8.2 OBUOBU单板是功率放大单元，根据应用场合的不同分为两种类型单板。对C-band光信号放大的是OBU-C单板。对L-band光信号放大的是OBU-L单板。1 .功能可同时放大80个通道（通道间隔50G

8、Hz）的输入光信号；OBU-C和OBU-L可以分别完成C-band和L-band波段的光放大；光无中继传输段长度可达80120km;OBU单板典型增益为23dB;OBU单板支持增益可调功能；OBU单板可以实现对光功率的检测和上报，实现泵浦激光器的温度控制，实现泵浦驱动电流、背光电流、制冷电流、泵浦激光器温度的检测和单板环境温度的检测；增益锁定技术：OBU单板具有增益锁定功能，增加/减少一路或几路通道或者某些通道光信号波动时，不影响其它通道的信号增益；瞬态控制技术：OBU单板具有瞬态控制功能，使得系统在增加通道或减少通道时，能通过抑制信道光功率波动避免已有通道产生突发误码；掺饵光纤放大器的输入从

9、80通道变化至1通道时每通道的输出功率变化不超过2dB。2 .原理OBU单板的原理与OAU单板基本相同，请参见“8.1OAU”。3 .单板规格及应用面板外观图参数及说明单板尺寸：321mm（长）x218.5mm（宽）x2mm（厚）拉手条尺寸：345mm（高）x76mm（宽）OBIUALM-红色告警指示灯状态描述：每隔1秒闪烁3次一一有紧急告警发生每隔1秒闪烁2次一一有主要告警发生每隔1秒闪烁1次一一有次要告警发生0RUNQALMaMONQINOUTRUN-绿色运行灯状态描述：每隔1秒闪烁1次一一正常运行（开工）2秒亮2秒灭一一单板和SCC单板通信中断每秒闪烁5次未开工状态接口说明：面板接口接口

10、类型用途说明INLC接入待放大的合波信号，可与ITL或FIU连接OUTLC输出放大后的合波信号，可与ITL或FIU连接MONLC连接MCA单板，进行在线的性能监测单板占用两个槽位单板插放位置：IU1IU5,IU8IU12单板名称单板重量单板最大功耗（常温25C）单板最大功耗（高温55）OBU-C2.15kg23W30WOBU-L2.15kg35W50WOBUC03C052.6kg23W30W8.3 OPUOPU单板是光前置放大单元，具有噪声指数小的特点。用于提高光接收机的灵敏度，实现小信号放大。目前支持C波段光信号放大。1 .功能可同时放大C波段80个通道的输入光信号；OPU单板典型增益为23

11、dB;OPU单板支持增益可调功能；OPU单板可以实现对光功率的检测和上报，实现泵浦激光器的温度控制，实现泵浦驱动电流、背光电流、制冷电流、泵浦激光器温度的检测和单板环境温度的检测；增益锁定技术：OPU单板具有增益锁定功能，增加/减少一路或几路通道或者某些通道光信号波动时，不影响其它通道的信号增益；瞬态控制技术：OPU单板具有瞬态控制功能，使得系统在增加通道或减少通道时，能通过抑制信道光功率波动避免已有通道产生突发误码；掺饵光纤放大器的输入从80通道变化至1通道时每通道的输出功率变化不超过2dB。2 .原理OPU单板的原理与OAU单板基本相同，请参见“8.1OAU”。3 .单板规格及应用面板外观

12、图参数及说明单板尺寸：321mm（长）x218.5mm（宽）x2mm（厚）拉手条尺寸：345mm（高）x76mm（宽）（DOPlUALM-红色告警指示灯状态描述：每隔1秒闪烁3次一一有紧急告警发生每隔1秒闪烁2次一一有主要告警发生每隔1秒闪烁1次一一有次要告警发生RUNOALM回MONBINOUTRUN-绿色运行灯状态描述：每隔1秒闪烁1次一一正常运行（开工）2秒亮2秒灭一一单板和SCC单板通信中断每秒闪烁5次未开工状态接口说明：面板接口接口类型用途说明INLC接入待放大的合波信号，与FIU连接OUTLC输出放大后的合波信号，与FIU连接MONLC连接MCA单板，进行在线的性能监测单板占用两个

