光性能 -- 标称单波输入/输出光功率标称增益

2024-08-26 05:52

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光功率计算

        光功率表示光信号能量的强弱,是波分系统的关键参数之一。光功率过大可能烧坏光器件,光功率过小,接收机就接收不到光信号。

        功率的国际单位是W(瓦特)。波分系统中传输的都是弱信号,功率值都非常小,所以用mW(毫瓦)表示。由于直接使用mW计算很不方便,工程上常用dBm(毫瓦分贝)来表示光功率的大小。dBm的定义如下:

        工程上还引入了dB(分贝),它表示两个功率量的比值,是一个相对值,用来表示光功率增益或衰减的单位。dB定义如下:

        其中Pout表示输出光功率,Pin表示输入光功率。

        进一步分析上述公式可得:

        引入dBdBm后就将功率的计算从乘除法,变为了加减法,极大的简化了计算。

标称单波输入/输出光功率

        进入光放中的信号是合波信号,合波信号的光功率,是每一个单波信号光功率之和。

​即:

假设每一个单波的光功率都相等,记为P单。换算为dBm,可以得到:

        其中N表示系统满波时的波数,P总为光放允许的最大总输出功率。

        在系统满波数已知的情况下,可以计算出P单波光功率值

        按照上述公式计算出的光放的单波输入光功率,称之为标称单波输入光功率

        同理计算光放的单波输出光功率,即为标称单波输出光功率

标称增益

        光放的增益定义为:

        当输入和输出都达到标称时,此时的增益值即为光放的标称增益。即标称单波输入/输出标称增益之前存在如下关系。

标称值在光功率调测中的实际意义

        在实际环境中,每一个单波的光功率都有一定的差异,因此标称值是一个理论值,但它对光功率调测有重要的参考意义。光放的标称值可以在《硬件描述》中的指标章节中查询到。

        光功率调测的目标是使收端的OTU单板的OSNR满足要求,从而系统误码率符合传输要求。光放单板在对光功率进行放大的同时也引入了OSNR。

        当光放的增益达到标称增益、单波输入光功率达到标称单波输入光功率时,单波输出光功率自然也达到标称单波输出光功率,光放工作最稳定,输出和各系数指标也能达到稳定值,引入的噪声也小。

        因此光放的标称单波输入/输出标称增益,是光功率调测时的重要的参考指标,在光放增益能够补偿线路损耗的情况下,使光放的单波输入/输出达到标称值,并且各波尽量平坦,此时系统传输性能达到最佳状态。

        以标称值为基准,OA1的输出总功率可以表示为:

        OA2的输入总功率可以表示为:

        通过调节3处的EVOA可以使OA2的输入光功率达到标称要求。

        通过调节4处的EVOA,可以使进入OA1的每个单波输入光功率达到标称,保持平坦度要求。

        需要注意的是,为了能够满足未来扩容的需求,在调测时,是按照系统的总波数调测的,而不是实际使用的波数。比如设计系统为80波系统,当前只用了40波,调测时,依然需要按照系统满波时80波的标准进行调测。

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