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应用于光通信的多路半导体激光器监控系统

导读: 光纤通信以其通信容量大、保密性强、重量轻等优点,已成为未来通信的主要手段,且随着WDM技术在光通信中的应用,进一步增大了通信容量。

  引言

  光纤通信以其通信容量大、保密性强、重量轻等优点,已成为未来通信的主要手段,且随着WDM技术在光通信中的应用,进一步增大了通信容量。由于在一个光通信窗口内同时传输多个波长的光信号,且每路光均承载一定的信息量。因此,对激光光源波长调制精度及稳定性要求很高。

  目前国内对单路激光光源的研究日趋成熟,而对多路激光光源配合工作及上层监控系统的研究开展较少。一方面,如果各光源独立工作,在通信前需分别调制各光源波长和功率参数,降低了调制效率,尤其在某个较窄的通信窗口内,更需要高效合理地分配波长资源,单路调节难以实现。另一方面,光源的数字单元多采用单片机和串口控制传输,速度低、通用I/O少,难以满足对多路光源的高效控制和高速采集传输的要求。基于此,本文研制了一套多路LD监控系统,由上位机统一管理,用DSP和FPGA双控制器替代单片机,USB2.0替代串口通信,与上位机配合实现了快速精确调制多路LD参数(波长和功率),实时监测各路LD工作状态和图形化显示等功能。实验结果表明,在1h内,温度稳定性达±0.01℃,功率稳定性达0.5%。

  1多路LD监控系统总体设计

  如前述,波长调制精度和稳定性直接影响到WDM的实现。目前波长调制方法主要有电流一波长调制和温度一波长调制法,各自优缺点见表1。考虑到光通信对功率稳定性的要求,本文选用温度一波长调制。

  本系统按照自上向下的设计思路,由上位机程序作为监控系统的操作平台,通过USB2.0发送控制命令,包括开/关电源、调制参数(LD温度和功率初值)和监测。专用于通信领域的DSP(TMSVC5416)接收并分析命令,配合FPGA操作D/A和A/D等接口,实现参数调制和数据采集,最终由上位机实时显示,多路LD监控系统总体组成如图1所示。

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