13、槽位单板插放位置：IU1IU5,IU8IU12单板名称单板重量单板最大功耗（常温25）单板最大功耗（高温55）OPU2.6kg20W22W8.4WBAWBA单板也是功率放大单元，分为两种类型单板。WBA05:增益20dB。WBA06:增益17dB。1 .功能WBA单板只支持C波段光信号功率放大；WBA单板典型增益为17dB和20dB;WBA单板可以实现对光功率的检测和上报，实现泵浦激光器的温度控制，实现泵浦驱动电流、背光电流、制冷电流、泵浦激光器温度的检测和单板环境温度的检测；WBA单板具有增益锁定功能，增加/减少一路或几路通道或者某些通道光信号波动时，不影响其它通道的信号增益；WBA单板具有

14、瞬态控制功能，使得系统在增加通道或减少通道时，能通过抑制信道光功率波动避免已有通道产生突发误码。2 .原理WBA单板的原理与OAU单板基本相同，请参见“8.1OAU”。3.单板规格及应用面板外观图WBARUNALMMONINOUT参数及说明单板尺寸：321mm（长）x218.5mm（宽）x2mm（厚）拉手条尺寸：345mm（高）x76mm（宽）ALM-红色告警指示灯状态描述：每隔1秒闪烁3次一一有紧急告警发生每隔1秒闪烁2次一一有主要告警发生每隔1秒闪烁1次一一有次要告警发生RUN-绿色运行灯状态描述：每隔1秒闪烁1次一一正常运行（开工）2秒亮2秒灭一一单板和SCC单板通信中断每秒闪烁5次未开

15、工状态接口说明：面板接口接口类型用途说明INLC接入待放大的合波信号，与FIU连接OUTLC输出放大后的合波信号，与FIU连接MONLC连接MCA单板，进行在线的性能监测单板占用两个槽位单板插放位置：IU1IU5,IU8IU12单板名称单板重量单板最大功耗（常温25）单板最大功耗（高温55）WBA1.2kg20W22W8.5HBAHBA板应用于超长单跨系统（LHP）的OTM站的发送部分。作用就是提高信号的输出光功率，完成发送方向的功率放大，满足单跨距超长距离的传输要求。1 .功能实现C波段光信号的大功率放大，提高信号的输出光功率；提供两种增益规格：29dB或者35dB,其中29dB增益的规格对

16、应波长数为40波的系统（192.1196.0THz,波长间隔100GHz）;35dB增益又10波长系统（192.1194.0THZ,波长间隔200GHz）,最大输出功率26dBm;支持对当前增益、输入输出光功率、泵浦激光器驱动电流、泵浦激光器工作温度、EDFA光模块温度的检测和上报；支持软件在线升级，支持单板FPGA、单板软件在线加载和升级；支持FPGA、单板软件版本查询、单板制造信息查询和模块类型查询；丰富的信息查询：能够查询：单板环境工作温度、单板详细信息、单板软件版本等；可靠的电源备份：单板电源模块采用双路热备份，可对电源模块的工作状态进行检测及告警上报。2 .原理HBA板原理框图如图8

17、-2所示。IN图8-2HBA板的原理框图HBA板包括EDFA光模块和电路模块两部分。EDFA光模块单板使用集成式EDFA模块，包括EDFA光模块和相关的控制、检测电路。EDFA光模块在较好增益平坦度的基础上实现光信号的大功率放大。集成式EDFA模块含有内置控制系统，支持对EDFA光模块的控制和各参数的检测，并通过串口通信电路和单板通信。电路模块检测、控制及通信电路模块是整个单板的中枢系统。它将其他的功能模块有机的连接起来，使其成为一个系统。电路模块完成单板的控制、监测和告警功能，并完成HBA单板和SCC板之间的数据通讯。它将单板的各种信息（告警、性能事件）上报给SCC板，并且也将SCC下发的命

