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，則將鉺離子從基態(tài) L1 激發(fā)至 L3（請參閱圖 5）;如果工作在 1480 nm 波長，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 的信號通過，則信號光子會激發(fā)能級 L2 的離子下降到 L1，產(chǎn)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(fā)輻射從 能級 L2 衰減至 L1，這種情況會隨機發(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 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(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行過程中，現(xiàn)場技術(shù)人員可能會首先使用光纖探測器來確認(rèn)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(xiàn)場技術(shù)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(wù)開通團隊會打開發(fā)送器并執(zhí)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(zhí)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(shè)忽視了 OSA 在充分利用光纖網(wǎng)絡(luò)方面的真正價值。
如何使用 OSA 將網(wǎng)絡(luò)的潛力最大化
網(wǎng)絡(luò)性能評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)最大潛力的測量工具之一。使用 OSA 可以執(zhí)行以下三項操作來優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能：增加通道數(shù)量;增加數(shù)據(jù)速率;在實驗室中測試不同網(wǎng)絡(luò)配置。
通過測量 OSNR、通道間距和信號光譜寬度，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，則將鉺離子從基態(tài) L1 激發(fā)至 L3（請參閱圖 5）;如果工作在 1480 nm 波長，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 的信號通過，則信號光子會激發(fā)能級 L2 的離子下降到 L1，產(chǎn)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(fā)輻射從 能級 L2 衰減至 L1，這種情況會隨機發(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 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(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
市場中當(dāng)前出現(xiàn)的 OSA在典型的激活和試運行過程中，現(xiàn)場技術(shù)人員可能會首先使用光纖探測器來確認(rèn)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(xiàn)場技術(shù)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(wù)開通團隊會打開發(fā)送器并執(zhí)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(zhí)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(shè)忽視了 OSA 在充分利用光纖網(wǎng)絡(luò)方面的真正價值。
如何使用 OSA 將網(wǎng)絡(luò)的潛力最大化
網(wǎng)絡(luò)性能評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)最大潛力的測量工具之一。使用 OSA 可以執(zhí)行以下三項操作來優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能：增加通道數(shù)量;增加數(shù)據(jù)速率;在實驗室中測試不同網(wǎng)絡(luò)配置。
通過測量 OSNR、通道間距和信號光譜寬度，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(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導(dǎo)致通道重疊，否則可能會增加 BER。因此，更高的數(shù)據(jù)速率會進一步優(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
