網絡中的噪聲源
EDFA 是網絡中的主要噪聲源,來自稱為“放大自發輻射”(ASE) 的過程。典型的 EDFA 包含激光器(稱為“泵浦”源),如果工作在 980 nm波長,則將鉺離子從基態 L1 激發至 L3(請參閱圖 5);如果工作在 1480 nm 波長,則從 L1 激發至 L2。處于 L3 的離子很快就衰變到 L2。如果光纖中有 1550 nm 的信號通過,則信號光子會激發能級 L2 的離子下降到 L1,產生一個與信號光子具有相同波長,相同傳播方向的新光子。信號因而會通過受激輻射得到放大。鉺離子也可以通過自發輻射從 能級 L2 衰減至 L1,這種情況會隨機發生并產生光子。這些光子同樣能夠使鉺離子產生受激輻射,并得到放大,從而導致 ASE 噪聲。相應地,每個 EDFA 都會因為其 ASE 而降低已放大信號的 OSNR。如果信號相繼通過多個 EDFA,則第一個 EDFA 通常會導致 OSNR 下降約 3 dB,之后的 EDFA 導致的 OSNR 下降量少于 3 dB。
在典型的激活和試運行過程中,現場技術人員可能會首先使用光纖探測器來確認連接器是否清潔,然后使用功率計測試光纖中的損耗。如果損耗大于通過值,則現場技術人員會使用光時域反射儀 (OTDR) 來查找故障,而測試順序的最后一步通常是 BER 測試。然后,服務開通團隊會打開發送器并執行 OSA 測量,以檢查每個通道的中心波長和功率級別,在某些情況下也會檢查 OSNR。在這種情況下,在冗長的要執行的測試列表中,OSA 測量可能會被視為用處不大的額外測量。事實上,這種錯誤假設忽視了 OSA 在充分利用光纖網絡方面的真正價值。
如何使用 OSA 將網絡的潛力最大化
網絡性能評估的最緊要的一套指標(通道平坦度、最小功率等)里,OSA 是極少數能夠發揮網絡最大潛力的測量工具之一。使用 OSA 可以執行以下三項操作來優化網絡性能:增加通道數量;增加數據速率;在實驗室中測試不同網絡配置。
通過測量 OSNR、通道間距和信號光譜寬度,OSA 允許網絡規劃人員判斷是否能夠增加通道數量(圖 6)。假設網元可以處理更緊密的通道間距(例如,考慮復用/解復用),那么增加額外的通道可以輕松增加光纖徑距的帶寬。
EDFA 是網絡中的主要噪聲源,來自稱為“放大自發輻射”(ASE) 的過程。典型的 EDFA 包含激光器(稱為“泵浦”源),如果工作在 980 nm波長,則將鉺離子從基態 L1 激發至 L3(請參閱圖 5);如果工作在 1480 nm 波長,則從 L1 激發至 L2。處于 L3 的離子很快就衰變到 L2。如果光纖中有 1550 nm 的信號通過,則信號光子會激發能級 L2 的離子下降到 L1,產生一個與信號光子具有相同波長,相同傳播方向的新光子。信號因而會通過受激輻射得到放大。鉺離子也可以通過自發輻射從 能級 L2 衰減至 L1,這種情況會隨機發生并產生光子。這些光子同樣能夠使鉺離子產生受激輻射,并得到放大,從而導致 ASE 噪聲。相應地,每個 EDFA 都會因為其 ASE 而降低已放大信號的 OSNR。如果信號相繼通過多個 EDFA,則第一個 EDFA 通常會導致 OSNR 下降約 3 dB,之后的 EDFA 導致的 OSNR 下降量少于 3 dB。

圖 5. EDFA 中的自發輻射和受激輻射
市場中當前出現的 OSA在典型的激活和試運行過程中,現場技術人員可能會首先使用光纖探測器來確認連接器是否清潔,然后使用功率計測試光纖中的損耗。如果損耗大于通過值,則現場技術人員會使用光時域反射儀 (OTDR) 來查找故障,而測試順序的最后一步通常是 BER 測試。然后,服務開通團隊會打開發送器并執行 OSA 測量,以檢查每個通道的中心波長和功率級別,在某些情況下也會檢查 OSNR。在這種情況下,在冗長的要執行的測試列表中,OSA 測量可能會被視為用處不大的額外測量。事實上,這種錯誤假設忽視了 OSA 在充分利用光纖網絡方面的真正價值。
如何使用 OSA 將網絡的潛力最大化
網絡性能評估的最緊要的一套指標(通道平坦度、最小功率等)里,OSA 是極少數能夠發揮網絡最大潛力的測量工具之一。使用 OSA 可以執行以下三項操作來優化網絡性能:增加通道數量;增加數據速率;在實驗室中測試不同網絡配置。
通過測量 OSNR、通道間距和信號光譜寬度,OSA 允許網絡規劃人員判斷是否能夠增加通道數量(圖 6)。假設網元可以處理更緊密的通道間距(例如,考慮復用/解復用),那么增加額外的通道可以輕松增加光纖徑距的帶寬。

圖 6. 使用 OSA 判斷是否可以增加通道數量
第二,OSA 使得技術人員能夠判斷是否可以增加光纖徑距的數據速率,因為它可以測量信號的光譜寬度。眾所周知,信號的光譜寬度隨著數據速率的增加而增加。例如,如果 10 Gbits/s 通道在圖 7 中顯示為黑色,則數據速率可以增加至 40 Gbit/s(以紅色顯示)而不會影響網絡性能,只要在色度色散 (CD) 和偏振模色散 (PMD) 的容限內。重要的是要確保更大的光譜寬度不會導致通道重疊,否則可能會增加 BER。因此,更高的數據速率會進一步優化光纖容量的使用。
圖 7. 使用 OSA 判斷是否可以增加數據速率