18、令传递给HBA板。3 .单板规格及应用面板外观图参数及说明单板尺寸：321mm（长）x218.5mm（宽）x2mm（厚）(1：HB/拉手条尺寸：345mm（高）x76mm（宽）0RUNALM-红色告警指示灯状态描述：每隔1秒闪烁3次一一有紧急告警发生每隔1秒闪烁2次一一有主要告警发生每隔1秒闪烁1次一一有次要告警发生2ALM回MON回INOUTRUN-绿色运行灯状态描述：每隔1秒闪烁1次一一正常运行（开工）2秒亮2秒灭一一单板和SCC板通信中断每秒1烁5次未开工状态接口说明：面板接口接口类型用途说明INLC接入待放大的合波信号wOUTE2000/APC输出放大后的合波信号MONLC连接MCA单

19、板，进行在线性能监测单板占用两个槽位单板插放位置：IU1IU5,IU8IU12单板名称单板重量单板最大功耗（常温25C）单板最大功耗（高温55）HBA2.6kg65W71.5W8.6RPA、RPC、RPL1 .功能可以产生多波长高功率的泵浦光，为在传输光纤中放大信号光提供能量；可以实现长距离、宽带宽、低噪声、分布式的在线信号光放大；可以实现对泵浦光功率、温度控制电流、泵浦电流和背光电流进行检测；具有泵浦功率自动锁定、接受主控命令开关泵浦源、分离信号光、上报各种性能及告警和泵浦激光器保护的功能；2 .原理光纤拉曼（Raman）放大器用在DWDM系统的接收端，利用光纤的受激拉曼散射效应使光信号在传

20、输过程中得以放大。在OptiXBWS1600G系统中，光纤拉曼（Raman）放大器不是孤立的，必须和EDFA混合使用；应用于OptiXBWS1600G系统的光纤拉曼（Raman）放大器分为3种类型：用于C-band光放大的RPC用于C波段系统向L波段系统升级的RPL用于全波段放大的RPA此处以RPA为例介绍光纤拉曼（Raman）放大器的原理。单板功能框图如图8-3所示。泵浦光是由泵浦源模块内激光器产生，控制模块根据设定的泵浦驱动电流值，驱动泵浦激光器。控制模块还控制激光器的温度、激光器的关断和异常状态保护。LINE图8-3RPA单板功能框图RPC单板的原理和RPA相同，只用于C-band光放大

21、。L-band放大器RPL单板上只有一个OUT光接口，用来输出驱动L波段光放大的泵浦光。RPL单板必须和C波段的RPC单板联合使用实现全波段的光纤Raman放大。单板的功能框图和C-band的基本一致。光纤拉曼（Raman）放大器额定增益为10dB,与相应的专用EDFA配合使用可使系统的增益平坦度小于2dB,噪声系数大大减小。注意：插拔、连接RPA单板上的光纤时，应先关闭RPA单板的泵浦激光器。3 .单板规格及应用面板外观图参数及说明单板尺寸：321mm（长）x218.5mm（宽）x2mm（厚）拉手条尺寸：345mm（高）x76mm（宽）出F*AALM-红色告警指示灯状态描述：每隔1秒闪烁3次

22、一一有紧急告警发生每隔1秒闪烁2次一一有主要告警发生每隔1秒闪烁1次一一有次要告警发生RUNALMRUN-绿色运行灯状态描述：每隔1秒闪烁1次一一正常运行（开工）2秒亮2秒灭一一单板和SCC单板通信中断每秒闪烁5次未开工状态LINE接口说明：扃面板接口接口类型用途说明SYSMONoLINEE2000/APC接收来自线路上的光信号SYSLC与FIU单板相连，将经过放大的信号发送给FIU1)MONLC与MCA单板的输入口相连，进行在线光性能监测单板占用两个槽位，单板插放位置：IU1IU5,IU8IU12单板名称单板重量单板最大功耗（常温25）单板最大功耗（高温55）RPA4.25kg90W99W面板外观图参数及说明单板尺寸：321mm（长）x218.5mm（宽）x2mm（厚）拉手条尺寸：345mm（高）x76mm（宽）IIFRPCA