網(wǎng)絡(luò)中的噪聲源
EDFA 是網(wǎng)絡(luò)中的主要噪聲源，來自稱為“放大自發(fā)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(zhǎng)，則將鉺離子從基態(tài) L1 激發(fā)至 L3（請(qǐng)參閱圖 5）;如果工作在 1480 nm 波長(zhǎng)，則從 L1 激發(fā)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(hào)通過，則信號(hào)光子會(huì)激發(fā)能級(jí) L2 的離子下降到 L1，產(chǎn)生一個(gè)與信號(hào)光子具有相同波長(zhǎng)，相同傳播方向的新光子。信號(hào)因而會(huì)通過受激輻射得到放大。鉺離子也可以通過自發(fā)輻射從 能級(jí) L2 衰減至 L1，這種情況會(huì)隨機(jī)發(fā)生并產(chǎn)生光子。這些光子同樣能夠使鉺離子產(chǎn)生受激輻射，并得到放大，從而導(dǎo)致 ASE 噪聲。相應(yīng)地，每個(gè) EDFA 都會(huì)因?yàn)槠?ASE 而降低已放大信號(hào)的 OSNR。如果信號(hào)相繼通過多個(gè) EDFA，則第一個(gè) EDFA 通常會(huì)導(dǎo)致 OSNR 下降約 3 dB，之后的 EDFA 導(dǎo)致的 OSNR 下降量少于 3 dB。
在典型的激活和試運(yùn)行過程中，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員可能會(huì)首先使用光纖探測(cè)器來確認(rèn)連接器是否清潔，然后使用功率計(jì)測(cè)試光纖中的損耗。如果損耗大于通過值，則現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員會(huì)使用光時(shí)域反射儀 （OTDR） 來查找故障，而測(cè)試順序的最后一步通常是 BER 測(cè)試。然后，服務(wù)開通團(tuán)隊(duì)會(huì)打開發(fā)送器并執(zhí)行 OSA 測(cè)量，以檢查每個(gè)通道的中心波長(zhǎng)和功率級(jí)別，在某些情況下也會(huì)檢查 OSNR。在這種情況下，在冗長(zhǎng)的要執(zhí)行的測(cè)試列表中，OSA 測(cè)量可能會(huì)被視為用處不大的額外測(cè)量。事實(shí)上，這種錯(cuò)誤假設(shè)忽視了 OSA 在充分利用光纖網(wǎng)絡(luò)方面的真正價(jià)值。
如何使用 OSA 將網(wǎng)絡(luò)的潛力最大化
網(wǎng)絡(luò)性能評(píng)估的最緊要的一套指標(biāo)（通道平坦度、最小功率等）里，OSA 是極少數(shù)能夠發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)最大潛力的測(cè)量工具之一。使用 OSA 可以執(zhí)行以下三項(xiàng)操作來優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能：增加通道數(shù)量;增加數(shù)據(jù)速率;在實(shí)驗(yàn)室中測(cè)試不同網(wǎng)絡(luò)配置。
通過測(cè)量 OSNR、通道間距和信號(hào)光譜寬度，OSA 允許網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃人員判斷是否能夠增加通道數(shù)量（圖 6）。假設(shè)網(wǎng)元可以處理更緊密的通道間距（例如，考慮復(fù)用/解復(fù)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(wǎng)絡(luò)中的主要噪聲源，來自稱為“放大自發(fā)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(zhǎng)，則將鉺離子從基態(tài) L1 激發(fā)至 L3（請(qǐng)參閱圖 5）;如果工作在 1480 nm 波長(zhǎng)，則從 L1 激發(fā)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(hào)通過，則信號(hào)光子會(huì)激發(fā)能級(jí) L2 的離子下降到 L1，產(chǎn)生一個(gè)與信號(hào)光子具有相同波長(zhǎng)，相同傳播方向的新光子。信號(hào)因而會(huì)通過受激輻射得到放大。鉺離子也可以通過自發(fā)輻射從 能級(jí) L2 衰減至 L1，這種情況會(huì)隨機(jī)發(fā)生并產(chǎn)生光子。這些光子同樣能夠使鉺離子產(chǎn)生受激輻射，并得到放大，從而導(dǎo)致 ASE 噪聲。相應(yīng)地，每個(gè) EDFA 都會(huì)因?yàn)槠?ASE 而降低已放大信號(hào)的 OSNR。如果信號(hào)相繼通過多個(gè) EDFA，則第一個(gè) EDFA 通常會(huì)導(dǎo)致 OSNR 下降約 3 dB，之后的 EDFA 導(dǎo)致的 OSNR 下降量少于 3 dB。
圖 5. EDFA 中的自發(fā)輻射和受激輻射
市場(chǎng)中當(dāng)前出現(xiàn)的 OSA在典型的激活和試運(yùn)行過程中，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員可能會(huì)首先使用光纖探測(cè)器來確認(rèn)連接器是否清潔，然后使用功率計(jì)測(cè)試光纖中的損耗。如果損耗大于通過值，則現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員會(huì)使用光時(shí)域反射儀 （OTDR） 來查找故障，而測(cè)試順序的最后一步通常是 BER 測(cè)試。然后，服務(wù)開通團(tuán)隊(duì)會(huì)打開發(fā)送器并執(zhí)行 OSA 測(cè)量，以檢查每個(gè)通道的中心波長(zhǎng)和功率級(jí)別，在某些情況下也會(huì)檢查 OSNR。在這種情況下，在冗長(zhǎng)的要執(zhí)行的測(cè)試列表中，OSA 測(cè)量可能會(huì)被視為用處不大的額外測(cè)量。事實(shí)上，這種錯(cuò)誤假設(shè)忽視了 OSA 在充分利用光纖網(wǎng)絡(luò)方面的真正價(jià)值。
如何使用 OSA 將網(wǎng)絡(luò)的潛力最大化
網(wǎng)絡(luò)性能評(píng)估的最緊要的一套指標(biāo)（通道平坦度、最小功率等）里，OSA 是極少數(shù)能夠發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)最大潛力的測(cè)量工具之一。使用 OSA 可以執(zhí)行以下三項(xiàng)操作來優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能：增加通道數(shù)量;增加數(shù)據(jù)速率;在實(shí)驗(yàn)室中測(cè)試不同網(wǎng)絡(luò)配置。
通過測(cè)量 OSNR、通道間距和信號(hào)光譜寬度，OSA 允許網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃人員判斷是否能夠增加通道數(shù)量（圖 6）。假設(shè)網(wǎng)元可以處理更緊密的通道間距（例如，考慮復(fù)用/解復(fù)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(shù)量
第二，OSA 使得技術(shù)人員能夠判斷是否可以增加光纖徑距的數(shù)據(jù)速率，因?yàn)樗梢詼y(cè)量信號(hào)的光譜寬度。眾所周知，信號(hào)的光譜寬度隨著數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)速率可以增加至 40 Gbit/s（以紅色顯示）而不會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)性能，只要在色度色散 （CD） 和偏振模色散 （PMD） 的容限內(nèi)。重要的是要確保更大的光譜寬度不會(huì)導(dǎo)致通道重疊，否則可能會(huì)增加 BER。因此，更高的數(shù)據(jù)速率會(huì)進(jìn)一步優(yōu)化光纖容量的使用。
圖 7. 使用 OSA 判斷是否可以增加數(shù)據(jù)速率
