EDFA增益控制与差错检测的功率监测方案

AGCALC特性

　　控制信道功率采用自动控制，有瞬态响应。以下为EDFA在 ALC下的瞬态响应。

　　图2 显示了实验环境。使用两个DFB-LD分别控制信道1和2.。在信道2我们使用了一个AOM仿真控制信道源。两个控制信道使用一个3dB的耦合器和一个PD。ALC电路控制信道1的驱动电流，监测功率保持常量。控制通道与信号通道通过一个阵列波导光栅（AWG）进行复用。控制通道波长为1572.1nm（190.7THz）。输入控制通道与16个信号通道波长从1573.7（190.5THz信道1）到1598.9nm(187.5THz信道16)有1.6nm（200GHz）信道间隔到EDFA。然后用一个AWG从EDFA解复用输出信道，通过光电转换器和示波器监测功率瞬态。

图2 实验环境搭建

　　图3（a）和（b）显示了EDFA的配置框图。图3（a）代表EDFA信道1，有自动增益控制（AGC）功能，这种配置方式广泛应用于在每一个信号通道均保持不变的情况。BPF只允许控制信道通过。AGC功能可保持控制信道增益为常量。EDFA信道1平均增益为19.1dB，16个信道增益平坦度低于0.8dB。图3（b）为EDFA信道2包含一个可调衰减器（VOA）在两个放大器之间（有AGC功能），达到ALC功能。每一个信道的输出功率都自动控制来补偿输入功率的变化。控制信道增益在EDFA2的EDFA单元中保持常量。保证EDFA信道2平均电平为常量，确保信号增益与斜率。尽管EDFA信道1输出增益随着输入功率电平变化而改变，控制信道输入EDFA2可通过调节VOA来保持稳定，这会达到输入到EDFA2信号功率为常量。输出功率在输入信道功率改变时也可维持常量。EDFA2放大光路从-20dBm到-12dBm到+2.5dBm（平均），增益平坦度少于1.5dB，可变衰减器的驱动速度为320μs。当16信道有15个drop或从1个信道的操作增加到15个时，功率漂移对EDFA1和EDFA2分别低于±0.5与±1.0dB。

图 3（a）带自动增益功能EDFA

图3（b）自动增益与电压控制EDFA

　　当控制信道2电源切掉时耦合控制信道功率会忽然下降，返回到之前电平的时间在200μs，误差低于0.05dB。如果信号波长为1573.7nm，通过ALC使得功率抖动可稳定在偏移量1ms内低于0.1dB。我们在这里定义了功率偏移量为区分信道2 切断后功率控制的稳定性。最大功率瞬间增加（或降低）定义为区分最大（或最小）功率与信道2 切断时控制的功率。ALC电路的转换特性表示为LD电流每PD电流每时间。

　　EDFA1的最大功率瞬间增加值与不同输入信道在输入信道功率为－16dBm∕ch时几乎相同,增加微弱。EDFA2最大功率瞬间增加改变微弱， 最大功率瞬间增减在输入功率为－18 dBm∕ch时最小。EDFA2 最大功率瞬间增减分别为0.3～0.1ms以内。