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掺饵光纤放大器的开发与应用<2>
泵浦源输出的泵捕光经95／5的光耦合器，将其95％的分支耦合进掺饵光纤输入端的
波分复用器（WDM）中，用作EDFA的泵浦光（其副载波调制对主信号光的影响可忽略）；
另5％的分支耦合到惨铒光纤输出瑞隔离器后的WDM上，使加有小信号调制泵浦光和信号
光同时在光纤中传输至下一个中继站或系统接收端。
为了进行EDFA输出信号光功率的自闭环控制，可以用中继器输出端WDM的另一分支
端接收光纤光栅滤波器或其他窄带光学滤波器选择所要测量的信号，实测的信号功率和
本地状态寄存器中的参考电平进行比较，通过一个自动增益控制电路来控制泵浦激光器
的偏置电流，实现EDFA的本地闭环控制。同时也为了进行故障定位，可以通过微处理器
在一定时间没有收到前面监控信号的前提下，向终端发送告警信号，报告终端系统出现
故障和故障可能出现在什么地方。
基于泵浦源调制的监控技术，利用EDFA的泵浦源作为监控信道的光发射机，不用加
入另外的光有源器件，并可利用现有的载波机以降低成本，能够完成的监控项目很全面，
是一种较有竞争力的监控方案。但这种方案需要可靠的泵浦源，若采用幅度调制方式，
则调制深度受限制。
考虑到通信网络中系统的横向兼容，也就是说，为了使通信系统标准化，ITU－T已
经对EDFA的监控制订出有关的建议草案。ITUT建议采用一个特定的波长来传送检测信号
和管理信号。这一波长可以是1550nm，或是1480nm，也可以是1310nm，还可选择1530nm。
如果选择1510nm、1480nm或1310nm波长，那么监控系统的速率就是2048kbit／S。若选
择1530nm波长，则监控系统速率为155Mbit／s。
由于1550nm、1480nm和1310nm都在EDFA的增益带宽外，如果采用上述波长，则监控
信号不能通过EDFA，也就是说，必须在EDFA前取出，在EDFA之后插入，这种方法称之为
带外波长监控。
因为2048kbit／s系统的接收灵敏度可根高（－50dBm以下），所以监控信道的光信
号不需要经过EDFA。
如果采用1530nm波长，由于它处在EDFA的增益带宽内，可以利用EDFA的增益，因而
监控系统的速率可以相对高一些（155Mbit／s），监控信号则在EDFA前插入，在EDFA后
出，这方法称之为带内波长监控。
因为155Mbit／s系统的接收灵活度较高，尽管EDFA的增益在1530nm波长处于一谷点，
但监控信息仍然能够正常传输。
值得注意的是，在上述建议采用的监控波长中，如果采用1410nm、1550nm或1530nm，
由于它们都在1550nm窗口，为了便于分离，可能都需要采用分布反馈式半导体激光器
（DFB－LD）作发送光源，这样会使系统的造价相应增高。
如果采用1310nm波段作为监控信道，尤其在多通信的WDM系统中，则可采用极简单
的1310nm／1550nm两窗口的被分复用技术，而且对1310nm波长的发送光源也无严格的波
长要求，因而造价十分低廉。但是，这一方案的缺点则是占用了目前使用较广泛的1310nm
波长信道。
鉴于以上情况，建议研制不同波长的监控系统，以适应不同工程的需要，节省工程
造价。
（2）基于OTDR的监控技术
光时域反射测试仪（OTDR）是光通信工程中使用的重要测量仪器，最大优点是可从
光纤的一端测全程特性。利用从光纤中返回的背向散射信号和菲涅尔反射，能测出故障
点的位置、大小、连（熔）接点的损耗、某段或全程损耗等。OTDR的一项重要技术指标
是它的动态范围，它决定了OTDR所能测最远距离，并在一定程度上决定着测量精度，动
态范围越大，所能测得的距离越远。
在实际应用中，光纤本身制造得越均匀，光纤中的损耗越小，能够返回的散射信号
就越弱，这是OTDR测量技术中面临的主要难题之一。此外，在EDFA监控系统中使用OTDR
时，有其特殊的技术难点，表现以下几方面：
采用了EDFA的通信系统，传输距离大大延长，要求OTDR具有很大的动态范围；
为保证工作稳定性，EDFA一般带有隔离器以消除反射，妨碍OTDR对背向散射信号检
测；
OTDR会接收到来自EDFA的大量自发辐射，干扰OTDR对背向散射信号的接收。
对于以上问题，有各种不同的解决方法。
首先，采用光放大技术可以解诀背向散射信号太弱的问题，提高OTDR的动态范围，
但由于EDFA中带有光隔离器，阻止了散射信号的返回。如果不加修改地使用OTDR对EDFA
进行监控，则只能监测从OTDR到第一个 EDFA间的线路，显然不符合要求，因而要对线路
进行适当的修改，方法有许多种，例如在放大器之间加光环形器或设置反向迂回路径，
采用WDM方式实现OTDR监测等。
其次，提高OTDR动态范围的方法，除了上述利用通信系统本身的放大器放大背向散射
信号外，还有两种方法：一种是采用Q一开关光纤激光器，另一种是采用相干检测技术。
此外，相干检测技术也是解决EDFA自发辐射问题的一种有效方法。利用相干检测技术可自
动消除自发辐射信号，抽取背向散射信号。
OTDR监控技术利用工程中常用的测量仪器OTDR，节省成本，其可从光纤的一端测全程
的特性特别适合海底光缆系统。但这种方案能够监测的项目不全面，如果线路中采用环形
器或利用相干检测技术，则费用昂贵，显得不实用。
摘自《广播与电视技术》
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